渤海西部沙垒田凸起东、西段油气成藏差异性

江涛，李慧勇，于海波，李德郁，许鹏，胡安文（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）



渤海西部沙垒田凸起东、西段油气成藏差异性

江涛，李慧勇，于海波，李德郁，许鹏，胡安文
（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

沙垒田凸起区至少发育6组北东向的走滑断层，西段的走滑作用明显强于东段。构造演化研究成果表明，该区北东向断层至少经历了2期走滑。晚侏罗世时期，强烈左旋走滑，将沙垒田凸起分割东西两段，控制整体构造格局。新近纪，北东向断层在右旋走滑的作用下，改造盖层披覆构造。西段可以明显见到北东向主走滑断层，分支断层和伴生断层依附于走滑断层发育，整体呈负花状构造或“Y”字型结构。而在东段，主走滑断层不明显，分支断层和伴生断层不发育，但仍整体表现为负花状构造，晚期断层往深处都逐渐收敛到主走滑断层上，断层两盘的地层厚度相当，断距不明显。构造脊是油气长期汇聚的有利区带，受走滑作用强度的控制和构造圈闭发育特征的影响，东、西段油气主要的运聚模式存在一定的差异。在东段，走滑作用相对较弱，圈闭在走滑断层之间发育，为披覆背斜型圈闭，主要发育“构造脊—断层—砂体”油气运移模式。在西段，走滑作用强，圈闭依附于走滑断层发育，主要为断块或断鼻圈闭，发育“沟谷充填砂—走滑断裂系”油气运移模式为主。

走滑断层；油气运聚模式；沙垒田凸起；渤海西部

0　引言

渤海西部地区是我国进入海洋油气勘探最早的地区。沙垒田凸起被南堡、渤中、沙南、歧口四大生烃凹陷包围，整体分东、西两段，东高西低，成藏背景优越。从发现的油气分布来看，目前规模性油气发现主要集中在沙垒田凸起的东段，相继发现了CFD11-1，CFD12-2，CFD11-3/5，CFD11-6，CFD12-1S等油田，西段与东段具有较为相似的成藏背景，但在西段一直未有规模性油气藏发现，油气的成藏规律有待进一步深入研究［1-4］。彭文绪等［1-7］对沙垒田凸起区走滑断层演化及其对油气的控制作用进行了较为系统的研究，其研究成果主要集中在沙垒田凸起东段，对西段成藏规律的总结较少。目前，沙垒田凸起西段的勘探程度也相对较低，但是西段与东段同样具有十分优越的成藏条件，因此有必要对沙垒田东段、西段的油气成藏差异进行对比研究。

大范围的高精度三维地震资料为沙垒田凸起成藏规律的总结提供了良好的资料基础。笔者在三维高分辨率地震资料的基础上，结合实际钻井资料，通过对沙垒田凸起东段和西段的沉积特征、断裂特征、圈闭情况、成藏模式等方面开展对比研究，进一步讨论断裂对油气运移与聚集的影响，进一步完善沙垒田凸起东段油气成藏规律的认识，明确了沙垒田凸起东段、西段的成藏差异，为下一步的油气勘探决策提供依据。

1　地质背景

沙垒田凸起位于渤海海域西部，呈东西走向，四周被渤中凹陷、歧口凹陷、沙南凹陷和南堡凹陷四大凹陷包围，其中北部的南堡凹陷、东部的渤中凹陷以及西部的歧口凹陷均被证实为富生烃凹陷，说明沙垒田凸起区成藏条件优越（见图1）。钻井证实，沙垒田凸起基底主体是太古界花岗岩，沙垒田凸起古生代到古近纪沙河街组沉积时期一直是一个隆起剥蚀区，在凸起的高部位仅沉积了馆陶组及其以上的地层。明下段和馆陶组是主要的勘探层系，馆陶组为辫状河沉积，沉积巨厚砂砾岩，明化镇组为曲流河沉积，表现为砂泥岩互层。已有研究成果表明［5-7］，在沙垒田凸起之上发育多组北东向走滑断裂，在走滑断裂之间发育大型的披覆背斜型圈闭，为油气的聚集提供了有利的场所，同时，晚期活动强烈的走滑断层为油气的运移提供了良好的油气运移通道。

2　油藏分布特征

从目前沙垒田凸起的油气发现情况看，该区是复式油气聚集区，油气分布较为复杂，东段、西段油气分布不均。从分布区域上来看，油气主要集中分布在沙垒田凸起东段，在东段发现了5个油田，而西段仅在潜山发现了CFD1-6油田。从层系上来看，在明下段、馆陶组、东营组及潜山均有油气发现，但油气主要分布在明下段、馆陶组，其次才是东营组，东营组油气主要分布在靠近凹陷的斜坡区，储量规模相对较小，潜山商业性油气发现仅在西段的CFD1-6油田。由于受构造和沉积等因素的控制作用，不同层系的地层具有不同的油气成藏模式，其成藏主控因素也存在差异。

图1　沙垒田凸起区域位置

东营组沉积时期，水体还没有完全淹没凸起区主体部分，东营组地层主要在斜坡区及洼陷区域沉积，范围相对较小。在凸起边缘，东营组地层超覆于潜山之上，发育地层超覆圈闭。受古地貌和物源供给的影响，发育地层超覆油藏。已经发现的CFD12-1S油田和CFD11-2油田东营组为地层超覆油藏，储层的发育程度是油气成藏的主控因素。

馆陶组主要为辫状河沉积，大致可以分为3个沉积阶段，早期和晚期沉积阶段发育了厚层的砂砾岩储层，中期水体范围扩大，沉积了一段区域分布稳定的泥岩，为该区馆陶组油藏提供了良好的盖层条件。馆陶组中期发育的泥岩盖层与下部砂砾岩储层相配合形成良好的储盖组合条件，在构造发育的区域形成构造块状油藏，盖层是成藏的主控因素。

目前，在沙垒田凸起发现的油气主要分布在明下段，该段为曲流河沉积，砂岩体积分数为30%～40%。受北东向断裂体系的控制，在沙垒田凸起发育多个北东向构造脊，在构造脊上发育大型的披覆圈闭，构造脊是油气长期运聚的有利区带，在断-砂耦合较好的区域，发育构造-岩性油气藏。CFD11-1油田、CFD11-3/5油田和CFD12-1油田在后期的开发中，在油田范围又发现了多个河道砂体，储量规模进一步扩大，明下段油藏主要类型为构造背景下的岩性油藏。沙垒田凸起区构造背景好，发育大型的披覆圈闭，是进行构造岩性油藏勘探的有利区带，油气成藏主要受油气运移影响，受断-砂耦合程度控制。

3　成藏主控因素差异性分析

尽管沙垒田凸起整体具有良好的成藏条件，但受到区域构造的影响，沙垒田凸起东西断裂体系存在较大的差异，进而决定了其油气运聚体系及油气成藏模式存在较大的差异。

3.1断裂体系差异性分析

3.1.1走滑断层特征

渤海西部沙垒田凸起区由于新近系直接覆盖在潜山之上，在凸起边缘超覆沉积了一定范围的东营组地层，整体表现为东高西低。在地震剖面上，东段一般在1 500 ms就进入潜山，西段在1 800 ms左右进入潜山。在1 800 ms地震水平方差切面上（相当于西段潜山顶面），在西段可以明显见到2组北东向走滑断层，走滑断层呈线性展布，伴生断层依附于走滑断层发育，走滑特征明显。东段，潜山内幕地震资料信噪比低，基本上见不到潜山内幕的反射，走滑特征不明显（见图2a）。从1 500 ms地震水平方差切面上（相当于东段潜山顶面）可以看出，在东段可以隐约见到4组走滑断层呈北东向线性展布，但主走滑断层不明显，伴生断层不发育，而西段北东向走滑断层特征明显，可以明显见到北东向主走滑断层，伴生断层依附于走滑断层发育（见图2b）。在800 ms地震水平方差切面上（相当于馆陶组内部）：在西段，主走滑断层依然呈线性展布，伴生断层平行发育，走向呈近东西向，局部切割主走滑断层，断裂系统更加复杂；在东段，主走滑断层不明显，在主走滑断层相对应的位置，发育大量的近东西向的断层，呈北东向雁列展布（见图2c）。在500 ms地震水平方差切面上（相当于明下段内部），断裂特征延续了800 ms地震水平方差切片特征，在西段，主走滑断层依然呈线性展布，晚期断层平行发育，走向呈近东西向，局部切割主走滑断层。另外，在主走滑断层的东西两侧，晚期断层发育特征存在差异。在主走滑断层的西侧，断层数量明显比东侧多，断层的延伸长度相对较大，断层密度也较大。在东段，主走滑断层不明显，在主走滑断层相对应的位置，发育大量的近东西向的断层，呈北东向雁列展布（见图2d）。从以上地震水平方差切面上，可以明显看出，走滑作用表现为东弱西强的特征。

图2　不同深度三维地震水平方差切片显示的走滑断裂带展布

在近垂直于NE向主走滑断层的地震剖面上，走滑断层晚期活动强烈，同时也可以清楚地看到走滑作用同样表现为东弱西强的特征。在西段，主走滑断层特征明显，断距较大，伴生断层依附于主走滑断层发育，活动时期较长，整体呈负花状构造或“Y”字型结构（见图3a）。断层两盘的地层厚度变化较大，剖面上地震同向轴被错动，走滑断层两盘存在较大的高差。在东段，主走滑断层特征不明显，但整体表现为负花状构造，晚期断层往深处逐渐收敛，与走滑断层在不同深度相交（见图3b）。断层两盘的地层厚度相当，断距不明显，在T0层之上，断距相对较大，在T0层之下断距不明显，剖面上地震同向轴没有明显错动，显示并没有明显的垂向位移。另外，不管是西段，还是东段的走滑断层，其位置对应着宽“沟谷”，改造基底和盖层的高低格局。

图3　沙垒田凸起走滑断裂带地震解释

3.1.1构造演化特征

从沙垒田凸起整体的构造演化特征来看，NE向断层至少经历了2期走滑。在早侏罗世时期，沙垒田凸起为整一隆起，可能不存在NE向断层。晚侏罗世时期，NE向断层形成并伴有强烈左旋走滑，将沙垒田凸起分割成东西两段，凸起的构造高点被相应错开。前人针对渤海海域东部的郯庐走滑断裂的研究发现，在早期，郯庐走滑断裂表现为左旋特征，二者的表现特征是基本一致的。新近纪时期，NE向断层在右旋走滑的作用下，改造盖层披覆构造。从沙垒田凸起区盖层断层分布特征看，新近纪晚期断层形成是基底走滑断层右旋的结果，新近纪以来，渤海海域东部走滑断层也表现为右旋走滑，这二者也是一致的［1-10］，只是在西部的沙垒田凸起，右旋走滑强度相对较弱。因此，可以肯定主走滑断层现今表现是右旋，但走滑位移量很小。

彭文绪在沙垒田凸起走滑断层的研究中，将沙垒田凸起走滑形成划分为3个阶段：首先是早期（新近纪前）基底断裂走滑阶段；其次是新近纪早期盖层张性断层弱雁列化阶段；最后是新近纪晚期盖层张扭性断裂强雁列化阶段，表现为走滑断层的垂向位移很小，局部被晚期断层切割［8-14］。笔者认为，沙垒田凸起早期，伴随有强烈的基底左旋走滑，并因此将沙垒田凸起分割成东西两段。同时，在各个时期的走滑活动中，西段的走滑作用也明显要强于东段。

3.2油气运聚差异性分析

沙垒田凸起上发育多个北东向的构造脊，构造脊是油气长期汇聚的有利区带。但沙垒田凸起东段、西段走滑作用强度的差异，构造圈闭发育特征的也不同，东、西段油气主要的运聚模式存在一定的差异。

3.2.1东段“构造脊—断层—砂体”模式

在沙垒田凸起的东段，受北东向走滑断层的影响，在走滑断层之间发育3个北东向的构造脊，大型的披覆背斜圈闭沿构造脊发育，为油气的汇聚提供了有利场所。从沙垒田凸起东段已经发现的油田证实，沙垒田凸起东段的油气成藏主要受“脊—断—砂”三因素耦合控制。馆陶组构造脊控制了油气优势区，在沙垒田凸起东段，走滑断层之间发育3个北东向的构造脊，大型的披覆背斜圈闭沿构造脊发育，构造脊是渤中凹陷、南堡凹陷、沙南凹陷油气长期的优势聚集区，为明下段油气成藏奠定了基础。走滑断层控制了油气的垂向运移，在断裂发育区，断砂耦合情况更好，单井油气层厚度大，油藏丰度高，油气更加富集。砂体的品质（规模、形态、有效性）决定了油气成藏与富集，明下段发育极浅水三角洲，砂体规模较大，与运移断层形成良好的配置关系，最终决定了油气成藏与富集。受“脊—断—砂”三因素的控制及基底形态的影响，沙垒田凸起东段整体表现为北西向的构造脊，从西往东逐渐向渤中凹陷倾斜过渡，渤中凹陷的油气长期沿北西向构造脊聚集，进而发育“脊—断—砂”油气运移模式（见图4）。目前在沙垒田凸起上发现的CFD11-1，CFD11-3/5，CFD11-6油田均位于北东向的构造脊上，且从东南往北西方向构造逐渐向西北抬升，油气富集的层位也逐渐变浅，油气的富集受“脊—断—砂”三因素耦合控制。

图4　“构造脊—断层—砂体”油气运移模式

3.2.2西段“沟谷充填砂—走滑断裂系”模式

在西段，走滑作用强，晚期的强烈走滑，构造盖层高点、圈闭依附于走滑断层发育，主要发育“沟谷充填砂—走滑断裂系”油气运移模式。在西段具备发育此种油气运聚模式的有利条件。首先，西段强烈的走滑断裂活动，使得主走滑断层延伸至凹陷内部，有效地沟通油源，强烈的走滑作用，也有利于微裂隙的发育，微裂隙发育的断裂破碎带直接与烃源接触，有利于油气的侧向运移，走滑断裂系为油气垂向运移提供了良好的油气通道。另外，走滑断裂形成的负花状构造对应基底宽“沟谷”，“沟谷”被砂充填，在平面上具有一定范围的分布，连通性较好，也有利于油气的侧向运移。同时，受“沟谷”的控制，在走滑断层两端的斜坡带，发育近源扇体，扇体与烃源岩接触，有利于油气的聚集及中转。西段的圈闭主要依附于走滑断层发育，其正下方为油气优势运移通道，油气通过断裂系垂向运移至圈闭成藏。目前的勘探实践已初步证实该运聚模式对油气聚集的有利之处。如：目前在沙垒田凸起上发现的CFD8-1含油气构造依附于走滑断层发育，油气成藏受“沟谷充填砂—走滑断裂系”油气运移模式控制，断裂发育区是油气的主要富集区带。

图5　“沟谷充填砂—走滑断裂系”油气运移模式

4　结论

1）沙垒田凸起区至少发育6组北东向走滑断层，西段的走滑作用明显强于东段。由于在各个时期的走滑活动中，西段的走滑作用也明显要强于东段，东西段的油气成藏存在一定的差异。

2）北东向断层至少经历2期走滑。晚侏罗世时期，强烈左旋走滑，将沙垒田凸起分割东西两段，控制整体构造格局。新近纪时期，北东向断层在右旋走滑的作用下，改造盖层披覆构造，控制圈闭的发育及油气运聚。

3）西段北东向走滑断层特征明显，可明显见到北东向主走滑断层，分支断层和伴生断层依附于走滑断层发育，整体呈负花状构造或“Y”字型结构。东段，主走滑断层不明显，分支断层和伴生断层不发育。但仍表现为负花状构造，晚期断层往深处都逐渐收敛到主走滑断层上，断层两盘的地层厚度相当，断距不明显。

4）构造脊是油气长期汇聚的有利区带，东、西段油气主要的运聚模式存在一定的差异。在东段，走滑作用相对较弱，圈闭在走滑断层之间发育，主要发育“构造脊—断层—砂体”油气运移模式，构造脊是明下段构造-岩性油藏勘探的有利区带。在西段，走滑作用强，圈闭依附于走滑断层发育，主要发育“沟谷充填砂—走滑断裂系”油气侧向-垂向运移模式，近断裂带是油气勘探的有利区带。

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（编辑赵旭亚）

Characteristics of strike-slip faults and its control on hydrocarbon accumulation of Shaleitian Sailent in western Bohai Sea

Jiang Tao，Li Huiyong，Yu Haibo，Li Deyu，Xu Peng，Hu Anwen
（Tianjin Branch of CNOOC Ltd.，Tianjin 300452，China）

There are at least 6 north-east strike-slip faults in Shaleitian Sailent and the strike-slip effect in the west segment is stronger than that in the east segment.The tectonic evolution research results show that the north-east trending faults underwent at least two periods of strike-slip motion in the area.During Late Jurassic period，the strong sinistral strike-slip divided Shaleitian Sailent into two segments and controled the overall tectonic framework.During Neogene period，under the action of dextral strikeslip，the NE trending faults transformed the capping formation.In the west segment，we can see the main NE trending strike-slip faults obviously，branch faults and associated faults are developed near strike-slip faults，which presents negative flower structure or "Y"structure as a whole.While in the east segment，the main strike-slip faults are not obvious，there are not branch faults and associated faults developed.But negative flower structure are still shown，in the late stage，the faults were gradually converging to the main strike-slip faults in the deep，and the strata thicknesses in both walls of the fault are equal，which shows no obvious slip. Structure ridge is the favorable zone for oil and gas accumulation for a long time，but controlled by strike-slip motion and affected by the structural trap development characteristics，the main hydrocarbon migration and accumulation modes in the east are different from that in the west.In the eastern part，the strike slipping is relatively weak and traps developed between strike-slip faults，the trap type is drape anticline trap，major hydrocarbon migration type is"structural ridge-fault-sand body"mode.In the western part，the strike slipping is relatively strong，traps developed with strike-slip faults and their types are mainly fault-block traps or fault-nose traps，the major hydrocarbon lateral migration type is"gully filling sand-strike slip fault system"mode.

strike-slip faults；hydrocarbon migration and accumulation mode；Shaleitian Sailent；western Bohai Sea

国家科技重大专项专题“渤海海域大中型油气田地质特征”（2011ZX05023-006-002）

TE122

A

10.6056/dkyqt201601004

2015-08-01；改回日期：2015-11-10。

江涛，男，1982年生，工程师，硕士，2008年毕业于成都理工大学，现从事石油地质综合研究工作。E-mail：jiangtao8@ cnooc.com.cn。

引用格式：江涛，李慧勇，于海波，等.渤海西部沙垒田凸起东、西段油气成藏差异性［J］.断块油气田，2016，23（1）：16-20.

Jiang Tao，Li Huiyong，Yu Haibo，et al.Characteristics of strike-slip faults and its control on hydrocarbon accumulation of Shaleitian Sailent in western Bohai Sea［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（1）：16-20.