金馬—鴨子河地區(qū)構(gòu)造演化特征分析及與油氣藏關(guān)系

魏三妹

（中國石化石油物探技術(shù)研究院，江蘇南京211103）

金馬—鴨子河地區(qū)位于龍門山褶皺沖斷帶與四川臺(tái)坳的交界處，受龍門山?jīng)_斷帶影響，構(gòu)造復(fù)雜，包含通濟(jì)場(chǎng)斷裂、關(guān)口斷裂（灌縣—安縣斷裂）、彭縣斷裂等數(shù)條被動(dòng)走向的區(qū)域性主干斷裂。關(guān)于金馬—鴨子河地區(qū)之前的研究多集中在龍門山?jīng)_斷帶的構(gòu)造樣式[1]、區(qū)域應(yīng)力特征[2,4]、區(qū)域構(gòu)造演化特征[2-6]和動(dòng)力學(xué)模式[4-7]等方面。雖然在地質(zhì)理論方面取得了突破，但大多集中在野外地質(zhì)調(diào)查、構(gòu)造模擬等方面，研究所運(yùn)用的地震資料多為采集覆蓋次數(shù)較低、品質(zhì)較差的老資料。從三維地震實(shí)際資料出發(fā)，結(jié)合鉆井和地表露頭信息，對(duì)金馬—鴨子河地區(qū)內(nèi)的主干斷裂進(jìn)行分析，對(duì)典型復(fù)雜構(gòu)造進(jìn)行構(gòu)造平衡剖面恢復(fù)，并探討構(gòu)造與油氣成藏的關(guān)系，為類似地區(qū)油氣勘探提供經(jīng)驗(yàn)。

1 區(qū)域概況

龍門山?jīng)_斷帶為多個(gè)逆沖斷層和巖片所組成的擠壓構(gòu)造帶，整體走向?yàn)楸睎|—南西方向，傾向北西，沿四川盆地西緣呈帶狀分布，對(duì)川西拗陷構(gòu)造起決定性作用。孫曉猛等一般將龍門山構(gòu)造帶分為北、中、南三段，什邡雙盛—都江堰玉堂所在區(qū)域?yàn)辇堥T山構(gòu)造帶中段，中段以北為北段，以南為南段。金馬—鴨子河地區(qū)屬于龍門山構(gòu)造帶中段與川西拗陷交匯處，屬于龍門山前隱蔽帶，包含一部分的前山帶。本文在金馬—鴨子河地區(qū)三維地震資料選擇過CY126井和YaS1井的典型地震剖面，結(jié)合地表露頭的地層產(chǎn)狀和鉆井揭示的地下地層產(chǎn)狀進(jìn)行地質(zhì)地震綜合解釋，并進(jìn)行構(gòu)造樣式分析、平衡剖面恢復(fù)等研究。

古生代以來，金馬—鴨子河地區(qū)在川西拗陷沉降接收沉積的背景下，形成了多套油氣生儲(chǔ)蓋組合，經(jīng)印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)后形成現(xiàn)今的收縮構(gòu)造格局[6-7,12]。古生界至中三疊統(tǒng)雷口坡組為海相碳酸鹽巖沉積，厚度約4 000～7 000 m；上三疊統(tǒng)小塘子組、須家河組為海陸過渡相至陸相的碎屑巖沉積，厚度約250～3 000 m；侏羅系以上為陸相碎屑巖沉積，巨厚的沉積物為本區(qū)提供了豐富的烴源巖、儲(chǔ)層層及蓋層。此外，受龍門山?jīng)_斷帶活動(dòng)的影響，金馬—鴨子河地區(qū)形成了成條帶分布、不同規(guī)模的背斜，為油氣聚集成藏提供了有利條件。上述沉積和構(gòu)造條件，為本區(qū)油氣勘探提供了廣闊的前景。

圖1 川西拗陷金馬—鴨子河地區(qū)構(gòu)造Fig.1 Sructure of Jinma-Yazihe area in West Sichuan sag

2 構(gòu)造特征分析

2.1 斷裂幾何學(xué)特征

金馬—鴨子河地區(qū)位于龍門山帶褶皺沖斷帶的中部（圖1），研究區(qū)整體表現(xiàn)為受關(guān)口斷裂和彭縣斷裂夾持的大型正向構(gòu)造帶。關(guān)口斷裂上盤由于地層傾角大導(dǎo)致地震成像質(zhì)量差，綜合地表露頭剖面和測(cè)井信息可以準(zhǔn)確揭示關(guān)口斷裂附近構(gòu)造及地層特征（圖2）。

圖2 過CY126-YaS1井典型地震剖面解釋模式Fig.2 Typical seismic profile interpretation pattern of well-CY126-YaS1

本區(qū)斷層發(fā)育及褶皺程度自山前帶向盆地內(nèi)部逐漸減弱，以關(guān)口斷裂帶為分界，北西方向即前山帶地層褶皺強(qiáng)烈，受龍門山構(gòu)造帶大規(guī)模推覆作用，以通濟(jì)場(chǎng)斷裂為代表的斷層表現(xiàn)出巨大的斷距，地表出露彭灌基底雜巖并發(fā)育飛來峰。關(guān)口斷裂出露地表，產(chǎn)狀上陡下緩，上盤發(fā)育數(shù)條反沖斷層，地層以高角度出露地表。下盤發(fā)育有白鹿場(chǎng)斷裂，白鹿場(chǎng)斷裂下端與關(guān)口斷裂相連接，上端沒入須家河組內(nèi)部，與反沖斷層組合形成構(gòu)造楔，造成關(guān)口斷裂下盤地層的局部增厚。南東方向地層褶皺程度減弱，總體表現(xiàn)出雙滑脫層控制的分層滑脫斷層垂向疊加構(gòu)造組合，彭縣斷裂上端切穿中新生界并出露地表，下端沒入雷口坡組膏鹽滑脫層。雷口坡組膏鹽巖層與寒武系滑脫面作為雙重構(gòu)造頂?shù)装鍞鄬哟嬖?，其?nèi)部發(fā)育若干切穿二疊系、三疊系飛仙關(guān)組的逆沖斷層及反沖斷層。

2.2 斷裂定量分析

通過對(duì)彭縣斷裂帶對(duì)雷口坡組頂面錯(cuò)斷的斷距進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，彭縣斷裂在金馬—鴨子河地區(qū)沿走向表現(xiàn)出不同的組合樣式：南段（YangS1井附近）、中段（PZ1井附近）表現(xiàn)為多條斷裂構(gòu)成的斷裂帶形式，北段（YaS1井附近）以單條逆沖斷裂樣式存在。在單條斷裂的斷距上，北段較南段更大。

彭縣斷裂（帶）整體上表現(xiàn)為北端、南端斷距相對(duì)較小，中部斷距大“弓形”特征。彭縣斷裂上二疊系底部反射層斷距表現(xiàn)為南段斷距小、北段斷距大，而受多個(gè)斷層斷距累加影響，中段斷距異常大（圖3）。

圖3 金馬—鴨子河地區(qū)彭縣斷裂鉛直斷距分布Fig.3 Distribution of fracture lead straight fault in Jinma-Yazihe area

雷口坡組頂面斷距相對(duì)較大的部位，與金馬—鴨子河地區(qū)數(shù)個(gè)正向構(gòu)造具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，斷距的大小在一定程度上反映了燕山構(gòu)造期彭縣斷裂對(duì)金馬—鴨子河地區(qū)構(gòu)造圈閉的形成及現(xiàn)今構(gòu)造幅度具有控制作用，印證了彭縣斷裂經(jīng)歷了多期運(yùn)動(dòng)，燕山期為彭縣斷裂的主要活動(dòng)期次。斷距分析結(jié)果也表明彭縣斷裂的活動(dòng)存在南北差異，其差異分解點(diǎn)位于金馬構(gòu)造，表明金馬構(gòu)造可能裂縫相對(duì)較發(fā)育。

3 構(gòu)造演化特征分析

在對(duì)本區(qū)構(gòu)造演化的分析中，采用先提出假設(shè)模型再正演分析，最后構(gòu)造恢復(fù)的三步平衡法進(jìn)行定量分析：1）選取本區(qū)的一條典型剖面，結(jié)合地震剖面確定主要斷層和主要滑脫層，得到幾種簡化的構(gòu)造樣式；2）以剛性地層遵循層長守恒的原則、斷層遵循位移一致性原則平衡的原則建立簡化的未變形剖面，由原始的未變形剖面正演至經(jīng)構(gòu)造變形后的剖面（正演考慮的主要變量是斷面的幾何形態(tài)、地層厚度、斷層數(shù)目及位移量），快速建立幾個(gè)演化模式，對(duì)照演化模式、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期次和本區(qū)存在的幾種構(gòu)造假說，選定較合理的解釋模式；3）以剖面東南端為釘線，按照構(gòu)造平衡的原則將變形接回到原始未變形狀態(tài)。

金馬—鴨子河地區(qū)其構(gòu)造演化主要受龍門山?jīng)_斷帶的演化所影響，控制因素主要包括兩個(gè)方面：1）龍門山?jīng)_斷帶持續(xù)多期的強(qiáng)烈擠壓變形；2）嘉陵江組膏巖及志留系、寒武系泥巖等塑性地層構(gòu)成的多套區(qū)域滑脫層在強(qiáng)烈擠壓背景下的滑脫變形。印支早期，在晚二疊世古構(gòu)造、古地理格局的基礎(chǔ)上繼承與發(fā)展，中下三疊統(tǒng)沉積厚度相對(duì)穩(wěn)定。中三疊末的印支運(yùn)動(dòng)地層造成抬升，但是金馬—鴨子河地區(qū)的地層抬升剝蝕程度較?。òl(fā)育較完整雷四段地層），同時(shí)結(jié)束了海相地層的沉積歷史進(jìn)入海陸過渡相—陸相地層沉積。馬鞍塘組—小塘子組為海陸過渡相。

印支運(yùn)動(dòng)晚期暨須家河組沉積末期，龍門山?jīng)_斷帶持續(xù)構(gòu)造變形，金馬—鴨子河地區(qū)遭受擠壓，形成了通濟(jì)場(chǎng)逆沖斷層和白鹿場(chǎng)斷裂（關(guān)口斷裂先存斷裂），通濟(jì)場(chǎng)斷裂上盤遭受部分剝蝕，白鹿場(chǎng)斷裂（關(guān)口斷裂先存斷裂）此時(shí)尚未出露地表，而是向上沒入須家河組內(nèi)部，斷裂上盤開始出現(xiàn)低角度逆沖楔，下盤沿嘉陵江組膏巖層和寒武系泥巖滑脫斷層發(fā)生收縮變形。彭縣斷裂開始形成，石羊場(chǎng)、金馬和鴨子河背斜已成雛形，形成寬緩背斜，低幅度古構(gòu)造形成。

燕山構(gòu)造期，龍門山?jīng)_斷帶發(fā)生強(qiáng)烈擠壓，靠近龍門山的通濟(jì)場(chǎng)斷裂上盤地層變形劇烈發(fā)生倒轉(zhuǎn)，關(guān)口斷裂在白鹿場(chǎng)斷裂基礎(chǔ)上形成，斷裂上盤繼續(xù)發(fā)育，須家河組在逆沖楔和反沖斷層影響下地層增厚；彭縣斷裂繼續(xù)活動(dòng)，嘉陵江組滑脫面與寒武系泥巖面構(gòu)成雙重構(gòu)造頂?shù)装鍞鄬?，同時(shí)將龍門山?jīng)_斷帶引起的強(qiáng)烈變形向盆地方向傳遞。石羊場(chǎng)、金馬和鴨子河背斜繼續(xù)發(fā)育。

喜馬拉雅期至新構(gòu)造期變形持續(xù)，區(qū)域處于壓扭應(yīng)力場(chǎng)控制下，通濟(jì)場(chǎng)斷裂、關(guān)口斷裂和彭縣斷裂在壓扭應(yīng)力場(chǎng)作用下發(fā)生逆沖及走滑并影響至地表。地層剝蝕程度由盆地內(nèi)向山前呈增大趨勢(shì)，形成現(xiàn)今的構(gòu)造形態(tài)（圖4）。

4 構(gòu)造與油氣成藏的關(guān)系

圖4 金馬—鴨子河地區(qū)構(gòu)造演化分析（過YaS1井剖面）Fig.4 Structural evolution analysis of Jinma-Yazihe area（Profile of well-YaS1）

四川盆地是一個(gè)多旋回復(fù)合疊加盆地，加里東期—印支早期為揚(yáng)子地臺(tái)及其周緣盆地形成演化階段。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與構(gòu)造圈閉的形成、油氣運(yùn)移、聚集成藏等過程密切相關(guān)。多期次強(qiáng)烈活動(dòng)使川西地區(qū)構(gòu)造改造調(diào)整[8-10]，控制了川西構(gòu)造與構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉的形成，控制了烴類向多種類型圈閉運(yùn)聚，調(diào)整改造了古油藏。其中白鹿場(chǎng)斷裂在關(guān)口斷裂形成之前發(fā)揮了重要作用。

根據(jù)構(gòu)造演化分析的結(jié)果，白鹿場(chǎng)斷裂可以視為關(guān)口斷裂的先存斷裂，這一特征也使得關(guān)口斷裂表現(xiàn)出對(duì)于油氣成藏分帶性的控制。在關(guān)口斷裂以西的前山帶，受強(qiáng)烈的擠壓變形抬升影響，斷層高角度通天發(fā)育，雖然也存在大圓包構(gòu)造，但高角度斷層對(duì)于油氣的逸散和破壞作用明顯。在關(guān)口斷裂以東，白鹿場(chǎng)斷裂、彭縣斷裂斷層面傾角相對(duì)較小，呈低角度沒入地層中，構(gòu)造楔作用使斷層下盤擠壓形成褶皺相關(guān)的斷層，與逆沖斷層夾持構(gòu)成封閉的斷塊。同時(shí)，隨著擠壓的傳遞，在白鹿場(chǎng)斷裂下盤形成逆牽引背斜，彭縣斷裂活動(dòng)性增強(qiáng)，關(guān)口斷裂與彭縣斷裂之間形成了長軸方向與斷裂近平行的背斜，對(duì)于雷口坡組頂部雷四段形成構(gòu)造圈閉，見圖5。另外，同時(shí)彭縣斷裂、白鹿場(chǎng)斷裂、關(guān)口斷裂作為油氣運(yùn)移通道，溝通了雷口坡組頂部儲(chǔ)層與雷口坡組內(nèi)部及二疊系內(nèi)部廣泛發(fā)育的烴源巖。由此可見，白鹿場(chǎng)斷裂、彭縣斷裂充當(dāng)了強(qiáng)烈變形區(qū)和低角度盆內(nèi)斜坡的山前構(gòu)造過渡帶，相比關(guān)口斷裂以西構(gòu)造復(fù)雜、地層產(chǎn)狀高陡、斷層出露地表的強(qiáng)烈變形區(qū)和彭縣斷裂以東構(gòu)造圈閉幅度低、缺少烴源斷層的平壩區(qū)，過渡帶在油氣的運(yùn)移、聚集保存方面更為有利。

圖5 金馬—鴨子河雷四段氣藏剖面Fig.5 Gas reservoir profile of the 4th Member of Leikoupo Formation in Jinma-Yazihe area

此外，過渡帶的斷裂活動(dòng)對(duì)裂縫的多期次發(fā)育也起著促進(jìn)作用[11-12]。早期斷裂及構(gòu)造縫的發(fā)育為埋藏期溶蝕性流體提供了運(yùn)移通道，沿裂縫及微斷裂發(fā)育大量溶蝕縫，改善了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能。同時(shí)，晚期發(fā)育的未被膠結(jié)、充填的構(gòu)造裂縫，不僅可以改善儲(chǔ)層巖石的滲透率，而且與晚期裂縫相伴生的溶蝕作用，也可以增加孔隙空間，從而對(duì)一些儲(chǔ)層物性的改善、提高具有明顯的控制作用，對(duì)油氣疏導(dǎo)以及儲(chǔ)層性能起著建設(shè)性的作用。在勘探中，應(yīng)著重尋找如白鹿場(chǎng)斷裂、彭縣斷裂的山前構(gòu)造過渡帶。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）關(guān)口斷裂北西方向地層收縮程度大，斷裂產(chǎn)狀上陡下緩，總體表現(xiàn)出雙滑脫層控制的分層滑脫斷層垂向疊加構(gòu)造組合。彭縣斷裂為多條斷裂構(gòu)成的斷裂帶，表現(xiàn)為北端、南端斷距相對(duì)較小，中部斷距大“弓形”特征，受多個(gè)斷層斷距累加影響，中段異常大的斷距可以作為局部構(gòu)造應(yīng)力轉(zhuǎn)換或集中的指示。

2）金馬—鴨子河地區(qū)主要斷裂活動(dòng)起始于印支早期，在印支運(yùn)動(dòng)晚期持續(xù)變形，強(qiáng)烈活動(dòng)于燕山期，關(guān)口斷裂、彭縣斷裂于燕山期發(fā)生強(qiáng)烈逆沖，與喜馬拉雅期至新構(gòu)造期持續(xù)變形，發(fā)生走滑并影響至地表。

3）山前構(gòu)造過渡帶與油氣成藏具有密切聯(lián)系，對(duì)于構(gòu)造圈閉形成、儲(chǔ)層改造、油氣運(yùn)移和聚集均有貢獻(xiàn)，應(yīng)作為油氣勘探的重要目標(biāo)。