蘇圣民， 蔣有錄

(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)

斷裂帶是含油氣盆地中重要的構(gòu)造現(xiàn)象，是一系列復(fù)雜的斷層面分割的不規(guī)則巖體，具有較高的內(nèi)部復(fù)雜性和不均勻變形特征，且?guī)r石物理性質(zhì)有別于圍巖[1]。不同發(fā)育階段或不同空間位置的斷裂帶結(jié)構(gòu)存在差異性，表現(xiàn)為橫向上不對稱、垂向上分層和走向上分段的特征[2]。由于所受應(yīng)力強(qiáng)度、活動時期、運移動力及演化周期的差異，斷裂帶內(nèi)部各結(jié)構(gòu)單元輸導(dǎo)油氣機(jī)制、持續(xù)的時間、運移速度和效率都是不同的[3]。斷裂帶不同結(jié)構(gòu)單元在油氣運聚中的作用不同,很多學(xué)者研究認(rèn)為，斷層核主要起側(cè)向封閉作用[4]，上盤破碎帶裂縫發(fā)育，為油氣主要的縱向運移通道，而下盤破碎帶封閉性好，有利于油氣在下盤聚集成藏[2,5]。實際上，斷裂帶在活動期和靜止期的油氣輸導(dǎo)模式不同[3]，斷層核作為油氣運聚過程中的封堵層更多的體現(xiàn)在斷層的靜止期。斷裂帶結(jié)構(gòu)的劃分和各結(jié)構(gòu)單元輸導(dǎo)能力的研究是明確斷裂帶與油氣運移聚集關(guān)系的基礎(chǔ)，但目前對斷裂帶結(jié)構(gòu)類型及特征、不同演化階段斷裂帶內(nèi)部油氣輸導(dǎo)特征等的研究還不夠深入。筆者在綜合前人研究成果基礎(chǔ)上,主要以二連、渤海灣、松遼等碎屑巖含油氣盆地典型斷裂帶為例,總結(jié)斷裂帶結(jié)構(gòu)類型及特征，對斷裂帶不同結(jié)構(gòu)單元的輸導(dǎo)性及控藏特征進(jìn)行系統(tǒng)分析，以期進(jìn)一步完善斷裂控藏理論，并為斷裂發(fā)育區(qū)油氣勘探提供理論支持。

1 斷裂帶結(jié)構(gòu)特征

對于斷裂帶結(jié)構(gòu)，國外學(xué)者通常將其劃分為斷層核和破碎帶兩部分[1]，國內(nèi)學(xué)者則將其劃分為滑動破碎帶和誘導(dǎo)裂縫帶[2,5]，實際上，兩種劃分方案本質(zhì)上一致。斷層核對應(yīng)滑動破碎帶，是位移和應(yīng)變較大的區(qū)域，主要包括滑動面、伴生裂縫和斷層巖(斷層泥、角礫巖和碎裂巖)等。破碎帶對應(yīng)誘導(dǎo)裂縫帶，是由受斷層相關(guān)破裂影響的巖石塊體組成，內(nèi)部包含誘導(dǎo)裂縫、小規(guī)模斷層、變形帶、斷層褶皺發(fā)育帶等結(jié)構(gòu)(圖1)，可以分為端部破碎帶、圍巖破碎帶和連接破碎帶3類[6]。端部破碎帶主要發(fā)育在斷層端部的應(yīng)力集中區(qū)；圍巖破碎帶主要發(fā)育于圍巖中，應(yīng)力集中相對較低；連接破碎帶發(fā)育在斷層疊覆區(qū)內(nèi)，裂縫密度相對較高。有些學(xué)者在此基礎(chǔ)上增加了接近破碎帶和相互作用破碎帶，可反映不同走向或不同活動時間斷裂帶之間的影響作用[7]。

圖1 斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元分布模式

1.1斷裂帶結(jié)構(gòu)類型

斷裂帶結(jié)構(gòu)的變化主要受巖性、斷裂帶力學(xué)性質(zhì)和埋深等因素影響。不同巖性地層由于抗剪強(qiáng)度和脆性指數(shù)不同，其發(fā)育的斷裂帶結(jié)構(gòu)存在一定的差異性[8]。不同力學(xué)性質(zhì)的斷裂帶結(jié)構(gòu)差異較大，脆性斷裂帶斷層核主要發(fā)育斷層巖和伴生裂縫，破碎帶內(nèi)發(fā)育誘導(dǎo)裂縫[9]。塑性斷裂帶內(nèi)誘導(dǎo)裂縫不發(fā)育，斷裂帶結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為幾條充填斷層泥的大裂縫組合，不存在破碎帶[9]。斷裂帶在不同埋藏深度情況下所處的溫壓環(huán)境不同，原巖中脆-塑性特征也隨之變化，導(dǎo)致斷裂帶結(jié)構(gòu)相應(yīng)發(fā)生變化[8]。

受控于多種影響因素，斷裂帶具有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，各結(jié)構(gòu)單元組合方式多樣。本文中在對比國內(nèi)外不同盆地斷裂帶結(jié)構(gòu)特征基礎(chǔ)上，采用次生孔隙度(φ2)、裂縫發(fā)育系數(shù)(FIR)和電阻率差比(RTC)對南堡凹陷和烏蘭花凹陷內(nèi)部多個斷裂進(jìn)行結(jié)構(gòu)識別與劃分，并根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元組合方式將斷裂帶劃分為結(jié)構(gòu)殘缺型、結(jié)構(gòu)完整型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜型3大類。結(jié)構(gòu)殘缺型斷裂帶表現(xiàn)為內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元發(fā)育不完整，可以細(xì)分為結(jié)構(gòu)殘缺Ⅰ型(僅滑動面)、結(jié)構(gòu)殘缺Ⅱ型(僅斷層核)、結(jié)構(gòu)殘缺Ⅲ型(僅破碎帶)和結(jié)構(gòu)殘缺Ⅳ型(斷層核和上盤破碎帶)4小類。結(jié)構(gòu)完整型為最常見的斷裂帶類型，根據(jù)上下盤破碎帶的對稱關(guān)系可以細(xì)分為結(jié)構(gòu)完整Ⅰ型(上下盤破碎帶對稱)和結(jié)構(gòu)完整Ⅱ型(上下盤破碎帶不對稱)2小類。結(jié)構(gòu)復(fù)雜型斷裂帶各結(jié)構(gòu)單元往往分界不明顯，可發(fā)育多個斷層核或破碎帶，內(nèi)部包含斷裂“空腔”等復(fù)雜結(jié)構(gòu)(圖2)。

圖2 斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元組合類型劃分

斷層發(fā)育初期，活動性低且斷距較小，若此類斷層消亡時間早，內(nèi)部往往沒有形成完整的斷裂帶結(jié)構(gòu)[2]。對于脆性地層，巖石所受構(gòu)造應(yīng)力超過強(qiáng)度極限時發(fā)生破裂形成微裂縫[3]，發(fā)育結(jié)構(gòu)殘缺Ⅲ型斷裂帶；對于塑性或半塑性地層，誘導(dǎo)裂縫不發(fā)育[9]，形成結(jié)構(gòu)殘缺Ⅰ型或Ⅱ型斷裂帶。斷層發(fā)育中晚期，活動強(qiáng)度較大，發(fā)育了斷層核和破碎帶兩個結(jié)構(gòu)單元，由于兩盤巖性及應(yīng)力場差異分布[2]，形成結(jié)構(gòu)殘缺Ⅳ型或結(jié)構(gòu)完整型斷裂帶。斷層發(fā)育晚期，活動強(qiáng)度高且斷距大，受后期構(gòu)造演化和成巖作用等影響，斷裂帶內(nèi)部各結(jié)構(gòu)單元組合復(fù)雜，形成構(gòu)造復(fù)雜型斷裂帶。

以二連盆地烏蘭花凹陷F1和F2正斷層為例，綜合巖心觀察及聲波時差、補(bǔ)償中子曲線變化率(ΔXCNL)和電阻率差比等測井參數(shù)識別出兩條斷裂帶過不同井位的結(jié)構(gòu)單元。其中F1斷裂帶過L18X井處以破碎帶為主，上下盤破碎帶厚度約為50 m，為結(jié)構(gòu)完整Ⅰ型斷裂帶。隨著埋深增加，過L18-4X井處F1斷裂帶斷層核和上盤破碎帶厚度變化不大，而下盤破碎帶厚度明顯減小，轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)完整Ⅱ型斷裂帶。F2斷裂帶過L18X井處以破碎帶為主，上盤破碎帶厚度大于下盤，結(jié)構(gòu)組合方式為完整Ⅱ型。隨著埋深增加，L33井處F2斷裂帶斷層核和上盤破碎帶厚度明顯增加，而下盤破碎帶厚度略有降低(圖3)。整體上，斷裂帶在平面上不同部位和縱向不同深度段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元組合類型差異較大。

圖3 二連盆地烏蘭花凹陷F1和F2斷裂帶不同位置的結(jié)構(gòu)單元特征

1.2 斷裂帶滲透性及裂縫發(fā)育特征

通過對比國內(nèi)外不同盆地斷裂帶內(nèi)部滲透率特征[10-14]可知，各結(jié)構(gòu)單元之間滲透率差異較大。斷層核由于受到強(qiáng)烈的斷裂作用而造成研磨、破碎，滲透率較破碎帶和圍巖明顯偏低。破碎帶由于發(fā)育裂縫、斷層褶皺帶等構(gòu)造，其滲透率較高，比斷層核高2～5個數(shù)量級，較圍巖高1～3個數(shù)量級。圍巖為破碎帶外側(cè)的正常巖層，其滲透率介于斷層核與破碎帶之間(圖4(a))。斷層核與破碎帶內(nèi)部滲透率分布也具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，斷層核內(nèi)部滑動面和膠結(jié)作用強(qiáng)的部位滲透率較低。對比不同斷裂帶內(nèi)部斷層巖滲透性特征[10-14]可知，角礫巖滲透率比斷層泥和碎裂巖高1～5個數(shù)量級，碎裂巖滲透率較斷層泥高1～3個數(shù)量級(圖4(b))。破碎帶內(nèi)滲透率整體表現(xiàn)為距斷層核距離增加而降低的趨勢，破碎帶間相互作用強(qiáng)的部位滲透率會明顯增加[10]。

圖4 斷裂帶內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)單元及不同斷層巖滲透率特征

斷裂帶內(nèi)部滲透率分布差異性主要受裂縫密度、應(yīng)力狀態(tài)和成巖作用等影響。裂縫密度是滲透率分布差異性的最主要影響因素，通過對比不同斷裂帶內(nèi)部裂縫密度與滲透率關(guān)系[11-14]可知，兩者存在明顯的正相關(guān)關(guān)系(圖5(a))，裂縫對斷裂帶內(nèi)部滲透率有明顯的改善作用，可以使?jié)B透率增加1～2個數(shù)量級。應(yīng)力大小和方向影響滲透率變化趨勢，隨著斷裂帶所受有效應(yīng)力增大，滲透率逐漸減小[14]。多個學(xué)者對斷裂帶內(nèi)部不同方向的滲透率特征研究發(fā)現(xiàn)，高滲透層主要沿σ2應(yīng)力方向分布于斷層核兩側(cè)的破碎帶中[15]。成巖作用對斷裂帶內(nèi)部滲透率分布具有雙重影響，有利于滲透率增加的成巖作用主要包括角礫巖化和溶蝕作用，使?jié)B透率降低的成巖作用主要包括膠結(jié)、破碎作用和泥巖涂抹等[12]。

圖5 斷裂帶內(nèi)部裂縫密度與滲透率和距斷層核距離關(guān)系

斷裂帶的油氣輸導(dǎo)能力很大程度上取決于裂縫的發(fā)育特征，因此對裂縫的研究至關(guān)重要。裂縫研究參數(shù)可以分為兩大類：一類是對單個裂縫的研究，主要包括產(chǎn)狀、張開度、長度、充填成分、充填程度等；另一類為宏觀裂縫的研究參數(shù)，主要包括裂縫組合樣式、密度、連通性、交切關(guān)系、飽和度等。其中斷裂帶內(nèi)部裂縫研究常用的參數(shù)為裂縫產(chǎn)狀、充填成分、充填程度和密度等。

以烏蘭花凹陷L18X井為例，通過聲波時差、補(bǔ)償中子、聲波時差曲線變化率(ΔXAC)和電阻率差比法對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分并研究裂縫發(fā)育特征。斷層核內(nèi)裂縫整體不發(fā)育，巖心觀察顯示破碎帶內(nèi)巖心破碎，可見大量裂縫發(fā)育，部分被方解石充填。成像測井顯示破碎帶內(nèi)以斜交縫為主，其中上盤破碎帶內(nèi)裂縫傾向以北西向為主，整體裂縫密度為0.69條/m；而下盤破碎帶傾向以北東向為主，裂縫密度為0.51條/m，低于上盤破碎帶。裂縫密度與斷裂帶的孔滲性具有很好的對應(yīng)關(guān)系，高裂縫密度往往對應(yīng)高滲透率，為斷裂帶內(nèi)部有利的油氣運聚區(qū)(圖6)。

圖6 二連盆地烏蘭花凹陷L18X井?dāng)嗔褞?nèi)部裂縫發(fā)育特征

斷裂帶內(nèi)部裂縫發(fā)育差異性主要受構(gòu)造位置、斷裂帶力學(xué)性質(zhì)及圍巖巖性影響。通過對比國內(nèi)外不同斷裂帶內(nèi)裂縫分布特征可以看出[13-17]，裂縫主要發(fā)育于破碎帶中，呈現(xiàn)出離斷層核距離增加密度減小的趨勢，隨后裂縫的發(fā)育程度逐漸一致。兩側(cè)破碎帶內(nèi)裂縫發(fā)育密度也有一定的差異性，主動盤裂縫密度一般大于被動盤(圖5(b))。不同力學(xué)性質(zhì)斷裂帶裂縫發(fā)育特征不同，張性正斷層主要形成與主斷裂平行的張裂縫和剪裂縫；走滑斷裂控制的裂縫是與其斜交的多組剪裂縫、一組張裂縫和一組與其平行的剪裂縫；逆斷層控制的裂縫主要是垂直于逆斷層走向的最大主應(yīng)力方向形成的張裂縫、一組產(chǎn)狀與斷層面相同的和另一組與斷層面在剖面上呈一定角度相交的剪裂縫[18]。圍巖巖性也是控制斷裂帶內(nèi)部裂縫發(fā)育的重要因素，脆性地層中伴生裂縫與誘導(dǎo)裂縫較為發(fā)育，而塑性地層中誘導(dǎo)裂縫不發(fā)育[9]。對于碳酸鹽巖來說，隨著白云石含量增加，裂縫發(fā)育密度也相應(yīng)增大；對于碎屑巖來說，巖相粒度越細(xì)，裂縫密度越大，粉砂巖和細(xì)砂巖相裂縫發(fā)育程度較高[19-20]。裂縫在由較軟的巖層向較硬的巖層擴(kuò)展時，會發(fā)生裂縫的終止或彎曲，進(jìn)而控制了斷裂帶不同結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的裂縫分布特征[19]。

2 斷裂帶內(nèi)部油氣運聚特征

2.1 油氣輸導(dǎo)通道及輸導(dǎo)方式

宏觀上，斷裂帶內(nèi)部斷層核和破碎帶都可以作為油氣輸導(dǎo)通道，以破碎帶內(nèi)的油氣運移為主。由于復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，斷裂帶內(nèi)往往會形成構(gòu)造復(fù)雜帶，如端部破碎帶、連接破碎帶和相互作用破碎帶等，這些復(fù)雜的構(gòu)造帶為有利的油氣輸導(dǎo)通道[19]。微觀上，斷裂帶輸導(dǎo)油氣的主要通道為伴生裂縫、誘導(dǎo)裂縫和連通孔隙等[5,21]。

斷裂帶內(nèi)油氣運移具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性和階段性，國內(nèi)外學(xué)者通過研究斷裂帶內(nèi)油氣運移特征，提出了不同的斷裂帶油氣輸導(dǎo)方式。整體上，斷裂帶內(nèi)部油氣的輸導(dǎo)方式可以總結(jié)為3種：油氣在斷層活動時以“地震泵”形式進(jìn)行幕式運移，輸導(dǎo)通道以斷層核內(nèi)的伴生裂縫為主，其次為破碎帶內(nèi)的誘導(dǎo)裂縫[21]，是斷裂帶輸導(dǎo)油氣最主要和最高效的階段。在斷層靜止到誘導(dǎo)裂縫充填前，油氣主要沿破碎帶內(nèi)部連通的誘導(dǎo)裂縫和孔隙進(jìn)行連續(xù)運移。在誘導(dǎo)裂縫充填后，斷裂帶可以在斷層核和破碎帶內(nèi)進(jìn)行緩慢運移，輸導(dǎo)通道以連通孔隙為主。斷裂帶在各個活動階段相互轉(zhuǎn)化的過程中，3種油氣輸導(dǎo)方式也相應(yīng)地交替變化(圖7)。

圖7 斷裂帶不同演化階段各結(jié)構(gòu)單元輸導(dǎo)能力

不同結(jié)構(gòu)單元組合類型斷裂帶的輸導(dǎo)通道和輸導(dǎo)方式具有一定的差異性，結(jié)構(gòu)殘缺Ⅰ型斷裂帶輸導(dǎo)通道為伴生裂縫，而結(jié)構(gòu)殘缺Ⅱ型斷裂帶輸導(dǎo)通道以伴生裂縫和連通孔隙為主，兩種類型斷裂帶都以斷層活動期幕式油氣運移為主。結(jié)構(gòu)殘缺Ⅲ型斷裂帶輸導(dǎo)通道為誘導(dǎo)裂縫和連通孔隙，結(jié)構(gòu)殘缺Ⅳ型、結(jié)構(gòu)完整型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜型斷裂帶輸導(dǎo)通道為伴生裂縫、誘導(dǎo)裂縫和連通孔隙，4種類型斷裂帶都存在斷層活動期幕式運移、斷層靜止到誘導(dǎo)裂縫充填前連續(xù)運移以及誘導(dǎo)裂縫充填后緩慢運移3種油氣輸導(dǎo)方式，且結(jié)構(gòu)完整型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜型斷裂帶輸導(dǎo)能力較強(qiáng)。

2.2 斷裂帶輸導(dǎo)-封閉雙重特征

從前述斷裂帶滲透率和裂縫密度對比及輸導(dǎo)方式演化特征可看出：斷層活動時，斷層核和破碎帶都可以作為油氣幕式運移通道;在誘導(dǎo)裂縫充填后，斷層核和破碎帶的輸導(dǎo)能力較低，主要起遮擋作用。在斷層靜止到誘導(dǎo)裂縫充填前，斷裂帶對油氣具有輸導(dǎo)和封閉雙重作用，主要取決于不同結(jié)構(gòu)單元之間的組合關(guān)系。斷裂帶結(jié)構(gòu)指數(shù)Fa為破碎帶寬度與斷裂帶寬度的比值[4]，F(xiàn)b定義為斷層核寬度與斷裂帶寬度的比值。當(dāng)Fa=0且Fb=0時，斷裂帶為結(jié)構(gòu)殘缺Ⅰ型，此時斷層可以作為油氣側(cè)向輸導(dǎo)通道，輸導(dǎo)能力取決于兩側(cè)地層的對置關(guān)系。當(dāng)Fa=0且Fb≠0時，斷裂帶為結(jié)構(gòu)殘缺Ⅱ型，可以作為油氣運移和聚集的封堵層，封閉性與斷層巖含量有關(guān)。對比不同斷層巖滲透率(圖5(b))，泥巖涂抹形成的斷層泥或研磨作用形成的碎裂巖含量越高，斷層核封堵能力越強(qiáng)[4]。當(dāng)Fb=0且Fa≠0時，斷裂帶為結(jié)構(gòu)殘缺Ⅲ型，起到了油氣側(cè)向和縱向輸導(dǎo)通道的作用(圖8)，輸導(dǎo)能力主要與破碎帶內(nèi)裂縫密度及連通性有關(guān)[16]。

圖8 不同結(jié)構(gòu)單元組合類型斷裂帶的輸導(dǎo)和封閉性特征

當(dāng)Fa和Fb皆不為0時，斷裂帶對油氣運聚所起的作用取決于斷層核和破碎帶的相對含量。Fa較大且Fb較小時，斷層核幾乎不發(fā)育，表現(xiàn)為寬度較窄且不連續(xù)的特征，此時斷裂帶以油氣輸導(dǎo)為主。Fb較大且Fa較小時，破碎帶幾乎不發(fā)育，斷裂帶以油氣封堵為主。當(dāng)Fa和Fb都較大時，斷裂帶為輸導(dǎo)-封堵組合型，斷層核為油氣側(cè)向封堵層，破碎帶可以作為油氣縱向輸導(dǎo)通道(圖8)。對于破碎帶，結(jié)構(gòu)完整型斷裂帶內(nèi)主動盤破碎帶裂縫密度高，其輸導(dǎo)能力強(qiáng)于被動盤(圖8)。由于構(gòu)造復(fù)雜性，結(jié)構(gòu)復(fù)雜型斷裂帶內(nèi)部往往形成多個斷層核、破碎帶或“空腔”等結(jié)構(gòu)，這些“空腔”或者端部、連接和相互作用破碎帶內(nèi)流體流速相對更高，為油氣有利的運移和聚集區(qū)[22]。

以南堡凹陷為例，綜合識別出結(jié)構(gòu)殘缺Ⅱ型、結(jié)構(gòu)殘缺Ⅲ型、結(jié)構(gòu)殘缺Ⅳ型、結(jié)構(gòu)完整Ⅰ型、結(jié)構(gòu)完整Ⅱ型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜型6種結(jié)構(gòu)單元組合類型，其中柳南地區(qū)柳102和高柳斷裂帶為結(jié)構(gòu)完整Ⅱ型，柳南5斷裂帶為結(jié)構(gòu)殘缺Ⅱ型，高3X3斷裂帶為結(jié)構(gòu)殘缺Ⅳ型。

非烴化合物中由于含有氮原子雜環(huán)化的咔唑類分子而具有較強(qiáng)的極性，在石油運移過程中出現(xiàn)明顯的地質(zhì)色層分餾效應(yīng)，故可以用來指示油氣運移方向[23]。以柳102斷裂帶為例，1,8-二甲基咔唑/2,7-二甲基咔唑和苯并咔唑[c]/苯并咔唑[a]兩個參數(shù)值的增大趨勢指示了油氣運移方向為由L102-7井到LN3-3-P3井及由L103-1井到LN6-2井，而LN6-2井和L102-7井的兩個參數(shù)之間沒有明顯的變化，說明兩口井之間沒有油氣進(jìn)行跨斷層側(cè)向運移，由此證明了柳102斷裂帶為輸導(dǎo)-封堵組合型斷裂帶，斷層核為油氣側(cè)向運移的封堵層(圖9)。結(jié)合油氣運移路徑示蹤、油氣縱向分布特征和斷裂帶結(jié)構(gòu)可以看出，柳102、高3X3和高柳斷裂帶活動性強(qiáng)，靜止到誘導(dǎo)裂縫充填前為輸導(dǎo)-封堵組合型斷裂帶，柳南5斷裂帶活動性弱，整體表現(xiàn)為封堵型。油氣主要沿柳102、高3X3和高柳斷裂帶的上盤破碎帶縱向運移，四條斷裂帶的斷層核為油氣側(cè)向運移的遮擋層，控制了油氣富集于柳102、高3X3和高柳斷裂帶上盤圈閉中(圖9)。

圖9 南堡凹陷柳南地區(qū)運移路徑示蹤及斷裂帶內(nèi)部油氣運聚模式圖

2.3 斷裂帶“時間-空間”耦合控藏模式

斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元組合類型控制了油氣運聚特征，多個學(xué)者據(jù)此提出了不同的斷裂帶控藏模式。根據(jù)斷裂帶不同位置的輸導(dǎo)和封閉性建立了“主動盤破碎帶輸導(dǎo)油氣、被動盤遮擋油氣”的控藏模式[5]；根據(jù)東營凹陷東辛復(fù)雜斷塊油氣田的斷裂瀝青帶研究建立了“斷裂空腔”控藏模式[22]；綜合識別出富油凹陷僅上盤破碎帶、僅斷層核、斷層核和上盤破碎帶、斷層核和兩側(cè)對稱破碎帶、復(fù)雜混合型等6種結(jié)構(gòu)單元組合類型，并建立了相應(yīng)的成藏模式[24]。

斷裂帶具有“時間-空間”耦合控藏特征，隨著斷裂帶由活動到靜止再到誘導(dǎo)裂縫充填相互轉(zhuǎn)化的過程中，不同結(jié)構(gòu)單元的輸導(dǎo)和封閉特征不同。從時間上來說，斷裂帶輸導(dǎo)油氣最主要的階段為活動期間，只有與烴源巖生排烴期匹配的開啟斷裂帶才可以作為油氣主力輸導(dǎo)通道。從空間上來說，不同演化階段斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元對油氣所起的作用不同，活動期斷裂帶為油氣輸導(dǎo)通道，斷層靜止到誘導(dǎo)裂縫充填前斷裂帶具有輸導(dǎo)-封閉雙重性，而誘導(dǎo)裂縫充填后斷裂帶整體表現(xiàn)為遮擋層，進(jìn)而控制了油氣運聚特征(圖7)。

以松遼盆地龍鳳山地區(qū)F5斷層為例，根據(jù)斷層活動速率與油氣顯示疊合關(guān)系得到斷層活動速率小于3 m/Ma且斷面古應(yīng)力大于70 MPa時斷裂帶具有封閉性，由此可以看出斷裂帶在沙河子組(K1sh)、營城組(K1yc)和登婁庫組(K1d)沉積期為開啟狀態(tài)，在火石嶺組(K1h)、泉頭組(K1q)沉積期為封閉狀態(tài)。研究區(qū)內(nèi)主力烴源巖的生烴期為登婁庫組沉積期，因此斷裂帶在登婁庫組沉積期為主要的油氣輸導(dǎo)期。在登婁庫組沉積期時斷裂帶內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)單元起到的輸導(dǎo)作用不同，根據(jù)聲波時差和密度曲線變化率(ΔXDEN)及裂縫發(fā)育系數(shù)識別出F5為結(jié)構(gòu)完整Ⅱ型斷裂帶，上盤破碎帶為主要的油氣輸導(dǎo)通道。斷裂帶在時間與空間上相互作用，共同控制了油氣沿上盤破碎帶運移并于上盤圈閉聚集(圖10)。

圖10 松遼盆地龍鳳山地區(qū)F5斷裂帶結(jié)構(gòu)及其開啟與封閉史

3 結(jié) 論

(1)含油氣盆地斷裂帶結(jié)構(gòu)具有分帶性，根據(jù)結(jié)構(gòu)單元組合方式將斷裂帶結(jié)構(gòu)劃分為結(jié)構(gòu)殘缺型、結(jié)構(gòu)完整型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜型3大類。斷裂帶內(nèi)輸導(dǎo)方式分為3種：斷層活動時油氣以“地震泵”形式進(jìn)行幕式運移，輸導(dǎo)通道以斷層核內(nèi)的伴生裂縫為主；在斷層靜止到誘導(dǎo)裂縫充填前，油氣主要沿破碎帶內(nèi)部連通的誘導(dǎo)裂縫和孔隙進(jìn)行連續(xù)運移；誘導(dǎo)裂縫充填后油氣在斷層核和破碎帶內(nèi)的連通孔隙中進(jìn)行緩慢運移。不同結(jié)構(gòu)單元組合類型斷裂帶的輸導(dǎo)通道和輸導(dǎo)方式具有一定的差異性。

(2)不同結(jié)構(gòu)類型斷裂帶在靜止到誘導(dǎo)裂縫充填前對油氣運聚所起的作用不同，結(jié)構(gòu)殘缺Ⅰ型和Ⅲ型為輸導(dǎo)型斷裂帶，輸導(dǎo)能力受控于裂縫密度和連通性；結(jié)構(gòu)殘缺Ⅱ型為封堵型斷裂帶，封閉性與低滲透的斷層泥和碎裂巖含量有關(guān)；結(jié)構(gòu)殘缺Ⅳ型、結(jié)構(gòu)完整型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜型斷裂帶具有油氣輸導(dǎo)和封堵雙重性,輸導(dǎo)能力受控于斷層核和破碎帶相對含量。

(3)基于輸導(dǎo)方式演化特征和結(jié)構(gòu)單元空間差異性，斷裂帶具有“時間-空間”耦合控藏特征。從時間上看，與生排烴期匹配的開啟斷裂帶為油氣主力輸導(dǎo)通道；從空間上看，不同演化階段斷裂帶內(nèi)部各結(jié)構(gòu)單元的油氣輸導(dǎo)特征不同。斷裂帶在時間和空間上相互影響，共同控制了油氣運聚。