焉耆盆地南部凹陷侏罗系剥蚀量恢复

邵伟民

摘要：地层剥蚀厚度恢复是研究盆地演化史，古地貌恢复、保存条件的重要基础工作。文中通过运用镜质体反射率法和泥岩声波时差法分别求取了B1井，B3井井点处的侏罗系的剥蚀量，并依此为基准点，然后通过地层对比法估算了南部凹陷侏罗系的地层剥蚀量。

关键词：剥蚀量；镜质体反射率；声波时差；闭合线网

焉耆盆地南部凹陷位于焉耆盆地博湖坳陷南部，北起种马场南断裂，南至库鲁克山，面积1600km2，基底最大埋深7000m。残存的侏罗系由凹陷中心向四周减薄。从已有的成藏条件看，该区主要烃源岩为侏罗系三工河组和八道湾组，主要成藏期为侏罗系末，油气成藏与燕山期以前的构造运动密切相关。因此，搞清燕山运动对于南部凹陷的构造格局，构造发育以及构造改造作用，对南部凹陷的油气保存条件研究具有重要意义。

一、地层剥蚀厚度估算

目前恢复地层剥蚀量的常见常用方法很多，主流方法按学科可分为3大类：基于古温标的地热学方法，主要有镜质体反射率法，磷灰石裂变径迹法、流体包裹体法等；基于地层学或沉积学原理的地质学方法，主要有地层对比法、沉积—剥蚀速率法、沉积波动分析法等；基于测井或地震数据的地球物理学方法，主要有孔隙度法、泥岩声波时差法等。每类方法都有其自身的适用条件和局限性。对比表明，镜质体反射率法和声波时差法适用于焉耆盆地南部凹陷，具有获取资料迅速、简单易行的特点。因此本文首先用了这两种方法计算了南部凹陷B1井、B3井的剥蚀量，在此基础上应用地层对比法恢复了南部凹陷的地层剥蚀量。

1.镜质体反射率计算井点剥蚀量

镜质体反射率（Ro）随热演化程度增加而增大，但不会因热演化程度减弱而减小，即具有不可逆性因此长期以来它做为一种地质温度计被广泛用于各种地质学研究。Dow于1977年提出的利用镜质体反射率(Ro)估算不整合面地层剥蚀厚度的方法,在石油地质领域得到了广泛的应用。其基本原理就是通过剥蚀面上、下地层的Ro值的有规律变化来推算剥蚀量的大小。因此，利用上述原理，利用ln(Ro)与H的线性关系求取剥蚀厚度。将不整合面下构造层的ln Ro-H散点进行线性回归后，外推至ln（0.2）处而得到该构造层近似的古地表位置，古地表位置与不整合面位置的距离即为该构造层的剥蚀厚度。利用上述方法，利用B1井，B3井的镜质体反射率数据，通过取镜质体反射率的自然对数与深度之间的线性关系，将未被补偿的剥蚀构造层的ln Ro-H散点进行线性回归后，外推至ln（0.2）处而得到该构造层近似的古地表位置,古地表位置与不整合面位置的距离即为该构造层的剥蚀厚度。经镜质体反射法计算，B1井，B3井的剥蚀量分别为1727米和2530米。

2.泥岩声波时差法计算井点剥蚀量

泥岩声波时差法估算地层剥蚀厚度的基本原理是：在正常压实的情况下, 泥岩的孔隙度随埋深的增大呈指数衰减, 而在均匀分布的小孔隙固结地层中, 孔隙度与声波传播时间之间又存在着正比例的线性关系。根据真柄钦次介绍的方法,将泥岩的声波时差曲线，向上自然延伸到时差值为656us/m处(声波在水中的传播速度)。利用B1井，B3井的泥岩声波时差数据，通过取声波时差的自然对数与深度之间的线性关系，将未被补偿的构造层的ln T-H散点进行线性回归后，外推至ln（620）处而得到该构造层近似的古地表位置，古地表位置与不整合面位置的距离即为该构造层的剥蚀厚度。经计算，B1井、B3井的剥蚀量分别为1716.8米和2473.7米。

3.地层对比法估算南部凹陷整体剥蚀量

一般情况下，地层厚度在小范围内、尤其是构造不发育地区横向上呈有规律的变化。因此，可以根据已知井点的剥蚀厚度，同时利用地震资料建立闭合线网来估算小范围的剥蚀量。为保证数据可靠性和真实性，主要分为以下四个步骤：

（1）闭合线网的建立：在南部凹陷二维地震资料选择分布相对均匀的能够控制南部凹陷构造形态的测线网，作为剥蚀量估算的地质框架。

（2）确定剥蚀事件发生前的地表：自中三叠世开始，盆地进入了温暖潮湿气候条件下的沉积发展演化阶段，沉积了三叠系、侏罗系煤系地层，种马场在侏罗系沉积时期为水下低凸起。B1井附近为南部凹陷沉积中心，向西北方向逐渐变浅。侏罗系末期的燕山中期构造运动，使焉耆盆地抬升，中生界遭受不同程度的抬升，缺失白垩系及侏罗系上部。 南部凹陷不存在未剥蚀地区，B1井西北方向剥蚀量逐渐增加，种马场凸起剥蚀量最大。

（3）井点处地层剥蚀厚度的估算：文中通过镜质体反射率法和泥岩声波时差发已求得B1、B3井的剥蚀量分别约为1722米和2502米（文中两种方法的平均值）。

（4）闭合线网剥蚀量的推算：在计算过程中，先估算已求取基准井剖面线的地层剥蚀量，然后再以此剖面线为基础，对其他剖面展开闭合解释，最后估算整个剖面线网的剥蚀量。我们以B1井B3井的剥蚀量为基准点，对闭合线网展开闭合解释，并最后得到了剥蚀量平面分布图（图1）。结果表明，南部凹陷侏罗系整体均受到剥蚀，从东南部剥蚀量1000米左右向西北部和种马场剥蚀量逐渐增加达到3000米左右。可以推测侏罗纪末燕山运动，南部凹陷构造运动较为强烈，隆升幅度由南往北依次减小，其中种马场地区遭受了强烈剥蚀，剥蚀量可达3000米。并且由于此次构造运动形成的巨大剥蚀，形成了凹陷内最为广泛发育的不整合面，大部分断层也为该期构造运动的产物。

图1 南部凹陷侏罗系剥蚀量平面分布图

二、结论

1、镜质体反射率法和泥岩声波时差法均适用于南部凹陷且计算恢复的剥蚀量值大致相同。2、在运用地层对比法恢复剥蚀量时，需要建立闭合线网、确定剥蚀事件发生前的地表、井点处地层剥蚀厚度的估算、闭合线网剥蚀量的推算等4个步骤。其中，确定剥蚀基点为重中之重，在无法找到剥蚀基准点的情况下，以确定的井点为基准，然后通过闭合线网的闭合解释来最终估算地层剥蚀量。3、南部凹陷侏罗系整体均受到较大剥蚀，从东南部剥蚀量1000米左右向西北部和种马场剥蚀量逐渐增加达到3000米左右。

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【作者简介】邵伟民（1988.01-），男，汉族，湖北省潜江市人，硕士研究生学历，河南油田勘探开发研究院中级工程师，主要研究方向：井位测量。