西湖凹陷中南部H 構造斷裂發育特征及控藏作用

摘 要：H 構造位于西湖凹陷中央洼陷構造帶中南部，緊鄰富生烴的紹興36 洼且受多條斷裂所分割的構造圈閉，具備良好的油氣成藏條件，但目前該構造的斷裂研究較為薄弱，制約了油氣挖潛工作。為厘清斷裂的發育特征及對油氣成藏的控制作用，本文從三維地震解釋及已鉆井資料出發，通過分析H 構造斷裂發育特征及演化過程，開展斷裂對構造內油氣成藏的控制作用的研究，并劃分油氣成藏類型。研究表明：H 構造內的斷裂主要發育于古近紀，平面走向為NNE，斷裂可分為通源斷層及調節斷層兩個類別；其中位于構造東西兩側的F1 及F4 斷裂控制構造的形成，斷裂活動控制了古高點，斷裂級別及斷砂耦合程度可控制油氣豐度。綜合斷裂活動性及源—斷組合類型及油氣輸導特征等成藏要素，建立了2 種油氣成藏組合類型，為該構造下一步油氣勘探提供指導。

關鍵詞：海洋地質；東海盆地；西湖凹陷；斷裂構造；油氣成藏

中圖分類號：P618.13 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1329（2024）01-0147-05

斷裂控制著盆地結構與演化過程，與圈閉的形成、分布及油氣運聚過程等關鍵成藏要素密切相關[1-7]。而油氣成藏模式是對油氣成藏特征、形成過程等多要素的總結，對有利目標研究具有重要的指導意義[8-9]。

H 構造是西湖凹陷在中新世晚期東西向擠壓應力作用下形成的寬緩低幅背斜構造，自2004 年至2012 年鉆探3 口探井，并于2016 年投產。但投產后，H 構造面臨著儲量大幅減少、產量快速遞減的難題。自2017 年以來，對H 構造開展以儲層構型解剖為核心的研究，在構造南翼鉆探的開發井證實構造內部發育構造—巖性氣藏，該區的探索也逐步從構造油氣藏向構造—巖性油氣藏轉變。為了繼續擴大儲量規模，前期對H 構造開展精細的圈閉刻畫，在距離平臺4 km 的北翼搜索了一批構造—巖性復合圈閉并實施鉆探，但是效果并不理想。雖然以往對H構造斷裂對油氣藏的控制作用開展過相關研究，初步指出了H 構造的油氣藏受斷層控制作用明顯，但是斷層輸導能力的差異，油氣運力路徑及運聚效率等尚未明確，而斷裂活動的演化過程與油氣成藏密切相關，對生儲蓋組合的形成和分布及運移和聚集都有明顯的控制作用，因此亟需開展H 構造斷裂的精細研究。

本文在充分吸收以往研究成果的基礎上，針對該構造斷裂演化不清、儲層砂體疊置關系復雜、斷砂耦合條件不明及斷裂控藏作用不清等關鍵問題開展分析，以斷裂和油氣成藏過程為切入點，結合三維地震資料及鉆探成果，對H 構造的斷裂體系開展精細刻畫，對斷裂的發育特征及演化過程開展研究，并探討斷裂對油氣運聚成藏的控制作用并總結成藏模式，為該區的油氣勘探提供理論依據。

1 區域地質概況

西湖凹陷東海陸架盆地中規模較大的中新生代含油氣凹陷，是中國近海面積最大的沉積凹陷之一，具“東西分帶、南北分塊”特征（圖1），自西向東依次劃分為西部斜坡帶、中央洼陷—反轉構造帶和東部邊緣斷裂帶三個一級構造單元[10-12]。研究區位于中央洼陷反轉構造帶的中南部，經歷了古新世—始新世斷陷（裂谷期）、漸新世—中新世坳陷（準前陸期）及上新世至今區域沉降3 個主要地質歷史階段。

在古新世—始新世的斷陷演化階段，沉積寶石組及平湖組，洼陷也在該時期基本形成，該時期的平湖運動使得H 凹陷遭受強烈的伸展運動，控洼斷裂發生強烈活動，形成了欠補償的沉積環境，洼陷內快速沉積較厚的灰色泥巖及煤層，成為該地區的主力烴源巖。

漸新世—中新世轉變未坳陷演化階段，經歷花港、龍井運動，沉積了花港組、龍井組、玉泉組及柳浪組，沉積環境由海相轉變為海陸過度、陸相。其中花港運動及龍井運動屬于區域性反轉，形成了大量擠壓背斜與角度不整合面形成了現今“洼中隆”的構造特征，該構造的主要油氣層均富集于漸新統花港組內。

2 斷裂發育特征及形成演化過程

2.1 斷裂發育特征

從三維地震數據體的相干切片和地震剖面（圖2、圖3）上可以看出：本區斷層在活動時間上具有明顯的分段性，以發育早期斷層為主，晚期斷層不發育，尤以平湖組斷層最為發育，平湖組時期在強烈伸展背景下，受兩側對傾斷階的影響，發育Y 型對傾的調節斷裂，隨后在斷—拗轉換期，區域伸展作用整體減弱，Y 型斷裂中心進一步發育次級調節斷裂，形成似花狀斷裂組合，而在之后中新世期擠壓應力背景下，似花狀構造背景局部應力集中，低幅背斜弱擠壓背景下最終定型。斷層多呈NNE 向，沿構造長軸方向呈對掉正斷層分布。根據斷裂特征分析依據斷層活動特征及其影響大小，構造似花狀斷裂組合可分為三個帶，主控斷裂帶F1～F6、調節斷裂帶F11～F17及核部破碎帶。由于核部破碎帶活動時間短，對沉積及成藏的控制較弱，本文主要對主控斷裂及調節斷裂開展分析。

主控斷層包括斷層F1～F6，其中F1 位于H 構造的東側，為NNE 向的西傾正斷層（圖3），也是控凹斷層，長約10 km，平面形態呈S 型，剖面形態呈弧形，斷裂水平距離大，延伸遠，斷層縱向斷穿層位最多，向下斷穿寶石組，向上終止于柳浪組。在平湖組時期強烈活動，使H 構造呈東斷北超的的地塹結構，至花港組時期斷層活動性逐漸減弱，斷層兩盤地層厚度差異明顯減小。

F4 位于H 構造的西南側，為NNE 向的東傾正斷層，同時也是控凹斷層，長約4.5 km，平面形態呈S 形，向下斷穿寶石組，向上終止于玉泉組。斷裂在漸新統活動微弱，不再控制洼陷的結構特征。

F2、F3、F5 及F6 主控斷層分別位于構造的南翼及西翼，其中F2 及F3 為NNE 向的西傾正斷層，為NNE 向東傾正斷層，長約3～5 km，平面形態均呈弧形，向下斷穿平湖組上段，向上終止于花港組上段。

調節斷層較主控斷層活動性弱，可對油氣進行垂向或側向調節，但作用較為局限，僅位于有效運移通道上才能成為有效疏導體系的一部分，凹陷內共發育7 條調節斷層，包括斷層F11～F17。集中發育于構造的核部、西南翼及北翼，水平距離小，延伸短，于主控斷層的走向基本一致，以斷穿平湖組上段的NNE 走向的正斷層為主，呈“Y”型組合樣式。主要形成于平湖組沉積時期內，花港組時期未見新斷層發育。

2.2 斷裂演化特征

整體來看，H 構造斷裂的活動時期與凹陷整體演化基本一致，在平湖運動及玉泉運動時期均有斷裂發生強烈活動。綜合區域構造運動及應力場特征，在凹陷構造演化的基礎上進一步分析斷裂形成演化過程。由于東側太平洋板塊的持續俯沖和西南方向印度板塊向歐亞板塊楔入的聯合作用，H 構造在中—晚始新世裂陷階段處于右旋張扭作用產生的裂陷環境，區域伸展作用強烈，正斷層發育，形成了“東斷西超”的地塹結構。平三四段沉積期，區域伸展作用達到高峰，控圈斷層在這一時期的活動性逐漸增強，不僅斷層斷距大，而且斷層數量明顯增多，控制洼陷的結構特征。平一、二段沉積期，區域伸展作用仍然強烈，同時，扭應力作用進一步增強，凹陷發生張扭變形，普遍發育“y”或反“y”字型斷層，平面上斷層普遍呈“S”形雁列或掃帚狀分布。進入漸新世早期，H 凹陷開始處于裂后的弱伸展構造環境，區域伸展作用明顯減弱，斷層數量明顯減少，斷距也大為減小，花港組時期活動的斷層在該時期形成。之后進入了中—晚中新世前陸坳陷及上新世—第四紀區域性沉降階段，該時期未見新生斷層發育，地層表現為厚層披覆沉積，基本不發生構造變形（圖4）。

H 構造內不同斷裂的活動期次及強度存在一定的差異。斷裂生長指數廣泛應用于對斷裂活動期次及活動強度的判斷[13-15]。以地震剖面為例進行斷裂生長指數分析，其中斷層F1、F2、F3 由平湖組上段至花港組上段斷裂活動逐漸減弱，在平湖組上段時期生長指數大于1.06，在平上段斷距最大可達150 m。而斷層F4 及F5 活動強度則相反，由下至上逐漸增強，在花港組下段生長指數大于1.1。斷層F1～F6 都斷穿平湖組，其中F1 及F4 幾乎斷穿基底，并在平湖組—花港組時期持續活動且強度較大，控制了H 構造的結構特征。斷層F11～F17 為調節斷層，主要在花港組沉積期活動，F11、F13 及F15 在花港組時期的活動較強（圖5）。

3 斷裂對油氣成藏的控制作用

3.1 斷裂活動控制古高點

從成藏期古構造展布來看，局部的古構造對研究區油氣富集有一定的控制作用，主要表現為以下2 個方面：

（1）處于優勢運移方向的儲層，如果成藏期處于鼻狀隆起區、隆起區翼部及構造高部位疊加，利于油氣富集，多見工業油氣流。以開發井H16 井為例，該井位于斷層F11 的周邊，處于斷裂疏導的有利位置，加之位于平湖組古高點之上，有利于油氣富集，投產初期就有百萬方的產氣量，含氣飽和度53%～62%，目前含水率極低。

（2）多期構造演化中長期處于隆起的翼部或兩個隆起之間的地區，即使處于斷裂有利疏導區帶，晚期構造活動對油氣的調整，不利于油氣藏的保存。以開發井H13為例，該井位于斷層F3 的西側，同樣處于斷裂疏導的油氣區帶，但該區帶在平湖組時期為隆起之間的洼地。H13井主力產層鉆遇氣水同層，含氣飽和度僅29%，開發效果較差。

研究發現，H 構造在平湖組發育多個先存高點，經鉆探證實在平湖組高點附近鉆探的開發井含氣飽和度都高于未在高點鉆遇的開發井，且產能也都較高。結合油氣性質差異、斷裂活動特征與圈閉的構造演化分析認為，H構造在始新統時期受控于斷裂活動發育多個多個先存高點，油氣的持續匯集及晚期斷裂活動高效向上覆圈閉輸導油氣，使得位于古構造高點的H11 開發井獲高產，證明局部的古構造對油氣富集有較強的控制作用。

3.2 斷裂級別及斷砂耦合程度控制油氣豐度

西湖凹陷的油氣勘探證實了中央帶構造的油氣成藏均是以垂向運移為主，H 構造已鉆探多口探井及開發井，油氣資源豐富。構造的烴源巖以平湖組內的厚層泥巖及煤層為主。本文主要從該地區烴源巖形態與斷裂組合樣式角度出發，劃分出3 種源- 斷組合類型（圖6）。

A 類型為通源斷裂直接切穿烴源巖，油氣由烴源巖排出后沿斷裂垂向運移的模式，主要分布于構造南翼F4 斷層周邊。F4 為三級溝源斷裂，下斷穿平湖組，與烴源巖接觸面積大，且斷裂活動時間長，且在F4 斷層的東側海發育多條調節斷層，能夠持續為圈閉供烴，油氣運移效率高。在南翼鉆探H16 井已經獲得了證實，該井共鉆遇17 套氣層，累計厚度76.7 m，孔隙度11%～14%，滲透率7.6～45 mD，日產氣107 萬m3。

B 與C 類型發育的斷裂為通源斷層及調節斷層，油氣由烴源巖排出后經垂向及側向運移的模式，這2 種類型的區別主要是烴源巖層的形態特征及其通源斷裂的活動強度的差別。B 類型主要發育于構造核部的調節斷層。斷裂規模小，向下只斷至平湖組上段。但是由于調節斷層F15 活動強度較強，在平湖組上段斷距達到了50 m，斷層切穿了烴源巖層的中心位置，油氣由烴源巖兩翼向高部位匯聚，再由斷層垂向運移至儲層內，油氣運聚效率仍然較高，在核部鉆遇的H1 井就是Y 字形斷層斷至烴源巖高部位的匯聚型組合。

C 類型主要發育于構造北翼F17 斷層周邊，該類型為反向遮擋型。斷層的傾向與烴源巖層上傾方向相同，油氣易于在斷裂下盤富集成藏，但是由于F17 斷裂活動強度低，并且斷層向下只斷至平上段，斷距不到20 m，與烴源巖接觸面積小，油氣由烴源巖向斷裂的運移量少，導致最終可進入目標圈閉的油氣量減少，此類型北翼的在H4 井已經鉆探證實，該井只鉆遇5 套氣層，共23.5 m，油氣運聚效率低是導致圈閉充滿度低的主要原因。

綜合油氣富集層系、輸導方式、斷裂活動性及源斷組合類型等成藏要素，H 構造的油氣成藏組合主要為源內油氣藏，即油氣在烴源巖北的儲層或鄰近烴源巖的層內富集成藏，油氣未發生大規模的運移。源內油氣藏可進一步細化為自生自儲型及自生上儲型兩個亞類。H 氣田的油氣主要富集于花港組及平湖組內，平湖組各段地層均發育規模不等的湖湘烴源巖，油氣自烴源巖排出后近距離運移。自生自儲型主要見于平湖組的構造核部，物源區碎屑物質在平湖組時期入湖，在斜坡帶沉積三角洲及河道連通砂體，提供側向運移通道，油氣自平湖組烴源巖排出后，可直接進入平湖組連通的砂體側向運移，在儲層圈閉內聚集成藏。而下生上儲型油氣成藏組合是通過斷裂垂向及側向運移至花港組儲層內成藏斷裂參與運移過程，或是早期的自生自儲型組合油氣藏受后期構造運動的調整，油氣運移至花港組內成藏。

4 結論

（1）H 構造的斷層主要在平湖組及花港組發生活動，并控制了斷背斜圈閉的形成。根級別分為主控斷層、調節斷層及核部斷層，其中6 條主控斷裂均斷穿平湖組地層，活動強度大，與烴源巖接觸面積更大。

（2）斷裂與烴源巖的組合形式影響了油氣運移的效率，凹陷主要發育3 種源—斷組合，其中與主控斷層及通源斷層相切的圈閉油氣運聚效率高。H 構造主要發育自生自儲型及下生上儲型2 類油氣成藏組合類型，自生自儲型成藏組合類型主要發育于平湖組，自生上儲型油氣藏主要發育于花港組。

（3）根據對斷裂的梳理及分析，H 氣田的油氣分布存在南北中差異主要是受北邊的通源斷裂活動性弱的影響，與烴源巖接觸面積小，斷裂本身活動性差導致油氣運聚能力弱。而南翼則發育一條控凹斷裂多條通源斷裂，向下斷至平湖組下段甚至斷穿平湖組，斷層活動性較強，為油氣運聚提供了良好的通道。另外，中部雖然發育較好的通源斷裂，但由于未發育古高點，運聚效率受影響。所以，接下來對H 構造及周邊構造的滾動勘探需聚焦與活動能力強的通源斷裂相接的發育局部古高點的圈閉，是下一步勘探取得突破的重點領域。

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基金項目：“十四五”國家重大科技項目“弧后盆地深層/ 超深層油氣成藏條件與成藏機制研究—西湖凹陷”（KJGG2022-0402）