沾化凹陷新生界构造样式与油气分布

2013-06-17崔营滨

断块油气田 2013年3期

崔营滨

（中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营257015）

0 引言

区域性的或盆地基底的构造样式不仅控制盆地的沉积模式和成因机制，还控制沉积盆地中圈闭的类型及分布［1］。凹陷内部构造样式则对次级构造单元内的油气运移、聚集起着重要的控制作用。

近年来，许多学者对不同应力环境下的构造样式进行了深入研究［2-8］，解释了构造样式的形成机理并提出了分类方案。前人对沾化凹陷构造样式及其油气分布的研究，主要集中在构造样式和油气的分布特征上，并未从沉积体系和输导体系的角度来分析构造样式对油气运聚的控制作用。为此，笔者基于对沾化凹陷构造样式及其内部沉积体系和输导体系的研究，探讨了各类构造样式的分布特征及其对油气分布的控制作用，以期促进本区的油气勘探。

1 区域地质背景

沾化凹陷位于济阳坳陷东北部，南端以陈家庄凸起为界，东端以垦东断层与垦东凸起为界，北西分别以埕东断层、埕南断层和义东断层与埕子口凸起和义和庄凸起为界。其形成和演化主要受燕山期和喜山期构造运动的控制，燕山期形成的罗西断层、孤西断层和五号桩断层等北西向断层控制了盆地的早期发育，喜山期右旋应力场下形成的一系列北东向、北东东向断裂切割早期北西向构造［9-11］，形成由多个半地堑和低凸起组成的凹凸相间的构造格局，具有复式半地堑的地质结构。

2 构造样式及分布特征

沾化凹陷伸展方向经历了从北东—南西向伸展至北西—南东向伸展的转变，其内部的不同构造部位在古构造形态、沉积厚度、岩石性质、构造活动强度等方面都存在差异，在拉张和重力的联合作用下产生了多种类型的伸展构造样式。根据构造形态及其成因的分类方案［1］，在沾化凹陷新生界识别出翘倾断块、滑动断阶、潜山披覆和重力背形等4 类构造样式（见图1）。

图1 沾化凹陷构造样式分布与发育模式

2.1 翘倾断块

根据断层与断块的组合关系，翘倾断块可分为顺向翘倾断块、反向翘倾断块和堑垒断块3 种样式。顺向翘倾断块和反向翘倾断块均由一组近于平行的断层组成。其中，顺向翘倾断块的断层与地层倾向相同，研究区缓坡带普遍发育该类构造样式（见图1a）。反向翘倾断块的断层与地层倾向相反，该类构造样式在研究区发育较少，仅在孤南-富林地区有所发育。垒堑断块以堑垒相间为特征，在沾化凹陷较为常见，但一般规模较小，多分布在复杂断裂带中，常与顺向或反向翘倾断块伴生（见图1b）。

2.2 滑动断阶

滑动断阶可分为反向和顺向2 种类型。沾化凹陷该类构造样式主要发育在渤南-邵家的陡坡带（见图1c，1d），且主要表现为顺向滑动断阶，反向滑动断阶的特征仅表现在顺向滑动断阶中局部范围的沙一段地层。从分布特点和成因机制上分析，与北西—南东的主伸展方向近于垂直的边界断层，伸展量更大，更易形成滑动断阶的构造样式，从而造成与盆地伸展方向近于垂直的埕东断层西段和义南断层容易发育滑动断阶。

2.3 潜山披覆

潜山披覆构造是古潜山上的沉积层因差异压实作用而形成的一种披覆式背斜构造。沾化凹陷发育孤西和孤东-长堤2 个潜山带，各潜山的发育演化程度和后期改造的差异［12-13］，造成潜山披覆在形态和形成机制上有所不同，形成了背斜披覆、翘倾断块披覆2 种潜山披覆构造样式。

背斜披覆构造以孤岛和垦西潜山披覆最为典型（见图1e），两者均表现为双断的特征，披覆层顶薄翼厚，两翼较为对称，由于潜山定型期（古近纪以来）孤岛潜山南北两侧的断层活动强度和基底隆升幅度远大于垦西潜山，导致两者披覆地层明显不同，孤岛潜山的披覆地层主要为馆陶组，垦西潜山的披覆地层则包括古近系的大部分地层。翘倾断块披覆构造是一种翘倾断块式的单面山披覆构造，以垦利潜山披覆构造最为典型（见图1e），这类潜山披覆构造的两翼不对称，一侧断层活动强烈，沉降幅度大，另一侧呈现出缓坡性质，披覆地层发育较全。

2.4 重力背形

重力背形是指在重力作用下形成的背形构造，可分为逆牵引背斜、重力滑动堑背形、地层补偿堑背形、沉积压实背斜等4 种类型。逆牵引背斜往往发育在长期活动的控洼断层下降盘，较典型的逆牵引背斜分布在孤南断层东段下降盘（见图1f）。地层补偿堑背形在孤北洼陷最为典型（见图1g）。从成因上分析，孤北断层在沙三段沉积期开始急剧活动，其下降盘为断陷沉降和沉积中心，并且沉积速率大于沉降速率。当沉积物的有效沉积量超过有效聚集空间时，自下而上相继形成的各个沉积中心向湖盆方向移动，造成孤北断陷下降盘附近出现区域性的逆倾斜；当逆倾斜角度越来越大，超出了地层应变弹性区间时，就产生了桩70 井—桩243 井之间的2 条补偿性断层，从而形成了地层补偿堑背形。重力滑动堑背形多见于洼陷带内，如富林洼陷带、孤北洼陷带（见图1h）。它的形成是先期存在2条对倾滑动的断层，随埋深增大，2 条断层的间距变小，对其之间的地层形成对偶挤压力，从而形成下挤、上张、顶陷落的“卷心菜式”断裂背形构造。沉积压实背斜在孤北洼陷最为典型（见图1i），其规模大、幅度高，沙三段背斜幅度可达500 m；沉积、沉降速率在平面上的差异是形成孤北洼陷沉积压实背斜的主要原因。

3 构造样式对油气分布的控制

构造样式与沉积体系的组合决定其输导体系类型和圈闭类型，控制了油气在构造样式中的运移和聚集。由于各类构造样式的分布与二级构造带的类型具有很好的匹配关系，即翘倾断块主要发育在缓坡带，滑动断阶发育在陡坡带，潜山披覆发育在潜山带上，重力背形发育在洼陷带或陡坡带；因此，各类构造样式的沉积体系、发育类型具有与之相对应的构造带的沉积组合模式。各类构造样式的组成要素、形成机制和发育部位的差异，决定了不同类型构造样式对油气运移和油气聚集的贡献有所差异［14-15］。

3.1 翘倾断块

顺向翘倾断块的断层与断块内的扇三角洲砂体可构成阶梯型输导体系，可作为油气向盆地边缘进行长距离侧向运聚的通道，如沾化凹陷缓坡带渤南段的陈家庄、垦西和罗家油田的油气就是通过该区的顺向翘倾断块作为输导体系进行油气运聚，由盆地中心至盆地边缘，该构造样式具有砂岩透镜体—断层遮挡—不整合遮挡油气藏的成藏序列（见图2a）。

反向翘倾断块的断层与地层倾向相反，相比顺向翘倾断块不适合作为油气长距离侧向运移的通道，油气以垂向运移为主，在断层下盘形成断层遮挡油气藏（见图2b）。

堑垒断块是油气聚集的有利部位，容易形成断层遮挡和断块油气藏（见图2b），渤南洼陷的罗17 块、富林洼陷的富斜11 块及孤北洼陷的桩深6 块均属于这种类型。

图2 沾化凹陷各构造样式油气分布模式

3.2 滑动断阶

滑动断阶主要发育在陡坡带，以砂砾岩扇体发育为特征。顺向滑动断阶中的砂砾岩储层、断层和不整合可构成“S”型输导体系，形成由洼陷向凸起的砂岩透镜体—断层遮挡—扇根遮挡—不整合遮挡油气藏的成藏序列（见图2c）。反向滑动断阶中断层与地层倾向相反的特征，使其输导体系和成藏序列与顺向滑动断阶不同，其输导体系主要为砂体和断层构成“T”型输导，相比顺向滑动断阶，该构造样式不利于油气向凸起带运移。反向断层遮挡油藏和砂岩上倾尖灭油藏的发育是该构造样式的特色（见图2d）。

3.3 潜山披覆

潜山披覆构造是沾化凹陷最重要的油气聚集带，60%的已探明油气分布在潜山披覆带上。背斜披覆构造四周均具备砂体、断层及不整合构成的“S”型输导体系，背斜披覆层上可形成断层遮挡、披覆背斜、地层超覆和不整合遮挡油气藏（见图2e）。翘倾断块披覆构造较陡一侧具备“S”型输导体系，较缓一侧则以断层和砂体的组合为输导体系，披覆层上可形成断层遮挡、披覆背斜和不整合遮挡油气藏，且以背斜高部位油气最为富集（见图2f）。

3.4 重力背形

重力背形主要分布在洼陷带，其油气富集程度常受构造规模、闭合高度、油源条件及储层发育程度等诸多因素控制。沾化凹陷的逆牵引背斜规模都比较小，受此影响，一般形成小而肥的滚动背斜油气藏（见图2g）；地层补偿堑背形的闭合高度一般较低，油气主要分布在背形的高部位，砂体的发育程度决定着油气聚集的规模（见图2h）；重力滑动堑背形也应是油气聚集的有利部位，但富林洼陷和孤北洼陷2 个重力滑动堑背形油气富集程度都很低，前者与油源不足有关，后者与发育层系较晚、缺乏有效的输导条件有关（见图2i）；沉积压实背斜规模一般都比较大，但在孤北洼陷，该构造样式内的储层发育较差，制约了油气聚集规模（见图2j）。

4 结论

1）沾化凹陷新生界主要发育翘倾断块、滑动断阶、潜山披覆、重力背形等4 类伸展构造样式，各类构造样式的分布具有明显的规律性，翘倾断块主要发育在缓坡带，滑动断阶主要发育在陡坡带，潜山披覆主要发育在潜山带，重力背形主要发育在洼陷带。

2）构造样式与沉积体系的组合控制其内部输导体系类型和圈闭类型，并控制了油气在构造样式中的运聚和分布。各类构造样式对油气运移和聚集的贡献有所差异，翘倾断块、滑动断阶是油气向盆地边缘运移的有利通道，堑垒断块、潜山披覆是油气最易富集的构造样式，重力背形的油气富集程度受构造规模、闭合高度、油源、储层发育程度等多因素控制。

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