趙紅星 (中石油冀東油田分公司勘探開發(fā)研究院,河北唐山063004)

司繼偉 (中石油華北油田分公司勘探開發(fā)研究院,河北任丘062552)

何偉平 (中石油華北油田分公司第二采油廠地質(zhì)所,河北霸縣302700)

斷陷盆地是陸相典型的一種盆地類型,尤其在中國(guó)東部地區(qū)發(fā)育較多,如渤海灣盆地、二連盆地、海拉爾盆地、銀額盆地、江漢盆地、蘇北盆地等均屬此類,其典型特征是受一條或兩條控制凹陷邊界的斷層約束而形成。斷陷盆地一般生油條件好,生油層系多,母質(zhì)類型好,油氣資源豐富,目前已形成遼河、勝利、大港、華北等多個(gè)油氣田。鑒于陸相斷陷盆地的重要性,筆者系統(tǒng)分析了陸相斷陷盆地斜坡帶分類及成藏特征,以期為油氣勘探提供參考。

1 斷陷盆地斜坡帶的分類

1.1 按構(gòu)造特點(diǎn)分類

1)單斜式 該類斜坡構(gòu)造簡(jiǎn)單,其地層整體呈單斜式形態(tài)且向斜坡帶高部位地層逐漸超覆減薄 (見圖1(a))。該類斜坡在斜坡帶高部位的地層厚度明顯減少,深層地層分布范圍比淺層地層分布范圍小,受早期基底形態(tài)影響,控制了地層的空間展布。如二連盆地的烏里雅斯太凹陷,該凹陷西斷東超,東部斜坡為典型的單斜式斜坡,其整體斷裂系統(tǒng)不發(fā)育,局部發(fā)育晚期小斷層[1]。

2)斷階式 該類斜坡發(fā)育有與陡帶控凹斷層相對(duì)應(yīng)的同生二級(jí)斷層 (見圖1(b)),具有臺(tái)階式結(jié)構(gòu),同生二級(jí)斷層繼承性發(fā)育,并形成具有洼槽中心的斷槽式結(jié)構(gòu)。同生二級(jí)斷層下降盤厚度比上升盤厚度增大,并逐層向斜坡高部位減薄。該類斷層直接溝通烴源巖和儲(chǔ)集層,是油氣縱向上運(yùn)移重要通道。如二連盆地的賽漢塔拉凹陷,賽漢塔拉凹陷東斷西超,在斜坡帶中部發(fā)育與陡帶邊界斷層對(duì)應(yīng)的扎布大斷層,形成斜坡帶的斷階式結(jié)構(gòu)[2]。

圖1 按構(gòu)造樣式分類的斜坡類型

3)雙元式 雙元式斜坡具有雙層結(jié)構(gòu),其深、淺層地層為2個(gè)楔形對(duì)插。深層地層向洼槽方向減薄,部分地層殲滅成倒楔形,而淺層地層向斜坡高部位形成楔形。該類斜坡深淺層受2期不同性質(zhì)應(yīng)力場(chǎng) (拉張和擠壓應(yīng)力)的作用而形成早晚2期不同的構(gòu)造特征,深層部分或全部斷層具有相反的掉向(見圖1(c))。如冀中坳陷霸縣凹陷的文安斜坡帶的中生代和古生代地層呈明顯的楔形插入洼槽附近尖滅,而新生代地層向斜坡高部位超覆減薄明顯,中生代以前地層受反向斷層控制可以形成潛山油藏或地層尖滅油藏[3-6]。

1.2 按照地層沉積特點(diǎn)分類

1)繼承型斜坡 繼承型斜坡是指斜坡基底在成型之后保持較為穩(wěn)定的持續(xù)沉降、輕度抬升或無構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地層缺失較少或基本不缺失的較穩(wěn)定沉積斜坡。該類斜坡以沉降作用為主,地層發(fā)育齊全或基本齊全。此外,該類斜坡斷裂系統(tǒng)不發(fā)育,構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單,多以地層巖性油藏為主。

2)多期型斜坡 該類型的斜坡帶經(jīng)歷了多期的構(gòu)造升降運(yùn)動(dòng),盆地基底的多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得斜坡帶時(shí)而經(jīng)歷沉降作用,時(shí)而經(jīng)歷抬升運(yùn)動(dòng)而遭受剝蝕,使得斜坡帶地層存在明顯缺失,形成區(qū)域性的不整合接觸關(guān)系。該類型斜坡反映了區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的階段性構(gòu)造升降運(yùn)動(dòng)而造就斜坡帶復(fù)雜的構(gòu)造特征,其斷裂系統(tǒng)發(fā)育,構(gòu)造破碎,構(gòu)造圈閉十分發(fā)育,油藏多沿鼻狀構(gòu)造背景及深大斷裂的上下盤分布,形成油氣成帶分布或成區(qū)分布的特點(diǎn)。

3)反轉(zhuǎn)型斜坡 該類型的斜坡帶經(jīng)歷強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),由早期的快速沉降作用而急劇反轉(zhuǎn)抬升成為斜坡,原有的隆起區(qū)快速沉降而成為洼槽區(qū),使得斜坡隨后伴隨之緩慢沉降,形成斜坡帶深、淺層地層呈明顯的2個(gè)倒楔型疊加[7,8],斜坡帶深層局部地層向洼槽區(qū)減薄尖滅。該類斜坡斷裂系統(tǒng)較發(fā)育,并形成深、淺層2套不同的斷裂體系。深層可形成地層尖滅油藏、潛山油藏和不整合油藏,而淺層則形成斷塊油藏、地層超覆油藏和復(fù)合油藏[9]。

2 成藏特征

自從國(guó)內(nèi)開辟陸相油氣勘探以來,地質(zhì)學(xué)家通過研究斜坡帶成因及構(gòu)造特點(diǎn),明確了不同的油藏在斜坡帶的分布特點(diǎn)和空間位置,其成藏規(guī)律具有以下特點(diǎn)。

2.1 靠近主洼槽的斜坡油氣最富集

“源控論”指出油氣的聚集和分布受生烴中心的控制,生烴中心周邊的構(gòu)造帶是油氣運(yùn)移、聚集的最佳指向和捕獲區(qū)[5]。對(duì)于斷陷盆地來說,往往存在多個(gè)次級(jí)洼槽,其中只有一個(gè)洼槽是全凹陷主力的生烴中心,從而控制油氣在平面和縱向上的分布和聚集。如二連盆地,單個(gè)凹陷多發(fā)育1～3個(gè)次級(jí)洼槽,但只有一個(gè)洼槽是凹陷的主力生油洼槽,而主洼槽的周邊構(gòu)造帶是油氣最富集的區(qū)帶,油氣沿主洼槽呈環(huán)狀分布。二連盆地的勘探已經(jīng)證實(shí),吉爾嘎朗圖凹陷的中洼槽和烏里雅斯太凹陷的南洼槽,其主洼槽的東部斜坡均是油氣最富集的構(gòu)造帶,發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量多,開發(fā)效果好,形成規(guī)模量產(chǎn)[2]。

2.2 同生斷層、不整合面和連通砂體是油氣縱橫向運(yùn)移的最佳通道

同生斷層是隨著凹陷邊界控凹斷層的產(chǎn)生而伴生,并補(bǔ)償拉張應(yīng)力的釋放而形成。同生斷層一般斷開凹陷沉積層序的所有地層,表現(xiàn)為深層斷距大,淺層斷距小,斷距大小受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所控制。同生斷層斷面的間歇性活動(dòng),從縱向上溝通烴源巖和儲(chǔ)集層,為油氣縱向運(yùn)移提供良好的通道。

不整合面是構(gòu)造升降運(yùn)動(dòng)使得沉積層序產(chǎn)生間斷或剝蝕的結(jié)果,不整合面上部往往發(fā)育底礫巖,具有良好的物性條件。區(qū)域性的不整合面為油氣橫向運(yùn)移提供可能,是油氣橫向運(yùn)移的重要通道之一[4]。

連通砂體的大范圍、區(qū)域性分布,往往成為油氣快速橫向運(yùn)移的最佳通道,連通砂體儲(chǔ)集物性好,就像 “輸油管線”一樣成為油氣運(yùn)移的良好途徑。

同生斷層、不整合面和連通砂體的立體式空間組合,構(gòu)成油氣運(yùn)移的多種輸導(dǎo)方式,如 “T”型輸導(dǎo)、斷階輸導(dǎo)、毯式輸導(dǎo)和網(wǎng)狀輸導(dǎo)等輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò),為油氣聚集成藏提供豐富的輸導(dǎo)系統(tǒng)[10]。

2.3 斜坡帶上鼻狀構(gòu)造和大斷裂上下盤是油氣富集的主要場(chǎng)所

斜坡帶上的鼻狀構(gòu)造是各類圈閉發(fā)育的最有利位置,受構(gòu)造背景的控制,在鼻狀構(gòu)造上可形成眾多的斷塊、斷鼻、地層超覆、巖性尖滅等各種圈閉,為油氣聚集提供儲(chǔ)集場(chǎng)所[11]。

大斷裂上下盤則常伴隨有不同等級(jí)的斷層發(fā)育,形成良好的構(gòu)造分異,是各類構(gòu)造圈閉發(fā)育的最豐富區(qū)帶,同時(shí)大斷裂溝通烴源巖和儲(chǔ)集層為圈閉提供豐富的油源供給,造就大斷裂上下盤成帶、成區(qū)分布的各種斷塊和斷鼻油藏[12]。

斜坡帶常常發(fā)育各種大型三角洲沉積砂體,且與構(gòu)造背景匹配關(guān)系好,而鼻狀構(gòu)造和大斷裂上下盤良好的各類圈閉與儲(chǔ)集砂體相匹配,形成斜坡帶豐富的油氣富集。

2.4 多目的層含油和多種油藏類型組成斜坡帶復(fù)式油氣聚集模式

斜坡帶作為油氣運(yùn)移的長(zhǎng)期指向區(qū),在縱向上存在多套儲(chǔ)蓋組合。受斷層、不整合面及連通砂體的控制及疏導(dǎo),在縱向上油氣由高勢(shì)區(qū)不斷向低勢(shì)區(qū)運(yùn)移,形成由深到淺階梯式的多目的層含油,縱向上多層疊加,橫向上含油連片。受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的控制,斜坡帶常常發(fā)育有潛山、斷塊、地層、巖性及復(fù)合圈閉,為油氣捕獲提供儲(chǔ)集空間。在油源十分充足的斷陷盆地,則形成 “滿凹含油”的特點(diǎn),由洼槽帶高勢(shì)區(qū)到斜坡帶高部位的低勢(shì)區(qū)形成豐富的油氣聚集區(qū),構(gòu)成油氣立體分布的復(fù)式油氣聚集模式[2]。如冀東油田近幾年發(fā)現(xiàn)的南堡油田,縱向上多套砂層組含油,平面上大面積含油連片,從而形成大型油氣田[13];冀中坳陷的霸縣凹陷文安斜坡,縱向上均有油藏分布,形成潛山、斷塊、地層超覆、巖性尖滅和構(gòu)造-巖性等各種類型油藏組成的復(fù)式油氣聚集,構(gòu)成了文安斜坡文安油田和蘇橋油田豐富的油氣儲(chǔ)量[5]。

3 結(jié) 論

1)斷陷盆地斜坡帶是油氣富集的最佳場(chǎng)所之一。斜坡帶受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、沉積相帶的控制,形成3大斜坡類型,并控制形成不同的油氣聚集方式和油藏模式,從而構(gòu)成斜坡帶復(fù)式油氣聚集模型。

2)斜坡帶以雙元式斜坡構(gòu)造特點(diǎn)最復(fù)雜,油藏類型最多,構(gòu)造分異最好,各種油藏均有分布,油氣成區(qū)、成帶分布;以單斜式斜坡構(gòu)造特點(diǎn)最簡(jiǎn)單,油藏類型最少,多為地層、巖性油藏。

3)靠近主洼槽的斜坡油氣最富集;同生斷層、不整合面和連通砂體是油氣縱橫向運(yùn)移的最佳通道;斜坡帶上鼻狀構(gòu)造和大斷裂上下盤是油氣富集的主要場(chǎng)所;多目的層含油和多種油藏類型組成斜坡帶復(fù)式油氣聚集模式。

[1]杜金虎,易士威,王權(quán).華北油田隱蔽油藏勘探實(shí)踐與認(rèn)識(shí)[J].中國(guó)石油勘探,2003,8(1):1-10.

[2]任建業(yè),陸永潮,張青林.斷陷盆地構(gòu)造坡折帶形成機(jī)制及其對(duì)層序發(fā)育樣式的控制 [J].地球科學(xué):中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,29(5):596-602.

[3]王余泉,孔繁德,杜都,等.文安斜坡議論堡構(gòu)造油藏控制因素研究 [J].西安工程學(xué)院學(xué)報(bào),1999,21(2):9-14,31.

[4]榮啟宏,蒲玉國(guó),宋建勇,等.箕狀凹陷斜坡帶油藏分布特征與描述模式-以東營(yíng)凹陷南斜坡西部為例[J].油氣地質(zhì)與采收率,2001,8(2):25-28.

[5]王明明,孟元林,劉吉余,等.冀中坳陷文安斜坡古生界斷塊油氣藏形成機(jī)制 [J].斷塊油氣田,2004,11(5):5-7.

[6]蘇立萍,羅平,鄒偉宏,等.冀中坳陷斜坡帶奧陶系潛山油氣成藏條件分析 [J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),2003,27(2):93-98.

[7]崔周旗,李文厚,李莉,等.冀中饒陽(yáng)凹陷蠡縣斜坡古近系沙河街組沙二段及沙一段下亞段沉積相與隱蔽油藏 [J].古地理學(xué)報(bào),2005,7(3):91-99.

[8]崔周旗,李文厚,吳健平,等.烏里雅斯太凹陷斜坡帶湖底扇相礫巖體沉積特征與隱蔽油藏勘探[J].沉積學(xué)報(bào),2005,23(1):23-30.

[9]辛瑋江,靳國(guó)慶,王桂苓,等.文安斜坡內(nèi)帶巖性地層油氣藏勘探[J].特種油氣藏,2008,15(5):35-38.

[10]鐘俊義,李桂林,葛輝,等.泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶構(gòu)造特征及油氣圈閉有效性 [J].地質(zhì)找礦論叢,2003,18(3):10-15.

[11]李連生,朱軍,李輝,等.泌陽(yáng)凹陷斜坡帶斷裂特征與油氣聚集 [J].西南石油學(xué)院學(xué)報(bào),2004,26(2):4,13-15.

[12]鐘俊義,李桂林,葛輝,等.泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶構(gòu)造特征及油氣圈閉有效性 [J].地質(zhì)找礦論叢,2003,18(3):10-15.

[13]李春光.論渤海灣盆地油氣富集規(guī)律與勘探 [J].海相油氣地質(zhì),2006,11(3):8-18.