臨南洼陷扭張構(gòu)造油氣成藏特征

張秋實(shí)

(中國(guó)石化勝利油田分公司 勘探開發(fā)研究院,山東 東營(yíng) 257015)

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臨南洼陷扭張構(gòu)造油氣成藏特征

張秋實(shí)

(中國(guó)石化勝利油田分公司 勘探開發(fā)研究院,山東 東營(yíng) 257015)

結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，采用現(xiàn)今構(gòu)造靜態(tài)描述與構(gòu)造演化過(guò)程剖析相結(jié)合的研究思路，分析臨南洼陷構(gòu)造演化過(guò)程與構(gòu)造對(duì)油氣成藏的控制。研究結(jié)果表明，臨南洼陷中臨商、夏口兩大扭張斷裂體系決定了該洼陷北深南淺、西寬東窄的構(gòu)造格局。在此構(gòu)造系統(tǒng)的背景下,烴源巖富集于后緣拉張形成的深凹區(qū),油氣運(yùn)移指向生烴中心附近的斷階帶高部位與隆起區(qū)。圍繞斷裂控制的洼陷帶和斜坡帶,發(fā)育各種油藏類型,其環(huán)帶空間分布與富集現(xiàn)象明顯。

臨南洼陷 ；扭張構(gòu)造；成藏控制作用

目前,從扭張性斷裂系統(tǒng)成因機(jī)制出發(fā),研究構(gòu)造特征和其對(duì)油氣聚集的影響逐漸引起人們的重視[1-5]?？碧窖芯孔C實(shí),與走滑構(gòu)造相伴生的沉積盆地通常富含油氣[1],而構(gòu)造樣式?jīng)Q定著油氣的運(yùn)移和成藏[2]。通過(guò)研究盆地或洼陷中斷裂扭張性構(gòu)造運(yùn)動(dòng),可以對(duì)油氣成藏的控制因素有更深入的了解[3]。研究區(qū)所處的惠民凹陷就是一個(gè)典型的扭張性斷陷盆地[4-5],臨南洼陷中臨商、夏口兩大帚狀斷裂體系是最具特色的扭張地質(zhì)結(jié)構(gòu),其含油氣系統(tǒng)明顯受到此類型的構(gòu)造系統(tǒng)所控制,因此對(duì)其進(jìn)行深入的分析研究,有助于明確扭張盆地的構(gòu)造特征,對(duì)油氣勘探也有重要的意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

臨南洼陷位于惠民凹陷西南部,面積約1 250 km2,整體軸線北東東向,北界受控于南傾的臨商斷層,南界受控于北傾的夏口斷層,洼陷向北與滋鎮(zhèn)洼陷相通,向東與陽(yáng)信洼陷相連,呈不對(duì)稱的地塹結(jié)構(gòu)(圖1)。臨南洼陷是惠民凹陷的主力生油洼陷,目前發(fā)現(xiàn)的油氣主要集中在該地區(qū)。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造

2 構(gòu)造演化及特征

臨南洼陷邊界斷層的張扭性活動(dòng)對(duì)斷層控制體現(xiàn)在兩方面:一方面控制了盆地內(nèi)部深凹區(qū)的形成,另一方面控制著邊界斷層兩側(cè)的正向構(gòu)造樣式,平面上斷層帚狀收斂端向撒開端過(guò)渡的部位,在剖面上呈現(xiàn)典型的花狀構(gòu)造樣式(圖2)。

臨南洼陷構(gòu)造演化剖面分析表明,臨南洼陷斷陷期始于早、中侏羅紀(jì)末期的燕山運(yùn)動(dòng),上侏羅紀(jì)—下白堊紀(jì)時(shí)期盆地開始充填沉積,形成了臨南洼陷南部斜坡帶的基本斷層格架。在沙三段沉積前,該區(qū)域整體是一個(gè)臨南到滋鎮(zhèn)的斜坡區(qū),直到沙三段沉積時(shí)期開始,隨著臨商斷層活動(dòng)的加強(qiáng),中央隆起帶形成,臨南洼陷才成為獨(dú)立的洼陷,并逐漸形成3個(gè)沉積和沉降中心,其中最大的沉降和沉積中心位于洼陷西部,沙三中亞段埋深在3 500～4 500 m,沙三下亞段埋深在4 300～5 500 m。

圖2 臨南洼陷南北向構(gòu)造剖面

北東東向展布的臨南洼陷受扭張構(gòu)造所控制,臨商斷層的上升盤為中央隆起帶,夏口斷層的上升盤為曲堤地壘或南部緩坡帶,其邊界斷層一方面呈左階雁列狀,另一方面一端呈帚狀撒開,指示具有右行平移分量[5]。盆地的邊界斷層為張扭性的右行平移正斷層,其東、西兩端由于出現(xiàn)帚狀撒開的斷層組合以平衡張扭活動(dòng)產(chǎn)生的位移分量,在構(gòu)造上表現(xiàn)為多條斷層構(gòu)成洼陷的邊界。

圖3 臨南洼陷邊界斷層活動(dòng)速率曲線

通過(guò)對(duì)臨商、夏口斷裂的活動(dòng)性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),沙三段—東營(yíng)組沉積初期,夏口斷層活動(dòng)強(qiáng)度大于臨商斷層的活動(dòng)強(qiáng)度,后期臨商斷層活動(dòng)強(qiáng)度增大,大于夏口斷層(圖3),使得洼陷西部與中部皆形成北深南淺的格局,而東部的局部地區(qū)隨著臨商斷層扭張分量的削減,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⒌闹銧顢鄬?構(gòu)造上相應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟仙畋睖\的格局。通過(guò)對(duì)臨南洼陷各測(cè)線南北向總伸展率的對(duì)比可以看出(圖4),整個(gè)洼陷伸展率較大的部分在兩端,即東、西部總伸展率相對(duì)較大,且西部要略大于東部,中部伸展率相對(duì)較低。這種南北向總伸展率的變化規(guī)律形成了臨南洼陷西寬東窄的構(gòu)造格局。

圖4 臨南洼陷南北向總伸展率

3 構(gòu)造與油氣成藏

3.1 扭張構(gòu)造與烴源巖

臨南洼陷下第三系受到湖侵作用的影響,湖相沉積廣泛發(fā)育,沉積了大套深湖—半深湖暗色泥巖、油頁(yè)巖和油泥巖(表1),由于臨南洼陷是臨商斷層強(qiáng)烈張扭性活動(dòng)中控制發(fā)育的后緣拉張盆地,屬于扭張性盆地控制下的深凹帶可以看出,惠民凹陷扭張構(gòu)造對(duì)烴源巖分布與演化的控制作用明顯,其優(yōu)質(zhì)烴源巖的沉積與其成熟性皆受控于盆地的扭張性活動(dòng)。3套主要的生油層系分別是沙四上段暗色泥巖和油頁(yè)巖、沙三段暗色泥巖和油頁(yè)巖以及沙一段暗色泥巖。其中沙三下亞段沉積期水域最廣,水體最深,南北兩洼連接,巖性主要為深灰色泥巖夾油頁(yè)巖及灰質(zhì)泥巖薄層、粉細(xì)砂巖,為臨南洼陷中最重要的優(yōu)質(zhì)烴源巖(圖5)。臨商、夏口斷層其扭張性活動(dòng)較強(qiáng)的時(shí)期,影響著后緣深凹帶的形成,從而控制著優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育,烴源巖的形成時(shí)期與斷層活動(dòng)期是相匹配的(表1)。而同處惠民凹陷的陽(yáng)信洼陷、滋鎮(zhèn)洼陷沙三段僅受控于邊界斷層活動(dòng),烴源巖發(fā)育程度及熱演化程度則較低。

圖5 臨南洼陷沙三下亞段烴源巖厚度等值線圖

3.2 扭張構(gòu)造與油氣運(yùn)移

臨南地區(qū)的油氣運(yùn)聚方向?qū)嶋H上也受控于扭張性臨南洼陷所產(chǎn)生的構(gòu)造格局。從研究區(qū)原油密度的變化及地化分析指標(biāo)等多方面的印證,臨南地區(qū)油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)聚方向以及在洼陷巖相有利區(qū)、各類構(gòu)造圈閉富集成藏,圍繞洼陷帶、斜坡帶呈環(huán)帶狀分布特點(diǎn),臨商斷層強(qiáng)烈張扭性活動(dòng)中后緣拉張?jiān)斐闪伺R南次洼內(nèi)的生烴中心。從整個(gè)盆地的構(gòu)造來(lái)看,受扭張活動(dòng)影響而形成的一系列近東西向帚狀斷層系形成的斷階帶發(fā)育于生烴中心的東北部,西北部發(fā)育臨商斷層上盤的中央隆起,東南部為夏口斷層上盤的南部緩坡帶,生烴中心周圍的構(gòu)造高帶就成為油氣運(yùn)移的有利指向方向(圖2),從而形成了一系列油田。

斷陷盆地或張扭性盆地的沉積體系及其中的砂體格架受構(gòu)造控制顯著。扭張構(gòu)造背景下,臨南洼陷的南坡和北帶是扇體最發(fā)育的地帶,也是儲(chǔ)集相帶發(fā)育的有利地區(qū)。對(duì)于臨南南部斜坡帶,各級(jí)斷層、砂體和不整合組成了油氣運(yùn)移的輸導(dǎo)格架,根據(jù)臨南洼陷南部各層段的砂體展布以及物性特征,南部的雙豐三角洲和江家店-瓦屋扇三角洲砂體為重要的油氣運(yùn)移輸導(dǎo)格架。此外,當(dāng)斷層活動(dòng)時(shí),斷層本身就構(gòu)成了油氣運(yùn)移的通道,也對(duì)油氣運(yùn)移方向和路徑構(gòu)成影響。

3.3 扭張構(gòu)造與圈閉

臨南地區(qū)的圈閉類型豐富,在右旋張扭應(yīng)力場(chǎng)背景下,圈閉分布呈現(xiàn)出有序的分布規(guī)律(圖6):走滑作用強(qiáng)、拉張相對(duì)較弱的西部地區(qū),圈閉圍繞逆牽引背斜和花狀背斜等分布;拉張作用強(qiáng)、走滑相對(duì)較弱的東部地區(qū),圈閉多圍繞受拉張應(yīng)力影響的斷塊分布;在張扭斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)的盆地周緣地區(qū),地層發(fā)生明顯的翹傾現(xiàn)象,則易剝蝕而形成地層不整合圈閉;斷裂活動(dòng)較弱的洼陷帶地區(qū)以及對(duì)斷裂尾部應(yīng)力分散的地區(qū),往往形成構(gòu)造巖性圈閉或巖性圈閉。此外,由于商河地區(qū)的火山活動(dòng)強(qiáng)烈,在臨商帚狀斷裂體系撒開端形成了一系列與火山活動(dòng)相關(guān)的圈閉,如火山披覆圈閉、火山遮擋圈閉等。油藏空間分布序列從整體上來(lái)看,是由斜坡帶的構(gòu)造油藏,逐漸過(guò)渡到斷層與沉積相匹配產(chǎn)生的構(gòu)造-巖性油藏,再到受超壓影響的洼陷帶的巖性油藏,隨后從中央隆起帶開始,反向過(guò)渡到構(gòu)造油藏(圖6)。受扭張作用影響而形成的正向的調(diào)節(jié)構(gòu)造可以在與沉積的匹配作用下,形成一系列油氣聚集的有利場(chǎng)所,如江家店地區(qū)的構(gòu)造巖性油藏,是扭張盆地中富有特色的一類油藏。

4 結(jié) 論

(1)臨南洼陷的構(gòu)造格局受控于邊界斷層的扭張性和各時(shí)期的活動(dòng)性差異,盆地內(nèi)不同位置伸展率有所不同,形成該洼陷北深南淺、西寬東窄的構(gòu)造格局。

(2)受盆地構(gòu)造的扭張性質(zhì)影響,臨南洼陷的優(yōu)質(zhì)烴源巖集中富集于洼陷后緣的深凹帶,各級(jí)斷層、砂體和不整合組成了油氣運(yùn)移的輸導(dǎo)格架,油氣富集在構(gòu)造控制下呈現(xiàn)有序性的展布規(guī)律。

[1] 范秋海,呂修祥,李伯華,等.走滑構(gòu)造與油氣成藏[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào),2008,30(6):76-80.

[2] 池英柳,趙文智.渤海灣盆地新生代走滑構(gòu)造與油氣聚集[J].石油學(xué)報(bào),2000,21(2):15-20.

[3] 王永詩(shī),鮮本忠.車鎮(zhèn)凹陷北部陡坡帶斷裂結(jié)構(gòu)及其對(duì)沉積和成藏的控制[J].油氣地質(zhì)與采收率,2000,13(6):6-8.

[4] 顏世永,吳智平,李月,等.渤海灣盆地惠民凹陷臨商斷層特征及其活動(dòng)機(jī)制[J].地質(zhì)論評(píng),2010,56(5):647- 652.

[5] 封東曉,田美榮,張輝彩,等.惠民凹陷西部張扭地質(zhì)結(jié)構(gòu)與油氣成藏研究[J].上海地質(zhì),2010,31(增刊):217-221.

[責(zé)任編輯] 董大偉

2017-04-10

張秋實(shí)(1986—)，女，山東東營(yíng)人，中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院工程師，碩士，主要從事沉積儲(chǔ)層研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2017.02.001

TE121

A

1673-5935(2017)02- 0001- 04