西部凹陷东部陡坡带断坡控砂模式及其成藏特征研究
2012-11-20付辉
付 辉
(中石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦 124010)
罗金华，赵东旭
(中石油大港油田分公司，天津 300280)
金 科，高荣锦
(中石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦 124010)
西部凹陷东部陡坡带断坡控砂模式及其成藏特征研究
付 辉
(中石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦 124010)
罗金华，赵东旭
(中石油大港油田分公司，天津 300280)
金 科，高荣锦
(中石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦 124010)
西部凹陷东部陡坡带边界断裂长期继承性活动，构造运动复杂，是早期拉张和晚期走滑等多期构造应力共同作用的结果。根据边界断裂几何学和运动学的特征，将西部凹陷东部陡坡带北部的断坡类型分为铲式、阶梯式和坡坪式3类。不同断坡类型对盆地的沉积充填样式、砂体发育规模和油气藏类型具有明显的控制作用。研究结果表明，阶梯式断坡结构中断坡一方面控制扇体的发育，另一方面作为油源断裂沟通扇体与油源，成藏条件优越。铲式及坡坪式断坡结构中发育的低位湖底扇和滑塌浊积扇易形成岩性油气藏，为有利勘探目标。
断坡；陡坡带；砂砾岩体；西部凹陷；成藏模式
西部凹陷东部陡坡带位于辽河断陷西部凹陷东部，隶属于台安大洼断裂系，东侧与中央凸起相邻，西侧逐渐过渡到洼陷带。台安-大洼断裂带的发育和演化控制了该区的基本构造格局[1]。因东部陡坡带紧邻中央凸起物源区，物源供给充足，具有多期构造运动与多物源的特点，形成了复杂多样的砂体类型。砂体横向变化大，纵向多期次叠置，沿断坡发育大规模多期次、分布复杂的砂砾岩体，且紧邻洼陷带，油气成藏条件优越，从已发现的砂砾岩体油气藏来看，该区油气藏具有油层厚度大，油藏丰度高的特点。
砂砾岩体识别和描述及控藏的主要因素是制约工区勘探的主要问题。下面，笔者从控制砂砾岩体形成的因素分析，研究砂砾岩体形成条件及分布规律，并以砂砾岩体为单元，研究其与油源及构造等油气成藏因素的配置关系。
1 砂砾岩体断坡控砂模式
砂砾岩体的分布规律复杂，有平面分带、垂向分期、沟扇对应等特点，控制因素多样，主要包括构造运动、边界断裂类型、古地貌、物源条件和湖平面升降。
构造运动宏观上控制砂砾岩体的发育，边界断裂是控制砂砾岩体形成和分布最主要的因素[2-3]。工区构造演化大体可分为2个阶段：沙四段-东营组早期为拉张裂陷期，东营组晚期-馆陶组晚期裂陷衰减期，砂砾岩体主要在裂陷期发育，牛心坨时期和凹陷裂开时期，湖盆位于牛心坨地区，受台安-大洼断层控制，沿陡坡发育冲积扇-扇三角洲沉积体系；高升组至杜家台组时期台安-大洼断层持续活动，凹陷范围逐渐向南扩张。进入沙三段期，为裂陷的深陷阶段，该时期为工区砂砾岩体发育的重要时期，台安大洼断层强烈活动，沿陡坡发育了大规模的冲积扇、扇三角洲、近岸水下扇等砂砾岩体。进入裂陷衰减期，主要发育大规模的辫状河-扇三角洲沉积体系。
古地貌对砂砾岩体发育的控制作用体现在边界断裂坡度及古冲沟上，对工区已发现的砂砾岩体所发育的边界断裂的坡度进行测算后，发现边界断裂坡度为40°以上的地区容易发育近岸水下扇，滑塌浊积扇等扇体，坡度在40°以下的坡度容易发育冲积扇、扇三角洲等扇体。同时，沿陡坡边缘发育一些列的古冲沟，决定了扇体发育的具体部位，来自东侧的物源正是沿着这些古冲沟进入湖盆，沿陡坡边缘形成一系列的扇体。
2 断裂边界构造演化及沉积响应
分析了工区边界断裂特征后发现，边界断裂类型及其控砂模式决定了扇体的平面展布和垂向叠置关系，从北到南归纳了3种边界断裂类型，即牛心坨地区为坡坪式边界断裂，台安地区为铲式边界断裂，雷家-冷家为断阶式边界断裂，对不同的边界断裂特征及其控砂模式进行了分析。
不同断坡类型沉积相组合不同，扇体规模不同，砂砾岩分布范围和厚度也不同。
2.1 边界断裂类型
图1 断阶式边界构造样式
1)断阶式边界断裂 断阶式边界断裂类型位于冷东雷家地区，边界断裂由阶梯式的多个断阶组成，扇体受断阶控制，沿各级断阶展布，形成多个扇体条带。沿断阶发育扇三角洲，近岸水下扇，滑塌浊积扇等多种扇体，类型较多，砂砾岩体延伸较远(见图1)。断阶式边界(冷东、雷家)：相类型丰富(冲积扇、扇三角洲、近岸水下扇和滑塌扇均有发育)，砂体延伸较远(8～12km)；多期次叠加厚度可达300m以上。
2)铲式边界断裂 铲式边界断裂位于棚5-岳3井附近范围，该断裂呈凹面，倾角大, 坡度陡，广泛发育近岸水下扇砂砾岩体，砂砾岩体纵向叠置厚度大，平面展布范围较窄(见图2)。
图2 铲式边界构造样式
3)坡坪式断裂 坡坪式断裂边界发育在坨45井至岳3井一带，该类断裂边界由上部较陡的断坡，中部较缓的断坪及下部较陡的断坡组成。在断坪部位易发育冲积扇，扇三角洲，相带宽缓，扇体发育厚度较小，断坡部位则容易发育近岸水下扇及滑塌浊积扇，扇垂向叠加厚度大，相带较窄(见图3)。
图3 坡坪式边界构造样式
2.2 控砂模式
构造运动从根本上控制了砂砾岩体的发育和演化，控制了边界断裂的活动强度，古地貌的特征和边界断裂的类型，边界断裂的活动强度决定了扇体规模的大小和发育部位，而古地貌则通过沟谷和古隆起控相控砂，古冲沟控制扇体发育的具体部位，形成沟扇对应，不同边界断裂类型则发育不同的扇体及其组合。通过对岩相、测井相、地震相及古地貌特征的综合分析，在陡坡带识别出了4种不同类型的扇体及其在不同边界的组合模式(见表1、表2)。
表1 不同扇体识别特征和发育部位
表2 不同边界断裂下扇体类型及砂体发育规模
3 砂砾岩体成藏特征
3.1 成藏模式
砂砾岩体油气藏类型以构造岩性油气藏和岩性油气藏为主，由于陡坡带沉积类型为近物源快速沉积，沉积分异差，物性变化快，在扇体内部优势相带发育窄，高部位容易形成物性封堵，不同的断裂边界条件下沉积类型及物性的分布差异很大，导致成藏特征也不同。
1) 断阶式边界断裂 断阶式边界断裂发育的砂砾岩体成藏条件优越，断阶式断裂控制扇体的发育，同时长期活动，沟通了洼陷内的烃源岩，连接油源与砂体，为油气成藏的纽带，成藏主要受相带和构造控制。并且，该背景下由于受湖盆发育部位和沉积相带控制，沙三中亚段和沙三下亚段有利相带在平面上发生迁移。沙三中亚段时期湖盆范围较大，沉积相带更靠近湖盆边缘；沙三下亚段时期湖盆范围小，有利相带更靠近陈家断层(见图4)。
图4 断阶式边界断裂成藏模式图
2) 铲式边界断裂 铲式边界断裂背景下，主要发育在台安断槽内形成近岸水下扇岩性油气藏，油气藏受源岩控制。铲式边界断裂以发育近岸水下扇形成的岩性油气藏为主，成藏主要受源岩条件及储层物性控制，形成的扇体能否为有效烃源岩包裹是该类砂砾岩体成藏的关键(见图5)。
3) 坡坪式边界断裂 坡坪式边界断裂背景下，在断坡部位沉积的扇三角洲和冲积扇，油气来源主要靠断裂输导，油气侧向运移进入圈闭，形成断块油气藏。坡坪式边界断裂条件下油气以侧向运移为主与成熟烃源岩侧向接触的滑塌浊积扇及与油源沟通条件良好的扇三角洲是最有利的油气聚集部位(见图6)。
图5 铲式边界断裂成藏模式图 图6 坡坪式边界断裂成藏模式图
3.2 油气藏类型
研究区位于台安-大洼断层两侧，油气主要沿断裂带两侧分布，各构造单元虽同属于台安-大洼断裂带，但油气分布层位和富集程度并不一致，断裂带控油的趋势很明显，在统一的断裂系统下，处于断裂的不同部位，发育不同的构造沉积类型，形成不同类型的油气藏。
不同的构造样式分别对应不同的油气藏类型，主要的油气藏类型有构造油气藏、岩性油气藏以及构造-岩性油气藏。陈家洼陷区以发育岩性油气藏为主；冷家堡地区主要以构造油气藏为主；牛心坨地区以岩性、构造岩性油气藏为主。
1)断阶式边界断裂 受边界断裂控制发育阶梯式的多个断阶带，断阶带受近东西向的断裂分割成多个断块圈闭，在断块圈闭内部油气分布受物性影响分布不均，靠近扇根部位形成物性遮挡形成构造岩性油气藏。
2)铲式边界断裂 铲式边界断裂下发育的近岸水下扇，扇体直接从湖边缘进入深水环境，受暗色泥岩包裹容易形成岩性油气藏。
3)坡坪式边界断裂 坡坪式边界断裂条件下发育的扇体类型多样，有在盆底滑塌的浊积扇形成的岩性油气藏，也有受断裂控制形成的构造油气藏。
4 结 论
1)西部凹陷东部陡坡带砂砾岩体的形成主要受构造运动、古地貌及边界断裂控制，不同类型的边界断裂发育不同的扇体及其组合；冷东-雷家地区受断阶式边界控制发育冲积扇-扇三角洲-湖泊，高升地区铲式边界下发育近岸水下扇-湖泊沉积体系，牛心坨地区发育冲积扇-扇三角洲-湖泊沉积体系。
2)砂砾岩体成藏主要受构造和有利岩性岩相带控制，构造和储层的有机配置是油气富集高产的关键，有利沉积相带和储集体质量控制油气分布与富集；牛心坨地区成藏模式以源控为主导；冷东-雷家地区成藏以断控为主，洼陷带则以岩性油气藏为主 。
3)综合评价认为东部陡坡带沿边界断裂发育一系列的有利扇体，冷家-雷家地区沙三下亚段、牛心坨地区沙四段砂砾岩、沙三中亚段发育的扇三角州及浊积扇砂体具有较大的勘探潜力。
[1]马玉龙，牛仲仁. 辽河油区勘探与开发[M]. 北京：石油工业出版社，1997：152-170.
[2]刘豪，王英民，王媛.坳陷湖盆坡折带特征及其对非构造圈闭的控制[J].石油学报，2004, 25 (2) : 30-35.
[3]林杨松，郑和荣，任建业，等.渤海湾盆地东营、沾化凹陷早第三纪同沉积断裂作用对沉积充填的控制[J]. 中国科学(D辑)，2003, 33(11):1025-1036.
[编辑] 洪云飞
10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.10.011
P618.13
A
1673-1409(2012)10-N033-04
