左旋走滑對十屋油田構造形態的影響及石油地質意義

甘學啟，秦啟榮，蘇培東，樊佐春，宋文燕，才 業

（1.西南石油大學資源與環境學院；2.中國石油遼河油田公司）

左旋走滑對十屋油田構造形態的影響及石油地質意義

甘學啟1，秦啟榮1，蘇培東1，樊佐春2，宋文燕1，才 業2

（1.西南石油大學資源與環境學院；2.中國石油遼河油田公司）

十屋油田左旋走滑構造運動開始于沙河子—營城組沉積末期，至登婁庫組沉積末期時最為強烈，形成了小寬走滑帶等3個NE向擠壓走滑帶。三維地震研究表明，十屋油田走滑構造樣式并非單純走滑，而是呈前期走滑后期伸展或前期走滑后期擠壓的發育狀態，出現了負花狀、“F”型、反“Y”字型和正花狀等構造樣式。左旋走滑運動產生的構造樣式不僅控制著十屋油田沉積沉降中心的發育，而且對油氣的運聚也有著重要意義。

左旋走滑；構造樣式；石油地質意義；十屋油田

0 引言

左旋是指逆時針方向的旋扭，即逆時針扭動，左旋走滑是指走滑構造的扭動方向為逆時針方向。走滑構造樣式是指巖石圈或地殼在剪應力作用下產生的各種構造變形樣式[1］。全球構造中純伸展構造與純擠壓構造約占45%，純走滑構造約占15%，則走滑-伸展構造與走滑-擠壓構造可占 40%[2］，可見走滑構造占有重要位置。然而，實際工作中由于難以鑒別而忽略掉了大量與走滑有關的構造，或將其歸入到伸展構造或擠壓構造中。

走滑斷層與花狀構造是走滑作用下產生的2種最常見的走滑構造樣式。走滑斷層是指斷面近于直立，斷層一側的巖塊相對于另一側巖塊做水平運動，其總滑距反映在走向上的斷層[1-2］。而花狀構造則是在剖面上，深部是由相對狹窄近直立的主走滑斷裂帶構成，淺部的一組斷層則向兩側呈扇狀撒開而成，據結構和力學性質可將其分為正、負花狀構造[1，3］。

開展研究區走滑構造樣式的識別與解釋有助于加深對構造運動背景的認識，并可為該地區油氣勘探開發提供重要的地質依據。

1 研究區概況

十屋油田在構造上屬于梨樹斷陷的次一級構造。梨樹斷陷是位于松遼盆地東南隆起區東南部的一個小型的箕狀斷陷，分為北部陡坡帶、中部構造帶、東部向斜帶等6個構造帶，十屋油田就位于梨樹斷陷中部構造帶的四五家子構造上，其構造形態為一個大型斷鼻構造。

十屋油田左旋走滑運動開始于營城組末期，大規模走滑運動發生在登婁庫組末期[4］。在左旋走滑應力機制下，其南部及東部形成以走滑-擠壓構造運動為主的斷裂，表現為與小寬斷裂高角度斜列、魚刺狀斷裂及逆沖斷裂。小寬斷裂帶在十屋油田走滑-擠壓最強烈，總體為NE向展布，在四五家子構造附近為NEE方向，兩側為走滑正斷層，中部四五家子構造上段為走滑逆斷層且延伸較遠、中段斷距較大、兩側斷距較小（圖1）。

左旋走滑作用造成四五家子背斜核部斷裂復雜，發育多條逆斷層，其背斜南翼向南延伸至七棵樹向斜帶，七棵樹向斜北側為小寬斷裂走滑擠壓產生的NE向逆斷層，向斜與小寬擠壓走滑帶以七棵樹斷裂為界。七棵樹斷裂為走滑逆沖形成的逆斷層，其延伸 6 km，斷層為 NE走向，傾角 50°～70°（圖 1）。

圖1 十屋油田小寬擠壓走滑構造帶Fig.1 The diagram of Xiaokuan press-slip tectonic zone in Shiwu Oilfield

2 左旋走滑構造運動背景

十屋油田左旋走滑構造運動開始于梨樹斷陷發育期（沙河子—營城組沉積期）末期，到斷陷消亡期（登婁庫組沉積期）時最為強烈，因此，要搞清楚其構造運動背景，必須首先搞清楚梨樹斷陷的構造演化。梨樹斷陷的形成與演化經歷了多期構造運動，主要在斷陷期和坳陷期發育，其中斷陷期又可劃分為斷陷早期、斷陷發育期、斷陷消亡期（表1）①徐宏節，王秀林，韓淑霞，等.梨樹斷陷構造特征研究.中國石化東北油氣分公司，2009.。

表1 梨樹斷陷構造演化分析表Table 1 The analysis of tectonic evolution of Lishu Rift

2.1 斷陷早期（火石嶺組沉積期）

由于區域拉張應力環境，使西部桑樹臺形成大斷裂，斷裂展布方向為NNE向，形成東向箕狀凹槽，其上沉積了一套火石嶺組火山碎屑巖。

2.2 斷陷發育期（沙河子—營城組沉積期）

桑樹臺斷裂加劇，斷陷規模逐漸擴大，區域海平面上升，沙河子、營城組廣泛沉積。受區域應力場的作用，斷陷內的差異升降運動不斷加劇，致使區內沉積厚薄不均，但主要沉積中心未有遷移，超覆現象依然存在。

2.3 斷陷消亡期（登婁庫組沉積期）

全區再次處于拉張沉降的應力環境中，但斷裂的強度和力度已大大減小，盆內三塹一箕之構造格局因小寬地壘的消失而只保留了近東部的小城子壘塊。斷陷的沉降中心也由桑樹臺斷裂逐漸分化為2個中心，其中一個中心向東移至小寬斷裂東側，沉降幅度受小寬斷裂控制。

3 左旋走滑構造樣式

構造樣式是在剖面形態、平面展布、排列及應力機制上有密切聯系的一系列局部構造的特定組合，是同一期構造變形或同一應力作用下所產生的構造的總和[4-5］。梨樹斷陷主要發育伸展、走滑和疊加構造樣式，其中走滑構造樣式不僅控制著十屋油田沉積沉降中心的發育，而且對油氣的運聚也有著重要意義。研究發現，十屋油田的走滑構造樣式并非單純走滑，而是呈前期走滑后期伸展或前期走滑后期擠壓的發育，出現了負花狀、“F”型、反“Y”字型和正花狀樣式，十屋油田其它斷階帶上還出現了“包心菜”構造樣式①徐宏節，王秀林，韓淑霞，等.梨樹斷陷構造特征研究.中國石化東北油氣分公司，2009.。

3.1 負花狀構造

該類構造發生在離散型（Diverging）走滑斷層或走滑斷層的離散部位，在張扭應力場條件下，斷層向上分支而成。從剖面上看，扭斷裂的主干斷層一般均具有上盤相對下降的正向斷開特點，類似正斷層。在扭斷裂兩側的上部，由于拉張分量引起了向著斷面的傾向滑動，形成了向形構造特征，但向形僅僅是形態上與向斜相似，在深部兩翼是各自獨立的，不會成為一個完整連續的彎曲，所處的構造部位卻是構造鞍部[6-8］。該類型構造在十屋油田3個走滑帶張扭部位都有發育，在小寬斷裂南部伴生一系列雁列式斷層，東西兩側走滑帶逐漸舒緩，即為負花狀（圖 2）。

圖2 梨樹斷陷負花狀構造Fig.2 The diagram of negative flower structure in Lishu Rift

3.2 正花狀構造

該類構造發生在聚斂型（Converging）走滑斷層或走滑斷層的聚斂部位，斷裂巖石塊體由于壓扭作用（Transgression）上升而成。該類構造的主要特點是：扭動帶內斷片向上散開，向深處收斂變窄、變陡；主斷層及分支斷層多具逆斷距，散開的斷層間具有地壘斷片；褶皺形態上是一個與走滑斷裂帶近于平行的線性背形且背形兩翼邊界為向上變緩、向外撒開的扭斷層組，具有逆斷特征，且向深部合并、變陡并插入基底，構成扭斷裂的主干。該類斷層在形態上并不總是對稱的，有些地區的扭斷層組可能只朝構造的一邊向上撒開，因而地層的掀斜也是不對稱的。該類構造的深部逆沖斷層系往往斷至烴源層，滑脫層序具有良好的封蓋遮擋作用，正花狀構造（圖 3）所處的構造部位為正向構造高位[3，9］。 該類型構造在十屋油田3個走滑帶壓扭部位均有發育。

圖3 梨樹斷陷正花狀構造Fig.3 The diagram of positive flower structure in Lishu Rift

3.3 反“Y”字型構造

該類構造形成于壓扭應力環境，為斷層走滑引起沉積較厚的一側走滑逆沖到沉積較薄的地質體下部，逆沖斷面呈鏟式，在沉積較薄的一側與逆沖斷面反方向因擠壓出現伴生的逆斷層（圖4）。該類型構造見于小寬擠壓走滑帶及七棵樹向斜帶之間。

圖4 梨樹斷陷反“Y”字型構造Fig.4 The diagram of anti-“Y” type structure in Lishu Rift

3.4 “包心菜”構造

該構造也是在張扭應力場條件下產生的，其類型在十屋油田4個斷階帶表現最為典型。該類構造的特征為：主斷層沒有切穿基底，而是沿沙河子組底部存在的幾十米厚的碳質泥巖塑性層走滑并產生滾動；滾動前由于重力作用產生斷層分支并形成地塹塊體，在地塹塊體內部再受重力作用產生一次地塹斷片，依次疊合在一起形成了“包心菜”構造。斷層也向上分支，具向形構造，主斷層和分支斷層為正滑距，散開的斷層間具有地塹斷片，地層表現為向形（圖 5）。

圖5 梨樹斷陷“包心菜”狀構造Fig.5 The diagram of“cabbage”-like structure in Lishu Rift

3.5 高陡擠壓背斜

高陡擠壓背斜構造樣式可以是后期擠壓作用形成，也可以是同沉積階段擠壓作用形成，在地震剖面上表現為地層的波浪式起伏。該構造樣式所反映的動力學特征與走滑對沖構造樣式類似，均表現為走滑與擠壓的雙重作用，但擠壓作用比走滑作用稍強一些。梨樹斷陷在擠壓走滑作用下很容易形成擠壓背斜，是小寬斷裂帶上重要的構造樣式之一（圖6），也是油氣勘探的重點區域。

圖6 梨樹斷陷高陡擠壓背斜Fig.6 The diagram of squeeze steep anticline in Lishu Rift

4 走滑作用的石油地質意義

登婁庫組沉積期左旋走滑作用，將梨樹斷陷中央構造帶南北向斷層切割成若干斷塊，這對圈閉的形成及油氣聚集起著主導作用。梨樹斷陷的斷裂體系中走滑構造的活動不僅影響了沉積體系的分布，對油氣藏的聚集也具有重要意義。劉玉瑞等[9］認為，沿走滑斷裂發育的圈閉表現為縱向分段、平面分帶的特征。縱向分段是指在主斷面轉彎處，斷面上盤和下盤變形存在差異，上盤以雁列斷塊為主，而下盤以斷鼻、斷塊為主，是油氣運移聚集的有利構造[5］。平面分帶是主斷面走向總體呈線狀，局部呈舒緩波狀，在彎曲處水平扭動受阻而增壓，形成推隆構造，可能成為強制單斜或褶曲的中心高點。在主斷面走向的外凸部，易形成鼻狀構造；在內凹部，釋壓拉張，形成斷塊圈閉。梨樹斷陷所發現的圈閉中，均以此種斷鼻、斷塊構造圈閉為主。

當生、儲、蓋等地質條件具備時，花狀構造樣式的含油氣性優于其它構造樣式，走滑斷層不僅能夠控制油氣藏分布，往往其應力釋放區還能成為油氣富集區[10］。這首先是因為壓扭環境下形成的走滑斷層多具有封閉性，能夠形成有利圈閉，使油氣聚集成藏；另一方面走滑斷層具有切割深度大、斷面陡直的普遍特征，使其在垂向上能夠溝通更多的烴源巖，成為比傾向斷層更為有效的運移通道[10-11］。走滑斷層的存在，表明局部范圍內的應力分布不均勻，因而會在地層內部產生一系列的小裂縫和微裂隙，并極大地改善儲層的滲透性，大幅提高低孔隙儲層的產能。這是因為小裂縫和微裂隙的存在會顯著降低毛管壓力，從而大大降低油氣進入儲層的門檻，使得油氣順利進入儲層，進而富集成藏。

由于走滑斷層大多是高角度的，開啟狀態時既起著油氣運移通道的作用，同時也起到破壞已有油氣藏的作用。因此，對于那些形成較晚或晚期活動較強、特別是切穿蓋層斷至地表的走滑斷層，要深入認識其對相關圈閉的破壞性負面影響。另外，對于塊狀油氣藏，走滑斷層有可能溝通底水，造成水竄，破壞油氣藏內的流體分布平衡，影響油氣采收率。

5 結論

（1）十屋油田左旋走滑構造運動開始于梨樹斷陷發育期末期，在斷陷消亡期最為強烈，產生了3個NE向擠壓走滑帶，并產生了一系列走滑構造樣式。

（2）走滑構造是十屋油田重要的含油構造樣式，主要包括走滑斷層及花狀構造，均與走滑斷裂有關。走滑斷層為逆沖斷層的伴生斷裂，規模較小；花狀構造主要受剪切應力控制，其對油氣的遮擋、聚集、運移均有重要影響。

（3）不同類型的走滑斷裂和同一走滑斷裂的不同部位，由于受到不同的應力，對油氣的控制作用也不同。走滑斷裂應力釋放區往往能成為良好的油氣聚集場所，但那些形成較晚或晚期活動較強特別是切穿蓋層斷至地表的走滑斷裂，也可能對已有油氣藏造成破壞。

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Influence of left-lateral slip on structural form in Shiwu Oilfield and it’s petroleum geological significance

GAN Xue-qi1， QIN Qi-rong1， SU Pei-dong1， FAN Zuo-chun2， SONG Wen-yan1， CAI Ye2
（1.School of Resources and Environment， Southwest Petroleum University， Chengdu 610500， China；2.Liaohe Oilfield Company， PetroChina， Panjin 124010， China）

The tectonic movement of left-lateral slip in Shiwu Oilfield began from the depositional stage of Shahezi Formation tothe last depositional stage ofYingchengFormation.It became the most intense in the last depositional stage of Denglonku Formation and formed three press-slip zones to the northeast including Xiaokuan strike-slip zone.Threedimensional seismic study shows that the strike-slip tectonic style in Shiwu Oilfield is not simply a slip,but slip in the beginningand extension in theend or slip in thebeginningand pressingdevelopmentin theend,and therearesomekindsof tectonic styles,such as negative flower,“F” type,anti-“Y” type and positive flower.The tectonic styles produced by the movement of left-lateral slip not only control the development of the deposition and sedimentation centre,but also are meaningfultothepetroleummigrationandaccumulation.

left-lateral slip；tectonic style；petroleumgeological significance；Shiwu Oilfield

TE122.2

A

1673-8926（2011）03-0040-04

2010-10-13；

2011-01-20

甘學啟，1986年生，男，西南石油大學在讀碩士研究生，主要從事構造、裂縫方面的研究。地址：（610500）四川省成都市新都區西南石油大學碩09級 5班。E-mail：gxqyyaswy@126.com

涂曉燕）