陆相断陷盆地斜坡带分类及成藏特征分析

赵红星 (中石油冀东油田分公司勘探开发研究院,河北唐山063004)

司继伟 (中石油华北油田分公司勘探开发研究院,河北任丘062552)

何伟平 (中石油华北油田分公司第二采油厂地质所,河北霸县302700)

断陷盆地是陆相典型的一种盆地类型,尤其在中国东部地区发育较多,如渤海湾盆地、二连盆地、海拉尔盆地、银额盆地、江汉盆地、苏北盆地等均属此类,其典型特征是受一条或两条控制凹陷边界的断层约束而形成。断陷盆地一般生油条件好,生油层系多,母质类型好,油气资源丰富,目前已形成辽河、胜利、大港、华北等多个油气田。鉴于陆相断陷盆地的重要性,笔者系统分析了陆相断陷盆地斜坡带分类及成藏特征,以期为油气勘探提供参考。

1 断陷盆地斜坡带的分类

1.1 按构造特点分类

1)单斜式 该类斜坡构造简单,其地层整体呈单斜式形态且向斜坡带高部位地层逐渐超覆减薄 (见图1(a))。该类斜坡在斜坡带高部位的地层厚度明显减少,深层地层分布范围比浅层地层分布范围小,受早期基底形态影响,控制了地层的空间展布。如二连盆地的乌里雅斯太凹陷,该凹陷西断东超,东部斜坡为典型的单斜式斜坡,其整体断裂系统不发育,局部发育晚期小断层[1]。

2)断阶式 该类斜坡发育有与陡带控凹断层相对应的同生二级断层 (见图1(b)),具有台阶式结构,同生二级断层继承性发育,并形成具有洼槽中心的断槽式结构。同生二级断层下降盘厚度比上升盘厚度增大,并逐层向斜坡高部位减薄。该类断层直接沟通烃源岩和储集层,是油气纵向上运移重要通道。如二连盆地的赛汉塔拉凹陷,赛汉塔拉凹陷东断西超,在斜坡带中部发育与陡带边界断层对应的扎布大断层,形成斜坡带的断阶式结构[2]。

图1 按构造样式分类的斜坡类型

3)双元式 双元式斜坡具有双层结构,其深、浅层地层为2个楔形对插。深层地层向洼槽方向减薄,部分地层歼灭成倒楔形,而浅层地层向斜坡高部位形成楔形。该类斜坡深浅层受2期不同性质应力场 (拉张和挤压应力)的作用而形成早晚2期不同的构造特征,深层部分或全部断层具有相反的掉向(见图1(c))。如冀中坳陷霸县凹陷的文安斜坡带的中生代和古生代地层呈明显的楔形插入洼槽附近尖灭,而新生代地层向斜坡高部位超覆减薄明显,中生代以前地层受反向断层控制可以形成潜山油藏或地层尖灭油藏[3-6]。

1.2 按照地层沉积特点分类

1)继承型斜坡 继承型斜坡是指斜坡基底在成型之后保持较为稳定的持续沉降、轻度抬升或无构造运动、地层缺失较少或基本不缺失的较稳定沉积斜坡。该类斜坡以沉降作用为主,地层发育齐全或基本齐全。此外,该类斜坡断裂系统不发育,构造相对简单,多以地层岩性油藏为主。

2)多期型斜坡 该类型的斜坡带经历了多期的构造升降运动,盆地基底的多期次构造运动使得斜坡带时而经历沉降作用,时而经历抬升运动而遭受剥蚀,使得斜坡带地层存在明显缺失,形成区域性的不整合接触关系。该类型斜坡反映了区域应力场的阶段性构造升降运动而造就斜坡带复杂的构造特征,其断裂系统发育,构造破碎,构造圈闭十分发育,油藏多沿鼻状构造背景及深大断裂的上下盘分布,形成油气成带分布或成区分布的特点。

3)反转型斜坡 该类型的斜坡带经历强烈的构造运动,由早期的快速沉降作用而急剧反转抬升成为斜坡,原有的隆起区快速沉降而成为洼槽区,使得斜坡随后伴随之缓慢沉降,形成斜坡带深、浅层地层呈明显的2个倒楔型叠加[7,8],斜坡带深层局部地层向洼槽区减薄尖灭。该类斜坡断裂系统较发育,并形成深、浅层2套不同的断裂体系。深层可形成地层尖灭油藏、潜山油藏和不整合油藏,而浅层则形成断块油藏、地层超覆油藏和复合油藏[9]。

2 成藏特征

自从国内开辟陆相油气勘探以来,地质学家通过研究斜坡带成因及构造特点,明确了不同的油藏在斜坡带的分布特点和空间位置,其成藏规律具有以下特点。

2.1 靠近主洼槽的斜坡油气最富集

“源控论”指出油气的聚集和分布受生烃中心的控制,生烃中心周边的构造带是油气运移、聚集的最佳指向和捕获区[5]。对于断陷盆地来说,往往存在多个次级洼槽,其中只有一个洼槽是全凹陷主力的生烃中心,从而控制油气在平面和纵向上的分布和聚集。如二连盆地,单个凹陷多发育1～3个次级洼槽,但只有一个洼槽是凹陷的主力生油洼槽,而主洼槽的周边构造带是油气最富集的区带,油气沿主洼槽呈环状分布。二连盆地的勘探已经证实,吉尔嘎朗图凹陷的中洼槽和乌里雅斯太凹陷的南洼槽,其主洼槽的东部斜坡均是油气最富集的构造带,发现的储量多,开发效果好,形成规模量产[2]。

2.2 同生断层、不整合面和连通砂体是油气纵横向运移的最佳通道

同生断层是随着凹陷边界控凹断层的产生而伴生,并补偿拉张应力的释放而形成。同生断层一般断开凹陷沉积层序的所有地层,表现为深层断距大,浅层断距小,断距大小受构造运动所控制。同生断层断面的间歇性活动,从纵向上沟通烃源岩和储集层,为油气纵向运移提供良好的通道。

不整合面是构造升降运动使得沉积层序产生间断或剥蚀的结果,不整合面上部往往发育底砾岩,具有良好的物性条件。区域性的不整合面为油气横向运移提供可能,是油气横向运移的重要通道之一[4]。

连通砂体的大范围、区域性分布,往往成为油气快速横向运移的最佳通道,连通砂体储集物性好,就像 “输油管线”一样成为油气运移的良好途径。

同生断层、不整合面和连通砂体的立体式空间组合,构成油气运移的多种输导方式,如 “T”型输导、断阶输导、毯式输导和网状输导等输导网络,为油气聚集成藏提供丰富的输导系统[10]。

2.3 斜坡带上鼻状构造和大断裂上下盘是油气富集的主要场所

斜坡带上的鼻状构造是各类圈闭发育的最有利位置,受构造背景的控制,在鼻状构造上可形成众多的断块、断鼻、地层超覆、岩性尖灭等各种圈闭,为油气聚集提供储集场所[11]。

大断裂上下盘则常伴随有不同等级的断层发育,形成良好的构造分异,是各类构造圈闭发育的最丰富区带,同时大断裂沟通烃源岩和储集层为圈闭提供丰富的油源供给,造就大断裂上下盘成带、成区分布的各种断块和断鼻油藏[12]。

斜坡带常常发育各种大型三角洲沉积砂体,且与构造背景匹配关系好,而鼻状构造和大断裂上下盘良好的各类圈闭与储集砂体相匹配,形成斜坡带丰富的油气富集。

2.4 多目的层含油和多种油藏类型组成斜坡带复式油气聚集模式

斜坡带作为油气运移的长期指向区,在纵向上存在多套储盖组合。受断层、不整合面及连通砂体的控制及疏导,在纵向上油气由高势区不断向低势区运移,形成由深到浅阶梯式的多目的层含油,纵向上多层叠加,横向上含油连片。受构造运动的控制,斜坡带常常发育有潜山、断块、地层、岩性及复合圈闭,为油气捕获提供储集空间。在油源十分充足的断陷盆地,则形成 “满凹含油”的特点,由洼槽带高势区到斜坡带高部位的低势区形成丰富的油气聚集区,构成油气立体分布的复式油气聚集模式[2]。如冀东油田近几年发现的南堡油田,纵向上多套砂层组含油,平面上大面积含油连片,从而形成大型油气田[13];冀中坳陷的霸县凹陷文安斜坡,纵向上均有油藏分布,形成潜山、断块、地层超覆、岩性尖灭和构造-岩性等各种类型油藏组成的复式油气聚集,构成了文安斜坡文安油田和苏桥油田丰富的油气储量[5]。

3 结 论

1)断陷盆地斜坡带是油气富集的最佳场所之一。斜坡带受构造运动、沉积相带的控制,形成3大斜坡类型,并控制形成不同的油气聚集方式和油藏模式,从而构成斜坡带复式油气聚集模型。

2)斜坡带以双元式斜坡构造特点最复杂,油藏类型最多,构造分异最好,各种油藏均有分布,油气成区、成带分布;以单斜式斜坡构造特点最简单,油藏类型最少,多为地层、岩性油藏。

3)靠近主洼槽的斜坡油气最富集;同生断层、不整合面和连通砂体是油气纵横向运移的最佳通道;斜坡带上鼻状构造和大断裂上下盘是油气富集的主要场所;多目的层含油和多种油藏类型组成斜坡带复式油气聚集模式。

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