惠民凹陷新生代盆地結(jié)構(gòu)及油氣成藏特征

薛 雁，張 琳，黃 錚，梅東風(fēng)，龔玉虎

(1.中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257015；2.中國石化勝利石油管理局，山東 東營 257015；3.中國石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124109)

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惠民凹陷新生代盆地結(jié)構(gòu)及油氣成藏特征

薛 雁1，2，張 琳1，黃 錚1，梅東風(fēng)3，龔玉虎3

(1.中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257015；2.中國石化勝利石油管理局，山東 東營 257015；3.中國石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124109)

為深入了解惠民凹陷新生代盆地結(jié)構(gòu)與油氣成藏的關(guān)系，在三維地震資料精細解釋的基礎(chǔ)上，綜合運用斷層活動性分析、平衡剖面恢復(fù)等方法，結(jié)合各時期伸展率和沉降量的統(tǒng)計分析，明確了惠民凹陷各構(gòu)造演化階段盆地結(jié)構(gòu)特征以及垂向疊合過程，并對不同構(gòu)造單元的油氣成藏條件以及油氣分布規(guī)律進行分析和總結(jié)。結(jié)果表明：惠民凹陷新生代盆地結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了由單斷式半地塹向雙斷式塹壘構(gòu)造的疊合；不同構(gòu)造單元的油氣成藏條件和油氣分布特征具有差異性，中央隆起帶的油氣最為富集，主要受控于Es3、Es2期臨商斷裂帶的強烈活動垂向輸導(dǎo)以及走滑應(yīng)力場的驅(qū)趕。該研究明確了不同構(gòu)造帶油氣成藏主控因素，對后續(xù)的油氣勘探有一定的指導(dǎo)意義。

盆地結(jié)構(gòu)；構(gòu)造單元；成藏條件；差異性；惠民凹陷

0 引 言

盆地結(jié)構(gòu)是盆地構(gòu)造(斷裂、構(gòu)造樣式)、類型、性質(zhì)等的綜合表現(xiàn)形式[1]，是控制盆地內(nèi)部不同構(gòu)造部位含油氣性的關(guān)鍵。惠民凹陷油氣資源豐富，經(jīng)過50多年的勘探歷程，發(fā)現(xiàn)了臨盤、商河、玉皇廟、臨南、曲堤、江家店、陽信等多個油氣田，具有較大的勘探潛力。但是，由于盆地構(gòu)造的差異性發(fā)育，不同構(gòu)造部位的油氣“貧富”差距較大。崔世凌等、張小莉等、朱志強等[2-4]分別從構(gòu)造樣式、沉積相及沉積體系、油氣運移通道等多個方面對惠民凹陷臨南洼陷的油氣成藏特征進行了研究；宋占東等、趙衛(wèi)衛(wèi)等[5-6]對惠民凹陷陽信洼陷的油氣成藏條件和油氣分布規(guī)律進行了分析和總結(jié)；韓天佑等[7]分析了惠民凹陷西南緩坡帶的新生代構(gòu)造演化及油氣成藏特征；王克等[8]對惠民凹陷中央隆起帶的油氣成藏事件和油氣成藏規(guī)律進行了研究。但系統(tǒng)研究整個惠民凹陷不同構(gòu)造單元構(gòu)造特征和油氣成藏特征并對比分析油氣成藏差異性的較少。

此次研究是基于大量地震資料精細解釋的基礎(chǔ)上，結(jié)合斷層活動性分析和伸展率統(tǒng)計，查明惠民凹陷新生代各演化階段盆地構(gòu)造特征，并對惠民凹陷不同構(gòu)造單元的油氣成藏條件和油氣分布特征進行對比分析，總結(jié)不同構(gòu)造單元油氣富集規(guī)律，為惠民凹陷下一步油氣勘探提供理論指導(dǎo)。

1 地質(zhì)概況

惠民凹陷是位于濟陽坳陷內(nèi)部西南方向的次級凹陷，北部以埕寧隆起為界，南鄰魯西隆起，西與臨清坳陷內(nèi)部的德州凹陷相連，東鄰東營凹陷。其控盆邊界斷層為北部的寧南、無南斷層和南部的齊廣斷層，平面上整體呈北東東向展布，剖面上表現(xiàn)為雙斷式的塹壘構(gòu)造。受構(gòu)造運動和主干斷裂差異發(fā)育影響，內(nèi)部可以劃分為陡坡帶、緩坡帶、洼陷帶和中央隆起帶4種不同類型的構(gòu)造單元(圖1)，不同類型的構(gòu)造單元構(gòu)造特征不同，進而導(dǎo)致了凹陷內(nèi)部不同構(gòu)造部位石油地質(zhì)條件的復(fù)雜性和油氣分布的差異性。

圖1 惠民凹陷構(gòu)造格局

2 新生代盆地結(jié)構(gòu)演化特征

2.1 孔店期

該時期惠民凹陷北西向構(gòu)造不明顯，北部邊界斷層活動強烈，尤其是北部的大型鏟式正斷層——無南斷層，控制了盆地的基本格局和孔店組的地層沉積。北部陡坡帶先于其他構(gòu)造單元發(fā)育，強烈抬升，沉積、沉降中心位于北部滋鎮(zhèn)、陽信斷層下降盤，形成滋鎮(zhèn)和陽信洼陷的雛形。而相比之下，南部的齊廣斷層活動稍弱(圖2a)，緩坡帶發(fā)育稍差，使整個盆地在無南斷層的滑脫翹傾作用下呈現(xiàn)北斷南超的半地塹特征。

整個研究區(qū)主要發(fā)育伸展構(gòu)造樣式，陡坡帶主要發(fā)育滑動斷階，南部緩坡帶主要發(fā)育翹傾斷塊。

圖2 惠民凹陷斷陷發(fā)育階段不同時期的控盆斷裂體系

2.2 沙四期

該時期惠民凹陷的盆地結(jié)構(gòu)基本繼承了前一期的特征，控盆斷層仍以北部的寧南、無南斷層等邊界斷層為主，但活動明顯減弱，使該時期成為惠民凹陷半地塹的萎縮、消亡期。林南斷層等二級斷層開始少量發(fā)育(圖2b)，較前一期來看，構(gòu)造變化不大，沉積、沉降中心位置不明顯，構(gòu)造樣式仍以北部陡坡帶的滑動斷階和南部緩坡帶的翹傾斷塊發(fā)育為主。

2.3 沙三—沙二早期

該時期為惠民凹陷盆地發(fā)育的活躍期，形成大量二、三級斷層，是研究區(qū)塹壘盆地的發(fā)育期，也是盆地內(nèi)部構(gòu)造差異形成的主要時期。臨商、夏口斷層開始發(fā)育，活動強烈，形成了典型的帚狀走滑體系，控制了臨南洼陷的發(fā)育，并使沉積中心向臨南洼陷遷移。同時，盆地東部的林南、林北斷層活動明顯，控制了林樊家構(gòu)造的形成。中央隆起帶在臨商、寧南、無南斷層的聯(lián)合控制作用下形成(圖2c)，且以低角度的斜坡向洼陷中心延伸。整個凹陷呈現(xiàn)出不對稱的雙斷式塹壘斷陷盆地特征。構(gòu)造樣式以伸展和伸展走滑構(gòu)造樣式發(fā)育為主。

圖3 惠民凹陷新生代盆地構(gòu)造演化

2.4 沙二晚期—東營期

該時期研究區(qū)的盆地結(jié)構(gòu)基本繼承了前一期的特征，盆地的優(yōu)勢伸展方向仍為近南北向，盆地構(gòu)造格局基本確定，部分主干斷裂的活動性有所減弱，在盆地東部發(fā)育少量近東西向展布的次級斷層(圖2d)，斷陷盆地發(fā)育進入萎縮、消亡期。

2.5 新近紀(jì)—第四紀(jì)

該時期惠民凹陷同渤海灣盆地的其他次級凹陷一樣，進入了坳陷發(fā)育階段，盆地整體沉降，新近紀(jì)地層披覆于前期構(gòu)造之上，主要斷層的活動基本結(jié)束，只發(fā)育有少量的次級斷層，對整個凹陷的構(gòu)造面貌和地層沉積影響不大(圖2e)。

3 構(gòu)造單元油氣成藏條件分析

對于一個含油氣盆地來講，油氣的成藏需要具備良好的生油巖、儲集層、蓋層及輸導(dǎo)體系等多個條件[9-10]。惠民凹陷經(jīng)過長期而又復(fù)雜的構(gòu)造演化，加之不同構(gòu)造部位構(gòu)造特征的差異，油氣成藏的“環(huán)境條件”和“物質(zhì)基礎(chǔ)”差異發(fā)育[11-12]，控制了其內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)單元沉積物質(zhì)充填結(jié)構(gòu)的不同，進而導(dǎo)致生儲蓋發(fā)育特征及圈閉類型等方面也存在明顯的不同[13]。另外，通過對研究區(qū)南北向油藏剖面分析可以看出，受盆地結(jié)構(gòu)和構(gòu)造樣式類型不同的影響，凹陷內(nèi)不同結(jié)構(gòu)單元油氣成藏特征具有明顯的差異(圖4)。

3.1 北部陡坡帶

3.2 南部緩坡帶

圖4 惠民凹陷油藏剖面

3.3 臨南洼陷帶

3.4 中央隆起帶

通過分析發(fā)現(xiàn)，中央隆起帶和洼陷帶的油氣成藏條件較好，緩坡帶和陡坡帶的油氣成藏條件相對較差。其中，陡坡帶發(fā)育斷階帶和滾動背斜等形成圈閉的構(gòu)造條件，但是基本沒有成藏，主要是由于儲集層的物性太差，因此，優(yōu)質(zhì)的儲層是其成藏的關(guān)鍵因素；而緩坡帶的儲層非常發(fā)育，從整體來看，限制其油氣富集的因素主要是油源斷裂不太發(fā)育。

4 油氣分布特征

在上述分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合各種資料，對惠民凹陷新生代各個時期已探明油氣儲量進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其在橫向上和縱向上均存在明顯差異。

表1 惠民凹陷不同構(gòu)造帶各層系油氣資源量

從縱向上看，不同層系的含油氣性也具有差異性。整體來看，油氣的分布主要集中在古近系Es3、Es2，油藏類型以構(gòu)造油氣藏和巖性油氣藏為主，其原因在于Es3沉積期以來，惠民凹陷沉積、沉降中心遷移至臨南洼陷，再加之西北部和西部的大型三角洲砂體向湖盆內(nèi)不斷推進，為油氣的儲集提供了非常有利的條件；Es4的油氣藏主要以構(gòu)造油氣藏為主(表2)。

表2 惠民凹陷不同層系構(gòu)造和巖性油氣藏資源量

5 結(jié)論及認識

(1) 經(jīng)過多期構(gòu)造運動的疊加和改造，惠民凹陷在不同演化階段的盆地結(jié)構(gòu)存在差異，經(jīng)歷了由單斷式半地塹向雙斷式塹壘構(gòu)造的疊合。根據(jù)不同構(gòu)造部位構(gòu)造特征的差異，可以劃分為多種不同類型的結(jié)構(gòu)單元，其中陡坡帶、緩坡帶和洼陷帶主要以伸展構(gòu)造樣式發(fā)育為主，中央隆起帶以伸展構(gòu)造樣式和伸展-走滑構(gòu)造樣式發(fā)育為主。

(2) 惠民凹陷內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)單元的油氣成藏條件和油氣分布具有差異性。中央隆起帶的油氣最為富集，洼陷帶和緩坡帶次之，陡坡帶基本未成藏。構(gòu)造演化過程導(dǎo)致的盆地沉積、沉降中心的遷移決定了研究區(qū)主要的含油氣區(qū)帶，緊鄰生油洼陷是成藏的關(guān)鍵，有利儲層發(fā)育是基礎(chǔ)；油源斷層及油氣運移的優(yōu)勢通道決定了研究區(qū)油氣藏的整體分布格局，構(gòu)造樣式的差異性則導(dǎo)致了不同含油區(qū)塊的成藏模式的差異。

[1] 薛雁，吳智平，李偉，等.東營凹陷新生代盆地結(jié)構(gòu)特征及其控藏作用[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2013，37(2)：205-211.

[2] 崔世凌，楊澤蓉，李鑫，等.惠民凹陷構(gòu)造樣式及分布規(guī)律研究[J].石油物探，2010，49(2)：187-197.

[3] 張小莉，查明.惠民凹陷臨邑洼陷巖性油藏控制因素分析[J].沉積學(xué)報，2006，24(2)：289-293.

[4] 朱志強，曾濺輝，王建君.惠民凹陷臨南洼陷油氣運移特征研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2010，32(4)：33-38.

[5] 宋占東，查明，趙衛(wèi)衛(wèi)，等.惠民凹陷陽信洼陷火成巖及其對油氣成藏的影響[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2007，31(2)：1-8.

[6] 趙衛(wèi)衛(wèi)，王軍.惠民凹陷陽信洼陷油氣成藏條件及分布規(guī)律[J].西安科技大學(xué)學(xué)報，2012，32(4)：476-484.

[7] 韓天佑，漆家福，林會喜.惠民凹陷西南緩坡帶新生代構(gòu)造演化與油氣成藏特征[J].石油與天然氣地質(zhì)，2003，24(3)：245-248.

[8] 王克，查明.惠民凹陷中央隆起帶油氣事件成藏規(guī)律[J].石油天然氣學(xué)報，2008，30(3)：5-9.

[9] 張輝.內(nèi)蒙古東部陸西凹陷油氣成藏條件與分布規(guī)律[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報，2006，30(2)：1-4.

[10] 黃桂雄.松北探區(qū)薩、葡、高油層油氣成藏條件及有利區(qū)預(yù)測[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報，2011，35(1)：1-7.

[11] 譚先鋒，蔣艷霞，田景春，等.濟陽坳陷古近系孔店組層序界面特征及時空屬性[J].石油實驗地質(zhì)，2014，36(2)：136-143.

[12] 梁兵.高郵凹陷斷層—巖性油氣藏勘探技術(shù)與實踐[J].中國石油勘探，2013，18(4)：36-49.

[13] 張春明，姜在興，王俊輝，等.惠民凹陷臨南地區(qū)古近系沙三下亞段沉積特征[J].東北石油大學(xué)學(xué)報，2014，38(6)：37-45.

編輯 林樹龍

20151116；改回日期：20160326

中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司科研項目“二氧化碳驅(qū)油地震監(jiān)測評價方法探索研究”(P14085)

薛雁(1986-)，女，工程師，2008年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)地質(zhì)學(xué)專業(yè)，2013年畢業(yè)于該校地質(zhì)學(xué)專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)從事盆地構(gòu)造解析及油氣地質(zhì)綜合研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.007

TE121.2

A

1006-6535(2016)03-0030-05