惠民凹陷新生代盆地結(jié)構(gòu)及油氣成藏特征

薛 雁，張 琳，黃 錚，梅東風(fēng)，龔玉虎

(1.中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257015；2.中國石化勝利石油管理局，山東 東營 257015；3.中國石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124109)

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惠民凹陷新生代盆地結(jié)構(gòu)及油氣成藏特征

薛 雁1，2，張 琳1，黃 錚1，梅東風(fēng)3，龔玉虎3

(1.中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257015；2.中國石化勝利石油管理局，山東 東營 257015；3.中國石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124109)

為深入了解惠民凹陷新生代盆地結(jié)構(gòu)與油氣成藏的關(guān)系，在三維地震資料精細(xì)解釋的基礎(chǔ)上，綜合運用斷層活動性分析、平衡剖面恢復(fù)等方法，結(jié)合各時期伸展率和沉降量的統(tǒng)計分析，明確了惠民凹陷各構(gòu)造演化階段盆地結(jié)構(gòu)特征以及垂向疊合過程，并對不同構(gòu)造單元的油氣成藏條件以及油氣分布規(guī)律進(jìn)行分析和總結(jié)。結(jié)果表明：惠民凹陷新生代盆地結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了由單斷式半地塹向雙斷式塹壘構(gòu)造的疊合；不同構(gòu)造單元的油氣成藏條件和油氣分布特征具有差異性，中央隆起帶的油氣最為富集，主要受控于Es3、Es2期臨商斷裂帶的強(qiáng)烈活動垂向輸導(dǎo)以及走滑應(yīng)力場的驅(qū)趕。該研究明確了不同構(gòu)造帶油氣成藏主控因素，對后續(xù)的油氣勘探有一定的指導(dǎo)意義。

盆地結(jié)構(gòu)；構(gòu)造單元；成藏條件；差異性；惠民凹陷

0 引 言

盆地結(jié)構(gòu)是盆地構(gòu)造(斷裂、構(gòu)造樣式)、類型、性質(zhì)等的綜合表現(xiàn)形式[1]，是控制盆地內(nèi)部不同構(gòu)造部位含油氣性的關(guān)鍵?；菝癜枷萦蜌赓Y源豐富，經(jīng)過50多年的勘探歷程，發(fā)現(xiàn)了臨盤、商河、玉皇廟、臨南、曲堤、江家店、陽信等多個油氣田，具有較大的勘探潛力。但是，由于盆地構(gòu)造的差異性發(fā)育，不同構(gòu)造部位的油氣“貧富”差距較大。崔世凌等、張小莉等、朱志強(qiáng)等[2-4]分別從構(gòu)造樣式、沉積相及沉積體系、油氣運移通道等多個方面對惠民凹陷臨南洼陷的油氣成藏特征進(jìn)行了研究；宋占東等、趙衛(wèi)衛(wèi)等[5-6]對惠民凹陷陽信洼陷的油氣成藏條件和油氣分布規(guī)律進(jìn)行了分析和總結(jié)；韓天佑等[7]分析了惠民凹陷西南緩坡帶的新生代構(gòu)造演化及油氣成藏特征；王克等[8]對惠民凹陷中央隆起帶的油氣成藏事件和油氣成藏規(guī)律進(jìn)行了研究。但系統(tǒng)研究整個惠民凹陷不同構(gòu)造單元構(gòu)造特征和油氣成藏特征并對比分析油氣成藏差異性的較少。

此次研究是基于大量地震資料精細(xì)解釋的基礎(chǔ)上，結(jié)合斷層活動性分析和伸展率統(tǒng)計，查明惠民凹陷新生代各演化階段盆地構(gòu)造特征，并對惠民凹陷不同構(gòu)造單元的油氣成藏條件和油氣分布特征進(jìn)行對比分析，總結(jié)不同構(gòu)造單元油氣富集規(guī)律，為惠民凹陷下一步油氣勘探提供理論指導(dǎo)。

1 地質(zhì)概況

惠民凹陷是位于濟(jì)陽坳陷內(nèi)部西南方向的次級凹陷，北部以埕寧隆起為界，南鄰魯西隆起，西與臨清坳陷內(nèi)部的德州凹陷相連，東鄰東營凹陷。其控盆邊界斷層為北部的寧南、無南斷層和南部的齊廣斷層，平面上整體呈北東東向展布，剖面上表現(xiàn)為雙斷式的塹壘構(gòu)造。受構(gòu)造運動和主干斷裂差異發(fā)育影響，內(nèi)部可以劃分為陡坡帶、緩坡帶、洼陷帶和中央隆起帶4種不同類型的構(gòu)造單元(圖1)，不同類型的構(gòu)造單元構(gòu)造特征不同，進(jìn)而導(dǎo)致了凹陷內(nèi)部不同構(gòu)造部位石油地質(zhì)條件的復(fù)雜性和油氣分布的差異性。

圖1 惠民凹陷構(gòu)造格局

2 新生代盆地結(jié)構(gòu)演化特征

2.1 孔店期

該時期惠民凹陷北西向構(gòu)造不明顯，北部邊界斷層活動強(qiáng)烈，尤其是北部的大型鏟式正斷層——無南斷層，控制了盆地的基本格局和孔店組的地層沉積。北部陡坡帶先于其他構(gòu)造單元發(fā)育，強(qiáng)烈抬升，沉積、沉降中心位于北部滋鎮(zhèn)、陽信斷層下降盤，形成滋鎮(zhèn)和陽信洼陷的雛形。而相比之下，南部的齊廣斷層活動稍弱(圖2a)，緩坡帶發(fā)育稍差，使整個盆地在無南斷層的滑脫翹傾作用下呈現(xiàn)北斷南超的半地塹特征。

整個研究區(qū)主要發(fā)育伸展構(gòu)造樣式，陡坡帶主要發(fā)育滑動斷階，南部緩坡帶主要發(fā)育翹傾斷塊。

圖2 惠民凹陷斷陷發(fā)育階段不同時期的控盆斷裂體系

2.2 沙四期

該時期惠民凹陷的盆地結(jié)構(gòu)基本繼承了前一期的特征，控盆斷層仍以北部的寧南、無南斷層等邊界斷層為主，但活動明顯減弱，使該時期成為惠民凹陷半地塹的萎縮、消亡期。林南斷層等二級斷層開始少量發(fā)育(圖2b)，較前一期來看，構(gòu)造變化不大，沉積、沉降中心位置不明顯，構(gòu)造樣式仍以北部陡坡帶的滑動斷階和南部緩坡帶的翹傾斷塊發(fā)育為主。

2.3 沙三—沙二早期

該時期為惠民凹陷盆地發(fā)育的活躍期，形成大量二、三級斷層，是研究區(qū)塹壘盆地的發(fā)育期，也是盆地內(nèi)部構(gòu)造差異形成的主要時期。臨商、夏口斷層開始發(fā)育，活動強(qiáng)烈，形成了典型的帚狀走滑體系，控制了臨南洼陷的發(fā)育，并使沉積中心向臨南洼陷遷移。同時，盆地東部的林南、林北斷層活動明顯，控制了林樊家構(gòu)造的形成。中央隆起帶在臨商、寧南、無南斷層的聯(lián)合控制作用下形成(圖2c)，且以低角度的斜坡向洼陷中心延伸。整個凹陷呈現(xiàn)出不對稱的雙斷式塹壘斷陷盆地特征。構(gòu)造樣式以伸展和伸展走滑構(gòu)造樣式發(fā)育為主。

圖3 惠民凹陷新生代盆地構(gòu)造演化

2.4 沙二晚期—東營期

該時期研究區(qū)的盆地結(jié)構(gòu)基本繼承了前一期的特征，盆地的優(yōu)勢伸展方向仍為近南北向，盆地構(gòu)造格局基本確定，部分主干斷裂的活動性有所減弱，在盆地東部發(fā)育少量近東西向展布的次級斷層(圖2d)，斷陷盆地發(fā)育進(jìn)入萎縮、消亡期。

2.5 新近紀(jì)—第四紀(jì)

該時期惠民凹陷同渤海灣盆地的其他次級凹陷一樣，進(jìn)入了坳陷發(fā)育階段，盆地整體沉降，新近紀(jì)地層披覆于前期構(gòu)造之上，主要斷層的活動基本結(jié)束，只發(fā)育有少量的次級斷層，對整個凹陷的構(gòu)造面貌和地層沉積影響不大(圖2e)。

3 構(gòu)造單元油氣成藏條件分析

對于一個含油氣盆地來講，油氣的成藏需要具備良好的生油巖、儲集層、蓋層及輸導(dǎo)體系等多個條件[9-10]?；菝癜枷萁?jīng)過長期而又復(fù)雜的構(gòu)造演化，加之不同構(gòu)造部位構(gòu)造特征的差異，油氣成藏的“環(huán)境條件”和“物質(zhì)基礎(chǔ)”差異發(fā)育[11-12]，控制了其內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)單元沉積物質(zhì)充填結(jié)構(gòu)的不同，進(jìn)而導(dǎo)致生儲蓋發(fā)育特征及圈閉類型等方面也存在明顯的不同[13]。另外，通過對研究區(qū)南北向油藏剖面分析可以看出，受盆地結(jié)構(gòu)和構(gòu)造樣式類型不同的影響，凹陷內(nèi)不同結(jié)構(gòu)單元油氣成藏特征具有明顯的差異(圖4)。

3.1 北部陡坡帶

3.2 南部緩坡帶

圖4 惠民凹陷油藏剖面

3.3 臨南洼陷帶

3.4 中央隆起帶

通過分析發(fā)現(xiàn)，中央隆起帶和洼陷帶的油氣成藏條件較好，緩坡帶和陡坡帶的油氣成藏條件相對較差。其中，陡坡帶發(fā)育斷階帶和滾動背斜等形成圈閉的構(gòu)造條件，但是基本沒有成藏，主要是由于儲集層的物性太差，因此，優(yōu)質(zhì)的儲層是其成藏的關(guān)鍵因素；而緩坡帶的儲層非常發(fā)育，從整體來看，限制其油氣富集的因素主要是油源斷裂不太發(fā)育。

4 油氣分布特征

在上述分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合各種資料，對惠民凹陷新生代各個時期已探明油氣儲量進(jìn)行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其在橫向上和縱向上均存在明顯差異。

表1 惠民凹陷不同構(gòu)造帶各層系油氣資源量

從縱向上看，不同層系的含油氣性也具有差異性。整體來看，油氣的分布主要集中在古近系Es3、Es2，油藏類型以構(gòu)造油氣藏和巖性油氣藏為主，其原因在于Es3沉積期以來，惠民凹陷沉積、沉降中心遷移至臨南洼陷，再加之西北部和西部的大型三角洲砂體向湖盆內(nèi)不斷推進(jìn)，為油氣的儲集提供了非常有利的條件；Es4的油氣藏主要以構(gòu)造油氣藏為主(表2)。

表2 惠民凹陷不同層系構(gòu)造和巖性油氣藏資源量

5 結(jié)論及認(rèn)識

(1) 經(jīng)過多期構(gòu)造運動的疊加和改造，惠民凹陷在不同演化階段的盆地結(jié)構(gòu)存在差異，經(jīng)歷了由單斷式半地塹向雙斷式塹壘構(gòu)造的疊合。根據(jù)不同構(gòu)造部位構(gòu)造特征的差異，可以劃分為多種不同類型的結(jié)構(gòu)單元，其中陡坡帶、緩坡帶和洼陷帶主要以伸展構(gòu)造樣式發(fā)育為主，中央隆起帶以伸展構(gòu)造樣式和伸展-走滑構(gòu)造樣式發(fā)育為主。

(2) 惠民凹陷內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)單元的油氣成藏條件和油氣分布具有差異性。中央隆起帶的油氣最為富集，洼陷帶和緩坡帶次之，陡坡帶基本未成藏。構(gòu)造演化過程導(dǎo)致的盆地沉積、沉降中心的遷移決定了研究區(qū)主要的含油氣區(qū)帶，緊鄰生油洼陷是成藏的關(guān)鍵，有利儲層發(fā)育是基礎(chǔ)；油源斷層及油氣運移的優(yōu)勢通道決定了研究區(qū)油氣藏的整體分布格局，構(gòu)造樣式的差異性則導(dǎo)致了不同含油區(qū)塊的成藏模式的差異。

[1] 薛雁，吳智平，李偉，等.東營凹陷新生代盆地結(jié)構(gòu)特征及其控藏作用[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2013，37(2)：205-211.

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編輯 林樹龍

20151116；改回日期：20160326

中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司科研項目“二氧化碳驅(qū)油地震監(jiān)測評價方法探索研究”(P14085)

薛雁(1986-)，女，工程師，2008年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)地質(zhì)學(xué)專業(yè)，2013年畢業(yè)于該校地質(zhì)學(xué)專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)從事盆地構(gòu)造解析及油氣地質(zhì)綜合研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.007

TE121.2

A

1006-6535(2016)03-0030-05