黄骅拗陷隐性断裂带分布及其对油气的控制作用

单晨晨 温明明 冯强强

（广州海洋地质调查局，广东 广州 510000）

0 引言

隐性断裂带是指没有统一断裂面、变形程度较弱的断裂带，是由区域应力场或基底断裂活动而产生于沉积盆地盖层中的弱变形构造带[1-2]，属于断裂带形成演化早、中期阶段的产物，其最终的演化趋势为完整的断裂带。目前国内外多数学者认为，断裂既可以作为油气运移的通道，也可以作为油气的遮挡面，具有开启和封闭的双重性[3]。断裂活动控制了盆地的演化、发展及构造格局，对油气的生成、运移、聚集起着决定性作用，而断裂发育在时间域及空间域的演变决定了盆地内油气藏分布的复杂性。隐性断裂带作为一种较特殊的断裂构造，除了具有控源、控运和控聚作用，还对圈闭的类型、规模以及油气分布有一定影响。一方面，次级断裂不能改变构造格局与演化，仅仅控制周缘砂体和改善局部油气的输导能力[4-5]；另一方面，不同演化阶段的隐性断裂带对油气输导能力、圈闭类型和规模有着实质性影响，大量发育的圈闭为油气聚集提供了有利场所。笔者以黄骅拗陷隐性断裂带为例，总结油气富集分布规律，分析隐性断裂带结构及变形强度对油气成藏的控制作用。

1 区域地质概况

黄骅拗陷属中新生代渤海湾断陷盆地群的组成部分[6]，西部以沧东边界断裂和沧县隆起相邻，东侧以徐西断裂与徐黑东凸起相接，南端收敛变窄后与临清拗陷相通，勘探面积约3 400 km2。基底夹持在太行与鲁西基底之间，其基底的不均一性导致了该地区基底深大断裂发育，后期频发的构造活动使其构造样式复杂化。黄骅拗陷的油气分布在横向上和纵向上都存在明显的差异性，且油气的聚集与分布明显受区域构造的控制，歧口凹陷、中央隆起带都是油气聚集的主要场所[7]。新生代形成的隐性断裂带对于烃源岩的规模与分布有着重要的影响，其多期性的活动也同时对油气输导及聚集提供了良好的生储盖条件，而且不同演化程度的隐性断裂带对圈闭类型及油气运移影响不同，使得整个拗陷内形成了孔南地区和歧口凹陷两个不同的含油气系统。横向上油气富集程度北多南少（图1），尤以歧口凹陷油气最为富集，平面上成片展布，相继发现了港西、港东、刘官庄和港中油田；南区以孔店南部居多，呈带状断续分布，相继发现了羊三木、羊二庄、六间房和枣园等油田。纵向上孔南地区油气多聚集在古近系，以孔店组孔二段为主力生烃岩系，歧口凹陷油气多集中在新近纪，沙河街组沙三段和沙一段生油能力最好，在明化镇组下段和馆陶组中上段聚集。黄骅拗陷新生代具有油气藏类型多、储油物性好的特点。

图1 黄骅拗陷油气藏分布平面图

2 研究区隐性断裂带的发育分布与类型

黄骅拗陷主要发育兰聊、海河和汉沽等多条岩石圈级别的走滑断裂带，在新生代以来的右旋剪切应力场作用下，对渤海湾盆地新生代构造格局具有重要的控制作用[8]。古近纪以后新构造格局形成，始新世发生的区域性裂陷作用以及新近纪沉积以后太平洋板块再次俯冲、挤压，郯庐断裂发生右行走滑作用导致基底断裂活化，沉积盆地盖层中形成了大量的隐性断裂带。

基底活动在盖层产生的小断层和裂缝，体现了基底与盖层构造变形之间的耦合关系[9]，即新生性和继承性。基底与盖层具有同态演化的特点，盖层的构造格局基本反映了基底的古地理格局。基底断裂的上覆区域多发育带状次级断裂，其走向与基底断裂相一致，如歧口凹陷的白水头断层和张北断层等，反映了隐性断裂带的继承性。但浅层次构造与深层次构造又不像伸展构造那样被拆离断层分隔开来，而是以复杂的方式，如断裂在垂向上的分叉、斜列、交织过渡，保持其垂向上的联系，使其成为连续、完整的统一体，如孔东、孔西断裂的入字形构造以及新港—歧口一带的雁列式断层，这体现了隐性断裂带的新生性。

黄骅拗陷隐性断裂带在盖层的表现形式主要有两种：一是基底断裂重新活动盖层被切穿或在盖层中派生出一系列雁列式正断层。前者断裂切穿基底，已经演化为显性断裂，如沧东断裂、海河断裂和汉沽断裂，后者即隐性断裂带时期，在歧口凹陷和孔南地区雁列式断层均比较明显（图2a）。二是基底断裂产生的作用力在盖层中形成强制性褶皱、塑性应变、挠曲斜坡等构造样式。差异升降活动在盖层中会引发强制性褶皱（图2b），调节构造型隐性断裂带表现为倾向斜坡带，如南皮和东光地区斜坡带向南皮凹陷下掉。在走滑过程中会派生出挤压区和释压区，表现在盖层中就会出现隆凹相间的构造格局，这一点在孔南地区尤为明显。结合黄骅拗陷基底断裂与盖层断裂之间的关系，笔者根据成因类型分别在歧口凹陷和孔南地区识别出两种类型八条隐性断裂带（表1和图3）。

图2 隐性断裂带在盖层的表现形式示意图

3 研究区隐性断裂带对油气的影响

隐性断裂带控藏可以通过影响烃源岩热演化控制生烃范围。通过改善储集层物性大大提高了油气输导能力，隐性断裂带作为油气运移的有效通道，与其下切入深部汲烃的基底油源断裂相耦合，构成一套完整的立体输导体系。不同演化阶段的隐性断裂带对于储油圈闭的类型和规模也有一定的影响。

表1 黄骅拗陷隐性断裂带分类表

图3 黄骅拗陷隐性断裂带类型及其分布图

3.1 对烃源岩分布的影响

隐性断裂带对烃源岩热演化与分布有着重要的影响。基底断裂是隐性断裂带形成的主要条件，深大断裂可输导热源上涌形成热异常乃至火山喷发，深部促进有机质热演化，在浅部呈花状散开，形成密集的岩浆通道。由于火成岩侵入时挤压应力和热蚀变作用，导致围岩结构发生变化，产生大量裂缝型圈闭，加上火成岩本身可作为储集层，所以隐性断裂带对火成岩油气藏也具有建设性作用。

孔南地区主要发育三套有效烃源岩，即孔二段、沙三段和沙一下段烃源岩，其中孔二段暗色泥岩质烃源岩是该地区的主力生烃岩系[10]（图4），有机质丰度高，类型好，成熟度较高。孔二段烃源岩的展布范围与该地区NE向基底走滑型隐性断裂带较吻合，呈带状分布在孔店以南至乌马营地区，且该地区基底活动强烈，沉降量巨大，烃源岩埋深大、演化程度较高，镜质体反射率（Ro）可超过1.3%，所以说隐性断裂带处烃源岩热演化程度通常较高。

图4 孔南地区孔二段烃源岩及火成岩分布图

3.2 对油气输导能力的影响

隐性断裂带本身是由大量的次级断裂及裂缝带组成的，一方面增加了岩层的连通性，提高了渗透率；另一方面提高了岩石的面孔率，利于油气运聚。随着演化程度提高，P剪切连通两个R剪切[11]，利于油气连接成片。剖面上为下凹、中平、上凸形态的花状构造，且基底断裂延伸长，可沟通烃源岩，为油源断裂（图5a）。隐性断裂带作为桥梁，连接油源断层和储层，很好地起到了输导油气的作用。隐性断裂带演化初期，其诱导裂缝带发育，R剪切大量发育，油气输导能力随演化程度呈正相关关系（图5b）。当P剪切形成，由于断裂走向与区域主应力方向之间的夹角变小，渗滤输导油气能力越强[12]，油气输导能力增长最快（图5a）。主断面贯通时，油气输导能力达到最大。到显性断裂期，强烈变形的破碎带分选差，相对低渗，油气输导能力相对下降（图5c）。因此可以定性地确定隐性断裂带末期即是油气运移的最佳时间。

图5 黄骅拗陷油气分布及其对应的演化阶段图

以孔南地区北东向基底走滑型隐性断裂带为例，对比歧口凹陷近南北向基底走滑隐性断裂带，两者处于隐性断裂带演化的不同时期。前者处于演化早期阶段，以R剪切为主，平面构造样式为弱变形—断续雁列式，油气主要集中在古近系，呈断续带状展布。后者处于演化中期阶段，P剪切形成，平面构造样式为中等变形—断续带状，构造变形程度高，油气相对富集，主要集中在新近系（图5d），多个时期形成的多套含油气系统叠合连片分布在隐性断裂带交叉的部位。

3.3 对圈闭类型和规模的影响

由于受基底断裂活动差异性的影响，隐性断裂带形成演化过程中往往伴随着如鼻状构造、背斜隆起等构造低凸起以及次级断块、翘倾断块等的形成，不管是一些凸起构造还是断块体都具备良好的圈闭条件。如孔南地区基底走滑型隐性断裂带发育于孔店潜山凸起构造带之上，构造高点是油气运移的指向。

根据基底活动强度的不同，孔南地区隐性断裂带被近东西向的横向调节型隐性断裂带分为南段间接传递带、中段调节带和北段直接传递带，隐性断裂带在3个段的构造形态和演化程度均有所差异，从而造成圈闭类型和规模也不尽相同（表2）。南段构造变形弱，构造圈闭较少，三角洲砂体发育，以岩性圈闭和不整合圈闭为主，如风化店及孔16等圈闭。中段调节带的圈闭类型多为构造型圈闭，如逆牵引背斜（官1、官3）、挤压背斜（板桥、乌马营）、披覆背斜等多种背斜圈闭类型[13]。在官西和舍女寺地区也发育一些小规模的断鼻、断块圈闭。北段次级断裂较发育，岩性圈闭和背斜圈闭被断裂切割破坏，产生大量小断块，以小断块圈闭类型为主。以孔南地区枣园和王官屯油田为例，枣园油田位于孔南隐性断裂带的北段，演化程度较高，构造变形强，圈闭类型以断块为主；王官屯油田位于孔南隐性断裂带的中段，属于调节带，基底活动性较北段弱，表现为油气藏类型以背斜型为主，部分发育断鼻构造油气藏（图6a）。从圈闭类型和规模上也可以判断孔南隐性断裂带的分段性，基底活动性自南向北依次增强，隐性断裂带的发育程度也不断增强，圈闭类型从岩性、地层圈闭过渡到背斜、鼻状圈闭，最后北段以断块圈闭为主（图6b）。这都反映了隐性断裂带活动强度对圈闭类型和规模的控制作用。

表2 孔南地区圈闭类型表

图6 孔南地区油田成藏圈闭类型图

4 结论

1）黄骅拗陷孔南地区隐性断裂带对该地区油气成藏具有重要的控制作用，隐性断裂带作为一种较特殊的断裂构造，除了具有控源、控运和控聚作用外，对于油气输导能力、圈闭类型和规模也有一定的影响。

2）由于深大断裂可输导热源上涌形成热异常乃至火山喷发，深部促进有机质热演化，所以隐性断裂带处烃源岩热演化程度通常较高。孔南地区隐性断裂带控制了大量的雁列式、断续状小断层带的形成和分布，二者切割形成断裂破碎带，经河道冲刷作用极易取其走向，富集了大量的河道砂体。

3）隐性断裂带的演化程度与油气输导能力呈正相关关系，因此可以定性地确定隐性断裂带末期主断面贯通即是油气运移的最佳时间。从圈闭类型和规模上也可以判断孔南地区隐性断裂带的分段性，基底活动性自南向北依次增强，隐性断裂带的发育程度也不断增强，圈闭类型从岩性、地层圈闭过渡到背斜、鼻状圈闭最后北段以断块圈闭为主。这都反映了隐性断裂带活动强度对圈闭类型和规模的控制作用。