貝中次凹構(gòu)造樣式及其對(duì)油氣聚集的控制作用

張 瑩

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

貝中次凹構(gòu)造樣式及其對(duì)油氣聚集的控制作用

張 瑩*

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

貝中次凹為海拉爾盆地最富有油氣的構(gòu)造單元之一，該區(qū)構(gòu)造演化大致經(jīng)歷了斷陷期、斷—坳轉(zhuǎn)換期和坳陷期3大階段，形成貝中次凹現(xiàn)今的復(fù)雜構(gòu)造特征。盆地的構(gòu)造演化和應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)化是造成該區(qū)構(gòu)造樣式多樣的根本原因。根據(jù)構(gòu)造樣式形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制和幾何學(xué)形態(tài)劃分，該區(qū)存在伸展、擠壓、走滑和反轉(zhuǎn)4種基本構(gòu)造樣式，其中伸展構(gòu)造樣式是最重要的含油氣構(gòu)造樣式，又可進(jìn)一步劃分為重力背形、掀斜斷塊、滑動(dòng)斷階、逆牽引背斜等4類次級(jí)構(gòu)造樣式。研究證明，構(gòu)造樣式對(duì)油氣聚集具有重要的控制作用，邊界斷層附近的滑動(dòng)斷階、主生烴次凹內(nèi)的反向斷塊和塹壘斷塊、次凹內(nèi)的反向斷塊及反轉(zhuǎn)構(gòu)造形成的斷背斜、斷塊是油氣富集的有利地區(qū)。

貝中次凹；構(gòu)造演化；構(gòu)造樣式；油氣聚集

構(gòu)造樣式是剖面形態(tài)、平面展布、排列及應(yīng)力機(jī)制上有密切聯(lián)系的一系列局部構(gòu)造的特定組合，是同一期構(gòu)造變形或同一應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的構(gòu)造的總和[1-2]。本文針對(duì)貝中次凹構(gòu)造特征復(fù)雜的地質(zhì)特點(diǎn)，考慮幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和時(shí)間4個(gè)方面因素，對(duì)海拉爾盆地貝中次凹構(gòu)造樣式開展了逐層推進(jìn)的綜合研究，對(duì)指導(dǎo)該區(qū)油氣勘探具有實(shí)際意義。

1 地質(zhì)概況

貝中次凹構(gòu)造上位于海拉爾盆地貝爾凹陷南部，東部為布勒洪布斯隆起帶，西部為蘇德爾特隆起帶，勘探面積約460km2[3-4]。貝中次凹劃分為東部斷階帶、中部洼槽帶、西部斷階帶和北部斜坡帶，整體上是一個(gè)北東向展布的地塹（圖1）。從上到下鉆遇的地層依次為第四系、第三系、白堊系青元崗組、伊敏組、大磨拐河組、南屯組、銅缽廟組和侏羅系布達(dá)特群。

圖1 貝中次凹構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D

2 區(qū)域構(gòu)造演化特征

海拉爾盆地是我國東北地區(qū)古生界褶皺基底上發(fā)育起來的較大的斷陷盆地，屬于中亞—蒙古地槽的一部分。中晚侏羅—早白堊世時(shí)期由于地幔熱隆張裂作用，使海拉爾盆地伸展拉張，形成斷陷盆地。中新生代的演化分為斷陷期、斷—坳轉(zhuǎn)換期和坳陷期等3個(gè)時(shí)期。

斷陷期，發(fā)育銅缽廟組和南屯組地層，受NW-SE向拉張應(yīng)力作用。該區(qū)明顯受控于北東向主邊界斷層，斷陷總體走向?yàn)楸睎|向。

斷—坳轉(zhuǎn)換期，發(fā)育大磨拐河組和伊敏組地層。南屯組沉積期末，張裂作用停止，盆地發(fā)生短暫的隆起之后再次沉陷。在大一段沉積時(shí)期，隨著邊界斷層活動(dòng)性的減弱，沉積范圍具有逐漸加大的趨勢(shì)；大二段沉積時(shí)期，地層沉積出現(xiàn)有方向性的側(cè)向加積，并且加積的方向與北東向控陷斷層平行，反映了這一時(shí)期走滑拉分盆地的特征，受近S-N向右旋張扭應(yīng)力作用。伊敏組末期，該區(qū)應(yīng)力場(chǎng)為，產(chǎn)生NE-SW向擠壓分量形成逆斷層和正反轉(zhuǎn)構(gòu)造[5]。

坳陷期，發(fā)育晚白堊世青元崗組地層，該期近S-N向左旋壓扭應(yīng)力場(chǎng)持續(xù)存在，表現(xiàn)為低幅度褶皺式構(gòu)造。擠壓作用松弛之后，盆地再次沉陷，主要以角度不整合與下伏地層接觸。

3 構(gòu)造樣式類型

中新生代盆地的構(gòu)造演化和應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)化是造成貝中次凹構(gòu)造樣式多樣的根本原因。按照其動(dòng)力學(xué)機(jī)制和幾何學(xué)形態(tài)可以分為伸展構(gòu)造樣式、走滑構(gòu)造樣式、擠壓構(gòu)造樣式和反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式（表1）。

表1 貝中次凹構(gòu)造樣式類型表

3.1 伸展構(gòu)造樣式

伸展構(gòu)造樣式是貝中次凹最重要的構(gòu)造樣式，研究表明，盆地在生長過程中，同沉積拉張—填充作用在橫向和垂向上的表現(xiàn)是不均衡的，重力作用引起的構(gòu)造變形是逐漸增強(qiáng)的，拉張和重力的聯(lián)合作用，產(chǎn)生了多類型和多級(jí)次的伸展構(gòu)造樣式。根據(jù)構(gòu)造形態(tài)特征及其成因，將其劃分為重力背形、掀斜斷塊、滑動(dòng)斷階、逆牽引背斜等4類構(gòu)造樣式（表1）。

3.1.1 重力背形構(gòu)造樣式

貝中次凹西部斷階帶，東部斷階帶和中央洼槽帶的隆起帶組成典型的重力背形構(gòu)造樣式。在剖面上呈東西雙斷的地塹結(jié)構(gòu)，在整體面貌上呈現(xiàn)出一個(gè)軸向?yàn)镹E向，兩翼向東西延伸的背斜構(gòu)造樣式（表1）。斷陷期，受到NW-SE方向的拉張作用，兩側(cè)邊界斷層伸展拆離，基底快速大幅度沉降。在盆地生長過程中，沉積物在平面上的分布差異不斷增大，進(jìn)而差異重力作用表現(xiàn)越來越顯著，最終形成復(fù)雜多樣的重力背斜構(gòu)造。

3.1.1 掀斜斷塊構(gòu)造樣式

斷陷期地層在單剪應(yīng)力作用，以正斷層控制的“骨牌式”斷塊組合為特征，各斷塊底部斷層基本平行，但是由于處于不同構(gòu)造位置，斷塊沿?cái)嗝娉煌较蛐D(zhuǎn)而形成的不同類型的掀斜形態(tài)。根據(jù)斷層與斷塊的組合關(guān)系又可分為反向斷塊、順向斷塊、塹壘斷塊3種樣式，其中反向斷塊和塹壘斷塊構(gòu)成了重要的含油氣圈閉（表1）。

3.1.2 滑動(dòng)斷階構(gòu)造樣式

滑動(dòng)斷階是東西部邊界鏟式斷層活動(dòng)在斷層上盤形成的多級(jí)臺(tái)階狀斷塊，邊界斷層切穿基底為主拆離面，其上若干次級(jí)斷層及斷塊以上寬下窄的帚狀尖滅歸并于斷層的深部剪切面上?；瑒?dòng)斷階構(gòu)造是控陷斷層長期演化的結(jié)果，屬于斷陷期伸展作用中、晚期產(chǎn)物。根據(jù)次級(jí)斷層與地層的產(chǎn)狀關(guān)系，可分為反向和順向2種滑動(dòng)斷階類型（表1）。

3.1.3 逆牽引背斜構(gòu)造樣式

逆牽引背斜是與西部邊界生長斷層伴生的一種構(gòu)造。斷—坳轉(zhuǎn)換期大磨拐河組地層產(chǎn)狀平緩，邊界斷層的上盤滑落時(shí)，斷塊伴有沿水平軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這種旋轉(zhuǎn)的結(jié)果，導(dǎo)致背斜的形成（表1）。

3.2 走滑構(gòu)造樣式

貝中次凹走滑構(gòu)造樣式主要有2種類型：即負(fù)花狀構(gòu)造和“X”型斷層組合。負(fù)花狀組合主要圍繞長期活動(dòng)的斷層呈斷層密集帶形式分布，且花狀斷層向下過T1后收斂于同一條斷層（表1）?！癤”型斷層組合也為走滑成因，先期形成的張性正斷層被后期走滑斷層錯(cuò)開（表1）。

3.3 擠壓和反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式

伊敏組末期，該區(qū)應(yīng)受近S-N向左旋壓扭應(yīng)作用，產(chǎn)生NE-SW向擠壓分量形成逆斷層和反轉(zhuǎn)構(gòu)造（表1）。反轉(zhuǎn)構(gòu)造主要表現(xiàn)在邊界斷層上，早期的正斷層發(fā)生反向滑動(dòng)，即正反轉(zhuǎn)構(gòu)造。青元崗組沉積時(shí)期近S-N向左旋壓扭作用持續(xù)存在，表現(xiàn)為低幅度背斜構(gòu)造。

4 構(gòu)造樣式對(duì)油氣聚集的控制作用

勘探實(shí)踐證明，我國已發(fā)現(xiàn)的各種類型的構(gòu)造油氣藏和非構(gòu)造油氣藏，在不同盆地類型中的分布規(guī)律，嚴(yán)格受盆地構(gòu)造樣式的控制[6-8]。研究表明，生烴巖范圍控制油氣藏分布，富烴次凹油氣相對(duì)富集；主干斷層和不整合是油氣運(yùn)移的主要通道，以有利烴源區(qū)為中心四周構(gòu)造高部位的構(gòu)造圈閉、巖性圈閉、基巖有利儲(chǔ)層均是油氣運(yùn)移的主要指向。

4.1 邊界斷層附近的滑動(dòng)斷階處油氣富集、高產(chǎn)

斷陷期，邊界斷層的形成發(fā)育過程控制著盆地沉積物的類型、厚度及展布范圍，也就控制了生儲(chǔ)蓋配置關(guān)系。斷陷期盆地沉降速度相對(duì)較快，南屯組的湖相暗色泥巖，既是主力烴源巖層，也是良好的蓋層。受構(gòu)造背景和沉積環(huán)境控制，南一段沉積時(shí)期扇三角洲及辮狀三角洲的前緣砂體、南二段沉積時(shí)期前緣滑塌濁積砂體均是有利儲(chǔ)集層系。邊界斷層的活動(dòng)形成了在斷層上盤的多級(jí)臺(tái)階狀滑動(dòng)斷階構(gòu)造樣式。邊界斷層是油氣運(yùn)移的主要通道，同時(shí)也是地層壓力釋放區(qū)，成為油氣的有利指向區(qū)。同時(shí)，邊界斷層控制的斷陷期盆地中發(fā)育多套生儲(chǔ)蓋巖系，可形成多套含油氣層系。在縱向上相互疊加，橫向上復(fù)合連片，形成復(fù)式油氣聚集帶。

4.2 主生烴次凹內(nèi)的反向斷塊和塹壘斷塊形成大量潛山油藏

貝中次凹反向斷塊和塹壘斷塊構(gòu)造樣式主要發(fā)育在中央洼槽帶的隆起帶，該處油藏類型主要為潛山油藏。前中生代基巖遭受多期斷層活動(dòng)，基巖塊體翹傾、解體，造成潛山與生油洼槽鑲嵌的格局，長期遭受風(fēng)化剝蝕、斷層活動(dòng)的熱蝕變，形成良好的溶孔、溶洞和裂縫儲(chǔ)層。同時(shí)，輕變質(zhì)巖基底，在斷陷盆地沉積之前經(jīng)歷過長期的風(fēng)化剝蝕過程，存在基巖風(fēng)化殼；在伸展斷陷盆地形成過程中以及斷陷盆地形成后的多期改造，可形成大量裂縫和破碎帶；為油氣的富集提供空間，儲(chǔ)層物性受深度影響較小。斷層與不整合組成的通道組合是潛山成藏的輸導(dǎo)體系，位于油氣運(yùn)移通道上的各類潛山圈閉是油氣聚集的有利圈閉。

4.3 次凹內(nèi)反向斷塊是斷層—巖性油氣藏聚集區(qū)

由于貝中次凹南屯組主力烴源巖滿凹覆蓋，儲(chǔ)層被烴源層包圍，油源充足，油氣運(yùn)移距離短。銅缽廟組、南屯組扇三角洲前緣砂體和大磨拐河組一段發(fā)育的低位體系域及湖侵體系域砂體與反向斷塊等構(gòu)造樣式結(jié)合形成斷層—巖性、巖性—地層、砂巖上傾尖滅和透鏡體等復(fù)合圈閉。

4.4 反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式與油氣聚集

貝中次凹受邊界斷層控制，構(gòu)造演化具有早期純剪、中期張扭、晚期反轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，發(fā)育反向斷層遮擋的斷鼻、斷塊、褶皺等多種反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式，形成了斷背斜、斷塊油氣藏。在邊界斷層作用下，晚期斷層構(gòu)造活動(dòng)在在淺部伊敏組一段形成逆牽引背斜和掀斜斷塊，發(fā)育扇三角洲，在中部斷層隆起帶發(fā)育有低水位楔、低水位扇，具有較好的儲(chǔ)集空間。斷層伸入生油洼槽，溝通油源，在淺層形成構(gòu)造油藏，多具有規(guī)模小、產(chǎn)能高的特點(diǎn)，是下一步勘探工作的重點(diǎn)。

5 結(jié)論

（1）構(gòu)造樣式的多樣性是由構(gòu)造變形的多期次性和構(gòu)造變形的差異性決定的。3個(gè)構(gòu)造演化階段的構(gòu)造變形改造、疊加，形成了伸展、走滑、擠壓和反轉(zhuǎn)4種構(gòu)造樣式并存的特征。每一種構(gòu)造樣式均反映了不同的動(dòng)力學(xué)背景。

（2）貝中次凹是以復(fù)雜斷塊著稱的復(fù)式油氣聚集區(qū)，油氣聚集嚴(yán)格受構(gòu)造樣式的控制，近年來，構(gòu)造、構(gòu)造—巖性和基巖潛山油藏勘探取得了較大進(jìn)展。反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式形成的斷背斜、斷塊油氣藏，具有較好的儲(chǔ)集空間，是下一步勘探工作的重點(diǎn)。

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TE122

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1004-5716(2015)03-0089-04

2015-01-07

2015-01-07

張瑩（1982-），女（漢族），遼寧撫順人，工程師，現(xiàn)從事構(gòu)造研究工作。