惠冠洲,牛成民,楊傳超,張江濤,關(guān)超,王明春,趙婧

中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司,天津,300459

內(nèi)容提要：潛山走滑轉(zhuǎn)換帶在渤海海域發(fā)育較為廣泛,但其發(fā)育特征及控儲(chǔ)作用研究薄弱。利用鉆井、測(cè)井、三維地震等各類(lèi)資料,對(duì)遼東灣北部地區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶發(fā)育特征、成因機(jī)制及其對(duì)潛山規(guī)模型儲(chǔ)層控制作用進(jìn)行分析。研究認(rèn)為,燕山末期左旋走滑背景下,遼東灣北部潛山發(fā)育多種類(lèi)型轉(zhuǎn)換帶;根據(jù)走滑斷層的相互作用以及轉(zhuǎn)換帶的形態(tài),可以將遼東灣北部潛山轉(zhuǎn)換帶分為單支彎曲型和雙支疊覆型兩種類(lèi)型;根據(jù)局部應(yīng)力狀態(tài)可以進(jìn)一步細(xì)分為單支反“S”型、單支“S”型、雙支左旋右階以及雙支左旋左階轉(zhuǎn)換帶4個(gè)亞類(lèi),其中單支反“S”型和雙支左旋右階型轉(zhuǎn)換帶屬增壓型轉(zhuǎn)換帶,單支“S”型和雙支左旋左階型轉(zhuǎn)換帶屬釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶。增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶提供的壓扭性動(dòng)力破碎作用使得潛山發(fā)育大規(guī)模裂縫型儲(chǔ)集層,是潛山規(guī)模型儲(chǔ)層發(fā)育的關(guān)鍵。

構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的概念是由Dahlstrom(1970)研究擠壓區(qū)調(diào)節(jié)構(gòu)造時(shí)提出(Peacock et al., 1995)。根據(jù)走滑斷裂派生構(gòu)造的地質(zhì)特征,自20世紀(jì)80年代將構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶概念引入到走滑構(gòu)造研究區(qū)提出走滑轉(zhuǎn)換帶以來(lái),該理論被廣泛引入到走滑斷裂區(qū)石油構(gòu)造地質(zhì)研究中并取得了重要突破,相繼在美國(guó)落基山、中國(guó)渤海灣等油氣田的勘探實(shí)踐中得到了證實(shí)(Moustafa, 1997; 陳發(fā)景, 2003; Konstantinovskaya et al., 2007; Mouslopoulou et al., 2007)。走滑轉(zhuǎn)換帶是指與走滑斷層相伴生的壓性、張性或壓扭等各類(lèi)構(gòu)造(葉洪, 1988; 宋鴻林, 1996)。走滑轉(zhuǎn)換帶作為走滑斷裂派生構(gòu)造中調(diào)節(jié)區(qū)域應(yīng)變和釋放構(gòu)造應(yīng)力的一類(lèi)重要構(gòu)造,對(duì)盆地內(nèi)的烴源巖的展布、構(gòu)造圈閉的形成和輸導(dǎo)體系的發(fā)育有著重要的控制作用。

渤海海域走滑構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶廣泛發(fā)育,引起國(guó)內(nèi)諸多學(xué)者關(guān)注。近年來(lái),國(guó)內(nèi)學(xué)者在渤海海域走滑作用強(qiáng)烈地區(qū)對(duì)走滑轉(zhuǎn)換帶構(gòu)造做了許多有益的研究,在走滑轉(zhuǎn)換帶的概念及分類(lèi)、走滑轉(zhuǎn)換帶的成因及特征、走滑轉(zhuǎn)換帶對(duì)沉積體分布、大型圈閉形成和油氣成藏等方面都有較為深入的研究(朱秀香等, 2009; 徐長(zhǎng)貴, 2016; 夏慶龍, 2016; 柳嶼博等, 2018)。徐長(zhǎng)貴(2016)把走滑運(yùn)動(dòng)在斷層內(nèi)部、之間、末端以及共軛斷層之間等過(guò)渡部位形成的各類(lèi)應(yīng)力性質(zhì)構(gòu)造稱(chēng)之為走滑轉(zhuǎn)換構(gòu)造,其概念的內(nèi)涵和延伸都得到極大拓展,在新生界盆地內(nèi)部油氣勘探中備受關(guān)注并發(fā)揮重要作用。

近期,渤海海域遼東灣北部走滑斷裂構(gòu)造區(qū)太古宇潛山再獲新突破,在渤海首個(gè)太古宇潛山油田錦州25-1南油田東側(cè)新發(fā)現(xiàn)太古宇潛山優(yōu)質(zhì)油田,揭示了遼東灣北部太古宇潛山帶巨大的勘探潛力。上述學(xué)者針對(duì)新生界盆地內(nèi)部走滑轉(zhuǎn)換帶控藏作用做了大量卓爾有效的研究工作,但是對(duì)于作為盆地潛山基底,因其早期走滑作用隱伏性更強(qiáng),走滑轉(zhuǎn)換帶特征及其相關(guān)研究較為薄弱,在一定程度制約了潛山油氣勘探的潛力深挖。為此,筆者基于遼東灣北部地區(qū)的三維地震資料和40余口鉆井資料,通過(guò)對(duì)遼東灣北部地區(qū)燕山晚期走滑斷裂體系研究的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)剖析走滑轉(zhuǎn)換帶發(fā)育類(lèi)型及其地質(zhì)特征,進(jìn)而分析走滑轉(zhuǎn)換帶控山造儲(chǔ)作用,以期對(duì)該區(qū)下一步油氣勘探提供一定的借鑒指導(dǎo)。 本文所指的潛山走滑轉(zhuǎn)換帶是指燕山末期走滑運(yùn)動(dòng)在斷層內(nèi)或之間等調(diào)節(jié)部位形成的各類(lèi)張性或壓性構(gòu)造。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

遼東灣坳陷地處渤海海域北部,屬下遼河坳陷向海域的延伸,受北東向主干斷裂的控制,形成北東向展布的“三凹三凸”構(gòu)造格局,自西向東依次為遼西南凸起、遼西凹陷、遼西凸起、遼中凹陷、遼東凸起和遼東凹陷6個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元。其中,遼中凹陷作為渤海海域富生烴凹陷之一,也是遼東灣地區(qū)沉積和沉降中心(圖1)。

圖1 遼東灣北部潛山區(qū)域位置與巖性綜合柱狀圖Fig.1 Regional location map and lithological comprehensive histogram of buried hill in northern Liaodong Bay

遼東灣北部潛山帶位于遼西凸起北段,圍區(qū)鉆井揭示地層自下而上發(fā)育潛山地層(太古宇、古生界、中生界)和新生界,受印支期北東大型擠壓逆沖推覆作用,遼東灣北部潛山帶地層整體缺失古生界,潛山地層主要為太古宇和中生界二元結(jié)構(gòu),局部太古宇直接出露(郭濤等, 2021)。太古宇以區(qū)域變質(zhì)巖為主,中生界以玄武巖、安山巖和凝灰?guī)r等與火山成因相關(guān)的低滲透性巖層為主。其巖性組合方式及地層厚度展布在不同構(gòu)造位置呈現(xiàn)出不同的分布特征。潛山之上覆蓋新生界,自下而上沉積有古近系的沙河街組和東營(yíng)組,新近系的館陶組、明化鎮(zhèn)組和平原組等5套地層。鋯石測(cè)年和古生物資料顯示,遼東灣北部潛山帶中生界的年代為晚侏羅—早白堊時(shí)期(J3-K1)(葉濤等, 2016, 2018),對(duì)應(yīng)燕山末期強(qiáng)左旋剪切擠壓復(fù)合構(gòu)造作用,本文也以此為依據(jù)展開(kāi)燕山末期遼東灣北部潛山走滑轉(zhuǎn)換帶的特征及控儲(chǔ)模式研究。

2 潛山走滑斷裂特征

2.1 平面特征

遼東灣北部潛山主要發(fā)育4條走滑斷裂,整體近于平行呈NE向展布,自西向東分別為遼西1號(hào)、斜坡1號(hào)、斜坡2號(hào)和遼中1號(hào)(圖2)。其中,遼西1號(hào)和遼中1號(hào)走滑斷裂規(guī)模最大,自南向北貫穿整個(gè)遼東灣北部地區(qū)。遼西1號(hào)斷裂控制遼東灣北部潛山帶東部邊界,斷裂面相對(duì)平直但不連續(xù),局部存在彎曲化或者階步錯(cuò)斷;遼中1號(hào)走滑位于遼中凹陷中部,斷裂面較平直且連續(xù),局部存在彎曲,對(duì)新生代油氣成藏具有明顯的控制作用。

從遼西1號(hào)、斜坡1號(hào)和斜坡2號(hào)走滑斷裂的平面組合樣式來(lái)看,走滑斷裂表現(xiàn)出左旋走滑的性質(zhì)。斜坡1號(hào)整體連續(xù)性較好且斷面相對(duì)平直,局部存在“S”型或反“S”型彎曲,切割早期印支期NW向逆沖斷層,多條NW向斷層左旋錯(cuò)位特征明顯,揭示了較強(qiáng)的走滑作用,斜坡2號(hào)整體規(guī)模較小,斷面平直但連續(xù)性較差,同樣對(duì)早期NW向斷層發(fā)生切割錯(cuò)斷。研究區(qū)內(nèi),走滑斷裂的彎曲處、兩支斷裂的疊合處以及斷裂的尾端構(gòu)造變形尤為強(qiáng)烈,表明該構(gòu)造位置是應(yīng)力的集中釋放帶。

2.2 剖面特征

根據(jù)地震剖面上走滑斷裂發(fā)育部位及斷裂組合樣式可以將渤海海域遼東灣北部地區(qū)走滑斷裂劃分為新生代走滑斷裂和燕山末期潛山內(nèi)幕走滑斷裂兩種類(lèi)型(圖3)。

(1)第①類(lèi)走滑斷裂為新生代走滑斷裂,這類(lèi)斷裂形成于伸展走滑構(gòu)造應(yīng)力背景,易于斷裂構(gòu)造發(fā)育,新生界充分保留走滑斷裂特征,剖面上主干斷裂陡直,與派生斷裂組合為負(fù)花狀構(gòu)造,其中研究區(qū)最東側(cè)的遼中1號(hào)斷裂屬于該類(lèi)走滑斷裂。

(2)第②類(lèi)走滑斷裂為燕山末期潛山內(nèi)幕走滑斷裂,該類(lèi)斷裂發(fā)育于擠壓走滑構(gòu)造應(yīng)力背景,相對(duì)于新生界碎屑巖,太古宇及中生界整體表現(xiàn)為強(qiáng)剛性地層,潛山構(gòu)造應(yīng)力多通過(guò)擠壓造縫進(jìn)行構(gòu)造應(yīng)力釋放,受擠壓控制潛山帶整體隆升,潛山頂部發(fā)生強(qiáng)烈剝蝕,走滑斷裂特征遭受破壞,且進(jìn)入喜山期受強(qiáng)伸展作用控制,走滑斷裂產(chǎn)狀發(fā)生斷陷倒轉(zhuǎn),最終使得燕山末期潛山內(nèi)幕走滑斷裂在剖面上的特征與新生代典型走滑斷裂差異較大。

斜坡1號(hào)和斜坡2號(hào)屬第②類(lèi)走滑斷裂,遼西1號(hào)屬第①類(lèi)和第②類(lèi)走滑斷裂共同疊加的產(chǎn)物。斜坡1號(hào)和斜坡2號(hào)走滑斷裂在剖面上整體表現(xiàn)為單斜、斷面平直但傾角較緩、潛山內(nèi)幕斷面影子清晰、斷層頂部斷至潛山頂面晚期不再活動(dòng),其中斜坡1號(hào)斷裂規(guī)模要大于斜坡2號(hào)斷裂;斷裂附件可見(jiàn)地層變形,為潛山走滑斷裂;遼西1號(hào)規(guī)模較大,表現(xiàn)為單斷式,斷裂面相對(duì)平緩且存在一定彎曲,受新生代發(fā)生強(qiáng)烈再伸展走滑活化。

3 潛山走滑轉(zhuǎn)換帶類(lèi)型及演化

渤海海域沉積盆地內(nèi)的走滑轉(zhuǎn)換帶類(lèi)型劃分已經(jīng)有比較成熟的分類(lèi)方案(徐長(zhǎng)貴, 2016)。然而,對(duì)于潛山走滑轉(zhuǎn)換帶的類(lèi)型劃分、成因及其對(duì)潛山儲(chǔ)層的控制作用,國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道較為少見(jiàn)。筆者等根據(jù)走滑斷裂樣式、組合方式及其應(yīng)力狀態(tài)將潛山走滑轉(zhuǎn)換帶劃分為兩大類(lèi)4個(gè)亞類(lèi)。首先根據(jù)潛山走滑斷裂的形態(tài)及斷層間相互關(guān)系,可以將走滑轉(zhuǎn)換帶劃分為雙支疊覆型和單支彎曲型兩大類(lèi),根據(jù)局部應(yīng)力狀態(tài)可以進(jìn)一步細(xì)分為增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶和釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶。筆者等基于上述遼東灣北部潛山帶燕山末期潛山走滑斷裂的發(fā)育特征,在研究區(qū)識(shí)別出4個(gè)潛山走滑轉(zhuǎn)換帶,并對(duì)各走滑轉(zhuǎn)換帶進(jìn)行了類(lèi)型劃分和精細(xì)刻畫(huà)。

3.1 潛山走滑轉(zhuǎn)換帶類(lèi)型

3.1.1單支彎曲型潛山走滑轉(zhuǎn)換帶

在長(zhǎng)距離走滑運(yùn)動(dòng)中,任何一條斷層都難以保持產(chǎn)狀穩(wěn)定,常常會(huì)因走滑斷裂兩側(cè)地層巖性的差異導(dǎo)致走滑受阻而在平面上呈現(xiàn)彎曲的形態(tài),這種在一條走滑斷裂上帶有多個(gè)局部彎曲段的轉(zhuǎn)換帶稱(chēng)之為單支彎曲型潛山走滑轉(zhuǎn)換帶。根據(jù)彎曲方式的不同可細(xì)分為左階“S”型單支彎曲型轉(zhuǎn)換帶和右階反“S”型轉(zhuǎn)換帶兩個(gè)亞類(lèi),左旋左階“S”型轉(zhuǎn)換帶受應(yīng)力拉伸,為釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶,而左旋右階反“S”型轉(zhuǎn)換帶受應(yīng)力擠壓,為增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶。

(1)反“S”增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶,走滑斷層在左旋走滑過(guò)程中會(huì)形成擠壓應(yīng)力場(chǎng),利于潛山擠壓形變形成背斜類(lèi)圈閉,是潛山圈閉的有利發(fā)育區(qū)。該類(lèi)型轉(zhuǎn)換帶在遼東灣北部潛山地區(qū)較為發(fā)育,例如錦州25-A構(gòu)造。該構(gòu)造地處斜坡1號(hào)走滑斷裂,平面上反“S”型彎曲處發(fā)育正向構(gòu)造,斷裂兩盤(pán)地層構(gòu)造等值線(xiàn)處在高部位;剖面上盆地基底發(fā)育擠壓褶皺形變,形成斷背斜構(gòu)造(圖4)。

圖4 反“S”增壓型地震地質(zhì)模式圖Fig.4 Single-branch bending pressurized anti “S” pressurized seismic geological model

(2)“S”釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶,該類(lèi)型轉(zhuǎn)換帶常與增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶成對(duì)出現(xiàn)。受局部伸展作用的影響,在“S”釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶內(nèi)常發(fā)育負(fù)地形或小型凹槽,偶見(jiàn)有小型斷塊構(gòu)造,對(duì)于潛山圈閉發(fā)育不利,例如錦州25-1南油田3井區(qū)。該區(qū)處于遼西1號(hào)斷裂彎曲處的“S”釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶上,左旋“S”彎曲處派生拉張應(yīng)力,構(gòu)造等值線(xiàn)處于低洼部位;從剖面A和剖面B中均可看到新生代盆地基底呈現(xiàn)明顯的凹坑,表明在該走滑斷層附近,由于斷層發(fā)生斷陷作用,表現(xiàn)為張性釋壓構(gòu)造特征(圖5)。

圖5 單支彎曲釋壓型地震地質(zhì)模式圖Fig.5 Single-branch bending pressure relief seismic geological model

3.1.2雙支疊覆潛山走滑轉(zhuǎn)換帶

雙支疊覆型走滑轉(zhuǎn)換帶是指兩條走滑斷裂首尾疊置但又互不搭接的排列方式,在這種排列方式下兩條走滑斷裂之間形成的過(guò)渡區(qū)成為雙支疊覆型走滑轉(zhuǎn)換帶。根據(jù)走滑斷裂的排列方式,進(jìn)一步細(xì)分為左旋右階雙支疊覆增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶和左旋左階雙支疊覆釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶兩種類(lèi)型。

(1)左旋右階走滑轉(zhuǎn)換帶,屬增壓型雙支疊覆潛山走滑轉(zhuǎn)換帶,該類(lèi)型轉(zhuǎn)換帶常形成較大規(guī)模的背斜類(lèi)構(gòu)造,如錦州25-1南油田主體區(qū)。該油田地處遼西1號(hào)和斜坡1號(hào)疊置區(qū),平面上兩條走滑斷裂控制走滑轉(zhuǎn)換帶的兩條斷裂呈左旋右階雁列式展布,斷裂傾向相向,走滑轉(zhuǎn)換帶內(nèi)地層構(gòu)造等值線(xiàn)整體處于高部位;剖面上地層受擠壓作用隆升為高部位,中生界剝蝕殆盡,太古宇直接出露,且派生斷裂不發(fā)育(圖6)。

圖6 雙支疊覆增壓型地震地質(zhì)模式圖Fig.6 Bi-branch overlapping pressurized seismic geological model

(2)左旋左階釋壓型,屬釋壓型雙支疊覆潛山走滑轉(zhuǎn)換帶,受局部拉張應(yīng)力作用的影響,在該類(lèi)轉(zhuǎn)換帶內(nèi)常發(fā)育小型凹槽,例如錦州25-B構(gòu)造。該構(gòu)造處于斜坡1號(hào)和斜坡2號(hào)兩支主干走滑斷裂帶的疊置區(qū)。平面上控制走滑轉(zhuǎn)換帶的兩條斷裂呈左旋左階雁列式展布,疊覆帶派生拉張應(yīng)力,走滑轉(zhuǎn)換帶內(nèi)地層構(gòu)造等值線(xiàn)表現(xiàn)為深洼帶;剖面上,地層斷陷沉降整體表現(xiàn)為張性釋壓構(gòu)造特征(圖7)。

圖7 雙支疊覆釋壓型地震地質(zhì)模式圖Fig.7 Bi-branch overlapping pressure relief seismic geological model

3.2 潛山走滑轉(zhuǎn)換帶成因演化

遼東灣北部潛山所屬的華北克拉通,處于揚(yáng)子地臺(tái)、西太平洋以及西伯利亞等多個(gè)板塊的交匯處,其相互間橫向或垂向運(yùn)動(dòng)是該區(qū)潛山走滑轉(zhuǎn)換帶形成的動(dòng)力來(lái)源(郭濤等, 2021)。新生代盆地基底歷經(jīng)印支、燕山、喜山多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),其板塊差異活動(dòng)形成多期次的擠壓—拉張的構(gòu)造旋回,并伴生多期走滑運(yùn)動(dòng)。

遼東灣北部潛山走滑轉(zhuǎn)換帶于燕山末期基本形成,西太平洋板塊俯沖擠壓是其主要?jiǎng)恿Α＞唧w而言,燕山期揚(yáng)子板塊對(duì)華北板塊擠壓碰撞已經(jīng)明顯減弱,西太平洋板塊向華北板塊俯沖擠壓則是逐漸增強(qiáng),盆地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)動(dòng)力源轉(zhuǎn)變?yōu)闉I太平洋海陸交互體系。燕山運(yùn)動(dòng)可以細(xì)分為3期:①燕山運(yùn)動(dòng)早期,為印支運(yùn)動(dòng)到燕山運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)型階段,整個(gè)遼東灣北部潛山仍處于構(gòu)造高部位遭受剝蝕(圖8a);②燕山運(yùn)動(dòng)中期,晚侏羅世到早白堊世受多向擠壓運(yùn)動(dòng)誘發(fā)巖石圈減薄垮塌,大規(guī)模軟流圈地幔上涌引發(fā)強(qiáng)烈的火山運(yùn)動(dòng)和斷陷沉降,遼東灣北部地區(qū)廣泛沉積巨厚中生界,且地震相分析揭示地層成層性好且沉積過(guò)程構(gòu)造穩(wěn)定,目前所有鉆井揭示中生界均為早白堊系,侏羅系整體缺失,有鉆井鉆遇1040 m白堊系便直至太古宇(圖8b);③燕山運(yùn)動(dòng)晚期,晚白堊世伊澤奈崎板塊的俯沖碰撞致使華北板塊整體處于強(qiáng)左旋剪切擠壓構(gòu)造應(yīng)力背景,郯廬走滑斷裂帶發(fā)生左旋走滑作用,發(fā)育大量NE左旋走滑斷層(圖8c)。

圖8 遼東灣北部潛山走滑轉(zhuǎn)換帶成因演化Fig.8 Genetic evolution of strike-slip transfer zone of buried hill in northern Liaodong Bay

4 潛山走滑轉(zhuǎn)換帶與儲(chǔ)層發(fā)育關(guān)系

渤海海域太古宇潛山巖性多為高長(zhǎng)英質(zhì)含量、低暗色礦物的變質(zhì)花崗巖、花崗片麻巖和混合花崗巖等脆性巖類(lèi),為潛山規(guī)模型儲(chǔ)層的形成提供了良好的巖石學(xué)基礎(chǔ)(薛永安等, 2018; 王德英等, 2019; 徐長(zhǎng)貴等, 2019, 2020; 高坤順等, 2020; 杜曉峰等, 2021; 葉濤等, 2021)。裂縫型儲(chǔ)層作為太古宇潛山主要的儲(chǔ)集空間,其發(fā)育程度與構(gòu)造強(qiáng)度密切相關(guān),而擠壓環(huán)境下更易形成大規(guī)模的構(gòu)造裂縫(徐長(zhǎng)貴等, 2019)。因此,增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶更有利于潛山形成規(guī)模型儲(chǔ)集層。

4.1 潛山儲(chǔ)層特征

盆地基底豐富的原巖類(lèi)型經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期變質(zhì)作用形成復(fù)雜多樣的變質(zhì)巖潛山巖性,遼東灣北部潛山帶主要發(fā)育片麻巖、變質(zhì)花崗巖、混合巖、碎裂巖以及后期侵入巖脈等5大類(lèi)巖石類(lèi)型,除后期侵入巖脈外,其余4種都是太古宇潛山優(yōu)勢(shì)巖石類(lèi)型。

根據(jù)巖芯和薄片觀(guān)察,遼東灣北部潛山帶太古宇變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)集空間類(lèi)型以裂縫型為主,局部地區(qū)發(fā)育溶蝕孔縫:①裂縫型儲(chǔ)集空間:裂縫分為兩種,一種是礦物內(nèi)部發(fā)育的微裂隙,主要形成于礦物晶體顆粒內(nèi)部,形成于早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),多被完全充填(圖9a);第二種為構(gòu)造裂縫,從壁芯的裂縫中可見(jiàn)方解石、鐵白云石以及碎基等巖石礦物充填,多呈現(xiàn)半充填或完全開(kāi)啟狀態(tài)(圖9b),是太古宇潛山最重要的儲(chǔ)集方式,從鉆井取芯上看,也能看到明顯的裂縫發(fā)育(圖9c),裂縫之間相互切割,從熒光薄片上看,明顯可見(jiàn)有機(jī)質(zhì)大部分沿裂縫充填(圖9d)。②溶蝕孔縫:在構(gòu)造裂縫特別發(fā)育的地區(qū),顯微鏡下可見(jiàn)礦物溶蝕現(xiàn)象,角閃石先被方解石交代,后期方解石溶蝕形成次生孔隙(圖9e)。

圖9 遼東灣北部潛山不同儲(chǔ)層巖芯、壁芯和薄片特征(a)巖屑薄片,D井2785～2790 m;(b)壁芯,E井2144 m;(c)巖芯,B井1799～1801.5 m;(d)熒光薄片,E井2459 m;(e)壁芯薄片,E井2289 mFig.9 Characteristics of cores, wall cores and thin sections of different reservoirs of buried hill in northern Liaodong Bay (a) lithic thin section, well D 2785～2790 m; (b) sidewall core, well E 2144 m, (c) core, well B 1799～1801.5 m; (d) fluorescence sidewall core, well E 2459 m; (e) core thin section, well E 2289 m

巖芯和壁芯物性分析表明,遼東灣北部潛山帶太古宇潛山儲(chǔ)集層具有強(qiáng)烈的非均質(zhì)性,孔隙度分布范圍為1%～17%,大部分處在5%～10%之間;滲透率分布范圍為0.1×10-3μm2～300×10-3μm2(高坤順等, 2020)。

4.2 增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶控制裂縫發(fā)育

遼東灣北部潛山走滑轉(zhuǎn)換帶類(lèi)型多樣,根據(jù)轉(zhuǎn)換帶內(nèi)應(yīng)力性質(zhì)劃分為兩種類(lèi)型,一是增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶,以單支反“S”型走滑轉(zhuǎn)換帶和雙支左旋右階轉(zhuǎn)換帶為代表;二是釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶,以單支“S”型走滑轉(zhuǎn)換帶和雙支左旋左階轉(zhuǎn)換帶為代表。

增壓型和釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶的應(yīng)力狀態(tài)存在明顯差異,自然界中增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶內(nèi)多見(jiàn)地形隆升、地殼減薄和新生代盆地基底暴露的環(huán)境(Segall et al., 1980),而釋壓區(qū)多表現(xiàn)為地形下沉、地殼伸展形成沉積盆地(Aydin et al., 1982)。

在地質(zhì)演變過(guò)程中,這兩種轉(zhuǎn)換帶類(lèi)型對(duì)潛山裂縫的控制具有明顯的差異。其中,增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶更利于太古宇潛山儲(chǔ)層發(fā)育。增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶內(nèi)部整體處于擠壓應(yīng)力環(huán)境或是以擠壓應(yīng)力為主導(dǎo)的應(yīng)力環(huán)境,整個(gè)轉(zhuǎn)換帶內(nèi)部潛山會(huì)發(fā)生潛山褶皺變形,太古宇作為剛性或脆性地層,整體會(huì)在褶皺變形中通過(guò)發(fā)育大量構(gòu)造縫來(lái)釋放擠壓構(gòu)造應(yīng)力,擠壓褶皺中心應(yīng)力最為集中,巖體受構(gòu)造應(yīng)力影響深度最大,構(gòu)造裂縫最發(fā)育,向兩翼過(guò)渡裂縫發(fā)育程度逐漸降低,另外受擠壓隆升作用,潛山遭受強(qiáng)烈風(fēng)化剝蝕,亦有助于潛山裂縫的發(fā)育成儲(chǔ),潛山裂縫整體可以分為淺層受風(fēng)化的構(gòu)造縫和深層內(nèi)幕構(gòu)造縫,典型代表錦州25-A和錦州25-1南C/D井區(qū),鉆井揭示太古宇潛山儲(chǔ)層最大厚度可達(dá)117.1～185.4 m。釋壓轉(zhuǎn)換帶整體處于伸展拉張應(yīng)力環(huán)境或以伸展拉張應(yīng)力為主的應(yīng)力環(huán)境,太古宇主要是通過(guò)塊體間斷裂的垂向或者橫向位移實(shí)現(xiàn)構(gòu)造應(yīng)力釋放,塊體內(nèi)部應(yīng)力釋放產(chǎn)生的構(gòu)造縫相對(duì)較少,張性應(yīng)力主要表現(xiàn)為斷陷沉降,構(gòu)造位置相對(duì)增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶較低,風(fēng)化剝蝕作用相對(duì)較弱,典型代表錦州25-B和錦州25-1南A井區(qū),目前鉆井揭示的太古宇潛山儲(chǔ)層均在50 m以下(圖10)。

圖10 轉(zhuǎn)換帶分布位置與儲(chǔ)層發(fā)育厚度疊合圖Fig.10 Superposition of distribution position of transfer zone and reservoir development thickness

5 結(jié)論

(1)遼東灣北部潛山帶主要發(fā)育遼西1號(hào)、斜坡1號(hào)、斜坡2號(hào)和遼中1號(hào)四條近于平行呈NE向展布主干走滑斷裂,其中遼西1號(hào)為新生代右旋走滑斷裂,首次識(shí)別出遼西1號(hào)、斜坡1號(hào)、斜坡2號(hào)為中生代左旋走滑斷裂。

(2)根據(jù)潛山走滑斷裂空間展布關(guān)系,可以將走滑轉(zhuǎn)換帶劃分為雙支疊覆型和單支彎曲型兩大類(lèi),根據(jù)局部應(yīng)力狀態(tài)可以進(jìn)一步細(xì)分為增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶和釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶。不同應(yīng)力類(lèi)型的走滑轉(zhuǎn)換帶會(huì)產(chǎn)生不同的地質(zhì)響應(yīng),增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶多發(fā)育斷背斜或斷鼻等正向構(gòu)造,釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶則斷裂相對(duì)發(fā)育,表現(xiàn)為深洼帶負(fù)向構(gòu)造單元。

(3)遼東灣北部太古宇潛山儲(chǔ)集空間以構(gòu)造縫為主,表現(xiàn)為構(gòu)造應(yīng)力控儲(chǔ)特征。增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶:太古宇潛山通過(guò)褶皺變形成大量構(gòu)造縫釋放擠壓構(gòu)造應(yīng)力;釋壓型走滑轉(zhuǎn)換帶:太古宇潛山通過(guò)塊體間斷裂錯(cuò)位引動(dòng)釋放構(gòu)造應(yīng)力。增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶太古宇潛山構(gòu)造縫發(fā)育程度優(yōu)于釋壓型。