潘守旭查 明梁書義程有義高長海

(1.中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島266580;2.中國石化勝利油田分公司東勝公司,山東東營257001)

濰北凹陷斷裂系統(tǒng)特征及其控藏機(jī)制

潘守旭1,查 明1,梁書義2,程有義2,高長海1

(1.中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島266580;2.中國石化勝利油田分公司東勝公司,山東東營257001)

濰北凹陷斷裂系統(tǒng)復(fù)雜且與油氣藏分布關(guān)系密切,前人較少涉及凹陷整體斷裂系統(tǒng)及其對(duì)油氣成藏作用的研究。為此,基于地震及地球化學(xué)資料,系統(tǒng)研究了該區(qū)斷裂的展布特征和活動(dòng)特征,探討了斷裂系統(tǒng)對(duì)油氣藏的控制作用。結(jié)果表明,根據(jù)斷裂走向?qū)H北凹陷斷裂劃分為北西西向、北西向、利漁-灶戶、北北東向4組斷裂系統(tǒng);4組斷裂系統(tǒng)主要有斷階型、反“Y”字型、“Y”字型以及負(fù)花狀等多種斷裂組合樣式,主要形成于凹陷拉張斷陷期,并且受到走滑擠壓的影響。結(jié)論認(rèn)為,斷裂系統(tǒng)中不同走向的斷裂對(duì)油氣運(yùn)聚的控制作用明顯,深大斷裂控制了油氣田的分布,北西向、北北東向斷裂系統(tǒng)是油氣運(yùn)移的主要通道,利漁-灶戶斷裂系統(tǒng)控制了凹陷最主要的含油氣圈閉。

濰北凹陷; 斷裂系統(tǒng); 油氣運(yùn)移; 油氣成藏

斷裂和裂陷活動(dòng)是渤海灣盆地新生代含油氣盆地形成的主導(dǎo)因素[1-3],斷裂系統(tǒng)對(duì)油氣藏的形成與保存有著顯著的控制作用[4],深化斷裂形成和演化過程是認(rèn)識(shí)斷陷盆地油氣藏地質(zhì)條件和探討斷裂對(duì)油氣分布規(guī)律控制作用所必需的。

濰北凹陷是渤海灣盆地內(nèi)典型的斷陷盆地,斷裂系統(tǒng)與關(guān)系十分密切,但前人對(duì)該地區(qū)的研究多集中在烴源巖特征、油氣源對(duì)比、成藏期次等方面,對(duì)該區(qū)的斷裂系統(tǒng)特征及其控藏作用較少涉及。此外,在斷裂系統(tǒng)的研究中多依據(jù)斷裂所處構(gòu)造層序進(jìn)行劃分[5-7],由于濰北凹陷控制油藏的斷裂均屬于同一構(gòu)造層,且斷層走向?qū)τ蜌獠氐目刂谱饔檬置黠@,為此,基于地震資料,根據(jù)斷裂走向?qū)H北凹陷斷裂系統(tǒng)進(jìn)行了劃分,結(jié)合地化資料,探討了斷裂系統(tǒng)在油氣成藏過程中的控制作用,為該區(qū)下一步的油氣勘探工作提供幫助。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

濰北凹陷是新生代發(fā)育的陸相斷陷盆地,昌濰盆地東北部的次級(jí)凹陷,勘探面積約為880 km2,地層自下而上為中生界白堊系王氏組、新生界古近系孔店組和沙河街組、新近系館陶組和明化鎮(zhèn)組、第四系平原組。凹陷在郯廬斷裂的控制下,總體經(jīng)歷了走滑裂陷-拉張斷陷-走滑擠壓-區(qū)域坳陷的演化過程(見表1),形成了現(xiàn)今的“南斷北超”與“東西雙斷”的構(gòu)造格局與凹陷內(nèi)發(fā)育的4組斷裂系統(tǒng),4組斷裂系統(tǒng)的分布又將濰北凹陷進(jìn)一步劃分為4個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元(見圖1):瓦城斷階帶、北部洼陷帶、灶戶斷鼻帶以及南部斜坡帶。研究區(qū)有效烴源巖僅為孔店組孔二段烴源巖,主要巖石類型有油頁巖和暗色泥巖。孔一段砂巖是凹陷內(nèi)最好的儲(chǔ)集層。孔一上亞段、沙四段巖性主要為紫紅色泥巖、含膏泥巖,是本區(qū)的主要蓋層,具有厚度大、分布廣而且穩(wěn)定的特點(diǎn)。濰北凹陷的油氣主要聚集于以灶戶斷鼻帶為主的高斷塊,油藏平面多為窄而長的“油條狀”,剖面上多為沿?cái)鄬优帕械摹把浪睢薄?/p>

表1 濰北凹陷構(gòu)造演化Table 1 The tectonic evolution of Weibei sag

圖1 濰北凹陷構(gòu)造單元?jiǎng)澐諪ig.1 The tectonic unit division of Weibei sag

2 斷裂展布特征

2.1 斷裂總體特征

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)特征、地層沉積特點(diǎn)、地震反射特征及測(cè)區(qū)內(nèi)兩個(gè)明顯的不整合面,凹陷內(nèi)的沉積蓋層可劃分為上、中、下共3個(gè)構(gòu)造層[8]。從發(fā)育時(shí)代來看,邊界控盤斷層發(fā)育較早,在孔三段沉積之前便已經(jīng)發(fā)育,屬于下構(gòu)造層,凹陷內(nèi)的次級(jí)斷層均位于中構(gòu)造層(見圖2),即孔店組和沙四段地層內(nèi),該構(gòu)造層整體以拉張斷陷為主,期間伴隨著郯廬斷裂的數(shù)次走滑;從其平面展布特征來看,濰北凹陷斷裂主要分為北東、北西和近東西向3組,其中,西部以近東西向?yàn)橹?東部以北東向和北西向斷層為主,且由西向東斷層的方向與數(shù)量進(jìn)一步復(fù)雜化,在中部的利漁-灶戶地區(qū)發(fā)育共軛變換斷層組合;從斷裂規(guī)模來看,西部斷層延伸距離長,落差大,三級(jí)斷層的數(shù)量較東部更多,東部斷層規(guī)模相對(duì)較小,以少量三級(jí)及以下級(jí)別的斷層為主;從斷裂性質(zhì)來看,主要以拉張-走滑作用形成的正斷層為主,多呈高角度的同向和反向斷層。

2.2 斷裂系統(tǒng)劃分

由于控制油氣藏的斷層均處于中構(gòu)造層內(nèi),以拉張斷陷作用為主,且油氣藏的分布明顯受斷層走向控制,因此主要根據(jù)濰北凹陷斷裂走向?qū)H北凹陷斷裂劃分為4組斷裂系統(tǒng),如表2和圖3所示。

圖2 濰北凹陷斷裂類型Fig.2 The fault type of Weibei sag

表2 濰北凹陷斷裂系統(tǒng)地質(zhì)要素Table 2 The geology factors of Weibei Sag fault system

圖3 濰北凹陷斷裂系統(tǒng)劃分Fig.3 The fault systems division of Weibei sag

2.2.1 北西西向斷裂系統(tǒng) 主要分布在凹陷西部瓦城斷階帶,斷裂規(guī)模較大,以西利漁北斷層為代表,多橫貫整個(gè)瓦城斷階帶。以南掉北傾的順向正斷層為主,表現(xiàn)出斷階構(gòu)造樣式,伴生的次級(jí)斷裂與主干斷層組成反“Y”字型。斷層走向?yàn)楸蔽魑?近東西向,與凹陷南北部邊界斷層近于平行,整體上為凹陷拉張斷陷期近南北向伸展的產(chǎn)物。

2.2.2 北西向斷裂系統(tǒng) 主要分布在凹陷東北部區(qū)域,該組斷裂將北部洼陷帶與灶戶斷鼻帶連接在一起,主要由數(shù)條規(guī)模較大的北西向斷裂及其伴生斷裂組成,表現(xiàn)出“Y”字型構(gòu)造樣式。斷層走向以北西向?yàn)橹?整體上在走滑裂陷期形成的北西西向斷裂的基礎(chǔ)上,繼承性發(fā)展形成的該組斷裂系統(tǒng)。

2.2.3 利漁-灶戶斷裂系統(tǒng) 主要分布在灶戶斷鼻帶及其與瓦城斷階帶的過渡地區(qū),該組斷裂系統(tǒng)控制著凹陷主力生油區(qū)塊,斷層規(guī)模較小,主要由近NS向、近EW向的三級(jí)斷裂組成。該地區(qū)為走滑與拉張作用的疊加帶,即斷裂轉(zhuǎn)換帶[8],同為近東西走向的正斷層由于傾向相反組成了共軛斷層,在盆地東部邊界的走滑擠壓作用下產(chǎn)生了近南北向的調(diào)節(jié)斷層,構(gòu)造樣式既有拉張形成的“Y”字型構(gòu)造,又有走滑形成的花狀構(gòu)造。斷層走向主要為近東西與近南北向,整體上為拉張斷陷期形成的近東西向斷層與走滑擠壓期形成的近南北向調(diào)節(jié)斷層一起組成了該組斷裂系統(tǒng)。

2.2.4 北北東向斷裂系統(tǒng) 主要分布在凹陷東南部邊界,其中以南部斜坡帶上的雁行斷裂最為典型,斷層規(guī)模較小,傾角較大,剖面上為典型的負(fù)花狀構(gòu)造。斷層主要走向?yàn)楸北睎|向,整體上為郯廬斷裂數(shù)次走滑作用疊加形成的斷裂系統(tǒng)。

2.3 斷裂組合樣式

濰北凹陷斷裂在剖面上表現(xiàn)為高角度正向和反向正斷層剖面構(gòu)造樣式基本類型可以分為走滑構(gòu)造、伸展構(gòu)造和擠壓反轉(zhuǎn)構(gòu)造[9]。其中走滑構(gòu)造以花狀構(gòu)造為主,主要發(fā)育在東部的昌邑大店斷裂以及東南部的柳南斷裂帶附近;伸展構(gòu)造樣式主要以各種正斷層構(gòu)造樣式為主(見圖2),包括掃帚式、階梯式、“反Y”字型、“Y”字型等,遍及整個(gè)凹陷;其中孔一、孔二段的反向斷塊是凹陷內(nèi)最主要的圈閉類型;反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式主要發(fā)育在灶戶斷鼻帶,在地震剖面上體現(xiàn)為下部反射層斷距大,中部斷距變小,上部斷距又變大,表明了灶戶構(gòu)造帶受到邊界斷層的走滑擠壓與南北向的區(qū)域拉張雙重控制。

3 斷裂活動(dòng)特征

3.1 斷裂剖面演化特征

濰北凹陷的構(gòu)造演化主要受郯廬斷裂走滑擠壓與渤海灣盆地區(qū)域性拉張的控制,基于地震資料解釋成果,選取了南北向690.8測(cè)線(見圖3)進(jìn)行平衡剖面構(gòu)造恢復(fù),結(jié)果如圖4所示。研究表明,受控于郯廬斷裂帶的持續(xù)活動(dòng),濰北凹陷經(jīng)歷了走滑裂陷-拉張斷陷-走滑擠壓-區(qū)域坳陷4個(gè)構(gòu)造演化階段:

(1)孔三段沉積時(shí)期,由于郯廬斷裂從左旋平移轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚揭?在區(qū)域伸展的背景下,原以走滑為主的古城-濰河口斷層轉(zhuǎn)變?yōu)閺埿曰驈埮ば詳嗔?在盆地北部呈現(xiàn)為NE向和NWW向兩組“鋸齒狀”排列的斷層,邊界斷層的劇烈下沉奠定了凹陷“南斷北超”的構(gòu)造格局;(2)孔二段沉積期的拉張斷陷使凹陷快速沉積,形成了凹陷最主要的烴源巖,并使凹陷在這個(gè)時(shí)期廣泛發(fā)育近東西向的正斷層;孔一段沉積期構(gòu)造較穩(wěn)定,形成了區(qū)內(nèi)主要的儲(chǔ)層與蓋層; (3)沙河街組沉積期末,昌邑-大店斷裂走滑擠壓加劇了北北東向斷裂系統(tǒng)的走滑,并在凹陷東部形成了灶戶斷鼻帶,該構(gòu)造帶是古地形控制繼承性發(fā)育的、由北向南貫穿整個(gè)凹陷的大型正向構(gòu)造帶,是油氣運(yùn)移、聚集的主要指向區(qū)[10];(4)新近紀(jì)-第四紀(jì),凹陷受渤海灣區(qū)域構(gòu)造影響表現(xiàn)為整體坳陷,因此斷裂在淺層不發(fā)育。

綜上可知,邊界控盤斷層發(fā)育較早,在孔三段沉積之前便已經(jīng)發(fā)育?？锥纬练e時(shí)為凹陷內(nèi)次級(jí)斷層主要形成期,孔一段沉積期發(fā)育了凹陷的主要儲(chǔ)層與蓋層,沙河街沉積期末,受走滑運(yùn)動(dòng)影響,主要發(fā)育了利漁-灶戶斷裂系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)斷層并使北北東向斷裂系統(tǒng)走滑作用加劇。

圖4 濰北凹陷南北向690.8剖面構(gòu)造演化圖Fig.4 The north-south profile 690.8 structure evolution of Weibei sag

3.2 斷層活動(dòng)期次及演化過程

(1)凹陷西部NWW向斷裂系統(tǒng)主要是孔二段沉積期渤海灣凹陷的區(qū)域拉張作用的結(jié)果。該組斷裂系統(tǒng)在孔二段沉積期開始活動(dòng),受南北向拉張持續(xù)活動(dòng)到館陶期,主要活動(dòng)集中在孔一段沉積期,雖然斷層規(guī)模較大,但整體活動(dòng)性弱。

(2)凹陷東北部的NW向斷裂系統(tǒng)即是在孔三段沉積期形成的古城-濰河口斷層NWW向分支的基礎(chǔ)上繼承發(fā)育的,斷層走向自下而上走向由NWW向向NW向轉(zhuǎn)變,在縱向上切穿烴源巖層,該組斷裂系統(tǒng)自形成以來整體活動(dòng)性較大,由于濰北凹陷油氣主要充注時(shí)期為沙四沉積中期至沙河街期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期[11-12],因此,該組斷裂系統(tǒng)可以成為油氣由北部洼陷帶向灶戶斷鼻帶運(yùn)移的有效通道。

(3)國內(nèi)外學(xué)者的模擬實(shí)驗(yàn)研究表明,深部走滑斷層對(duì)上覆地層能產(chǎn)生伴生構(gòu)造-雁行狀斷裂或褶皺[13]。凹陷東部邊界的NNE向斷裂系統(tǒng)即是在昌邑-大店斷裂的走滑作用下形成的一系列雁列狀走滑斷層。該組斷裂系統(tǒng)活動(dòng)期次與昌邑大店斷裂一致,孔三段沉積期活動(dòng)性較強(qiáng),孔二段到孔一段沉積期活動(dòng)性較弱,沙河街期末與館陶期末由于昌邑-大店斷裂的走滑擠壓活動(dòng)性又一次變強(qiáng)。走滑斷裂帶因斷裂作用造成應(yīng)力集中釋放,是流體勢(shì)能的低勢(shì)區(qū),因此該組斷裂可以成為油氣運(yùn)移的有效通道[14]。因此,該組斷裂系統(tǒng)可以作為油氣由東南成熟區(qū)向南部斜坡帶運(yùn)移的有效通道。

(4)利漁-灶戶斷裂系統(tǒng)主要由孔二段沉積期形成的近EW向共軛斷層與孔一段沉積期昌邑大店斷裂的走滑擠壓作用形成的近NS向的調(diào)節(jié)斷層所組成。調(diào)節(jié)帶是斷層分段生長過程中應(yīng)力集中釋放的區(qū)域,局部應(yīng)力場(chǎng)復(fù)雜多變,伴生大量次級(jí)斷層,往往形成油氣聚集的有利構(gòu)造圈閉[15-16],目前在灶戶斷鼻帶已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了研究區(qū)絕大多數(shù)斷塊油藏。

綜上可知,凹陷成藏期的斷層活動(dòng)性整體上表現(xiàn)為NW向與NNE向活動(dòng)性較強(qiáng),近NS向、NWW向斷層活動(dòng)性較弱(見表3)。結(jié)合現(xiàn)今油氣分布(見圖1)可以看出,孔二-孔一段沉積期發(fā)育的系統(tǒng)、尤其是溝通北部油源的北西向斷層裂系統(tǒng)以及溝通南部油源北北東向斷裂系統(tǒng)輸導(dǎo)能力較強(qiáng),控制了油氣藏的形成和分布。

4 油氣運(yùn)移路徑分析

前人對(duì)該地區(qū)的烴源巖評(píng)價(jià)以及油源對(duì)比發(fā)現(xiàn)[17-18]:該地區(qū)的主烴源巖灶位于于北部洼陷帶以及東南隆起帶上的孔二段,且油氣均為近源油藏,原油均來自鄰區(qū)的烴源巖。C29甾烷20Rαββ/ααα、∑、1,8/2,4-二甲基咔唑及1,8/2,7二甲基咔唑可以作為判識(shí)原油運(yùn)移距離的有效指標(biāo)[19-21]。

首先是生標(biāo)化合物C29甾烷ααα20S/20R與C29甾烷20Rαββ/ααα對(duì)比,其中C29甾烷ααα20S/ 20R也是成熟度的參考指標(biāo),可以看到本地原油與鄰區(qū)烴源巖成熟度相一致,體現(xiàn)為近源成藏,只有灶戶斷鼻帶北部的原油才出現(xiàn)微弱的油氣運(yùn)移效應(yīng)(圖5(a)),此外,經(jīng)過央5井、央6井以及南部斜坡帶疃3井的巖心觀察,發(fā)現(xiàn)在孔二段及孔一段發(fā)育大量裂縫,前人曾對(duì)裂縫充填物的包裹體進(jìn)行測(cè)溫[12],推測(cè)其形成時(shí)期為沙河街期末,與凹陷主要生烴期一致,對(duì)其中的氣液包裹體進(jìn)行激光拉曼光譜分析[8],其氣態(tài)成分主要為甲烷及其他烴類,是北西向斷裂系統(tǒng)以及北北東向斷裂系統(tǒng)作為油氣運(yùn)移通道的有效證據(jù)。

表3 濰北凹陷4組斷裂系統(tǒng)活動(dòng)性評(píng)價(jià)Table 3 The faults activity evaluation of the four faults system in Weibei sag

圖5 濰北凹陷C29甾烷運(yùn)移示蹤Fig.5 C29sterane migration trace of Weibei sag

圖6 濰北凹陷油氣運(yùn)移路徑Fig.6 The schematic diagram of hydrocarbon migration of Weibei sag

結(jié)合斷裂展布特征及其活動(dòng)期次與成藏配置關(guān)系可知:斷層是濰北凹陷油氣運(yùn)移的主要通道,平面上濰北凹陷北部孔二段的油氣沿北西向斷裂系統(tǒng)以及平行于該方向的構(gòu)造脊向灶戶斷鼻帶運(yùn)移,東南成熟區(qū)孔二段的油氣沿北北東向斷裂系統(tǒng)向鄰區(qū)發(fā)生短距離的運(yùn)移,均為近源成藏;剖面上,孔二段的油氣從北向南呈階梯狀沿著繼承性發(fā)育的油源斷裂向上抬升運(yùn)移到孔一段形成淺層的斷塊油藏,沿著孔三段頂部的不整合面至構(gòu)造高位的玄武巖儲(chǔ)集層,形成火山巖油氣藏。

5 斷層控藏機(jī)制

邊界斷裂長期繼承性活動(dòng),控制了盆地生油洼陷的發(fā)育與大型圈閉的成帶分布,次級(jí)斷裂具有封閉、輸導(dǎo)和分配油氣的作用,二、三級(jí)主斷層控制含油區(qū)塊,四、五級(jí)小斷層一般不改變壓力系統(tǒng),利于油氣輸導(dǎo)和改善儲(chǔ)層[22]。凹陷內(nèi)發(fā)育的斷裂對(duì)油氣的富集、運(yùn)聚和保存起著顯著的控制作用。

5.1 深大斷裂控藏機(jī)制

根據(jù)濰北凹陷的發(fā)育特征,從始新世始,濰北凹陷表現(xiàn)為北斷南超發(fā)育,各沉積層沉降中心都位于凹陷的北西部位;南部的柳疃斷層也表現(xiàn)為西部落差大,東部落差小的特征;可見,西側(cè)主動(dòng)北移拉張控制了濰北凹陷的拉分?jǐn)嘞輀23]。昌邑-大店斷裂在本區(qū)的轉(zhuǎn)向走滑形成了凹陷東部的局部沉降中心,在郯廬斷裂的右旋走滑期,昌邑-大店斷裂兩側(cè)地層也形成了相對(duì)錯(cuò)動(dòng),并加劇了凹陷東部的局部沉降,導(dǎo)致了北西走向、兩翼不對(duì)稱的大型造戶鼻狀構(gòu)造的發(fā)育。該處構(gòu)造形成并定型于排烴期之前,且處于油氣運(yùn)移路徑之上,是該區(qū)最有效的圈閉帶,目前濰北凹陷已發(fā)現(xiàn)的油氣藏主要集中于此。

總之,邊界斷裂控制著凹陷的沉積和沉降中心以及大型圈閉成群分布,長期活動(dòng)的油源斷裂是油氣重要指向區(qū),這些深大斷裂宏觀上控藏機(jī)制。

5.2 北西向、北北東向斷裂系統(tǒng)控藏機(jī)制

北西向斷裂系統(tǒng)形成于走滑裂陷期且在拉張斷陷期持續(xù)活動(dòng),斷層開啟且斷穿孔二段烴源巖層,成為油氣縱向運(yùn)移的主要通道,在斷層帶附近可以形成多層疊置的油氣藏。平面上,該組斷裂系統(tǒng)連接了北部洼陷帶與灶戶斷鼻帶,且沿?cái)嗔炎呦虬l(fā)育了昌64-昌78-昌70方向的構(gòu)造脊,地層的抬升為北部凹陷帶的油氣沿北西向斷裂系統(tǒng)運(yùn)移提供了動(dòng)力,使其成為側(cè)向運(yùn)移的主要通道。同樣,在凹陷的東南部,東南成熟區(qū)的原油沿著東部邊界發(fā)育的北北東向斷裂系統(tǒng)以及柳疃斷裂向高處的東南斜坡帶運(yùn)移。低位的原油沿?cái)鄬?不整合輸導(dǎo)體運(yùn)移到構(gòu)造高部位的孔三段玄武巖儲(chǔ)集層中(見圖6)。瓦城斷階帶盡管圈閉發(fā)育,但由于缺少深入烴源巖灶的油源斷裂,源-儲(chǔ)輸導(dǎo)能力較弱,因此仍未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模油氣藏。

5.3 利漁-灶戶斷裂系統(tǒng)控藏機(jī)制

在古地形基礎(chǔ)上長期繼承發(fā)育的灶戶鼻狀構(gòu)造,軸向西北,向東南抬起,被近南北-東西向斷裂系統(tǒng)切割,使構(gòu)造復(fù)雜化,斷塊破碎,儲(chǔ)層物性得到有效改善,且該區(qū)斷裂系統(tǒng)活動(dòng)性與油氣成藏期次配置關(guān)系較好,又處于油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)路徑上,因此易于油氣聚集,濰北凹陷主力含油斷塊都在此處。該區(qū)孔一上亞段為區(qū)域性泥巖蓋層,孔二中亞段為主要烴源巖,也是很好的蓋層,斷層落差在60～100 m,上覆泥巖蓋層厚度多在100 m之上,因此在該區(qū)可以形成較好的斷-蓋空間配置,且多數(shù)為反向斷層,斷層封閉性總體較好,油氣沿?cái)鄬映蓷l帶分布。

6 結(jié)論

(1)濰北凹陷有多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),從而造成該區(qū)斷裂發(fā)育,控制油氣藏的斷裂均在中構(gòu)造層,且油氣藏明顯受斷層走向控制,因此,主要根據(jù)走向?qū)鄬觿澐譃?組斷裂系統(tǒng)。

(2)邊界大斷裂控制了凹陷的沉積演化與地層分布,長期活動(dòng)的油源斷裂控制了油氣運(yùn)移的方向,這些深大斷裂控制了凹陷油氣富集區(qū)帶的分布。

(3)北部洼陷帶的東部的北西向斷裂系統(tǒng)活動(dòng)期次與油氣成藏期匹配關(guān)系較好,成為連接北部洼陷帶油源與灶戶斷鼻帶儲(chǔ)層的關(guān)鍵斷裂系統(tǒng)。同樣,在南部斜坡帶,走滑形成的北北東向斷裂系統(tǒng)與柳疃斷裂一起成為油氣向南部斜坡帶運(yùn)移的主要通道。瓦城斷階帶盡管斷階發(fā)育,但由于缺少油源斷裂,因此仍未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模油氣藏。

(4)利漁-灶戶地區(qū)發(fā)育近南北向調(diào)節(jié)斷層,與該區(qū)塊內(nèi)的近東西向斷層一起,既改善了儲(chǔ)層,又能形成有效的遮擋圈閉,控制了斷塊油氣藏的發(fā)育。

[1] 張善文,王永詩,石砥石,等.網(wǎng)毯式油氣成藏體系—以濟(jì)陽坳陷新近系為例[J].石油勘探與開發(fā),2003,30(1):1-9. Zhang Shanwen,Wang Yongshi,Shi Dishi,et al.Meshwork-carpet type oil and gas pool-forming system—Taking neogene of Jiyang depression as an example[J].Petroleum Exploration and Development,2003,30(1):1-9.

[2] 池英柳,趙文智.渤海灣盆地新生代走滑構(gòu)造與油氣富集[J].石油學(xué)報(bào),2000,21(2):14-20. Chi Yingliu,Zhao Wenzhi.Strike-slip deformation during the Cenozoic and its influence on hydrocarbon accumulation in the Bohai bay basin[J].Acta Petrolei Sinica,2000,21(2):14-20.

[3] 李瑜.渤海灣盆地新近系油氣資源潛力與勘探方向征[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2014,33(1):54-57. Li Yu.Potentials and exploration orientation for Neogene hydrocarbon resources in Bohai bay basin[J].Petroleum Geology &Oilfield Development in Daqing,2014,33(1):54-57.

[4] 蔣有錄,盧浩,劉華,等.渤海灣盆地饒陽凹陷新近系油氣富集特點(diǎn)及主控因素[J].石油學(xué)報(bào),2011,32(5):791-796. Jiang Youlu,Lu Hao,Liu Hua,et al.Enrichment characteristics and major controlling factors of hydrocarbons in the neogene of Raoyang depression,Bohai bay basin[J].Acta Petrolei Sinica,2011,32(5):791-796.

[5] 蔡華,張建培,唐賢君.西湖凹陷斷裂系統(tǒng)特征及其控藏機(jī)制[J].天然氣工業(yè),2014,34(10):18-26. Cai Hua,Zhang Jianpei,Tang Xianjun.Characteristics of the fault systems and their control on hydrocarbon accumulation in the Xihu sag,East China sea shelf basin[J].Natural Gas Industry,2014,34(10):18-26.

[6] 萬桂梅,周東紅,湯良杰.渤海海域郯廬斷裂帶對(duì)油氣成藏的控制作用[J].石油與天然氣地質(zhì),2009,30(4):450-461. Wan Guimei,Zhou Donghong,Tang Liangjie.Control of the Tan-Lu fault zone on hydrocarbon accumulation in the Bohai sea waters[J].Oil and Gas Geology,2009,30(4):450-461.

[7] 姜治群,吳智平,李偉,等.斷裂對(duì)黃河口凹陷新近系油氣分布的控制作用[J].特種油氣藏,2016,23(6):50-54. Jiang Zhiqun,Wu Zhiping,Li Wei,et al.Effect of faults on Neogene hydrocarbon distribution in the yellow river estuary depression[J].Special Oil&Gas Reservoirs,2016,23(6):50-54.

[8] 李曉清,汪澤成,程有義,等.拉分盆地分析與含油氣性[M].東營:石油大學(xué)出版社,2003:197-199.

[9] 程有義,李曉清,汪澤成,等.濰北拉分盆地形成演化及其對(duì)油氣條件的控制[J].石油勘探與開發(fā),2005,31(6):32-35. Cheng Youyi,Li Xiaoqing,Wang Zecheng,et al.Tectonic evolution and its controlling on petroleum generation in Weibei basin[J].Petroleum Exploration and Development,2005,31(6):32-35.

[10] 孫耀庭,李玉蘭,徐昊清,等.濰北凹陷構(gòu)造沉積演化對(duì)沉積成藏的控制作用[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016, 38(1):20-29. Sun Yaoting,Li Yulan,Xu Haoqing,et al.Controlling effect of tectonic evolution on depression and hydrocarbon accumulation in Weibei sag[J].Journal of Southwest Petroleum University(Science&Technology Edition),2016,38 (1):20-29.

[11] 邱楠生,蔡進(jìn)功,李善鵬,等.昌濰坳陷濰北凹陷熱歷史和油氣成藏期次[J].地質(zhì)科學(xué),2003,38(3):332-341. Qiu Nansheng,Cai Jingong,Li Shanpeng,et al.Thermal evolution and hydrocarbon entrapment in the Weibei sag, Changwei depression[J].Chinese Journal of Geology,2003,38(3):332-341.

[12] 劉華,李振升,蔣有錄,等.濰北凹陷孔店組烴源巖生烴史與油氣成藏期分析[J].天然氣地球科學(xué),2014,25(10):1537-1546. Liu Hua,Li Zhensheng,Jiang Youlu,et al.Hydrocarbon generation history and accumulation period of the Kongdian formation in Weibei deprssion[J].Natural Gas Geoscience,2014,25(10):1537-1546.

[13] 陳布科,劉家鐸,杜賢樾.陳王斷裂帶的形成機(jī)制與油氣勘探[J].天然氣工業(yè),1997,17(1):23-26. Chen Buke,Liu Jiaduo,Du Xianyue.The formation mechanism and oil-gas exploration of Chenwang fault zone[J]. Natural Gas Industry,1997,17(1):23-26.

[14] 王芝堯,蘇俊青,錢茂路,等.走滑斷裂作用對(duì)油氣成藏的控制—以歧口凹陷新生代斷裂為例[J].巖性油氣藏,2011,23 (4):35-40. Wang Zhiyao,Su Junqing,Qian Maolu,et al.Control action of strike-slip faulting on hydrocarbon accumulation:A case study from cenozioc fault in Qikou sag[J].Lithologic Reservoirs,2012,24(1):36-39.

[15] 漆家福.裂陷盆地中的構(gòu)造變換帶及其石油地質(zhì)意義[J].海相油氣地質(zhì),2007,12(4):43-50. Qi Jiafu.Structural transfer zones and significance for hydrocarbon accumulation in rifting basins[J].Marine Origin Petroleum Geology,2007,12(4):43-50.

[16] 王冰,劉太勛,王凱,等.復(fù)雜斷塊油藏精細(xì)地質(zhì)建模研究—以大65斷塊為例[J].石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào),2016,29(5): 38-42. Wang Bing,Liu Taixun,Wang Kai,et al.Study on the fine geological model of complex fault-block reservior:A case study of Da65 fault-block for example[J].Journal of Petrochemical Universities,2016,29(5):38-42.

[17] 宋一濤,廖永勝,王忠.濰北凹陷孔店組烴源巖評(píng)價(jià)及油源分析[J].石油與天然氣地質(zhì),2005,26(4):487-493. Song Yitao,Liao Yongsheng,Wang Zhong.Evaluation of source rocks in Kongdian formation and analysis of oil sources in Weibei sag[J].Oil&Gas Geology,2005,26(4):487-493.

[18] 史翠娥,楊慧臣,尚剛,等.濰北凹陷原油成因類型分布及油源對(duì)比[J].斷塊油氣田,2013,20(6):709-712. Shi Cuie,Yang Huichen,Shang Gang,et al.Oil genetic classification and oil-source correlation in Weibei depression[J]. Fault-Block Oil&Gas Field,2013,20(6):709-712.

[19] 盧雙舫,張敏.油氣地球化學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2007:197-199.

[20] 張明峰,妥進(jìn)才,張小軍,等.柴達(dá)木盆地烏南油田油源及油氣運(yùn)移探討[J].巖性油氣藏,2012,24(2):61-66. Zhang Mingfeng,Tuo Jincai,Zhang Xiaojun,et al.Discussion on oil sources and petroleum migration in the Wunan oilfield,Qaidam basin[J].Lithologic Reservoirs,2012,24(2):61-66.

[21] 盧浩,蔣有錄,谷國翠,等.渤南洼陷沙三段油氣運(yùn)移路徑分析[J].油氣地質(zhì)與采收率,2012,19(3):49-52. Lu Hao,Jiang Youlu,Gu Guocui,et al.Hydrocarbon migration characteristics in Bonan sag[J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency,2012,19(3):49-52.

[22] 宋國奇,郝雪峰,劉克奇.箕狀斷陷盆地形成機(jī)制、沉積體系與成藏規(guī)律—以濟(jì)陽坳陷為例[J].石油與天然氣地質(zhì),2014, 35(3):303-310. Song Guoqi,Hao Xuefeng,Liu Keqi.Tectonic evolution,sedimentary system and petroleum distribution patterns in dustpan-shaped rift basin:A case study from Jiyang depression,Bohai bay basin[J].Oil&Gas Geology,2014,35(3): 303-310.

[23] 任瑞軍.郯廬走滑與濰北凹陷發(fā)育特征[D].青島:中國海洋大學(xué),2009.

(編輯 王亞新)

Characteristics of Fault Systems and Their Control Effect on Reservoirs in the Weibei Sag

Pan Shouxu1,Zha Ming1,Liang Shuyi2,Cheng Youyi2,Gao Changhai1
(1.School of Geoscience,China University of Petroleum,Qingdao Shandong266580,China; 2.Dongsheng Company,Shengli Oilfield Company,SINOPEC,Dongying Shandong257001,China)

A fault system is one of the main geological factors controlling the formation and preservation of hydrocarbon reservoirs in Weibei Sag.The Weibei Sag is characterized by a complex fault system and multiple fault configurations. Unfortunately,previous studies had rarely focused on the overall fault systems and their controlling effect on hydrocarbon accumulation.Based on the seismic interpretation of the whole Weibei sag and geochemical data,the control of fault systems on hydrocarbon accumulation in this sag especially on the pathway of the sag was system atically studied.The following results were obtained:The faults can be grouped into 4 fault systems:NWW direction fault system,NW direction fault system,Liyu-Zaohu fault system and NNE direction fault system according to the fault strike.The fault configurations of the 4 fault systems mainly included strike-slip extensional fault configurations such as fault terrace type,“Y”-shaped type,anti-“Y”-shaped type and negative flower type.They were mostly formed in the extensional-rift period stage in which most faults of this sag were formed and influenced by several strike-slip extrusion.It was concluded that fault systems with different strikes played different rules in controlling hydrocarbon accumulation.The deep-rooted major faults exerted control effect on the distribution of gas fields and the evolution of the basin.The NW direction and NNE direction fault systems acted as the major pathways for hydrocarbon migration and indicated the direction of hydrocarbon,the Liyu-Zaohu fault system controlled the formation of most effective traps in the sag on account of it was on the dominant migration path and its good fault sealing and good reservoir property improved by minor faults.

Weibei Sag;Fault system;Hydrocarbon migration;Hydrocarbon accumulation

TE122

:A

10.3969/j.issn.1006-396X.2017.01.014

1006-396X(2017)01-0067-08投稿網(wǎng)址:http://journal.lnpu.edu.cn

2016-11-05

:2016-11-17

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助(2014CB239005);國家科技重大專項(xiàng)資助(2016ZX05001,2016ZX05006)。

潘守旭(1990-),男,碩士研究生,從事油氣成藏機(jī)理研究;E-mail:cumtpsx@126.com。

查明(1958-),男,博士,教授,博士生導(dǎo)師,從事油氣成藏機(jī)理研究;E-mail:mzha@upc.edu.cn。