葛金虎，羅紅霞，陽 芬，韋 祥，袁 魏

(中國石化江蘇油田分公司物探技術研究院，江蘇 南京 210046)

楊村斷裂為金湖凹陷邊界斷層，地跨蘇皖兩省，走向北東—北東東，傾向北西，長約110 km。研究表明(據(jù)朱光等，2014)，楊村斷層為早期基底斷層復活產(chǎn)物，該斷層在印支期為華北與揚子板塊碰撞造山形成的前陸變形帶上的逆沖斷層(據(jù)朱光等，2012)，隨后在燕山期郯廬斷裂帶大規(guī)模左行走滑過程中可能發(fā)生了走滑活動，但該斷層的早期活動性質仍以逆沖活動為主［1－2］。在古近紀近南北向拉張背景下，該斷層復活構成金湖凹陷邊界斷層，同時控制了金湖凹陷構造和沉積。

楊村斷裂走向與古近紀近南北向拉張方向存在一定的夾角，處于斜向拉張應力環(huán)境下，沿走向不同部位楊村斷裂應力性質和活動特征存在較大差異，這種差異的存在，也決定了楊村斷裂不同部位控制油氣的方式有所不同。

1 楊村斷裂構造活動特征

1.1 斷裂構造樣式

楊村斷裂走向與區(qū)域南北向拉張應力存在一定夾角，按照夾角角度的大小，可以將楊村斷裂分為東西兩段，西段楊村斷裂為北東走向，與區(qū)域應力方向呈小角度相交(小于45°)，楊村斷裂走滑作用明顯，同時伴生大量的近東西向、北西向羽狀分支斷層;東段楊村斷裂為北東東走向，與區(qū)域應力方向呈大角度(大于45°)相交，楊村斷裂拉張作用占主導，分支斷層相對不發(fā)育，主要伴生一些北東向羽狀斷層。

楊村斷裂西段，剖面上主干斷裂的斷層面總體具有相對平緩的傾角，且斷面較為平直，其下降盤往往發(fā)育與之近平行的同向正斷層。楊村斷裂東段，由于靠近凹陷的沉降中心，代表大型半地塹盆地內(nèi)強烈斷陷的區(qū)帶，主干斷裂具有上陡下緩的典型鏟狀構造，其斷層組合往往是一些與之相交的同向正斷層，在剖面上構成y狀、多級y狀剖面構造樣式。楊村斷裂的東段與閔橋斷層相連的部位，主干斷層斷距突然變小，斷裂切割不深，斷面相對平直，形態(tài)由鏟型過渡為平直的板狀，斷裂對沉積的控制作用減弱。楊村斷裂帶主干斷層主體上具有鏟型正斷層的特征，在強烈控制沉積的龍崗—汊澗次凹位置，斷裂帶與下降盤多條同向正斷層組合，發(fā)育成斷階形式。通過對楊村斷裂剖面構造特征分析，總結了楊村斷裂發(fā)育的主要剖面構造樣式(圖1)。主要包括鏟狀、y狀、反y狀、多級y狀、順向平行狀、反向平行狀、地壘狀、地塹狀等樣式。

圖1 金湖凹陷楊村斷裂帶典型剖面構造樣式

1.2 斷裂活動特征

為更好地研究斷層活動特征，引入“斷層活動速率”的概念，其物理含義為斷層在某個時期活動強度的大小，即為下降盤與上升盤厚度差與沉積時間的比值。

應用“斷層活動速率”來研究斷層活動性有2個方面的優(yōu)點:①由于加入了沉積時間的因素，因此它更能反映斷層在某個時期的活動強弱;②可以更好地解決斷層兩盤有地層缺失或未沉積的情況。例如生長指數(shù)，當斷層下盤未沉積時，則無法計算。

設H層下降盤厚度為H1、沉積速度v1，上升盤厚度為H2、沉積速度v2，沉積時間為T，則斷層在該時期活動速率=(H1－H2)/T=(v1*T－v2

*T)/T=v1－v2，則可理解為兩盤地層沉積速度差。楊村斷裂中部(龍崗—小關地區(qū))上升盤新生代地層缺失，則v2等于0，此時斷層活動速率為v1，即下降盤地層沉積速率。

本次研究沿楊村斷裂共抽取50多個樣點進行計算，明確了阜寧組、戴南組和三垛組三個主要地質時期斷層活動特點。

阜寧組(E1f)時期，楊村斷裂活動速率在速率統(tǒng)計圖上表現(xiàn)為“單峰”，龍崗深凹部位對應部位的斷裂活動速率最大，峰值達260 m/Ma，活動強度遠高于其它地區(qū)。汊澗—汊西次凹部位對應的活動速率次之，為100 m/Ma，小關—閔南地區(qū)活動速率最小，為50 m/Ma左右。各地區(qū)楊村斷層活動速率由大到小排序是:龍崗—汊西—汊澗—夏家營—秦營—便宜集—小關—閔南，楊村斷層在龍崗、汊澗次凹地區(qū)的強烈活動，控制了兩次凹的發(fā)育(圖2)。

戴南組(E2d)時期，楊村斷裂活動速率整體大幅增大，龍崗深凹部位仍然是活動速率極大值區(qū)，峰值達600 m/Ma。便宜集地區(qū)斷層活動強度增大明顯，活動速率達到200 m/Ma，汊澗—汊西地區(qū)為150 m/Ma。西段秦營地區(qū)、東段小關—閔南地區(qū)活動速率在100 m/Ma，沿走向楊村斷層活動速率由大到小排序依次是:龍崗—便宜集—汊西—汊澗—夏家營—小關—閔南—秦營。該時期楊村斷層活動特別強烈，進一步控制龍崗、汊澗次凹演化(圖3)。

圖2 楊村斷層E1f沉積時期活動速率

圖3 楊村斷層E2d沉積時期活動速率

圖4 楊村斷層三垛組(E2s)沉積時期活動速率

E2s時期，楊村斷層活動速率整體大幅降低，在10～80 m/Ma，活動速率統(tǒng)計圖表現(xiàn)為“三峰”特點，分別對應于龍崗、便宜集、秦營地區(qū)。龍崗深凹部位依然是楊村斷層活動最強地區(qū)，峰值為80 m/Ma，汊澗次凹主體部位(便宜集地區(qū))斷層活動速率次之，峰值為60 m/Ma，秦營地區(qū)對應活動速率在35～50 m/Ma之間，小關—閔橋地區(qū)斷層活動趨緩—停滯，活動速率小于10 m/Ma。受楊村斷層控制，龍崗、汊澗次凹最終演化成金湖凹陷第二、三大生烴次凹(圖4)。

總的來講，楊村斷裂時空活動速率存在明顯差異，時間上，E2d沉積期楊村斷層活動強度最大，E1f次之，E2s最弱，這也與蘇北盆地構造沉降演化規(guī)律相一致;空間上，龍崗、汊澗深凹帶活動強度一直很大，龍崗深凹部位是楊村斷層活動速率極大值區(qū)，小關—閔南地區(qū)一直最小。

2 楊村斷裂控圈、控藏特征

2.1 斷裂控圈特征

楊村斷裂可能發(fā)育的圈閉類型可分為構造類型和非構造類型兩大類［3］。

2.1.1 構造類型圈閉

該類圈閉主要包括兩種類型:①楊村斷層及其分支斷層控制的“斷塊型”圈閉;②由地層逆牽引形成的“背斜型”圈閉。

斷塊型圈閉在楊村斷層西段特別發(fā)育，該區(qū)發(fā)育大量近東西向—北西向羽狀斷層，與北東向楊村斷層共同控制形成呈北東向展布的斷塊圈閉群，目前發(fā)現(xiàn)的Q2、T95、Q5等含油塊均屬于該構造類型。另外在楊村東段發(fā)育一些由多條斷裂和楊村斷層共同控制的呈階梯狀分布的斷塊圈閉，如G5、G6塊油藏。

背斜型圈閉主要是由于逆牽引作用而形成的具有一定構造背景的圈閉，在局部地區(qū)發(fā)育，小關地區(qū)的G1－1油藏就屬于該類型。

2.1.2 非構造類型圈閉

該類圈閉主要包括三種類型:①扇控型;②砂體上傾尖滅型;③古潛山型(楊村上升盤)。

扇控型圈閉是由于楊村斷裂上升盤事件性物源向下降盤推進而形成的巖性圈閉，該類圈閉分布相對局限，平面上呈點狀分布，砂體橫向變化快。夏家營—便宜集地區(qū)的X1、B1井均鉆探到大量近源礫巖、角礫巖，證實局部地區(qū)存在扇控型圈閉形成的基本條件，該類圈閉是楊村斷裂勘探挖潛的重點方向之一。

砂體上傾尖滅型是指砂體隨地層往楊村斷層快速尖滅而形成的巖性圈閉，該類圈閉主要發(fā)育在地層強烈正牽引區(qū)，楊村斷裂下降盤發(fā)育正牽引的地區(qū)均可能發(fā)育該類型圈閉，是楊村斷裂勘探拓展的重點方向之一。

古潛山圈閉主要是指楊村斷裂上升盤發(fā)育的古生界潛山構造，但受制于地震資料品質，該類圈閉勘探難度很大。

2.2 斷裂控藏特征

斷裂控藏作用是一個非常復雜的、多因素控制的動態(tài)過程［4－5］，本次研究著重從斷層活動性、應力狀態(tài)、斷面形態(tài)等幾個方面來分析楊村斷裂對油氣運聚的控制作用，總結斷裂體系與現(xiàn)今油藏分布的關系，共有以下四點認識:

(1)斷裂活動性決定了斷層垂向啟閉性，強活動斷裂利于油氣垂向疏導，弱活動則利于油氣垂向保存。

周心懷等通過對我國東部斷陷性盆地—渤海海域斷裂的活動性研究發(fā)現(xiàn):斷裂的活動速率＞25 m/Ma則具有很強的輸導能力，可以起到油氣垂向運移的通道作用，而其本身往往不具備控制油氣的能力，油氣則主要聚集在活動速率較低(活動速率＜10 m/Ma)的次級斷裂附近。表明斷層活動速率與油氣聚集存在一定關系，油氣主運移期斷層活動速率大小決定了其垂向溝通油氣的能力。據(jù)前人研究，金湖凹陷大規(guī)模生排烴期是在三垛末期(據(jù)唐焰等，2005)，那么該時期斷層的活動性，也就決定了其油氣溝通能力。

楊村斷層三垛期活動速率在龍崗、便宜集地區(qū)相對應部位活動速率大，在50～80 m/Ma(圖4)，屬于中等—強烈活動性質，垂向疏導能力強，油氣更容易通過斷層在垂向上作長距離運移。例如小關地區(qū)鉆探的G5井，其在上含油氣系統(tǒng)E2d2、E2d1油氣顯示活躍，顯示井段近600 m，并發(fā)現(xiàn)多套油層，便宜集地區(qū)雖然還沒發(fā)現(xiàn)油藏，但該區(qū)鉆井油氣顯示活躍，層系多。相對來說，楊村斷裂其它部位三垛期活動速率偏低，斷層活動活動速率小于40 m/Ma，屬于中等活動—弱活動性質，斷層垂向溝通油氣能力很弱，油氣主要沿斷層作短距離運移。例如楊村斷裂秦營地區(qū)，目前所發(fā)現(xiàn)的油藏層系上主要集中在下含油氣系統(tǒng) E1f4+3、E1f2，油氣總體表現(xiàn)為“近源短聚”的成藏特點。

楊村斷層與分支斷層共同控制的斷塊型圈閉是楊村下降盤最發(fā)育的圈閉類型，其分支羽狀斷裂的活動強度也影響了油氣的聚集。以楊村西段為例，該區(qū)羽狀斷層三垛期的活動速率基本在10 m/Ma以下，屬于弱活動—不活動的性質，對油氣主要起保存作用(圖5)。

圖5 楊村斷層西段羽狀斷層不同時期活動速率

楊村主、次斷層差異性活動特點，為下降盤羽狀圈閉提供了很好的油氣運聚運聚模式，即楊村斷層垂向疏導油氣，分支斷層聚集保存油氣，目前發(fā)現(xiàn)的T95塊、Q2塊、Q5塊都是基于該成藏模式。

(2)楊村斷裂側向封閉性好，分支斷裂側向封堵能力影響了油氣富集程度。

前文已述，斷裂活動決定斷層垂向啟閉性，而一個圈閉是否能夠成藏，與斷層側向封堵密切相關［6－7］，斷裂側向封堵能力直接影響了油氣的富集程度。楊村斷裂下降盤主要圈閉類型為斷塊型，楊村斷裂及其分支斷裂側向封堵條件均對油氣富集有影響。

研究表明，復雜斷裂帶隨著活動強度的變化，其內(nèi)部結構會發(fā)生明顯的變化，即當斷裂活動強度增大到一定程度時，斷裂帶內(nèi)部會產(chǎn)生明顯“斷層泥”(圖6)，從而阻礙了油氣的側向運移。因此，我們認為楊村斷層具有較好的側向封閉性，在活動強度大的地區(qū)，“斷層泥”更發(fā)育，側向封閉性可能更好，那么其分支斷層的側向封閉性則直接影響了油氣的富集程度。

圖6 斷裂帶內(nèi)部隨活動強度變化示意圖(據(jù)吳智平，2008)［8］

以楊村西段T95塊、Q4塊為例:T95塊T31羽狀分支斷層斷距約80～100 m，小于該區(qū)E1f4泥巖厚度，E1f4下部儲層與封擋盤泥巖段對接，側向封擋條件好，含油層段長;T30圈閉斷距約80 m，對盤E2d砂巖百分含量為30%，側向封堵條件差，導致鉆探落空。Q4塊T31斷距約120～180 m，對接于E1f3上部，對接盤砂巖含量約21%，側向封擋存在隨機性，該井雖取得成功，但含油層系較少，主要原因就是其側向封擋隨機影響了油氣的富集規(guī)模。

(3)斷面形態(tài)控制了油氣有利運聚方向。

斷面按其形態(tài)劃分，可分為平面、凹面、凸面三種(圖7)，不同的斷面形態(tài)影響油氣的運聚，當斷面為平面，油氣呈平行式運移;當主斷面為凹面，油氣呈發(fā)散式運移;當主斷面為凸面，油氣呈匯聚式運聚，為油氣運聚最有利的斷面形態(tài)。

通過楊村斷裂斷面三維可視化顯示發(fā)現(xiàn)，楊村斷裂西段的秦營、便宜集、夏家營地區(qū)主斷面均表現(xiàn)為凸面形態(tài)(圖8)，是油氣有利的匯聚區(qū)，而這些地區(qū)也是楊村斷裂近幾年勘探亮點地區(qū)。

(4)斷裂強活動區(qū)是尋找扇控型巖性油藏有利地區(qū);

楊村斷裂不同部位、不同時期斷層活動速率均有差異，在活動劇烈的部位往往容易形成沖積扇、水下扇等局部沉積體系，向下降盤推進。夏家營地區(qū)的X1、B1井，小關地區(qū)的G5、G6井在戴南組均鉆遇大套反映近源沉積的粗礫、細礫巖等，與正常沉積巖性差異明顯，這些扇體與楊村斷層活動特點有很好的對應性，縱向上，楊村斷層戴南組時期活動強度最大，橫向上，龍崗深凹、夏家營地區(qū)一直是活動最強烈的地區(qū)。

該類扇體一般緊貼大斷裂、斷階帶分布，可以形成巖性—斷層復合型圈閉，油氣可以通過斷層垂向調整，聚集成藏，在地震剖面上表現(xiàn)為楔形、反射增多、地層局部加厚等現(xiàn)象。目前該類油藏尚未取得發(fā)現(xiàn)，是楊村斷裂勘探挖潛的重點方向之一。

圖8 楊村斷裂主斷面三維顯示

3 結論與認識

(1)楊村斷裂整體處于斜向拉伸應力背景下，西段走滑作用占主導，東段拉張作用占主導，剖面構造樣式主要包括鏟狀、y狀、反y狀、多級y狀、順向平行狀、反向平行狀、地壘狀、地塹狀等樣式。

(2)楊村斷裂時空上活動差異明顯，時間上，E2d沉積期楊村斷層活動強度最大，E2f次之，E2s最弱;空間上，龍崗、夏家營、汊澗地區(qū)活動強度一直很大，龍崗深凹部位是楊村斷層活動速率極大值區(qū)，小關—閔南地區(qū)一直最小。

(3)斷裂活動性決定了斷層垂向啟閉性，強活動斷裂利于油氣垂向疏導，弱活動則利于油氣垂向保存，楊村斷裂主次斷層活動性匹配為斷塊型圈閉提供了很好的油氣成藏模式;楊村斷裂側向封閉性好，分支斷裂側向封堵情況影響了油氣富集程度;斷面形態(tài)控制了油氣有利運聚方向。

(4)楊村斷層強烈活動區(qū)應堅持E2d、E1f多層系主體勘探，同時探索扇控型巖性圈閉，尋求隱蔽油藏突破;在楊村斷裂弱活動區(qū)則應堅持“主攻E1f，兼探E2d”的思路，重點尋求E1f油藏的新發(fā)現(xiàn)。

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