黃薇漪，馬曉東，臧素華，花彩霞

（1.中國石化地球物理公司華東分公司，江蘇 南京 210009；2.中國石化華東分公司石油勘探開發(fā)研究院，江蘇 南京 210011）

蘇北盆地溱潼凹陷是重要的富油凹陷，受控于郯廬斷裂的影響[1]，區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，已發(fā)現(xiàn)油田大部分為斷塊—斷鼻型油藏。對于斷塊—斷鼻型圈閉，規(guī)模各異的斷層是構(gòu)成圈閉的重要要素，前人對各級別斷層的分布特征及其與油氣運移聚集的作用已有論述[2]，但對決定圈閉有效性的斷層封閉性研究相對較少。因此，本文以溱潼凹陷草舍構(gòu)造為例，解剖已知油藏，通過斷層封閉性研究，明確斷層封閉性研究方法在溱潼凹陷勘探中的適用性，以期提高圈閉評價精度，為油氣勘探提供理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

溱潼凹陷構(gòu)造上屬于蘇北—南黃海盆地東臺坳陷的一個次級構(gòu)造單元，位于東臺坳陷區(qū)吳堡低凸起與泰州凸起之間，整體呈北東東向展布。該凹陷是一個在新生代拉張背景下形成的典型的南斷北超的箕狀凹陷，經(jīng)歷了坳陷—斷陷—坳陷的構(gòu)造演化階段，分別對應(yīng)了儀征—吳堡—三垛運動[3]。平面形態(tài)具有西窄東寬的特征，西部斷層呈帚狀或平行雁列式，斷階為多階結(jié)構(gòu)，斷層走向以北東向為主；東部走滑較弱，以伸展翹傾為主，斷層走向以北東東向為主。縱向上依次發(fā)育下構(gòu)造層（泰州—阜寧組）、中構(gòu)造層（戴南—三垛組）及上構(gòu)造層（鹽城—東臺組）。其中草舍油田位于溱潼凹陷南部斷階帶中段，其東西分別為時堰深凹和溱潼（儲家樓）深凹，發(fā)育草舍南、中、北三個斷塊，含油層系為泰一段、阜一段、阜三段、戴一段、二段和三垛組一段。

2 斷層封閉性研究

斷層封閉性分為側(cè)向封閉性和垂向封閉性兩部分[5]，側(cè)向封閉與否取決于斷層兩盤的巖性配置、泥巖涂抹情況，垂向封閉性則取決于斷面緊閉程度（即斷面所受正壓力大小）。

2.1 斷層側(cè)向封閉性研究

斷層兩盤的巖性配置是決定斷層是否具有側(cè)向封堵性的重要條件之一。如果斷層所錯動的地層中泥巖層所占比值相當(dāng)?shù)?，砂層含量相對很高，砂層與泥層對置的可能性就一定很小，斷裂充填物的性質(zhì)也以砂質(zhì)為主。在較高的砂泥比條件下，斷層的封閉能力必然較低，因此，當(dāng)砂泥比值高到一定程度時，無論其他條件如何，斷層都不具封閉能力，砂泥比值可以用來反映斷層巖性配置好壞。

泥巖涂抹是指斷層在活動時期由于一盤泥巖的滑動對斷面形成的涂抹。由于受斷層性質(zhì)、斷移地層泥地比和斷層產(chǎn)狀及光滑程度的影響，其在空間上發(fā)育部位及發(fā)育程度差異較大。一般采用泥巖涂抹系數(shù)大小來定量描述泥巖涂抹層的發(fā)育程度。

式中：fm——泥巖涂抹系數(shù)；L——斷層斷距，m；hi——被斷層錯開的第i層泥巖巖層厚度，i=1，2，…，n；n——被斷層錯開的泥巖層數(shù)；H——被斷層斷開地層厚度，m；Rm——被斷層斷開地層的地層厚度與泥巖厚度的比值。

研究區(qū)草舍油田北斷塊油藏不受組成斷階的大斷層（II、III號斷層）控制，起封閉作用的主要是三、四級小斷層。地化研究表明：草舍油田的油氣來源主要與阜二段優(yōu)質(zhì)烴源巖有關(guān)。油氣運移與斷階的II號斷層關(guān)系不大，多是通過主干斷層次生的三、四級斷層（北1、北2）作垂向運移為主。

從圖1、表1可以看出，北1斷層側(cè)向封閉性差。下降盤戴南組二段側(cè)向封閉性好于上升盤，而三垛組一段側(cè)向封閉性較差。戴二段下降盤砂泥比值為0.86，遠(yuǎn)低于上升盤，泥巖涂抹系數(shù)為0.541，優(yōu)于上升盤的0.323；三垛組一段上下盤砂泥對接概率低，砂泥比值均大于1，三垛組一段下部大段砂—砂對接，不利于油氣聚集，只有在下降盤垛一段泥巖段對接時，有良好的側(cè)向封堵條件?？傮w來說該斷塊小斷層側(cè)向封閉性差，影響成藏的主要因素為蓋層和斷層兩側(cè)砂泥配置。

圖1 草舍北斷塊油藏剖面圖Fig.1 Reservoir profile of North Caoshe fault

表1 草舍北斷塊北1斷層封閉性評價參數(shù)Table 1 Sealing property evaluation parameters of fault Bei-1 of North Caoshe fault

2.2 斷層縱向封閉性研究

影響斷層垂向封閉性好壞的最關(guān)鍵因素是斷面的緊閉程度。若斷面緊閉，斷層垂向封閉性好，油氣不能沿斷面作垂向運移，否則，斷層開啟，斷層作為油氣運移的通道。斷面的緊閉程度可用斷面所受正壓力大小來衡量，其計算公式為[5-6]：

式中：P——斷面所受的正壓力，MPa；H——斷面埋深，m；ρr——上覆地層的平均密度，g/cm3；θ——斷面傾角，°。

當(dāng)斷面正壓力大于泥巖變形強(qiáng)度時，因泥巖變形而導(dǎo)致斷層裂縫愈合，由此造成斷層垂向封閉，否則斷層垂向開啟。斷層的垂向封閉性除與斷面壓力有關(guān)外，還受斷移地層泥巖含量的影響，斷移地層泥地比低時不利于斷層的垂向封閉。因此，在根據(jù)斷面正壓力評價斷層封閉性時，要兼顧斷移地層的泥地比值。

草舍構(gòu)造被F2、F3斷層分割為多個含油斷塊。從斷層演化和活動期來看，如圖2所示，草舍地區(qū)F3斷層形成時間早，在儀征運動就已形成。在戴南組和三垛組沉積時期構(gòu)造活動劇烈，F(xiàn)3斷層派生出一系列傾向相反的小斷層。在鹽城組沉積時活動基本停止，只有在鹽城組一段沉積早期有輕微活動。因此，在三垛組沉積時，F(xiàn)3斷層垂向開啟，在油氣大量生成的鹽城組一段沉積早期也是開啟的，此時阜二段油氣已經(jīng)開始大量生成，F(xiàn)3斷層可以作為油氣垂向運移的通道。

圖2 溱潼凹陷斷階帶草舍構(gòu)造演化史圖Fig.2 Caoshe tectonic evolution chart of fault terrace zone in Qingtong sag

從表2中可以看出：三垛組沉積后，F(xiàn)3斷層在阜一段和泰州組層段的位置封閉性好，泰州組油氣不能沿F3斷層垂向運移，但是由于泰州組烴源巖埋藏較深，在三垛運動結(jié)束之前可能已經(jīng)成熟，因此，少量泰州組生成的油氣在三垛運動結(jié)束之前有可能沿F3斷層垂向運移；阜二段以上層段封閉性逐漸減弱，阜二段油氣有可能沿F3斷層垂向運移至上部儲層。

表2 草舍地區(qū)F3斷層各層段垂向封閉性評價（三垛組沉積后）Table 2 Vertical sealing property evaluation of each layer of F3 fault in Caoshe area(after deposit of Sanduo formation)

油源對比結(jié)果也證明了這一點，草舍油田中斷塊中構(gòu)造層戴南組油藏發(fā)現(xiàn)來源于泰州組烴源巖的油氣，而在埋藏更深的泰州組和阜一段油藏只發(fā)現(xiàn)了來源于阜二段的油氣。這說明源于泰州組烴源巖的油氣不是沿F2斷層垂向運移的，而是沿F3斷層垂向運移的。北斷塊發(fā)現(xiàn)了來自阜二段的油氣，也說明F3斷層也可以作為阜二段油氣垂向運移通道的作用。

從斷層兩側(cè)巖性配置來看，該時期由于斷距較大，阜四段泥巖與阜三段對接，阜二段與阜一段對接，形成了良好的油氣側(cè)向運移通道，F(xiàn)3斷層側(cè)向封閉性較弱。F3斷層與F2斷層之間發(fā)現(xiàn)的阜三段油藏則證明了油氣側(cè)向運移的可能性。

與F3斷層類似，F(xiàn)2斷層也是在儀征運動時期形成的，在三垛運動前期時活動劇烈，斷層垂向開啟并派生出次級斷層F2’，戴南組一段沉積后活動停止。從活動時間上來看，與烴源巖的生排烴期不匹配，不能作為油氣垂向運移的通道。

從斷層面泥巖涂抹性上來看，由于斷距大（大于1 000 m），使斷層面泥巖涂抹性很差，側(cè)向封閉性很差，有利于油氣的側(cè)向運移，巖性對接關(guān)系復(fù)雜。通過F2和F2’斷層斷裂帶巖屑包裹體分析，F(xiàn)2和F2’斷層有油氣通過的痕跡，GOI值為1.82%，是油氣運載層的特征[7]，儲層流體包裹體的均一化溫度為80℃～100℃，開始充注時間為12 Ma±，油氣通過的時間為鹽城期沉積時。

綜上所述，F(xiàn)3斷層可以作為油氣垂向運移的通道，F(xiàn)2、F3斷層側(cè)向封閉性較弱，可以作為油氣側(cè)向運移的通道。

3 結(jié)論

綜合分析斷層兩盤的巖性配置關(guān)系、泥巖涂抹系數(shù)、斷面承受應(yīng)力、斷裂活動期與生排烴期的配置關(guān)系，對蘇北盆地溱潼凹陷草舍構(gòu)造主要斷層的封閉性進(jìn)行了詳細(xì)評價。研究表明草舍構(gòu)造斷層側(cè)向封閉性整體較差，可以作為油氣側(cè)向運移的通道。F3斷層活動期與生排烴期匹配，阜二段以上層段斷面壓力不大，三垛組沉積末期，該斷層垂向開啟，是阜二段油氣縱向運移重要通道。

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