(Guangzhou Marine Geological Survey, Guangzhou 510760)
Acerca del primer autor: Gao, mujer, nacida en 1971, maestría, ingeniera senior, Se dedica principalmente a análisis e investigación integrales de cuencas de petróleo y gas.
Utilizando el sistema de simulación de cuenca Petrosys, simulamos cuantitativa y dinámicamente el proceso de subsidencia de tres depresiones principales en la cuenca de la desembocadura del río Pearl y exploramos la relación entre los cambios en la tasa de subsidencia y el desarrollo de la fuente, el embalse, y tapa de roca. Se cree que la historia del hundimiento tectónico de la cuenca de la desembocadura del río Perla se caracteriza por cambios episódicos y de múltiples etapas. El primer y segundo episodio de hundimiento son las principales etapas del desarrollo de la cuenca, establecen el patrón estructural de la cuenca y forman los principales estratos sedimentarios y recursos de petróleo y gas de la cuenca. El tercer episodio de hundimiento es la etapa de transformación y mejora de la cuenca, y es el principal período de desarrollo regional de la roca de la cuenca.
Simulación cuantitativa de hundimiento episódico en la cuenca de la desembocadura del río Perla
1 Descripción general
Figura 1 Mapa de ubicación de la cuenca de la desembocadura del río Perla
Figura 1 Mapa de ubicación de la cuenca de la desembocadura del río Perla
La cuenca de la desembocadura del río Perla está ubicada en el margen continental discreto del norte del Mar de China Meridional y el borde sur del continente de China Meridional (Figura 1). El desarrollo de la cuenca de la desembocadura del río Pearl ha experimentado fallas tempranas y depresión tardía. Los estratos cenozoicos tienen una estructura típica de doble capa de falla inferior y depresión superior, con tendencia al noreste y compuestas por tres depresiones, a saber, Zhuyi Sag (Fig. 2), Zhuyi Sag (Fig. 3) y Zhusan Sag (Fig. 4). , que son separación baja elevada. Sus estratos cenozoicos se dividen en capas estructurales superior e inferior con T7 como límite. La capa estructural inferior desarrolló sedimentos del Paleoceno, Eoceno y Oligoceno, que son sedimentos continentales. La parte inferior es un abanico fluvial-aluvial y un pantano lacustre poco profundo, y la parte superior son sedimentos lacustres semiprofundos. El Neógeno, es decir, la capa estructural superior se desarrolló en el Mioceno, Plioceno y Holoceno, y fue sedimentación marina. Las características geológicas de las capas estructurales superior e inferior son completamente diferentes y muestran diferentes procesos de evolución.
Figura 2 Perfil sísmico del Zhuyi Sag en la cuenca de la desembocadura del río Perla
Figura 2 Perfil sísmico del Zhuyi Sag en la cuenca de la desembocadura del río Perla
Figura 3 Perfil sísmico del Zhuyi Sag Display
Figura 3 Perfil sísmico del Zhu 2 Sag
Después del Cretácico Superior, una serie de movimientos tectónicos condujeron al continuo adelgazamiento de la corteza y litosfera en el borde del continente del sur de China, lo que resultó en la formación de asentamientos en la corteza terrestre. La subsidencia de diversos mecanismos conduce al llenado de sedimentos, al enterramiento y a la evolución estructural. Por lo tanto, estudiar el proceso de evolución de la subsidencia de la cuenca es la base del análisis de la cuenca. El análisis de la historia de la subsidencia siempre ha sido una técnica importante en el análisis y modelado de cuencas. Este artículo toma como objeto de investigación el sistema de simulación de cuenca Petrosys, realiza una simulación dinámica cuantitativa del proceso de subsidencia extensional de la cuenca de la desembocadura del río Perla y analiza cuantitativamente dinámicamente las tendencias cambiantes y la historia de la evolución de la subsidencia estructural y la subsidencia total de la cuenca.
2 Modelo histórico y parámetros de subsidencia tectónica de cuencas
La subsidencia total de cuencas sedimentarias está relacionada principalmente con factores como la acción tectónica, la compactación de sedimentos, el equilibrio, los cambios en el nivel de base sedimentaria o la antigüedad. cambios en la profundidad del agua (Lin, Zhang Yanmei, 1995).
El hundimiento tectónico de una cuenca sedimentaria (cuenca puramente acuosa) se puede expresar como
Subsidio tectónico = hundimiento total - (carga de agua y arena, sedimentación, compactación de sedimentos, hundimiento, cambio del nivel del lago )
p>
2.1 Corrección de la compactación de los sedimentos
El proceso de compactación de los sedimentos se ve afectado por factores como la litología, la sobrepresión y la diagénesis, donde la litología suele desempeñar un papel dominante. En condiciones normales de compactación, la relación entre porosidad y profundidad se puede considerar como una distribución exponencial (Athy, 1930):
φ=φ0 e-cy
Donde: φ es la profundidad La porosidad en y; φ0 es la porosidad de la superficie; c es el coeficiente de compactación; φ0 yc están relacionados principalmente con la litología;
Los poros llenos de agua en las formaciones rocosas entre las profundidades Y1 e Y2 son
Investigación Geológica del Mar de China Meridional. 2006
Volumen del esqueleto del sedimento: Vs=Vt-Vw
Entonces, su espesor: ys = y2-y 1-φ0(e-cy2-e-cy 1) /c .
Donde: Vs es el volumen del esqueleto del sedimento, es decir, el volumen del sedimento excluyendo los poros; Vt es el volumen de toda la formación rocosa; Vw es el volumen de los poros (asumiendo que los poros son; lleno de agua); Ys es el espesor de la capa de roca corregido por compactación entre las profundidades Y1 e Y2 (la profundidad Y1 es menor que Y2).
A medida que la capa de roca se retira hasta su altura máxima, la fracción de sedimento Vs permanece igual, pero sólo cambia el agua en los poros (Vw). Por lo tanto, el espesor de la capa de roca en el lugar de extracción viene dado por la siguiente fórmula (Allen et al., 1990):
Investigación Geológica del Mar de China Meridional. 2006
La porosidad superficial de litología simple como arenisca y lutita tiene valores empíricos maduros. La litología mixta se puede obtener ponderando proporcionalmente los valores proporcionados en la Tabla 1.
Tabla 1 Parámetros de compactación comúnmente utilizados en condiciones normales Tabla 1 Coeficiente de compactación en condiciones normales
(Según Sclater y Christie, 1980)
2.2 Corrección de sedimentación para la carga de materia
Si la porosidad de la capa de roca es φ, la densidad media de la capa sedimentaria es:
Investigación Geológica del Mar de China Meridional. 2006
En la fórmula: φi es la porosidad de cada capa; s es el espesor corregido; ρs es la densidad promedio de la capa sedimentaria; ρw es la densidad del agua de cada una; capa única de sedimento; es el espesor de cada capa.
Si el hundimiento estructural es Y (lleno de agua), después de que el agua de la cuenca es reemplazada por sedimentos, el espesor es S y solo se considera el equilibrio local, entonces:
Y=S( ρm-ρs)/(ρm-ρw)
Donde ρm es la densidad del manto.
2.3 Corrección de la profundidad del agua
Cuando la profundidad del agua de la cuenca sedimentaria es grande, es necesario corregir la profundidad del agua para obtener el hundimiento estructural correcto. La estimación de la profundidad del paleoagua se puede realizar mediante análisis de facies sedimentarias y conjuntos paleontológicos. En general, las facies aluviales-fluviales pueden ignorarse al calcular la profundidad del agua. La profundidad del agua de los lagos poco profundos es de 0 a 10 m, y la profundidad del agua de sedimentos de los lagos semiprofundos a los lagos profundos es de más de 10 a 100 m. La profundidad de las aguas poco profundas es de 0 a 50 m, la profundidad de las aguas poco profundas es de 50 a 200 m y la profundidad del mar semiprofundo-mar profundo es de más de 200 m. En el perfil sísmico, el preapilamiento grande es en realidad un sistema deposicional en pendiente. La forma de la paleoslope se puede restaurar mediante descompactación, lo que permite estimar la distribución de las profundidades del paleoagua.
La Tabla 2 muestra los cambios en la profundidad del paleoagua en la cuenca.
Tabla 2 Distribución estimada de la profundidad del paleoagua Tabla 2 Tabla de profundidad del agua terciaria de la cuenca de la desembocadura del río Perla
Figura 4 Visualización de la sección sísmica de hundimiento de Zhu 3
Figura 4 Zhu 3 perfiles sísmicos de hundimiento
Una vez estimada la profundidad del paleoagua, es fácil restar el efecto de la profundidad del agua del hundimiento total.
2.4 Corrección del Equilibrio
Debido a que la corteza (especialmente la corteza superior) es elástica, tiene una cierta rigidez a la flexión. Por tanto, el equilibrio de la litosfera es en realidad un equilibrio de flexión. La relación entre el saldo de deflexión y el saldo local es
C=(ρm-ρs)/[ρm-ρs (2π/λ)4D/g]
donde: c es el saldo relación; d es la rigidez a la flexión, que depende principalmente del espesor elástico efectivo. En términos generales, el espesor elástico efectivo es de 3 a 5 kilómetros (Kusnier, 1992). El adelgazamiento de la litosfera en el Mar de China Meridional se debe principalmente al adelgazamiento por cizallamiento puro, la profundidad de la deformación frágil en la capa superficial es pequeña y el espesor elástico efectivo debe ser pequeño. En la fórmula anterior, 2π/λ se denomina número de onda y λ es el doble del ancho de la cuenca. Si la cuenca es muy ancha o el espesor elástico efectivo es pequeño, es decir, (2π/λ)4D/g tiende a cero y c tiende a 1, se trata de un equilibrio local. Al mismo tiempo, si la ruptura no es instantánea, la corteza se calentará gradualmente durante el proceso de estiramiento, reduciendo en gran medida el espesor elástico efectivo.
Si solo se considera el equilibrio local, el asentamiento de equilibrio local del cuerpo de agua es Wd [ρ m/(ρ m-ρ w)], donde Wd es la profundidad del agua antigua.
Por lo tanto, el hundimiento tectónico se puede expresar como
y = S(ρm-ρS)/(ρm-ρw)-Wdρm/(ρm-ρw) Wd
3 Análisis de los resultados de la simulación
Según los resultados de la simulación de la historia de subsidencia de la cuenca (Figura 5, Figura 6, Figura 7), la curva de subsidencia estructural de la cuenca muestra una tendencia de cambio de gradiente desde el Paleoceno hasta el Holoceno, mostrando las características de subsidencia de una cuenca de extensión, que muestra el estuario del río Perla. Fondo dinámico de las cuencas de extensión de la cuenca. Al analizar los histogramas y las curvas de la tasa de hundimiento de la cuenca, se encontró que la tasa de hundimiento y la cantidad de hundimiento en la cuenca de la desembocadura del río Pearl en diferentes períodos geológicos fueron significativamente diferentes, lo que muestra una heterogeneidad de hundimiento obvia. En la formación y desarrollo de las cuencas cenozoicas, la subsidencia causada por factores tectónicos siempre ha sido el factor principal en la subsidencia de la cuenca. La subsidencia tectónica juega un papel principal en la subsidencia de la cuenca y controla los cambios en la subsidencia total de la cuenca. Durante el desarrollo y evolución de la cuenca, hubo tres picos de hundimiento principales, a saber, el Paleoceno tardío, el Oligoceno tardío y el Mioceno. Estos tres picos de hundimiento dividen la historia de hundimiento tectónico de la cuenca en tres episodios.
La primera escena es desde finales del Paleoceno hasta principios del Oligoceno, que se divide en tres etapas, con la tasa de subsidencia disminuyendo de mayor a menor.
La primera etapa es el período de subsidencia del Paleoceno tardío, que es la etapa con la tasa de subsidencia tectónica más alta en toda la cuenca de la desembocadura del río Pearl. La subsidencia de la cuenca fue intensa durante este período, con tasas de subsidencia estructural que generalmente alcanzaron entre 100 y 180 m/ma, y tasas de subsidencia total que generalmente fueron de 200 a 300 m/ma. El hundimiento estructural es generalmente de 600 a 1000 m, y el hundimiento total es de 800 a 1600 m. Es la etapa inicial del desarrollo del rift en las primeras etapas del desarrollo de la cuenca y puede corresponder al período del Movimiento Shenhu en el norte del Mar de China Meridional. Entre todas las unidades estructurales de la cuenca, la Depresión de Zhuer es el centro de subsidencia más grande de la cuenca, con la mayor subsidencia estructural, la tasa de subsidencia más rápida y la mayor intensidad de ruptura.
La segunda etapa es el período de subsidencia del Eoceno temprano y medio. Durante este período, el rifting continuó y la extensión de la corteza terrestre provocó movimientos de elevación diferenciales entre los bloques de fallas en la cuenca, lo que provocó que la cuenca volviera a sufrir un hundimiento estructural. El asentamiento estructural aumenta significativamente, generalmente entre 700 y 1500 m, y el asentamiento total puede alcanzar entre 1000 y 4000 m. La tasa de subsidencia estructural comienza a disminuir significativamente, generalmente de 40 a 100 m/ma, y la tasa de subsidencia total es generalmente de 100 a 200 m/ma. Esta etapa corresponde al escenario del movimiento Zhuqiong en los movimientos tectónicos regionales. La cuenca se ha agrietado, su superficie ha seguido ampliándose y su espacio de alojamiento ha aumentado considerablemente. Se desarrollaron sedimentos de facies de lagos profundos y semiprofundos, formando múltiples cuencas de lagos de aguas profundas, que fue el principal período de desarrollo de las rocas generadoras en la cuenca de la desembocadura del río Pearl. Las rocas generadoras más importantes de la Formación Wenchang se depositaron en la cuenca. El centro de hundimiento más grande de la cuenca todavía se encuentra en la depresión de Zhuer, y su cantidad y tasa de hundimiento son mucho mayores que las de las otras dos depresiones.
La tercera etapa es el período de subsidencia del Eoceno tardío-Oligoceno temprano. La ampliación de la cuenca continúa, pero con menor intensidad. El hundimiento estructural comienza a disminuir, generalmente 200 ~ 400 m, y el hundimiento total es generalmente 400 ~ 1000 m. La tasa de hundimiento estructural disminuye nuevamente, generalmente 20 ~ 35 m/ma, y la tasa de hundimiento total es generalmente 50 ~ 85 m/ma. mamá. Durante este período, ocurrieron dos movimientos de Zhuqiong. La cuenca primero se elevó y desnudó, luego se agrietó y su área continuó expandiéndose. El cuerpo de agua en la cuenca del lago comienza a volverse menos profundo, pero todavía hay espacio para el desarrollo de lagos poco profundos y lutitas pantanosas, lo que también es un período de desarrollo importante para las rocas generadoras de la cuenca. Hay poca diferencia en el hundimiento de las distintas depresiones de la cuenca, y los centros de hundimiento están dispersos en cada depresión.
El segundo hundimiento de la cuenca se produjo desde finales del Oligoceno hasta el Mioceno medio y pasó por tres etapas.
A finales del Oligoceno, la curvatura de las curvas de subsidencia estructural y de subsidencia total aumentó, y la tasa de subsidencia estructural se aceleró, dando inicio al segundo episodio de subsidencia en la cuenca. La tasa de hundimiento estructural es generalmente de 30 ~ 65 m/ma, y la tasa de hundimiento total es generalmente de 60 ~ 135 m/ma. El hundimiento estructural es generalmente de 150 ~ 400 m, y el hundimiento total es generalmente de 400 ~ 880 m. Durante este período, se produjo el movimiento del Mar de China Meridional. La cuenca experimentó primero un levantamiento y erosión regional, y la corteza se volvió más delgada y luego comenzó a hundirse. , y el hundimiento tectónico se fortaleció nuevamente, se transformó de una depresión de falla a una depresión, y la evolución de la cuenca entró en la etapa de desarrollo posterior a la ruptura.
Figura 5 Histograma de tasa de subsidencia (a) y curva de subsidencia (b) en Zhuyi Sag en la cuenca de la desembocadura del río Perla.
Figura 5 Diagrama de tasa de subsidencia (A) y diagrama de curva de subsidencia (B) del hundimiento Zhu1 del río Perla
A principios del Mioceno, la tasa de subsidencia de la cuenca comenzó a desacelerar. La tasa de hundimiento estructural cayó a 15 ~ 35 m/ma, y la tasa de hundimiento total cayó a 30 ~ 75 m/ma. El hundimiento estructural es generalmente de 80 ~ 280 m, y el hundimiento total es generalmente de 250 ~ 550 m. Hay poca diferencia en el hundimiento entre las distintas unidades estructurales de la cuenca, y el hundimiento en Zhu 2 Sag es ligeramente más fuerte. A medida que el hundimiento de la cuenca se debilita, el espacio de alojamiento se reduce significativamente y el sistema sedimentario de la cuenca también sufre cambios significativos. En los deltas y en los mares costeros poco profundos, los depósitos de arenisca y las rocas carbonatadas, los arrecifes y los bancos de arena están muy desarrollados. Por tanto, esta etapa es el principal período de desarrollo de los embalses en la cuenca de la desembocadura del río Perla.
El histograma de tasa de subsidencia (a) y la curva de subsidencia (b) de la depresión de Zhuer en la cuenca de la desembocadura del río Perla.
Figura 6 Tasa de subsidencia (A) y curva (B) del hundimiento de Zhu 2
Las características de subsidencia de la cuenca cambiaron en el Mioceno medio. La tasa de asentamiento de Zhu 1 hundimiento disminuyó ligeramente, la tasa de asentamiento de Zhu 2 hundimiento y Zhu 3 hundimiento aumentó ligeramente y el espacio de alojamiento en algunas partes de la cuenca aumentó ligeramente.
En el primer y segundo episodio de subsidencia de la cuenca, la tasa de subsidencia tectónica experimentó dos cambios de grande a pequeño, mostrando la evolución de las fisuras de la cuenca de fuerte a débil y al proceso de depresión. Los cambios en el hundimiento tectónico en diferentes períodos geológicos son ligeramente diferentes. Han experimentado un proceso de pequeño a grande y de grande a pequeño, mostrando una historia evolutiva de rifting inicial rápido - fuerte expansión del rift - expansión estable del rift - rifting detenido. El hundimiento inicial de la cuenca de la desembocadura del río Perla fue más fuerte en Zhuer Sag, seguido por Zhusan Sag. La subsidencia estructural controla los cambios en la subsidencia total de la cuenca y, por lo tanto, controla los cambios en el espacio de alojamiento de la cuenca. La sedimentación y el relleno de la cuenca también cambian en consecuencia, y se desarrollan una serie de rocas generadoras y capas sedimentarias con buenos reservorios.
Figura 7. Histograma de tasa de subsidencia (a) y curva de subsidencia (b) de Zhusan Sag.
Figura 7. Tasa de hundimiento (A) y curva (B) del hundimiento de Zhu 3.
A finales del Mioceno, el hundimiento se intensificó gradualmente y comenzó el tercer episodio de hundimiento de la cuenca. La cantidad y la tasa de hundimiento han aumentado y se pueden dividir en dos etapas, el Mioceno tardío y el Holoceno. La subsidencia estructural en el Mioceno tardío es generalmente de 150 ~ 600 m, la subsidencia total es generalmente de 350 ~ 1000 m, la tasa de subsidencia estructural es de 30 ~ 60 m/ma y la tasa de subsidencia total es generalmente de 70 ~ 150 m/ma. En la etapa de hundimiento del Holoceno, la intensidad de asentamiento del hundimiento de Zhu 1 fue débil, mientras que la intensidad de asentamiento del hundimiento de Zhu 2 y del hundimiento de Zhu 3 fue fuerte. El asentamiento estructural es de 80~300m, el asentamiento total es generalmente de 150~750m~750m, la tasa de asentamiento estructural es de 15~40m/ma y la tasa de asentamiento total es generalmente de 30~110m/ma. El tercer hundimiento de la cuenca estuvo acompañado por el Movimiento Dongsha y el hundimiento térmico del Mar de China Meridional. Los movimientos tectónicos provocaron levantamiento y erosión en el área de levantamiento, pero tuvieron poco impacto en la depresión. El hundimiento térmico regional fue la principal causa del hundimiento de la cuenca durante este período, creando un nuevo espacio de alojamiento para la cuenca y creando buenas condiciones para la formación de roca de cobertura regional.
4 Conclusión
Con base en el análisis anterior, la historia de subsidencia tectónica de la cuenca de la desembocadura del río Perla se caracteriza por cambios episódicos y de múltiples etapas en la cuenca de extensión, lo que refleja la heterogeneidad y Rifting de la cuenca. Características de múltiples etapas y características de múltiples etapas de las actividades tectónicas regionales. El primer y segundo acto de hundimiento son las principales etapas del desarrollo de la cuenca, establecen el patrón estructural de la cuenca y forman los principales estratos sedimentarios y recursos de petróleo y gas de la cuenca. El tercer episodio de hundimiento es la etapa de transformación y mejora de la cuenca, y es el principal período de desarrollo regional de la roca de la cuenca. El hundimiento episódico y de múltiples etapas de la cuenca creó condiciones favorables para la formación, desarrollo y evolución de rocas generadoras, reservorios y rocas de cobertura. Por lo tanto, la cuenca de la desembocadura del río Pearl es rica en recursos de petróleo y gas, y la depresión de Zhuer tiene el hundimiento temprano más fuerte en toda la cuenca de la desembocadura del río Pearl, que es adecuada para el desarrollo de rocas generadoras y puede tener buenas perspectivas de petróleo y gas.
Referencia
Chen Changmin, Shi, Xu et al. Condiciones de formación de yacimientos de petróleo y gas del Terciario en la cuenca de la desembocadura del río Perla (parte oriental). Beijing: Science Press, 110~120.
Lin, Zhang Yanmei. 1995. Bases teóricas y nuevos avances en la simulación de cuencas extensionales. Fronteras de las Ciencias de la Tierra, 2(3~4): 79~88.
Cong Long Fei Allen Pte Ltd, código postal 1990. Análisis de cuencas: principios y aplicaciones. Londres: BP
Athy L F.1930. Densidad, porosidad y compacidad de rocas sedimentarias. Asociación Bull de Geología del Petróleo, 14: 1~24
Christie's, 1980. Una explicación de la extensión continental del hundimiento del Cretácico tardío en la cuenca central del Mar del Norte. Acta Geophysica, 85, 3711~3739
Simulación cuantitativa y análisis de la historia de hundimiento de la cuenca de la desembocadura del río Perla en el Mar de China Meridional
Gaohongfang Dudley Zhongguangjian
(Oficina de Investigación de Geología Marina de Guangzhou, Guangzhou, 510760)
Resumen: El sistema de simulación de cuenca Petrosys se utilizó para simular cuantitativamente la historia de subsidencia de tres depresiones principales en la cuenca de la desembocadura del río Perla, y luego se analizó la relación entre la tasa de subsidencia y las rocas generadoras, yacimientos y capas de desarrollo. Los resultados muestran que la historia de subsidencia de la cuenca de la desembocadura del río Pearl tiene características dinámicas de evolución episódica de múltiples etapas. El primer y segundo hundimiento episódico son las etapas principales en la evolución de la cuenca de la desembocadura del río Perla. Establecieron el patrón estructural de la cuenca de la desembocadura del río Perla y formaron los principales recursos sedimentarios y de petróleo y gas. Bajo la acción del tercer acto de hundimiento, la cuenca se transformó y finalizó, y durante este período se produjo roca de cobertura regional.
Palabras clave: Simulación cuantitativa de hundimiento en la cuenca de la desembocadura del río Perla, hundimiento episódico