高郵凹陷南部斷裂帶構(gòu)造樣式及油氣富集關(guān)系

張宏健，黃志度，周同順

周俊輝，陳廷東，張玲 （ 中石化江蘇油田分公司物探技術(shù)研究院，江蘇南京210046）

高郵凹陷是在晚白堊世儀征運(yùn)動(dòng)和新生代吳堡運(yùn)動(dòng)作用下，由斷塊差異升降而形成的一個(gè)箕狀斷陷，具有南斷北超、南深北淺、南陡北緩特征。真1、吳1斷層，真2、吳2斷層及漢留斷層為控凹的一、二級(jí)大斷裂，將凹陷分隔成南部斷裂帶、中部深凹帶和北部斜坡帶3個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元。真1、真2斷層作為南部斷裂帶的南、北邊界斷層，具有發(fā)育時(shí)間早、活動(dòng)時(shí)期長(zhǎng)、延伸遠(yuǎn)、斷距大等特點(diǎn)，同時(shí)又都是同生斷層。真1和真2斷層之間發(fā)育有高、中、低等多個(gè)臺(tái)階，各臺(tái)階內(nèi)發(fā)育有多條更次一級(jí)的斷層，并且地層產(chǎn)狀多變，構(gòu)成了南部斷裂帶復(fù)雜多類(lèi)型的構(gòu)造樣式。斷裂帶不僅圈閉發(fā)育，并且緊鄰生油深凹，油源豐富，油氣疏導(dǎo)通道發(fā)育，因此，高郵凹陷南部斷裂帶成為十分有利的油氣富集區(qū)帶。但是，研究區(qū)斷裂帶斷塊多、斷塊較小，地震資料品質(zhì)差，解釋難度大，圈閉落實(shí)難度大，鉆探成功率較低。為此，筆者對(duì)高郵凹陷南部斷裂帶的構(gòu)造樣式及其與油氣富集的關(guān)系進(jìn)行了深入研究。

1 構(gòu)造樣式分類(lèi)

中國(guó)的含油氣盆地主要有5種類(lèi)型的構(gòu)造樣式［1］，中國(guó)東部中新生代盆地是以地殼的裂解、擴(kuò)展、滑移運(yùn)動(dòng)為主形成的，其構(gòu)造樣式以伸展、走滑為主 （見(jiàn)表1）。根據(jù)姚超的分類(lèi)準(zhǔn)則［1］，蘇北盆地高郵凹陷南部斷裂帶存在伸展和伸展－走滑2種構(gòu)造樣式。

表1 中國(guó)含油氣盆地構(gòu)造樣式分類(lèi)表 （據(jù)文獻(xiàn) ［1］，有修改）

2 伸展構(gòu)造樣式

伸展構(gòu)造是高郵凹陷南部斷裂帶分布最廣泛的構(gòu)造樣式，真1－吳1與真2－吳2等同沉積生長(zhǎng)斷裂與構(gòu)造制約著斷裂帶與深凹帶的形成、發(fā)展和演化。在凹陷生長(zhǎng)過(guò)程中，同沉積拉張?zhí)畛渥饔迷跈M向和垂向上的表現(xiàn)是不均衡的，重力作用引起的構(gòu)造變形是逐漸增強(qiáng)的，拉張和重力的聯(lián)合作用產(chǎn)生了多類(lèi)型和多級(jí)次的伸展構(gòu)造樣式［2］。筆者根據(jù)陳海云［2］對(duì)構(gòu)造樣式的研究成果，將高郵凹陷南部斷裂帶的伸展構(gòu)造樣式進(jìn)一步劃分為滑動(dòng)斷階、翹傾斷塊、重力背形3個(gè)亞類(lèi)。

2．1 滑動(dòng)斷階構(gòu)造樣式

滑動(dòng)斷階是鏟式正斷層活動(dòng)而形成的在斷層上盤(pán)的多級(jí)臺(tái)階狀斷塊，是由一條基底斷層為主拆離面，其上若干次級(jí)斷層及斷塊，以上寬下窄的帚狀歸并于主斷層的深部剪切面上［3］?；瑒?dòng)斷階構(gòu)造樣式主要發(fā)育在方巷、許莊、竹墩等地區(qū)，由南傾地層與北傾斷層形成了眾多斷鼻、斷塊圈閉。根據(jù)次級(jí)斷層與地層的產(chǎn)狀關(guān)系，可分為反向、順向和 “Y”型3種滑動(dòng)斷階類(lèi)型 （圖1）。

2．1．1 反向滑動(dòng)及 “Y”型斷階構(gòu)造樣式

反向滑動(dòng)及 “Y”型斷階的基本特征是斷層傾向與地層傾向相反，次級(jí)斷層深部相交在主拆離斷層上，系地層沿?cái)鄬用嫦禄瑫r(shí)受斷層牽引以及重力作用影響而形成。

高郵凹陷南部的方巷構(gòu)造的主體是一個(gè)背斜，其長(zhǎng)軸呈NNE向展布，被一系列NWW向展布的斷層復(fù)雜化后呈破背斜構(gòu)造。破背斜的南、北邊界分別為真1斷層和真2－②斷層，破背斜內(nèi)部被2條NWW向展布的真2－③斷層及中港1斷層分隔為高、中、低3個(gè)臺(tái)階。中港1斷層以北為低臺(tái)階，靠近生油深凹；真2－③斷層以南為高臺(tái)階，離油源相對(duì)較遠(yuǎn)；真2－③斷層及中港1斷層之間為中臺(tái)階。3個(gè)臺(tái)階的含油層系主要是古近系阜寧組二段 （Ef2）底部及阜寧組一段 （Ef1）頂部的砂層，其地震反射層為T(mén)33。中、高臺(tái)階上反向滑動(dòng)斷階構(gòu)造較發(fā)育，斷階內(nèi)的各條控制斷層走向以NWW為主，傾向以NNE為主，延伸長(zhǎng)度10～30km，斷面上陡下緩。T33地層傾向以SSW為主，地層較緩，北傾斷層與南傾地層構(gòu)成了反向滑動(dòng)斷階構(gòu)造樣式，這種樣式的斷鼻、斷塊構(gòu)造，與對(duì)接盤(pán)泥巖層呈砂、泥對(duì)接，斷層側(cè)向封堵好。方巷地區(qū)的油源主要來(lái)自其東北部的邵伯次凹，油氣越過(guò)真2－②斷層后，自東向西沿著Ef1儲(chǔ)層由低部位向高部位運(yùn)移，進(jìn)入反向滑動(dòng)斷裂帶上的各個(gè)斷鼻、斷塊圈閉中，形成方巷地區(qū)阜寧組 （Ef）油氣富集帶。由于中臺(tái)階靠近烴源區(qū)，其供油條件優(yōu)于高臺(tái)階。因此，中臺(tái)階油藏具有含油井段長(zhǎng)，油層數(shù)較多等特點(diǎn)，而高臺(tái)階油藏特點(diǎn)正好相反。

圖1 高郵凹陷南部斷裂帶構(gòu)造樣式分類(lèi)

2．1．2 順向滑動(dòng)斷階構(gòu)造樣式

順向滑動(dòng)斷階的基本特征是斷面傾向與地層傾向相同。該樣式主要分布于南部斷裂帶的低臺(tái)階部位，如方巷地區(qū)東北部低臺(tái)階Ef中常見(jiàn)此樣式。由于斷面傾向與地層傾向相同，斷層兩側(cè)地層呈砂、砂對(duì)接，側(cè)向封堵較差，油氣進(jìn)入低臺(tái)階順向滑動(dòng)斷塊后無(wú)法聚集成藏，越過(guò)低臺(tái)階斷層后進(jìn)入中臺(tái)階。因此，盡管低臺(tái)階距離油源區(qū)最近，其順向滑動(dòng)斷塊也沒(méi)能形成油氣富集塊。

2．2 翹傾斷塊構(gòu)造樣式

翹傾斷塊構(gòu)造樣式是指地層在單剪應(yīng)力作用下，斷塊沿?cái)嗝嫘D(zhuǎn)而形成的構(gòu)造樣式。根據(jù)斷層與斷塊的組合關(guān)系又可分為反向斷塊、順向斷塊、塹壘斷塊3種樣式［2］，其中反向斷塊和順向斷塊是最基本的翹傾斷塊構(gòu)造樣式。

2．2．1 反向翹傾斷塊構(gòu)造樣式

反向翹傾斷塊的形態(tài)呈 “骨牌式”組合，系在單剪應(yīng)力作用下地層朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)而成，俗稱(chēng) “掀斜”構(gòu)造，其特征是各斷塊的控制斷層基本平行，與滑動(dòng)斷階樣式的差異主要表現(xiàn)在次級(jí)斷層深部不存在主拆離斷層。反向翹傾斷塊主要分布在高郵凹陷南部的吳堡低凸起上，吳1斷層上升盤(pán)古近系泰州組（E1t）中較發(fā)育。吳1斷層上升盤(pán)主要含油層系為古近系泰州組一段 （E1t1），每個(gè)翹傾斷塊均由吳1斷層與一條分支斷層所控制，分支斷層的斷距在60～100m左右，E1t1儲(chǔ)層與泰州組二段 （E1t2）泥巖形成砂泥對(duì)接，斷層側(cè)向封堵好。吳1斷層下降盤(pán)為生油深凹，來(lái)自深凹的油氣沿著吳1斷層往上運(yùn)移，進(jìn)入E1t翹傾斷塊群后聚集成藏，形成了高郵凹陷南部宋家垛地區(qū)E1t油氣富集帶。

2．2．2 順向翹傾斷塊構(gòu)造樣式

高郵凹陷南部斷裂帶順向翹傾斷塊樣式較少見(jiàn)，只在陳堡東地區(qū)吳1斷層與吳2斷層之間的古近系三垛組 （E2s）、戴南組 （E2d）中偶有分布 （圖2）。由于陳堡東地區(qū)距離油源區(qū)較遠(yuǎn)，油氣疏導(dǎo)條件較差，因此，區(qū)內(nèi)還沒(méi)有鉆遇到該樣式的油氣藏。

圖2 陳堡地區(qū)三垛組－戴南組地層順向翹傾斷塊樣式

2．2．3 壘塹斷塊構(gòu)造樣式

壘塹斷塊樣式是在雙向引張應(yīng)力作用下均勻剪切、差異沉降而形成的斷塊構(gòu)造，當(dāng)2條傾向相反的斷層為同一個(gè)上升盤(pán)時(shí)構(gòu)成一個(gè)壘塊，當(dāng)2條傾向相反的斷層為同一個(gè)下降盤(pán)時(shí)構(gòu)成一個(gè)斷塹，塹和壘相間出現(xiàn)。高郵凹陷南部斷裂帶壘塹斷塊樣式不發(fā)育，在陳堡地區(qū)吳1斷層與吳2斷層之間的Ef中偶有分布，如圖3中的1、3號(hào)壘塹斷塊，該類(lèi)圈閉的油氣成藏條件較好，是較有利的勘探目標(biāo)。

2．3 重力背形構(gòu)造樣式

重力背形構(gòu)造是指盆地生長(zhǎng)過(guò)程中，隨著沉積物的不斷加積，不同構(gòu)造部位因重力作用的差異而形成的構(gòu)造?？梢赃M(jìn)一步劃分出逆牽引和重力滑動(dòng)塹2種構(gòu)造樣式。

圖3 陳堡地區(qū)阜寧組地層壘塹斷塊樣式

1）逆牽引構(gòu)造樣式 逆牽引構(gòu)造樣式常分布于長(zhǎng)期生長(zhǎng)的深大斷裂的下降盤(pán)，生長(zhǎng)斷層呈鏟狀，是在拉張和沉積負(fù)荷雙重應(yīng)力作用下，地層沿?cái)鄬用婊瑒?dòng)并且向斷面回傾而形成的一種背形構(gòu)造。高郵凹陷真2斷層下降盤(pán)的逆牽引構(gòu)造較發(fā)育，黃玨、真武地區(qū)各自形成了典型的被次級(jí)斷裂復(fù)雜化后的逆牽引斷背斜構(gòu)造。在靠近真2斷層部位，逆牽引作用較強(qiáng)，地層向斷面回傾較明顯。

黃玨地區(qū)含油層系為三垛組一段 （E2s1）、戴南組二段 （E2d2）和一段 （E2d1）。E2d1不存在逆牽引構(gòu)造，但E2d2、E2s1逆牽引作用較明顯。由于次級(jí)斷層較發(fā)育，逆牽引構(gòu)造被斷層分隔為多個(gè)斷鼻、斷塊型圈閉。逆牽引構(gòu)造帶的油源來(lái)自其東部邵伯次凹的阜寧組四段 （Ef4）生油巖，NW向展布的真2－②斷層及其分支斷層是油氣運(yùn)移的主要通道，逆牽引構(gòu)造帶成為油氣聚集的有利場(chǎng)所，該區(qū)探明含油面積近8km2，探明地質(zhì)儲(chǔ)量近千萬(wàn)噸。真2－②斷層上升盤(pán)的Ef反向滑動(dòng)斷階油氣藏與下降盤(pán)的E2s、E2d逆牽引構(gòu)造油氣藏在縱向上相互疊置，形成了黃玨－方巷地區(qū)復(fù)式油氣聚集帶。同樣，真武逆牽引構(gòu)造帶的含油層系為E2s1、E2d2和E2d1，次級(jí)斷層發(fā)育，逆牽引構(gòu)造也被分隔為多個(gè)斷鼻、斷塊型圈閉。油源來(lái)自樊川、邵伯2個(gè)次凹的Ef4生油巖，油源豐富，真2－①斷層及其分支斷層是其油氣運(yùn)移的主要通道。因此，真武逆牽引構(gòu)造帶成為又一個(gè)十分有利的油氣聚集場(chǎng)所。該區(qū)真2－①斷層上升盤(pán)的許莊地區(qū)Ef反向滑動(dòng)斷階油氣藏與下降盤(pán)的E2s、E2d逆牽引構(gòu)造油氣藏在縱向上相互疊置，形成了真武－許莊地區(qū)雙層梳狀復(fù)式油氣聚集帶。

2）重力滑動(dòng)塹構(gòu)造樣式 重力滑動(dòng)塹構(gòu)造主要發(fā)育在斷陷湖盆內(nèi)的深凹部位，高郵凹陷南部該類(lèi)型構(gòu)造樣式不明顯。

3 伸展－走滑構(gòu)造樣式

由單純走滑應(yīng)力形成的走滑構(gòu)造樣式在高郵凹陷較少見(jiàn)，較常見(jiàn)的是由伸展、走滑雙重應(yīng)力作用下形成的伸展－走滑構(gòu)造樣式。其平面形態(tài)為一組雁列式斷層與一條生長(zhǎng)斷裂相交形成 “羽狀”斷塊構(gòu)造樣式。

始新世時(shí)期，高郵凹陷區(qū)域右行張扭應(yīng)力作用較明顯，吳1斷層、吳2斷層及漢留斷層下降盤(pán)形成了一系列雁列式走滑斷層，這些走滑斷層與吳1斷層、吳2斷層及漢1斷層相交，形成了 “羽狀”斷塊群，羽狀斷塊的銳角指示了該盤(pán)地層的走滑的方向。周莊地區(qū)主要含油層系為E2d1（吳1斷層下降盤(pán)），含油斷塊均為 “羽狀”斷塊，油源來(lái)自緊鄰的劉五舍次凹，油源豐富，油氣疏導(dǎo)通道好，斷塊側(cè)向封堵條件好，油氣富集條件優(yōu)越。周莊地區(qū)儲(chǔ)層物性較好，雖然斷塊普遍較小，但單井日產(chǎn)油量較高。

4 結(jié)論

高郵凹陷南部斷裂帶存在伸展及伸展－走滑2種主要的構(gòu)造樣式，伸展樣式包括了滑動(dòng)斷階、翹傾斷塊、重力背形3個(gè)亞類(lèi)。反向滑動(dòng)及 “Y”型斷階樣式主要分布在方巷－許莊－竹墩地區(qū)的中、高臺(tái)階上，是高郵凹陷南部斷裂帶油氣富集的主要構(gòu)造樣式；翹傾斷塊主要分布在吳1斷層上升盤(pán)，也是油氣富集的主要構(gòu)造樣式；重力背形中的逆牽引背斜主要分布在真2斷層下降盤(pán)，是第3種油氣富集樣式；伸展－走滑樣式主要分布在吳1斷層、吳2斷層的下降盤(pán)，是研究區(qū)的第4種油氣富集樣式。

高郵凹陷南部斷裂帶構(gòu)造破碎，地震資料品質(zhì)差，解釋難度大，圈閉難落實(shí)，鉆探成功率較低。通過(guò)研究高郵凹陷南部斷裂帶不同層位、不同構(gòu)造樣式與油氣富集的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為研究區(qū)的實(shí)際勘探工作提供了詳盡的地質(zhì)資料。

［1］姚超，焦貴浩 ．中國(guó)含油氣構(gòu)造樣式 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2004．

［2］陳海云 ．濟(jì)陽(yáng)坳陷構(gòu)造樣式及其與油氣關(guān)系 ［J］．高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2005，11（4）：622～632．

［3］陸克政，漆家福 ．渤海灣新生代含油氣盆地構(gòu)造模式 ［M］．北京：地質(zhì)出版社，1997．