羅 霞

﹙中國(guó)石化勝利油田分公司，山東 東營(yíng) 257015﹚

0 引 言

構(gòu)造演化及其與油氣成藏的關(guān)系一直是國(guó)內(nèi)外含油氣盆地研究的熱點(diǎn)[1-10]，特別是中國(guó)東部含油氣盆地已經(jīng)整體進(jìn)入成熟勘探階段，面臨著勘探方向重新厘定的問(wèn)題，需要重新明確各成藏要素的耦合關(guān)系，重新認(rèn)識(shí)油氣聚集規(guī)律。以渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷埕東披覆構(gòu)造帶為例，利用高精度三維地震和井筒資料，結(jié)合最新區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的研究結(jié)果[11-24]，通過(guò)對(duì)該構(gòu)造帶演化過(guò)程的解析，探討埕東構(gòu)造帶不同演化階段成藏要素的耦合關(guān)系及其與新近系油氣分布的內(nèi)在聯(lián)系，以指導(dǎo)下一步勘探部署。

1 地質(zhì)簡(jiǎn)況

埕東構(gòu)造帶是位于渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷沾化凹陷和埕北凹陷之間的一個(gè)以新近系含油氣為主的披覆構(gòu)造帶，整體呈南高北低的斜坡形態(tài)，南部和東部依次通過(guò)埕南斷層和埕東斷層與沾化凹陷相接，北部以斜坡帶(下文統(tǒng)稱為埕東北坡)深入埕北凹陷；埕東北坡構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，主要為2條近南北走向的低幅度鼻狀構(gòu)造，即老河口鼻狀構(gòu)造和飛雁灘鼻狀構(gòu)造(圖1)。埕東構(gòu)造帶分為上、下2層結(jié)構(gòu)，下層為古生界—中生界形成的潛山基底層，上層為新生界的超覆—披覆層，上層自下而上依次超覆古近紀(jì)湖相沉積的沙河街組和東營(yíng)組、新近紀(jì)辮狀河體系的館下段；披覆層為新近紀(jì)曲流河體系的館上段，古近系—新近系、古生界—中生界之間發(fā)育2期區(qū)域性不整合面(圖2)。

圖1埕東構(gòu)造帶構(gòu)造簡(jiǎn)圖

2 構(gòu)造演化分析

2.1 演化動(dòng)力條件

近期研究結(jié)果表明[11-13]，濟(jì)陽(yáng)地區(qū)在不同地質(zhì)歷史時(shí)期受板塊拼合作用影響處于不同方向的應(yīng)力場(chǎng)中。三疊紀(jì)末期，在揚(yáng)子板塊與華北地塊南緣“剪刀式”碰撞拼接作用下[14]，華北地區(qū)處于左旋走滑應(yīng)力場(chǎng)中，濟(jì)陽(yáng)坳陷受到北東—南西向擠壓。早—中侏羅世為板塊拼合的間歇期。晚侏羅世—早白堊世，西太平洋區(qū)伊澤奈崎(Izanagi)板塊由NWW轉(zhuǎn)向NNW低角度高速俯沖(30 cm/a)，華北地區(qū)又一次進(jìn)入左旋應(yīng)力場(chǎng)階段，濟(jì)陽(yáng)地區(qū)處于北東—南西向拉張應(yīng)力環(huán)境[15-16]。晚白堊世—古新世，濟(jì)陽(yáng)坳陷依然處于左旋走滑應(yīng)力場(chǎng)中[17]。始新世—漸新世，在太平洋板塊快速俯沖于東亞大陸之下和印度板塊向北碰撞的共同作用下，華北地區(qū)處于右旋走滑應(yīng)力場(chǎng)中，濟(jì)陽(yáng)地區(qū)處于近南北向走滑—拉張應(yīng)力作用下。中新世以來(lái)，在西太平洋弧后擴(kuò)張響應(yīng)下，濟(jì)陽(yáng)地區(qū)進(jìn)入熱沉降階段和強(qiáng)度明顯減弱的右旋走滑應(yīng)力場(chǎng)中。

圖2埕東地區(qū)綜合柱狀圖

2.2 演化階段劃分

對(duì)應(yīng)應(yīng)力場(chǎng)的轉(zhuǎn)換，埕東構(gòu)造帶構(gòu)造演化可劃分為5個(gè)階段：

(1) 逆沖褶皺階段。三疊紀(jì)末期，在濟(jì)陽(yáng)地區(qū)北東—南西向水平擠壓應(yīng)力作用下，埕東地區(qū)南部和北部分別產(chǎn)生2條北西走向近平行的褶皺逆沖帶，即南部的埕南構(gòu)造帶和北部的埕北構(gòu)造帶，呈現(xiàn)北西向兩隆夾一凹的構(gòu)造格局，埕東地區(qū)屬于凹陷區(qū)(圖3a)。

(2) 構(gòu)造反轉(zhuǎn)階段。晚侏羅世—早白堊世，在北東—南西向拉分作用下，由于先期形成的埕南和埕北2條逆沖斷裂帶相對(duì)薄弱，沿著2條逆沖斷面率先發(fā)生滑脫，即發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)。在拉張應(yīng)力作用下，反轉(zhuǎn)斷層持續(xù)伸展，埕東構(gòu)造帶由凹陷區(qū)隆升為凸起帶(圖3b)。

圖3 埕東構(gòu)造帶構(gòu)造演化示意圖

(3) 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)階段。晚白堊世—古新世，在區(qū)域左旋走滑應(yīng)力下，推測(cè)埕東構(gòu)造帶發(fā)生了逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(圖3c)，導(dǎo)致斜坡區(qū)古生界—中生界原北西走向的地層在北部呈北西西走向，在埕東構(gòu)造帶“自旋”作用和西側(cè)埕寧隆起阻擋共同作用下，埕東北坡擠壓形成低幅度老河口和飛雁灘鼻狀構(gòu)造。

(4) 走滑—伸展階段。進(jìn)入始新世，在右旋走滑和近南北向拉分作用下(拉分作用占主導(dǎo)地位)，埕南和埕北斷層持續(xù)伸展，埕東構(gòu)造帶南部形成埕南斷層控制的渤南洼陷，北部形成埕北斷層控制的埕北凹陷。同時(shí)，北右旋走滑作用下形成埕東斷層(圖3d)切割北西走向的埕南斷層，形成埕東構(gòu)造帶。

(5) 熱沉降+順時(shí)針旋扭階段。中新世以來(lái)，進(jìn)入熱沉降為主的階段，在右旋走滑作用下，埕東構(gòu)造帶發(fā)生順時(shí)針旋扭運(yùn)動(dòng)，南部埕南斷層呈北西散開(kāi)、南東收斂的帚狀展布，東部埕東斷層呈西南收斂、北東散開(kāi)的帚狀形態(tài)(圖3e)。

3 構(gòu)造演化對(duì)油氣成藏的控制

3.1 對(duì)構(gòu)造帶形態(tài)和源-聚格局分布的控制

伴隨三疊紀(jì)—古新世期間的逆沖褶皺(圖4a)、拉分反轉(zhuǎn)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)以及走滑—伸展作用，埕東構(gòu)造帶經(jīng)歷凹陷升為凸起和“南升北降”的翹傾過(guò)程，到新近紀(jì)形成南高北低、北斜坡發(fā)育2條近南北走向鼻狀構(gòu)造的構(gòu)造形態(tài)(圖4b)。始新世—漸新世，埕南和埕北斷層持續(xù)伸展形成南部渤南洼陷和北部埕北凹陷2個(gè)深洼帶，發(fā)育深湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖區(qū)[18]，構(gòu)建了埕東構(gòu)造帶南北雙源供烴的格局(圖4c)。

3.2 對(duì)圈閉和輸導(dǎo)體系的控制

新近紀(jì)熱沉降階段，構(gòu)造平穩(wěn)，館陶組下段自四周向凸起南部高點(diǎn)層層超覆，形成環(huán)形超覆帶，館上段披覆在凸起高點(diǎn)之上，南部主要發(fā)育館下段的地層圈閉和館上段披覆構(gòu)造圈閉。埕東北坡館下段主要是辮狀河塊狀砂巖，難以形成有效圈閉，主要發(fā)育館上段曲流河河道砂體巖性圈閉。

埕東構(gòu)造帶以新近紀(jì)成藏為主[19]，成藏期斷裂特征決定油氣輸導(dǎo)效率。中新世以來(lái)，在構(gòu)造帶順時(shí)針旋扭作用下，埕南斷層具有扭張性質(zhì)，埕東斷層呈扭壓性質(zhì)，扭張性質(zhì)的埕南斷裂相對(duì)扭壓性質(zhì)的埕東斷裂運(yùn)移優(yōu)勢(shì)明顯[20-23]，南部主要形成以埕南斷層為主的垂向斷裂式運(yùn)移方式。北部埕北斷層具有與埕南斷層相似的性質(zhì)，是油氣縱向主要運(yùn)移通道，油氣沿埕北斷層直接進(jìn)入新近系，由于館下段缺少區(qū)域蓋層，主要沿館上段長(zhǎng)期洪泛面泥巖與下伏4砂層組優(yōu)質(zhì)砂巖形成的優(yōu)勢(shì)通道橫向運(yùn)移[24]，形成埕東構(gòu)造帶北部斷層-砂體為主的運(yùn)移路徑(圖4d)。

圖4埕東構(gòu)造帶不同演化階段對(duì)油氣成藏控制示意圖

3.3 對(duì)油氣分布規(guī)律的控制

埕東構(gòu)造帶南北圈閉類型的不同和運(yùn)移方式的差異決定油氣聚集規(guī)律不同。在南部地區(qū)，渤南洼陷的油氣沿著埕南斷層直接進(jìn)入館上段披覆構(gòu)造圈閉和館下段地層超覆圈閉，形成館上段披覆構(gòu)造油藏和館下段地層超覆油藏。在北部斜坡帶，埕北凹陷油氣沿埕北斷層館上段河道砂體運(yùn)移充注，主要形成館上段4砂層組巖性油藏，由于曲流河頻繁遷移、交互疊置，可形成大范圍分布的巖性油藏，鼻狀構(gòu)造背景上的巖性圈閉油氣富集程度更高。

3.4 有利勘探方向

(1) 南部地區(qū)。在館上段披覆構(gòu)造圈閉探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為7 000×104t，館下段地層超覆油藏、館上段構(gòu)造-巖性油藏、埕南斷裂帶(微)構(gòu)造油藏和構(gòu)造-巖性油藏是下一步有利勘探方向。館下段一個(gè)砂層組超覆尖滅帶即為一個(gè)油氣富集帶，具有多個(gè)砂層組超覆帶疊合連片的前景。館上段披覆構(gòu)造油藏主體界之外發(fā)育受河道砂巖控制的、具有獨(dú)立油水系統(tǒng)的構(gòu)造-巖性油藏。埕南斷裂帶既是油氣輸導(dǎo)帶，也是油氣富集帶，通過(guò)精細(xì)刻畫古近系和新近系小斷塊、小砂體，可發(fā)現(xiàn)一批規(guī)模小但產(chǎn)量高的(微)構(gòu)造和構(gòu)造-巖性油藏。

(2) 北部地區(qū)。在老河口和飛雁灘2個(gè)鼻狀構(gòu)造背景的館上段4砂層組河道砂巖性油藏探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為5 000×104t，鼻狀構(gòu)造之外的館上段4砂層組河道砂體和埕北斷裂帶館下段(微)構(gòu)造圈閉是下一步有利勘探方向。因油氣主要沿館上段4砂層組砂體內(nèi)橫向運(yùn)移，因此，每個(gè)砂體具有相對(duì)獨(dú)立的油水系統(tǒng)，只是構(gòu)造背景上砂體油氣充滿度相對(duì)高些，下一步要跳出背景的約束進(jìn)行描述和部署，館上段4砂層組砂體具有含油整體連片的前景。埕北斷層作為油氣縱向主要通道，高砂地比的館下段也可發(fā)育構(gòu)造圈閉并成為油氣聚集的有利場(chǎng)所。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1) 受區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)換影響，埕東構(gòu)造帶經(jīng)歷了三疊紀(jì)末期擠壓抬升、晚侏羅紀(jì)—早白堊紀(jì)拉張反轉(zhuǎn)、晚白堊世—古新世逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、始新世—漸新世走滑—伸展和中新世以來(lái)熱沉降+順時(shí)針旋扭5個(gè)構(gòu)造演化階段。

(2) 擠壓抬升、拉張反轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)階段控制埕東構(gòu)造帶形成南高北低、北斜坡發(fā)育2條南北向微幅低隆起的構(gòu)造底形，走滑—伸展階段形成埕東構(gòu)造帶南北雙向供烴源-聚空間格局，熱沉降+順時(shí)針旋階段控制了埕東構(gòu)造帶新近系南北成藏的差異性，即南部地區(qū)渤南洼陷供烴、垂向斷層輸導(dǎo)，主要發(fā)育館上段披覆構(gòu)造油藏和館下段地層油藏；北部地區(qū)埕北洼陷供烴、斷層-巖性輸導(dǎo)，主要發(fā)育館上段巖性油藏。