陸相斷陷盆地斜坡帶分類及成藏特征分析

趙紅星 (中石油冀東油田分公司勘探開發研究院,河北唐山063004)

司繼偉 (中石油華北油田分公司勘探開發研究院,河北任丘062552)

何偉平 (中石油華北油田分公司第二采油廠地質所,河北霸縣302700)

斷陷盆地是陸相典型的一種盆地類型,尤其在中國東部地區發育較多,如渤海灣盆地、二連盆地、海拉爾盆地、銀額盆地、江漢盆地、蘇北盆地等均屬此類,其典型特征是受一條或兩條控制凹陷邊界的斷層約束而形成。斷陷盆地一般生油條件好,生油層系多,母質類型好,油氣資源豐富,目前已形成遼河、勝利、大港、華北等多個油氣田。鑒于陸相斷陷盆地的重要性,筆者系統分析了陸相斷陷盆地斜坡帶分類及成藏特征,以期為油氣勘探提供參考。

1 斷陷盆地斜坡帶的分類

1.1 按構造特點分類

1)單斜式 該類斜坡構造簡單,其地層整體呈單斜式形態且向斜坡帶高部位地層逐漸超覆減薄 (見圖1(a))。該類斜坡在斜坡帶高部位的地層厚度明顯減少,深層地層分布范圍比淺層地層分布范圍小,受早期基底形態影響,控制了地層的空間展布。如二連盆地的烏里雅斯太凹陷,該凹陷西斷東超,東部斜坡為典型的單斜式斜坡,其整體斷裂系統不發育,局部發育晚期小斷層[1]。

2)斷階式 該類斜坡發育有與陡帶控凹斷層相對應的同生二級斷層 (見圖1(b)),具有臺階式結構,同生二級斷層繼承性發育,并形成具有洼槽中心的斷槽式結構。同生二級斷層下降盤厚度比上升盤厚度增大,并逐層向斜坡高部位減薄。該類斷層直接溝通烴源巖和儲集層,是油氣縱向上運移重要通道。如二連盆地的賽漢塔拉凹陷,賽漢塔拉凹陷東斷西超,在斜坡帶中部發育與陡帶邊界斷層對應的扎布大斷層,形成斜坡帶的斷階式結構[2]。

圖1 按構造樣式分類的斜坡類型

3)雙元式 雙元式斜坡具有雙層結構,其深、淺層地層為2個楔形對插。深層地層向洼槽方向減薄,部分地層殲滅成倒楔形,而淺層地層向斜坡高部位形成楔形。該類斜坡深淺層受2期不同性質應力場 (拉張和擠壓應力)的作用而形成早晚2期不同的構造特征,深層部分或全部斷層具有相反的掉向(見圖1(c))。如冀中坳陷霸縣凹陷的文安斜坡帶的中生代和古生代地層呈明顯的楔形插入洼槽附近尖滅,而新生代地層向斜坡高部位超覆減薄明顯,中生代以前地層受反向斷層控制可以形成潛山油藏或地層尖滅油藏[3-6]。

1.2 按照地層沉積特點分類

1)繼承型斜坡 繼承型斜坡是指斜坡基底在成型之后保持較為穩定的持續沉降、輕度抬升或無構造運動、地層缺失較少或基本不缺失的較穩定沉積斜坡。該類斜坡以沉降作用為主,地層發育齊全或基本齊全。此外,該類斜坡斷裂系統不發育,構造相對簡單,多以地層巖性油藏為主。

2)多期型斜坡 該類型的斜坡帶經歷了多期的構造升降運動,盆地基底的多期次構造運動使得斜坡帶時而經歷沉降作用,時而經歷抬升運動而遭受剝蝕,使得斜坡帶地層存在明顯缺失,形成區域性的不整合接觸關系。該類型斜坡反映了區域應力場的階段性構造升降運動而造就斜坡帶復雜的構造特征,其斷裂系統發育,構造破碎,構造圈閉十分發育,油藏多沿鼻狀構造背景及深大斷裂的上下盤分布,形成油氣成帶分布或成區分布的特點。

3)反轉型斜坡 該類型的斜坡帶經歷強烈的構造運動,由早期的快速沉降作用而急劇反轉抬升成為斜坡,原有的隆起區快速沉降而成為洼槽區,使得斜坡隨后伴隨之緩慢沉降,形成斜坡帶深、淺層地層呈明顯的2個倒楔型疊加[7,8],斜坡帶深層局部地層向洼槽區減薄尖滅。該類斜坡斷裂系統較發育,并形成深、淺層2套不同的斷裂體系。深層可形成地層尖滅油藏、潛山油藏和不整合油藏,而淺層則形成斷塊油藏、地層超覆油藏和復合油藏[9]。

2 成藏特征

自從國內開辟陸相油氣勘探以來,地質學家通過研究斜坡帶成因及構造特點,明確了不同的油藏在斜坡帶的分布特點和空間位置,其成藏規律具有以下特點。

2.1 靠近主洼槽的斜坡油氣最富集

“源控論”指出油氣的聚集和分布受生烴中心的控制,生烴中心周邊的構造帶是油氣運移、聚集的最佳指向和捕獲區[5]。對于斷陷盆地來說,往往存在多個次級洼槽,其中只有一個洼槽是全凹陷主力的生烴中心,從而控制油氣在平面和縱向上的分布和聚集。如二連盆地,單個凹陷多發育1～3個次級洼槽,但只有一個洼槽是凹陷的主力生油洼槽,而主洼槽的周邊構造帶是油氣最富集的區帶,油氣沿主洼槽呈環狀分布。二連盆地的勘探已經證實,吉爾嘎朗圖凹陷的中洼槽和烏里雅斯太凹陷的南洼槽,其主洼槽的東部斜坡均是油氣最富集的構造帶,發現的儲量多,開發效果好,形成規模量產[2]。

2.2 同生斷層、不整合面和連通砂體是油氣縱橫向運移的最佳通道

同生斷層是隨著凹陷邊界控凹斷層的產生而伴生,并補償拉張應力的釋放而形成。同生斷層一般斷開凹陷沉積層序的所有地層,表現為深層斷距大,淺層斷距小,斷距大小受構造運動所控制。同生斷層斷面的間歇性活動,從縱向上溝通烴源巖和儲集層,為油氣縱向運移提供良好的通道。

不整合面是構造升降運動使得沉積層序產生間斷或剝蝕的結果,不整合面上部往往發育底礫巖,具有良好的物性條件。區域性的不整合面為油氣橫向運移提供可能,是油氣橫向運移的重要通道之一[4]。

連通砂體的大范圍、區域性分布,往往成為油氣快速橫向運移的最佳通道,連通砂體儲集物性好,就像 “輸油管線”一樣成為油氣運移的良好途徑。

同生斷層、不整合面和連通砂體的立體式空間組合,構成油氣運移的多種輸導方式,如 “T”型輸導、斷階輸導、毯式輸導和網狀輸導等輸導網絡,為油氣聚集成藏提供豐富的輸導系統[10]。

2.3 斜坡帶上鼻狀構造和大斷裂上下盤是油氣富集的主要場所

斜坡帶上的鼻狀構造是各類圈閉發育的最有利位置,受構造背景的控制,在鼻狀構造上可形成眾多的斷塊、斷鼻、地層超覆、巖性尖滅等各種圈閉,為油氣聚集提供儲集場所[11]。

大斷裂上下盤則常伴隨有不同等級的斷層發育,形成良好的構造分異,是各類構造圈閉發育的最豐富區帶,同時大斷裂溝通烴源巖和儲集層為圈閉提供豐富的油源供給,造就大斷裂上下盤成帶、成區分布的各種斷塊和斷鼻油藏[12]。

斜坡帶常常發育各種大型三角洲沉積砂體,且與構造背景匹配關系好,而鼻狀構造和大斷裂上下盤良好的各類圈閉與儲集砂體相匹配,形成斜坡帶豐富的油氣富集。

2.4 多目的層含油和多種油藏類型組成斜坡帶復式油氣聚集模式

斜坡帶作為油氣運移的長期指向區,在縱向上存在多套儲蓋組合。受斷層、不整合面及連通砂體的控制及疏導,在縱向上油氣由高勢區不斷向低勢區運移,形成由深到淺階梯式的多目的層含油,縱向上多層疊加,橫向上含油連片。受構造運動的控制,斜坡帶常常發育有潛山、斷塊、地層、巖性及復合圈閉,為油氣捕獲提供儲集空間。在油源十分充足的斷陷盆地,則形成 “滿凹含油”的特點,由洼槽帶高勢區到斜坡帶高部位的低勢區形成豐富的油氣聚集區,構成油氣立體分布的復式油氣聚集模式[2]。如冀東油田近幾年發現的南堡油田,縱向上多套砂層組含油,平面上大面積含油連片,從而形成大型油氣田[13];冀中坳陷的霸縣凹陷文安斜坡,縱向上均有油藏分布,形成潛山、斷塊、地層超覆、巖性尖滅和構造-巖性等各種類型油藏組成的復式油氣聚集,構成了文安斜坡文安油田和蘇橋油田豐富的油氣儲量[5]。

3 結 論

1)斷陷盆地斜坡帶是油氣富集的最佳場所之一。斜坡帶受構造運動、沉積相帶的控制,形成3大斜坡類型,并控制形成不同的油氣聚集方式和油藏模式,從而構成斜坡帶復式油氣聚集模型。

2)斜坡帶以雙元式斜坡構造特點最復雜,油藏類型最多,構造分異最好,各種油藏均有分布,油氣成區、成帶分布;以單斜式斜坡構造特點最簡單,油藏類型最少,多為地層、巖性油藏。

3)靠近主洼槽的斜坡油氣最富集;同生斷層、不整合面和連通砂體是油氣縱橫向運移的最佳通道;斜坡帶上鼻狀構造和大斷裂上下盤是油氣富集的主要場所;多目的層含油和多種油藏類型組成斜坡帶復式油氣聚集模式。

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