盧恩俊,柳少波,于志超,魯雪松,成定樹
(1.中國石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083;2.提高石油采收率國家重點實驗室,北京 100083;3.中國石油天然氣集團公司盆地構(gòu)造與油氣成藏重點實驗室,北京 100083;4.中國石油青海油田分公司勘探開發(fā)研究院,甘肅敦煌 736202)
斷裂是油氣藏形成與分布的重要控制因素,表現(xiàn)在其控制盆地構(gòu)造與沉積演化,烴源巖、儲層與蓋層的分布,圈閉形成、油氣生成、油氣運聚與油氣藏改造過程[1-2]。柴達木盆地受新生代構(gòu)造運動的影響,盆地內(nèi)斷裂異常發(fā)育[3-6],形成了柴北緣“反S”型斷裂系統(tǒng)、柴中沖起構(gòu)造型斷裂系統(tǒng)和昆北斷階帶型斷裂系統(tǒng)[6-7]。不同的斷裂系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)造演化、沉積格局、圈閉發(fā)育、油氣成藏條件各異。
英雄嶺南帶是近年來柴達木盆地油氣勘探的重點地區(qū),該地區(qū)主要斷裂位于昆北斷階帶型斷裂系統(tǒng)內(nèi)部,平面上呈NW—SE 向展布。斷裂系統(tǒng)以軟弱層(膏鹽巖+泥巖)為界,垂向上具有“兩層樓”特征:軟弱層上的斷裂以蓋層滑脫型為主,軟弱層下的斷裂以基底卷入型為主。軟弱層分布的差異性使得該地區(qū)東西分段、南北分帶,從北向南、從西向東構(gòu)造變形強度減弱[8-10]。研究區(qū)古近紀—今的構(gòu)造演化可劃分為3 個階段:古新世—始新世為弱裂陷階段,以發(fā)育地塹—半地塹式構(gòu)造組合為主,同時造成沉積物超覆于中生界之上;漸新世—中新世為弱擠壓階段,表現(xiàn)為下干柴溝組上段發(fā)育滑脫斷層,同時深部構(gòu)造發(fā)生反轉(zhuǎn);上新世—今為強烈擠壓階段,表現(xiàn)為上油砂山組底界角度不整合界面,同時形成生長背斜和滑脫褶皺等構(gòu)造[11]。研究區(qū)在古近紀處于拉張構(gòu)造環(huán)境,新近紀處于壓扭構(gòu)造環(huán)境,膏鹽巖層分布的差異性造成英西構(gòu)造變形時間早于英中與英東構(gòu)造變形時間[8,12]。研究區(qū)斷裂類型在平面上形成“反S”型、“Z”型、弧型等,這些斷裂組合形成于成盆時期和盆地改造時期[13]。研究區(qū)下部斷裂系統(tǒng)具有持續(xù)活動的特征,一般在上干柴溝組沉積期停止活動,強烈的活動時期為路樂河組—下干柴溝組上段沉積期,如獅南Ⅱ號和獅北Ⅱ號斷裂在路樂河組和下干柴溝組上段沉積期活動,而淺部層系的干北、獅北、咸南斷裂僅在獅子溝組沉積期活動[14-15]。研究區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖總體呈NW—SE 向展布,與主力油田走向一致,TOC 質(zhì)量分數(shù)大多數(shù)超過1%,S1+S2可達14 mg/g,有機質(zhì)類型以Ⅰ和Ⅱ1為主,構(gòu)造帶烴源巖具有2 種生烴模式,分別為可溶有機質(zhì)生烴和干酪根生烴模式[16-17]。構(gòu)造帶儲層包括2 類,分別為碳酸鹽巖儲層和碎屑巖儲層。新近系沉積相主要為辮狀河三角洲前緣和濱淺湖亞相,砂體類型為水下分流河道和灘壩砂體,新近系儲層的儲集空間以原生粒間孔為主,粒內(nèi)溶孔較少[18]。碳酸鹽巖儲層儲集空間類型多樣,主要包括晶間孔、次生溶蝕孔、裂縫,沉積相類型主要為濱淺湖—半深湖亞相[19]。蓋層包括2 套,分別為古近系膏鹽巖蓋層和新近系泥巖蓋層,其中膏鹽巖蓋層主要分布于英西地區(qū),向盆地邊緣方向逐漸減薄,膏鹽巖分布主要受古地形控制[20]。目前關于構(gòu)造帶油藏成藏期次存在爭議,張永庶等[21-22]認為英西地區(qū)存在3 期成藏,分別是E32xg 沉積期、N21sy—N22xy 沉積期,N23s—Q 沉積期;王琳等[23]認為英西地區(qū)存在2 期成藏,分別是N21sy 和N22xy 沉積期,桂麗黎等[24]認為英東地區(qū)油氣成藏期次為N21sy和N22xy—N23s 沉積期[24]。以上學者對構(gòu)造演化、烴源巖評價、儲層特征、成藏期次等進行了分析,但并未分析斷裂的演化與油氣成藏之間的關系。因此,筆者通過對英雄嶺地區(qū)主要斷裂的級次、構(gòu)造樣式、活動性以及油藏流體特征進行研究,以期揭示斷裂特征、形成演化過程及其對油氣成藏的控制作用。
柴達木盆地位于青藏高原東北部,被阿爾金斷裂、祁連山斷裂和昆侖山斷裂所夾持,是我國西部典型的陸相山間盆地。柴達木盆地含油氣系統(tǒng)可以分為柴北緣侏羅系含油氣系統(tǒng)、柴西古近系—新近系含油氣系統(tǒng)、三湖第四系含油氣系統(tǒng)、德令哈石炭系含油氣系統(tǒng)[25][圖1(a)]。
英雄嶺南帶位于柴西含油氣系統(tǒng)主力生烴凹陷(茫崖凹陷)內(nèi)部,為晚喜山期新構(gòu)造運動形成的隆起區(qū),從西向東依次劃分為英西、英中、英東等3個構(gòu)造段[圖1(b)]。淺層已發(fā)現(xiàn)獅子溝、花土溝、游園溝、油砂山、英東等油田,深層已發(fā)現(xiàn)英西油田,剩余油氣資源潛力大,勘探前景廣闊。研究區(qū)自下而上發(fā)育古新統(tǒng)路樂河組(E1+2l),始新統(tǒng)下干柴溝組下段(E31xg)、下干柴溝組上段(E32xg),漸新統(tǒng)上干柴溝組(N1sg),中新統(tǒng)下油砂山組(N21xy)、上油砂山組(N22sy),上新統(tǒng)獅子溝組(N23s)等地層[圖1(c)]。烴源巖主要包括下干柴溝組上段混積巖(碳酸鹽巖+泥巖)和上干柴組泥巖,其中以下干柴溝上段混積巖為主,是整個英雄嶺南帶油氣藏最主要的貢獻者[17-18]。儲層可以分為古近系碳酸鹽巖和新近系碎屑巖儲等2 種類型[18-20]。下干柴溝組上段沉積了區(qū)域分布的膏鹽巖和泥巖,既是有效蓋層,也是沖斷構(gòu)造的滑脫層,本文將該套地層稱為軟弱層,分隔英雄嶺地區(qū)上部的碎屑巖與下部的碳酸鹽巖等2 套儲層,對深層碳酸鹽巖儲層中的油氣起到良好的封蓋作用[20,26]。新近紀晚期構(gòu)造擠壓運動導致研究區(qū)發(fā)生反轉(zhuǎn)隆升,形成淺層反轉(zhuǎn)構(gòu)造,為淺層油氣的聚集提供了良好的場所[11,27]。
根據(jù)斷裂生長的數(shù)量,將斷裂生長模式劃分為單條斷裂生長模式和多條斷裂生長模式。目前,一般用斷距-埋深曲線圖與位移-距離曲線圖來分別判斷斷裂傾向與走向的生長過程。
單條斷裂生長模式表明(圖2):斷裂在三維空間中的生長具有橢球體幾何學特征[28-32],其縱剖面是橢圓面,在斷裂橫剖面投影上,斷裂是一條連續(xù)的曲線,斷裂長度與斷裂位移量成正比,其斷距在生長的中心位置達到最大,從中心向兩端逐漸遞減[33-35]。單條斷裂生長主要是由于地震造成斷裂沿著半徑方向延伸,從而形成位移與長度更大的斷裂[36-37][圖2(a)]。
單條斷裂的生長過程包括2 種類型:持續(xù)性生長與再活化生長[37]。持續(xù)性生長的特征為:在斷距-埋深曲線圖上,斷距在曲線中點處達到最大,向兩端逐漸遞減,整體呈橢圓曲線形態(tài)[圖2(b)]。再活化生長的特征為:在斷距-埋深曲線圖上,斷距先隨埋深增加逐漸增加,接著斷距保持不變,然后斷距隨著埋深增加繼續(xù)增加[圖2(c)]。二者在位移-距離曲線圖上曲線形態(tài)一致,都呈單一的橢圓形態(tài)[圖2(d)]。
多條斷裂在空間中的生長分為3 個階段:單一斷裂生長階段、多條斷裂軟連接階段、多條斷裂硬連接階段[38-40]。①在單一斷裂生長階段,每條斷裂以橢球體幾何方式生長;②在多條斷裂軟連接階段,多條斷裂的端部彼此平行疊置,此階段通常會形成轉(zhuǎn)換帶;③在多條斷裂硬連接階段,平行疊置的斷裂端部會發(fā)生分叉作用,形成次級斷裂,這些次級斷裂相互連接,使轉(zhuǎn)換帶破裂,從而形成一條規(guī)模更大的斷裂。
多條斷裂疊加生長的特征為(圖3):在斷距-埋深曲線圖與位移-距離曲線圖上,在斷裂生長連接部位,垂向斷距處于極小值,以此為界限,曲線上下2部分具有單獨的橢圓形態(tài)[39]。
根據(jù)斷裂在平面上對油氣藏的分割作用(參見圖1),將英雄嶺南帶劃分為5 條主要斷裂:Ⅰ號斷裂、Ⅱ號斷裂、獅子溝斷裂、油砂山斷裂、Ⅺ號斷裂。斷裂系統(tǒng)整體具有“兩層樓”式結(jié)構(gòu)特征:根據(jù)軟弱層在縱向上的分布位置,將斷裂劃分為軟弱層上斷裂與軟弱層下斷裂。由于油砂山斷裂與Ⅺ號斷裂貫穿于英中與英東地區(qū)的油氣藏,故將油砂山斷裂與Ⅺ號斷裂劃分為東、西共2 段。
軟弱層上斷裂包括獅子溝斷裂、油砂山斷裂,向下滑脫于軟弱層中。獅子溝斷裂延伸長度大約為30 km,控制了淺層獅子溝背斜帶。油砂山斷裂在平面上延伸長度大于50 km,貫穿英中與英東地區(qū),控制了2 個地區(qū)淺層構(gòu)造的形成(表1)。軟弱層上滑脫斷裂都屬于二級斷裂。
表1 英雄嶺南帶斷裂要素統(tǒng)計Table 1 Description of faults in southern Yingxiongling area
軟弱層下斷裂包括Ⅰ號斷裂、Ⅱ號斷裂以及Ⅺ號斷裂(表1),向上沖斷消失于軟弱層中,但并未斷穿軟弱層,向下切入盆地基底。Ⅰ號斷裂、Ⅱ號斷裂延伸長度均小于20 km,控制了英西深層含油氣構(gòu)造。Ⅺ號斷裂在平面上延伸長度大于100 km,主要分布于英中與英東地區(qū),控制了2 個地區(qū)的深層構(gòu)造。Ⅰ號斷裂、Ⅱ號斷裂屬于三級斷裂,Ⅺ號斷裂屬于一級斷裂。
英雄嶺南帶從西到東強度逐漸減弱,斷裂的構(gòu)造樣式由復雜到簡單。選擇研究區(qū)3 條典型的地震剖面來分析斷裂剖面組合特征(圖4)。
英西地區(qū)以L200 測線為代表,在軟弱層以上,獅子溝斷裂上盤下油砂山組翼部的地層厚度比其中心位置的地層厚度大,這是由于斷層傳播褶皺效應造成的,獅子溝斷裂及其次生斷裂傾向相反,形成“反Y字型”組合;在軟弱層以下,Ⅰ號斷裂、Ⅱ號斷裂具有明顯的疊瓦反沖組合特征,斷裂北傾;軟弱層上與軟弱層下主要斷裂的傾向一致[圖4(a)]。
英中地區(qū)以L1200 測線為代表,在軟弱層以上,油砂山斷裂西段上盤的上油砂山組翼部地層厚度比其中心位置的地層厚度大,表明油砂山斷裂西段為同沉積擠壓斷裂;在軟弱層以下,Ⅺ號斷裂西段疊瓦前沖于油砂山斷裂西段尾端,斷裂南傾,Ⅺ號斷裂西段與次級斷裂形成“Y字型”構(gòu)造樣式,Ⅺ號斷裂西段及與之平行的次級斷裂斷入基底[圖4(b)]。
英東地區(qū)以L2000 測線為代表,在軟弱層以上,油砂山斷裂東段上盤的上油砂山組翼部地層厚度比其中心位置的地層厚度大,表明油砂山斷裂東段為同沉積擠壓斷裂;在軟弱層以下,Ⅺ號斷裂東段楔形擠入于油砂山東段斷裂尾端,Ⅺ號斷裂東段與其伴生的次級斷裂形成“Y 字型”組合,油砂山斷裂東段與其伴生的次級斷裂形成“反Y 字型”組合[圖4(c)]。
目前,研究斷裂活動性的方法主要有:生長指數(shù)法[41]、位移-長度法[42]、古落差法[43-44]、斷距-埋深法[39-40]、活動速率法[33]、古滑距法[45]、斷點移動法[46-47]、滑動速率法[48]、地層楔形體法[49]。由于斷距-埋深曲線需要小層精確劃分、斷裂在剖面上延伸超過3 km 以及不存在軟弱層,故斷距-埋深曲線法不適用于本研究區(qū)。所以,本文使用生長指數(shù)法來解析研究區(qū)主要斷裂的垂向活動性。斷裂生長指數(shù)是指斷裂上盤沉積物厚度與斷裂下盤對應地層的沉積物厚度的比值。若斷裂在某一地質(zhì)時期生長指數(shù)為1,代表斷裂在該地質(zhì)年代不活動;若生長指數(shù)大于1,代表斷裂在該地質(zhì)年代形成于拉張環(huán)境;若生長指數(shù)小于1,代表斷裂在該地質(zhì)年代形成于擠壓環(huán)境。應用生長指數(shù)需要斷裂兩盤地層厚度變化明顯,以及需要對地層進行去壓實和去剝蝕化作用恢復,研究區(qū)主干斷裂兩側(cè)地層厚度變化明顯,故采用視生長指數(shù)來判斷斷裂的活動年代。
英雄嶺南帶主要斷裂在不同時期的活動性存在差異,且同一斷裂不同位置在同一時期的活動性也有差異(表2)。英西Ⅰ號、Ⅱ號斷裂生長指數(shù)圖[圖5(a)]表明:Ⅰ號斷裂、Ⅱ號斷裂都在路樂河組(E1+2)、下干柴溝組下段(E31)沉積期形成,規(guī)模逐漸擴大,但是二者的位移-距離曲線[圖5(b)—(c)]表明:Ⅰ號斷裂是由單一斷裂形成;Ⅱ號斷裂的位移-距離曲線存在2 個極小值點,是由3 條較小的斷裂連接而成,而Ⅱ號斷裂在生長指數(shù)剖面上的活動時期是連續(xù)的,造成這種差異的原因是受斷裂級次的影響(三級斷裂在剖面上斷開的地震反射層比較少)。
表2 英雄嶺南帶主要斷裂活動強度分析Table 2 Analysis of main fault activity intensity in southern Yingxiongling area
英中Ⅺ號斷裂西段視生長指數(shù)圖[圖5(a)]表明:在路樂河組沉積期與下干柴溝組下段沉積期,斷裂生長指數(shù)為1,代表斷裂不活動,而英東Ⅺ號斷裂東段視生長指數(shù)圖[圖5(a)]表明:在路樂河組沉積期,斷裂生長指數(shù)為1.53;下干柴溝組下段沉積期,斷裂視生長指數(shù)為1.2,斷裂持續(xù)活動。位移-距離曲線表明Ⅺ號斷裂由2 條斷裂連接形成。
獅子溝斷裂視生長指數(shù)圖[圖5(a)]表明:在上干溝組(N1sg)沉積期,其生長指數(shù)為1;斷裂未形成;在下油砂山組(N21sy)與上油砂山組(N22xy)沉積期,其視生長指數(shù)小于1,代表獅子溝斷裂生長,形成于擠壓環(huán)境,且活動性逐漸增強。位移-距離曲線表明獅子溝斷裂是由單一斷裂生長形成[圖5(e)]。
油砂山斷裂東段、西段視生長指數(shù)圖[圖5(a)]表明:在上干柴溝組—下油砂山組沉積期,斷裂生長指數(shù)為1,代表斷裂尚未形成。在上油砂山組沉積期,視斷裂生長指數(shù)小于1,表明斷裂形成于擠壓環(huán)境,斷裂開始形成。位移-距離曲線表明油砂山斷裂是由單一斷裂生長形成[圖5(f)]。
在斷層活動性分析基礎上對英雄嶺南帶構(gòu)造演化史進行了恢復,結(jié)果表明英雄嶺南帶從古近紀到新近紀的構(gòu)造演化經(jīng)歷了4 個階段(圖6)。
路樂河組(E1+2l)—下干柴溝組下段(E31xg)沉積期,英雄嶺南帶處于斷陷階段,以發(fā)育基底正斷層為典型特征,其中,Ⅰ號斷裂、Ⅱ號斷裂、Ⅺ號東段上盤的沉積物厚度明顯大于其下盤的沉積物厚度,形成地塹/地壘式構(gòu)造,為斷塊、巖性圈閉的發(fā)育提供了條件,而英中地區(qū)的Ⅺ號斷裂西段在該時期尚未形成,斷裂兩側(cè)地層厚度變化不明顯。
下干柴溝組上段(E32xg)沉積期,英雄嶺南帶快速沉降,沉積了區(qū)域性的優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖烴源巖。
上干柴溝組(N1sg)—下油山組(N21xy)沉積期,整個英雄嶺南帶處于坳陷階段,沉積了區(qū)域性泥巖蓋層(N1),而在N21沉積期,獅子溝斷裂開始形成,由于斷裂的傳播褶皺效應,形成低幅度的獅子溝褶皺帶,造成斷裂兩盤的下油砂山組地層厚度不一致,此時英西深層的構(gòu)造圈閉發(fā)生了反轉(zhuǎn),形成斷層遮擋型圈閉。
上油砂山組(N22sy)沉積期—今,整個英雄嶺南帶處于快速擠壓抬升階段,此時,油砂山斷裂也開始形成,表現(xiàn)為油砂山斷裂上盤的上油砂山組厚度小于其下盤的地層厚度,此時英東的微幅度圈閉擴大成為斷背斜圈閉。
英雄嶺南帶淺層原油是深層原油通過斷裂向上運移的結(jié)果,從而造成深層原油的Pr/Ph 與Ga/C30H值和淺層原油的生物標志物特征相似(表3)。英雄嶺南帶生物標志物特征連井剖面(圖7)表明:①英西深層原油的w(Pr)/w(Ph)值小于0.33,w(Ga)/w(C30H)值為0.73~0.90,而淺層花土溝與游溝原油的w(Pr)/w(Ph)值小于0.3,w(Ga)/w(C30H)值為0.74~0.88,二者的生物標志物特征相似,表明深層原油可通過獅子溝斷裂運移到英西背斜;②英中深層原油的w(Pr)/w(Ph)值小于0.20,w(Ga)/w(C30H)值為0.89,而英中淺層原油的w(Pr)/w(Ph)值可達0.29,w(Ga)/w(C30H)值為0.81,這可能是英東原油通過油砂山斷裂運移到英中背斜,與英中地區(qū)的原油發(fā)生了混合,造成淺層原油的鹽度含量較低;③英東深層原油的w(Pr)/w(Ph)值為0.51,w(Ga)/w(C30H)值為0.30,而英東淺層原油的w(Pr)/w(Ph)小于0.5,w(Ga)/w(C30H)值為0.20~0.30,與深層原油生物標志物特征相似,深層原油通過油砂山斷裂直接運移到英東背斜。烴源巖與原油的w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]與w(C29αββ)/[w(C29αββ)+w(C29ααα)]交會圖(圖8)表明:英西與英東N1烴源巖的w(C29αββ)/[w(C29αββ)+w(C29ααα)]為0.2~0.35,絕大部分小于0.27,屬于未熟—低熟階段;深層E32烴源巖w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]為0.3~0.6,既有成熟烴源巖,也有低熟烴源巖;英西淺層(N1)原油w(C29αββ)/[w(C29αββ)+w(C29ααα)]基本都在0.43 以下,屬于低熟原油,而英東N21與英西E32原油的w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]均為0.3~0.6,低熟油與成熟油均有分布(圖8),這表明淺層原油是E32烴源巖排烴通過斷裂向上運移的產(chǎn)物。
表3 英雄嶺南帶生物標志物參數(shù)Table 3 Biomarker parameters of southern Yingxiongling area
英雄嶺南帶油氣充注期次與控藏斷裂的活動性匹配良好。以英西地區(qū)為例,獅3-1 井的儲層包裹體類型以黃色和藍色熒光油包裹體為主(圖9)。第1 類為成熟度較低的黃色熒光油包裹體,單偏光下為棕黃色[圖9(a)],熒光下為黃白色—黃色[圖9(b)],氣液比為5%~25%,此類包裹體發(fā)育范圍大,豐度較高,多呈不規(guī)則橢圓狀,主要分布在石英和碳酸鹽巖礦物中,反映早期成巖環(huán)境有利于包裹體發(fā)育,表明第1 期低熟油氣充注。第2 類為成熟度較高的藍色熒光油包裹體,單偏光下多為無色[圖9(c)],熒光下為淡藍色—藍色[圖9(d)],氣液比大多為20%~40%,藍色熒光包裹體形狀變化較大,多為不規(guī)則狀,主要賦存于石英愈合縫和碳酸鹽巖膠結(jié)物中,此類包裹體的豐度較低,說明后期原油充注時,成巖作用較弱,成巖環(huán)境不利于包裹體形成。通過對與油包裹體伴生的鹽水包裹體測溫得到,與黃色熒光油伴生的鹽水包裹體的均一溫度主要為85~110 ℃,主峰為100~105 ℃,取90 ℃作為黃色油包裹體形成的古地溫。與藍色熒光油伴生的鹽水包裹體的均一溫度為115~140 ℃,其中主峰位于120~125 ℃,取115 ℃作為其形成的古地溫[圖10(a)]。結(jié)合埋藏史與熱史分析,推測黃色熒光包裹體形成時間約為距今14 Ma,代表下油砂山組沉積期低熟油氣充注。此時,英西獅子溝控藏斷裂開始生長,從而形成獅子溝背斜帶的雛形,為低熟油氣的充注提供了良好的聚集場所。藍色熒光包裹體形成時間約為距今6 Ma,代表上油砂山組沉積期成熟油氣充注[圖9(c)]。在此階段,獅子溝斷裂繼續(xù)生長,獅子溝背斜規(guī)模擴大,由于差異聚集原理,成熟油氣驅(qū)替低熟油,向淺部層位富集,從而造成淺部層系油氣成熟度較低,而深部層系會發(fā)生成熟度混亂的現(xiàn)象。由于第2 期油氣充注時間較長,會造成成熟油氣量占主體地位,從而使深部層系整體富集成熟油氣,低熟油氣為輔[圖10(b)]。
英雄嶺南帶在縱向上主要形成3 套儲蓋組合(圖11):①第1 套生儲蓋組合:E32混積巖既作為生油層,又作為儲集層和蓋層,在縱向上構(gòu)成了自生自儲的組合類型。E32作為最主要的烴源巖,油氣生成時,由于烴源巖與膏鹽巖互層式產(chǎn)出,造成油氣封閉在鹽體內(nèi)部。②第2 套生儲蓋組合:E32混積巖作為生油層和蓋層,E31和E1+2砂巖作為儲集層,在縱向上形成上生下儲的組合類型。E32由于生烴憋壓使得生成的多余油氣排替到其之下地層內(nèi)部。③第3 套生儲蓋組合:E32作為生油層,N21與N22的砂質(zhì)巖類與裂縫作為儲集層,N21,N22,N23泥質(zhì)巖類作為蓋層,形成下生上儲式的組合類型,E32生成的油氣通過斷裂以垂向運移的方式在淺層(N21,N22)儲集層中富集,上覆厚層泥巖蓋層封堵。
典型的油氣藏解剖以及區(qū)域性油氣藏的綜合分析表明,英雄嶺南帶的生儲蓋匹配存在一定的差異:①英西地區(qū)以深層和淺層組合為主,構(gòu)造和油氣藏形成時間相對較早,油氣富集層位較多,深層油氣以成熟油氣為主,含有少量低熟油氣,而淺層油氣成熟度較低;②英中與英東地區(qū)深層鉆井數(shù)量較少,本文僅闡述淺層油藏組合特征,淺層錄井以及分析測試表明,英中與英東的構(gòu)造和油氣藏以發(fā)育較淺層儲蓋組合為主,圈閉和油氣藏形成時間相對較晚,以成熟油氣為主。
英雄嶺南帶的軟弱層下的基底斷裂都在古近紀形成,基底斷裂會形成地塹/地壘式結(jié)構(gòu),晚期發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn),形成斷塊、斷背斜圈閉等;英雄嶺南帶的軟弱層上的滑脫斷裂都在新近紀形成,形成斷層傳播褶皺,控制背斜的形成。
在斷裂、圈閉構(gòu)造、油氣藏流體特征研究的基礎上,以英西地區(qū)為代表,建立了受斷裂控制的油氣藏形成模式(圖12)。
下干柴溝組上段(E32xg)沉積期,受張性斷層(Ⅺ號斷裂)的影響,形成了咸水湖相烴源巖,英西烴源巖埋藏淺,生烴門限高[圖12(a)]。
下油砂山組沉積期(N21xy),獅子溝滑脫斷裂形成,控制獅子溝背斜帶雛形形成,同時獅子溝斷裂滑脫于膏鹽巖內(nèi)部,與基底斷裂發(fā)生“搭接”,鹽體內(nèi)部的低熟油氣運移到淺層斷層相關褶皺構(gòu)造聚集成藏[圖12(b)]。
上油砂山組(N22sy)沉積期—今,獅子溝淺層斷裂活動性增強,烴源巖生成成熟油氣,部分聚集于膏鹽巖層下部,形成以斷層遮擋的斷塊油氣藏、烴源巖內(nèi)部的湖相碳酸鹽巖致密油藏;部分沿斷裂運移到淺層,與早期低成熟油氣混合,形成以完整背斜圈閉為主的構(gòu)造油氣藏[圖12(c)]。
受構(gòu)造演化和烴源巖生烴時期不同的影響,英東與英西地區(qū)成藏略有不同,英西地區(qū)油氣成藏開始時間早,N21xy 和N22sy 等2 期成藏作用表現(xiàn)明顯。英東地區(qū)油氣成藏開始時間晚,以N22sy 晚期成藏作用為主[14,23-24]。
(1)英雄嶺南帶存在5 條主要斷裂,各斷裂的生長活動時期差異明顯。Ⅰ號斷裂、Ⅱ號斷裂、Ⅺ號斷裂形成于古近紀,其中,Ⅱ號斷裂由3 條斷裂疊加形成,Ⅺ號斷裂是由2 條斷裂疊加形成,Ⅰ號斷裂是由單一斷裂生長形成。獅子溝斷裂與油砂山斷裂都在新近紀由單一斷裂生長形成。
(2)英雄嶺南帶淺層油氣是深層油氣通過斷裂向上運移的產(chǎn)物,油氣充注、圈閉演化與斷裂活動匹配性良好。淺層油藏中的成熟油氣是來自古近系烴源巖的產(chǎn)物,獅子溝、油砂山等滑脫斷裂活動時期,恰好是圈閉與油氣充注的時期,深層油氣通過斷裂運移到淺層圈閉中。
(3)英雄嶺南帶斷裂控藏演化分為3 個階段:下干柴溝組上段沉積期,基底斷裂活動控制生烴斷陷的形成,其中,Ⅺ斷裂控制烴源巖發(fā)育;下油砂山組沉積期,斷裂控制低熟油氣成藏,獅子溝滑脫斷裂發(fā)育,形成背斜雛形,低熟油氣開始充注;上油砂山組沉積期—今,獅子溝斷裂和油砂山斷裂活動均達到最大,背斜帶定型,成熟油氣開始充注,油氣藏發(fā)生調(diào)整改造。