王明健　國(guó)景星　梁金萍　王　穎

文章編號(hào)：1006-6535(2009)02-0027-03

摘要：利用測(cè)井資料合成地震記錄對(duì)三維地震剖面進(jìn)行標(biāo)定，以此為基礎(chǔ)對(duì)唐莊地區(qū)沙河街組構(gòu)造進(jìn)行精細(xì)解釋。構(gòu)造研究發(fā)現(xiàn)，唐莊地區(qū)斷層極為發(fā)育，平面和剖面組合形態(tài)多樣，組成不同類(lèi)型構(gòu)造帶。通過(guò)對(duì)構(gòu)造特征和油氣分布特征的綜合分析認(rèn)為，斷裂控制了唐莊地區(qū)油氣運(yùn)移和聚集，并指出了油氣聚集的有利區(qū)域，為后期油氣開(kāi)發(fā)提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：沙河街組；斷層；構(gòu)造帶；油氣聚集；唐莊地區(qū)；惠民凹陷

中圖分類(lèi)號(hào)：TE122.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前 言

唐莊地區(qū)位于惠民凹陷西部，地層總體北高南低，為東南傾地層、大型單斜構(gòu)造基礎(chǔ)上繼承性發(fā)育的后期洼中隆構(gòu)造，受區(qū)內(nèi)斷層(近平行排列的北北東向臨邑大斷層、張集斷層和唐莊斷層)影響^[1]，形成鼻狀構(gòu)造背景上的復(fù)雜斷裂帶^[2]，構(gòu)造延伸方向與凹陷走向一致，為北東東向。唐莊地區(qū)沙河街組斷層多、區(qū)塊分割性強(qiáng)、巖性巖相變化快、儲(chǔ)層非均質(zhì)性嚴(yán)重等，加之先前并未作為重點(diǎn)區(qū)塊開(kāi)展深入研究，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)主力產(chǎn)油層位、產(chǎn)油區(qū)塊等認(rèn)識(shí)不清，存在一定的盲目性和隨機(jī)性。因此，通過(guò)利用測(cè)井資料合成地震記錄對(duì)三維地震剖面進(jìn)行標(biāo)定，對(duì)目的層構(gòu)造進(jìn)行了精細(xì)解釋?zhuān)瑢?duì)其構(gòu)造特征及構(gòu)造對(duì)油氣聚集的控制作用進(jìn)行了研究。

1 構(gòu)造特征

1.1 斷層級(jí)別及特征

唐莊地區(qū)自第三紀(jì)以來(lái)持續(xù)遭受強(qiáng)烈區(qū)域引張作用，并可以劃分為早(沙四段—孔店組)、中(沙三段—沙二下段)、晚(沙二上亞段—東營(yíng)組)3個(gè)斷陷階段。持續(xù)的引張作用導(dǎo)致區(qū)內(nèi)斷裂活動(dòng)十分強(qiáng)烈，發(fā)育不同規(guī)模斷層60余條，均為正斷層，根據(jù)斷層走向可以將其分為北東向(或北北東向)和近南北向2組，北東向斷層發(fā)育數(shù)量較多。根據(jù)斷層規(guī)模及其對(duì)構(gòu)造、沉積、油氣的控制作用，將區(qū)內(nèi)斷層分為二、三、四級(jí)。

1.1.1 二級(jí)斷層

區(qū)內(nèi)二級(jí)斷層具有發(fā)育早、延伸距離長(zhǎng)、斷距大、繼承性強(qiáng)等特征，是控制構(gòu)造帶發(fā)育的斷層，包括張集斷層、臨邑?cái)鄬雍吞魄f斷層，其中臨邑?cái)鄬邮茄芯繀^(qū)最重要的二級(jí)斷層。臨邑?cái)鄬游挥谂R邑?cái)嗔褬?gòu)造帶西部，形成于孔店組沉積期，是控制中央構(gòu)造帶的一條主斷層，走向?yàn)榻睎|—北東東向，傾向南東，研究區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度約為60 km，向下斷開(kāi)基底，向上斷至明化鎮(zhèn)組^[3]，剖面形態(tài)為鏟形或座椅式，常伴生次級(jí)斷層。臨邑?cái)鄬訛檠芯繀^(qū)構(gòu)造變形主要應(yīng)力來(lái)源，明顯控制斷層兩盤(pán)古近系地層厚度，強(qiáng)烈活動(dòng)時(shí)期為沙二段沉積晚期至沙一段沉積期。

1.1.2 三級(jí)斷層

區(qū)內(nèi)三級(jí)斷層主要發(fā)育于漸新世，為控制斷塊發(fā)育的主斷層，同時(shí)也控制了斷層上、下盤(pán)巖層厚度，屬于一級(jí)或二級(jí)斷層派生斷層。研究區(qū)內(nèi)發(fā)育多條北東東向三級(jí)斷層，延伸長(zhǎng)度一般為1.5～4.5 km，斷距為20～100 m，斷層面多呈弧形。三級(jí)斷層與二級(jí)斷層相切或相交，斷裂平面組合呈明顯“網(wǎng)格化”。三級(jí)斷層對(duì)古近系沉積有一定的控制作用，并產(chǎn)生少量斷裂伴生構(gòu)造。

1.1.3 四級(jí)斷層

區(qū)內(nèi)四級(jí)斷層為三級(jí)斷層的次級(jí)派生斷層，多發(fā)育于東營(yíng)運(yùn)動(dòng)時(shí)期，主要分布于局部構(gòu)造上，具有多方向性，是劃分?jǐn)鄩K的依據(jù)。四級(jí)斷層延伸距離一般較短，上部斷距相對(duì)較大，向下斷距減小直至消失。

1.2 斷層空間分布

1.2.1 斷層平面組合形態(tài)

唐莊地區(qū)斷層平面組合樣式以網(wǎng)格狀、平行式和斜交式為主。

(1) 網(wǎng)格狀斷層組合常見(jiàn)于研究去中部，由北北東向三級(jí)斷層與近東西向四級(jí)斷層相互交織而成，斷裂作用以伸展作用為主，并疊加了走滑作用和重力作用。

(2) 平行式斷層組合多見(jiàn)于研究區(qū)中西部，張集、臨邑?cái)鄬娱g及臨邑、唐莊斷層間，三級(jí)斷層平行排列，斷層性質(zhì)相同，規(guī)模相當(dāng)，相鄰斷層間距離相差不大。其中，位于臨邑、唐莊斷層間(臨邑?cái)鄬酉卤P(pán))的三級(jí)斷層基本為北東走向，而臨邑、唐莊斷層間(臨邑?cái)鄬由媳P(pán))三級(jí)斷層多為北東東走向。

(3) 斜交式斷層組合在研究區(qū)內(nèi)較為常見(jiàn)，由三、四級(jí)斷層與二級(jí)斷層斜交而成，并導(dǎo)致三、四級(jí)斷層發(fā)生終止。

1.2.2 斷層剖面組合形態(tài)

唐莊地區(qū)斷層剖面組合形式以階梯狀、地塹-地壘式和“y”字形組合較為常見(jiàn)。

(1) 階梯狀斷層在研究區(qū)內(nèi)較為常見(jiàn)，主要分布于研究區(qū)東北部、西部和中部。階梯狀斷層由若干條產(chǎn)狀基本一致的正斷層組合而成，各斷層上盤(pán)依次向同一方向降落，構(gòu)成階梯(圖1)，各斷層面常呈板式或鏟式。

(2) 地塹-地壘式剖面組合主要分布于研究區(qū)中部和東南部，由2條或2條以上大致平行的正斷層組成地塹和地壘(圖2)，斷層面多為鏟式。

(3) “y”字形和反“y”字形剖面組合在研究區(qū)最為常見(jiàn)，由主干斷層與其上盤(pán)低級(jí)別斷層組合而成，剖面上呈“y”字和反“y”字形(圖1、2)?！皔”字形和反“y”字形斷層組合由于斷層相互切割，易形成斷塊圈閉。

1.3 構(gòu)造帶類(lèi)型

唐莊地區(qū)位于唐莊—肖莊斷裂帶，經(jīng)歷多期構(gòu)造演化階段，斷裂極為發(fā)育，并具有多期疊加特征，構(gòu)造格局主要表現(xiàn)為主干斷裂和斷裂伴生的系列局部構(gòu)造共同控制的一系列斷塊、斷鼻、斷階。

1.3.1 復(fù)雜斷裂構(gòu)造帶

唐莊地區(qū)位于臨邑?cái)嗔褬?gòu)造帶西部，被北東東向臨邑大斷層貫穿。研究區(qū)東北部主要發(fā)育反向正斷層構(gòu)造帶，北以張集斷層為界，東南部至臨邑大斷層(即臨邑?cái)鄬酉卤P(pán))，區(qū)內(nèi)發(fā)育多條反向正斷層，斷層走向近于平行，斷層面西北傾或近北傾；區(qū)內(nèi)地層傾向多變，包括南東向、西南向和北西向三種，與反向斷層一起構(gòu)成了典型的屋脊小斷塊，是本區(qū)油氣聚集的有利地帶。

1.3.2 斷階帶

斷階帶主要發(fā)育于凹陷緩坡一側(cè)，為斜坡向深洼陷過(guò)渡的轉(zhuǎn)折帶被多條走向平行于斜坡的斷層切割的結(jié)果。受古地形控制，斷階帶往往為沉積巖性變化帶，巖性變化與斷層組合易形成良好斷層-巖性封閉。唐莊地區(qū)主要發(fā)育2個(gè)大型斷階帶：其一位于研究區(qū)的西南部，張集、臨邑?cái)鄬又g，斷層走向?yàn)楸睎|—南西向，斷層面傾向?yàn)槟蠔|向，與區(qū)域地層傾向相同或相近，但與局部地層傾向相反，一般發(fā)育3～5個(gè)臺(tái)階；另一斷階帶分布于研究區(qū)中部和中東部，臨邑?cái)鄬由媳P(pán)，斷層走向?yàn)楸睎|—南西向，斷層面傾向?yàn)槲鞅毕?，與地層傾向相反，地層整體上由西北向東南降低，發(fā)育3～4個(gè)以反向斷階為主的臺(tái)階，被近東西向四級(jí)斷層切割形成眾多排列整齊的小型斷塊，油氣聚集于斷塊高部位，使該斷階帶成為唐莊地區(qū)油氣最富集區(qū)域。

1.3.3 地塹-地壘帶

地塹-地壘構(gòu)造帶在研究區(qū)內(nèi)發(fā)育較少，主要分布于研究區(qū)中部、南部和東南部地區(qū)，且地塹與地壘相間排列，勘探尚未發(fā)現(xiàn)油氣聚集。

2 斷裂對(duì)油氣聚集的控制作用

唐莊地區(qū)勘探工作表明，油氣主要分布于構(gòu)造高部位，構(gòu)造是油氣聚集的主要控制因素^[4]。斷裂系統(tǒng)對(duì)油氣富集的控制作用最為明顯，不僅控制了生油洼陷的發(fā)生和發(fā)展、斷裂伴生構(gòu)造的發(fā)育及斷塊圈閉的形成，而且控制了油氣的運(yùn)移和聚集。

第2期王明健等：唐莊地區(qū)沙河街組構(gòu)造特征及油氣富集 2.1 斷裂系統(tǒng)控制油氣富集與分布

研究區(qū)內(nèi)不同級(jí)別斷層對(duì)構(gòu)造演化和油氣運(yùn)聚具有不同的作用：二、三級(jí)斷層控制油氣的運(yùn)移和聚集，三、四級(jí)斷層則對(duì)油氣的局部富集具有關(guān)鍵性作用，使臨南洼陷沙三段烴源巖生成的油氣沿切穿源層的斷層向淺部運(yùn)移，聚集于三、四級(jí)(特別是三級(jí))斷層附近的斷塊高部位，復(fù)雜小斷塊、斷鼻等構(gòu)造成為油氣富集的重點(diǎn)區(qū)域(圖3、4)。實(shí)踐表明，研究區(qū)北部含油層段主要為沙一段和沙二段，研究區(qū)中部含油層段主要為沙二段，少量油氣分布于沙三上亞段，含油層位依次抬升，反映由北向南油氣由低部位向高部位運(yùn)移。由此推斷，研究區(qū)南部沙三上亞段可能存在油氣聚集。

2.2 斷層封閉性影響油氣富集

斷層封閉機(jī)理主要包括對(duì)置封閉、泥巖涂抹封閉、顆粒碎裂封閉和成巖封閉等^[5]。研究區(qū)斷層封閉以對(duì)置封閉為主：沙一段、沙二段和沙三上段單層砂體厚度適中，與斷層另一盤(pán)非滲透巖層形成對(duì)置封閉，富集油氣成藏；沙三中亞段中上部和沙三下亞段由于單砂體厚度過(guò)大，斷層封閉作用較差，少見(jiàn)油氣聚集(圖3、4)。

2.3 斷層活動(dòng)影響油氣富集

唐莊地區(qū)斷層活動(dòng)的多期性和長(zhǎng)期性導(dǎo)致早期聚集的油氣破壞或部分破壞，油氣沿?cái)鄬永^續(xù)運(yùn)移并在新的圈閉內(nèi)再次聚集，使縱向含油井段長(zhǎng)，含油層位多，而含油富集程度不高；同時(shí)，也使平面上油氣沿主控?cái)鄬映蕳l帶狀展布^[6]。由于不同期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)斷裂活動(dòng)性質(zhì)不同，油氣運(yùn)移形式也不同：東營(yíng)運(yùn)動(dòng)(喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)二幕，即沙一段—東營(yíng)組沉積時(shí)期)產(chǎn)生大量新斷層，構(gòu)造應(yīng)力成為該時(shí)期油氣運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?sup>[7]，油氣主要沿?cái)鄬佑上虏繉酉迪蛏喜繉酉颠\(yùn)移，形成構(gòu)造高部位的油氣藏；喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)三幕(館陶組—明化鎮(zhèn)組沉積時(shí)期)，唐莊地區(qū)整體下沉進(jìn)入拗陷階段^[8]，地層埋藏深度增加，地層溫度升高，烴源巖進(jìn)入高成熟—過(guò)成熟階段，生成烴類(lèi)流體沿儲(chǔ)層由構(gòu)造低部位向高部位運(yùn)移，并在鄰近生油洼陷的圈閉中聚集成藏(圖5)。

3 結(jié) 論

(1) 構(gòu)造研究落實(shí)，唐莊地區(qū)斷層發(fā)育數(shù)量多、構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜，斷層平面和剖面組合多樣，同時(shí)發(fā)育復(fù)雜斷裂、斷階和地塹-地壘3種構(gòu)造帶。

(2) 沙河街組油氣主要富集于臨邑?cái)鄬痈浇娜?jí)斷層控制的斷塊高部位，同時(shí)發(fā)育復(fù)雜斷塊油藏、斷鼻油藏和構(gòu)造-巖性油藏，油水關(guān)系復(fù)雜，含油層系多，單斷塊含油范圍較小，油氣富集程度不高。

(3) 研究區(qū)油氣空間分布研究表明，油氣具有北多南少，北低南高的特征，由北向南含油層位由沙一段、沙二段過(guò)渡為沙二段、沙三上亞段，反映斷裂作用促使油氣由構(gòu)造低部位向構(gòu)造高部位運(yùn)移，同時(shí)預(yù)示南部沙三上亞段可能發(fā)育油氣藏。

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編輯 董志剛