李洪香 王莉
摘要:本文论述了不同类型构造对油气成藏控制作用的差异。多阶段风化淋滤、表生期岩溶与埋藏岩溶叠置,造就了潜山良好的储集条件,印支期复背斜构造负反转作用利于低位潜山形成新生古储型油气藏。歧口凹陷斜坡广泛分布,不同类型斜坡具有不同的油气成藏特征,低斜坡源储一体,多形成天然气藏;中斜坡紧邻生油凹陷主体,易形成近源充注;高斜坡油气通过横向运移成藏。断裂活动形成多类型的构造圈闭,砂体发育与油气运聚于一体,使之成为重要的油气富集高产带。
关键词:构造;油气成藏;控制作用;歧口凹陷
歧口凹陷区经历了古生代以来加里东——海西期、印支——燕山期、喜山期等多期构造运动,形成了多种类型的构造,包括潜山构造、斜坡构造、断裂构造等,不同的构造类型对油气成藏的控制作用有一定差异。与此同时,断裂的纵向疏导性拓宽了凹陷含油气系统展布,进而拓展了油气勘探领域。
1. 潜山构造对油气成藏的控制作用
1.1 多期构造事件,造就多期、多类型潜山叠置分布的构造格局
歧口及周边构造单元作为华北地台一部分,经历了克拉通发育及裂解的全过程。其中,加里东——早海西期区域稳定升降,地层断裂、褶皱作用不强,中奥陶世以来近1亿年的长期抬升及区域剥蚀造就奥陶系顶部平行不整合。印支期复背斜构造在燕山中晚期经断裂改造复杂化,在喜山期裂陷期间负反转,背斜轴部陷落为歧口主凹区。加里东运动以来的多期构造活动纵向叠置,形成风化壳残丘潜山、逆冲褶皱潜山及各类断块潜山,造就了歧口地区潜山多类型叠置、有序分布的格局。低位潜山位于歧口主凹及邻近区域,对应印支期古隆起古生界强烈剥蚀区,千米桥潜山、长芦——新港潜山带是区内已发现的低位潜山构造。中位潜山分布于印支期古隆起南北两翼,受逆断反转以及古近纪断块翘倾作用控制,发育歧北——南大港潜山、埕海潜山等。高位序潜山分布于歧口凹陷周缘,是新生代继承性隆升形成的潜山带,包括扣村潜山、孔店潜山等。受中、新生代构造区域反转影响,歧口凹陷不同位序潜山围绕主凹呈环带状展布。
1.2 多阶段风化淋滤、表生期岩溶与埋藏岩溶叠置,造就了潜山良好的储集条件
大港探区奥陶系灰岩主要经历了三期岩溶作用:加里东——海西裸露岩溶、印支——燕山期裸露和浅埋藏岩溶、喜山期表生及埋藏岩溶。加里东运动构造变形作用相对较弱,主要表现为区域性缓慢抬升,晚奥陶——早石炭世地层缺失,形成长达1亿多年的沉积间断,控制区内早期潜山地貌,形成遍布歧口地区的奥陶系第一期古岩溶储集层。
印支——早燕山运动早期,受华北陆内造山作用的影响,歧口地区经历比较复杂的挤压与褶皱作用,沿现今滨海1号构造带一线形成近东西向大型背斜。由于强烈的抬升作用,古背斜顶部上古生界地层被剥蚀一空,形成奥陶系残丘山,并经历了强烈的表生期岩溶改造。喜山期,歧口凹陷周缘隆起持续隆升,接受长时间的风化淋滤改造,并与多期构造裂缝一起,控制石炭——二叠系覆盖区奥陶系储层分布。
受上述构造事件和地层剥蚀作用的影响,歧口凹陷奥陶系储层分布呈现比较明显的规律性,中、新生代构造格架对奥陶系灰岩潜山储层类型分布控制作用更强。印支期古隆起控制古生界的风化剥蚀,并直接控制了奥陶系储层的发育。在古隆起区,奥陶系经历了加里东——海西期、印支——燕山期两期大气淡水淋滤作用,主要形成不同特征的风化壳岩溶储层。在印支期古隆起南北两翼石炭——二叠系地层大部分保留,主要经历了加里东——海西期岩溶作用,溶蚀孔洞较发育,中生代逆冲褶皱造成碳酸盐岩潜山构造裂缝叠加发育。
1.3 印支期复背斜构造负反转作用,有利于低位潜山形成新生古储型油气藏
歧口凹陷基底构造在中、新生代具有明显的负反转特征,表现为印支期古隆起与古近纪凹陷区镜像对应,低位潜山位于歧口凹陷生烃中心,盆内顺向台阶式基岩断层成为潜山与古近系源岩对接的重要窗口,歧口凹陷古近系超压烃源岩灶与常压潜山储层对接,有利于油气向相对“低势”的潜山内幕运聚,形成新生古储型油气藏。
2. 斜坡构造对油气成藏的控制作用
歧口凹陷斜坡广泛分布,控制着所在区域生储盖组合的发育与油气成藏,斜坡、砂体与烃源岩具有良好的配置关系,特别是大型缓坡区分布面积大、埋藏深度较浅,形成了高、中、低斜坡大面积岩性地层油气藏叠合分布的格局。
2.1 边界断层与基底差异活动共同控制了不同类型斜坡的形成
歧口凹陷在边界断层与基底差异活动共同控制下发育四种斜坡类型:埕北阶状断裂斜坡、歧北多阶挠曲斜坡、歧南单斜斜坡、板桥旋转掀斜斜坡。斜坡连接凸起和凹陷,古近纪断陷活动期,在拉张应力作用下,形成控箕状断陷的边界断层,由于断层活动量差异以及基底差异沉降,控制了斜坡的形成与演化。
歧北斜坡区的发育主要受孔店凸起和歧口主凹基底差异升降,不同时期断层活动强度的变化影响了不同层系的斜坡形态。埕宁隆起北坡发育歧东、张东、赵北、羊二庄四条断层,断层节节下掉,直接控制了埕北多阶断坡构造的形成;沧东断层强烈活动导致上升盘大幅度掀斜作用控制了板桥斜坡的发育。因此,构造作用是歧口凹陷斜坡形成与演化的主控因素。
2.2 不同类型斜坡具有不同的砂体展布特征
歧口凹陷古近系不同类型斜坡具有不同的物源匹配与输砂方式,形成了不同的沉积模式与砂体展布。在歧北斜坡区,孔店——羊三木凸起物源沿断槽顺坡而下逐步向次凹输送,随坡折带可容纳空间的变化,高斜坡砂体沿断槽充填,中斜坡辫状河三角洲前缘砂体叠置发育,低斜坡发育远岸水下扇砂体沉积,形成厚度差异明显的多个砂体富集带。总体上看,砂体规模大,延伸范围远,叠置连片分布,为大面积连片含油奠定了基础。在埕北断坡区,埕宁隆起物源沿古沟槽进入断阶区,通过断层调节带逐级向低断阶及主凹输送,高斜坡沟槽被后期辫状河三角洲砂体充填,厚度较薄,断阶带砂层明显加厚。在板桥斜坡断控陡坡区,沧县隆起物源沿沧东断层根部快速堆积,形成裙带状展布近源扇三角洲沉积,砂体厚度大,但范围分为局限,砂体向缓坡区逐层超覆减薄,形成一定规模的岩性地层圈闭带。
2.3 不同类型斜坡具有不同的油气成藏特征
不同类型的斜坡生储盖配置不同,油气运聚特征有别,因而油气藏分布与特征差异明显。其中缓坡区面积大,辫状河三角洲砂体发育,一直处于相对上升状态,邻近生烃凹陷中心,油气近源充注,是油气运移和聚集的主要指向区,油气富集程度高。低斜坡源储一体,埋深相对较大,多形成天然气藏;中斜坡紧邻生油凹陷主体,砂体厚度大,埋藏适中,易形成近源充注,油气产量高,含油规模大;高斜坡油气通过横向运移成藏,厚度和油藏规模相对减小,但产量高。缓坡区高、中、低斜坡往往连片含油,大面积成藏,形成大型岩性地层油气藏富集区。
3. 断裂构造对油气成藏的控制作用
3.1 断裂活动形成多类型构造圈闭
歧口凹陷主断裂以基底断裂为主,具有规模大、发育早且长期继承性活动的特点。由于断裂的影响,在正向构造带及斜坡背景形成了凹陷内多种类型、多向分布、结构复杂的局部构造,主要包括拱升背斜构造、逆牵引构造、断鼻构造等。这些构造受成因条件的制约,在空间和时间上都按一定的规律展布:在边缘一、二级基底断层的下降盘,为断鼻构造分布区;凹陷中心主要分布复杂断块、断鼻圈闭;在二、三级生长断层下降盘主要分布逆牵引背斜,上升盘则为拱升背斜、披覆构造或垒式断块形成区,这些构造成为油气聚集的有利场所。
3.2 断裂活动对沉积有一定控制作用
对于断陷湖盆而言,断裂对沉积的控制作用体现在三个方面:断裂调节带对砂体输送的影响,断裂作用强度对沉降速率的控制,断裂活动强度变化对沉积旋回的控制,断裂的几何学特征对可容纳空间的控制。歧口凹陷断裂极为发育,断层数量多,且生长断层众多。在生长断层下降盘,特别是靠近断层附近,往往砂岩层数多,砂岩单层厚度大,从而使断层两侧地层厚度、岩性显著不同。如沧东断层、滨海断层、南大港断层、羊二庄断层等是控凹断层,具有同沉积断层的特征,控制沉积和储层的发育。
3.3 断裂活动对油气运聚与成藏的控制作用明显
断裂不仅可以作为油气运聚的有利通道,也可以有效地封堵油气。前者,其形式主要表现在两个方面,一方面在垂向上可以作为油气运移的有利通道,油气可以通过断裂垂向运移。另一方面,油气也可以沿断裂横向运移或直接进入有利砂体。如张东地区受张东断层、歧东断层以及赵北断层等大断层的控制,区内发育大量近北东向次级断层,正是由于这些断层与南北向构造脊的有利匹配,使得歧口凹陷生成的油气在向断坡区运移的过程中沿砂体和不整合面输导层进行侧向运移,在遇到断层遮挡面时进行垂向运移,因此沿断层两侧的断鼻、断块圈闭成为油气聚集的良好场所。
断层可独立作为油气运移的通道,但更多的情况是与其他运移通道组合形成复式疏导体系。张东地区位于断阶区的低部位,主要存在砂岩输导层、断层、不整合面三大输导体,因受盆地构造演化、沉积成岩过程、流体活动等诸多因素的影响,多种类型输导体在三维空间上相互交叉、叠置、连通构成了复杂多变的输导体系,进而控制了油气运移指向与成藏,对油气多层系叠置产出起到重要作用。