渤海海域隱性走滑斷層形成機(jī)理、識(shí)別方法與控藏作用*

牛成民 薛永安 黃江波 郭 濤 王孝轅 李正宇

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300459)

郯廬走滑斷裂帶貫穿整個(gè)渤海海域，是渤海油田最為重要的油氣富集帶[1-8]。多年的油氣勘探表明，走滑斷裂帶附近發(fā)育各種類型的油氣藏，約占渤海已發(fā)現(xiàn)油田的70%。渤海海域走滑斷裂的研究始于20世紀(jì)90年代，在形成機(jī)理、識(shí)別標(biāo)志及對(duì)油氣成藏控制作用方面取得了重要成果，獲得了規(guī)模性商業(yè)發(fā)現(xiàn)，但這些成果都是基于地震資料能夠清晰識(shí)別、具有典型走滑特征的斷裂之上，稱之為“顯性”走滑斷裂。在渤海海域多年的勘探實(shí)踐中，也發(fā)現(xiàn)了這樣一類斷層，它與顯性走滑相伴生，不易識(shí)別，但對(duì)圈閉的形成、油氣的運(yùn)聚具有明顯的控制作用，因此與顯性走滑相對(duì)應(yīng)，可稱之為“隱性”走滑斷層。隱性走滑斷層的發(fā)現(xiàn)和研究是建立在渤海海域郯廬斷裂帶長期勘探實(shí)踐的基礎(chǔ)之上，不同于常規(guī)走滑斷層，它是區(qū)域與局部應(yīng)力場(chǎng)、基底斷裂活動(dòng)及潛山塊體扭動(dòng)影響下在沉積盆地蓋層中產(chǎn)生的具有不同成因及規(guī)模的斷裂趨勢(shì)帶，大部分屬于深走滑斷裂的伴生構(gòu)造，具有較強(qiáng)的隱蔽性[9-12]。

渤海海域隱性走滑實(shí)例眾多，在局部區(qū)域也做過相關(guān)研究，但海域范圍內(nèi)關(guān)于隱性走滑整體性研究較少，對(duì)隱性走滑成因機(jī)理、識(shí)別技術(shù)及控藏作用缺乏系統(tǒng)的闡述。筆者依托渤海海域新連片處理三維地震資料，運(yùn)用走滑斷層相關(guān)構(gòu)造理論，對(duì)海域走滑斷裂帶及其派生斷層的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征進(jìn)行研究，分析渤海海域隱性走滑斷層的形成機(jī)理和控制因素，并對(duì)現(xiàn)有的隱性走滑構(gòu)造樣式進(jìn)行分類，以期進(jìn)一步明確隱性走滑的地質(zhì)意義及控藏作用。

1 形成機(jī)理

1.1 多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

郯廬斷裂帶作為中國東部最重要的深大斷裂，自其形成以來歷經(jīng)多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[13-14]。早白堊世，郯廬斷裂帶發(fā)育于伊澤納崎板塊向東亞大陸斜向高速俯沖背景下，發(fā)生大規(guī)模左行走滑運(yùn)動(dòng)，在渤海海域古潛山依然保留該時(shí)期走滑運(yùn)動(dòng)證據(jù)，即走滑斷層在潛山內(nèi)幕位移量大，向淺部活動(dòng)性逐漸減弱，在沉積蓋層形成“隱性”走滑破裂。晚白堊世至漸新世，西太平洋板塊向東亞大陸斜向俯沖轉(zhuǎn)變?yōu)檎蚋_，中國東部巖石圈形成弧后擴(kuò)張?bào)w系，使得郯廬斷裂帶左行走滑運(yùn)動(dòng)向東西向伸展運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變，以遼東灣地區(qū)最為典型，先存走滑斷層在近東西向伸展應(yīng)力作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榭匕歼吔鐢鄬?，同時(shí)也掩蓋了走滑斷層的典型幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，“隱性”特征凸顯，識(shí)別難度增加。古近紀(jì)中晚期，西太平洋的弧后擴(kuò)張和印度板塊向北碰撞中的構(gòu)造擠出作用產(chǎn)生的區(qū)域動(dòng)力使得郯廬斷裂帶發(fā)生擠壓兼右行走滑活動(dòng)，該時(shí)期走滑位移量相對(duì)較小，主要表現(xiàn)為沿剪切方向的扭動(dòng)作用，黃河口凹陷隱性走滑斷層表現(xiàn)為雁列化的小規(guī)模正斷層組合，控制了晚期河流水系和砂體的分布。

1.2 剪切應(yīng)力背景

郯廬斷裂帶貫穿渤海灣盆地，自中生代形成以來控制著渤海灣盆地的構(gòu)造變形。郯廬斷裂帶的剪切活動(dòng)為隱性走滑斷層的產(chǎn)生提供了先決條件。郯廬斷裂帶在渤海海域可分為3段[15]，每段特征不盡相同，構(gòu)造特征差異性決定了隱性走滑斷層的密度、活動(dòng)強(qiáng)度和識(shí)別難度。在遼東灣段，郯廬斷裂帶走向主要為北北東向，以深大斷裂為主，走滑斷層均為新生代早期活躍，晚期活動(dòng)減弱或停止，走滑派生斷層和隱性走滑斷層在淺部地層難以發(fā)育；在渤東段，郯廬斷裂帶走向發(fā)生偏折，且持續(xù)活動(dòng)特征顯著，受古近紀(jì)以來的強(qiáng)走滑剪切作用影響，新近紀(jì)次級(jí)斷層均呈雁列化定向排列，這是隱性走滑斷層發(fā)育的重要特征；在渤南段，郯廬斷裂帶具有晚斷晚衰特征，分為東、中、西三支，東強(qiáng)西弱，西支以扭動(dòng)作用為主，隱性走滑斷層呈單支發(fā)育，與主走滑斷層形成“繼承”和“接力”的關(guān)系(圖1)。

1.3 正斷層末端走滑牽引

巖石圈底部的熱作用和板塊邊界作用傳遞到板塊內(nèi)部的區(qū)域擠壓作用是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立而又相關(guān)的動(dòng)力系統(tǒng)，導(dǎo)致渤海地區(qū)發(fā)育新生代伸展構(gòu)造和走滑構(gòu)造兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立而又相關(guān)的構(gòu)造系統(tǒng)[16-17]。始新世，地幔底辟構(gòu)造動(dòng)力強(qiáng)烈，渤海海域裂陷伸展作用占主導(dǎo)地位，發(fā)育大型東西走向伸展斷裂。漸新世后，地幔底辟作用相對(duì)減弱，渤海海域走滑作用規(guī)模逐漸擴(kuò)大，通過利用和改造先存伸展斷層面，形成了伸展和走滑構(gòu)造系統(tǒng)相互疊加的構(gòu)造樣式。構(gòu)造分析表明，大型伸展斷層由于中間位移量大與末端位移量小而出現(xiàn)局部走滑作用，這一特征在弧形伸展斷層或在伸展斷層之間出現(xiàn)轉(zhuǎn)換斷層時(shí)更為明顯。在局部小走滑和郯廬走滑斷裂帶控制下，伸展斷層在與走滑斷層相交位置出現(xiàn)端點(diǎn)被走滑作用“拖拽”現(xiàn)象，表現(xiàn)為伸展斷層末端走向與走滑斷層走向趨同，甚至與走滑斷層軟連接。分析認(rèn)為，伸展應(yīng)力向走滑剪切應(yīng)力過渡轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致主走滑斷層剪切作用范圍向兩側(cè)擴(kuò)大，為隱性走滑斷層發(fā)育提供了必要條件。

圖1 渤海海域構(gòu)造綱要圖

2 類型劃分

隱性走滑斷層是主走滑斷裂派生的調(diào)節(jié)走滑斷層，盡管活動(dòng)強(qiáng)度弱，但仍具有典型走滑斷裂特征，如發(fā)育位置、產(chǎn)狀特征、控制派生伸展斷裂、斷裂兩側(cè)地震反射特征差異明顯等。根據(jù)現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)并證實(shí)的隱性走滑斷層發(fā)育位置及成因，可將渤海海域隱性走滑斷層劃分為3大類5小類(圖2)。

2.1 盆緣調(diào)節(jié)型

主要發(fā)育在盆地或斷陷邊界，與主走滑或邊界斷層緊密相連，形成空間位移量的相互調(diào)節(jié)，根據(jù)發(fā)育部位可進(jìn)一步細(xì)分為側(cè)翼型、末端型和橋連型。

1) 側(cè)翼型：發(fā)育位置靠近斷陷邊界斷層，傾向與邊界斷層相一致，主要形成于晚期走滑作用對(duì)先存伸展斷層的改造作用，地震剖面上同向軸間斷不明顯，但可見次級(jí)斷裂呈“似花狀”和“Y字形”對(duì)稱分布；平面上次級(jí)斷裂呈羽狀沿隱性走滑斷層走向排列，并多見羽狀斷層傾向相對(duì)或相背，這與其在剖面上的對(duì)稱分布相一致。該類型也是走滑斷層發(fā)育早期的構(gòu)造樣式。

圖2 隱性走滑斷層分類

2) 末端型：發(fā)育在主走滑斷層末端，是強(qiáng)剪切應(yīng)力與伸展應(yīng)力相互過渡交織位置，常和馬尾狀或疊瓦狀調(diào)節(jié)斷層相伴生，其活動(dòng)時(shí)間持續(xù)較長，斷距大，派生斷層多，一般為成組出現(xiàn)，調(diào)節(jié)走滑斷層末端位移量，可同時(shí)具有伸展性質(zhì)。平面上可見分支斷層雁行排列，并逐級(jí)搭向主走滑斷層過渡；剖面上可見“Y字形”或“似花狀”斷層，花心部位即為隱性走滑斷層位置。

3) 橋連型：發(fā)育于主走滑斷層之間的疊覆區(qū)，表現(xiàn)為弱剪切向強(qiáng)伸展應(yīng)力過渡，平面上呈一組或多組雁列斷層與主走滑呈小角度相交。在共軛剪切作用下，隱性走滑斷層剪切方向與主走滑斷層相反，同時(shí)受主走滑斷層顛覆區(qū)性質(zhì)影響可表現(xiàn)出伸展或擠壓兩種性質(zhì)。渤海海域南部地區(qū)走滑疊覆區(qū)主要為右行右接型，該類型隱性走滑斷層具有伸展性質(zhì)。

2.2 盆內(nèi)轉(zhuǎn)換型

發(fā)育在盆地或斷陷內(nèi)部，屬于主走滑斷層早期活動(dòng)，晚期走滑作用停止或減弱，僅表現(xiàn)為扭動(dòng)和弱剪切，在沉積蓋層形成一系列雁列式走滑-伸展斷層，剖面上見“似花狀”構(gòu)造。該類型隱性走滑斷層控制了早期盆地基底形態(tài)，常見于基底坡折帶、局部小隆起和小洼陷等，晚期走滑作用相對(duì)減弱，其剪切扭動(dòng)作用形成派生斷層，調(diào)節(jié)走滑剪切位移量，但斷距較小，斷達(dá)深度淺。

2.3 潛山直立型

多組產(chǎn)狀直立的走滑斷層呈“柵欄”發(fā)育于潛山內(nèi)幕，少數(shù)斷層可斷達(dá)沉積蓋層。該類型隱性走滑斷層多存在于凸起區(qū)，剖面上見特征同向軸斷續(xù)分布，上下同向軸間斷點(diǎn)近垂直規(guī)律排列，少見派生斷層；平面上見多條隱性走滑斷層近平行發(fā)育，梳狀排列。潛山直立型走滑斷層與盆內(nèi)轉(zhuǎn)換型具有相似的成因，但由于凸起區(qū)長期遭受風(fēng)化剝蝕，節(jié)理和裂縫廣泛發(fā)育，在走滑剪切應(yīng)力場(chǎng)作用下，斷層沿節(jié)理縫等薄弱區(qū)擴(kuò)展而形成現(xiàn)今構(gòu)造樣式。

3 識(shí)別技術(shù)與方法

隱性走滑斷層在地震剖面上常形成為扭動(dòng)構(gòu)造樣式，表現(xiàn)為斷層兩側(cè)構(gòu)造產(chǎn)狀突變、深部花狀構(gòu)造控制的局部褶皺以及基底的多級(jí)撓曲斜坡等，此外地震反射特征的橫向突變也是隱性走滑斷層重要的識(shí)別標(biāo)志[18-19]。在地球物理技術(shù)方面，大量勘探實(shí)踐表明利用常規(guī)地震剖面和技術(shù)手段解釋隱性走滑斷層較為困難，渤海油田通過對(duì)隱性走滑斷層成因機(jī)制和發(fā)育特征的長期深入研究，發(fā)現(xiàn)最大似然屬性以及剖面尋差技術(shù)、走滑斷層增強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用可以大大增強(qiáng)隱性走滑的識(shí)別度，并形成了隱性走滑斷層識(shí)別的有效技術(shù)組合。在地球物理技術(shù)難以識(shí)別的情況下，根據(jù)渤海海域各個(gè)區(qū)帶研究成果，利用隱性走滑“三性”識(shí)別法亦可對(duì)隱性走滑斷層位置進(jìn)行判斷。

3.1 地球物理技術(shù)

3.1.1最大似然屬性技術(shù)

最大似然屬性(Likelihood)的計(jì)算基于地震相似性屬性，故在計(jì)算最大似然屬性之前應(yīng)首先計(jì)算相似性屬性。常規(guī)相似性屬性是相鄰道之間地震反射特征(波形、振幅、相位等)的對(duì)比關(guān)系，為壓制噪音突出斷裂的成像。Hale[20]于2013年提出了以突出斷裂識(shí)別為導(dǎo)向的相似性屬性S(數(shù)值范圍0～1)，具體公式為

(1)

式(1)中：g表示三維地震數(shù)據(jù)體；下標(biāo)s表示對(duì)括號(hào)內(nèi)的地震數(shù)據(jù)體任意點(diǎn)的構(gòu)造導(dǎo)向平均值；下標(biāo)f表示沿著斷裂走向、傾向方向進(jìn)行一次濾波，用以增強(qiáng)相似性屬性計(jì)算穩(wěn)定性。在地震反射中，與斷裂有關(guān)的不連續(xù)的強(qiáng)反射可有效識(shí)別斷裂?；诖耍珿ersztenkorn & Marfurt 提出在顯示斷裂等構(gòu)造特征時(shí)使用較大的垂向平滑時(shí)窗，在顯示河道等地層特征時(shí)使用較小的時(shí)窗。為凸顯這些垂向的相似性平滑屬性，定義了最大似然屬性，即

L=1-Sn

(2)

式(2)中，指數(shù)n根據(jù)不同工區(qū)而定。這樣，增加了斷裂的最大似然屬性高低值對(duì)比度，從而增強(qiáng)了地震反射中無明顯斷距的斷裂識(shí)別度。

在蓬萊20-2油田的評(píng)價(jià)中，利用該方法成功識(shí)別出低部位隱性走滑斷層，并與常規(guī)相干屬性識(shí)別結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可見最大似然屬性對(duì)該油田區(qū)隱性走滑斷層的分辨精度更高，斷層連續(xù)性更強(qiáng)，更符合斷層的實(shí)際地質(zhì)特征(圖3)。

圖3 最大似然屬性在識(shí)別蓬萊20-2油田隱性走滑斷層中的應(yīng)用

3.1.2剖面尋差技術(shù)

受走滑扭動(dòng)平移作用的影響，剖面上隱性走滑斷層兩盤存在地層產(chǎn)狀突變及反射特征差異。在蓬萊20-2油田的評(píng)價(jià)中，通過對(duì)地震剖面進(jìn)行特殊處理來放大斷層兩盤的這種差異，以此達(dá)到識(shí)別“隱性走滑”斷層的目的。反射強(qiáng)度屬性是顯示地震信號(hào)的總能量，具有比輸入的地震數(shù)據(jù)更高(或更低)的振幅范圍，對(duì)反射特征差異的描述要比常規(guī)地震資料更加明顯(圖4a、b)。從反射強(qiáng)度剖面可以看到，隱性走滑斷層兩側(cè)色差明顯，反射強(qiáng)度值具有明顯的差異，清晰指示隱性走滑斷層發(fā)育的位置(圖4b)。

地震分頻技術(shù)是一種基于頻譜分析的地震處理方法，將地震數(shù)據(jù)分解為不同的頻率成分。根據(jù)研究對(duì)象選擇相應(yīng)的敏感頻率成分進(jìn)行分析，可以選擇性放大局部反射特征的差異?；谠撛?，從單頻剖面可以看到，隱性走滑斷層兩側(cè)地震同向軸具被明顯地錯(cuò)斷，斷層面成像清晰，兩側(cè)地層呈屋脊?fàn)钌下N，清晰指示隱性走滑斷層的存在，反映隱性走滑斷層斷面的位置(圖4c)。

圖4 剖面尋差技術(shù)在識(shí)別蓬萊20-2油田隱性走滑斷層中的應(yīng)用

由此可見，通過對(duì)地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行特殊處理，采用反射強(qiáng)度屬性及單頻體屬性來放大地震剖面上斷層兩側(cè)的反射特征的差異性，可以為隱性走滑斷層的識(shí)別提供依據(jù)。

3.1.3斷層增強(qiáng)技術(shù)

經(jīng)過有針對(duì)性的技術(shù)攻關(guān)，發(fā)現(xiàn)在平面上基于斷層保邊算子的分頻傾角濾波組合技術(shù)制作的高精度相干體切片對(duì)隱形走滑斷層的識(shí)別效果較好，曲率類、相位屬性等幾何類屬性對(duì)于隱形走滑也有較好的識(shí)別效果。通過這些敏感屬性的組合，對(duì)隱形走滑斷層斷面進(jìn)行增強(qiáng)，以此來識(shí)別隱性走滑。首先對(duì)研究區(qū)地震資料進(jìn)行頻譜分析，利用帶通濾波去除高低頻噪音的干擾。利用Landmark軟件中的保留斷層濾波模塊，在不破壞斷面的情況下，去除斷面附近的部分噪音干擾，使得斷面更加清楚，易于識(shí)別和解釋。對(duì)于油田區(qū)不同尺度斷裂的識(shí)別，可使用Structure Cube模塊對(duì)不同頻率的單頻體進(jìn)行傾角校正并制作相干，優(yōu)選高敏頻率進(jìn)行重構(gòu)融合，形成高精度傾角校正相干體。該技術(shù)在萊西構(gòu)造帶構(gòu)造解釋中取得了良好效果，郯廬走滑斷裂中支隱性走滑段可清晰顯示(圖5)，為該區(qū)帶的構(gòu)造研究和勘探突破奠定了基礎(chǔ)。

3.2 “三性”識(shí)別法

3.2.1地層厚度及產(chǎn)狀突變性

盡管隱性走滑斷層活動(dòng)弱，但從區(qū)域地質(zhì)特征分析著手，考慮特殊地應(yīng)力的影響，在走滑斷裂帶附近，即使地震資料同相軸較連續(xù)，根據(jù)地層產(chǎn)狀的突變性仍可以識(shí)別解釋隱性走滑斷層。例如，渤中26-3油田2井和9井區(qū)附近平面構(gòu)造等值線產(chǎn)狀發(fā)生突變，2井區(qū)構(gòu)造等值線密集、地層產(chǎn)狀較陡；而東側(cè)的9井區(qū)構(gòu)造等值線平緩、地層產(chǎn)狀較緩，這是識(shí)別隱性走滑斷層可能發(fā)育的一個(gè)證據(jù)(圖6)。當(dāng)然，斷裂兩側(cè)地層厚度差異是“顯性”走滑斷裂典型識(shí)別方法，該方法也可用其識(shí)別隱性走滑斷層。例如，墾利6-4區(qū)的主走滑末端，地震同相軸雖然較為連續(xù)，但斷層兩側(cè)地層厚度變化較為明顯，也是隱性走滑斷層發(fā)育的有利證據(jù)。

3.2.2斷裂掉向分帶性

主走滑斷裂與隱性走滑斷裂共同作用的控制區(qū)域斷裂發(fā)育，主走滑控制的派生斷裂平面延伸長度受隱性走滑斷裂約束，多數(shù)派生斷裂發(fā)育至隱性走滑斷裂即終止，且兩條走滑之間地層受地應(yīng)力作用類似，容易形成掉向一致的派生斷裂，因此在區(qū)域上分析斷裂發(fā)育規(guī)律可判斷是否存在隱性走滑斷裂。例如，青東凹陷墾利20構(gòu)造帶控制邊界的北北東向斷裂為走滑斷裂，其近東西向的伸展斷裂掉向具有明顯分帶性，即東區(qū)調(diào)節(jié)斷裂北掉，西區(qū)調(diào)節(jié)斷裂南掉；渤中26-3油田2井和9井區(qū)之間也存在類似現(xiàn)象(圖6)，指示兩組掉向相反的斷裂之間存在隱性走滑斷裂，才能形成區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的平衡。

圖5 斷層增強(qiáng)技術(shù)在識(shí)別萊西構(gòu)造帶隱性走滑斷層中的應(yīng)用 Fig .5 Application of fault enhancement technique to recognition of potential strike-slip fault in Laixi structure belt

圖6 渤中26-3油田隱性走滑斷層識(shí)別標(biāo)志

3.2.3油水關(guān)系復(fù)雜性

多條走滑斷裂平行發(fā)育可形成走滑轉(zhuǎn)換帶，受走滑斷裂主次的影響會(huì)形成雙階模式，當(dāng)形成右行左階模式時(shí)，兩條走滑斷裂之間的斷裂呈壓扭性質(zhì)，不利于油氣運(yùn)移和成藏。如果同一構(gòu)造內(nèi)，在構(gòu)造高度、儲(chǔ)層特征相似的條件下，油水關(guān)系差異明顯，可考慮差異區(qū)之間可能存在隱性走滑斷裂。例如，渤中26-3油田同一構(gòu)造上的同一期砂體構(gòu)造高度相當(dāng)，但先后鉆探的2井和9井的含油氣情況及油水關(guān)系差異明顯，分析認(rèn)為正是隱性走滑斷裂的存在才導(dǎo)致2井與9井區(qū)被隱性走滑阻隔所致。

4 控藏作用與勘探實(shí)踐

郯廬斷裂的活動(dòng)與盆地的沉積沉降旋回具有一致性，其伸展和走滑活動(dòng)形成了大量的圈閉，渤海海域隱性走滑斷層屬于郯廬斷裂的有機(jī)組成部分，因此對(duì)油氣成藏具有重要的控制作用[21-22]。近年來，隨著對(duì)隱性走滑斷裂帶勘探實(shí)踐力度的逐漸加大，渤海海域隱性走滑斷裂控藏作用研究取得了重要進(jìn)展。

4.1 對(duì)隱性圈閉的控制作用

渤海海域勘探實(shí)踐已證實(shí)，圍繞著走滑斷層發(fā)育大量構(gòu)造圈閉，說明走滑斷層及其伴生構(gòu)造帶和圈閉形成具有密切關(guān)系。目前渤海海域發(fā)現(xiàn)的圈閉主要為構(gòu)造圈閉，主要?dú)v經(jīng)古近紀(jì)拉張伸展斷陷活動(dòng)和晚期走滑活動(dòng)的雙重作用，構(gòu)造活動(dòng)異常復(fù)雜，產(chǎn)生多個(gè)方向的多條主斷裂和大量的次生斷裂，這些斷裂互相交錯(cuò)、切割，產(chǎn)生了大量的構(gòu)造圈閉，由于伸展和走滑共同作用以及不同構(gòu)造縱向上的疊加，大多數(shù)圈閉都具有伸展和走滑復(fù)合圈閉的特征。隨著勘探程度的增加，常規(guī)的構(gòu)造圈閉基本鉆探殆盡，不斷創(chuàng)新思路尋找新型圈閉是可持續(xù)發(fā)展的必由之路。但隱性走滑斷層在剖面上的特征不明顯，對(duì)這類斷層的解釋在很大程度上是要顛覆以往的地震解釋模式，必須結(jié)合區(qū)域地應(yīng)力及特殊技術(shù)手段，以建立隱性走滑控制下的隱性圈閉解釋模式。例如，蓬萊20-2構(gòu)造原來解釋方案圈閉不發(fā)育，創(chuàng)新隱性走滑解釋模式后，在構(gòu)造區(qū)解釋一條北東向隱性走滑斷層，雖斷距不大，但可形成隱性構(gòu)造圈閉，后經(jīng)鉆探證實(shí)圈閉有效并可成藏(圖7)；渤中34-9構(gòu)造由于受火成巖覆蓋影響，使得地震資料品質(zhì)差，多年來難以落實(shí)，通過隱性走滑斷裂構(gòu)造解釋的成功應(yīng)用，落實(shí)圈閉，勘探評(píng)價(jià)獲得大中型優(yōu)質(zhì)油氣發(fā)現(xiàn)。另外，通過隱性走滑斷層與伸展斷裂的聯(lián)合控圈作用分析，在渤海海域新發(fā)現(xiàn)錦州25-1西、墾利3-3、渤中2-1、秦皇島28-2和蓬萊15-2等多個(gè)有利構(gòu)造目標(biāo)。

圖7 隱性走滑斷層控制構(gòu)造圈閉發(fā)育

從形成機(jī)制上看，隱性走滑斷層水平位移相對(duì)主走滑要小，壓扭應(yīng)力弱，斷層兩盤地層很難產(chǎn)生變形，但根據(jù)走滑壓扭應(yīng)力及其成因機(jī)理，幾百米的水平位移足以對(duì)構(gòu)造特征及油氣成藏起到至關(guān)重要的控制作用，因此隱性走滑斷層具備控制圈閉的條件。根據(jù)隱性走滑斷層應(yīng)力作用方式、斷裂組合樣式，渤海海域可識(shí)別出S型轉(zhuǎn)換和疊覆型轉(zhuǎn)換兩類隱性走滑模式。當(dāng)隱性走滑斷層連續(xù)性較好時(shí)，在其彎曲部位容易形成S型轉(zhuǎn)換帶；當(dāng)走滑斷層不連續(xù)展布，而是呈多條分支斷裂首尾互相疊覆展布時(shí)，在其重置部位容易形成疊覆型轉(zhuǎn)換帶。疊覆轉(zhuǎn)換帶和S型轉(zhuǎn)換帶彎曲部分的應(yīng)力狀態(tài)會(huì)相應(yīng)形成不同的應(yīng)力場(chǎng)條件，使得圈閉不同部位呈現(xiàn)拉張、壓扭作用，圈閉規(guī)模各異。

4.2 對(duì)沉積儲(chǔ)層的控制作用

在渤海海域，隱性走滑斷裂帶主要表現(xiàn)為東西兩支近南北向的郯廬斷裂與東西向的伸展斷裂呈正交切割，在走滑與伸展雙重作用下，平面上形成“H”型或“田”型組合，這種伸展與走滑疊覆作用下的特定構(gòu)造樣式，導(dǎo)致在砂體富集模式方面有其自身的特點(diǎn)。新近系沉積時(shí)期，雖然整體地層分布均一，古地貌變化較小，但從墾利9-1油田明化鎮(zhèn)組砂體實(shí)鉆分布來看，其展布方向與隱性走滑斷層走向相一致，均呈南北向發(fā)育，說明隱性走滑斷層在沉積晚期也控制著微古地貌的分布，進(jìn)而控制著新近系河流相的發(fā)育和分布(圖8)。另外，渤中34-9油田區(qū)由于受南北向隱性走滑斷層的影響，斷裂帶地層易受淋濾剝蝕，產(chǎn)生明顯的低勢(shì)區(qū)，如斷槽型溝谷均為有利的砂體輸送通道，特別是在斷槽兩側(cè)斷裂活動(dòng)差異影響下，可以形成沿一側(cè)斷槽分布的狹長型溝谷，盆內(nèi)凸起或低凸起經(jīng)風(fēng)化剝蝕后形成的碎屑物質(zhì)沿狹長型斷裂溝谷進(jìn)行長距離輸導(dǎo)，在古近系沉積時(shí)期形成隱性走滑控制下的局部疊覆型砂體富集模式。

圖8 隱性走滑斷層控制新近系曲流河沉積體系

4.3 對(duì)油氣運(yùn)移成藏的控制作用

郯廬斷裂至今仍處于新構(gòu)造活動(dòng)期，這促成了油氣晚期成藏[16]。渤海海域上新世以來的新構(gòu)造活動(dòng)也是郯廬斷裂重新加強(qiáng)活動(dòng)的過程，它形成并改造了大量圈閉，溝通了烴源，形成了油氣輸導(dǎo)系統(tǒng)，促成了油氣的晚期成藏。隱性走滑斷層一般發(fā)育于走滑斷裂帶，從規(guī)模和應(yīng)力性質(zhì)來講也屬于走滑斷裂的派生斷層，因此隱性走滑斷層的存在必然伴隨走滑斷裂，隱性走滑發(fā)育區(qū)必然存在雙階模式，即右行左階為擠壓應(yīng)力場(chǎng)，右行右階為拉張應(yīng)力場(chǎng)。

如果在相鄰或者同一構(gòu)造區(qū)域所有控藏條件都相當(dāng)，但鉆井揭示油水關(guān)系存在明顯差異，考慮到走滑斷層具有很強(qiáng)的側(cè)向封堵性，推斷差異區(qū)之間可能存在不易識(shí)別的隱性走滑斷層。例如，墾利9-1油田在同一構(gòu)造上相同構(gòu)造高度鉆探的4口井儲(chǔ)層發(fā)育程度相當(dāng)，但含油氣情況和油水關(guān)系差異明顯(圖9)，究其原因，正是因?yàn)殡[性走滑斷層的存在導(dǎo)致4井區(qū)與其它井區(qū)局部應(yīng)力場(chǎng)性質(zhì)相反，形成雙階模式共存,其中“走滑擠壓區(qū)”油氣運(yùn)移不暢，烴類難以大規(guī)模聚集，如該油田4井區(qū)2口井油層只有1～4 m；而“走滑伸展區(qū)”油氣運(yùn)移暢通，烴類規(guī)模性成藏，如該油田的1井區(qū)油層近70 m。

5 結(jié)論

1) 渤海海域隱性走滑斷層發(fā)育于大規(guī)模剪切應(yīng)力背景，伸展斷層末端牽引及郯廬斷裂帶多期次走滑運(yùn)動(dòng)疊加是該地區(qū)隱性走滑斷層發(fā)育的主要成因。

2) 根據(jù)斷層發(fā)育位置及控制的構(gòu)造單元，可將渤海海域隱性走滑斷層劃分為盆緣調(diào)節(jié)性、盆內(nèi)轉(zhuǎn)換型和潛山直立型，其中盆緣調(diào)節(jié)型可進(jìn)一步細(xì)分為側(cè)翼型、末端型和橋連型。

3) 最大似然屬性技術(shù)、剖面尋差技術(shù)、斷層增強(qiáng)技術(shù)等地球物理技術(shù)及“三性”識(shí)別法的應(yīng)用，可以大大提升渤海海域隱性走滑斷層的識(shí)別與解釋效率。

4) 控藏研究與勘探實(shí)踐表明，渤海海域隱性走滑斷層控制了該地區(qū)隱性圈閉、油氣運(yùn)移、斷層封堵等油氣成藏的各個(gè)要素，大大擴(kuò)展了勘探空間，指導(dǎo)了近2億噸優(yōu)質(zhì)探明儲(chǔ)量的發(fā)現(xiàn)，而且豐富并完善了渤海灣盆地?cái)嗔芽夭氐睦碚摵蛯?shí)踐。