付 輝

(中石油遼河油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010)

羅金華，趙東旭

(中石油大港油田分公司，天津 300280)

金 科，高榮錦

(中石油遼河油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010)

西部凹陷東部陡坡帶斷坡控砂模式及其成藏特征研究

付 輝

(中石油遼河油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010)

羅金華，趙東旭

(中石油大港油田分公司，天津 300280)

金 科，高榮錦

(中石油遼河油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010)

西部凹陷東部陡坡帶邊界斷裂長(zhǎng)期繼承性活動(dòng)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，是早期拉張和晚期走滑等多期構(gòu)造應(yīng)力共同作用的結(jié)果。根據(jù)邊界斷裂幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的特征，將西部凹陷東部陡坡帶北部的斷坡類(lèi)型分為鏟式、階梯式和坡坪式3類(lèi)。不同斷坡類(lèi)型對(duì)盆地的沉積充填樣式、砂體發(fā)育規(guī)模和油氣藏類(lèi)型具有明顯的控制作用。研究結(jié)果表明，階梯式斷坡結(jié)構(gòu)中斷坡一方面控制扇體的發(fā)育，另一方面作為油源斷裂溝通扇體與油源，成藏條件優(yōu)越。鏟式及坡坪式斷坡結(jié)構(gòu)中發(fā)育的低位湖底扇和滑塌濁積扇易形成巖性油氣藏，為有利勘探目標(biāo)。

斷坡；陡坡帶；砂礫巖體；西部凹陷；成藏模式

西部凹陷東部陡坡帶位于遼河斷陷西部凹陷東部，隸屬于臺(tái)安大洼斷裂系，東側(cè)與中央凸起相鄰，西側(cè)逐漸過(guò)渡到洼陷帶。臺(tái)安-大洼斷裂帶的發(fā)育和演化控制了該區(qū)的基本構(gòu)造格局[1]。因東部陡坡帶緊鄰中央凸起物源區(qū)，物源供給充足，具有多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與多物源的特點(diǎn)，形成了復(fù)雜多樣的砂體類(lèi)型。砂體橫向變化大，縱向多期次疊置，沿?cái)嗥掳l(fā)育大規(guī)模多期次、分布復(fù)雜的砂礫巖體，且緊鄰?fù)菹輲?，油氣成藏條件優(yōu)越，從已發(fā)現(xiàn)的砂礫巖體油氣藏來(lái)看，該區(qū)油氣藏具有油層厚度大，油藏豐度高的特點(diǎn)。

砂礫巖體識(shí)別和描述及控藏的主要因素是制約工區(qū)勘探的主要問(wèn)題。下面，筆者從控制砂礫巖體形成的因素分析，研究砂礫巖體形成條件及分布規(guī)律，并以砂礫巖體為單元，研究其與油源及構(gòu)造等油氣成藏因素的配置關(guān)系。

1 砂礫巖體斷坡控砂模式

砂礫巖體的分布規(guī)律復(fù)雜，有平面分帶、垂向分期、溝扇對(duì)應(yīng)等特點(diǎn)，控制因素多樣，主要包括構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、邊界斷裂類(lèi)型、古地貌、物源條件和湖平面升降。

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)宏觀上控制砂礫巖體的發(fā)育，邊界斷裂是控制砂礫巖體形成和分布最主要的因素[2-3]。工區(qū)構(gòu)造演化大體可分為2個(gè)階段：沙四段-東營(yíng)組早期為拉張裂陷期，東營(yíng)組晚期-館陶組晚期裂陷衰減期，砂礫巖體主要在裂陷期發(fā)育，牛心坨時(shí)期和凹陷裂開(kāi)時(shí)期，湖盆位于牛心坨地區(qū)，受臺(tái)安-大洼斷層控制，沿陡坡發(fā)育沖積扇-扇三角洲沉積體系；高升組至杜家臺(tái)組時(shí)期臺(tái)安-大洼斷層持續(xù)活動(dòng)，凹陷范圍逐漸向南擴(kuò)張。進(jìn)入沙三段期，為裂陷的深陷階段，該時(shí)期為工區(qū)砂礫巖體發(fā)育的重要時(shí)期，臺(tái)安大洼斷層強(qiáng)烈活動(dòng)，沿陡坡發(fā)育了大規(guī)模的沖積扇、扇三角洲、近岸水下扇等砂礫巖體。進(jìn)入裂陷衰減期，主要發(fā)育大規(guī)模的辮狀河-扇三角洲沉積體系。

古地貌對(duì)砂礫巖體發(fā)育的控制作用體現(xiàn)在邊界斷裂坡度及古沖溝上，對(duì)工區(qū)已發(fā)現(xiàn)的砂礫巖體所發(fā)育的邊界斷裂的坡度進(jìn)行測(cè)算后，發(fā)現(xiàn)邊界斷裂坡度為40°以上的地區(qū)容易發(fā)育近岸水下扇，滑塌濁積扇等扇體，坡度在40°以下的坡度容易發(fā)育沖積扇、扇三角洲等扇體。同時(shí)，沿陡坡邊緣發(fā)育一些列的古沖溝，決定了扇體發(fā)育的具體部位，來(lái)自東側(cè)的物源正是沿著這些古沖溝進(jìn)入湖盆，沿陡坡邊緣形成一系列的扇體。

2 斷裂邊界構(gòu)造演化及沉積響應(yīng)

分析了工區(qū)邊界斷裂特征后發(fā)現(xiàn)，邊界斷裂類(lèi)型及其控砂模式?jīng)Q定了扇體的平面展布和垂向疊置關(guān)系，從北到南歸納了3種邊界斷裂類(lèi)型，即牛心坨地區(qū)為坡坪式邊界斷裂，臺(tái)安地區(qū)為鏟式邊界斷裂，雷家-冷家為斷階式邊界斷裂，對(duì)不同的邊界斷裂特征及其控砂模式進(jìn)行了分析。

不同斷坡類(lèi)型沉積相組合不同，扇體規(guī)模不同，砂礫巖分布范圍和厚度也不同。

2.1 邊界斷裂類(lèi)型

圖1 斷階式邊界構(gòu)造樣式

1)斷階式邊界斷裂 斷階式邊界斷裂類(lèi)型位于冷東雷家地區(qū)，邊界斷裂由階梯式的多個(gè)斷階組成，扇體受斷階控制，沿各級(jí)斷階展布，形成多個(gè)扇體條帶。沿?cái)嚯A發(fā)育扇三角洲，近岸水下扇，滑塌濁積扇等多種扇體，類(lèi)型較多，砂礫巖體延伸較遠(yuǎn)(見(jiàn)圖1)。斷階式邊界(冷東、雷家)：相類(lèi)型豐富(沖積扇、扇三角洲、近岸水下扇和滑塌扇均有發(fā)育)，砂體延伸較遠(yuǎn)(8～12km)；多期次疊加厚度可達(dá)300m以上。

2)鏟式邊界斷裂 鏟式邊界斷裂位于棚5-岳3井附近范圍，該斷裂呈凹面，傾角大, 坡度陡，廣泛發(fā)育近岸水下扇砂礫巖體，砂礫巖體縱向疊置厚度大，平面展布范圍較窄(見(jiàn)圖2)。

圖2 鏟式邊界構(gòu)造樣式

3)坡坪式斷裂 坡坪式斷裂邊界發(fā)育在坨45井至岳3井一帶，該類(lèi)斷裂邊界由上部較陡的斷坡，中部較緩的斷坪及下部較陡的斷坡組成。在斷坪部位易發(fā)育沖積扇，扇三角洲，相帶寬緩，扇體發(fā)育厚度較小，斷坡部位則容易發(fā)育近岸水下扇及滑塌濁積扇，扇垂向疊加厚度大，相帶較窄(見(jiàn)圖3)。

圖3 坡坪式邊界構(gòu)造樣式

2.2 控砂模式

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)從根本上控制了砂礫巖體的發(fā)育和演化，控制了邊界斷裂的活動(dòng)強(qiáng)度，古地貌的特征和邊界斷裂的類(lèi)型，邊界斷裂的活動(dòng)強(qiáng)度決定了扇體規(guī)模的大小和發(fā)育部位，而古地貌則通過(guò)溝谷和古隆起控相控砂，古沖溝控制扇體發(fā)育的具體部位，形成溝扇對(duì)應(yīng)，不同邊界斷裂類(lèi)型則發(fā)育不同的扇體及其組合。通過(guò)對(duì)巖相、測(cè)井相、地震相及古地貌特征的綜合分析，在陡坡帶識(shí)別出了4種不同類(lèi)型的扇體及其在不同邊界的組合模式(見(jiàn)表1、表2)。

表1 不同扇體識(shí)別特征和發(fā)育部位

表2 不同邊界斷裂下扇體類(lèi)型及砂體發(fā)育規(guī)模

3 砂礫巖體成藏特征

3.1 成藏模式

砂礫巖體油氣藏類(lèi)型以構(gòu)造巖性油氣藏和巖性油氣藏為主，由于陡坡帶沉積類(lèi)型為近物源快速沉積，沉積分異差，物性變化快，在扇體內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)相帶發(fā)育窄，高部位容易形成物性封堵，不同的斷裂邊界條件下沉積類(lèi)型及物性的分布差異很大，導(dǎo)致成藏特征也不同。

1) 斷階式邊界斷裂 斷階式邊界斷裂發(fā)育的砂礫巖體成藏條件優(yōu)越，斷階式斷裂控制扇體的發(fā)育，同時(shí)長(zhǎng)期活動(dòng)，溝通了洼陷內(nèi)的烴源巖，連接油源與砂體，為油氣成藏的紐帶，成藏主要受相帶和構(gòu)造控制。并且，該背景下由于受湖盆發(fā)育部位和沉積相帶控制，沙三中亞段和沙三下亞段有利相帶在平面上發(fā)生遷移。沙三中亞段時(shí)期湖盆范圍較大，沉積相帶更靠近湖盆邊緣；沙三下亞段時(shí)期湖盆范圍小，有利相帶更靠近陳家斷層(見(jiàn)圖4)。

圖4 斷階式邊界斷裂成藏模式圖

2) 鏟式邊界斷裂 鏟式邊界斷裂背景下，主要發(fā)育在臺(tái)安斷槽內(nèi)形成近岸水下扇巖性油氣藏，油氣藏受源巖控制。鏟式邊界斷裂以發(fā)育近岸水下扇形成的巖性油氣藏為主，成藏主要受源巖條件及儲(chǔ)層物性控制，形成的扇體能否為有效烴源巖包裹是該類(lèi)砂礫巖體成藏的關(guān)鍵(見(jiàn)圖5)。

3) 坡坪式邊界斷裂 坡坪式邊界斷裂背景下，在斷坡部位沉積的扇三角洲和沖積扇，油氣來(lái)源主要靠斷裂輸導(dǎo)，油氣側(cè)向運(yùn)移進(jìn)入圈閉，形成斷塊油氣藏。坡坪式邊界斷裂條件下油氣以側(cè)向運(yùn)移為主與成熟烴源巖側(cè)向接觸的滑塌濁積扇及與油源溝通條件良好的扇三角洲是最有利的油氣聚集部位(見(jiàn)圖6)。

圖5 鏟式邊界斷裂成藏模式圖 圖6 坡坪式邊界斷裂成藏模式圖

3.2 油氣藏類(lèi)型

研究區(qū)位于臺(tái)安-大洼斷層兩側(cè)，油氣主要沿?cái)嗔褞蓚?cè)分布，各構(gòu)造單元雖同屬于臺(tái)安-大洼斷裂帶，但油氣分布層位和富集程度并不一致，斷裂帶控油的趨勢(shì)很明顯，在統(tǒng)一的斷裂系統(tǒng)下，處于斷裂的不同部位，發(fā)育不同的構(gòu)造沉積類(lèi)型，形成不同類(lèi)型的油氣藏。

不同的構(gòu)造樣式分別對(duì)應(yīng)不同的油氣藏類(lèi)型，主要的油氣藏類(lèi)型有構(gòu)造油氣藏、巖性油氣藏以及構(gòu)造-巖性油氣藏。陳家洼陷區(qū)以發(fā)育巖性油氣藏為主；冷家堡地區(qū)主要以構(gòu)造油氣藏為主；牛心坨地區(qū)以巖性、構(gòu)造巖性油氣藏為主。

1)斷階式邊界斷裂 受邊界斷裂控制發(fā)育階梯式的多個(gè)斷階帶，斷階帶受近東西向的斷裂分割成多個(gè)斷塊圈閉，在斷塊圈閉內(nèi)部油氣分布受物性影響分布不均，靠近扇根部位形成物性遮擋形成構(gòu)造巖性油氣藏。

2)鏟式邊界斷裂 鏟式邊界斷裂下發(fā)育的近岸水下扇，扇體直接從湖邊緣進(jìn)入深水環(huán)境，受暗色泥巖包裹容易形成巖性油氣藏。

3)坡坪式邊界斷裂 坡坪式邊界斷裂條件下發(fā)育的扇體類(lèi)型多樣，有在盆底滑塌的濁積扇形成的巖性油氣藏，也有受斷裂控制形成的構(gòu)造油氣藏。

4 結(jié) 論

1)西部凹陷東部陡坡帶砂礫巖體的形成主要受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、古地貌及邊界斷裂控制，不同類(lèi)型的邊界斷裂發(fā)育不同的扇體及其組合；冷東-雷家地區(qū)受斷階式邊界控制發(fā)育沖積扇-扇三角洲-湖泊，高升地區(qū)鏟式邊界下發(fā)育近岸水下扇-湖泊沉積體系，牛心坨地區(qū)發(fā)育沖積扇-扇三角洲-湖泊沉積體系。

2)砂礫巖體成藏主要受構(gòu)造和有利巖性巖相帶控制，構(gòu)造和儲(chǔ)層的有機(jī)配置是油氣富集高產(chǎn)的關(guān)鍵，有利沉積相帶和儲(chǔ)集體質(zhì)量控制油氣分布與富集；牛心坨地區(qū)成藏模式以源控為主導(dǎo)；冷東-雷家地區(qū)成藏以斷控為主，洼陷帶則以巖性油氣藏為主 。

3)綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為東部陡坡帶沿邊界斷裂發(fā)育一系列的有利扇體，冷家-雷家地區(qū)沙三下亞段、牛心坨地區(qū)沙四段砂礫巖、沙三中亞段發(fā)育的扇三角州及濁積扇砂體具有較大的勘探潛力。

[1]馬玉龍，牛仲仁. 遼河油區(qū)勘探與開(kāi)發(fā)[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，1997：152-170.

[2]劉豪，王英民，王媛.坳陷湖盆坡折帶特征及其對(duì)非構(gòu)造圈閉的控制[J].石油學(xué)報(bào)，2004, 25 (2) : 30-35.

[3]林楊松，鄭和榮，任建業(yè)，等.渤海灣盆地東營(yíng)、沾化凹陷早第三紀(jì)同沉積斷裂作用對(duì)沉積充填的控制[J]. 中國(guó)科學(xué)(D輯)，2003, 33(11):1025-1036.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.10.011

P618.13

A

1673-1409(2012)10-N033-04