印度河盆地A區(qū)塊構造特征及其對油氣的控制

楊建房 賈學成 魏小東 唐資昌 張大偉 劉彩芹

(東方地球物理公司研究院，河北涿州 072751)

1 概況

巴基斯坦印度河盆地是一個發(fā)育在前寒武系基底之上的中生代被動陸緣盆地，喜山運動導致盆地強烈變形和構造分化[1-3]。A區(qū)塊位于印度河盆地塔爾斜坡(圖1)，經(jīng)歷了侏羅紀早期的印度板塊與非洲板塊分離、白堊紀印度板塊漂移和第三紀喜馬拉雅造山運動，最終形成現(xiàn)今構造格局[4-5]。該區(qū)白堊系自下而上依次發(fā)育巨厚Sembar組烴源巖、下Goru組海陸過渡帶三角洲沉積及下Goru組厚層泥巖蓋層，生儲蓋條件優(yōu)越，油氣資源豐富。經(jīng)過多年的油氣勘探，油藏控制因素仍不是很明確。區(qū)內(nèi)油氣主要富集在斷裂相關構造圈閉中，但XN-1井所在的構造圈閉落實，并具有溝通油源的大斷裂，發(fā)育近50m的優(yōu)質(zhì)儲層，且蓋層條件優(yōu)越，卻未獲得油氣發(fā)現(xiàn)。為了探討油氣藏控制因素，利用2013年新采集三維地震資料，在精細構造解釋基礎上，分析研究區(qū)斷裂展布規(guī)律及其對圈閉的控制，并結(jié)合石油地質(zhì)條件，詳細論述了構造演化對油氣聚集成藏的控制作用，進而指出下一步有利勘探目標。

圖1 印度河盆地構造單元劃分(a)和地質(zhì)結(jié)構剖面(b)

2 斷裂組合及圈閉發(fā)育特征

同一地區(qū)、同一地質(zhì)時期、受同一構造應力作用而形成的斷裂具共生組合關系。根據(jù)斷裂發(fā)育特征及其有規(guī)則的組合，可以確定它們之間的共生組合關系[6-7]。本文從斷裂組合類型入手，論述斷裂特征及其對圈閉的控制作用(圖2)。

反“Y”字型組合：由主干斷裂(圖2中a斷裂)及其次生斷裂(圖2中b斷裂)組合而成，呈反“Y”字型。主干斷裂兩側(cè)受較強張扭應力作用，易形成長軸狀斷鼻圈閉。次生斷裂起調(diào)節(jié)作用，受力較弱，斷距較小，不利于形成斷鼻圈閉，但在與主斷裂相交處可形成斷塊圈閉。斷裂走向多為NW—SE向，主干斷裂上升盤發(fā)育長軸狀低幅度斷鼻圈閉。

階梯狀組合：也稱斜列狀組合，由一系列走向一致、平面上相互平行或近平行的斷裂組成，剖面上呈階梯狀，多為張扭應力作用下形成。研究區(qū)內(nèi)階梯狀斷裂(圖2中c、d、e斷裂)斷距及延伸距離大致相當，斷裂間距基本相等，走向多為NW—SE向。該類斷裂控制著斷鼻圈閉的發(fā)育，并且斷鼻圈閉呈長軸狀平行于斷裂，圈閉幅度較低。斷鼻圈閉在斷裂的上升盤發(fā)育，呈階梯狀向同一方向構造高點依次下降。

負花狀組合：在張扭應力作用下，產(chǎn)生一系列分支正斷裂(圖2中f、g、h斷裂)，并形成負向構造，是走滑構造的典型組合樣式[8-9]。負向構造兩側(cè)常表現(xiàn)為對稱或近似對稱的階梯狀，因此其對圈閉發(fā)育的控制作用與階梯狀斷層相似。這類斷層走向呈NW—SE向，形成負向構造的兩側(cè)正斷層上升盤易形成斷鼻圈閉，而在負向構造中心部位，根據(jù)地層產(chǎn)狀不同可形成斷鼻、斷背斜或斷塊圈閉。

斷層組合類型剖面組合樣式圈閉發(fā)育模式平面組合樣式(T3頂面T0圖)反“Y”字型階梯狀負花狀

圖2 A區(qū)塊斷裂組合樣式及圈閉發(fā)育特征

綜上所述，研究區(qū)主要斷裂組合樣式有反“Y”字型、階梯狀和負花狀。受斷裂控制，圈閉類型主要為斷鼻圈閉，且多為長軸狀；其次為斷塊圈閉。

3 構造演化特征

印度河盆地的形成始于前寒武紀，經(jīng)歷了晚侏羅世裂谷期、白堊紀—古近紀拉張走滑期及新近紀以來的印度板塊與歐亞板塊碰撞期(圖3)，A區(qū)塊因此形成現(xiàn)今復雜的斷裂體系[10-11]。根據(jù)斷裂及圈閉發(fā)育特征，可劃分為三個構造演化期(圖4)。

第一期為侏羅紀岡瓦納大陸解體期(約187～155Ma)。該時期正值印度板塊與非洲板塊/阿拉伯板塊分離，發(fā)育拉張斷層，斷層大多終止于上侏羅統(tǒng)，對白堊系圈閉沒有控制作用。

第二期為早白堊世至始新世(約155～35Ma)。該時期為板塊漂移期，構造活動具有明顯的分段性。

第一階段為上白堊統(tǒng)上Goru組沉積前的拉張走滑初期，構造應力較弱，斷裂不太發(fā)育。

第二階段為古近系沉積前的拉張走滑中期，此時期印度板塊旋轉(zhuǎn)加劇，A區(qū)塊在強烈的張扭應力作用下，發(fā)育大量NW—SE向的正斷裂。其中，主干斷裂延伸長度較大，往往超過10km，斷距數(shù)百米，最大達1000m以上，大多斷穿上侏羅統(tǒng)及白堊系。次級斷裂延伸數(shù)千米，斷距超過100m，最大可達300～500m。

該時期壘塹相間的構造格局初現(xiàn)，研究區(qū)由侏羅紀的拉張應力轉(zhuǎn)變?yōu)閺埮w系，斷裂多呈反“Y”字型、階梯狀和負花狀等組合樣式，控制著長軸狀斷鼻圈閉的發(fā)育。圈閉多發(fā)育于斷裂上升盤，圈閉形態(tài)初步成型。

第三階段為新近系漸新統(tǒng)沉積前的拉張走滑末期。構造應力趨緩，斷裂活動減弱直至終止。A區(qū)塊東部整體持續(xù)抬升，西部構造沉降，圈閉形態(tài)經(jīng)歷第一次調(diào)整、改造，即上升盤反向斷階圈閉溢出點下移，圈閉面積增大；而上升盤同向斷階圈閉溢出點上移；圈閉面積減小。

圖3 印度板塊形成演化(據(jù)文獻[5]修改)

圖4 A區(qū)塊構造演化剖面(剖面位置見圖1)

第三期為漸新世(約35Ma)～現(xiàn)今。印度板塊與歐亞板塊發(fā)生碰撞， A區(qū)塊遠離板塊碰撞中心，擠壓應力影響較弱，斷裂不發(fā)育。但該碰撞造成A區(qū)塊構造發(fā)生反轉(zhuǎn)，表現(xiàn)為西部抬升，東部下沉。原有圈閉形態(tài)經(jīng)歷第二次調(diào)整，即上升盤反向斷階圈閉溢出點上移，圈閉面積減小；而上升盤同向斷階圈閉溢出點下移，圈閉面積增大。

4 構造演化對油藏的控制作用

油氣聚集通常受到多種地質(zhì)條件的影響，特別是與斷裂活動密切相關[12]。實踐證明，油氣成藏后的構造活動對油氣保存起著至關重要的作用[13-16]。

A區(qū)塊最強烈的構造活動發(fā)生在白堊紀末期(上Goru組沉積早期)。因此，在下Goru組中形成了大量的構造圈閉，主要類型有斷鼻、斷塊等。此后的地質(zhì)歷史時期，研究區(qū)未再遭受強烈的構造活動，故白堊紀末期構造運動使A區(qū)塊圈閉形態(tài)基本定型。根據(jù)前人研究成果[17]，烴源巖生排烴高峰期與圈閉形成期基本吻合，溝通油源的深大斷裂可以作為輸導體系，利于圈閉捕獲油氣而成藏。

鉆探表明，研究區(qū)下降盤圈閉多因存在側(cè)向封堵問題，故成藏較少，本文不做討論。對于側(cè)向封堵條件較好的上升盤圈閉，油氣充注后的構造活動是油氣最終聚集、保存而成藏的關鍵控制因素。白堊紀以后，發(fā)生抬升及構造反轉(zhuǎn)，部分油氣藏經(jīng)受了調(diào)整和改造。根據(jù)控制斷層傾向與地層傾向關系，上升盤圈閉又可分為上升盤反向斷階圈閉和上升盤同向斷階圈閉兩種類型。白堊紀后的構造活動對這兩類圈閉成藏的改造作用是有區(qū)別的。該區(qū)油氣成藏經(jīng)歷了三個階段。

(1)圈閉成藏期。在白堊紀末期，大量斷裂相關圈閉發(fā)育并沿NW—SE走向斷裂分布。早白堊世Sembar組烴源巖正值排烴高峰期，油氣沿斷裂運移并被圈閉捕獲成藏(圖5a)。

(2)油氣藏改造初期。古新世—始新世，東部地區(qū)持續(xù)抬升，上升盤同向斷階成藏圈閉閉合幅度持續(xù)減小，導致該類油氣藏部分遭到破壞；而上升盤反向斷階成藏圈閉隨構造抬升，圈閉幅度不斷增大，但由于此時期烴源巖排烴高峰已結(jié)束，圈閉幅度增大并未對已成藏的該類圈閉含油氣量帶來影響(圖5b)。

(3)油氣藏定型期。始新世～現(xiàn)今，受印度板塊與歐亞板塊碰撞影響，構造發(fā)生反轉(zhuǎn)，西部地區(qū)抬升，東部沉降。這次構造活動使上升盤同向斷階圈閉閉合度增大；上升盤反向斷階圈閉閉合度減小，減小幅度大致抵消前期增加幅度。因此，構造反轉(zhuǎn)對上升盤反向斷階油氣藏未造成破壞(圖5c)。

后期構造活動對A區(qū)塊圈閉成藏控制作用表明，上升盤同向斷階圈閉受構造活動影響，圈閉成藏部分受到破壞；而上升盤反向斷階圈閉受構造活動影響不大。因此造成了該區(qū)油氣藏呈現(xiàn)出前者閉合度大、油氣藏高度小；而后者油氣藏油氣充注度高的特點。

圈閉成藏后構造活動的影響是油氣藏能否得以保存的關鍵[18-21]。根據(jù)圈閉成藏后的構造活動對油氣藏的控制作用，A區(qū)塊白堊系構造油氣藏最有利的勘探目標為受斷裂控制的上升盤反向斷階圈閉，其次為上升盤同向斷階圈閉。

圖5 構造演化對A區(qū)塊圈閉成藏的控制模式

5 結(jié)論

(1)研究區(qū)主要斷裂組合樣式有反“Y”字型、階梯狀和負花狀。受斷裂控制，圈閉類型主要為斷鼻，且多為長軸狀；其次為斷塊。

(2)A區(qū)塊經(jīng)歷了晚侏羅世裂谷期、白堊紀—古近紀拉張走滑期及新近紀以來的印度板塊與歐亞板塊碰撞期。其中，拉張走滑中期構造活動最劇烈，使白堊系構造圈閉基本定型。

(3)圈閉成藏后構造活動對油氣藏起調(diào)整、改造作用，上升盤同向斷階油氣藏部分受到破壞，而上升盤反向斷階油氣藏受構造活動影響不大。根據(jù)這一地質(zhì)認識指出了下步最有利的勘探目標為上升盤反向斷階圈閉。