埕海潜山构造特征及油气充注机制研究

2014-03-18杨子玉廉梅胡瑞波赵勇刚中石油大港油田分公司勘探开发研究院天津300280

石油天然气学报 2014年9期

杨子玉，廉梅，胡瑞波，赵勇刚（中石油大港油田分公司勘探开发研究院，天津300280）

1 区域地质概况

黄骅坳陷在早元古代吕梁运动期地台基底形成后，经历了早元古代，中、晚元古代，古生代，中生代和新生代5个发展阶段，形成由古生代、中生代和新生代3个主要沉积层系组合而成的叠合盆地。古生代华北地台为开阔海台地，沉积了海相寒武系、奥陶系，加里东运动使华北地台整体抬升，导致该区缺失泥盆系、志留系，奥陶系顶部遭受了一定的风化淋滤及剥蚀作用。海西运动仍以整体升降为主，沉积了海陆交互相的石炭系、二叠系。印支期受近南北向区域性挤压，三叠系、二叠系、石炭系、奥陶系均遭受了不同程度的剥蚀。燕山期和喜山期以拉张断陷为主，侏罗系、白垩系、古近系和新近系在区内依次沉积。黄骅坳陷的构造演化和多期次的构造运动为潜山成藏奠定了物质基础。区内的主要潜山有徐黑潜山、乌马营潜山、孔店潜山、扣村潜山、羊三木潜山、埕海潜山、歧北－南大港潜山、北大港潜山、千米桥潜山、新港－长芦潜山等（图1）。依据潜山的形成机制和圈闭形态可划分为残丘、断丘、断块和背斜等类型。其中，断块潜山是黄骅坳陷潜山的主要类型，又可将其细分为掀斜断块潜山、阶状断块潜山和垒式断块潜山，该次研究的埕海潜山则属于垒式断块潜山。

图1 黄骅坳陷中古生界主要潜山分布图

2 构造演化特征

2.1 构造特征

埕海潜山是一个长期继承性发育的复杂背斜式断块潜山带，现今被歧东断层、张东断层、赵北断层、羊二庄断层等分割成3个，走向呈北西向的大型垒堑相间断块，分别为埕海潜山高台阶断块、埕海潜山中台阶断块和埕海潜山低台阶断块。由南向北断块逐级下沉，具阶梯式构造形态（图2），总体上呈现南北向隆凹相间、东西向褶皱的构造格局。各断块结构表现出如下特点：

图2 埕海潜山南北向地震剖面

1）埕海潜山高台阶断块埕海潜山高台阶断块夹持于赵北断层和羊二庄断层之间，呈一向东逐渐变窄的三角块体。该断块北西向剖面表现出地垒与地堑间隔不对称的结构特点，东西向剖面则呈现明显的背斜形态。在北东向边界断层之间，发育数条近东西向断层，将背斜切割为多个断块。

2）埕海潜山中台阶断块埕海潜山中台阶断块位于赵北断层与张东断层之间，是赵北铲式断层上升盘上的一个大型掀斜断块构造。该断块被张东、张北断层切割成地垒及地堑区。张东断层上升盘垒块面积较大，结构相对稳定。断块内也发育明显的褶皱现象。

3）埕海潜山低台阶断块埕海低台阶断块位于张东断层与歧东断层之间，是埕海潜山向歧口凹陷延伸的低台阶。该断块结构复杂，前新生界内幕存在复杂的反转构造，发育近东西向3条逆断层。靠近歧东断层的位置，发育早期地垒块。受中部近南北向断层的影响，低台阶区垒块被北东向断层所限制，呈现鼻状构造特点。

总体上看，埕海潜山台阶断块受古近纪断裂控制，在靠近张北断层上升盘一侧，隐约出现轴向为南北向的古褶皱，这一古构造可能与沿海岸线隐伏构造的压扭活动有直接关系。

2.2 构造演化与成因

埕海潜山的形成及发育主要与华北克拉通裂解以来的几期构造变形有着直接的联系。印支期构造变形对潜山内幕结构、残留地层分布起绝对控制作用；新生代断陷叠加则是潜山定型的关键因素；渐新世晚期潜山构造最终定型（图3）。

图3 埕海潜山构造发育史剖面

晚三叠世以来，埕海潜山处于古隆起的南翼，歧口地区近南北向的挤压作用，导致古隆起南、北2翼出现多条近东西向的逆冲断裂系统。张东断层、歧东断层、赵北断层等在中生代早期均为逆断层，控制古生界的剥蚀。由于该期冲断褶皱作用，造成埕海地区古近纪控盆断层下降盘古生界厚度明显小于上升盘。早、中侏罗世，埕海地区因大型挤压后松弛效应，基底发生近东西向裂陷，形成若干地堑盆地，控制侏罗系小型盆地分布。

燕山运动中晚期，埕海局部挤压应力由近南北向偏转为北西西向，该期变形导致张北基底断裂左行走滑活动，同时在埕海地区叠加了北北东向褶皱。由于较为强烈的基底抬升，埕海地区缺失上侏罗统－白垩系，早期沉积的侏罗系在该期遭受差异剥蚀。

渐新世沙河街期，赵北断层首先以铲式结构反转，其上盘出现大型滚动构造。原叠瓦式逆冲断层发生负反转，形成阶状控盆断层系统，随歧口凹陷的不断沉降，基底也逐渐由北高南低，反转为南高北低。至渐新世晚期，埕海潜山构造基本定型。新近纪以来，仅潜山构造西边界表现出强烈的走滑与断裂作用，但潜山宏观形态保留了渐新世的基本格局。

3 油气充注机理

埕海潜山属 “新生古储”型潜山油气藏，古生代静态地质要素（储集层及运载体系）的分布特点对油气的空间分布、规模及充注条件起重要控制作用；而新生代的动态地质要素则对潜山油气的聚集、运移以及地球化学特征起控制作用。在油气成藏过程中，主力烃源岩灶分布于二级潜山构造带毗邻的深凹陷中（图4）。其油气运移的主要方式为短距离侧向运移，部分地区可为侧向与垂向运移相结合。在油气疏导过程中，主要控凹断层以及相关的裂缝带是该类成藏体系的主控因素。一般而言，“新生古储”型潜山捕集油气的驱动机制是以不整合面和断层作用产生的负压吸附驱动为主。前者由古生界潜山同新生界生油层系之间的压力差所控制，负压吸附持续且稳定；后者主要受断层活动过程中脉动式 “泵吸”作用所控制，负压吸附不连续。而埕海潜山构造带 “新生古储”型潜山捕集油气的驱动机制以后者为主。