盐构造与油气勘探

2003年4月

文章编号：（2003）1000-074702-0017-03

石油勘探与开发

PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENT

Vol.30No.2

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盐构造与油气勘探

贾承造1，赵文智1，魏国齐2，刘德来3，张君峰3

（1.中国石油勘探开发研究院；2.中国石油勘探开发研究院廊坊分院；3.中国石油天然气股份有限公司）

摘要：盐构造广泛分布于北美、非洲、欧洲、东南亚、中东等地区，是当前国外构造地质研究和油气勘探的热点。2002年

发布的最新研究成果表明：盐构造演化主要经历底辟早期、局部盐岩运移、AAPG年会重要议题之一是盐构造与油气勘探，

线形盐墙同期变形、成熟底辟形成晚期和底辟活动等5个阶段；主要发育盐墙、盐株伞盖、盐倒悬体、盐焊接、盐岩推覆体、微型盆地、逆断层和走向滑动断层等8种构造样式；利用三维物理与数值模拟可以恢复盐构造发育过程和空间变化，有助于识别盐构造。与盐构造有关的油气勘探近期分别在墨西哥湾、非洲（安哥拉、刚果深水大陆架）、中东的伊朗等地区取得重大发现，显示了盐构造的巨大油气勘探前景。随着三维地震成像和盐构造地震识别技术的应用，与盐构造相关的油气藏将是今后极为重要的油气储量增长点。参13关键词：盐构造理论；油气勘探；发展趋势AAPG年会；中图分类号：TE121.2；P542

文献标识码：A

盐构造泛指在重力、浮力和区域应力等综合作用下，盐岩、泥岩及其它密度低于上覆地层的物质形成的底辟构造。2002年AAPG年会上，盐构造与油气勘探是会议讨论的一项重要议题，有17篇论文涉及中东、北美、非洲、欧洲、东南亚等众多地区关于盐构造研究的最新成果，例如中东地区伊朗Zagros东南部地区盐底辟作用、墨西哥深水海湾外来盐岩侵入构造、西非Gabon海上Etane地区Aptian碱式盐层变形、尼罗河深海冲积扇东部盐构造、非洲深水盐丘构造、英国北海中心地堑盐构造、沙巴—马来西亚海上盆地古近系生长断层和盐刺穿构造等。本文概括介绍盐构造理论、盐构造油气勘探、盐构造研究的发展趋势方面的主要研究成果。

压缩构造；向盆地方向的原始沉③无论盐丘位置如何，

积因断层而迅速尖灭，可能导致褶皱带缺失。由该研究发展的定量分析方法对全球深水盐盆勘探具有指导意义。

另外还发现，地层与盐构造的接触面越陡，发育褶皱的区域越窄，原因是上覆层褶皱只能形成于盐上拱和相对沉积速率一定的范围，速率大大超过净盐岩上拱速率时刺穿构造被埋藏，速率太慢则形成峭壁接触或盐溢

［3］出于沉积物表面，二者均形成小型褶皱。

在挤压过程中，盐层内一些向斜渐趋萎缩，分开形成透镜体，因此在大量发育盐岩地区的地震剖面上，盐

［4］丘挤压前缘可识别出众多反射体。

1盐构造理论研究新进展

1.1盐构造的发育特征

国际上关于盐构造成因的研究较多。

文献［1］应用高质量3维地震方法研究北海地堑9个盐底辟，提出断陷盆地底辟的演化序列为：①底辟早期发展阶段，②局部盐岩运移，③线形盐墙同期变形，④成熟底辟形成晚期，⑤底辟活动阶段。

文献［2］根据穿过摩洛哥、塞内加尔、赤道几内亚、加蓬、安哥拉和马达加斯加岛大陆边缘的区域反射地震横断面，对非洲含盐盆地底部逆冲带进行了盐丘可比性分析，认为所有盐体深水褶皱带都受重力作用，在全盆地盐丘挤离作用下，其上倾张力被下倾压缩力补偿，差异归因于几个因素：①与后期产生的裂谷盐盆地相比，同生裂谷盆地的沉降导致的全盆地挤离作用一般较低效；倾向于增强②在陡窄的大陆边缘斜坡底部，

1.2与盐构造伴生的相关构造样式

本届年会提出的盐构造样式较多，除底辟过程中发育的生长断层和滚动背斜等简单样式外，还包括盐墙、盐株伞盖（saltstockcanopy）、盐倒悬体（saltoverhang）、盐焊接（saltweld）、盐岩推覆体（saltnappe）、微型盆地

［5-8］（mini-basin）、逆断层和走向滑动断层等。

墨西哥深水海湾的研究表明，由密西西比冲积扇叠合带组成的盐构造终止于外来盐岩趋势面的明显弯曲处。盐株伞盖带的上倾部位是盐岩再聚集带，存在很深的代表早期外来盐岩的区域性盐焊接面，该焊接面不对称下降，被由阶梯式反向区域断层限定的微型盆地（形

［5］

。尼罗河成于厚层外来盐岩之上的初始凹陷）所覆盖

深海冲积扇东部的构造样式可能是在Messinian蒸发盐

和上覆上新统—更新统岩层的厚皮构造作用和薄皮重力驱动扩张作用共同引起的。在重力扩张作用下，含盐被动边缘的典型海进结构包括小的远源弯曲褶皱、由岩

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盐岭围绕的中坡度的微型盆地和近源正常生长断

［6］

层。伊朗Zagros带Hormuz蒸发岩切开并穿过沉积岩［7］层，以盐栓形式出露于地表。非洲Gongo盆地沉积由后Aptian盐构造控制，主要特征为延伸0～50km的近平［8］行“盐墙”。

质几何模型包括盐体、在线性近似基础上恢复盐体原始

［13］

形状的精确模拟方法等。一大批物理模拟和数值模

拟技术的应用，对盐构造的勘探及地质解释有重要指导作用。

一些学者根据对地震剖面的构造解析，认为在盆地拉张和回返过程中，早、晚期盐层之间存在盐丘作用被机械消除的现象：晚期盐沉积厚度呈渐进式变化，主要的原生正断层被嵌入基底，盐上只发育次生正断层2盐构造油气勘探

三维地震及多波束测深、反向散射成像等地震勘探技术的发展，促进了识别盐构造及发现相关油气，盐构造的油气勘探越来越受到重视。

及派生变形（盐构造），有些以盐层为核部转变成隐蔽的同沉积冲断构造，另外一些的主要运动方式是因压

缩而产生的垂直运动［9］

。

1.3盐构造物理与数值模拟

物理模拟和数值模拟技术的普遍应用和结合，极大地推动了盐构造研究的新进展。例如，文献［10］通过对英国北海中心地堑的盐底辟体和基底断裂体系之间三维关系的深入研究，发现与厚层表面拉张相关的盐构造物理模型受到二维构造的很大限制：在拉张过程中，基底断裂体系的交叉点在上覆岩层中产生了复杂的单向、双向或三个方向的卷滑构造。卷滑构造和相应底辟体位于基底断裂体系交叉点附近（主要在对角内侧处），使上覆地层的变形和下盘底辟活动在裂缝边缘区局部化、定位化。在内部拉张期，盆地内地垒体系演化为以主要盐墙为核心的向内下沉的地堑；在随后的反转过程中，主要底辟体再次活动，向上穿过上覆地层，表明浮力在构造反转过程中起重要作用。对于有较大交叉点的断裂体系，其盆地边缘块状反转前缘的发育与拉张过程中局部易破裂有关，底辟顶部和夹带的盐体可以作为反转前缘断层发育时的核心。

同沉积构造的发育过程是原始含盐盆地几何形态、运动前沉积地层的厚度、运动期沉积速率和基底斜坡角等因素的函数。对外部扶壁和盐层楔入这两类前缘边界条件进行实验室物理模拟的结果，都有因重力滑移变化导致的挤压波向上迁移过程。盐层楔入模式产生向前的挤压迁移，以发育新形成的挤压构造为特征，地震资料显示超深的安哥拉边缘属该类型；外部扶壁模式则导致形成拉张构造、刺穿和地堑的反转构

造［11］

。

另外，恢复三维古构造有助于认识泥岩刺穿作用与在此环境下连续发育的生长断层的交互作用，建立

盆地地层、构造圈闭模型［12］。对尼罗河深海冲积扇东

部盐构造的构造型式进行物理模拟的结果表明，这种特殊构造的形成是因为存在被动的基性盐凹凸和支

柱，而不是主动的基性盐凹凸［11］。恢复复杂的客观地

2.1墨西哥湾深水盐下油气勘探取得重大发现

Boarshead盆地CrazyHorse油田位于新奥尔良东南约200km，水深约1.8km。BP公司于1988年首次进入墨西哥湾深水勘探，初期合作者为Shell公司，曾发现Mars、Ursa油田。近几年认识到盐下构造大而简单，与陆棚比较相似，建立了合理的深水地质模型，采用超深钻井技术钻了15口探井，成功率达到33!～50!，于

1999年发现了CrazyHorse油田，

估计可采储量为10亿桶（1桶约为0.159m3），是迄今墨西哥湾深水勘探最重

要的发现，之后又有一批大的发现，估计储量达15亿桶。另外，在墨西哥湾中心Atwater峡谷63区块，1991年没有发现中新世香普兰统盐圈闭，1999年在该区块有效应用三维地震数据后，初步界定盐核背斜圈闭。相似盐核背斜在Green峡谷密西西比扇体褶皱带区MFFB）已被证实有油气。2000年第一季度Texaco和Agip合钻的Champlain井证实，Atwater峡谷63区块中新世中期发育的优质砂岩中有良好的油气。

2.2非洲大陆架油气勘探获得极大成功

安哥拉拥有西非50!的盐盆，深水勘探获得极大成功。安哥拉20世纪50～70年代以勘探陆上和海岸边为主，1978年开始海上（水深200m）勘探，80年代陆架边缘勘探取得很大成功，90年代勘探达到最高峰。随着深水钻井技术的发展，探井深达1500m左右，已钻探井60多口、评价井20多口，海上勘探至少获得37个商业性发现（单个发现达可采原油150～650百万桶的规模），新增70亿桶储量，预期2004年日产量可达1百万桶。2001年在安哥拉宽扎盆地海上深水区又有发现，Semba-1井

（发现井）测试日产油416t。非洲Gongo盆地油气勘探有新发现。由于早期二维地震资料反映复杂盐构造的效果较差，1992年以前该盆地只发现了2个没有经济价值的油田；1997年进行了385km2的三维地震勘探，1998年6月在Etane地区钻获1口见油井。但该地区要圈定出低幅披覆构造，需要更好的声速资料，提高“盐墙”下地震分辨率。1999年由Paradigm对三维地震资料进行了叠前深度偏移处

（

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理，2001年钻了2口非常成功的评价井。2.3欧洲北海盐构造油气勘探成果显著

北海地堑中心是一个世界级的产油气区，三叠系和侏罗系发育在拉张形成的长条形断陷中，白垩纪早期开始热沉降。断陷中有许多构造，其发育主要受陡立的、高幅度盐底辟所控制。

此外，伊朗Zagros带油藏圈闭的形成主要与厚层

已识别出12个隐蔽盐底Hormuz蒸发岩拆离作用有关，辟带的位置。

［7］CyrusLiaghat，Thierryvillemin，FrancoisJouanne.Groundsurface

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Program，Vol.11.

［10］TimDooley，KenMcClay.Markhempton，3盐构造研究与油气勘探的发展趋势

①盐构造广泛分布于大陆架及陆地，

随着盐构造地震识别技术的应用和盐构造圈闭识别技能的提高，盐构造已成为当前构造地质研究和油气勘探的热点，与盐构造相关的油气藏将是今后极为重要的油气储量增长点。

②二维、

三维精细的物理模拟和数值模拟仍是盐构造研究的一个主要方向，二者结合，可以不断识别出新的盐构造样式。裂陷盆地中形成大型底辟的整个过程包含发育厚皮和薄皮的伸长构造、紧密构造等。③将地貌、构造等形态学与盐构造相关的动力学相结合，对盐构造进行盆地分析和构造解析，预测含油气区带及圈闭的分布，将是进一步研究的重点。这在拉张盆地的底辟、刺穿构造中已经有了较深入的研究，今后在前陆挤压盆地的油气勘探中也应予以重视。

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文章编号：1000-0747（2003）02-0020-04

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［A］.2002AAPGAnnualConvention［C］.March10-13，Houston，Texas，OfficialProgram，Vol.11.第一作者简介：贾承造（1948-），男，河北宣化人，获南京大学理学博士学位，中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师，从事构造地质、石油地质研究及油气勘探工作和中国石油勘探开发研究院管理工作。地

址：北京市学院路20号，院部，邮政编码：100083。

收稿日期：2002-08-26

（编辑梁大新）

Saltstructuresandexplorationofoilandgas

JIACheng-zao1，ZHAOWen-zhi1，WEIGuo-qi2，LIUDe-lai3，ZHANGJun-feng3（1.ResearchInstituteofPetroleum

Exploration&Development，Beijing100083，P.R.China；2.RIPED-Langfang，Hebei065007，P.R.China；3.PetroChina，Beijing100011，P.R.China）Abstract：SaltstructuresarewidespreadinNorthAmerica，Africa，Europe，SoutheastandMiddle-eastAsia，whichareamongthehottesttopicsoftectonicresearchandexplorationforoilandgasduringtheannualmeetingofAAPGin2002.Accordingtothelatestresearches，fivestageshavebeenfoundinthegrowthanddevelopmentofsaltstructures，includingearly-stagediapir，localsaltmigration，coevaltransformationoflinearsalt-walls，late-stageevolutionofthematurediapirsandactivediapiricepisodes.Duringtheevolutionofthesaltstructures，eighttypesofstructuralstylescanberecognized，suchassaltwalls，saltstockcanopiesandnappes，mini-basins，thrustsandstrike-slipfaults.Withtheapplicationsof3-Dseismicandnumericalmodelingtechniques，thegrowingstagesandthetridimensionalvariationofsaltstructuresshouldbeabletoberestoredandrecognized.Saltstructuresrelatedwithtrapsthatarelikelyoil-bearinghavebeendiscoveredrecentlyintheMexicoBay，AfricaandMiddle-east，whichmeansthatsaltstructuresareclosedarepromisingexplorationareasofoilandgas，andtheywillplayanimportantroleinthegrowthofreserves.

Keywords：annualmeetingofAAPG；theoryofsalttectonic；explorationofoil&gas；developmenttrend