葵南—龙王庙地区精细构造解释及地质分析

邹文海

(中石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010)

辽河坳陷陆上区域作为辽河油田最主要的油气产区，经过近50年的勘探开发，勘探程度比较高，稳产难度比较大。近年来，渤海湾盆地海域的油气勘探取得了很大进展，辽河滩海探区资源潜力大，勘探程度相对较低，为辽河油田重要的后备储量接替区，油气勘探工作也得到了高度重视。受地下及地表条件复杂、海上钻井成本高、风险大等因素制约，滩海地区近年来的勘探工作未取得突破性进展。

葵南—龙王庙地区是滩海地区油气勘探的主要目标区之一，勘探程度比较低，近年来研究成果表明该区具有雄厚的资源基础，存在一系列有利勘探目标，但是地震、地质资料有限，构造复杂、断裂发育，断层特别是小断层进行准确识别、解释存在难度，断裂组合关系及构造样式不清，勘探难度很大。针对该区存在的问题，以层位精细标定、相干体分析、三维可视化显示等技术为主要手段开展构造精细解释和构造特征分析，最终以新的认识指导该区油气勘探，取得重大突破，部署的GN1和LW3井获得高产工业油气流，为进一步深化勘探研究奠定了坚实基础。本文旨在通过对本次构造研究进行总结，剖析该地区断裂构造特征，为油气勘探工作提供依据；同时，探索出适合本区构造精细解释的技术方法，为辽河滩海及其他类似地区油气藏勘探提供可借鉴的经验。

图1 研究区位置及构造简况Fig.1 Location of the study area and structure profile

1 工区地震地质概况

葵南—龙王庙地区位于辽宁省盘锦市大洼区荣兴屯南部的浅滩海地区(水深0～5 m)，构造上处于辽河滩海东部凹陷，西起盖州滩构造，东至燕南构造，北以LH18-1-1井为界，南至矿产登记线，研究区面积约300 km2，包括盖南断鼻构造、龙北—龙王庙断裂背斜构造和葵东2号断鼻构造等二级构造单元(图1)。截至2009年6月，完钻各类探井3口，全部见油气显示，但未获工业油气流，导致该地区勘探工作限于停滞状态。之后，在该区进行了三维地震资料的重新采集及处理，品质得到一定改善，使得重新开展该区研究评价工作具有了基础。

2 构造精细解释

构造解释是地震勘探最基础的工作之一，因此精细的构造解释可以较大程度地提高油气勘探成果的可靠性[1]。构造精细解释包括地层层序划分、层位标定、断层解释、层位解释、速度分析、构造成图等环节，本次重点描述3个环节。

2.1 地层层序划分

由于工区钻井分布很不均衡、井孔地质剖面特征变化较大，为确保地质界限划分的客观性和地层对比的等时性，选取以层序地层学为核心的地层划分对比技术进行层序划分和对比，特别是针对LW1、JZ17-3-1、KD2井等低勘探程度区探井资料的分析，为构造解释提供尽可能多的控制和约束条件。

2.2 断层解释

本着先确定断裂系统，后解释地质层位的原则，在本区三维地震资料解释过程中，充分运用了相干体(方差体)分析、三维立体显示技术，以提高断层解释的精度和可靠性。研究区断层非常复杂，除发育以北东向为主的断层外，还发育大量的和近东西断层和次生小断层，断层组合解释难度比较大。首先在水平切片和方差体切片上解释断裂系统，然后再在垂直剖面上解释断层。从获得的方差体上，能准确定位断点位置及断层间的相互交割关系，确定断裂的平面展布及组合关系(图2)。从方差体切片中，很容易看出边界断层燕南断层和盖州滩断层北东走向、雁列式排列的发育特点，龙北断层由多条次级断层相交组成，整体成帚状展布。

还利用三维可视化技术进行多体联合三维显示(图3)，从而更清楚、更准确地了解地质体的空间展布特征，以确定断层解释在三维空间的合理性[2-3]，并对解释工作进行修改和完善，达到精细、准确解释的目的。

2.3 空间变速成图

在构造成图过程中，速度选择的合适与否直接影响到成图的质量与钻探井位设计的准确性。本次研究的工区面积达到了300 km2，各构造单元之间的速度在纵向上和横向上都存在非常大的差异，因此在成图的过程中必须建立一个比较准确的速度场来进行变速成图。充分利用全区主要钻井的速度资料，首先对研究区内的所有井进行逐一分析，剔除和校正不真实的异常数据，而有的井则是岩

图2 方差体(a)及其与断层解释结果叠合图(b)Fig.2 Variance body (a) and overlay of variance body and faults interpretation results (b)

图3 地震数据、方差体数据和断层解释数据联合显示Fig.3 Joint show of seismic data, variance data and fault interpretation data

性变化引起的速度突变，是真实的地层速度，必须保留。将分析后的井的时深关系建立工区的空变速度场，再用建立的速度模型做变速的时深转换，最后编制各主要目的层段的构造图(图4)。

图4 研究区目的层底界构造Fig.4 Bottom boundary structure of target layer in the study area

3 构造地质分析

3.1 断裂特征

3.1.1 断层平面组合特征

根据平面构造图分析，研究区共有大小断层40余条，其中主干断层2条，即北东走向的燕南断层和盖州滩断层。次级断裂以近东西向为主，兼有北东向和北西向，近东西向断层多发育于凹陷之中，发育较晚，断至层位浅，一般在沙三段泥岩层中消亡，对东一、二段的控制作用更为明显；北东向断层主要发育于葵南地区，其发育时间较晚；北西向断层分布局限，数量较少。这些多期发育、多方位展布的断层，在平面上相互交错，相互或与主干断层构成多种平面组合类型(图5)，主要有：

图5 目的层底界三维立体显示Fig.5 Three dimensional display of bottom boundary of target layer

(1)分支式组合：它是主干断层和多条盖层断层斜交组成分支状，比如盖州滩断层与次级相交断层。

(2)雁列式组合：多条断层首尾重叠构成雁列状，主干断层和盖层断层均可见此类型。

(3)阶状式组合：由多条不同期或同期发育的同向断层构成断阶状，每个断阶可以形成局部圈闭，比如龙王庙构造。

3.1.2 断裂发育级次

研究区发育了各种不同尺度、不同产状和不同性质的断层。根据断层的规模、活动强度及其对构造、沉积的控制作用，可将研究区断层划分为3个级次：控凹、控带和伴生断层(图6)。从平面构造图(图4)很容易看出北东向和近东西向两组断裂构成研究区的基本断裂体系，同时发育南北向次级断裂。

图6 研究区典型地震剖面Fig.6 Typical seismic profiles in the study area

北东走向的盖州滩断层和燕南断层为控凹断层，控制了区内的沉积、构造形成与演化。燕南断层为基底主断层，具有早期伸展晚期走滑改造的特征。新生代早期为伸展(正)断层，渐新世中后期，断裂活动以右旋走滑作用为主，断裂以压扭作用为主，断层由正转逆，断面倾向发生转变，形成现今上正下逆的特征，渐新世末期，构造反转，基本形成现今的构造格局。盖州滩断层早期为一条伸展(正)断层，表现为沙三段沉积期为单条断层，后期由于走滑作用的影响转化为多条雁列式排列的断裂系，并在断层下降盘形成一系列断鼻。其在活动期次和运动学特征上与燕南断层相似，但在活动强度、时空展布上存在明显的差异[4]。其中燕南断层早期活动强度大，致使沙三段沉降中心靠近东侧，而盖州滩断层后期(东营期)活动强度大，使得东营组沉降中心靠西侧[5-6]，早晚两期的沉降中心在平面上具有扭旋的特点，即东部凹陷长轴方向由北东东向变为北东向。

近东西向断层为控带断层，属于盖层断层，其为主干断裂派生断层，在葵南地区表现为继承性发育的断层，在沙一沉积期活动比较强烈，消失于馆陶组地层中，向东交于燕南断层，在接近于燕南断层处断距变小；龙北断层发育于龙王庙地区，为龙北构造和龙王庙构造的分界断层，由4条继承发育的断层相交组成，断面中间宽两头窄，整体成帚状展布。

少量近南北向断裂为走滑主干断层的伴生断裂，其断层性质多为逆冲断层，受燕南断层右旋走滑应力的作用，产生东西向压应力，形成倾向北东东，走向南北与燕南断层斜交的逆断层，该断层上盘发育挤压构造。

3.2 构造特征

3.2.1 构造平面组合特征

葵东2号构造位于研究区东南部，是受燕南断层右旋走滑活动控制，沿燕南断层下降盘形成的晚期挤压性的地层产状较陡的断鼻。中、浅层主要以断鼻构造为主，深层为逆冲断层控制形成的断块构造，由于断层数量增加，构造更加破碎。

龙王庙构造位于工区的中部，为在一定基底背景下，经后期走滑改造形成的构造，属于洼中之隆，构造轴向为北东向，整体呈背斜形态，由于受不同期次近东西向断层切割，表现为塌顶背斜的特征。主要发育于沙一段上部及其上覆地层中，东二段以上，构造高点向北迁移，且面积有所扩大，但更加破碎。

龙北构造位于龙王庙构造北部，发育于沙一段上部及其上覆地层中，整体为断鼻构造。东三段及其以上地层，构造高点向东北迁移，且形态完整、面积变大。

盖南构造位于研究区的西北部，受盖州滩断层控制，整体形态为断鼻，被近东西向小断层分割为多个小断块。该构造主要形成期为东营期，东二上段以上形态已不完整，面积变小，至馆陶组基本已无圈闭。

3.2.2 构造样式

辽河滩海东部凹陷在古近纪经历了伸展、走滑和反转等多种构造作用，研究区以伸展、走滑构造样式为主，伴生局部构造反转[7-9]。

3.2.2.1 伸展构造样式

根据拉张构造的分布以及正断层的组合状况，研究区主要发育滑动断阶和逆牵引背斜。

(1)滑动断阶：在盖州滩断层下降盘，由于重力作用，滑塌体沿一系列向上分叉、向下合并的铲形正断层节节向断凹一侧下掉滑移，形态上似马尾状，且次级断层倾向与主断层倾向一致形成顺向滑动断阶(图7)。

图7 滑动断阶Fig.7 Sliding fault terrace

(2)逆牵引背斜：发育于盖州滩断层下降盘，背斜轴向与断裂走向近平行，断裂在剖面上呈铲状，沿基底面向洼陷带滑落，下降盘的地层向断层面方向回倾，形成背斜，后期并被次级断层切割(图8)。

图8 盖州滩断层逆牵引背斜Fig.8 The inverse of traction anticline of Gaizhoutan fault

3.2.2.2 走滑构造样式

走滑构造包括走滑断裂及其伴生构造[10-12]。本区的走滑构造样式主要有雁列构造和帚状构造。

(1)雁列构造：主要为雁列式断层，在燕南断层下降盘，这些断层走向近东西向，与主干断层斜交，成一定夹角，为张扭性的右旋走滑右行雁列断层(图4)。

(2)帚状构造：主要发育在盖州滩断层和龙北断层附近，一系列断层一端向盖州滩断层和龙北断层收敛，另一端向东撒开，形状呈帚状，断层的西段走向均为北东向，向东由一条发散为多条，走向逐渐过渡到东西向，西段规模大，向东逐渐减小(图4)。

3.2.2.3 反转构造样式

反转构造样式主要表现为逆冲断阶构造。在太平洋板块俯冲作用的影响下，渐新世时期区域应力场由张性变为张扭性，主干断层做走滑性伸展运动，断层弯曲部位是断层位移受阻或释放应变的局部位置，其走滑位移常转变为垂直差异位移，造成局部应力场的改变。研究区燕南断层增压弯曲部位，断层位移受阻，造成局部的挤压应力，燕南潜山遭受挤压而隆升，发育逆冲断阶构造(图9)。

图9 燕南断层逆冲断阶构造Fig.9 Thrust fault terrace structure of Yannan fault

3.2.2.4 伸展—走滑叠加构造

盖州滩断层及其伴生断层在沙河街期为伸展变形，东营中晚期一新近纪，走滑变形叠加在伸展变形之上，并改造伸展变形，在平面上表现为帚状和雁列断层，形成了伸展—走滑叠加构造。龙王庙断裂背斜构造为断层对向式活动，在侧向重力滑动作用下，上部地层受到拉张陷落而形成堑背斜构造，在剖面上为下挤、上张、顶部陷落的呈“包心菜”式断裂背斜构造，平面上组成这种堑背斜构造的断层表现为全区广泛发育的雁列和帚状断层，说明该地区古近纪伸展拉张运动中注入了扭应力因素，也为伸展—走滑叠加构造(图10)。

4 勘探效果

在该区开展构造精细解释和构造地质特征分析，优选构造有利部位部署了GN1井和LW3井，钻探获得了成功。GN1井试油获得高产油气流，10 mm油嘴自喷，日产油45.6 m3，日产气23.5×104m3，折合油气当量272 t/d；LW3井10 mm油嘴求产，日产气4.863 6×104m3。这两口井的钻探成功，展示了滩海东部地区中深层良好的勘探前景，开辟了新的勘探领域。

5 认识及结论

(1)葵南—龙王庙地区断裂系统复杂，构造破碎，加之部分区域地震资料品质差，常规地震解释已经远远不能满足勘探的需要，充分利用各种地震解释方法进行精细构造解释，在实际应用中对这些技术参数进行调整优选，寻找出了适合本区构造精细解释的方法。

(2)相干体(方差体)分析技术应用在断层解释和断裂组合方面效果显著，它不仅可以有效地识别出常规构造解释难以发现的断层，准确定位断点位置，还可以准确判断出复杂断层之间的交切关系，使断层平面组合合理化。

(3)研究区发育多种类型的断层，主要发育北东向和近东西向两组断裂，断层平面组合形式多样，主要划分为控凹、控带和伴生断层3个级次。

(4)受区域应力场及主干断裂控制，研究区发育断鼻、断裂背斜及断块等构造类型，发育伸展、走滑、反转和伸展—走滑叠加构造样式。