张强凹陷南部地区构造特征研究

严丽萍 (中国地质大学 (北京)能源学院,北京100083;长江大学地球物理与石油资源学院,湖北 荆州434023)

孙连昌 (胜利油田石油开发中心,山东东营257015)

张庆堂 (胜利油田有限公司海洋石油开发公司,山东东营257235)

张强凹陷是辽河外围彰武盆地的一个次级负向构造单元,是在海西褶皱基底和前寒武纪基底上发育起来的中生代早白垩世断坳型凹陷,呈近 NS向条带状展布,长约88km,宽12～16km,面积近1100km2,具有辽河外围中生代凹陷典型的沉积特征[1]。凹陷呈狭长带状,紧邻隆起区,凹陷内沉积以近物源、多物源沉积为主。行政区划属辽宁省康平县和内蒙古自治区通辽市所辖。凹陷东为双辽-康平隆起,西为三刀吐-四家子凸起,北邻扎兰营子凹陷。勘探表明,张强凹陷有无构造圈闭的形成、圈闭面积及闭合幅度的大小都是油气藏形成的先决条件[2]。因此,研究该区构造断裂特征,可以为今后的油气勘探提供理论依据。

1 地层发育情况

张强凹陷内部发展具有不均一性,由于构造演化和沉积环境较复杂,使得张强凹陷南、北地区的地层具有明显的差异性,形成了一个凹陷2种地层沉积特征的现象。根据目前已完钻的钻井、测井、地震及周边露头和煤田浅孔资料,将凹陷内地层划分为:基底,即前震旦系、下古生界奥陶-志留系;中生界白垩系下统义县组、九佛堂组、沙海组、阜新组;白垩系上统泉头组;第四系。

2 断裂构造特征

2.1 断裂系统划分及特征

图1 张强凹陷南部地区沙海组构造纲要图

由张强凹陷南部地区沙海组底界构造纲要图 (图1)可看出,张强凹陷南部地区断裂比较发育,全区共发育有各类断层20余条,主要断层走向有3组:①近南北走向断层,控制张强凹陷边界和二级构造带的形成,这组断层是区内主干断层;②北西走向断层,控制着南部二级构造带及局部构造的形成;③北东走向的断层,控制着南部二级构造带和局部构造的形成。近南北走向断层发育在东西两侧,断层东掉和西掉;北西向断层主要集中发育区在工区的南部,断层东掉和西掉,呈羽状排列形式展布;北东向断层集中发育区在工区的北部,发育了一系列北东向羽状展布的西掉断层。这3组断层大都是义县期开始活动,发育至阜新期或晚白垩世。正是这些断层的相互作用和切割形成了该区复杂的断裂系统,控制着区内的构造格局、地层沉积厚度的变化及局部构造的形成,具有继承性发育、区内延伸长、断距大的特点。除此之外,区内还发育了一些次级断层,与主断层相互交切,这些断层主要发育在散都断裂背斜带上和南北两端构造部位,延伸短,断距小,将构造进一步复杂化,个别断层对局部圈闭的形成也起到了一定的控制作用。

2.2 近南北向断层

1)1号断层 为近南北走向、东掉的正断层,是凹陷西侧边界断层,以往称之为柳树断层,区内延伸长度39km。于义县组期至晚白垩世泉头组期长期继承性发育所形成,地震剖面上呈上陡下缓的椅状形态,是控制张强凹陷西部边界形成和发育的一级断层。它在形成发展的过程中,始终控制了工区内九佛堂组至阜新组地层的沉积厚度。

2)2号断层 为近南北走向、西掉正断层,是凹陷的东侧边界断层,以往称之为大莫力克断层。断面西倾,较缓。区内延伸长度39km,也是义县组期至晚白垩世泉头组期长期继承性发育的断层,阜新组末期活动强烈。该断层主要控制了张强凹陷的东侧边界和凹陷内各套地层的沉积,属于一级断层。

3)3号断层 为近南北走向、东掉正断层。位于1号断层下降盘,以往称之为官保断层。与西侧边界断层平行,在南部由近南北走向转北北东走向,区内延伸长度39km,断距100～1500m。断面东倾,是义县组期至晚白垩世泉头组期长期继承性发育的断层。与西侧边界断层相伴生,对柳树断阶带、七家子洼陷带、散都断裂背斜带的形成起到主要控制作用,是控制凹陷西侧二级构造带形成的主要断层,特别是控制了七家子洼陷各套地层的沉积。根据张强凹陷内二级断层落差分析,认为该断层在各地史时期,在不同的构造部位活动程度有所不同,九佛堂组时期活动较强烈,沙海组时期活动弱,阜新组时期活动最强烈。总体表现为断陷早期和晚期活动强烈、中期活动弱的特点。

2.3 北西走向断层

1)4号断层 为北西走向、西掉正断层。位于任1井西侧,北端与8号断层相交切,南端与边界2号断层相交切。延伸长度15km,断距50～950m,断面西南倾。是义县组期至晚白垩世泉头组期长期继承性发育的断层。该断层对前辛断裂构造带和七家子洼陷带的形成起到了控制和分割作用。

2)5号断层 为北西走向、西掉正断层。位于物3井西侧,北端与9号断层相交切,南端与边界2号断层相交切。延伸长度16km,断距100～700m,断面西南倾。是义县组期至晚白垩世泉头组期长期继承性发育的断层,该断层对七家子洼陷带的形成起到了分割作用。

3)6号断层 为北西走向、东掉正断层。位于莲1井西侧,北端与3号断层相交切。延伸长度15km,断距100～550m,断面北东倾。是义县组期至阜新组期长期继承性发育的断层,该断层对七家子洼陷带的形成起到了分割作用。

4)7号断层 为北西走向、西掉正断层。位于任1井东侧,南端与2号断层相交切。延伸长度10km,断距100～250m,断面北东倾。是义县组期至晚白垩世泉头组期长期继承性发育的断层,该断层对前辛断裂构造带起到了分割作用。

5)13号断层 为北西走向、西掉正断层。位于莲1井东侧,其南端与5号断层相交切。延伸长度5km,断距150～500m,断面西南倾。是义县组期至阜新组期长期继承性发育的断层,该断层对七家子洼陷带的形成起到了分割作用。

6)14号断层 为北西走向、东掉正断层。位于莲1井西侧,延伸长度7km,断距50～200m,断面北东倾。是义县组期至阜新组期长期继承性发育的断层,该断层对七家子洼陷带的形成起到了分割作用。

2.4 北东走向断层

1)8号断层 为北东走向、西掉正断层。位于长1井东侧,西端与3号断层相交切。延伸长度16km,断距50～400m,断面北西倾。是义县组期至阜新组期长期继承性发育的断层,该断层对前辛断裂构造带、七家子洼陷带、散都断裂背斜带均起到了控制和分割作用。是该区的主要二级断层。

2)9号断层 为北东走向、西掉正断层。位于强参1井东侧,东端与4号断层相交切。延伸长度9km,断距50～800m,断面北西倾。是义县组期至晚白垩世泉头组期长期继承性发育的断层,该断层对七家子洼陷带起到了分割作用。

3)12号断层 为北东走向、东掉正断层。位于强4井和强5井中间,北端与4号断层相交切。延伸长度7km,断距50～350m,断面东南倾。是义县组期至晚白垩世泉头组期长期继承性发育的断层,该断层对七家子洼陷带起到了分割作用。

3 区带构造特征

从沙海组底界构造图 (图2)分析,构造形态整体均表现为北高南低、东高西低、西陡东缓双断式箕状凹陷,呈近南北向条带状展布。在近南北走向和一系列北西向、北东向断层的控制下,发育了柳树断阶带、七家子洼陷带、前辛断裂构造带和散都断裂背斜带4个二级构造带,基本构造格局为南北向隆洼相间、东西向分带的构造特点。

图2 张强凹陷南部地区沙海组底界构造图

3.1 柳树断阶带

该构造带位于西侧断层下降盘,由边界1号断层和与之平行的3号断层控制所形成。由于该区处于长期抬升部位,沉积地层薄,埋藏较浅 (600～2200m),南段较深,北段浅,阜新组遭受严重剥蚀。构造带走向与2条平行的断层一致,呈狭长带状展布,宽2km,区内长度39km,构造带面积78km2。构造带内除南端发育几条次级断层外,其他部位没有断层,构造形态完全受2条控带断层所影响。

3.2 七家子洼陷带

该洼陷带位于工区南部,北以8号断层与散都断裂背斜相隔,南至近南北向2号断层与西侧3号断层夹持部位,东以强6东侧北西向4号断层与前辛断裂构造带相隔,西至3号断层下降盘。主要受3号断层和强6东侧北西向4号断层控制而形成。该区是张强凹陷地层埋藏最深的部位,九佛堂组最大埋深3500m,沙海组最大埋深2600m。呈北西向展布,长约25km,宽3～8km,面积约169km2。洼陷内断层发育,主要有北西向断层和北东向断层相互切割,形成了多个断块和断鼻,如强1断块、物3断鼻、七家子南断鼻等。

3.3 前辛断裂构造带

该构造带分布在工区东部。东侧和南端由东部边界2号断层所围,北到任1井北侧北东向8号断层,西侧以4号断层与七家子洼陷相隔。构造带为北西走向,南北长28km,东西宽3～7km,面积约73km2。该构造带是在义县组和九佛堂组时期古隆起背景上,受东部边界断层的控制和一系列北东向断层的切割而节节北掉,形成了多个断块。

[1]姜再兴.沉积岩石学 [M].北京:石油工业出版社,2003:65-76.

[2]张浩.张强凹陷油藏类型及成藏控制因素分析 [J].石油天然气学报 (江汉石油学院学报),2007,29(6):7-12.