埕海潛山構造特征及油氣充注機制研究

楊子玉，廉梅，胡瑞波，趙勇剛 （中石油大港油田分公司勘探開發(fā)研究院，天津300280）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

黃驊坳陷在早元古代呂梁運動期地臺基底形成后，經(jīng)歷了早元古代，中、晚元古代，古生代，中生代和新生代5個發(fā)展階段，形成由古生代、中生代和新生代3個主要沉積層系組合而成的疊合盆地。古生代華北地臺為開闊海臺地，沉積了海相寒武系、奧陶系，加里東運動使華北地臺整體抬升，導致該區(qū)缺失泥盆系、志留系，奧陶系頂部遭受了一定的風化淋濾及剝蝕作用。海西運動仍以整體升降為主，沉積了海陸交互相的石炭系、二疊系。印支期受近南北向區(qū)域性擠壓，三疊系、二疊系、石炭系、奧陶系均遭受了不同程度的剝蝕。燕山期和喜山期以拉張斷陷為主，侏羅系、白堊系、古近系和新近系在區(qū)內(nèi)依次沉積。黃驊坳陷的構造演化和多期次的構造運動為潛山成藏奠定了物質(zhì)基礎。區(qū)內(nèi)的主要潛山有徐黑潛山、烏馬營潛山、孔店潛山、扣村潛山、羊三木潛山、埕海潛山、歧北－南大港潛山、北大港潛山、千米橋潛山、新港－長蘆潛山等（圖1）。依據(jù)潛山的形成機制和圈閉形態(tài)可劃分為殘丘、斷丘、斷塊和背斜等類型。其中，斷塊潛山是黃驊坳陷潛山的主要類型，又可將其細分為掀斜斷塊潛山、階狀斷塊潛山和壘式斷塊潛山，該次研究的埕海潛山則屬于壘式斷塊潛山。

圖1 黃驊坳陷中古生界主要潛山分布圖

2 構造演化特征

2.1 構造特征

埕海潛山是一個長期繼承性發(fā)育的復雜背斜式斷塊潛山帶，現(xiàn)今被歧東斷層、張東斷層、趙北斷層、羊二莊斷層等分割成3個，走向呈北西向的大型壘塹相間斷塊，分別為埕海潛山高臺階斷塊、埕海潛山中臺階斷塊和埕海潛山低臺階斷塊。由南向北斷塊逐級下沉，具階梯式構造形態(tài) （圖2），總體上呈現(xiàn)南北向隆凹相間、東西向褶皺的構造格局。各斷塊結構表現(xiàn)出如下特點：

圖2 埕海潛山南北向地震剖面

1）埕海潛山高臺階斷塊 埕海潛山高臺階斷塊夾持于趙北斷層和羊二莊斷層之間，呈一向東逐漸變窄的三角塊體。該斷塊北西向剖面表現(xiàn)出地壘與地塹間隔不對稱的結構特點，東西向剖面則呈現(xiàn)明顯的背斜形態(tài)。在北東向邊界斷層之間，發(fā)育數(shù)條近東西向斷層，將背斜切割為多個斷塊。

2）埕海潛山中臺階斷塊 埕海潛山中臺階斷塊位于趙北斷層與張東斷層之間，是趙北鏟式斷層上升盤上的一個大型掀斜斷塊構造。該斷塊被張東、張北斷層切割成地壘及地塹區(qū)。張東斷層上升盤壘塊面積較大，結構相對穩(wěn)定。斷塊內(nèi)也發(fā)育明顯的褶皺現(xiàn)象。

3）埕海潛山低臺階斷塊 埕海低臺階斷塊位于張東斷層與歧東斷層之間，是埕海潛山向歧口凹陷延伸的低臺階。該斷塊結構復雜，前新生界內(nèi)幕存在復雜的反轉構造，發(fā)育近東西向3條逆斷層?？拷鐤|斷層的位置，發(fā)育早期地壘塊。受中部近南北向斷層的影響，低臺階區(qū)壘塊被北東向斷層所限制，呈現(xiàn)鼻狀構造特點。

總體上看，埕海潛山臺階斷塊受古近紀斷裂控制，在靠近張北斷層上升盤一側，隱約出現(xiàn)軸向為南北向的古褶皺，這一古構造可能與沿海岸線隱伏構造的壓扭活動有直接關系。

2.2 構造演化與成因

埕海潛山的形成及發(fā)育主要與華北克拉通裂解以來的幾期構造變形有著直接的聯(lián)系。印支期構造變形對潛山內(nèi)幕結構、殘留地層分布起絕對控制作用；新生代斷陷疊加則是潛山定型的關鍵因素；漸新世晚期潛山構造最終定型 （圖3）。

圖3 埕海潛山構造發(fā)育史剖面

晚三疊世以來，埕海潛山處于古隆起的南翼，歧口地區(qū)近南北向的擠壓作用，導致古隆起南、北2翼出現(xiàn)多條近東西向的逆沖斷裂系統(tǒng)。張東斷層、歧東斷層、趙北斷層等在中生代早期均為逆斷層，控制古生界的剝蝕。由于該期沖斷褶皺作用，造成埕海地區(qū)古近紀控盆斷層下降盤古生界厚度明顯小于上升盤。早、中侏羅世，埕海地區(qū)因大型擠壓后松弛效應，基底發(fā)生近東西向裂陷，形成若干地塹盆地，控制侏羅系小型盆地分布。

燕山運動中晚期，埕海局部擠壓應力由近南北向偏轉為北西西向，該期變形導致張北基底斷裂左行走滑活動，同時在埕海地區(qū)疊加了北北東向褶皺。由于較為強烈的基底抬升，埕海地區(qū)缺失上侏羅統(tǒng)－白堊系，早期沉積的侏羅系在該期遭受差異剝蝕。

漸新世沙河街期，趙北斷層首先以鏟式結構反轉，其上盤出現(xiàn)大型滾動構造。原疊瓦式逆沖斷層發(fā)生負反轉，形成階狀控盆斷層系統(tǒng)，隨歧口凹陷的不斷沉降，基底也逐漸由北高南低，反轉為南高北低。至漸新世晚期，埕海潛山構造基本定型。新近紀以來，僅潛山構造西邊界表現(xiàn)出強烈的走滑與斷裂作用，但潛山宏觀形態(tài)保留了漸新世的基本格局。

3 油氣充注機理

埕海潛山屬 “新生古儲”型潛山油氣藏，古生代靜態(tài)地質(zhì)要素 （儲集層及運載體系）的分布特點對油氣的空間分布、規(guī)模及充注條件起重要控制作用；而新生代的動態(tài)地質(zhì)要素則對潛山油氣的聚集、運移以及地球化學特征起控制作用。在油氣成藏過程中，主力烴源巖灶分布于二級潛山構造帶毗鄰的深凹陷中 （圖4）。其油氣運移的主要方式為短距離側向運移，部分地區(qū)可為側向與垂向運移相結合。在油氣疏導過程中，主要控凹斷層以及相關的裂縫帶是該類成藏體系的主控因素。一般而言，“新生古儲”型潛山捕集油氣的驅動機制是以不整合面和斷層作用產(chǎn)生的負壓吸附驅動為主。前者由古生界潛山同新生界生油層系之間的壓力差所控制，負壓吸附持續(xù)且穩(wěn)定；后者主要受斷層活動過程中脈動式 “泵吸”作用所控制，負壓吸附不連續(xù)。而埕海潛山構造帶 “新生古儲”型潛山捕集油氣的驅動機制以后者為主。

圖4 “新生古儲”型潛山油氣充注機制

4 結語

在構造精細解釋的基礎上，通過分析埕海潛山構造帶的形成、發(fā)展及演化，明確了該區(qū)的構造特征和油氣充注特點，并進一步闡述了斷層活動過程中脈動式 “泵吸”作用是該區(qū) “新生古儲”型潛山油氣的主要驅動機制，為下步油氣勘探指明了方向。

［1］楊克繩 ．中國含油氣盆地結構和構造樣式地震解釋 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2009．

［2］蔡剛，楊子玉，李雙文，等 ．埕海潛山奧陶系碳酸鹽巖裂縫預測 ［J］．地球物理學進展，2013，28（2）：945～951．

［3］袁淑琴，于長華，董曉偉，等 ．埕海高斜坡區(qū)沙河街組巖性圈閉發(fā)育有利部位及其識別技術研究 ［J］．天然氣地球科學，2010，21 （4）：621～626．

［4］張厚福，張萬選 ．石油地質(zhì)學 ［M］．第2版 ．北京：石油工業(yè)出版社，1989．

［5］陳建平，黃第藩 ．酒東盆地油氣生成和運移 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1996．

［6］王彥君，庸學善，劉應如，等 ．小斷層識別技術研究及應用 ［J］．勘探地球物理進展，2007，30（2）：135～139．