樁西古潛山負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造特征

吳江南

（勝利油田森諾勝利工程有限公司 勘探開發(fā)部，山東 東營257000）

反轉(zhuǎn)構(gòu)造是繼伸展構(gòu)造、逆沖推覆構(gòu)造、走滑構(gòu)造之后，含油氣盆地分析的一個重要地質(zhì)概念。反轉(zhuǎn)構(gòu)造分為兩種類型：正反轉(zhuǎn)構(gòu)造和負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造。正反轉(zhuǎn)構(gòu)造存在較普遍，認(rèn)識較多，是已存在了正斷層和地塹系體系后，被擠壓成為褶皺和逆沖構(gòu)造；對負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造研究較晚，認(rèn)識較少，是已存在褶皺和逆沖斷層后，被拉伸成為正斷層和地塹系［1-4］。反轉(zhuǎn)構(gòu)造幾何形態(tài)的演化，對油氣運移影響很大，是油氣評價的重點內(nèi)容，已成為構(gòu)造模擬剖面重建、油氣分區(qū)分帶以及井位部署的重要依據(jù)［5］。應(yīng)用勘探地震資料和地質(zhì)資料，對樁西中古生界潛山帶的負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式進(jìn)行深入研究，具有重要的理論與實踐意義。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

樁西潛山帶位于沾化凹陷東部，在沾化、樁東、埕北3凹陷的交匯處，勘探面積220km2，構(gòu)造上處于埕島、長堤、埕東三大斷裂體系的應(yīng)力交匯處，斷裂系統(tǒng)極為發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造格局復(fù)雜多樣。

樁西潛山帶以中、古生界隆起為背景，古近系和新近系超覆、披覆于中、古生界隆起之上，形成以中部高、四周低的潛山披覆構(gòu)造為主體，南以樁南斷層為界與孤北洼陷相隔，東、西、北三面以斜坡及斷層分別與長堤潛山北部、埕東潛山北斜坡、埕島潛山相接，西北角有一中生界隆起伸向埕北凹陷。中、古生界潛山構(gòu)造呈中部高、東西低、北西走向的三角形，構(gòu)造幅度1 500m。中生界繼承了古生界隆起的背景，頂部埋深為2 800～3 800m，構(gòu)造幅度1 000m左右。新生界由下至上由于底部沙河街的沉積超覆和后期構(gòu)造活動的減弱，構(gòu)造幅度越來越小，至沙一段底部構(gòu)造幅度為100～150m，館陶組底部構(gòu)造幅度減少至約150m，到明化鎮(zhèn)組底部構(gòu)造已基本夷平。

2 斷裂體系及構(gòu)造演化特征

2.1 斷裂體系特征

研究區(qū)構(gòu)造受印支期、燕山期、喜山期3期構(gòu)造運動的影響，斷裂系統(tǒng)由早期褶皺伴隨產(chǎn)生的滑脫逆沖斷層逐漸向晚期的張性、張扭性斷層轉(zhuǎn)換，應(yīng)力方向由南北方向向北西西方向轉(zhuǎn)換，如印支期產(chǎn)生的埕島-埕北30一帶太古界頂面附近的斷層為拆離滑脫斷層；燕山期產(chǎn)生的埕北31斷層，屬張性、張扭性斷層；喜山期產(chǎn)生的埕北30至長堤一帶的北東向“S”型斷層，屬扭張性斷層、張性斷層［6］。

這些斷層在各期次活動中不斷發(fā)生變化，相互切割交錯，在交匯處形成復(fù)雜的斷裂組合，控制形成潛山、洼陷、隆洼相間的構(gòu)造樣式。

研究區(qū)平面斷裂組合以3種形式存在：其一，古生界為一條主要大斷裂，中生界為分段錯裂，左行雁行式排列，控制潛山發(fā)育和洼陷沉積，近東西向組合，分布于埕島南部和樁西南部，對油氣運移及成藏起重要作用；其二，古近紀(jì)和新近紀(jì)發(fā)育右行走滑斷層，斷距兩端小而中間大，右行雁列式排列，北東向組合，分布于埕島、樁西以東，主要起控制油氣的輸導(dǎo)和成藏的作用；其三，中生代的左行走滑斷層，深切潛山形成潛山圈閉，正向構(gòu)造軸線受斷層線控制，北西向組合，主要分布于埕島、樁西兩個潛山主體部位。

2.2 構(gòu)造演化特征

研究區(qū)第一次應(yīng)力轉(zhuǎn)型發(fā)生在印支中、晚期，受北北東-南南西擠壓應(yīng)力作用，隆起并被風(fēng)化剝蝕，其后至燕山初期由于壓應(yīng)力的消失，在構(gòu)造薄弱部位，產(chǎn)生滑脫斷階和負(fù)反轉(zhuǎn)斷塊體。

燕山早期，由于地殼強烈抬升，并伴以強烈的沖斷-褶皺作用和大規(guī)模的巖漿活動，張裂運動使?jié)柕貐^(qū)原北西向逆斷層反轉(zhuǎn)為正斷層，構(gòu)造運動逐漸增強，應(yīng)力場由擠壓轉(zhuǎn)為拉張，構(gòu)造環(huán)境由隆起剝蝕轉(zhuǎn)為一定規(guī)模的裂陷沉積；中期受北北東向擠壓應(yīng)力均影響，同時，郯廬斷裂左旋走滑平移達(dá)到高潮，研究區(qū)發(fā)生強烈的構(gòu)造運動，產(chǎn)生了一系列北西向負(fù)反轉(zhuǎn)斷層和負(fù)反轉(zhuǎn)褶皺，晚侏羅世晚期，北西向拉張斷裂和北北東向、北東向走滑斷裂活動劇烈，形成斷陷湖盆，潛山帶的雛形也基本成形；燕山晚期，郯廬斷裂自左旋到右旋的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致研究區(qū)表現(xiàn)為強烈擠壓，鉆井資料揭示的典型壓性構(gòu)造有樁西地區(qū)樁古29逆斷層，埕島地區(qū)中、古生界的多條北北西逆斷層。該時期的構(gòu)造滑動是左旋應(yīng)力向右旋應(yīng)力轉(zhuǎn)換的結(jié)果，由張扭為主轉(zhuǎn)換為壓扭性為主［7］。

喜山早期受右旋剪應(yīng)力作用，北東向走滑斷裂和北西向張性斷裂不斷活動，孔店-沙四下段沉積特征為充填低洼；喜山中期受左旋剪應(yīng)力作用，北東向斷裂的伸展拉張強烈，古近紀(jì)巨厚的斷陷沉積形成，潛山帶遭受改造或剝蝕；喜山中、晚期斷裂活動減弱，地殼整體抬升被蝕平；喜山晚期地殼整體下沉，接受新的沉積。

3 負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造特征

當(dāng)拉張伸展的方向與前一地質(zhì)歷史時期的擠壓方向近于相反時，基底中的逆沖體系易發(fā)生應(yīng)力集中，從而發(fā)生負(fù)反轉(zhuǎn)作用。在負(fù)反轉(zhuǎn)作用過程中，逆沖斷層能否重新活動取決于兩個主要因素：一是斷層傾角，角度大的較難活動，角度小的較易活動；二是后期疊加的應(yīng)力場方向，應(yīng)力方向垂直于斷層走向的容易，其他方向的較難。前期逆沖上升，上盤地層遭到嚴(yán)重剝蝕，下盤地層保存完整；后期上盤下滑，表現(xiàn)為同期沉積斷層的特征。

根據(jù)兩期斷面的相互關(guān)系，該區(qū)負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造主要表現(xiàn)為3類構(gòu)造型式：截斷取直型負(fù)反轉(zhuǎn)、單條沖斷系負(fù)反轉(zhuǎn)和復(fù)雜沖斷系的局部負(fù)反轉(zhuǎn)，在前期逆斷層上盤形成半地塹，并充填了裂谷期地層。這種前壓后張的構(gòu)造配置本質(zhì)上是兩期性質(zhì)相反的構(gòu)造作用的最終結(jié)果，是負(fù)反轉(zhuǎn)的經(jīng)典樣式。

3.1 截斷取直型負(fù)反轉(zhuǎn)

截斷取直型負(fù)反轉(zhuǎn)是指一個沖斷系后緣被一個新形成的陡傾張性斷層所取直、截斷，但不涉及沖斷層兩側(cè)重復(fù)出現(xiàn)的地層。老30-樁海10井近東西向地震剖面顯示，該區(qū)燕山末期發(fā)育了走向北東、傾向北西的一系列緩傾角逆斷層，當(dāng)逆斷層逆沖受阻時，便切層逆沖形成若干個逆斷層，構(gòu)成疊瓦沖斷組合。喜山早期，在逆沖斷層應(yīng)力集中的后緣，被正斷層截切并反向下滑，形成負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造（圖1），并形成花狀構(gòu)造。其顯著特征為：該斷裂向深部延伸，歸并于變緩的斷層面上，并處于純拉張狀態(tài)而無收縮，在斷層上升盤則保留原逆沖形態(tài)，這種取直型負(fù)反轉(zhuǎn)主要在樁西潛山北部與埕北凹陷結(jié)合部的老30-292井區(qū)發(fā)育。

圖1 老30井-樁海10井近東西向地震剖面（截斷取直型花狀負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造）

3.2 單條沖斷系的負(fù)反轉(zhuǎn)

單個沖斷系的負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造中，單個沖斷層系斷面下部活化，常被張拉斷層利用，其斷坪部分仍保留著逆斷層的性質(zhì)。老22-樁古32-樁古18井近北東向地震剖面中，西部的兩條逆斷層仍保存的十分清楚，樁古18井區(qū)附近的逆斷層下盤的侵蝕面已低于上部的沖斷面，僅表現(xiàn)為張性而無收縮的斷層性質(zhì)（圖2）。樁古18井的鉆井資料證實，該斷層是一個先逆后正的斷層，新生代的拉張作用下滑僅利用了原來逆沖斷層后緣陡傾斷層，這種負(fù)反轉(zhuǎn)主要在樁西潛山西部邊界逆斷層區(qū)發(fā)育。

圖2 老22—樁古18井近東西向剖面（單條沖斷系層的負(fù)反轉(zhuǎn)）

3.3 復(fù)雜沖斷系的局部負(fù)反轉(zhuǎn)

復(fù)雜沖斷系的局部負(fù)反轉(zhuǎn)由若干個沖斷層組合構(gòu)成疊瓦狀沖斷系，在張引裂陷、伸展構(gòu)造體制作用下，其反轉(zhuǎn)具有明顯的選擇性。即利用每個沖斷帶后緣陡傾的沖斷層，在張引和重力作用下活化發(fā)生負(fù)反轉(zhuǎn)。但是，從疊瓦斷層系根帶至前緣帶，由于重力勢能依次變小，其反轉(zhuǎn)作用的程度亦依次減弱，正斷層規(guī)模也依次減小，這是疊瓦狀沖斷系負(fù)反轉(zhuǎn)的普遍規(guī)律。這種復(fù)雜沖斷系的局部負(fù)反轉(zhuǎn)主要在樁西潛山主體部位發(fā)育［8］（圖3）。

圖3 樁西潛山推覆體剖面圖（復(fù)雜沖斷系的局部負(fù)反轉(zhuǎn)）

樁西潛山帶的負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造具有反轉(zhuǎn)不均勻的特征，即負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造僅在晚期正斷層的下降盤部位存在，越靠近晚期正斷層，構(gòu)造反轉(zhuǎn)的力度越大。這主要是斷層互相截切造成的。

4 負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造對油氣勘探的作用

負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造的存在說明研究區(qū)構(gòu)造演化經(jīng)歷了由早期擠壓應(yīng)力到晚期拉張應(yīng)力的轉(zhuǎn)換。早期擠壓形成的北西向構(gòu)造帶在晚期拉張應(yīng)力作用下使研究區(qū)具備了良好的油氣成藏條件。

第一，研究負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造，對中、古生界地層的追蹤對比和解釋，提高繪制構(gòu)造圖的精度具有重要意義，從而提高勘探目標(biāo)的成功率。

第二，負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造對古潛山油藏形成的貢獻(xiàn)在于形成良好的圈閉和儲層。早期擠壓形成正向褶皺構(gòu)造，后期逆斷抬升地層不斷遭受剝蝕，其表面形成大量的構(gòu)造裂縫、溶洞，這就為油氣聚集提供了空間。儲層和正向褶皺構(gòu)造的有效結(jié)合，為形成潛山油氣藏奠定了基礎(chǔ)。

印支-燕山期因擠壓作用，在逆斷層下盤形成擠壓褶皺，其軸線平行于逆斷層走向，在褶皺頂部派生一系列張性構(gòu)造裂縫，主裂縫走向北西且平行逆斷層，如樁古9、樁古9-2、樁古10-17井等高產(chǎn)井均為該類裂縫后期的風(fēng)化、剝蝕和溶蝕作用提高了儲集性能，特別是為潛山的峰區(qū)，溶蝕作用更強烈，形成大的溶洞。

第三，負(fù)反轉(zhuǎn)斷層活動持續(xù)時間長，連通性好，是理想的油氣運移通道。低潛山構(gòu)造帶一般分布在箕狀凹陷的深凹部位，距油源近，構(gòu)造分布和隆起幅度較大，又具有多層系、多類型的特點，是復(fù)式油氣聚集帶［9］。

負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造的構(gòu)造發(fā)育及演化為烴類聚集創(chuàng)造了理想的地質(zhì)條件。如在盆地的初期發(fā)育，因伸展斷層充分利用了原來的逆斷層，其強烈傾滑作用可為富含有機質(zhì)的湖相油源巖沉積提供理想的條件。樁西潛山周邊的孤北、埕北、黃河口等凹陷，生油能力巨大，油氣資源極為豐富。盆地內(nèi)曾遭風(fēng)化剝蝕、淋濾的各種基巖斷塊儲層因強烈扭動形成各種各樣的潛山斷塊。主斷塊往往受先逆后正的斷層控制，它緊鄰生油洼陷，是形成古潛山油氣藏的最佳地帶，拉張期后有效泥巖蓋層又披覆其上，有利于形成以潛山為主的復(fù)式油氣藏［10-12］。

樁西古生界潛山發(fā)現(xiàn)了樁古18、樁古19、樁古9、樁古10、樁古13、樁古21、樁古14、樁古4、老30等9個高產(chǎn)含油區(qū)塊。計算了9個區(qū)塊50個單元儲量，Ⅲ級探明含油面積30.4km2，石油地質(zhì)儲量4 200×104t。

5 結(jié) 論

（1）樁西中、古生界潛山在經(jīng)歷了擠壓應(yīng)力到張性斷裂的交替變化后，其發(fā)育的負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造主要有截斷取直型負(fù)反轉(zhuǎn)、單條沖斷系負(fù)反轉(zhuǎn)和復(fù)雜沖斷系的局部負(fù)反轉(zhuǎn)3種構(gòu)造樣式。

（2）負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造對樁西潛山及上覆第三系的油氣運聚和保存起到關(guān)鍵作用，控制并形成了研究區(qū)多層系、多類型的復(fù)式油氣聚集帶。

［1］譚明友，邴進(jìn)營，金學(xué)新，等.山東北部濱海地區(qū)負(fù)反轉(zhuǎn)斷層及古生界負(fù)反轉(zhuǎn)成因分析［J］.石油地球物理勘探，1996，31（6）：844-850.

［2］汪澤成，劉和莆，段周芳，等.黃驊坳陷中新生代構(gòu)造負(fù)反轉(zhuǎn)分析［J］.地球科學(xué)，1998，23（3）：289-294.

［3］信廣林，張日華，劉希林，等.濟陽拗陷負(fù)向構(gòu)造油氣藏形成條件和分布規(guī)律［J］.石油勘探與開發(fā)，1994，21（1）：8-13.

［4］陳潔，董冬，邱明文.濟陽坳陷內(nèi)的負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造及其石油地質(zhì)意義［J］.石油實驗地質(zhì)，1999，21（3）：200-204.

［5］常國貞，畢彩芹，林紅梅，等.低潛山反轉(zhuǎn)構(gòu)造演化、成藏體系與勘探——以勝利油區(qū)孤北低潛山為例［J］.斷塊油氣田，2002，9（5）：19-23.

［6］李陽，田波，陳清華，等.試論濟陽坳陷前古近系潛山斷裂的研究策略［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2006，13（1）：8-10.

［7］楊品榮，陳潔，蔡進(jìn)功，等.濟陽坳陷構(gòu)造轉(zhuǎn)型期及其石油地質(zhì)意義［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2001，8（3）：5-7.

［8］項希勇，張樹林，程本合，等.沾化凹陷東部地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場分析及其應(yīng)用［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2001，8（3）：1-4.

［9］智鳳琴，李琦，樊德華，等.沾化凹陷泥巖裂縫油氣藏油氣運移聚集研究［J］油氣地質(zhì)與采收率，2004，11（5）；27-29.

［10］趙追，趙全民，孫沖，等.陸相斷陷湖盆的成巖圈閉——以泌陽凹陷下第三系核桃園組三段為例［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2001，22（2）；154-157.

［11］張善文，袁靜，隋風(fēng)貴，等.東營凹陷北部沙河街組四段深部儲層多重成巖環(huán)境及演化模式［J］.地質(zhì)科學(xué)，2008，43（3）：576-587.

［12］胡建義，黃第藩.中國陸相石油地質(zhì)理論基礎(chǔ)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1991：164-222.