青南洼陷構(gòu)造特征及對油氣成藏的控制作用

羅 陽，王永詩，吳智平，李 偉，苑桂亭，董 冬

（1.中國石油大學（華東）地球科學與技術(shù)學院，山東 青島 266580；2.中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學研究院，山東 東營 257015；3.中國石化勝利油田分公司魯明公司，山東 東營 257000）

青南洼陷油氣資源豐富，2012年完鉆的3口探井均獲產(chǎn)油量為18～40 t/d，使青南洼陷迅速成為東營凹陷東部勘探的熱點區(qū)塊。隨著青南洼陷地質(zhì)研究工作的不斷深入，許多學者對青南洼陷的沉積及成藏方面進行系統(tǒng)的論述[1-4]，但對構(gòu)造演化的研究較少。筆者在前人認識的基礎(chǔ)上，結(jié)合相鄰地區(qū)演化特征[5-11]分析青南洼陷古近紀形成機制，從構(gòu)造的角度研究青南洼陷的演化過程，分析構(gòu)造演化對油氣成藏的控制作用，以期為該區(qū)下一步的勘探部署提供指導。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

青南洼陷是濟陽坳陷東營凹陷的一個次級構(gòu)造單元，北為青坨子凸起，南為八面河鼻狀構(gòu)造帶，東與青東凹陷相連，西與廣利背斜帶相鄰（圖1），整體呈東西走向，東西長25 km，南北寬18 km，勘探面積為450 km2。青南洼陷油氣資源豐富，于2013年成為勝利油區(qū)的第80個油田。

圖1 青南洼陷T7構(gòu)造綱要Fig.1 Qingnan subsag structure map of T7

2 構(gòu)造特征

構(gòu)造發(fā)育和構(gòu)造演化是影響盆地油氣聚集的主要因素之一。青南洼陷為北斷南超的斷陷湖盆（圖2a），平面上為“兩洼一梁兩坡”的構(gòu)造格局（圖2b）。與箕狀斷陷盆地的結(jié)構(gòu)類似，在結(jié)構(gòu)上可劃分為北部陡坡帶、中部洼陷帶和南部緩坡帶。其中北部陡坡帶邊界斷層產(chǎn)狀較陡，控制了近岸水下扇沉積體系的發(fā)育；中部洼陷帶由東、西2個次洼組成，西次洼沙四段的最大埋深達4400 m，東次洼的最大埋深為3900 m[1-4]，在東、西2個次洼之間形成青南斷裂背斜帶。

從青南洼陷不同層位主要斷裂走向分布的玫瑰花圖（圖3）可以看出，斷層在孔店組—沙四段下亞段以EW和NW走向為主，沙四段上亞段到東營組發(fā)育NW和EW走向斷層，同時發(fā)育NE向斷層，東營組沉積時期以后斷層活動開始減弱。不同走向的斷層分布規(guī)律發(fā)現(xiàn)，陡坡帶發(fā)育近EW向的邊界斷裂，洼陷帶發(fā)育NW向斷裂，緩坡帶發(fā)育近EW向斷裂，洼陷帶東部發(fā)育NNE向的斷裂。

圖2 青南洼陷南北、東西向剖面Fig.2 Qingnan subsag sections of the north to south and the east to west

圖3 青南洼陷主要斷裂走向分布玫瑰花圖Fig.3 The rose diagrams of the main fault strikes in Qingnan subsag

陡坡帶EW向斷裂 青南斷層是控制青南洼陷發(fā)育的長期繼承性活動的邊界斷裂，東西段斷層產(chǎn)狀變化較大，西段主斷面呈鏟式，斷面南西傾（圖4a）；東段主斷面呈坡坪式，傾向為南東（圖4b）。

洼陷帶NW向斷裂 在洼陷帶東、西次洼之間的斷裂背斜帶上發(fā)育一系列NW向斷層，其控制了青南背斜帶的后期演化并使背斜帶復雜化。斷層整體走向呈NW向，主斷面以南西傾向為主，背斜帶被構(gòu)造復雜化形成似花狀構(gòu)造（圖4c）。

圖4 青南洼陷主要斷裂剖面Fig.4 The main fracture sections in Qingnan subsag

緩坡帶近EW向斷裂 在青南洼陷南部緩坡帶發(fā)育一系列近EW向斷裂，沙四段下亞段以下地層以發(fā)育反向斷層為主，沙四段上亞段及其以上地層以發(fā)育順向斷層為主。其中反向斷層活動時間長，與后期活動的順向斷層形成多級“Y”字型組合。

洼陷東部NNE向斷裂 發(fā)育于洼陷東部的NNE向斷層，是受控于郯廬斷裂帶的走滑斷層，斷面西傾、陡立，斷層北部斷距小，南部斷距變大，斷層形成于孔店組沉積時期，后期被多條EW和NW向斷層切割（圖2b）。

2.1 構(gòu)造樣式

青南洼陷夾持于伸展型的東營凹陷與走滑—伸展型的青東凹陷之間，伸展、走滑作用在不同時期主導著該區(qū)的構(gòu)造演化，使得該區(qū)發(fā)育伸展構(gòu)造樣式、伸展—走滑構(gòu)造樣式和走滑構(gòu)造樣式[8]的斷層組合。

伸展構(gòu)造樣式 伸展構(gòu)造樣式在整個洼陷均有發(fā)育，主要有翹傾斷塊、“Y”字型組合、“入”字型斷層和“X”字型斷層等。其中，“Y”字型組合分布范圍大，主枝斷層在孔店組到東營組沉積時期持續(xù)活動；“入”字型斷層和“X”字型斷層主要發(fā)育在沙四段到沙三段，平面上多發(fā)育在緩坡帶；洼陷帶多發(fā)育順向翹傾斷塊，緩坡帶反向翹傾斷塊較為發(fā)育，大部分斷層翹傾斷塊在孔店組沉積時期形成。

伸展—走滑構(gòu)造樣式 在青南洼陷常見的伸展—走滑構(gòu)造樣式主要有多級“Y”字型、似花狀組合樣式。其中，多級“Y”字型斷層主要由陡坡邊界鏟式主干斷層和上盤同傾向、反傾向的次級斷層組合而成。

走滑構(gòu)造樣式 青南洼陷受郯廬斷裂帶右旋走滑作用的控制，發(fā)育NNE向走滑斷裂，走滑主斷層陡立且穿過洼陷帶和緩坡帶。

2.2 構(gòu)造演化特征

青南洼陷在盆地早期斷陷拉張和郯廬斷裂帶走滑構(gòu)造應力的相互作用下，構(gòu)造演化極為復雜。新生代以來先后經(jīng)歷了NNE—SSW向和NW—SE向區(qū)域引張作用的疊加及NE向右旋走滑作用的改造[5]。利用平衡剖面技術(shù)對青南洼陷南北向構(gòu)造發(fā)育進行研究（圖5），結(jié)果表明，孔店組沉積時期—沙四段沉積早期處于青南斷層控制的斜坡帶，地層接受沉積；沙四段沉積晚期繼續(xù)接受沉積，大量張性斷裂發(fā)育；沙三段沉積時期—東營組沉積時期繼承性發(fā)育，后期斷裂改造；新近紀—第四紀整體下沉，地層披覆。

古近紀早期青南洼陷進入拉張斷陷期，形成了北斷南超的構(gòu)造格局，洼陷接受沉積，發(fā)育一系列東西走向張性正斷層。

沙四段沉積時期郯廬斷裂帶由左旋轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚齕6，12]，青南洼陷NW和EW向走滑—拉張性正斷層大量發(fā)育，在洼陷中部地層出現(xiàn)彎曲褶皺，東、西次洼間的背斜帶開始形成。這一時期伸展作用同樣強烈，平面上前期以EW向斷層為主，并被NWW向斷層復雜化，發(fā)育“Y”字型構(gòu)造樣式。

沙三段沉積時期—沙一段沉積時期，構(gòu)造活動強度逐漸減弱，斷層規(guī)模小，延伸不遠，活動斷層數(shù)量減少。在剖面上與下伏同沉積斷層組成“Y”字型組合、“X”字型組合或似花狀構(gòu)造，平面上呈NWW向排列。

圖5 青南洼陷南北向構(gòu)造發(fā)育剖面Fig.5 Qingnan subsag evolution profiles of the north-south trending structure

東營組沉積末期區(qū)域整體抬升，東營組遭受強烈剝蝕，僅在洼陷中心殘留部分地層，與上覆地層呈角度不整合接觸，這一時期斷裂活動減緩，斷層數(shù)量變少。新近紀—第四紀，喜馬拉雅運動Ⅲ幕后，渤海灣盆地進入整體拗陷階段[5]。構(gòu)造活動趨于緩和，斷層形成較少。

3 構(gòu)造對油氣成藏的控制作用

由于青南洼陷烴源巖的主要排烴期在館陶組沉積時期，斷裂活動微弱，斷層對油氣在垂向上尚未起到輸導作用，所以油氣主要以橫向運移為主，在沙四段聚集成藏。

3.1 對烴源巖演化的控制作用

構(gòu)造活動決定斷陷湖盆的形成，影響烴源巖的分布和有機質(zhì)類型。沙四段沉積時期—沙三段沉積早期的強烈斷陷作用決定了青南洼陷主力烴源巖的發(fā)育及分布。斷陷作用使該區(qū)變?yōu)殚L期沉降的斷陷湖盆，呈東西向長條狀展布。發(fā)育東、西2個沉積中心，具有沉積體系發(fā)育完整、沉積速率快、厚度大、水體較深的特點，有利于烴源巖的發(fā)育。沙四段烴源巖在東次洼的最大埋深為3900 m，烴源巖厚度相對較??；西次洼的最大埋深達4400 m，中心地層厚度為780 m，烴源巖厚度達624 m[7]，成為青南洼陷的主力烴源巖的發(fā)育區(qū)。

3.2 對儲、蓋層的控制作用

構(gòu)造演化改變了古地貌格局，控制了水系發(fā)育、物源輸送及沉積體系分布，也是影響儲、蓋層發(fā)育的關(guān)鍵因素。研究區(qū)物源以青坨子凸起及淮北凸起為主，除陡坡帶發(fā)育近岸水下扇沉積外，沙四段沉積時期為斷陷湖盆發(fā)育初期，廣泛發(fā)育濱淺湖灘壩沉積，成為青南洼陷油氣成藏的主力儲層。沙三段沉積時期，除陡坡帶持續(xù)發(fā)育近岸水下扇沉積外，主要的物源區(qū)在南部，形成分布范圍廣、單層厚度大的扇三角洲沉積[3]。沙四段上亞段泥巖厚達350 m以上，在沉積類型上主要為以還原相泥巖為主的湖相泥巖及少量頁巖沉積，分布廣而穩(wěn)定，連續(xù)性好，成為有效的蓋層。

3.3 對油藏類型的控制作用

青南洼陷目前發(fā)現(xiàn)的油藏類型有巖性-構(gòu)造油氣藏和構(gòu)造-巖性油氣藏。

斷層控制下的油藏類型 青南洼陷發(fā)育的NNE向走滑斷層控制了油氣運移及成藏。鉆探證實，該斷層對油氣的運移具有較好的封堵作用。斷層以西萊90井發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流，斷層以東的萊76井僅有微弱油氣顯示，含油氣性較差，目前發(fā)現(xiàn)的油氣均位于走滑斷層以西。

構(gòu)造樣式控制下的油藏類型 構(gòu)造對油氣藏的控制主要體現(xiàn)在東部斷層較為密集的背斜構(gòu)造帶及陡坡帶。構(gòu)造樣式?jīng)Q定了圈閉的類型及發(fā)育位置，沙四段發(fā)育的伸展構(gòu)造樣式及伸展—走滑構(gòu)造樣式形成的斷塊構(gòu)造及似花狀構(gòu)造與灘壩砂巖儲層結(jié)合形成了多個巖性-構(gòu)造圈閉成為青南洼陷主要油藏類型，如在背斜帶上鉆探的萊斜87井獲高產(chǎn)工業(yè)油流。陡坡帶的“Y”字型斷塊與砂礫巖儲層結(jié)合形成構(gòu)造-巖性圈閉，如在陡坡帶鉆探的萊78井獲高產(chǎn)工業(yè)油流。

4 結(jié)論

青南洼陷夾持于伸展型的東營凹陷與走滑型的青東凹陷之間，發(fā)育伸展構(gòu)造樣式、伸展—走滑構(gòu)造樣式和走滑構(gòu)造樣式，其中伸展構(gòu)造樣式多發(fā)育在陡坡帶和緩坡帶，主要構(gòu)造樣式有翹傾斷塊和“Y”字型組合；伸展—走滑構(gòu)造樣式主要發(fā)育在青南背斜帶，構(gòu)造樣式主要有多級“Y”字形、似花狀斷層組合樣式。青南洼陷構(gòu)造樣式的形成是區(qū)域拉張力和剪切力共同作用的結(jié)果，前期受東營凹陷拉張斷陷作用控制，后期受郯廬斷裂帶右旋走滑—伸展與斷陷拉張共同作用。青南洼陷的構(gòu)造演化控制了烴源巖的發(fā)育，儲、蓋層的發(fā)育及油氣藏的類型，沙四段優(yōu)質(zhì)的烴源巖、沙四段的灘壩砂巖及沙四段上亞段巨厚湖相泥巖形成了有利的生儲蓋組合，以巖性-構(gòu)造及構(gòu)造-巖性油藏為主要油藏類型。

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