金湖凹陷構(gòu)造特征及圈閉類型

劉喜歡,楊芝文,楊立干

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院 ，江蘇 揚州 225009)

金湖凹陷位于蘇北盆地東臺坳陷西部，北起建湖隆起，南至天長凸起、菱塘橋低凸起，西與張八嶺隆起相連，東鄰柳堡低凸起，地跨江蘇、安徽兩省，面積5 000 km2。凹陷內(nèi)沉積巖系發(fā)育，生油條件好，油氣富集程度高，是蘇北盆地勘探程度較高的含油氣區(qū)之一。金湖凹陷是典型的走滑—裂陷凹陷，具有伸展構(gòu)造和走滑構(gòu)造并存的兩個構(gòu)造系統(tǒng)，它們在空間上互相利用、改造，形成復雜的構(gòu)造疊加和復合關(guān)系。金湖凹陷自晚白堊世儀征運動以來，經(jīng)歷了吳堡、真武、三垛等幾次大的構(gòu)造運動，由于斷塊體的差異升降而形成南深北淺、南陡北緩、南斷北超的箕狀凹陷，楊村斷層為凹陷的邊界大斷層，石港及銅城斷層為次一級斷層，根據(jù)主干斷層對凹陷內(nèi)構(gòu)造格局的控制作用，可以將金湖凹陷劃分為五個負向、八個正向構(gòu)造單元(圖1)。[1-3]

構(gòu)造是金湖凹陷控制油氣成藏的最關(guān)鍵因素，本文在理順不同構(gòu)造層斷裂展布特征的基礎上，開展剖面及平面構(gòu)造樣式研究，指導構(gòu)造的精細解釋，并分析在構(gòu)造樣式控制下形成的圈閉類型，同時結(jié)合不同地區(qū)油氣運聚特點，分析了構(gòu)造對油氣成藏的控制。

圖1 金湖凹陷構(gòu)造區(qū)劃

1 斷層特征

1.1 斷層分類

金湖凹陷斷層主要表現(xiàn)為正斷層位移特征，少量斷層(如銅城斷層)在局部具有逆斷層位移；平面上，構(gòu)成凹陷邊界及凹陷內(nèi)部的主干斷層以NE、NEE走向為主，凹陷內(nèi)部的次級斷層表現(xiàn)為NE、NEE、近EW走向，亦有部分NW走向斷層。

不同類別斷層在油氣成藏中的作用不同。根據(jù)斷層規(guī)模與盆地的關(guān)系及對構(gòu)造的控制作用，區(qū)內(nèi)斷層可劃分為五級(表1)，由不同級別斷層相互交織與切割，構(gòu)成復雜的立體斷裂體系，形成了研究區(qū)復雜的構(gòu)造面貌(圖2)。

1.2 斷裂展布特征

金湖凹陷主力產(chǎn)層古近系阜寧組(E1f)、戴南組(E2d)斷層差異較為明顯。E1f期主要以多米諾式斷層組、共軛正斷層系為主；E2d-E2s期斜坡區(qū)以主干斷層強烈活動為特征，斷層較E1f分布稀疏，且以南傾斷層為主，斷裂帶斷層則較E1f密集，南傾、北傾斷層均有發(fā)育。

2 構(gòu)造樣式

斷裂活動是金湖凹陷構(gòu)造活動的主要特征，不同尺度、不同走向、不同性質(zhì)的斷層交織在一起形成了復雜的斷裂系統(tǒng)。凹陷內(nèi)發(fā)育NE、NW及近EW向斷裂，邊界斷層的走向也存在差異，楊村斷層東段及西段NE走向、中段EW走向，石港斷層總體NE走向、而銅城斷層則為近SN走向(圖1)。這種差異反應了斷層在盆地的演化過程中扮演了不同的角色。[4]

表1 金湖凹陷斷層分級標準

圖2 金湖凹陷斷層級別劃分

在對斷層級別劃分及斷層特征分析的基礎上，依據(jù)動力學分析、斷層組合關(guān)系，將金湖凹陷構(gòu)造樣式劃分為伸展、走滑、擠壓和反轉(zhuǎn)四種基本類型。

2.1 伸展構(gòu)造樣式

根據(jù)構(gòu)造形態(tài)特征及其成因，區(qū)內(nèi)伸展構(gòu)造樣式主要可以劃分為翹傾斷塊、滑動斷階、雙斷式等剖面構(gòu)造樣式及平行式、雁列式、入字型等平面組合樣式(圖3)。

圖3 金湖凹陷伸展構(gòu)造剖面及平面樣式

2.1.1 翹傾斷塊

金湖凹陷古近系翹傾斷塊構(gòu)造是分布最普遍的構(gòu)造樣式，主要分布在廣大的斜坡帶。根據(jù)斷層與斷塊的組合關(guān)系又可進一步分為反向翹傾、順向翹傾、塹壘相間三種樣式，其中反向翹傾和順向翹傾斷塊分布廣泛。

三河斜坡帶的高集—劉莊及北部呂良地區(qū)在E1f發(fā)育一系列反向翹傾斷塊為主，斷層北傾。隨著沉積厚度的增大和重力作用的增強，在E2d順向斷塊成為重要的構(gòu)造樣式。順向同生斷層對沉積砂體有一定的控制作用，斷層下降盤是尋找斷層+巖性圈閉的有利地區(qū)。斷層平面樣式則以NE向斷層雁列式排列為主。[5]

唐港構(gòu)造帶E2d、E1f在剖面上均表現(xiàn)為壘塹相間的構(gòu)造樣式。平面上由一系列NEE、近EW走向斷層呈雁列式排列。

2.1.2 滑動斷階

根據(jù)次級斷層與地層的產(chǎn)狀關(guān)系，可分為反向和順向兩種滑動斷階類型。該構(gòu)造樣式在金湖凹陷很少發(fā)育，僅在楊村斷層中東部下降盤存在[6]，并以淺層順向斷階為主，可形成斷鼻、斷塊圈閉。

2.1.3 雙斷式

雙斷式構(gòu)造樣式與基底隆升有關(guān)，主要在壩田—成莊地區(qū)及閔橋等地區(qū)發(fā)育，表現(xiàn)為下部是古隆起、上部為雙斷式地塹塊，地塹塊兩側(cè)發(fā)育一系列相向而傾的反向掀斜斷塊。

2.2 走滑構(gòu)造樣式

金湖凹陷E1f—E2s期除受到區(qū)域拉張作用，也明顯受到走滑作用的影響，形成剖面上呈階梯式、負花狀，平面上呈雁列式或入字型的構(gòu)造樣式(圖4)。雁列式分布于石港斷裂帶E2d及E2s中，入字型構(gòu)造樣式分布于楊村斷裂帶西段和石港斷裂帶E1f。在銅城斷裂帶則呈梳狀樣式。

圖4 金湖凹陷走滑構(gòu)造樣式分類

石港斷層剖面上由南向北表現(xiàn)為：多級Y字型、典型負花狀、簡單Y字型(或階梯狀)構(gòu)造樣式，平面上表現(xiàn)為帚狀、入字型、雁列式構(gòu)造樣式[7-8]。

楊村斷層西段走向NE，傾向NW，屬于右行走滑斷層，與走向一致的石港斷層力學性質(zhì)相似，斷階帶不發(fā)育。剖面上主斷層呈鏟狀，下降盤發(fā)育一組平行排列、近EW走向的北掉斷層，與主斷層呈銳角相交，角度50°～60°，銳角指向斷層的走滑方向，在剖面上與主斷層構(gòu)成階梯式斷裂組合，在平面上則形成入字型斷裂組合；而在上升盤發(fā)育一些與楊村斷層呈鈍角相交，角度為90°～145°的北傾斷層，剖面上也是呈階梯狀的組合樣式，由南往北，斷層傾角依次變小，由接近45°降至30°再降至15°。

2.3 擠壓構(gòu)造樣式

該類構(gòu)造樣式主要發(fā)育在銅城斷裂帶及泥沛、韓竹園、崔莊等構(gòu)造帶，以銅城斷裂帶最為典型。

銅城斷裂是一條壓扭性斷層[9]，處于楊村轉(zhuǎn)化端與石港斷層末端交接處，屬于楊村與石港斷層間的調(diào)節(jié)斷層，起著調(diào)節(jié)楊村斷裂和石港斷裂應力變化的作用，在平面和剖面上具有獨特的展布特征。

從平面上看，主斷層呈SN走向，兩側(cè)發(fā)育一系列次級正斷層，與主斷層在平面上構(gòu)成入字型斷裂體系和梳狀斷裂體系。西側(cè)近EW向正斷層與主斷面大角度相交構(gòu)成梳狀斷裂體系。近EW向正斷層斷距一般不超過200 m，斷面也較陡,東側(cè)分支正斷層斷距較大，NE走向，延伸較遠，往東逐漸轉(zhuǎn)為EW走向，在中部形成弧形斷層，靠近銅城斷層一側(cè)，與主斷層鈍角相交構(gòu)成入字型斷裂體系，發(fā)育斷鼻、斷塊構(gòu)造。遠離銅城斷層處由EW向正斷層與南傾地層形成一系列的反向斷鼻、斷塊構(gòu)造。

剖面上，銅城斷層南段、中段、北段表現(xiàn)出不同的構(gòu)造特征[10-12]。南段表現(xiàn)為高角度的逆斷層，斷面傾角約70°。中段斷層近直立，斷層下部直穿入基底，向上斷層撒開，呈負花狀構(gòu)造。北段則表現(xiàn)為高角度正斷層特征，斷面西傾，右側(cè)表現(xiàn)出擠壓的特征。整個銅城斷層在空間上則表現(xiàn)出絲帶效應的特征，剖面上斷層具有下逆上正的特點[13]。

2.4 反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式

反轉(zhuǎn)構(gòu)造可分為正反轉(zhuǎn)和負反轉(zhuǎn)兩種構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)正反轉(zhuǎn)構(gòu)造主要在銅城斷層南部發(fā)育，在E2s沉積前，斷層東側(cè)地層厚度大于西側(cè)，后期E2s及以上地層厚度西側(cè)大于東側(cè)，反映出銅城斷層早期為正斷層，后期發(fā)生了反轉(zhuǎn)，變?yōu)槟鏀鄬?，為一正反轉(zhuǎn)斷層。另外，韓竹園構(gòu)造帶也表現(xiàn)出正反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式。

負反轉(zhuǎn)構(gòu)造指受早期擠壓構(gòu)造活動形成一活動褶皺和逆沖斷層，后期又受到伸展活動，形成正斷層和半地塹、地塹體系。這種先擠壓、后伸展的疊加或復合構(gòu)造稱作負反轉(zhuǎn)構(gòu)造。區(qū)內(nèi)程莊、崔莊北等逆斷層具有負反轉(zhuǎn)斷層的特征，如程莊斷層E2d及以下地層發(fā)生了擠壓變形，E2s地層發(fā)生正斷裂，表現(xiàn)為下逆上正的組合，為一負反轉(zhuǎn)斷層。

3 圈閉類型及特征

從圈閉類型來看，金湖凹陷主要受伸展構(gòu)造樣式和走滑構(gòu)造樣式控制，以斷鼻、斷塊構(gòu)造為主，但由于構(gòu)造十分破碎，單個圈閉很難反映油氣富集規(guī)律，因此在斷塊類型劃分的基礎上，按照控制油氣田或油氣富集區(qū)的三級構(gòu)造對金湖凹陷斜坡帶、斷裂帶的圈閉(群)平面形態(tài)進行了劃分，在實際應用中也具有廣泛的意義(表2)。

復雜斜坡帶斷塊圈閉樣式可分為斷鼻圈閉群、斷背斜圈閉群、斷塊圈閉群。斷鼻圈閉群是斜坡帶最為廣泛的類型，在西斜坡斷鼻圈閉群主要呈NW—SE走向展布，被一系列NE或NEE走向斷層切割為多個斷鼻、斷塊，控制圈閉的斷層以北傾為主。如高集—劉莊、程莊—崔莊、桃園—駱王莊、王龍莊圈閉群；在東部斜坡發(fā)育有塔集—墩塘、唐港及寶應三個斷鼻圈閉群，呈NE—SW走向，南部塔集—墩塘為北傾南抬圈閉群，主控斷層南掉，而北部唐港、寶應地區(qū)為南傾北抬圈閉群，主控斷層北掉，斷層以近EW走向為主。斷背斜圈閉群在區(qū)內(nèi)發(fā)育較少，主要分布于閔橋、秦營、壩田—東陽地區(qū)，受基底古隆起的影響，在E1f形成了被斷層復雜化的背斜。如閔橋及壩田地區(qū)整體為頂部塌陷的背斜構(gòu)造，內(nèi)部被一系列傾向相對的斷層復雜化的塹式斷背斜。而秦營地區(qū)則屬于被斷層復雜化的壘式斷背斜。斷塊圈閉群在區(qū)內(nèi)發(fā)育也較為普遍，在汊澗內(nèi)坡[14]及安樂—東陽最為典型。汊澗斜坡為一系列近EW向長期斷層與NE向早期斷層所形成的鈍角斷塊圈閉群，圈閉群走向呈NE—SW走向；安樂—東陽圈閉群為一系列NE向長期斷層與近SN向早期斷層所形成的斷塊圈閉群，呈NW—SE走向。在龍崗斜坡也發(fā)育近EW向弧形斷層與NE向斷層所形成的斷塊圈閉群。

表2 金湖凹陷構(gòu)造圈閉類型劃分

復雜斷裂帶以發(fā)育銳角斷塊圈閉群和鈍角斷塊圈閉群為主，銳角斷塊圈閉群主要分布于楊村、石港、銅城斷裂帶的下降盤，為主斷層與派生斷層形成的尖角塊，石港斷裂帶戴南組表現(xiàn)為雁列式斷塊群；鈍角斷塊圈內(nèi)群主要分布于石港、銅城斷裂帶的上升盤，由主斷層與NE或NNE向斷層夾持形成斷鼻、斷塊圈內(nèi)群。另外在小關(guān)地區(qū)還發(fā)育被斷層復雜化的鼻狀圈閉群。

除構(gòu)造型圈閉以外，區(qū)內(nèi)還發(fā)育砂巖上傾尖滅圈閉及斷層+巖性型、地層超覆+斷層型等隱蔽型圈閉[15](圖5)，主要分布于墩塘—小關(guān)及三河斜坡帶，其中砂巖上傾尖滅油藏已由G29A、D2-2等井證實。

圖5 金湖凹陷隱蔽圈閉分類

4 構(gòu)造對油氣成藏的控制

構(gòu)造控藏表現(xiàn)為構(gòu)造背景控制著油氣指向，構(gòu)造帶控制著油藏分布，控圈斷層的規(guī)模和性質(zhì)控制著油藏規(guī)模，圈閉定型期與油氣大量排烴期是否匹配，決定能否成藏。

4.1 構(gòu)造背景控制油氣指向

金湖西斜坡、卞閔楊等二級構(gòu)造具有長期繼承性演化特征，發(fā)育了具有一定構(gòu)造背景的斜坡或隆起，形成了單斜箕狀結(jié)構(gòu)或隆起背景，而流體總是從深凹的高勢區(qū)向斜坡或隆起低勢區(qū)流動，二級構(gòu)造單元的斜坡或隆起控制著油氣從高勢區(qū)向低勢區(qū)運移[16-18]，因此，無論是三河次凹還是龍崗—汊澗次凹，二級構(gòu)造背景控制著油氣運移大趨勢。汊澗斜坡帶、三河斜坡帶、卞閔楊構(gòu)造帶、楊村斷裂帶、石港斷裂帶和銅城斷裂帶等區(qū)帶是油氣運移的總體指向區(qū)。

4.2 構(gòu)造帶控制油藏分布

斜坡二級構(gòu)造單元上發(fā)育了成排成帶出現(xiàn)的三級構(gòu)造高帶，不僅是流體勢指向區(qū)，有利于油氣向其匯聚，而且面向次凹烴源灶，形成了一批有利油氣儲集的斷鼻或斷塊。金湖凹陷三級構(gòu)造或斷塊群長期繼承性發(fā)育，面向或臨近生油中心，呈現(xiàn)NE向或SN向展布，成為油氣富集最有利聚集區(qū)。

斷裂帶油氣縱向上沿控凹斷裂串珠狀分布，平面上主要在具有隆起構(gòu)造背景的地區(qū)富集。區(qū)內(nèi)楊村斷層整體上呈平面“東西分段”、剖面“凹隆相間”的構(gòu)造格局(圖6)。[19]具有構(gòu)造背景的隆起帶具有深洼多向或?qū)ο蚬┯偷挠欣麅?yōu)勢，楊村斷層及伴生斷層是油氣垂向運移的有利通道，同時也是有效的封擋面，有效彌補了銳角斷塊地層較陡、成藏不利的缺陷。目前在楊村斷裂帶發(fā)現(xiàn)的G5、G1、T95、Q5A塊油藏、石港斷裂帶發(fā)現(xiàn)的Q12、Q5、Q6、Q7、S5塊等油藏均分布于具隆起背景的地區(qū)，且含油層系多、油柱高度較大。

圖6 楊村斷裂帶油藏分布

4.3 控圈斷層的規(guī)模和性質(zhì)控制油藏規(guī)模

斷層的規(guī)模、性質(zhì)對油氣的成藏有一定的控制作用[20-21]。

楊村、石港和銅城斷裂帶是控凹的一、二級大斷層，斷裂的主斷層往往下切烴源巖，且長期活動，是非常優(yōu)越的油源斷層。[22]楊村斷層和石港斷層是金湖凹陷典型的走滑伸展斷層，在長期活動過程中，斷層下降盤形成了一系列滾動背斜、斷鼻和斷塊構(gòu)造背景。如夏家營滾動背斜、小關(guān)滾動背斜及橋河口構(gòu)造等。這些構(gòu)造背景緊貼大斷層，控凹大斷層的長期活動為油氣的縱向運移提供了良好的通道[23]，同時又具有很強的封閉性，因此由走滑主斷裂及伴生次級斷層形成的一系列斷塊、斷鼻圈閉形成的油藏相對富集，如楊村斷裂帶下降盤Q4、Q5A和T95塊油藏。

三、四級斷層是斜坡帶不同斷塊間油氣富集程度差異的主要控制因素。從單斷層來看，延伸越長、斷距越大(但未錯開區(qū)域蓋層),弧形彎曲的斷層往往控制了主要的含油斷塊，較易形成富集油藏。具走滑性質(zhì)的斷層易形成破碎帶，斷層具有較好的封閉性，所控制的含油斷塊較為富集。

同時，金湖凹陷烴源灶受隆起的影響，同一含油氣系統(tǒng)一般被分隔為多個獨立的子系統(tǒng)，并有雙向或多向的供烴模式，這些地區(qū)油源更為有利。如銅城斷裂帶分割了龍崗和汊澗次凹，成為了兩個次凹之間的隆起，能夠接收龍崗和汊澗烴源巖生成的油氣，成藏條件相對有利。同樣，卞閔楊斷鼻構(gòu)造帶也是金湖凹陷最有潛力的區(qū)帶之一。

金湖凹陷的三級構(gòu)造帶中一些被分割為四級或五級局部構(gòu)造，組成了斷塊群，油氣富集于單個獨立圈閉，油藏含油面積、油柱高度主要取決于局部構(gòu)造類型和斷層封閉性。通常情況下，斷塊或斷鼻構(gòu)造規(guī)模越大，能形成的圈閉面積大，匯聚面寬，匯聚油氣能力更強，就能形成大的油氣藏。如G6斷塊，是一個典型的高油柱、高豐度、斷鼻型油藏(圖7)。相反，斷塊小只能形成小型油氣藏。從這點看，斷鼻比斷塊優(yōu)越。

4.4 圈閉定型期與油氣排烴期的關(guān)系控制成藏

金湖凹陷E1f4、E1f2烴源巖大量生排烴期是在三垛期，三垛末期是成藏的關(guān)鍵時刻。圈閉定型于三垛末之前，即早于大量生排烴前，圈閉就可以匯聚來自于深凹生成的油氣；之后則圈閉無效。

目前看來，大部分構(gòu)造帶上的圈閉或形成于吳堡期，或產(chǎn)生于右行剪切應力場、斷陷沉積與改造時期，即從E1f沉積末至E2d、E2s期形成[24]，圈閉早于大量生排烴期，成藏時間匹配良好。但也有局部地區(qū)由于后期構(gòu)造活動相對較晚，晚期強烈運動對原有油藏起到一定的破壞作用，如成莊地區(qū)。

成莊地區(qū)位于銅城以北，該區(qū)由于受基底上隆的影響，位于基底隆起最高部位，構(gòu)造最為活躍，E2d沉積期最為強烈，到N2y沉積期仍然活動，只是強度有所減弱，圈閉基本定型于N2y期，晚于或同步于大量生排烴期。從該區(qū)已鉆井來看，E1f和E2d油氣顯示活躍，但沒有發(fā)現(xiàn)油層，即使處于圈閉之內(nèi)的井發(fā)現(xiàn)油層，試油也為水層或含油水層，從一側(cè)面反映了油藏受到破壞，成藏條件不是十分有利。

圖7 金湖凹陷西斜坡高集油田G6塊油藏剖面

5 結(jié)論

(1)通過深化構(gòu)造特征研究，將伸展、走滑構(gòu)造樣式按斷層組合關(guān)系細化為八種構(gòu)造剖面樣式及四種平面組合樣式。

(2)受構(gòu)造樣式控制，區(qū)內(nèi)主要在斜坡帶、斷裂帶發(fā)育兩帶六類構(gòu)造圈閉類型。

(3)構(gòu)造控藏表現(xiàn)為：構(gòu)造背景控制著油氣指向；構(gòu)造帶控制著油藏分布；控圈斷層的規(guī)模和性質(zhì)控制著油藏規(guī)模；圈閉定型期與油氣大量排烴期是否匹配決定能否最終成藏。