張?jiān)沏y ，張偉忠 ，毛振強(qiáng) ，陳丙申 ，于正軍 ，于景強(qiáng)

（1.中國石化勝利油田分公司物探研究院，山東 東營 257022；2.中國石化勝利油田分公司純梁采油廠，山東 博興 256504）

0 引言

走滑-拉張斷裂帶具有張性兼扭性的力學(xué)特性，是走滑與拉張共同作用的結(jié)果［1］。受太平洋板塊及印度洋板塊俯沖的影響，在我國含油氣盆地中，走滑與拉張共同作用形成了走滑-拉張斷裂帶［2-5］。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)已發(fā)現(xiàn)的走滑-拉張斷裂帶的控藏作用進(jìn)行了研究，認(rèn)為走滑-拉張斷裂帶控制了含油氣盆地的儲(chǔ)層發(fā)育、圈閉條件、油氣成藏等，是油氣運(yùn)移聚集的有利區(qū)帶［6-11］。

由于走滑-拉張斷裂帶的靜態(tài)構(gòu)造樣式及動(dòng)態(tài)構(gòu)造演化有差異，導(dǎo)致沉積儲(chǔ)層、油氣成藏等具有不同的控制作用，使得油氣富集程度相差甚大，顯示了油氣成藏的復(fù)雜性。目前，東營凹陷南坡走滑-拉張斷裂帶缺乏深入研究，控藏作用認(rèn)識(shí)不明晰，制約了油氣勘探。本文基于三維地震資料，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征，對(duì)金家走滑-拉張斷裂帶進(jìn)行了系統(tǒng)研究，明確了該區(qū)油氣成藏的控制作用，指明了有利勘探區(qū)，為金家地區(qū)乃至整個(gè)東營凹陷南坡中深層勘探提供了技術(shù)支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

東營凹陷位于渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷帚狀構(gòu)造體系的東南部，新生代以來受到郯廬斷裂帶右旋走滑的控制，走滑-拉張斷裂帶在盆地內(nèi)廣泛發(fā)育。陡坡帶發(fā)育以帚狀構(gòu)造樣式為主的北東向走滑-拉張斷裂帶，緩坡帶發(fā)育以雁列構(gòu)造樣式為主的走滑-拉張斷裂帶。勘探實(shí)踐表明，緩坡帶的雁列走滑-拉張斷裂帶具有多層系含油的特點(diǎn)。八面河斷裂帶探明儲(chǔ)量1.62×108t，揭示了多層疊合的復(fù)式成藏特征。東營凹陷為典型的北斷南超箕狀斷陷盆地，受早期北西向斷層繼承性活動(dòng)的影響，發(fā)育北西向和北東向2組斷層：北西向斷層主要有陳南斷層?xùn)|段、石村斷層等；北東向斷層主要有高青—平南斷層、陳南斷層西段、博興斷層和濱南斷層等。北部陡坡帶受高青、濱南—利津及勝北斷裂帶的控制，主要發(fā)育北東向右旋帚狀走滑-拉張斷裂帶；南部緩坡帶受基底斷裂帶以及郯廬斷裂帶右旋走滑的影響，主要發(fā)育北西向和北東向2組雁列走滑-拉張斷裂帶（見圖1）。

圖1 東營凹陷南坡金家構(gòu)造帶區(qū)域位置

研究區(qū)金家構(gòu)造帶位于東營凹陷西南部邊緣，鄰近博興生油洼陷，南部鼻狀構(gòu)造與魯西隆起相接。構(gòu)造整體呈北北東向展布，主要的構(gòu)造形變體現(xiàn)在中深層，淺層構(gòu)造活動(dòng)逐漸減弱。本區(qū)地層發(fā)育較全，新生代地層向南逐漸超覆在魯西隆起之上。金家地區(qū)中淺層已經(jīng)上報(bào)探明儲(chǔ)量近億噸，勘探程度較高，而中深層沙四下孔店組勘探程度較低，一直未有規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)。通過研究金家走滑-拉張斷裂帶，以期推動(dòng)本區(qū)中深層勘探進(jìn)程，并帶動(dòng)?xùn)|營凹陷南坡其他地區(qū)的油氣勘探。

2 走滑-拉張斷裂帶構(gòu)造樣式

金家走滑-拉張斷裂帶平面上呈北北東向，構(gòu)造特征從深層到中淺層差異明顯。深層主要為一條北東走向的走滑斷層，向北終止于博興斷層，向南一直延伸到魯西隆起，延伸長度為15～20 km。早期的走滑作用切割了東西向北傾斷層，斷層走滑位移量達(dá)1.7 km。中淺層表現(xiàn)為右旋左階雁列組合樣式，北東走向的次級(jí)斷層依次左階排列，組成了右旋特征的雁列組合樣式（見圖2）。新近紀(jì)晚期，金家走滑-拉張斷裂帶基本消亡。

圖2 金家走滑-拉張斷裂帶平面分布

金家斷層剖面上傾向北西，斷面的傾角較大，在55°～65°，具有由淺層到深層、由北部到南部斷層傾角逐漸加大的特點(diǎn)。垂向斷距在50～100 m，局部地區(qū)垂向斷距不明顯。剖面組合樣式由北向南逐漸從負(fù)花狀構(gòu)造過渡到單條直立斷層，負(fù)花狀構(gòu)造在淺層較為明顯，深層表現(xiàn)為直立斷層，斷層傾向正西，也有傾向變化的現(xiàn)象。金家走滑-拉張斷裂帶兩側(cè)的地層厚度差異較小，沙三段沉積之后，局部有地層加厚現(xiàn)象。整體來看，金家走滑-拉張斷裂帶對(duì)地層沉積的控制作用不明顯（見圖3）。

圖3 金家走滑-拉張斷裂帶地震剖面

3 走滑-拉張斷裂活動(dòng)性量化表征

3.1 量化表征方法

斷層活動(dòng)性是指生長斷層在某一地質(zhì)歷史時(shí)期的活動(dòng)強(qiáng)度。伸展構(gòu)造的斷層活動(dòng)性評(píng)價(jià)方法相對(duì)較成熟，目前常用方法主要有生長指數(shù)［12］、斷層落差［13］、斷層活動(dòng)速率［14］及滑動(dòng)速率［15］等，但是走滑-拉張斷裂活動(dòng)性尚未有系統(tǒng)研究。幾何學(xué)特征表明，走滑-拉張斷裂帶在同一時(shí)期具有走滑與拉張雙重作用，斷裂活動(dòng)性評(píng)價(jià)要同時(shí)考慮走滑和拉張兩方面。

斷層活動(dòng)速率法可以表征走滑強(qiáng)度和拉張強(qiáng)度。為了更好地表征斷層在地質(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)走滑作用與拉張作用的相互關(guān)系，本文提出了走滑-拉張斷裂活動(dòng)性量化表征參數(shù)——走滑比率SSR（Strike Slide Ratio）。走滑比率是沿?cái)鄬幼呦蚧顒?dòng)強(qiáng)度與斷層總活動(dòng)強(qiáng)度的比值（見式（1）），表征了在同一歷史時(shí)期內(nèi)斷層某處走滑作用所占的比重，計(jì)算式為

式中：S為走向斷距，m；H為斷層落差，m；α為斷面傾角，（°）。

當(dāng)走滑比率等于0時(shí)，為純拉張斷層；當(dāng)走滑比率等于1.00時(shí)，為純走滑斷層；當(dāng)走滑比率在0～0.71時(shí)，拉張作用占主導(dǎo)，為扭張構(gòu)造；當(dāng)走滑比率在0.71～1.00時(shí)，走滑作用占主導(dǎo)，為張扭構(gòu)造。

走滑比率僅能表征同一時(shí)期不同位置走滑作用與拉張作用的相互關(guān)系，在斷裂活動(dòng)性評(píng)價(jià)過程中還需同時(shí)考慮走滑強(qiáng)度和拉張強(qiáng)度。

3.2 斷裂活動(dòng)性評(píng)價(jià)

綜合考慮金家走滑-拉張斷裂帶的走滑強(qiáng)度和拉張強(qiáng)度，基于走滑比率開展了走滑-拉張斷裂活動(dòng)性評(píng)價(jià)。利用金家斷層兩側(cè)東西向次級(jí)斷層的交切關(guān)系，分析了不同時(shí)期沿?cái)鄬幼呦虻淖呋瑪嗑嗉把財(cái)鄬觾A向的垂直斷距，并分析了不同時(shí)期的活動(dòng)強(qiáng)度，建立了金家走滑-拉張斷裂活動(dòng)性評(píng)價(jià)圖（見圖4，藍(lán)線和紅線的寬度分別代表走滑量和伸展量大?。?。

圖4 金家走滑-拉張斷裂活動(dòng)性評(píng)價(jià)

研究表明：孔店期金家斷層走滑量最大達(dá)1.7 km，斷層在平面上為一條連續(xù)的走滑斷層，垂向斷距較小，兩側(cè)地層厚度差異不大，以走滑作用為主；沙四期沿?cái)鄬幼呦虻幕顒?dòng)強(qiáng)度減弱，走滑量減小，垂向活動(dòng)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，伸展量增大，下降盤地層增厚，平面上斷層組合為一系列北東東向小斷層組成的雁列式組合樣式。金家走滑-拉張斷裂帶早期以走滑作用為主，發(fā)育單條直立斷層，后期隨著盆地的整體拉張作用，斷層垂向活動(dòng)逐漸加強(qiáng)，形成了右旋左階雁列式組合樣式。

3.3 構(gòu)造演化特征

目前，構(gòu)造演化的研究方法以平衡剖面居多［16-18］。針對(duì)走滑-拉張斷裂帶要同時(shí)考慮伸展量和走滑量的特點(diǎn)，常用的二維平衡剖面分析方法難以全面表征走滑-拉張斷裂的時(shí)空演化特征。本文在二維構(gòu)造演化的基礎(chǔ)上，利用三維地震拉平技術(shù)，將金家地區(qū)三維相干地震數(shù)據(jù)體分別沿古生代、孔店期、沙三期頂部進(jìn)行拉平（見圖5）?；谌S體顯示技術(shù)，開展3個(gè)時(shí)期空間斷裂組合特征研究，明確了金家走滑-拉張斷裂帶的構(gòu)造演化特征。

圖5 金家走滑-拉張斷裂帶構(gòu)造演化模式

研究表明：在金家走滑-拉張斷裂帶的構(gòu)造演化早期，發(fā)育了一條北東向的走滑斷層，斷面陡直，傾角70°～80°，向北終止于博興斷層，切割了東西向次級(jí)斷層，形成了以扭應(yīng)力為主的構(gòu)造格局。隨著盆地進(jìn)入整體斷陷階段，金家走滑-拉張斷裂帶在沙三期和沙四期，由單條連續(xù)走滑斷層演化為雁列式組合斷層，斷層由一系列北東東向的分支斷層構(gòu)成，向北的一條分支斷層與博興斷層相接。與孔店期相比，沙三期扭應(yīng)力逐漸減小，張應(yīng)力增大，但整體上還是以扭應(yīng)力為主，對(duì)沉積地層控制作用有限。隨著東營凹陷整體進(jìn)入新近紀(jì)弱扭動(dòng)演化階段，金家走滑-拉張斷裂帶在館陶期也表現(xiàn)為雁列式組合特征，次級(jí)斷層的分布以及組合特征與沙三期基本一致。

4 油氣成藏的控制作用

4.1 走滑-拉張斷裂帶對(duì)圈閉的控制作用

研究區(qū)圈閉的發(fā)育受金家走滑-拉張斷裂帶的控制作用明顯，深層孔店組受金家主斷裂扭應(yīng)力較強(qiáng)作用的影響，靠近走滑斷層發(fā)育了一系列與主斷裂平行的扭張脊，與主斷裂共同形成斷鼻圈閉群［19-21］。金家走滑-拉張斷裂帶東側(cè)受東西向分支斷層控制，形成一系列平行分布的斷塊圈閉，這些圈閉由東西向被切割的斷層以及近南北向的小斷層共同形成。

從圈閉有效性分析來看：靠近走滑斷層，應(yīng)力相對(duì)收斂，斷面傾角大，應(yīng)力場(chǎng)以扭應(yīng)力為主，斷面緊閉，封閉性較好；遠(yuǎn)離走滑斷層，應(yīng)力相對(duì)分散，斷面傾角相對(duì)減小，應(yīng)力場(chǎng)以張應(yīng)力為主，扭應(yīng)力為輔，斷面開啟性增強(qiáng)，平面上油氣運(yùn)移距離增大。

4.2 走滑-拉張斷裂帶對(duì)油氣藏分布的控制作用

通過分析金家地區(qū)所有層系的探明儲(chǔ)量可以發(fā)現(xiàn)：中淺層已發(fā)現(xiàn)油藏均位于金家走滑-拉張斷裂帶附近，走滑-拉張斷裂帶與博興斷層相接，形成了南北向主要的油氣輸導(dǎo)通道；油氣沿博興斷層進(jìn)入金家走滑-拉張斷裂帶之后，主要沿扭張脊向高部位運(yùn)移，同時(shí)也沿砂體和被切割的東西向斷層向東西兩側(cè)運(yùn)移（見圖6）。含油高度受金家走滑-拉張斷裂帶構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的差異性及距離油源主通道遠(yuǎn)近的雙重控制，靠近博興斷層及金家走滑-拉張斷裂帶收斂端的圈閉，含油高度達(dá)120 m。金家走滑-拉張斷裂帶東西向發(fā)散端的含油高度由北向南逐漸降低，一方面受油源遠(yuǎn)近的影響，另一方面受發(fā)散端張應(yīng)力的影響，斷層封閉性較收斂端差，油氣側(cè)向輸導(dǎo)距離較遠(yuǎn)，由北向南含油高度由100 m減小到40 m。

圖6 金家走滑-拉張斷裂帶油氣分布平面疊合

4.3 油氣成藏模式

金家走滑-拉張斷裂帶原地不具備生油條件，油氣來源于北部的博興洼陷。構(gòu)造特征研究表明，走滑-拉張斷裂帶一側(cè)形成扭張凸起，另一側(cè)形成扭張溝谷，同時(shí)多期斷裂相互切割，形成了塹壘、切割式斷塊圈閉群。骨架砂體是油氣側(cè)向運(yùn)移的主要通道，斷層側(cè)向封堵是主要的控藏因素，增壓區(qū)斷層以封堵作用為主，釋壓區(qū)以側(cè)向輸導(dǎo)為主。走滑斷層形成的扭張溝谷分割儲(chǔ)層，油氣沿骨架砂體側(cè)向運(yùn)移，受走滑斷層側(cè)向封堵油氣的影響，形成雁列分割式成藏模式（見圖7）。

圖7 金家走滑-拉張斷裂帶油氣成藏模式

5 結(jié)論

1）金家走滑-拉張斷裂帶的斷層組合樣式在不同時(shí)期差異明顯：早期為一條北東向走滑斷層，斷面陡直，走滑位移量較大；后期逐漸演化為右旋左階的雁列式組合樣式，剖面上表現(xiàn)為負(fù)花狀構(gòu)造。

2）金家走滑-拉張斷裂帶早期為走滑斷層，斷層活動(dòng)性主要體現(xiàn)在水平方向的位移，垂向地層厚度基本一致，垂向斷距較小；后期逐漸以扭張應(yīng)力為主，垂向活動(dòng)性占比逐漸增大。

3）金家走滑-拉張斷裂帶控制了金家地區(qū)油氣成藏過程，是主要的油氣輸導(dǎo)通道。斷裂帶演化及特征控制了一系列構(gòu)造及構(gòu)造-巖性圈閉，右旋走滑特征也控制了釋壓區(qū)輸導(dǎo)、增壓區(qū)富集的油氣成藏模式。