似花狀斷裂密集帶富油差異性
——以渤海灣盆地南堡凹陷中淺層為例

胡　明，姜宏軍，付　廣，歷　娜，陳亞軍

(1.東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶163318；　2. 中國石油 吉林油田有限責(zé)任公司 乾安采油廠，吉林 乾安 131400)

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似花狀斷裂密集帶富油差異性

——以渤海灣盆地南堡凹陷中淺層為例

胡明1，姜宏軍2，付廣1，歷娜1，陳亞軍1

(1.東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶163318；2. 中國石油 吉林油田有限責(zé)任公司 乾安采油廠，吉林 乾安 131400)

在三維地震、鉆井資料及前人研究成果基礎(chǔ)上，利用聯(lián)合剖面對比追蹤，累計隆起幅度和蓋層斷接厚度等研究方法，分析了渤海灣盆地南堡凹陷中淺層似花狀斷裂密集帶平面和垂向富油特征及其差異性，并建立了油氣成藏模式。研究認(rèn)為：① 南堡凹陷內(nèi)似花狀斷裂密集帶較發(fā)育，展布方向主要為北東向，以背形斷裂密集帶為主；② 平面上似花狀斷裂密集帶內(nèi)部及邊部是油氣富集的主要區(qū)域，內(nèi)部較邊部油氣富集程度高，背形似花狀斷裂密集帶較向形似花狀斷裂帶油氣富集程度高，背形似花狀密集帶內(nèi)累計隆起幅度控制著油氣富集程度上限；③ 垂向上油氣富集程度受控于蓋層斷接厚度，東營組二段蓋層斷接厚度控制似花狀斷裂密集帶內(nèi)中淺層的油氣聚集，館陶組蓋層斷接厚度控制中淺層內(nèi)垂向油氣聚集層位；④ 背形似花狀斷裂密集帶內(nèi)累計隆起幅度較大區(qū)域，且東營組二段蓋層斷接厚度小于90～95 m閾值區(qū)域為下一步勘探有利區(qū)。

花狀斷裂；斷裂密集帶；累計隆起幅度；成藏模式；南堡凹陷；渤海灣盆地

斷裂在大部分含油氣盆地內(nèi)部發(fā)育程度較高，控制油氣的運聚過程，且與油氣分布的關(guān)系極為密切，油氣藏主要分布在盆地內(nèi)斷裂較為集中的區(qū)域[1-2]。在這些斷裂較為發(fā)育的盆地內(nèi)部，斷裂在剖面上具有以“地塹”式、“Y”字型、“反Y”字型或“似花狀”多種組合關(guān)系；平面上具有密集成帶的特征，特別是坳陷構(gòu)造層，稱之為斷裂密集帶[3-7]。不同成因的斷裂密集帶，在平面上的組合形態(tài)有所差異，可以表現(xiàn)為平行式、帚狀、發(fā)辮狀和混合式，分別體現(xiàn)了伸展、扭動、走滑和混合式成因[7]。斷裂密集帶的重要成因機制之一為深部先存構(gòu)造和晚期構(gòu)造活動雙控成因[2,7-9]。南堡凹陷內(nèi)部發(fā)育的典型斷裂密集帶就是在NE-SW向區(qū)域性扭動應(yīng)力場和先存斷裂的共同控制下形成的，在中淺層(古近系東營組一段至新近系明化鎮(zhèn)組)內(nèi)發(fā)育的密集帶在剖面上以似花狀組合為主[10-13](圖1，圖2)。凹陷內(nèi)同為斷裂密集帶，油氣富集程度差異較大，即使同一斷裂密集帶內(nèi)在不同部位油氣分布也不均勻。前人對松遼盆地北部和渤海灣盆地的研究表明，斷裂密集帶對油氣運聚具有控制作用，但在不同的地質(zhì)條件下具有差異性，可總結(jié)為：①斷裂密集帶對側(cè)向來源的油氣具有橫向遮擋與側(cè)向輸導(dǎo)作用[14]；②斷裂密集帶邊界斷裂是油氣成藏的重要油源斷裂[3,5,15-18]；③油氣主要富集在斷裂密集帶的內(nèi)部[17,19]或邊部[5,15-16,20]；④密集帶交匯部位是油氣聚集的有利區(qū)[14]；⑤背斜型斷裂密集帶是油氣聚集的有利部位[4,21]。綜上所述，對關(guān)于不同類型密集帶油氣聚集的差異和同一斷裂密集帶不同部位的油氣聚集差異性的研究相對較少，因此本文在對南堡凹陷似花狀斷裂密集帶類型劃分的基礎(chǔ)上，對這一問題進行研

究，總結(jié)似花狀斷裂密集帶油氣運聚差異，并建立了似花狀斷裂密集帶油氣運聚成藏模式。

1　區(qū)域地質(zhì)特征

南堡凹陷位于中國東部渤海灣盆地黃驊坳陷北部，為黃驊坳陷新生代裂谷盆地的二級負向構(gòu)造單元，斷陷構(gòu)造層總體呈北斷南超的箕狀特征，面積為1 932 km2。南堡凹陷整體為下斷上坳的構(gòu)造格局，下部發(fā)育的斷陷構(gòu)造層整體受北部的西南莊斷層和柏各莊斷層控制，為北斷南超式半地塹結(jié)構(gòu)，由古近系沙河街組(E3s)構(gòu)成；中部為斷-坳構(gòu)造層，由古近系東營組(E3d)組成；上部為坳陷構(gòu)造層，由新近系館陶組(N1+2g)和明化鎮(zhèn)組(N2m)及第四系(Q)構(gòu)成?，F(xiàn)今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的主要含油層系有明化鎮(zhèn)組(N2m)、館陶組(N1+2g)、東營組一段(E3d1)、沙河街組三段(E3s3)以及基巖，目前油氣勘探成果表明南堡凹陷具有良好的勘探前景。區(qū)域內(nèi)發(fā)育2套烴源巖，分別位于E3s3和E3s1-E3d3內(nèi)。迄今為止，南堡凹陷內(nèi)發(fā)現(xiàn)了高尚堡油田、柳贊油田、唐海油田和北堡油田等4個陸上油田，以及南堡1號油田、南堡2號油田、南堡3號油田、南堡4號油田和南堡5號油田等5個海上油田(圖1)。

圖1　南堡凹陷中淺層斷裂密集帶及油氣平面分布(N1+2g頂)Fig.1　Dense fault belts in the middle and shallow layers of Nanpu Sag and area distribution of oil and gas (top N1+2g)

圖2　南堡凹陷斷裂密集帶剖面(測線1477，剖面位置見圖1)Fig 2　Profile of the dense fault belts in Nanpu Sag(Line1477，profile position as shown in Fig.1)

2　斷裂密集帶分布及類型

由過研究區(qū)中部的地震剖面可以看出(圖2)，研究多數(shù)斷裂具有形態(tài)類似負花狀構(gòu)造的組合特征，但又與負花狀構(gòu)造有著明顯差異，主要表現(xiàn)在該種組合沒有產(chǎn)狀豎直且插入基底的根部走滑斷裂[22]，因此稱之為“似花狀構(gòu)造”[5]。這種似花狀構(gòu)造在平面上具有可追溯的特征，平面上呈現(xiàn)為斷裂密集成帶分布的特征，本文稱之為“似花狀斷裂密集帶”(以下簡稱為“斷裂密集帶”)。依據(jù)斷裂密集帶聯(lián)合剖面對比追蹤結(jié)果可知，研究區(qū)內(nèi)館陶組頂面斷裂密集帶有23條，主要為北東、北東東、近東西向和北西展布(圖1)。

研究區(qū)內(nèi)先存斷裂走向與晚期NE-SW向扭動應(yīng)力場斜交，晚期形成的斷裂在先存的NW與NE向斷裂的透入性影響下均具有扭動性質(zhì)，因此形成的斷裂密集帶也均具有扭動的特征，形成的斷裂密集帶剖面上均呈現(xiàn)為似花狀形態(tài)[7]。同時研究區(qū)內(nèi)溝通有效烴源巖且在中淺層油氣成藏期活動的斷裂(即油源斷裂)廣泛發(fā)育(圖1)，垂向與側(cè)向來源的油氣不易識別，利用斷裂密集帶與側(cè)向油氣的夾角方法[14]無助于研究區(qū)密集帶類型劃分，因此本文將按照斷裂密集帶的內(nèi)外地層剖面形態(tài)進行分類。由斷裂構(gòu)成的似花狀斷裂密集帶呈現(xiàn)為由上至下變窄的“楔形”，在“楔形”內(nèi)的地層為斷裂密集帶內(nèi)部，與“楔形”邊界斷裂相鄰的地層為斷裂密集帶邊部(圖2)。圖2為貫穿研究區(qū)南北，切割了5個似花狀斷裂密集帶。這些密集帶中地層的剖面形態(tài)有著明顯差異，由MJD-B10，MJD-B7，MJD-B11和MJD-B9密集帶可以看出，無論內(nèi)部地層還是兩側(cè)地層均向斷裂密集帶外部傾伏，整體呈現(xiàn)為向上凸起的形態(tài)特征，稱之為“背形斷裂密集帶”。而剖面中的MJD-X5斷裂密集帶內(nèi)外地層均向內(nèi)傾斜，整體呈現(xiàn)為向上凹陷的形態(tài)特征，稱之為“向形斷裂密集帶”(圖2)。按照斷裂密集帶劃分的標(biāo)準(zhǔn)可以看出，研究區(qū)內(nèi)斷裂密集帶大部分為背形，在館陶組頂面有15條，主要分布在研究區(qū)中部偏西。少部分為向形斷裂密集帶有8條，主要分布在南堡2號東部和南堡3號構(gòu)造。

3　斷裂密集帶與油氣分布關(guān)系

研究區(qū)內(nèi)油氣較為豐富，中淺層油氣主要分布在東營組一段、館陶組上部和明化鎮(zhèn)組下部。由提交的儲量范圍可知(圖1)，已發(fā)現(xiàn)油氣藏主要集中在斷裂密集帶附近，占已經(jīng)發(fā)現(xiàn)油藏總數(shù)的99.4%，與斷裂密集帶無關(guān)油藏僅占總油氣藏數(shù)量的0.6%(圖3a)。不同密集帶之間存在較大差異，由上述斷裂密集帶類型劃分結(jié)果與油氣分布關(guān)系來看(圖3a)，油氣主要分布在背形斷裂密集帶的內(nèi)部和邊部，約占與密集帶相關(guān)油藏總數(shù)的97.2%，而向形斷裂密集帶相對較少，為2.8%。同時，油氣藏在斷裂密集帶的內(nèi)部和邊部的分布也有所差異(圖3b)，與斷裂密集帶相關(guān)油藏中，處于斷裂密集帶內(nèi)部油氣藏較多，為79.5%，少量富集在邊部。其次，沿斷裂密集帶方向不同部位油氣富集程度也有較大差異，如南堡1號斷裂密集帶(MJD-B6)油氣主要分布在中部，4號斷裂密集帶(MJD-B15)油氣主要分布于南部(圖1)。

圖3　南堡凹陷斷裂密集帶與油氣藏分布關(guān)系Fig 3　Relationship between dense fault belts and hydrocarbon pool distribution in Nanpu Sag

綜上，由研究區(qū)斷裂密集帶與油氣分布的差異性可以看出，已發(fā)現(xiàn)油氣藏主要分布于背形密集帶。同一類型斷裂密集帶，主要分布于帶內(nèi)，油氣在沿斷裂密集帶展布方向上局部富集。

4　油氣分布差異性

由上述分析可知，不同斷裂密集帶和同一斷裂密集的不同部位油氣分布差異較大，這必然受控于斷裂密集帶之間及內(nèi)部的成藏條件的差異。

4.1平面差異性

斷裂密集帶類型的差異必然會導(dǎo)致油氣成藏條件的不同，由研究區(qū)內(nèi)油源斷裂的發(fā)育情況可知(圖1，2)，在有效源巖內(nèi)的每個斷裂密集帶均發(fā)育有油源斷裂，且已發(fā)現(xiàn)的中淺層油藏均與該有效源巖范圍密切相關(guān)，因此源區(qū)內(nèi)油源并不是斷裂密集帶間平面成藏差異的關(guān)鍵因素。同時，由前人的研究可知，研究區(qū)內(nèi)東一段、館陶組和明化鎮(zhèn)組砂巖較為發(fā)育，砂地比均較大，即由深層來源的油氣均能夠在中淺層側(cè)向分流[23-25]，故儲集層的差異應(yīng)該不是油氣平面分布差異的決定性因素。

在平面上油源斷裂和儲集砂巖條件大致相同的情況下，本文著重分析不同類型斷裂密集帶聚油氣差異。由圖2可以看出，背形斷裂密集帶內(nèi)地層為隆起特征，且外部兩側(cè)地層向斷裂密集帶外部傾斜，由斷裂密集帶邊部油源斷裂向上運移的油氣在遇到東一段良好儲層的情況下發(fā)生側(cè)向分流，分流的油氣也在流體勢差的控制下，必然會沿著地層上傾方向向構(gòu)造位置相對較高的背形斷裂密集帶內(nèi)運移。而向形斷裂密集帶邊部油源斷裂向上運移的油氣分流到儲層后，由于向形斷裂密集帶的內(nèi)外地層均向內(nèi)傾斜，外部流體勢相對較低的區(qū)域成為了油氣運移的主要指向區(qū)。雖然在向形斷裂密集帶內(nèi)少量油氣可以側(cè)向進入到具有斷層遮擋的圈閉當(dāng)中，但由實際地質(zhì)剖面來看(圖2)，背形斷裂密集帶主要以反向遮擋斷層為主，而向形斷裂密集帶中則主要以順向斷層遮擋為主。前人研究已經(jīng)得出反向斷層的遮擋條件要明顯好于順向斷層的遮擋條件[26]。從研究區(qū)斷裂密集帶內(nèi)的順、反向斷層遮擋油氣能力也可以看出，反向斷層的控油能力較順向斷層更強。反向斷裂控制的油藏儲量豐富較高，在50×104t/km2至300×104t/km2以上均有分布，而順向斷層控制油藏的儲量豐度則主要集中在50×104t/km2至150×104t/km2(圖4)。因此背形斷裂密集帶較向形斷裂密集帶油氣的指向區(qū)有較大差異，致使向形密集帶油氣難以存留，即使在有充足的油氣來源，向形密集帶發(fā)育的順向斷層圈閉也不利于油氣大量聚集。

同為背形斷裂斷裂密集帶，但油氣聚集的也具有較大差異。由圖1可以看出，在有油氣分布的密集帶內(nèi)，油氣主要分布在背形斷裂密集帶內(nèi)的某一區(qū)域，而非整條背形密集帶，如南堡1號油田油氣主要分布在MJD-B6斷裂密集帶的中部，而老爺廟油田油氣主要分布在MJD-B5斷裂密集帶的兩端。為了研究背形斷裂密集帶不同部位的差異性，垂直于斷裂密集帶走向間隔3km截取1條地震剖面，并給予編號(剖面位置見圖1)。以南堡1號構(gòu)造MJD-6斷裂密集帶為例(圖5)，不同部位的斷裂密集帶寬度和密集帶內(nèi)斷裂之間地層的傾斜程度均有差異。以明化鎮(zhèn)組底界斷裂密集帶寬度(B)對比可知，b和e剖面的斷裂密集帶寬度較大，c和d剖面的寬度較小，a剖面最小。a，b和c剖面的地層傾角相對較大，d和e剖面的地層傾角較小。為了能夠兼顧反映背形斷裂密集帶規(guī)模和其內(nèi)部地層的隆起幅度，本文采用背形斷裂密集帶內(nèi)地層累計隆起幅度這一參數(shù)。斷裂密集帶內(nèi)的地層累計隆起幅度計算方法如圖6所示，在背形斷裂密集帶內(nèi)相鄰斷裂間，由于地層傾斜所產(chǎn)生的地層翹傾高度分別為h1，h2和h3(首先讀取相鄰斷裂與地層交點雙程反射時間，經(jīng)時深轉(zhuǎn)換后再計算兩斷裂間翹傾幅度)，則其累計隆起幅度H=h1+h2+h3。對于不同背形斷裂密集帶內(nèi)累計隆起幅度可表達為圖6中的公式。若背形斷裂密集帶寬度一致時，地層傾角越大，帶內(nèi)斷裂之間地層翹傾高度越大，密集帶累計隆起幅度越大，否則反之；若傾角一致時，背形斷裂密集帶寬度越大，則斷裂之間地層翹傾高度越大，斷裂密集帶累計隆起幅度越大，否則相反。因此，該參數(shù)可兼顧反映背形密集帶規(guī)模和隆起程度。

圖4　南堡凹陷斷裂密集帶內(nèi)順向、反向斷裂 遮擋油氣藏儲量豐度Fig 4　Reserve abundance of consequent and antithetic faults shielded reservoirs in the fault belts of Nanpu Sag

對研究區(qū)內(nèi)明化鎮(zhèn)組底部11條背形斷裂密集帶帶內(nèi)累計隆起幅度進行計算，結(jié)果如表1所示。同時將每條剖面線所切過的探明油氣藏數(shù)量和這些油藏探明地質(zhì)儲量之和繪制相關(guān)關(guān)系(圖7)。由圖7可以看出，背形斷裂密集帶內(nèi)累計隆起幅度和其切過油藏的探明地質(zhì)儲量外包絡(luò)線相關(guān)性較好，說明斷裂密集帶規(guī)模和隆起幅度控制著油氣聚集量的上限。

4.2垂向差異性

本研究區(qū)的油氣在垂向上的分布也具有較大差異，由圖8中1號和5號含油構(gòu)造剖面可知，同為背形斷裂密集帶，在5號含油構(gòu)造內(nèi)油藏僅分布于東二段蓋層之下，而1號含油構(gòu)造東部其含油層位則位于館陶組火山巖蓋層之下。更為不同的是1號構(gòu)造主體部位的油藏在中淺層地層上下均有分布，呈現(xiàn)為不受館陶組和東二段蓋層控制的特征。通過本文的研究認(rèn)為斷裂密集帶垂向油氣分布的差異是由以下原因?qū)е碌摹?/p>

圖5　南堡凹陷南堡1號構(gòu)造MJD-6密集帶聯(lián)合剖面Fig.5　Composite profiles of the MJD-6 dense fault belt in Napu-No.1 structure of Nanpu Sag (Ba—Be分別為剖面a—e明化鎮(zhèn)組底界斷裂密集帶寬度，剖面位置見圖1。)

圖6　南堡凹陷背形似花狀斷裂密集帶累計隆起幅度計算示意圖Fig 6　Schematic diagram showing cumulative uplift amplitude in the antiformal flower-like dense fault belts of Nanpu Sag

油源斷裂是油氣垂向運移的主要通道，斷裂密集帶處更為密集，油氣垂向供給條件相對較好。但并不能表明在有油氣供給的條件下，油源斷裂就一定能夠向中淺層供給油氣，還取決于斷裂與蓋層之間的配置關(guān)系[27-28]。蓋層斷接厚度是斷層與蓋層配置關(guān)系的重要評價參數(shù)，斷接厚度大于一定值時，油氣便不能穿過蓋層向上運移[27-30]。南堡凹陷中淺層主要發(fā)育東二段上部泥巖蓋層和館陶組下部火山巖蓋層。由前人研究可知[4,28]，能夠阻止油氣向蓋層之上運移的東二段和館陶組蓋層斷接厚度閾值分別為90～95 m和130～150 m。由圖8可以看出，同是背形斷裂密集帶，在5號構(gòu)造的斷裂密集帶(MJD-B5)油源斷裂東二段斷接厚度分別為249.3 m和103.8 m，大于東二段閾值90～95 m；而南堡1號構(gòu)造東部斷裂密集帶(MJD-B8)分別為58.9 m和73.8 m，1號主體部位分別為76.2 m和58.4 m，均小于東二段斷接厚度閾值90～95 m，導(dǎo)致在5號含油構(gòu)造油藏剖面中油氣不能穿過東二段蓋層進入淺部地層成藏，故無油氣聚集。對于館陶組火山巖蓋層，在南堡1號含油構(gòu)造主體部位斷接厚度為123.5 m和113.3 m，1號構(gòu)造東部油藏剖面中，斷接厚度分別為216 m和234.4 m，1號構(gòu)造主體部位蓋層斷接厚度小于閾值130～150 m，而在東部主體部位NP1-5井附近，均大于該值，油氣不能穿過該套蓋層向館陶組蓋層之上地層聚集。因此，斷蓋配置是控制斷裂密集帶油氣垂向油氣分布差異性的重要因素，小于閾值區(qū)域為中淺層油氣聚集有利區(qū)，館陶組蓋層斷接厚度僅控制中淺層內(nèi)部層位油氣聚集量垂向差異性。

圖7　南堡凹陷背形似花狀斷裂密集帶累計幅度 與油氣藏探明地質(zhì)儲量關(guān)系Fig 7　Relationship between cumulative uplift amplitude and measured oil and gas reserves in the antiformal flower-like dense fault belts of Nanpu Sag

表1　南堡凹陷背形似花狀斷裂密集帶內(nèi)累計隆起幅度與探明地質(zhì)儲量Table 1　Statistics of cumulative uplift amplitude and measured oil and gas reserves in place of the antiformal flower-like dense fault belts in Nanpu Sag

注：MJD-B6中a剖面和MJD-B15中c剖面不在冀東油田探區(qū)內(nèi)，含油情況未知，“—”無數(shù)據(jù)。

圖8　南堡凹陷1號和5號構(gòu)造似花狀斷裂密集帶油藏剖面Fig 8　Reservoir section in the antiformal flower-like dense fault belts within No.1 and No.5 structures of Nanpu Saga. 5號油田剖面；b. 1號油田東部油藏剖面； c. 1號油田主體油藏剖面

5　成藏模式

由南堡凹陷現(xiàn)有的成藏條件總結(jié)可知，研究區(qū)油氣成藏主要以晚期(館陶組-明化鎮(zhèn)組沉積時期)為主[31-37]，該成藏時期沙三段和沙一段-東營組2套烴源巖已經(jīng)成熟，在東一段以上中淺層地層中儲層均發(fā)育良好，3套蓋層由下至上分別發(fā)育在東二段上部、館陶組下段和明化鎮(zhèn)組下段地層中。斷裂密集帶貫穿源巖、儲層、蓋層和圈閉各個成藏要素，使凹陷內(nèi)下部源巖生成的油氣沿斷裂向上部運移過程中在各套蓋層之下的儲層中分流聚集，油氣在平面上呈現(xiàn)為依附于斷裂富集，在垂向上呈現(xiàn)為多層系分布的特征。

綜合以上斷裂密集帶間油氣成藏條件的差異，建立了一套似花狀斷裂密集帶油氣成藏模式(圖9)。油氣沿斷裂密集帶邊緣油源斷裂向上運移，在斷裂對蓋層破壞程度較大區(qū)域(斷接厚度小于斷接厚度閾值)向蓋層上部儲層中運移，同時一部分進入蓋層之下儲層中聚集。在向形斷裂密集帶內(nèi)沿斷裂上來的油氣側(cè)向充注之后，主要被聚集油氣能力較差的順向斷層圈閉遮擋成藏，形成小規(guī)模的斷層遮擋油氣藏，剩余油氣可沿斷裂穿過蓋層(斷接厚度小于斷接厚度閾值)向上部儲層中運移，也可沿地層向側(cè)向的隆起區(qū)運移。向形斷裂密集帶主要形成的油氣藏類型為順向斷層遮擋油氣藏。對于背形斷裂密集帶而言，垂向來源的油氣在蓋層之下側(cè)向充注，運移至聚油能力較好的反向斷層遮擋成藏。在背形斷裂密集帶內(nèi)隆起幅度和規(guī)模的控制下，油氣主要運移至累計隆起幅度較高的區(qū)域(圖9中累計隆起幅度H1

圖9　南堡凹陷似花狀斷裂密集帶油氣成藏模式Fig 9　Pattern of hydrocarbon migration and accumulation in the flower-like dense fault belts of Nanpu Sag

6　結(jié)論

1) 南堡凹陷在明化鎮(zhèn)組北東向右旋張扭的構(gòu)造應(yīng)力場和先存的深部斷裂共同控制下，斷裂表現(xiàn)為扭動性質(zhì)，剖面呈現(xiàn)為似花狀組合，平面上具有密集成帶的特征。按照斷裂密集帶及兩側(cè)地層的形態(tài)特征，可將其分為背形斷裂密集帶和向形斷裂密集帶，南堡凹陷內(nèi)以背形斷裂密集帶為主。

2) 在平面上油氣主要分布在斷裂密集帶內(nèi)部或邊部，背形斷裂密集帶油氣較向形斷裂密集帶更為富集，是由背形斷裂密集帶主要發(fā)育的反向斷層側(cè)向遮擋能力較向形斷裂密集帶主要發(fā)育的順向斷層更強。背形斷裂密集帶內(nèi)油氣較邊部更為富集，是由于斷裂帶上下盤結(jié)構(gòu)差異決定的，斷裂的上盤裂縫更為發(fā)育且為油氣運移的低勢指向區(qū)，油氣優(yōu)先沿斷裂帶上盤運移，向反向地層中充注；在背形斷裂密集帶內(nèi)部，油氣主要富集在地層隆起程度相對較高的部位，油氣富集上限受控于背形似花狀斷裂密集帶的累計隆起幅度，累計隆起幅度越大能夠聚集的油氣量越多。

3) 南堡凹陷斷裂密集帶中淺層油氣垂向呈現(xiàn)為東營組一段、館陶組和明化鎮(zhèn)組多層位分布的特征，其油氣富集層位主要取決于斷裂密集帶內(nèi)蓋層與斷裂的配置關(guān)系，即蓋層斷接厚度，當(dāng)斷接厚度大于斷接厚度閾值時油氣只能在該套蓋層之下斷裂密集帶內(nèi)或邊部富集聚集，當(dāng)小于該閾值時，油氣可以該套蓋層上下均可聚集。

4) 綜合似花狀斷裂密集帶油氣富集特征可知，在背形斷裂密集帶內(nèi)部累計隆起幅度大且未發(fā)現(xiàn)油氣藏的區(qū)域應(yīng)為下一步勘探的有利區(qū)，斷裂密集帶內(nèi)東二段蓋層斷接厚度小于閾值的區(qū)域為中淺層油氣聚集有利區(qū)。

[1]羅群.斷裂控?zé)N理論與油氣勘探實踐[J].地球科學(xué)-中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報,2002,27(6):751-756.

Luo Qun.Faultcontrolling hydrocarbon theory and petroleum exploration practice[J].Earth Science-Journal of China University of Geosciences,2002,27(6):751-756.

[2]Hindle A D.Petroleum migration pathways andcharge concentration:a three-dimensional model[J].AAPG Bulletin,1997,81(9):1451-1481.

[3]孫永河,白鹿,付曉飛.松遼盆地北部T2反射層斷裂密集帶成因機制[J].地球科學(xué)-中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報,2013,38(4):797-806.

Sun Yonghe,Bai Lu,Fu Xiaofei.Genetic mechanism of T2reflector fault dense zones in northern Songliao Basin[J].Earth Science-Journal of China University of Geosciences,2013,38(4):797-806.

[4]呂延防,韋丹寧,孫永河,等.南堡凹陷斷層對中-上部含油組合油氣成藏的控制作用[J].吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版),2015,45(4):971-982.

Lü Yanfang,Wei Danning,Sun Yonghe,et al.Control action of faults on hydrocarbon migration and accumulation in the middle and upper oil-bearing group in Nanpu Sag[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition),2015,45(4):971-982.

[5]付曉飛,平貴東,范瑞東,等.三肇凹陷扶楊油層油氣“倒灌”運聚成藏規(guī)律研究[J].沉積學(xué)報,2009,27(3):558-566.

Fu Xiaofei,Ping Guidong,Fan Ruidong,et al.Research on migration and accumulation mechanism of hydrocarbon "Reversed Migration" in Fuyu and Yangdachengzi formation in Sanzhao Depression[J].Acta Sedimentologica Sinica,2009,27(3):558-566.

[6]付廣,劉美薇.松遼盆地長10區(qū)塊扶余油層運移輸導(dǎo)通道及對油成藏的控制[J].沉積學(xué)報,2010,28(1):201-207.

Fu Guang，Liu Meiwei.Migration pathways of Fuyu oil layer in chang 10 block in Songliao Basin and its control on oil accumulation[J].Acta Sedimentologica Sinca,2010,28(1):201-207.

[7]謝昭涵,付曉飛.松遼盆地“T2”斷裂密集帶成因機制及控藏機理—以三肇凹陷為例[J].地質(zhì)科學(xué),2013,48(3):891—907.

Xie Zhaohan,Fu Xiaofei.The genetic mechanism and accumulation mechanism of “T2”fault dense zone in Songliao Basin:In Sanzhao depression[J].Chinese journal of geology,2013,48(3):891-907.

[8]Kornsawan A，Morley C K.The origin and evolution of complex transfer zones (graben shifts) in conjugate fault systems around the Funan Field,Pattani Basin,Gulf of Thailand[J].Journal of Structural Geology 2002,24:435-449.

[9]童亨茂,聶金英,孟令箭,等.基底先存構(gòu)造對裂陷盆地斷層形成和演化的控制作用規(guī)律[J].地學(xué)前緣,2009,16(4):97-104.

Tong Hengmao,Nie Jinying,Meng Lingjian,et al.The law of basement pre-existing fabric controlling fault formation and evolution in rift basin[J].Earth Science Frontiers,2009,16(4):97-104.

[10]董月霞,汪澤成,鄭紅菊,等.走滑斷層作用對南堡凹陷油氣成藏的控制[J].石油勘探與開發(fā),2008,35(4):424-430.

Dong Yuexia,Wang Zecheng,Zheng Hongju,et al.Control of strike-slip faulting on reservoir formation of oil and gas in Nanpu sag[J].Petroleum Exploration and Development,2008,35(4):424-430.

[11]池英柳,趙文智.渤海灣盆地新生代走滑構(gòu)造與油氣聚集[J].石油學(xué)報,2000,21(2):14-20.

Chi Yinliu,Zhao Wenzhi.Strike-slip deformation during the cenozoic and its influence on hydrocarbon accumulation in the BoHai Bay Basin[J].Actapetrolei Ssinca,2000,21(2):14-20.

[12]Clifton A E, Schlische R W,Withjack M O,et al.Influence of rift obliquity on fault-population systematics:results of experimental clay models[J].Journal of Structural Geology,2000,22(10):1491-1509.

[13]Tron V,Brun J P. Experiments on oblique rifting in brittle-ductile systems[J].Tectonophysics,1991,188(1-2):71-84.

[14]陳方文,盧雙舫,徐運亭,等.斷裂密集帶對油氣運移和聚集的制約研究-以王府凹陷為例[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報,2011,42(2):235-239.

Chen Fangwen,Lu Shuangfang,XuYunting,et al.Ntensively faulted zones and their controlling on the hydrocarbon migration and accumulation:a case study of the Wangfu depression,Songliao basin[J].Journal of China University of Mining & Technology,2011,42(2):235-239.

[15]付曉飛,王洪宇,孫源,等.大慶長垣南部淺層氣成因及成藏機制[J].地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報),2011,36(1):93-102.

Fu Xiaofei,Wang Hongyu,Sun Yuan,et al.Shallow gas genesis and reservoir forming mechanism in the south of Daqing Placanticline[J].Earth Science-Journal of China University of Geosciences,2011,36(1):93-102.

[16]劉宗堡,付曉飛,呂延防,等.大型凹陷向斜區(qū)油氣倒灌式成藏-以松遼盆地三肇凹陷扶楊油層為例[J].地質(zhì)論評,2009,55(5):685-692.

Liu Zongbao,Fu Xiaofei,Lu Yanfang,et al．Hydrocarbon reversed accumulation model of Big Depression syncline area-a case of the Fuyang reservoir in the Sanzhao Depression[J].Geological Review,2009,55(5):685-692.

[17]孫同文,呂延防,劉宗堡,等.大慶長垣以東地區(qū)扶余油層油氣運移與富集[J].石油勘探與開發(fā),2011,38(6):700-707.

Sun Tongwen,Lü Yanfang,Liu Zongbao,et al.Hydrocarbon migration and enrichment features of the Fuyu oil layer to the east of the Daqing placanticline [J].Petroleum Exploration and Development,2011,38(6):700-707.

[18]劉宗堡,索蘇,潘龍,等.松遼盆地大慶長垣南部淺層氣富集規(guī)律及潛力評價[J].石油與天然氣地質(zhì),2014,35(4):463-472.

Liu Zongbao,Suo Su,Pan Long,et al.Shallow gas accumulation pattern and potential evaluation in southern Daqing placanticline,Songliao Basin[J].Oil & Gas Geology,2014,35(4):463-472.

[19]張宏國,官大勇,宿雯,等.復(fù)合型花狀構(gòu)造油氣富集規(guī)律-以渤海海域蓬萊C構(gòu)造為例[J].東北石油大學(xué)學(xué)報,2015,39(4),38-45.

Zhang Hongguo,Guan Dayong,Su Wen,et al.Oil and gas enrichment characteristic of compound flower structure:Taking Penglai C structure of Bohai sea for example[J].Journal of Northeast Petroleum University,2015,39(4),38-45.

[20]肖佃師,盧雙舫,陳海峰,等.源外斜坡區(qū)斷裂密集帶對油氣成藏的控制作用:以松遼盆地肇源南扶余油層為例[J].中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2012,43(9):3548-3557.

Xiao Dianshi,Lu Shuangfang,Chen Haifeng,et al.Control effect of fault condensed belts in hydrocarbon accumulation in slope area outside of source area:A case study of Fuyu oil layer in Zhaoyuannan region,Songliao Basin[J].Journal of Central South University,2012,43(9):3548-3557.

[21]劉宗堡,崔羽西,方慶,等.凹陷向斜區(qū)巖性類油藏油富集主控因素及成藏模式—以松遼盆地升西—徐家圍子向斜葡萄花油層為例[J].沉積學(xué)報,2014,32(4):776-783.

Liu Zongbao,Cui Yuxi,Fang Qing,et al.Oil enrichment main controlling factors and accumulation model of lithologic reservoir in Depression Syncline Area:A case of the Putaohua reservoir in Songliao Basin Shengxi-Xujiaweizi syncline[J].Acta Sedimentologica Sinica,2014,32(4):776-783.

[22]Hsiao L Y,Graham S A,Tilander N.Seismic reflection imaging of a major strike-slip fault zone in a rift syst em:Paleogene structure and evolution of the Tan Lu fault system,Liaodong Bay,Bohai,offshore China[J].AAPG Bulletin,2004,88(1):71-97.

[23]羅曉容,雷裕紅,張立寬,等.油氣運移輸導(dǎo)層研究及量化表征方法[J].石油學(xué)報,2012,33(3):428-436.

Luo Xiaorong,Lei Yuhong,Zhang Likuan,et al.Characterization of carrier formation for hydrocarbon migration:concepts and approaches[J].Acta Petrolei Sinica,2012,33(3):428-436.

[24]付廣,孫同文,呂延防.南堡凹陷斷-砂配置側(cè)向輸導(dǎo)油氣能力評價方法[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報,2014,43(1):79-87.

Fu Guang,Sun Tongwen,Lü Yanfang.An evaluation method of oil-gas lateral transporting ability of fault-sandstone configuration in Nanpu depression[J].Journal of China University of Mining & Technology,2014,43(1):79-87.

[25]胡明.南堡凹陷中淺層油氣成藏要素空間匹配及控藏作用研究[D].大慶：東北石油大學(xué),2013：65-75.

Hu Ming.Accumulation factorspace matching and controlling effect of hyclrocarbon reservoirs in middle-shallow strata,Nanpu Depression[D].Daqing:Northeast Petroleum University,2013:65-75.

[26]李宏義,姜振學(xué),董月霞,等.渤海灣盆地南堡凹陷斷層對油氣運聚的控制作用[J].現(xiàn)代地質(zhì),2010,24(4):755-761.

Li Hongyi,Jiang Zhenxue,Dong Yuexia,et al.Control of faults on hydrocarbon migration and accumulation in Nanpu Sag,Bohai Bay Basin[J].Geoscience,2010,24(4):755-761.

[27]呂延防,萬軍,沙子萱,等.被斷裂破壞的蓋層封閉能力評價方法及其應(yīng)用[J].地質(zhì)科學(xué),2008,43(1):162-174.

Lü Yanfang,Wan Jun,Sha Zixuan,et al.Evaluation method for seal ability of cap rock destructed by faulting and its application[J].Chinese Journal of Geology,2008,43(1):162-174.

[28]付廣,楊敬博.斷蓋配置對沿斷裂運移油氣的封閉作用:以南堡凹陷中淺層為例[J].地球科學(xué)-中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報,38(4):783-791.

Fu Guang,Yang Jingbo.Sealing of matching between fault and caprock to oil-gas migration along faults:An example from middle and shallow strata in Nanpu Depression[J].Editorial Committee of Earth Science-Journal of China University of Geosciences,38(4):783-791.

[29]付曉飛,賈茹,王海學(xué),等.斷層-蓋層封閉性定量評價—以塔里木盆地庫車坳陷大北-克拉蘇構(gòu)造帶為例[J].石油勘探與開發(fā),2015,42(3):300-309.

Fu Xiaofei,Jia Ru,Wang Haixue,et al.Quantitative evaluation of fault-caprock sealing capacity:A case from Dabei-Kelasu structural belt in Kuqa Depression,Tarim Basin,NW China[J].Petroleum Exploration and Development,2015,42(3):300-309.

[30]孫同文,付廣,呂延防,等.南堡1號構(gòu)造中淺層油氣富集主控因素分析[J].天然氣地球科學(xué)，2014,25(7):1042-1051.

Sun Tongwen,Fu Guang,Lü Yanfang,et al.Main controlling factors on the hydrocarbon accumulation in the middle-shallow layer of 1st structure,Nanpu Sag[J].Natural Gas Geoscience，2014,25(7):1042-1051.

[31]龐雄奇,霍志鵬,范泊江,等.渤海灣盆地南堡凹陷源控油氣作用及成藏體系評價[J].天然氣工業(yè),2014,34(1):28-36.

Pang Xiongqi,Huo Zhipeng,Fan Bojiang,et al.Control of source rocks on hydrocarbon accumulation and assessment of gas pools in the Nanpu Sag,Bohai Bay Basin[J].Natural Gas Industry,2014,34(1):28-36.

[32]吳孔友，李思遠，裴仰文，等.準(zhǔn)噶爾盆地夏紅北斷裂帶結(jié)構(gòu)及其封閉差異性評價[J].石油與天然氣地質(zhì)，2015,36(6):906-912.

Wu Kongyou，Li Siyuan，Pei Yangwen，et al.Fault zone architecture of Xiahong North Fault zone in Junggar Basin and its sealing properties[J].Oil & Gas Geology，2015,36(6):906-912.

[33]張雷，朱倫葳，盧雙舫，等.徐家圍子斷陷火山巖天然氣蓋層差異特征[J].石油與天然氣地質(zhì)，2015，36(1):7-16.

Zhang Lei，Zhu Lunwei，Lu Shuangfang,et al.Differential characteristics of cap rocks of volcanic gas reservoirs in the Xujiaweizi fault-depression,Songliao Basin[J].Oil & Gas Geology，2015，36(1)：7-16.

[34]董立,徐文明,趙旭,等.塔里木盆地柯坪隆起推覆作用對斷裂封閉性的影響[J].石油實驗地質(zhì),2014,36(1):46-50.

Dong Li,Xu Wenming,Zhao Xu,et al.Influence of SE-direction stress produced during thrusting of Keping Uplift on fault sealing of Selibuya Fault in Tarim Basin[J].Petroleum Geology & Experiment,2014,36(1):46-50.

[35]鄧慶杰，胡明毅，胡忠貴，等.淺水三角洲分流河道砂體沉積特征——以松遼盆地三肇凹陷扶Ⅱ-Ⅰ組為例[J].石油與天然氣地質(zhì)，2015，36(1):118-127.

Deng Qingjie,Hu Mingyi,Hu Zhonggui，et al.Sedimentary characteristics of shallow-water deltas distributary channel sand bodies:a case from Ⅱ-Ⅰ Formation of Fuyu oil layer in the Sanzhao Depression,Songliao Basin[J].Oil & Gas Geology，2015，36(1)：118-127.

[36]王黎,王果壽,邱岐,等.松遼盆地梨樹斷陷深部層系沉積特征及演化分析[J].石油實驗地質(zhì),2014,36(3):316-324.

Wang Li,Wang Guoshou,Qiu Qi,et al.Sedimentary features and evolution of deep series in Lishu Fault Depression,Songliao Basin[J].Petroleum Geology & Experiment,2014,36(3):316-324.

[37]李占東，王殿舉，張海翔，等.松遼盆地南部東南隆起區(qū)白堊系泉頭組典型河流相沉積特征[J].石油與天然氣地質(zhì)，2015，36(4):621-629.

Li Zhandong,Wang Dianju,Zhang Haixiang,et al.Sedimentary characteristics of typical fluvial facies in the Cretaceous Quantou Formation in southeast uplift of southern Songliao Basin[J].Oil & Gas Geology,2015，36(4)：621-629.

(編輯董立)

Characterization of petroleum pooling patterns in dense flower-like fault belts:Taking the middle and shallow layers in Nanpu Sag of Bohai Bay Basin as an example

Hu Ming1，Jiang Hongjun2，F(xiàn)u Guang1，Li Na1，Chen Yajun1

(1.SchoolofEarthSciences,NortheastPetroleumUniversity,Daqing，Heilongjiang163318,China;2.Qian’anOilProducer,PetroChinaJilinOilFieldCo.,Ltd.,Qianan,Jilin131400,China)

A study was carried out to investigate oil and gas pooling patterns in belts with densely-distributed flower-like faults in the middle and shallow layers of Nanpu Sag,Bohai Gulf Basin.Methods such as composite profile comparison and tracing,cumulative uplift amplitude and cap rock juxtaposition thickness analyses and etc.,were resorted to analyze or establish oil pooling patterns and disparities across (horizontally and vertically) the belts based on seismic and drilling data as well as previous studies.The results indicate that (1) flower-like faults,mostly antiformal faults,are well developed and densely distributed in NE-trending belts of the Sag; (2) horizontally,oil and gas mainly enrich in the inner (containing more pools) and marginal parts of the belts,with enrichment degree being higher in the inner part than in the marginal part and higher in the antiformal dense flower-like fault belt than in the synformal belt,and uplift amplitude controls the upper limits of oil and gas pooling in the antiformal flower-like dense fault belt; (3) vertically,oil and gas pooling is conditioned by cap rock juxtaposition thickness-the juxtaposition thickness of E3d2and N1+2g(both cap rocks) in the Sag were observed to have a control over the oil and gas pooling in the middle and shallow layers in belts with densely-distributed flo-wer-like faults; (4) areas in the antiformal dense flower-like belts with larger cumulative uplift amplitude and juxtaposition thickness of the E3d2being less than 90 m～95 m are considered potential exploration targets in the Sag.

flower-like fault,dense fault belt,cumulative uplift amplitude,pooling pattern,Napu Sag，Bohai Bay Basin

2016-03-23;

2016-06-14。

胡明(1984—)，男，博士、講師，油氣藏形成與保存研究。E-mail:dy_huming@nepu.edu.cn。

國家科技重大專項(2016ZX05007-003)；國家自然科學(xué)基金面上項目(41372153)；東北石油大學(xué)青年基金項目(2013NQ126)。

0253-9985(2016)04-0528-10

10.11743/ogg20160409

TE121.2

A