沾化凹陷新生界構(gòu)造樣式與油氣分布

崔營(yíng)濱

（中國(guó)石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營(yíng)257015）

0 引言

區(qū)域性的或盆地基底的構(gòu)造樣式不僅控制盆地的沉積模式和成因機(jī)制，還控制沉積盆地中圈閉的類型及分布［1］。凹陷內(nèi)部構(gòu)造樣式則對(duì)次級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)的油氣運(yùn)移、聚集起著重要的控制作用。

近年來，許多學(xué)者對(duì)不同應(yīng)力環(huán)境下的構(gòu)造樣式進(jìn)行了深入研究［2-8］，解釋了構(gòu)造樣式的形成機(jī)理并提出了分類方案。前人對(duì)沾化凹陷構(gòu)造樣式及其油氣分布的研究，主要集中在構(gòu)造樣式和油氣的分布特征上，并未從沉積體系和輸導(dǎo)體系的角度來分析構(gòu)造樣式對(duì)油氣運(yùn)聚的控制作用。為此，筆者基于對(duì)沾化凹陷構(gòu)造樣式及其內(nèi)部沉積體系和輸導(dǎo)體系的研究，探討了各類構(gòu)造樣式的分布特征及其對(duì)油氣分布的控制作用，以期促進(jìn)本區(qū)的油氣勘探。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

沾化凹陷位于濟(jì)陽(yáng)坳陷東北部，南端以陳家莊凸起為界，東端以墾東斷層與墾東凸起為界，北西分別以埕東斷層、埕南斷層和義東斷層與埕子口凸起和義和莊凸起為界。其形成和演化主要受燕山期和喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的控制，燕山期形成的羅西斷層、孤西斷層和五號(hào)樁斷層等北西向斷層控制了盆地的早期發(fā)育，喜山期右旋應(yīng)力場(chǎng)下形成的一系列北東向、北東東向斷裂切割早期北西向構(gòu)造［9-11］，形成由多個(gè)半地塹和低凸起組成的凹凸相間的構(gòu)造格局，具有復(fù)式半地塹的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

2 構(gòu)造樣式及分布特征

沾化凹陷伸展方向經(jīng)歷了從北東—南西向伸展至北西—南東向伸展的轉(zhuǎn)變，其內(nèi)部的不同構(gòu)造部位在古構(gòu)造形態(tài)、沉積厚度、巖石性質(zhì)、構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度等方面都存在差異，在拉張和重力的聯(lián)合作用下產(chǎn)生了多種類型的伸展構(gòu)造樣式。根據(jù)構(gòu)造形態(tài)及其成因的分類方案［1］，在沾化凹陷新生界識(shí)別出翹傾斷塊、滑動(dòng)斷階、潛山披覆和重力背形等4 類構(gòu)造樣式（見圖1）。

圖1 沾化凹陷構(gòu)造樣式分布與發(fā)育模式

2.1 翹傾斷塊

根據(jù)斷層與斷塊的組合關(guān)系，翹傾斷塊可分為順向翹傾斷塊、反向翹傾斷塊和塹壘斷塊3 種樣式。順向翹傾斷塊和反向翹傾斷塊均由一組近于平行的斷層組成。其中，順向翹傾斷塊的斷層與地層傾向相同，研究區(qū)緩坡帶普遍發(fā)育該類構(gòu)造樣式（見圖1a）。反向翹傾斷塊的斷層與地層傾向相反，該類構(gòu)造樣式在研究區(qū)發(fā)育較少，僅在孤南-富林地區(qū)有所發(fā)育。壘塹斷塊以塹壘相間為特征，在沾化凹陷較為常見，但一般規(guī)模較小，多分布在復(fù)雜斷裂帶中，常與順向或反向翹傾斷塊伴生（見圖1b）。

2.2 滑動(dòng)斷階

滑動(dòng)斷階可分為反向和順向2 種類型。沾化凹陷該類構(gòu)造樣式主要發(fā)育在渤南-邵家的陡坡帶（見圖1c，1d），且主要表現(xiàn)為順向滑動(dòng)斷階，反向滑動(dòng)斷階的特征僅表現(xiàn)在順向滑動(dòng)斷階中局部范圍的沙一段地層。從分布特點(diǎn)和成因機(jī)制上分析，與北西—南東的主伸展方向近于垂直的邊界斷層，伸展量更大，更易形成滑動(dòng)斷階的構(gòu)造樣式，從而造成與盆地伸展方向近于垂直的埕東斷層西段和義南斷層容易發(fā)育滑動(dòng)斷階。

2.3 潛山披覆

潛山披覆構(gòu)造是古潛山上的沉積層因差異壓實(shí)作用而形成的一種披覆式背斜構(gòu)造。沾化凹陷發(fā)育孤西和孤東-長(zhǎng)堤2 個(gè)潛山帶，各潛山的發(fā)育演化程度和后期改造的差異［12-13］，造成潛山披覆在形態(tài)和形成機(jī)制上有所不同，形成了背斜披覆、翹傾斷塊披覆2 種潛山披覆構(gòu)造樣式。

背斜披覆構(gòu)造以孤島和墾西潛山披覆最為典型（見圖1e），兩者均表現(xiàn)為雙斷的特征，披覆層頂薄翼厚，兩翼較為對(duì)稱，由于潛山定型期（古近紀(jì)以來）孤島潛山南北兩側(cè)的斷層活動(dòng)強(qiáng)度和基底隆升幅度遠(yuǎn)大于墾西潛山，導(dǎo)致兩者披覆地層明顯不同，孤島潛山的披覆地層主要為館陶組，墾西潛山的披覆地層則包括古近系的大部分地層。翹傾斷塊披覆構(gòu)造是一種翹傾斷塊式的單面山披覆構(gòu)造，以墾利潛山披覆構(gòu)造最為典型（見圖1e），這類潛山披覆構(gòu)造的兩翼不對(duì)稱，一側(cè)斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，沉降幅度大，另一側(cè)呈現(xiàn)出緩坡性質(zhì)，披覆地層發(fā)育較全。

2.4 重力背形

重力背形是指在重力作用下形成的背形構(gòu)造，可分為逆牽引背斜、重力滑動(dòng)塹背形、地層補(bǔ)償塹背形、沉積壓實(shí)背斜等4 種類型。逆牽引背斜往往發(fā)育在長(zhǎng)期活動(dòng)的控洼斷層下降盤，較典型的逆牽引背斜分布在孤南斷層?xùn)|段下降盤（見圖1f）。地層補(bǔ)償塹背形在孤北洼陷最為典型（見圖1g）。從成因上分析，孤北斷層在沙三段沉積期開始急劇活動(dòng)，其下降盤為斷陷沉降和沉積中心，并且沉積速率大于沉降速率。當(dāng)沉積物的有效沉積量超過有效聚集空間時(shí)，自下而上相繼形成的各個(gè)沉積中心向湖盆方向移動(dòng)，造成孤北斷陷下降盤附近出現(xiàn)區(qū)域性的逆傾斜； 當(dāng)逆傾斜角度越來越大，超出了地層應(yīng)變彈性區(qū)間時(shí)，就產(chǎn)生了樁70 井—樁243 井之間的2 條補(bǔ)償性斷層，從而形成了地層補(bǔ)償塹背形。重力滑動(dòng)塹背形多見于洼陷帶內(nèi)，如富林洼陷帶、孤北洼陷帶（見圖1h）。它的形成是先期存在2條對(duì)傾滑動(dòng)的斷層，隨埋深增大，2 條斷層的間距變小，對(duì)其之間的地層形成對(duì)偶擠壓力，從而形成下擠、上張、頂陷落的“卷心菜式”斷裂背形構(gòu)造。沉積壓實(shí)背斜在孤北洼陷最為典型（見圖1i），其規(guī)模大、幅度高，沙三段背斜幅度可達(dá)500 m；沉積、沉降速率在平面上的差異是形成孤北洼陷沉積壓實(shí)背斜的主要原因。

3 構(gòu)造樣式對(duì)油氣分布的控制

構(gòu)造樣式與沉積體系的組合決定其輸導(dǎo)體系類型和圈閉類型，控制了油氣在構(gòu)造樣式中的運(yùn)移和聚集。由于各類構(gòu)造樣式的分布與二級(jí)構(gòu)造帶的類型具有很好的匹配關(guān)系，即翹傾斷塊主要發(fā)育在緩坡帶，滑動(dòng)斷階發(fā)育在陡坡帶，潛山披覆發(fā)育在潛山帶上，重力背形發(fā)育在洼陷帶或陡坡帶；因此，各類構(gòu)造樣式的沉積體系、發(fā)育類型具有與之相對(duì)應(yīng)的構(gòu)造帶的沉積組合模式。各類構(gòu)造樣式的組成要素、形成機(jī)制和發(fā)育部位的差異，決定了不同類型構(gòu)造樣式對(duì)油氣運(yùn)移和油氣聚集的貢獻(xiàn)有所差異［14-15］。

3.1 翹傾斷塊

順向翹傾斷塊的斷層與斷塊內(nèi)的扇三角洲砂體可構(gòu)成階梯型輸導(dǎo)體系，可作為油氣向盆地邊緣進(jìn)行長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)聚的通道，如沾化凹陷緩坡帶渤南段的陳家莊、墾西和羅家油田的油氣就是通過該區(qū)的順向翹傾斷塊作為輸導(dǎo)體系進(jìn)行油氣運(yùn)聚，由盆地中心至盆地邊緣，該構(gòu)造樣式具有砂巖透鏡體—斷層遮擋—不整合遮擋油氣藏的成藏序列（見圖2a）。

反向翹傾斷塊的斷層與地層傾向相反，相比順向翹傾斷塊不適合作為油氣長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)移的通道，油氣以垂向運(yùn)移為主，在斷層下盤形成斷層遮擋油氣藏（見圖2b）。

塹壘斷塊是油氣聚集的有利部位，容易形成斷層遮擋和斷塊油氣藏（見圖2b），渤南洼陷的羅17 塊、富林洼陷的富斜11 塊及孤北洼陷的樁深6 塊均屬于這種類型。

圖2 沾化凹陷各構(gòu)造樣式油氣分布模式

3.2 滑動(dòng)斷階

滑動(dòng)斷階主要發(fā)育在陡坡帶，以砂礫巖扇體發(fā)育為特征。順向滑動(dòng)斷階中的砂礫巖儲(chǔ)層、斷層和不整合可構(gòu)成“S”型輸導(dǎo)體系，形成由洼陷向凸起的砂巖透鏡體—斷層遮擋—扇根遮擋—不整合遮擋油氣藏的成藏序列（見圖2c）。反向滑動(dòng)斷階中斷層與地層傾向相反的特征，使其輸導(dǎo)體系和成藏序列與順向滑動(dòng)斷階不同，其輸導(dǎo)體系主要為砂體和斷層構(gòu)成“T”型輸導(dǎo)，相比順向滑動(dòng)斷階，該構(gòu)造樣式不利于油氣向凸起帶運(yùn)移。反向斷層遮擋油藏和砂巖上傾尖滅油藏的發(fā)育是該構(gòu)造樣式的特色（見圖2d）。

3.3 潛山披覆

潛山披覆構(gòu)造是沾化凹陷最重要的油氣聚集帶，60%的已探明油氣分布在潛山披覆帶上。背斜披覆構(gòu)造四周均具備砂體、斷層及不整合構(gòu)成的“S”型輸導(dǎo)體系，背斜披覆層上可形成斷層遮擋、披覆背斜、地層超覆和不整合遮擋油氣藏（見圖2e）。翹傾斷塊披覆構(gòu)造較陡一側(cè)具備“S”型輸導(dǎo)體系，較緩一側(cè)則以斷層和砂體的組合為輸導(dǎo)體系，披覆層上可形成斷層遮擋、披覆背斜和不整合遮擋油氣藏，且以背斜高部位油氣最為富集（見圖2f）。

3.4 重力背形

重力背形主要分布在洼陷帶，其油氣富集程度常受構(gòu)造規(guī)模、閉合高度、油源條件及儲(chǔ)層發(fā)育程度等諸多因素控制。沾化凹陷的逆牽引背斜規(guī)模都比較小，受此影響，一般形成小而肥的滾動(dòng)背斜油氣藏（見圖2g）；地層補(bǔ)償塹背形的閉合高度一般較低，油氣主要分布在背形的高部位，砂體的發(fā)育程度決定著油氣聚集的規(guī)模（見圖2h）；重力滑動(dòng)塹背形也應(yīng)是油氣聚集的有利部位，但富林洼陷和孤北洼陷2 個(gè)重力滑動(dòng)塹背形油氣富集程度都很低，前者與油源不足有關(guān)，后者與發(fā)育層系較晚、缺乏有效的輸導(dǎo)條件有關(guān)（見圖2i）；沉積壓實(shí)背斜規(guī)模一般都比較大，但在孤北洼陷，該構(gòu)造樣式內(nèi)的儲(chǔ)層發(fā)育較差，制約了油氣聚集規(guī)模（見圖2j）。

4 結(jié)論

1）沾化凹陷新生界主要發(fā)育翹傾斷塊、滑動(dòng)斷階、潛山披覆、重力背形等4 類伸展構(gòu)造樣式，各類構(gòu)造樣式的分布具有明顯的規(guī)律性，翹傾斷塊主要發(fā)育在緩坡帶，滑動(dòng)斷階主要發(fā)育在陡坡帶，潛山披覆主要發(fā)育在潛山帶，重力背形主要發(fā)育在洼陷帶。

2）構(gòu)造樣式與沉積體系的組合控制其內(nèi)部輸導(dǎo)體系類型和圈閉類型，并控制了油氣在構(gòu)造樣式中的運(yùn)聚和分布。各類構(gòu)造樣式對(duì)油氣運(yùn)移和聚集的貢獻(xiàn)有所差異，翹傾斷塊、滑動(dòng)斷階是油氣向盆地邊緣運(yùn)移的有利通道，塹壘斷塊、潛山披覆是油氣最易富集的構(gòu)造樣式，重力背形的油氣富集程度受構(gòu)造規(guī)模、閉合高度、油源、儲(chǔ)層發(fā)育程度等多因素控制。

［1］陳海云，于建國(guó)，舒良樹，等.濟(jì)陽(yáng)坳陷構(gòu)造樣式及其與油氣關(guān)系［J］.高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2005，11（4）：622-632.

［2］劉和普.沉積盆地地球動(dòng)力學(xué)分類及構(gòu)造樣式分析［J］.地球科學(xué)——中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，18（6）：699-724.

［3］郭峰，蔡周榮，萬(wàn)志峰，等.徐家圍子斷陷深層擠壓構(gòu)造樣式及成因分析［J］.斷塊油氣田，2010，17（6）：714-717.

［4］戴俊生，漆家福，陸克政，等.渤海灣盆地早第三紀(jì)構(gòu)造樣式與油氣藏的關(guān)系［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1998，22（2）：1-7.

［5］楊克繩，錢承康.渤海灣盆地演化特征與構(gòu)造樣式［J］.斷塊油氣田，1996，3（6）：1-8.

［6］張功成，朱德豐.松遼盆地伸展和反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式［J］.石油勘探與開發(fā)，1996，23（2）：16-20.

［7］楊春林，張震生，管守銳.塔里木盆地構(gòu)造樣式類型［J］.斷塊油氣田，2000，7（5）：11-14.

［8］袁亞娟，夏斌，呂寶鳳.柴達(dá)木盆地?cái)嗔呀M合特征及油氣成藏意義［J］.斷塊油氣田，2011，18（2）：212-216.

［9］彭存?zhèn)}.沾化凹陷斷層活動(dòng)性及其疊合特征［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2009，16（5）：37-43.

［10］楊超，陳清華.濟(jì)陽(yáng)坳陷構(gòu)造演化及其構(gòu)造層的劃分［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2005，12（2）：9-14.

［11］吳智平，李偉，任擁軍，等.濟(jì)陽(yáng)坳陷中生代盆地演化及其與新生代盆地疊合關(guān)系探討［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2003，77（2）：280-286.

［12］林會(huì)喜，方旭慶，李凌，等.魯北濟(jì)陽(yáng)坳陷沾化凹陷東部潛山的發(fā)育及油氣成藏控制因素［J］.地質(zhì)通報(bào)，2006，25（9/10）：1160-1167.

［13］侯方輝，李三忠，張訓(xùn)華，等.濟(jì)陽(yáng)坳陷樁海地區(qū)古潛山油藏控制規(guī)律及有利區(qū)預(yù)測(cè)［J］.斷塊油氣田，2012，19（2）：167-171.

［14］金鳳鳴，李寶剛，崔周旗，等.箕狀斷陷緩坡帶油氣富集的主要地質(zhì)因素［J］.斷塊油氣田，2011，18（6）：726-729.

［15］王洪江.高郵凹陷復(fù)雜斷塊油氣藏油氣運(yùn)聚機(jī)理研究［J］.斷塊油氣田，2011，18（2）：199-202.