东海盆地平湖斜坡带断裂特征及其对构造—岩性油气藏的控制作用

任 艳

（中国海洋石油国际有限公司，北京 100028）

断裂活动是含油气盆地中最广泛发育的基本构造变形之一，其演化过程与油气成藏密切相关，尤其是在构造活动强烈的裂陷盆地内，同沉积断裂往往控制着烃源岩、沉积储层的形成演化以及油气聚集成藏过程[1]。因此，从断裂发育特征着手深入探讨断裂对油气成藏的控制作用，对油气勘探工作具有十分重要的指导意义。平湖斜坡带是西湖凹陷主力的含油气勘探区，经过近40年的勘探，已钻探井40余口，区内多口已钻井证实为构造—岩性油气藏，并获得一定储量发现，随着勘探开发的不断深入，认为该区勘探领域正逐步从构造油气藏向构造—岩性油气藏转变[2-3]。前人针对平湖斜坡带断裂对构造—岩性油气藏的控制作用开展过相关研究，初步指出了平湖斜坡带构造—岩性油气藏发育受同沉积断裂形成的断裂坡折带控制明显[2-5]。然而西湖凹陷平湖斜坡带断裂系统发育，共有大小断裂约400余条，目前对断裂展布特征的研究深度不够，这严重制约了平湖斜坡带成藏规律认识和砂体展布特征分析。因此进一步明确平湖斜坡带同沉积断裂特征及其对构造—岩性油气藏的控制作用具有至关重要的意义。

本文聚焦西湖凹陷平湖斜坡带，在现有三维连片地震资料精细解释和构造成图方面开展了大量的工作，系统分析研究区不同构造时期同沉积断裂的演化特征，在此基础上，深入探讨同沉积断裂对构造—岩性圈闭的控砂与控藏作用，总结研究区构造—岩性油气藏类型，以期为研究区下一步岩性油气藏勘探地质研究工作提供参考和指导。

1 区域地质概况

西湖凹陷位于东海陆架盆地东北部，东邻钓鱼岛隆褶带，西靠海礁隆起，向北、向南分别与福江凹陷和钓北凹陷相接，总体呈北东走向条带状分布，总面积约5.18×104km2，是东海陆架盆地规模最大的中、新生界含油气盆地之一。西湖凹陷具有“东西分带，南北分块”的特点，自西向东可划分为西部斜坡带、中央洼陷—反转构造带、东部断阶带三个构造带[6]。研究区平湖斜坡带位于西部斜坡带中段，为其次级构造单元（图1a）。

平湖斜坡带的构造演化与区域构造演化基本一致，主要经历了裂陷阶段（古新世-始新世）、坳陷阶段（渐新世-中新世）以及区域性沉降阶段（上新世-第四纪）等3个构造演化阶段[7]。据钻井揭示研究区内地层发育齐全，由老到新依次发育了下白垩统、上白垩统（石门潭组）、始新统（八角亭组+宝石组+平湖组）、渐新统（花港组）、中新统（龙井组、玉泉组、柳浪组）、上新统（三潭组）和第四系（东海群）[8]（图1b）。油气成藏主力目的层为始新统平湖组，渐新统花港组次之，其中平湖组沉积期总体处于海相或海陆过渡相沉积环境，发育辫状河三角洲、潮控三角洲以及潮汐海岸等沉积体系；花港组沉积期为宽缓地貌下滨浅湖沉积环境，发育河流、湖泊等沉积体系。

2 断裂展布特征

平湖斜坡带断裂系统十分发育，共有不同级别断裂约400余条，这些断裂主要为张性正断裂。断裂走向与构造走向基本一致，北部断裂主要呈NE走向，南部断裂主要呈NNE或近SN走向。依据断裂的发育规模可将平湖斜坡带断裂划分为4个级别，其中Ⅰ级断裂在该区主要指平湖主断裂，它在一定程度上控制了基底面之上地层的沉积，属同沉积断裂；Ⅱ级断裂主要指控制局部构造形态的断裂，对大的沉积环境影响不大，但对断裂两盘沉积起到一定控制作用，属同沉积断裂，该类断裂在研究区最为发育；Ⅲ、Ⅳ级断裂主要指I、Ⅱ级断裂的伴生断裂，对沉积的控制作用较小，仅对局部构造起到调节作用[9]（图2）。

图2 平湖斜坡带断裂系统展布特征Fig.2 Fault distribution in Pinghu slope belt

2.1 断裂平面展布特征

根据西湖凹陷构造演化史分析以及剖面上断裂形成时间、断开层位等特征，可将平湖斜坡带断裂系统划分为裂陷期断裂、坳陷期断裂和沉降期断裂，其中裂陷期断裂最为发育。

（1）裂陷期断裂特征

古新世开始，受到太平洋板块俯冲以及印度板块向古特提斯碰撞等联合作用，西湖凹陷整体处于张性应力背景下，同沉积断裂极其发育，以NE-NNE向断裂为主，NW向次级断裂为辅，由南西向北东成发散的帚状。该时期同沉积断裂具有活动时间长、规模大、分布广的特征，大多数断裂从始新世开始活动，到始新世晚期的玉泉运动结束，其中平湖主断裂到中新世中晚期才完全停止活动（图3a）。在平面上断裂具有斜列式、帚状式、平行式以及交叉式等多种组合样式（图3d）,其中斜列式断裂主要指控制斜坡上倾边界的平湖主断裂的组合样式，全区均有发育；帚状式断裂主要为平湖主断裂与次级断裂的组合样式，在孔雀亭、宝云亭—武云亭以及团结亭地区较为发育；近平行式断裂主要为NE向Ⅱ级断裂的组合样式，全区均有发育；交叉式断层主要是指拐弯Ⅱ级断裂与其派生断裂的特定组合，或者两组互不切割但相交的不同时期断裂的组合样式，宝云亭—武云亭地区最为发育。总体上裂陷期不同沉积阶段断裂叠合程度较好，具有一定继承性，控制着裂陷期地层沉积和局部构造的形成和发育。

（2）坳陷期断裂特征

始新世晚期，发生了以挤压作用为主的玉泉构造运动，西湖凹陷整体隆升、剥蚀。渐新世初期，平湖斜坡带断裂活动明显减弱，仅平湖主断裂极其附近少量裂陷期骨干断裂继承性活动，断裂走向主要为NE向，规模较裂陷期明显减小，对地层的控制已不明显。该时期平面上断裂组合样式主要为斜列式，在全区均有发育；其次为平行式，仅在孔雀亭和平湖地区较为发育。随后中新世的花港运动和龙井运动对本区几乎没影响，仅在平湖断裂带表现为局部剪切挤压作用，发育少量近东西向小断层（图3b）。

（3）沉降期断裂特征

从上新世开始，受冲绳海槽运动影响，西湖凹陷处于拉张下沉阶段，构造活动基本结束，研究区仅在孔雀亭断裂带北部及平湖断裂带发育少量近东西向张剪性小断层，延伸较短，断距较小，倾角大（图3c）。

图3 平湖斜坡带不同构造演化时期断裂系统平面分布及断裂组合样式Fig.3 Fault distribution and combination styles at different tectonic evolution periods in Pinghu slope belt

2.2 断裂剖面展布特征

本文结合不同级别、不同期次断裂平面组合样式以及剖面关系等，将平湖斜坡带断裂系统由北向南依次划分为孔雀亭顺向断裂带、宝云亭—武云亭反向断裂带、团结亭陡坡断裂带以及平湖顺向断裂带等四个断裂系统（图2）。针对剖面上各断裂带内不同级别的断裂发育特征进行分析。

（1）孔雀亭顺向断裂带

孔雀亭顺向断裂带位于平湖斜坡带最北部，断裂主要为Ⅱ级断裂，大部分断裂走向与平湖主断裂北段走向平行，倾向与地层倾向一致，断面呈铲状，断距大，各条断裂上盘依次向同一方向断落，形成阶梯状。这些断裂主要发育于古新统—始新统，发育规模较大，大部分Ⅱ级断裂向上断至渐新统花港组下部，其中几条主要Ⅱ级断裂可断穿花港组地层，这些断裂均为同沉积断裂，对沉积期地层具有控制作用；除此之外，该区还发育许多Ⅲ、Ⅳ级断裂，这些断裂发育规模较小，仅断开裂陷期地层，对局部构造起控制作用。孔雀亭顺向断裂带发育“阶梯”型、反“Y”型等断裂组合样式，其中同沉积断裂以发育“阶梯”型组合样式为特征（图4a）。

（2）宝云亭—武云亭反向断裂带

宝云亭—武云亭反向断裂带位于平湖斜坡带中段，断裂以Ⅱ级断裂为主，反向断裂与顺向断裂共同发育。受古隆起影响，在古隆起西侧发育西倾反向正断裂，东侧发育东倾顺向正断裂。两种断裂走向均与平湖主断裂中段走向基本平行，呈NE向，其中，反向断裂倾向与地层倾向相反，顺向断裂倾向与地层倾向一致。断裂大部分发育于裂陷期地层，仅少量规模较大的反向断裂断至花港组下部地层，对裂陷期地层具有控沉积作用；除此之外，该区发育的大量Ⅲ、Ⅳ级断裂，这些断裂断距较小，对沉积不起控制作用。宝云亭—武云亭反向断裂带发育箕状、帚状、“Y”型和反“Y”型等多种断裂组合样式，其中同沉积断裂以发育箕状和帚状组合样式为特征（图4b）。

（3）团结亭陡坡断裂带

团结亭陡坡断裂带位于平湖斜坡带中南部，断裂以I、Ⅱ级断裂为主，走向与平湖主断裂走向近平行，主要为顺向断裂，倾向与地层倾向一致。与其他断裂带相比该区带断裂发育数量较小，但规模较大，倾角及断距明显变大，多数断裂断至花港组下部地层，对该时期沉积地层具有明显控制作用。团结亭陡坡断裂带同沉积断裂以发育“陡坡”型及“阶梯”型组合样式为特征（图4c）。

（4）平湖顺向断裂带

平湖顺向断裂带位于平湖斜坡带南部，与孔雀亭断裂带相似顺向断裂发育，但以Ⅱ级断裂为主，Ⅲ、Ⅳ级断裂欠发育。这些Ⅱ级断裂走向与平湖主断裂走向一致，倾角较孔雀亭区明显变大，断面形态为高角度铲状或断坡型。此外，该区断裂具有较强的活动性和生长性，大部分断裂向上断穿渐新统花港组下部地层，甚至向上断穿花港组上部地层，且断距较大，对沉积期地层起到很大控制作用。平湖顺向断裂带同沉积断裂以“阶梯”状组合样式为特征（图4d）。

图4 平湖斜坡带同沉积断裂组合样式（剖面位置见图2）Fig.4 The syn-sedimentary fault combination styles in Pinghu slope belt

3 断裂对构造—岩性油气藏成藏的控制作用

构造—岩性油气藏主要受有效烃源岩分布、储集砂体展布和油气运聚3个因素控制[10-11]。平湖斜坡已钻遇多口工业油气流井，除此之外前人针对烃源岩及资源评价也证实该区烃源条件优越[12-13]，因此砂体展布和油气运聚成为控制构造—岩性圈闭成藏的关键因素，而这两者均与断裂活动有着密切关系。

3.1 同沉积断裂对砂体展布的控制作用

平湖斜坡带平湖组沉积期物源主要来自西部海礁隆起，发育多样复合沟谷体系，物源充足[14]。平湖组整体处于局限海潮坪沉积背景，发育潮控三角洲以及受潮汐改造的三角洲等多种沉积体系，这为研究区油气成藏提供了良好的岩相条件。而研究区断裂活动发育，则为砂体的沉积和展布提供了较好的堆积场所，这些砂体主要分布在同沉积断裂形成的断裂坡折带之下。平湖斜坡带发育多种类型断裂坡折带，根据同沉积断裂特征可将坡折带划分为断裂陡坡型、顺向断阶型以及反向断阶型等3种类型。断裂陡坡型坡折带砂体在断裂根部呈近源堆积，砂体平面上多呈朵叶状，朵体延伸距离较短，沉积厚度大（图5a），如团结亭平湖主断裂根部；顺向断阶型坡折带砂体主要富集于断裂下降盘根部，平面上砂体主要为河道或潮道砂，在河道走向上延伸距离较长，侧向砂体尖灭，垂向上呈现多期砂体叠置的样式（图5b），如孔雀亭和平湖Ⅱ级断裂之下；反向断阶型坡折带由于受到反向断裂遮挡作用，砂体在坡折带下降盘根部富集，并沿断裂向两侧延伸，在物源方向高部位受地貌或者地层控制侧向尖灭（图5c），如宝云亭—武云亭反向断裂区。

图5 平湖斜坡带断裂坡折带控砂模式Fig.5 The sand control pattern of fault-slope break zone in Pinghu slope belt

3.2 裂陷期断裂对油气运聚的控制作用

断裂在油气运聚过程中的作用主要表现在两个方面，一是作为油气垂向运移的通道，二是成为阻止油气横向运移的遮挡[15]。

（1）油气垂向运移的通道

勘探实践证实有效的油气输导体系通常是由断裂与不整合面或连通骨架砂体共同组成的立体式油气运移网络[16]。平湖斜坡带裂陷期断裂发育，大多数断裂从始新世初开始活动，到始新世晚期玉泉运动结束，这些断裂向下延伸到平湖组及其下覆烃源岩之中，成为油气纵向运移的重要通道，沟通着深部烃源岩和不同层系连通砂体及不整合面（图6）。与此同时，研究区河道及潮道砂体发育，这些砂体厚度较大且物性较好，为油气横向运移提供了有利条件，它们与裂陷期断裂耦合，形成了平湖斜坡带有效的网状油气输导体系。

图6 平湖斜坡带油气输导体系Fig.6 Hydrocarbon transport systems in Pinghu slope belt

（2）油气横向运移的遮挡

平湖斜坡带部分构造—岩性复合圈闭在其上倾方向或侧向需要靠断裂进行封挡成藏，这就要求断裂具有较好的封闭性，而断裂的封闭性主要与断裂两盘岩性配置关系以及断裂面上的泥岩涂抹有关[17]。研究区单层砂体厚度一般小于30 m，而I级和绝大多数Ⅱ级断裂断距大于50 m，因此，该级别断裂上下盘通常能够形成砂泥岩对接，断裂具有较好的封闭性；对于断距较小的Ⅱ级以及Ⅲ、Ⅳ级断裂，虽然断裂不能错开单层砂岩，但是可以通过泥岩涂抹作用对圈闭进行封挡，其封闭性主要取决于泥岩涂抹强度，通过对平湖斜坡带大量已钻构造泥岩涂抹系数（SGR）进行分析，明确该区气层SGR下限为0.4，油层SGR下限为0.3，即当气层SGR值大于0.4，油层SGR值大于0.3时断裂亦可以对油气横向运移进行遮挡。

4 构造—岩性油气藏类型

根据平湖斜坡带断裂展布特征，结合研究区已钻井揭示的构造—岩性油气藏成藏模式，可将该区构造—岩性油气藏类型分为以下3类（图7）。

图7 平湖斜坡带平湖组构造-岩性油气藏类型示意图Fig.7 Schematic diagram of structural-lithological reservoir types of Pinghu formation in Pinghu slope belt

4.1 断裂陡坡型构造—岩性油气藏

主要发育于团结亭陡坡断裂带下降盘。在平湖组沉积期受平湖主断裂控制，在其下降盘形成大型陡坡断裂坡折带，坡折带之上小型潮控三角洲砂体呈条带状或短轴状堆积，形成了西侧高部位靠大断裂封挡、南北两侧岩性侧向尖灭的构造—岩性复合圈闭。同样受平湖主断裂控制，在平湖组沉积期沉积了巨厚的泥岩，是西湖凹陷最好的源岩发育区，条带状或短轴状的潮控三角洲砂体直接被泥岩包裹易于形成自生自储型构造—岩性油气藏。

4.2 顺向断阶型构造—岩性油气藏

该类构造—岩性油气藏在平湖斜坡带广泛发育，如孔雀亭、团结亭以及平湖区顺向断裂下降盘。平湖组沉积期这些地区河控三角洲河道砂体和受潮汐影响的三角洲前缘水下分流河道、潮汐砂坝砂体发育，在顺向断裂根部形成砂体富集区，砂体走向与断裂走向近垂直，且延伸较远，部分低位砂能够延伸至下一级顺向断裂位置。其中河道砂体和水下分流河道砂体形成西侧受顺向断裂遮挡、南北两侧岩性侧向尖灭的构造—岩性复合圈闭；而潮汐砂坝则易形成上倾尖灭的岩性圈闭。在烃源方面构造—岩性圈闭具有双源供烃的特点，一方面来自自身深层烃源岩供烃，另一方面来自异源烃源岩供烃，依托于该区网状油气输导体系，形成混源型构造—岩性油气藏；而潮汐砂坝形成的孤立岩性圈则主要形成自生自储型岩性油气藏。

4.3 反向断槽型构造—岩性油气藏

发育于宝云亭—武云亭反向断裂下降盘。平湖组沉积期该区发育受潮汐影响的三角洲前缘水下分流河道砂体，这些砂体在反向断裂下降盘沿断槽堆积，呈NE向，形成物源方向高部位受地貌或者地层控制岩性尖灭，侧向受断层遮挡的构造—岩性复合圈闭。该类圈闭同样具有双源供烃的特点，反向断裂一方面与深层烃源沟通，一方面与横向输导层沟通，形成混源型构造—岩性油气藏。

5 结论

（1）平湖斜坡带断裂系统发育，纵向上可将平湖斜坡带断裂系统划分为裂陷期断裂、坳陷期断裂和沉降期断裂；横向上将平湖斜坡带断裂系统由北向南依次划分为四个断裂带：孔雀亭顺向断裂带、宝云亭—武云亭反向断裂带、团结亭陡坡断裂带以及平湖顺向断裂带。

（2）砂体展布和油气运聚是控制构造—岩性油气藏能否成藏的关键因素，这两者均与断裂的分布和活动有着密切关系。研究区砂体展布受同沉积断裂控制明显，主要分布在同沉积断裂所形成的断裂坡折带之下；在油气运聚过程中断裂的控制作用主要表现在两个方面，一是作为油气垂向运移的通道，二是成为阻止油气横向运移的遮挡。

（3）平湖斜坡带构造—岩性油气藏类型分为断裂陡坡型、顺向断阶型和反向断槽型3类。断裂陡坡型构造—岩性油气藏主要发育于团结亭陡坡断裂下降盘；顺向断阶型构造—岩性油气藏主要发育于孔雀亭、团结亭以及平湖区顺向断裂下降盘；反向断槽型构造—岩性油气藏主要发育于宝云亭—武云亭反向断裂下降盘。