東非Albert湖盆北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶解析及其油氣運聚分析

柳萬春

（中海油研究總院，北京 100028）

Faulds等1998年研究美國盆嶺省的區(qū)域構(gòu)造分段作用時，首次提出構(gòu)造調(diào)節(jié)帶（accommodation zone）的術(shù)語。Faulds認為為了保持區(qū)域伸展應(yīng)變守恒而產(chǎn)生的伸展變形構(gòu)造變換體系，可以劃分為傳遞帶和調(diào)節(jié)帶兩類[1]。調(diào)節(jié)帶被定義為調(diào)節(jié)疊覆的正斷層組或正斷層帶之間應(yīng)變傳遞的一組構(gòu)造。國內(nèi)外學(xué)者Morley[2]、漆家福[3]等對構(gòu)造調(diào)節(jié)帶的特征、應(yīng)力機制等做過詳細研究。前人對構(gòu)造調(diào)節(jié)帶控制儲層發(fā)育、烴類聚集、油氣成藏等方面也進行過較為深入的分析。本文以東非裂谷Albert湖盆北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶為例，研究其油氣成藏規(guī)律。

1 Albert湖盆地質(zhì)概況

Albert湖盆[4-6]位于東非裂谷系西支北段的Albertine地塹。Albertine地塹構(gòu)造調(diào)節(jié)帶十分發(fā)育，它們將整個Albertine地塹從北到南分割為五個次級盆地[7-8]，分別為Rhino Camp次盆、Pakwach次盆、Lake Albert次盆（Albert湖盆）、Semliki次盆以及Lake Edward-George次盆。其中Albert湖盆面積最大，約8 850 km2，埋藏最深，最大沉積厚度達6 000 m。該盆地具備優(yōu)越的油氣地質(zhì)條件，烴源巖為上中新統(tǒng)—下上新統(tǒng)湖相泥巖，主要儲層為（扇）三角洲砂體，圈閉以構(gòu)造圈閉為主。

通過Albert湖盆全區(qū)構(gòu)造解釋發(fā)現(xiàn)，該區(qū)具有典型的地塹結(jié)構(gòu)，依其構(gòu)造特征可劃分為7個次級構(gòu)造帶：北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶、中部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶、南部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶、西部陡斷帶、東部斷階帶和南北兩個凹陷中心（圖1）。其中北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶是分隔次盆的大型構(gòu)造帶，主要包括Albert湖北部和湖陸過渡帶。北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模的油氣資源，Albert湖盆目前發(fā)現(xiàn)的19個油氣田，有12個發(fā)現(xiàn)于北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶，集中了Albert湖盆80%的油氣地質(zhì)儲量。下文將分析該調(diào)節(jié)帶的構(gòu)造和沉積特征并在此基礎(chǔ)上分析其大規(guī)模油氣聚集的成因。

2 北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶構(gòu)造特征解析

Albert湖盆北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶斷裂十分發(fā)育和復(fù)雜。區(qū)域應(yīng)力分析表明，Albertine地塹形成的力學(xué)機制不是單純的拉張，受其北部Aswa剪切帶的影響，地塹具有左旋張扭性質(zhì)[9-10]。北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶處于應(yīng)力調(diào)節(jié)區(qū)，在左旋力偶和北西—南東向拉張的雙重作用下，調(diào)節(jié)帶發(fā)育了多組大的張性斷裂，斷裂之間相互交切，伴生眾多晚期發(fā)育的掀斜生長次級小斷層，從而產(chǎn)生“剪刀”式幾何形態(tài)。

2.1 調(diào)節(jié)帶斷裂解析

圖1 Albert湖盆構(gòu)造圖及次級構(gòu)造帶劃分

基于區(qū)域構(gòu)造背景特征，對北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶進行了三維、二維聯(lián)合地震解釋。通過三維屬性分析該區(qū)晚中新世—早上新世地層的波阻特征清晰，沿層相干切片能較好反映斷層展布，其中T層的斷裂成像效果最佳（圖2），可以輔助斷層平面組合。從圖2的相干切片（a圖）和斷裂組合構(gòu)造圖（b圖）上可以看出，北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶斷裂十分發(fā)育和復(fù)雜，主要體現(xiàn)在兩個方面：（1）斷裂平面交切關(guān)系復(fù)雜，總體呈網(wǎng)狀幾何形態(tài)；（2）小斷裂多而密，僅300 km2范圍內(nèi)發(fā)育各級斷層近300條，斷距小于20 m的小斷層200余條。小斷裂密集發(fā)育是因為應(yīng)力的轉(zhuǎn)換不僅產(chǎn)生在大斷層之間，其間的小斷層同樣在應(yīng)變守恒中起作用，當(dāng)全地塹向半地塹伸展轉(zhuǎn)換時，更大程度地使位移從主斷層向小斷層轉(zhuǎn)換。

2.2 調(diào)節(jié)帶構(gòu)造圈閉特征

北部調(diào)節(jié)帶整體呈現(xiàn)為向北東翹傾的緩坡帶。調(diào)節(jié)帶兩側(cè)被北東—南西向邊界大斷裂控制，其中東部邊界大斷裂向北東向逐漸消失，形成半地塹結(jié)構(gòu)。平面上調(diào)節(jié)帶內(nèi)部的次級斷裂多呈鋸齒狀或者雁列狀（圖2）。剖面上調(diào)節(jié)帶主要發(fā)育同向斷層和反向斷層兩種正斷層，斷層陡傾（圖3）。

次級斷裂主要發(fā)育方向有北東向和北北東向，兩組斷層將調(diào)節(jié)帶切割成壘塹相間的斷塊，局部少量發(fā)育近南北向斷裂將構(gòu)造進一步復(fù)雜化。調(diào)節(jié)帶形成的構(gòu)造類型主要是斷塊圈閉，由地層上傾方向兩組走向不同的斷層交叉組合構(gòu)成斷層遮擋，兩組斷層的交叉組合是形成斷塊圈閉的關(guān)鍵。在北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶上發(fā)現(xiàn)大量斷塊圈閉，占全區(qū)總?cè)﹂]數(shù)量的1/2，有非常大的油氣發(fā)現(xiàn)潛力。網(wǎng)狀斷裂不僅形成大量構(gòu)造圈閉，還提供了油氣垂向運移的主要通道。這是因為作為長期活動帶，構(gòu)造調(diào)節(jié)帶上發(fā)育眾多的小型斷層和分支斷層具有高滲透性，是優(yōu)勢液流通道，使深部烴類運移至較淺層位的圈閉中。

圖2 北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶研究區(qū)T層位沿層相干（a）和斷裂組合構(gòu)造圖（b）

圖3 北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶地震剖面

3 北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶沉積儲層解析

構(gòu)造調(diào)節(jié)帶不僅對裂谷盆地構(gòu)造樣式有很大影響，而且對同裂谷期沉積型式也有重要控制作用。在邊界斷層消失的構(gòu)造調(diào)節(jié)帶，隆起較為平緩，會給進入裂谷的大型水系提供有利通道。這些調(diào)節(jié)帶就可能變成增加粗碎屑進入裂谷的場所，因而成為較好儲集巖的匯集地點。研究表明，中新世—上新世末期，正是Albert湖北部調(diào)節(jié)帶緩坡為大河Victoria Nile進入裂谷提供了有利通道。Victoria Nile水系成為主要物源體系，在北部調(diào)節(jié)帶發(fā)育北東—南西方向的緩坡河流—三角洲沉積體系[11]，形成了有利的儲集層系（圖4）。其中Jobi-Rii地區(qū)以河道沉積為主，儲層河道砂順物源方向呈條帶狀分布，垂向相互疊置。Ngiri-Kasamene向湖區(qū)方向以三角洲平原—前緣沉積為主，砂體由網(wǎng)狀分布逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯刃畏植迹绑w厚度變化較大，但橫向分布穩(wěn)定，延伸范圍廣。鉆井揭示該區(qū)砂巖儲層以中、細砂巖為主，夾泥巖和粉砂巖，極細—極粗粒，偶見礫，分選差—好，次棱角狀—次圓狀，物性較好，孔隙度17%~35%，滲透率較高。

圖4 北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶上新世沉積模式及油氣運聚示意圖

4 北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶油氣運聚分析

4.1 調(diào)節(jié)帶油氣成藏模式

Albert湖盆北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶形成了大量與斷裂相關(guān)的圈閉，大型三角洲的發(fā)育提供了優(yōu)質(zhì)的儲層，那么湖盆中心的油源是如何運移到地勢相對較高的北部調(diào)節(jié)帶聚集成藏的？通過研究表明，Albert湖盆北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶油氣成藏模式為油氣從湖盆中心的烴源灶沿緩坡向上運移，大范圍發(fā)育的三角洲砂體作為側(cè)向長距離輸導(dǎo)通道，順向斷層作為垂向輸導(dǎo)通道，形成臺階式疏導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，向構(gòu)造高部位運移，遇到反向遮擋斷層形成的斷塊圈閉聚集成藏（圖5）。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)北部調(diào)節(jié)帶最北端的油田距離烴源灶的距離達到了80公里，可見網(wǎng)狀斷裂發(fā)育與大型河流—三角洲砂體分布的空間配置條件在北部調(diào)節(jié)帶油氣成藏中起到非常關(guān)鍵的作用。

圖5 調(diào)節(jié)帶油氣成藏模式圖

4.2 調(diào)節(jié)帶油氣運聚規(guī)律

深入研究發(fā)現(xiàn)斷裂在調(diào)節(jié)帶內(nèi)部油氣運聚中起到重要的控制作用，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

（1）構(gòu)造調(diào)節(jié)帶主要斷裂尤其是邊界大斷裂會控制中新統(tǒng)—上新統(tǒng)低位域砂體和深洼區(qū)濁積扇砂體的發(fā)育和展布，也就控制了油氣的側(cè)向運移和聚集的主要通道體系。

（2）遮擋斷層的斷距決定了圈閉所能封堵的油層厚度，延伸長斷距大的反向遮擋斷裂會改變油氣側(cè)向運移的主要方向。因此油氣運聚受到疏導(dǎo)體系的控制而存在差別，主要取決于溝通烴源與圈閉的斷裂和砂體發(fā)育程度，而與距離油源的遠近關(guān)系不大。基于上述認識，北部調(diào)節(jié)帶油氣運聚規(guī)律是油氣從湖盆中心沿著邊界大斷裂（紅色）控制發(fā)育的三角洲砂體向調(diào)節(jié)帶高部運移，調(diào)節(jié)帶內(nèi)部發(fā)育的反向遮擋大斷裂（粉色）會改變調(diào)節(jié)帶油氣運聚的優(yōu)勢方向，在北東向、北北東向兩組次級網(wǎng)狀斷裂（藍色）形成的斷塊圈閉聚集成藏（圖4）。本研究指出了進一步勘探的有利方向，為油田增儲上產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。

5 結(jié)論

（1）Albert湖盆北部構(gòu)造調(diào)節(jié)帶內(nèi)斷裂十分發(fā)育，交切關(guān)系復(fù)雜，總體呈網(wǎng)狀幾何形態(tài)，調(diào)節(jié)帶斷裂在形成大量斷塊圈閉的同時還成為油氣垂向運移有利通道。

（2）北部調(diào)節(jié)帶的緩坡構(gòu)造背景條件是為大型河流進入湖盆提供了通道，發(fā)育大型河流—三角洲沉積體系，形成優(yōu)質(zhì)儲層和油氣側(cè)向運移通道。

（3）油氣從湖盆中心的烴源灶沿緩坡調(diào)節(jié)帶大范圍發(fā)育的河流—三角洲砂體作為側(cè)向長距離輸導(dǎo)通道，斷層作為垂向輸導(dǎo)通道，臺階式疏導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，向構(gòu)造高部位聚集成藏。

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