石港断裂带断层控藏作用

2015-06-07夏连军罗红霞李学英

复杂油气藏 2015年2期

夏连军，罗红霞，李学英

(中国石化江苏油田分公司物探技术研究院，江苏南京 210046)

1 油藏特征与运聚模式

1.1 油藏类型及油藏分布特征

石港断裂带戴南组(E2d)已发现的油藏主要为由北东向雁列式走滑断层控制的断鼻油藏及与之间调节断层相交形成的断块油藏;油藏类型为多油水系统的层状构造油藏，具有含油断块小、含油带窄、含油井段长的特点。平面上油藏主要沿断裂带分布，已发现 SHX14、QX17、SJ147 等(图1a)。

阜宁组(E1f)油藏为北东向石港断层与近东西向羽状断层形成的层状断块油藏。E1f2+1油藏平面上分布在石港断层上升盘具有构造背景的桥河口和石庄地区，已发现 SH12、Q6、Q7、Q3等油藏(图1b)。纵向上油层主要位于E1f2下部和E1f1顶部;E1f3油藏目前仅发现Q6块，油层位于E1f3中部。

1.2 油气运移及成藏特征

该区E2d油源来自于三河次凹深凹E1f4烃源岩［1］，生成的油气直接上排进入E2d1砂岩，再通过底部砂岩侧向输导，优先充注于下降盘第一排构造的圈闭中，因此石港断裂带靠深凹一侧E2d含油层位集中于E2d1下部，如SHX13井。断裂带内，油源断层密集、地层产状陡，利于油气垂向调整，如SHX14、QX17井在E2d1上、中、下部及E2d2均发现油层，含油层段长，因此断裂带内油藏在纵向上形成多个含油层系(图2)。

图1 石港断裂带主要目的层构造图

图2 石港断裂带油气运移模式

图3 石港断裂带张扭性断层样式随位移量变化模式

石港断裂带上升盘E1f2+1原油的地化特征与E1f2烃源岩对比性较好，但原油成熟度明显低于三河斜坡带和杨家坝等地区，而与唐港、闵北等地区较为接近，反映出E1f2原油不是源于三河次凹，而是来自于东侧的桥河口凹槽。本区E1f2及E1f1上部油藏则是桥河口凹槽E1f2烃源岩生成的油气下排至E1f2砂岩储层中，再以E1f2砂岩为输导层侧向运移至高部位成藏(图2)。而分析认为E1f1下部原油主要来自三河次凹E1f2成熟烃源岩。以SHX12井为例，分别对该井E1f1上部和E1f1下部取油砂样进行了地化分析。SHX12井E1f1油样与苏北盆地来自E1f2烃源岩原油的一般规律吻合，应是E1f2烃源岩生成的油气［1］。而SM值差异较大，E1f1上部油样SM值为0.26，与Q6、SH3井相近，主要是来自桥河口凹槽E1f2烃源岩生成的低熟原油;E1f1下部油样SM值为0.46，应是来自三河次凹E1f2烃源岩生成的成熟原油(表1)。

表1 石港地区E1f1油源、成熟度判别表

2 断裂体系对圈闭的控制

2.1 断裂体系特征

石港断裂带所受区域应力决定了断层在平剖面上的几何特征及断裂体系在空间和时间上的演化规律。白垩纪末期，郯庐断裂走滑拉分在盆地内部产生一系列伸展和走滑断裂体系［2］。石港断裂继承了其右旋走滑性质，活动形式以右行走滑兼正断为特征［3］，剖面上呈现以“负花状”为代表的典型伸展—走滑构造样式(图2)，显示了剪应力从基底向上传递造成破裂的特征，为走滑断层重要的鉴别标志［4］。平面上，石港断裂带阜宁期表现为一条贯穿南北的北东向断层，断层上下盘均发育与之伴生的近东西向展布羽状断层，组成扭动构造最基本的羽状构造特征(图1b)。后期由于伸展位移量的差异呈现出不同的特征，剪应力从基底向上传递对上构造层影响小，发育左阶雁列状断裂系统(图3)。戴南期断裂系统由北东向走滑性质的左阶雁列断层、雁列断层间的调节断层、东西向拉张性质的新生断层组成(图1a)。

2.2 圈闭类型及分布

石港断裂带为成因上相互关联、纵向上又独立的上下两套断裂体系(图2)。阜宁—泰州构造层平面上以主断层与羽状断层呈锐角相交为特点，圈闭类型为石港断层及其羽状断层相交形成的断块圈闭(图1b)。戴南—三垛构造层以一系列近平行的左阶式雁列断层为主要特点，圈闭类型主要为雁列断层间有背景控制的断块圈闭、雁列断层与调节断层或新生断层相交形成的断块圈闭(图1a)。

图4 走滑断层形成断鼻背景模式(据范军侠，2006)

综合圈闭分布及区域构造演化特征，认为本区圈闭成因与石港断裂的走滑性质和构造调节带的发育有着内在联系。石港断层的右旋走滑性质决定了沿走向方向的断裂带及两侧构造圈闭的发育。石港断层在走滑过程中，转弯处会形成局部增压区和释压区，增压区地层遭受挤压抬升形成断鼻，释压区拉张形成断槽(图4)［5］。形成的断鼻可能会被主断层派生的羽状断层切割形成断块圈闭，石港断层上升盘桥河口和石庄构造高带即为该演化机制下形成的较为富集的E1f油藏。

图5 调节带模式(据D.C.P.Peacock，2003)

E2d构造圈闭形成和油气富集受走滑雁列式断层演化的控制。石港断裂带处于三河次凹和桥河口凹槽两个负向单元之间，形成一系列受两条雁列断层夹持的正向单元。两条相邻雁列式断层为维持伸展圈闭量的平衡，发生伸展变形产生断坡(图5)［6］，断坡内部岩层面倾斜有利于油气聚集。伸展变形发展的结果则是形成调节断层［6］，调节断层搭接于雁列断层可组成断块型圈闭。在正向构造背景与调节带断坡共同作用下，雁列断层可独立控制形成断鼻型圈闭，东西向新生断层和调节断层的遮挡作用可扩大其面积，目前发现的SJ147、SHX14、QX17等富集油藏均为这种构造成因。

3 断层封闭性控制油气富集

石港断裂带不同时期、不同性质断层的侧向封堵能力决定戴南组油藏富集程度。北东向走滑性质的雁列断层，一方面在区域剪切应力作用下断面所受压应力强，本身具有良好的封闭性;另一方面在强烈的剪切作用下，断面内可形成致密的断层岩，增强断层的封堵能力。SJ147和SHX14油藏，E2d油层与主控断层下降盘岩性对接都存在不同程度的随机性，但都能形成富集油气藏，证实走滑性质断层侧向封堵能力强。

调节断层的封闭性存在两种情况，一是断层在三垛运动前停止活动，由于断面闭合，断层具有较好的封闭性。如SH13块，其北侧为真武期调节断层，E2d1下部储集层对接于E2d1中部砂泥互层段，砂岩百分含量达到48%，但该块仍然成藏，反映三垛运动前停止活动的调节断层封闭能力较强。另一种情况是断层在三垛期仍然活动，断层封闭性主要取决于断层两盘砂泥对接情况或泥岩涂抹情况。

东西向拉张性的新生断层为吴堡—三垛期长期活动断层，断层封闭性取决于泥岩涂抹情况。刘世丽通过对本区涂抹系数的总结，认为当泥岩涂抹系数＞2时，断层封闭性较差;泥岩涂抹系数＜2时，封闭较好，易成藏;特别是当泥岩涂抹系数＜1.7时，可形成厚层油藏［7］。

E1f油藏充满程度较高，反映该区保存条件好，除盖层条件优越外，还由于断层封闭性好。石港断层为走滑性质，封闭性良好;断层向上倾角变缓滑脱消失在E1f4地层中，下降盘E1f4地层正牵引明显(图2)，断面泥岩涂抹作用强，是封堵油气良好的遮挡面。该区阜宁组砂岩不发育，阜宁期石港断层及羽状断层岩性对接条件优越，也利于封挡油气。

4 断层垂向沟通性控制油气成藏层位

石港断裂带两期断裂与储层共同组成的网状输导体系，控制着石港断裂带不同构造单元的油气富集。在靠近三河次凹深凹带一侧，切割E1f4烃源岩的后期断层少，E1f4烃源岩生成的油气主要直接向上排烃至E2d底部储层中，然后沿储层侧向运移至有利圈闭中成藏，最有利的成藏层位为E2d底部砂岩(图2)，SHX13块油气输导模式即为这种类型。

在断裂带内，部分后期断层下部断至E1f4烃源岩内部，油气能直接沿断层垂向运移。加之沿深凹带E2d底部砂岩侧向运移的油气也能向上沟通，E2d整体的垂向运移网络比深凹带通畅，油气成藏层位向上调整。在E2d1顶部“五高导”泥岩发育段作为区域盖层的条件下，整个E2d1储层均具有良好的成藏条件(图2)，如QX12井在E2d1上、中、下部均发现油层，含油层段长达330 m。

在左行雁列断层之间的调节带内，油气成藏层位受侧向运移和垂向沟通形成的运移网络控制。雁列断层为后期活动，与大量生排烃期匹配较好，起到沟通下覆烃源的作用。调节带为三河次凹和桥河口凹槽之间的正向单元，为油气侧向运移的指向区。调节带内的油气运移在侧向和垂向沟通良好的条件下，油气富集层位比深凹带和断裂带更丰富，除E2d1为主要含油层外，E2d2也具有良好成藏条件。基于该模式，2014年在断裂调节带内先后部署SHX14井和QX17井，两口井不仅在E2d1钻获油层，还均在E2d2发现新的含油层系。

石港断裂带上升盘的油气成藏层位主要在E1f2，这与断层断面特征密切关联。石港断层的断面为下陡上缓的躺椅式断层，上升盘E1f2及其以上地层对应石港断层低角度斜躺断面(图2)，断面受上覆地层正压力强，对沟通下降盘三河次凹的油气向上升盘运移极为不利。已发现的Q7、SHX12等E1f2油藏，其油气主要从东侧桥河口凹槽侧向运移而来。石港断层上升盘E1f3之所以发现油藏少，除了与储层物性有关外，还与斜躺断面沟通能力有限存在密切关系。