郭新軍

(中國(guó)石化 東北油氣分公司 生產(chǎn)運(yùn)行管理處，長(zhǎng)春 130062)

對(duì)國(guó)內(nèi)主要含油氣盆地油氣藏分布特征統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，70%以上的油氣藏沿?cái)嗔颜共蓟蛘叻植加跀嗔迅浇?，斷裂?duì)油氣藏具有重要的控制作用[1]；同時(shí)，斷裂的重要性也早已被地質(zhì)家們所認(rèn)識(shí)[2-4]。松遼盆地東南隆起區(qū)伏龍泉斷陷為東斷西超的箕狀斷陷，受近南北向斷裂分段控制形成南北兩次洼，斷陷期平面上由東至西可劃分為洼陷帶、兩洼間低凸起和西部緩坡帶(細(xì)分為斷階帶和超覆帶)(圖1)。伏龍泉斷陷是松遼盆地南部油氣較為富集的斷陷之一，目前已發(fā)現(xiàn)產(chǎn)油氣區(qū)主要位于靠近大斷裂的東部淺層和西部緩坡區(qū)斷階帶的中深層，研究表明，該區(qū)斷裂對(duì)油氣成藏控制作用較強(qiáng)[5-6]。本文以伏龍泉斷陷西部緩坡區(qū)為例，重點(diǎn)分析不同級(jí)別斷裂的性質(zhì)、活動(dòng)性和組合形態(tài)，總結(jié)斷裂對(duì)原生油氣藏和次生油氣藏的控制作用。

1 斷裂基本特征

1.1 斷裂分期分級(jí)

從晚三疊世開(kāi)始，松遼地區(qū)在環(huán)太平洋構(gòu)造域發(fā)展演化的背景下，開(kāi)始受到2種動(dòng)力的影響和控制。一種為地殼深部地幔物質(zhì)的熱動(dòng)力變化，上地幔上穹隆引起大陸殼初始張裂；另一種則是太平洋板塊向歐亞大陸東緣俯沖形成的擠壓作用[7-8]。松遼盆地的形成和早期發(fā)育階段主要受第一種動(dòng)力的控制，盆地在發(fā)展過(guò)程中具有張力和壓力兩重性，表現(xiàn)為早期裂谷、中期拗陷、晚期褶皺的特點(diǎn)[9]。伏龍泉斷陷作為松遼盆地的三級(jí)構(gòu)造單元，盆地的發(fā)展演化可分為3個(gè)時(shí)期，即斷陷期、拗陷期和反轉(zhuǎn)期，因此，斷裂發(fā)育期次也可以分為3期，即斷陷期、拗陷期和反轉(zhuǎn)期。同時(shí)，按照斷裂控制作用亦可分為3級(jí)(圖2)，即一級(jí)控洼斷裂(黑色表示)，主要發(fā)育于伏龍泉斷陷東部，控制洼陷分布；二級(jí)同沉積斷裂(藍(lán)色表示)；三級(jí)調(diào)節(jié)斷裂(紅色表示)，二、三級(jí)斷裂主要發(fā)育于伏龍泉斷陷西部緩坡帶。

圖1 松遼盆地伏龍泉斷陷構(gòu)造綱要

1.2 斷裂性質(zhì)

伏龍泉斷陷自南向北發(fā)育2條一級(jí)控洼斷裂，即F1和F2，主要受東西向拉張應(yīng)力作用，形成近南北走向、西傾的張性斷裂，為伸展構(gòu)造運(yùn)動(dòng)下形成的基底卷入犁式正斷裂，上陡下緩，最大斷距可達(dá)4 000 m。其中F1斷裂受上白堊統(tǒng)明水組沉積末期反轉(zhuǎn)構(gòu)造的影響，形成下正上逆的斷裂特征。

伏龍泉斷陷發(fā)育11條同沉積斷裂，即F3—F13(圖2)，同沉積斷裂又稱(chēng)為生長(zhǎng)斷裂，主要發(fā)育于盆地西部緩坡帶，在沉積盆地形成和發(fā)育過(guò)程中，隨著控洼斷裂的持續(xù)活動(dòng)，盆地不斷沉降，在其對(duì)應(yīng)面形成多條同沉積斷裂，以平衡控洼斷裂的伸展作用產(chǎn)生的應(yīng)力釋放。

伏龍泉斷陷西部緩坡帶發(fā)育2條典型的同沉積斷裂F6和F7。F6斷裂下部具有正斷裂的特征，上部受到明水組沉積末期反轉(zhuǎn)的影響，也具有逆斷裂的特征，斷開(kāi)T5—T2反射層，主體呈南北向展布，在區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度14.5 km，傾向東，最大斷距230 m(表1)。該斷裂在沙河子組沉積早期—登婁庫(kù)組沉積晚期為正斷裂，控制了早期斷陷的形成和發(fā)展，在四方臺(tái)期—明水期該斷裂受到強(qiáng)烈的擠壓發(fā)生反轉(zhuǎn)作用，形成逆沖斷裂。F7斷裂具有正斷裂的特征，斷開(kāi)了T5—T2反射層，呈南北向展布，在研究區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度12.1 km，傾向東，最大斷距325 m(表1)。該斷裂主要在火石嶺組—營(yíng)城組沉積早期活動(dòng)強(qiáng)烈，在之后的構(gòu)造變形中活動(dòng)較弱。

圖2 松遼盆地伏龍泉斷陷斷裂分期分級(jí)平面與剖面示意圖

序號(hào)斷層編號(hào)級(jí)別斷層性質(zhì)斷開(kāi)層位最大斷距/m延伸長(zhǎng)度/km走向傾向1F12F23F34F45F56F67F78F89F910F1011F1112F1213F1314F1415F1516F1617F1718F1819F1920F2021F2122F2223F2324F2425F2526F2627F2728F2829F2930F30一級(jí)二級(jí)三級(jí)上逆下正T2—T53 20031.1NE轉(zhuǎn)SNW正T2—T54 00018.0SN-NNWW正T2—T54758.1SNW正T2—T51009.0SNW正T2—T555012.1SNW上逆下正T2—T323014.5SNE正T2—T532512.1SNE正T3—T142005.5SNE正T22—T41252.0SNE正T—T51 2004.0SNW正T32—T53403.1SNW正T2—T53003.9SNW正T22—T53255.0SN-NWSW正T2—T53504.1SNE正T4—T51253.5SNE正T4—T5505.0SNE正T3—T51757.7NWW正T22—T5506.3SNW正T22—T5757.0SNW正T22—T5755.8SNE正T2—T5504.1SNE正T2—T141003.6SNW正T2—T141203.8SNW正T32—T14253.9SNE正T32—T14251.8NWNE正T2—T141254.5SNW正T2—T141004.3SNW正T2—T141005.1SNW正T2—T4255.4SNW正T2—T51004.8SNW

伏龍泉斷陷調(diào)節(jié)斷裂發(fā)育，比較容易識(shí)別的有17條，即F14—F30，它們是一級(jí)控洼斷裂和二級(jí)同沉積斷裂的伴生斷裂和調(diào)節(jié)斷裂。此類(lèi)斷裂雖然在構(gòu)造活動(dòng)中只起一定調(diào)節(jié)作用，但是它們?cè)诜潜承鳖?lèi)構(gòu)造圈閉的形成中卻起決定作用，同時(shí)也是形成淺層次生油氣藏的關(guān)鍵斷裂。

2 斷裂控制作用

2.1 同沉積斷裂輸導(dǎo)和封堵作用

吳智平等[4]提出同沉積斷裂有著較為特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，深度越大，活動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，現(xiàn)今表現(xiàn)為斷距越大，從而導(dǎo)致下部滑動(dòng)破碎帶發(fā)育，對(duì)油氣主要起封堵作用；中部誘導(dǎo)裂縫帶發(fā)育，對(duì)油氣主要起輸導(dǎo)作用；而活動(dòng)量極弱的淺部則為塑性變形帶，斷裂基本沒(méi)有開(kāi)啟。

如圖3所示，從縱向斷距大小變化來(lái)看，沙河子組—登一段沉積時(shí)期為伏龍泉斷陷西部緩坡帶同沉積斷裂F6和F7的主活動(dòng)期，活動(dòng)量大，易于在沙河子組—登一段地層形成滑動(dòng)破碎帶，有利于油氣封堵。早期排烴至沙河子組—登一段的原生油氣藏，在后期斷裂活動(dòng)中被封堵保存下來(lái)，并未發(fā)生二次運(yùn)移。而2條同沉積斷裂F6和F7在登二段—泉一段沉積期活動(dòng)量減小，易于形成誘導(dǎo)裂縫帶，有利于油氣向上輸導(dǎo)。泉一段以上斷裂活動(dòng)量極小，基本處于未開(kāi)啟狀態(tài)，為塑性變形帶，不能形成油氣輸導(dǎo)。

SORKHABI等[2]研究表明，斷裂帶寬度與斷距存在1∶10～1∶100的關(guān)系。統(tǒng)計(jì)斷裂F6和F7平面上不同部位沙河子組和登一段的斷距變化(圖4)，斷距向南北兩側(cè)逐漸變小，表明同沉積斷裂向南北兩側(cè)開(kāi)始消亡，活動(dòng)強(qiáng)度逐漸減弱，易于形成誘導(dǎo)裂縫，垂向輸導(dǎo)能力加強(qiáng)，而側(cè)向封堵能力減弱。

研究認(rèn)為同一條斷裂主動(dòng)盤(pán)與被動(dòng)盤(pán)對(duì)油氣輸導(dǎo)與封堵同樣也存在差異[10-12]。斷裂活動(dòng)時(shí)主動(dòng)盤(pán)摩擦被動(dòng)盤(pán)，易于形成誘導(dǎo)裂縫帶，作為油氣垂向輸導(dǎo)的通道；被動(dòng)盤(pán)則易于形成滑動(dòng)破碎帶或者發(fā)生泥巖涂抹，側(cè)向封堵油氣[13-15]。圖5為同沉積斷裂F6斷裂上、下盤(pán)油氣輸導(dǎo)示意圖，東部上盤(pán)為主動(dòng)盤(pán)，斷裂活動(dòng)過(guò)程中大量誘導(dǎo)縫發(fā)育形成，斷面成為油氣運(yùn)移的主要通道，油氣沿?cái)嗝嫦蛏线\(yùn)移；而西部下盤(pán)(被動(dòng)盤(pán))在斷裂活動(dòng)過(guò)程中則形成泥巖涂抹，對(duì)油氣藏起到側(cè)向封堵作用。位于西部下盤(pán)的勝利201井鉆遇到氣藏，說(shuō)明F6斷裂對(duì)下盤(pán)油氣起到了封堵作用。

圖3 松遼盆地伏龍泉斷陷同沉積斷裂地震剖面

圖4 松遼盆地伏龍泉斷陷西部緩坡帶F6和F7同沉積斷裂不同部位斷距變化

圖5 松遼盆地伏龍泉斷陷西部緩坡帶同沉積斷裂上、下盤(pán)油氣輸導(dǎo)—封堵模式

2.2 斷裂組合控藏作用

同沉積斷裂是伏龍泉斷陷西部緩坡帶重要的油源斷裂，在其活動(dòng)過(guò)程中不僅起到溝通源儲(chǔ)、輸導(dǎo)油氣的作用，同時(shí)，不同的斷裂組合特征也形成不同的油氣聚集的場(chǎng)所[16-20。本文以西部緩坡帶勝利201井鉆遇到的油氣藏為例，分析總結(jié)斷裂組合對(duì)兩類(lèi)油氣藏的控制作用。

如圖6所示，第一類(lèi)油氣藏主要受控于F6和F7兩條同沉積斷裂以及在活動(dòng)期為平衡應(yīng)力而伴生的與之近垂直或大角度斜交的調(diào)節(jié)斷裂，兩者組合形成的斷塊圈閉，即勝利201井登一段原生油氣藏。F6和F7斷裂在活動(dòng)時(shí)溝通烴源巖，油氣沿西部F7斷裂主動(dòng)盤(pán)側(cè)沿?cái)嗝嫦蛏线\(yùn)移，進(jìn)入登一段儲(chǔ)層，遇泥巖蓋層聚集；而東部 F6斷裂被動(dòng)盤(pán)側(cè)斷面由于滑動(dòng)破碎，泥巖涂抹，形成側(cè)面封堵，有效保存油氣。此類(lèi)斷裂組合形式及活動(dòng)特點(diǎn)控制了登一段原生油氣藏的聚集。第二類(lèi)油氣藏主要受控于單條同沉積斷裂與三級(jí)花式調(diào)節(jié)斷裂組合而形成的淺層塹背形聚油氣構(gòu)造，即勝利201登四段—泉一段油氣藏。F6斷裂以東主動(dòng)盤(pán)因晚期側(cè)向重力滑動(dòng)壓實(shí)作用，使上部地層拉張陷落，形成了塹式正斷裂與同沉積斷裂共同組成的塹背形構(gòu)造樣式，是良好的油氣聚集背景。且斷裂持續(xù)活動(dòng)時(shí)，遭到破壞的原生油氣藏油氣發(fā)生二次運(yùn)移，油氣沿同沉積斷裂東部主動(dòng)盤(pán)側(cè)斷裂垂向輸導(dǎo)，并沿調(diào)節(jié)斷裂持續(xù)分散向上運(yùn)移，在登四段—泉一段塹背形構(gòu)造上形成次生油氣藏。

圖6 松遼盆地伏龍泉斷陷西部緩坡帶斷裂組合控藏模式

3 結(jié)論

(1)伏龍泉斷陷受張拉作用影響，發(fā)育近30條近南北走向的張性正斷裂，按形成時(shí)期可分為斷陷期、拗陷期和反轉(zhuǎn)期3期，按控制作用可分為控洼斷裂、同沉積斷裂和調(diào)節(jié)斷裂3級(jí)。

(2)伏龍泉斷陷西部緩坡帶發(fā)育F6和F7兩條同沉積斷裂，是重要的油源斷裂，表現(xiàn)為下部斷距大，滑動(dòng)破碎帶發(fā)育，有利于油氣側(cè)向封堵；上部斷距小，誘導(dǎo)裂縫帶發(fā)育，有利于油氣垂向輸導(dǎo)；且主動(dòng)盤(pán)斷面是油氣垂向輸導(dǎo)的通道，被動(dòng)盤(pán)斷面有利于油氣側(cè)向封堵。

(3)同沉積斷裂與調(diào)節(jié)斷裂兩種組合形式控制形成了登一段原生油氣藏和登四段—泉一段次生油氣藏。