东濮凹陷复杂断块群成藏主控因素及成藏模式

高渐珍 ，薛国刚 ，慕小水 ，万晶 ，祁登峰

（1.中国石化中原油田分公司勘探开发科学研究院，河南 濮阳 457001；2.中国石化中原油田分公司采油四厂，河南 濮阳 457176）

复杂断块群油气藏是指在一定构造背景控制下，具有相似成藏条件的一系列断块油气藏的集合。东濮凹陷构造破碎、油气水关系复杂，油气藏类型主要是复杂断块油气藏。关于东濮凹陷断块群的研究前人已做过一些工作［1］，但对其成因机制及成藏规律研究较少。在这次研究中，通过对东濮凹陷断块群的成因机制做了深入细致的分析，将东濮凹陷断块群划分成8种类型，并建立了其成藏模式。

随着油气探明率的提高，勘探难度越来越大，研究并建立复杂断块群勘探理论体系，对复杂断块群油气藏的进一步挖潜具有指导作用，对东濮凹陷的持续稳产有积极意义。

1 复杂断块群成因及类型

1.1 复杂断块群成因

东濮凹陷构造复杂，其形成原因主要有多变的动力环境，频繁的构造转换，多方向、多期次断裂间的相互交切，以及多种变形介质等［1-3］。东濮凹陷新生代盆地发育经历了地幔上隆引起的NWW—SEE向引张应力场（始新世）、地幔上隆与深断裂右旋走滑作用引起的NW—SE向或NNW—SEE向引张应力场（渐新世）及NE—SW向弱挤压应力场（新近纪—第四纪）的演化过程。地壳厚度的差异性及基底的结构导致转换构造发育。

东濮凹陷在拉张裂陷与右旋走滑应力作用下，断层具有多期次发育特点，多期次断裂叠合发育使剖面结构呈现多种形态。东濮凹陷断层走向主要有北北东向、北东向、近东西向和北西向，其中北北东向断层延伸对盆地发育起主要控制作用，其他方向断层延伸较短。平面上多方向断层相互切割，剖面上多倾向多倾角断层相互切割使断块更加复杂破碎。东濮凹陷发育盐岩、煤层、深层塑性泥岩等多种特殊岩性的地层，这些特殊的变形介质对断裂演化的复杂性起到了加剧作用，许多地区发育沿特殊介质滑动的滑脱断层，断层面上下出现不同的断裂结构。多因素共同作用导致了东濮凹陷不同构造部位形成样式多变的复杂的断块群。

1.2 断块群类型及分布

在对东濮凹陷复杂断块群进行分类时，主要采取成因分类，即从几何学-运动学关系和断块群发育的构造位置出发，同时考虑具体的构造背景、油气成藏特点等进行综合划分。结合断层的组合关系，将东濮凹陷复杂断块群划分为8种类型：褶皱相关型、复式地垒型、复式地堑型、垒堑叠置型、断阶型、叠合断阶型、迁移断阶型、转换交切型。

东濮凹陷中央以隆起为主要特征，中央隆起带主要受2组走向均为NNE，倾向相背的断层控制。由于断层活动强度的不同，形成了中央隆起带的褶皱相关型断块群、复式地垒、复式地堑及垒堑叠置型断块群；而在凹陷两侧则以单向倾斜为主要形式，东、西两斜坡带断阶型断块群发育；隆起向洼陷过渡带由于构造转换较为频繁，因此迁移型、转换交切型断块群发育。

2 复杂断块群油气成藏要素

2.1 断层封闭性研究

在复杂断块油气区，断层是断块油气藏至关重要的组成部分。断层封闭性是控制断块油气聚集成藏、含油范围和油藏高度的重要因素，也是控制油气富集程度的主因。通过对主要断层的统计分析及解剖，认为影响东濮凹陷断层封闭性的主要因素有以下4个方面。

2.1.1 断层两盘岩性配置关系

东濮凹陷各复杂断块区，断层两侧岩性在以下3种配置关系时封闭性好：1）砂岩储层与对盘泥岩或盐岩接触；2）在厚层泥岩之下，由于泥岩涂抹，砂岩即使与对盘砂岩接触，依然具有好的封堵性；3）储层与断层岩接触，断层具有好的封堵性。

2.1.2 断层与岩层产状配置关系

断层与岩层产状配置主要有2种组合形式：其一是顺向断阶式配置，这种断层面自身具有一定的开启性，故断层的封闭能力一般都较差；其二是反向屋脊式配置，这种断层的封闭性通常都较好。东濮凹陷各油气区主要圈闭类型都是反向屋脊式断块圈闭，是油气富集程度相对高的一种断块类型。

2.1.3 断层活动期与油气运移期配置关系

在油气聚集期已停止活动的断层，特别是停止活动时间较长的断层，在多数情况下，对油气都有较强的封闭性；相反，在油气大规模运移期仍继续强烈活动的断层，一般来说，在纵向上常常具开启性，这类断层对油气藏，特别是早期形成的油气藏，往往起破坏作用，使油气沿断裂自深层向浅层运移，在浅层适当的圈闭中聚集起来形成次生油气藏。如濮城油田，濮城断层主要活动期为沙三下—沙二上沉积的初期，在东营组沉积时期的油气大规模运聚和成藏期［4］，断层封闭性良好，在断层两侧沙二上—沙四段油气层连续分布，油气十分富集（见图1）。

2.1.4 断层产状及其封闭性

东濮凹陷近南北方向（NNE、NNW、NS）断层数量多，不同规模都有发育，而近东西方向（NEE、NWW、EW）断层数量相对比较少。根据各油气区统计结果来看，油层上倾方向的控油边界断层以近南北方向居多，约占80%以上，而近东西方向断层所控制的油藏规模很小。近南北方向断层的封闭性明显优于近东西方向断层。

东濮凹陷北北东向断层封堵性较好，大部分同生正断层呈铲状，上陡下缓，缓断面封堵，陡断面开启。断层活动期开启，活动结束后封堵，油气藏在垂向上受区域性厚盖层控制，多富集于盖层之间或之下，油气在厚盖层之下的分布受断层侧向封堵性控制。砂地比低、砂岩泥岩对接程度高、断层倾角小，则断层封堵性好。反之，砂地比高、砂岩砂岩对接程度高、断层倾角大，则断层封堵性差。

图1 PQ7井—P71井油藏剖面

2.2 输导体系研究

输导系统中最重要的3个要素是断层、储层和不整合面。对于沙三段油气主要分布层位来说，由于东濮凹陷不整合不发育，因此主要是断层和砂体2个要素在起作用。考虑油气运移的路径，可以将东濮凹陷输导体系分成4种：1）从烃源岩直接运移到储集体中，这种输导系统主要在靠近生油凹陷侧；2）“T”型输导系统，即烃源岩中的油气通过断层运移到断块型储集体内，这种输导系统主要在中央构造带内部；3）“Z”型输导系统，即烃源岩中的油气首先通过储层运移，然后再通过断层进行垂向运移，最后通过储层运移到相邻的断块体中；4）网状输导系统，这种输导系统主要存在于断层特别发育的地区，往往这些地区生油气层本身即是储集层，同时构造又接受洼陷或其他地区运移过来的油气，是上述3种输导系统的综合，东濮凹陷文北、卫城等地区均存在这种输导系统。

2.3 成藏期次研究

东濮凹陷存在多期构造运动，因此复杂断块群的成藏期次较为复杂。大量的流体包裹体分析及伊利石测年结果显示，东濮凹陷主要有3个成藏时期：一是沙二段—沙一段沉积末期，深层石炭—二叠系煤系源岩进入二次生气时期，伴随着沙二—沙一段基底回返构造运动，煤成气向中央隆起带高部位聚集成藏，成藏时间约为35～27 Ma，如文23气田［5］；二是东营运动时期，下第三系烃源岩大部分处于成熟—过成熟阶段，东营运动使大部分断层处于开启状态，油气通过各种输导体系向高部位运移，并在盖层下聚集成藏，一些规模较大、圈闭条件好的背斜、滚动背斜、断鼻等都是该期成藏，成藏时间为 30～17 Ma［6-7］，如濮城构造、文东构造等；三是馆陶组—明化镇组沉积时期，凹陷进入稳定下沉阶段，下第三系烃源岩进入二次生烃阶段，该期断裂活动减弱，许多断层逐渐由开启状态向封闭状态转换，油气主要聚集在低部位圈闭中，使低部位断块群成藏范围扩大，成藏时间为10～0 Ma，复杂断块群成藏主要在后2期。

3 复杂断块群油气成藏模式

通过对典型油气藏进行解剖，总结了东濮凹陷不同类型复杂断块群油气成藏模式。

3.1 褶皱相关型与复式地堑型断块群成藏模式

这2类断块群成因上具有相似性，发育部位均为中央隆起带东翼。褶皱相关型断块群位于构造转换带上倾方向，主要受一条（组）NNE向二级断层控制，构造为背斜或滚动背斜。复式地堑型断块群与褶皱相关型断块群相邻，它们往往受同一条（组）NNE向二级断层控制，但由于断层断距大，在下降盘产生较大规模的反向同生断层［7］，从而形成复式地堑，如文南地堑带。

断块群主控断层同时也是控油断层，东营组沉积期，下第三系烃源岩大规模成熟，这些断层已基本停止活动，在断层两侧可形成早期油藏。东营运动使得断层处于开启状态，砂岩回弹，油层压力得到释放［8］，早期油藏及生油层中的油气通过储层直接输导或复合“Z”型体系向构造高部位大规模运移，并在优质盖层之下富集成藏。褶皱相关型断块群从背斜顶部至翼部，油气富集程度由高到低（见图2a）；复式地堑型断块群，由于次级伴生断层数量多，使油气分布更为复杂，油气主要聚集在不同断块的高点。成藏规模大，油气富集程度高（见图 2b）。

3.2 复式地垒型与堑垒叠置型断块群成藏模式

在中央隆起带西翼，发育系列复式地垒型和堑垒叠置型断块群。它们受2组倾向相背的断层控制。相背倾斜的断层向浅层扩展时，可相互交叉叠合。在顶部交叉形成复式地垒，在中部交叉则形成堑垒叠置。2组相背倾斜的断层组发育时间可以有先有后，也可以具有同时性，2条控边断层均为控油断层。复式地垒构造形态好，两侧供烃，地垒顶部油气最富集（见图2c）。垒堑叠置型断块群，地垒上油气富集程度一般高于地堑，地堑、地垒平面相互交切，油气主要富集在交切部位，常呈上、下叠合含油连片。输导体系主要是网状和“T”型输导体系，成藏期以东营运动期为主（见图2d）。

图2 东濮凹陷复杂断块群成藏模式

3.3 断阶型与断阶叠合型断块群成藏模式

断阶型和断阶叠合型断块群常发育于凹陷边缘和斜坡带。断阶型断块群是由斜坡上若干产状基本一致并依次向同一方向断落的正断层切割组成，在剖面上形成阶梯状的断层组合形态；叠合断阶由2期断阶叠加形成，2期断层的倾向不同，在平面上，2期断层可以平行，也可以相交。向凹陷倾斜的断层是这2类断块群的控油断层。断层在活动期是油气运移的通道，封闭期有良好的遮挡作用，在下降盘形成构造-岩性复合油气藏。石家集断层主要活动期是沙四段沉积时期，后期不再活动，因此石家集断层在东营运动期对区内的油气聚集起封堵作用。长垣断层主要活动期是沙三段—东营运动期，成为海通集洼陷油源向石家集下降盘运移的通道。由石家集断层和长垣断层所夹持的断阶型断块群是油气聚集的重要场所。馆陶—明化镇沉积期，东濮凹陷绝大多数断层停止活动，同时由于右旋走滑应力场的作用，NNE向断层具有良好的封堵性，二次生烃形成的凝析气，通过储层直接输导在断层下降盘富集，形成环洼带凝析气藏（见图2e）。马厂构造是典型的断阶叠合型断块群，西倾反向断层主要对油气起封闭作用，东倾断层持续活动与深层油源沟通，起输导作用。构造主体主要是“Z”型输导，近洼边缘主要是储层直接输导。构造高部位为东营运动期成藏，低部位为馆陶—明化镇期成藏（见图2f）。

3.4 迁移断阶型与转换交切型断块群成藏模式

这2类断块群多位于构造转换带或其附近。转换交切型断块群指的是变换构造区（带）发育的断块群。迁移型断阶的形成与扭动作用有关，断阶的位置在走向上发生迁移，呈雁行式排列，如文南—刘庄地区。由于其构造位置特殊，控制油气成藏的因素更为复杂，油气主要富集在各断块的高部位。圈闭高点顺隆起方向延伸，是油气运聚主要方向，输导体系是复合体系。油气成藏期为馆陶—明化镇期（见图2g、2h）。

4 结论

1）断层在复杂断块群成藏过程中起着关键作用，首先控制断块群的形成，其次控制断块群的成藏模式及成藏规模，断层活动期为油气的运移提供了优势通道，断层封闭期是油气藏的有效遮挡。东濮凹陷断块群主要成藏期为东营运动期和馆陶—明化镇期。

2）东濮凹陷8种断块群油气藏成藏模式可进一步归纳为：控边断层控制油气藏形成，次级断层改造油气分布，断块高部位富集程度高，纵向上含油层系多，平面上油气藏叠合连片的基本模式。

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