陆相断陷盆地缓坡带油气成藏组合模式-以济阳坳陷为例

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2009年2月大庆石油地质与开发Feb．，2009第28卷第1期PetroleumGeologyandOilfieldDevelopmentinDaqingVol_28No．1文章编号：1000—3754(2009)0l-0015-04陆相断陷盆地缓坡带油气成藏组合模式——以济阳坳陷为例张家震徐备隋风贵王学军战春光(1．北京大学地球与空间科学学院，北京100871；2．胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营257015；3．中国石化石油勘探开发研究院，北京100083)摘要：以渤海湾盆地济阳坳陷为例，分析了缓坡带油气成藏的主控因素，提出了缓坡带的“成因一结构分类”；以基底断层与盖层断层的发育程度、活动时期、组合方式作为划分标准，将陆相断陷盆地缓坡带划分为坡折式、断阶式、半地堑式和垒一堑式4种类型。不同类型缓坡带的石油地质特征具有较大差异，分别形成不同的油气成藏组合，油气富集程度差别较大。断阶式和半地堑式缓坡带是油气富集程度较高的缓坡带类型；垒一堑式缓坡带下部油气比较富集，上部通常难以成藏；坡折式缓坡带油气富集程度较低。关键词：缓坡带；断陷盆地；构造样式；油气藏；济阳坳陷中图分类号：TEl21文献标识码：ACoMBINEDPATTERNoFRESERVoIRFoRMINGINGENTLESLoPEBELToFCoNTINENTALRIFTBASINZHANGJia．zhen，XUBei，SUIFeng—gui，WANGXue-jun，ZHANChun—guang(1．SchoolofEarthandSpaceSciences，PekingUniversity，Beijing100871，China；2．GeologicalScientificResearchInstitute，ShengliOilfieldCompany，Dongying257015，China；3．Exploration&DevelopmentResearchInstitute，SINOPEC，Beijing100083，China)Abstract：TakingJiyangDepressionofBohaiBayBasinasanexample，thispaperanalyzesmastercontrolfactorsofreservoirformingingentleslopebelt．andgives“genesis—structureclassification”．Regardingdevelopmentde—gree，movementperiodandcombinationpatternofbasementfaultandcaprockfaultasclassifyingstandard，itdi-videgentleslopebeltsofcontinentalfaultbasinintofourtypes：slope·break，faultedstep，semi—grabenandhorst—graben．Petroleumgeologicalcharacteristicsofthegentleslopebeltswithdifferenttypespossessmuchdifference，andrespectivelyformdifferentcombinationsofreservoirs，withmuchvariationinhydrocarbonenrichmentdegree．Theslopebeltsoffaultedstepandsemi—grabenhavehigherhydrocarbonenrichmentdegree；thelowerpartofhorst—grabenslopebeltisabundantofoilandgas，whiletheupperpartisdificulttogatherandenrichoilandgas；slope—breakbelthaslowerenrichmentdegree．Keywords：gentleslopebelt；riftbasin；structuralstyle；reservoir；JiyangDepression收稿日期：2008-05—21基金项目：中国石化集团公司攻关项目(P02004)资助。作者简介：张家震，男，1971年生，高级工程师，博士后，从事构造地质与石油地质研究。E—mail：zhangjz@pku．edu．cn． ·16·大庆石油地质与开发2009年缓坡带指陆相断陷盆地内以斜坡形式与盆地周组，各层系沿区域不整合面从凹陷内的沉积中心向围凸起相连的二级构造带，通常也称为斜坡带。缓边缘凸起逐层超覆，地层厚度逐渐减薄直至尖灭。坡带邻近生油洼陷，在盆地的形成、演化过程中受新近系馆陶组、明化镇组与第四系平原组覆盖全到多期区域构造运动影响，沉积环境多次发生变区。古近系不同时期分别发育冲积扇、河流、滨浅迁，储集体类型复杂多样，各类圈闭广泛分布，区湖一半深湖等沉积环境』，形成冲积扇、点砂坝、带成藏条件好，是陆相断陷盆地中重要的复式油气三角州、扇三角洲、水下冲积扇、滩坝等类型砂聚集带之一。由于缓坡带地质结构复杂，含油气层体。断裂发育，按走向分为NE、近EW、NW向3系及储集层、圈闭类型较多，而且大部分油气藏为组，多为同沉积正断层，大部分规模较小。非构造油气藏，勘探难度较大。因此，总结不同类2缓坡带类型划分型缓坡带的油气成藏组合模式对陆相断陷盆地缓坡带的油气勘探具有指导意义。中国东部大陆边缘，由于中新生代以来的太平洋板块对中国大陆的削减作用及洋壳俯冲方式的改1地质概况变，在不同时期、不同地区发生了上地幔对流调整，岩石圈拉薄，地壳断裂，形成时空上有序分布济阳坳陷位于渤海湾盆地的东南隅，是典型的的被动裂谷盆地。陆相断陷盆地复杂的成因机中、新生代断一坳陷叠合盆地l1J。受晚侏罗世一制造成盆地内各凹陷的规模、边界条件及构造样白垩纪剧烈的断块差异及翘倾运动影响，济阳坳陷式、沉积体系、油气成藏模式不同。作为济阳坳陷被青城、滨县、陈家庄、义和庄等凸起分隔成东的一部分，缓坡带经历了复杂的形成与演化过程，营、沾化、惠民、车镇凹陷引。由于郯庐断裂带造成东营、沾化、惠民、车镇4个缓坡带的石油地剪切运动、盆地近南北向伸展和中生代以来鲁西隆质特征明显不同，即使同一缓坡带的不同部位也具起持续抬升影响，济阳坳陷内部各凹陷北部的边界有较大差异。断层长期强烈活动，而南部的断层则活动相对较关于陆相断陷盆地缓坡带的分类，国内学者做弱，导致4个凹陷均呈现“北断南超、北深南浅”过大量研究。目前对缓坡带的研究主要是根据的箕状结构J。根据断裂形态及剖面构造样式，地层接触关系、沉积特征和盖层断层的发育情况进各凹陷类型均可进一步划分为陡坡带、洼陷带、缓行定性描述，未从根本上揭示缓坡带类型对油气运坡带等二级构造带，在较开阔的东营凹陷和惠民凹聚成藏的控制作用。缓坡带的差异主要表现为基底陷还发育有中央隆起带(图1)。断层与盖层断层的组合特征不同(即构造样式不同)。构造样式不但控制着缓坡带地层层序的发育、基底地层的倾斜程度、充填地层的沉积体系，而且也控制着圈闭与油气藏类型、油气分布规律。因此，对缓坡带进行科学分类时应该以基底断层与盖层断层的发育程度、活动时期、组合方式作为划图1陆相断陷盆地分带模式Fig．1Zonationpatternofcontinentalriftbasin分标准，这种“成因一结构分类”能够直观地反映缓坡带的形成机制、演化过程，也可以反映缓坡缓坡带的地形坡度一般比较平缓。剖面上具典带类型对沉积体系、储层特征、运移通道、圈闭类型的“双元地质结构”，即基底地层与充填地层分型及油气藏分布规律的控制作用。按照“成因一别具有不同的地层、构造、沉积特征。基底地层长结构分类”，可以将陆相断陷盆地缓坡带划分为坡期遭受较强烈剥蚀，基岩顶面凹凸不平，发育一系折式、断阶式、地堑式和垒一堑式4种类型。这4列规模不等的基岩残丘与不同方向的古地貌沟谷。种类型的缓坡带在济阳坳陷均有发育，在平面上均由低到高，出露的地层逐渐变老，各层系的地层尖位于各凹陷的南部(图2)。灭线在平面上近于平行。断裂发育，主要为NW向3油气成藏组合模式的燕山期断层，大部分为规模较大的正断层，逆断层较少。3．1坡折式缓坡带盆地充填地层主要为古近系沙河街组、东营坡折式缓坡带断裂活动相对较弱，断层不发 第28卷第1期张家震等：陆相断陷盆地缓坡带油气成藏组合模式·17·沾化凹陷缓坡带西段、车镇凹陷缓坡带东段为坡折式缓坡带。由于运移通道不通畅，烃源岩生成的油气难以顺利排出，通常在缓坡带下部形成“自生自储”的泥岩裂缝油气藏(如郭局子地区新郭3等Ed油藏)；同沉积断层下降盘的局部地区发育规模不大的低位扇体，形成岩性透镜体油气藏(如义北地区大33等Es油藏)；各期不整合面的上、下分别形成地层超覆油气藏(如沾北地区沾北5等Es油藏)与地层不整合油气藏(如义北地区大42等Mz油藏)；受基底断层影响，可发育一图2济阳坳陷不同类型缓坡带分布Fig．2DistributiOnofdifferenttypesofgentle定规模的断块潜山油藏(如义和庄地区义古98等slopebeltsinJiyangDepression0油藏)。3．2断阶式缓坡带育。地形坡度比较平缓，通常以基岩顶面的突然变断阶式缓坡带的基底断层不发育，或仅发育部陡或以一条较大的盆倾断层过渡至沉积洼陷带，形分持续活动时间较短、在盆地断陷早期已停止活动成明显的构造坡折带。充填地层的分布主要受古地的基底断层。而盖层断层十分发育，全部为同沉积貌形态控制，底部层序通常发育不全，具有明显的断层，并以较大的盆倾断层为主，形成一系列构造地层超覆现象。沉积环境相对稳定，物源不充分，坡折带，在剖面上呈台阶式逐级升高的构造格局。形成小型洪积扇和水下冲积扇，砂体分布范围局充填地层层序发育较全，无明显缺失，但盆倾断层限。由于断层较少、砂体连通性差，造成疏导体两盘的地层厚度有明显差别。沉积体系类型复杂多系、圈闭不发育，不利于油气大规模运移与聚集，样，各类砂体广泛分布，横向连通性较好。断层、仅形成部分孤立分布的小型油气藏(图3a)。砂体与不整合面构成良好的油气运移通道，油气成藏条件好，含油气层系多，油气藏规模大，油气富集程度较高(图3b)。东营凹陷缓坡带西段、惠民凹陷缓坡带西段、车镇凹陷缓坡带西段为断阶式缓坡带。由于充填地(a)坡折式缓坡带油气藏分布模式层内断层、砂体十分发育，在缓坡带的不同构造部位形成了一系列规模不等的油气藏(如曹家庄地区车406等Es断块油藏、正理庄地区樊141等Es岩性油藏、金家地区通49等Ed构造一岩性油(b)断阶式缓坡带油气藏分布模式藏、正理庄地区樊147等Es岩性一构造油藏等)；各期不整合面之上可形成地层超覆油气藏(如博兴地区博102等Es油藏)；不整合面之下形成地层不整合油气藏(如金家地区金9等Es油藏)；虽然大部分基底断层在中生代末期停止活动，但仍(c)半地堑式缓坡带油气藏分布模式可形成一定规模的断块潜山油气藏(如车西地区车古1等Ob油藏)。3．3半地堑式缓坡带半地堑式缓坡带的基底断层及盖层断层都比较发育。部分基底断层在盆地断陷期仍持续活动，但(C)垒一堑式缓坡带油气藏分布模式活动强度较弱，基本不控制充填地层的沉积。盖层图3陆相断陷盆地缓坡带油气藏分布模式断层十分发育，并以顺向盆倾断层为主，反向断层Fig．3Distributionpatternofslopebeltreservoirsincontinenta1riftbasin发育较少、规模也较小。基底断层与顺向盖层断层构成小型地堑构造。由于基底地层长期遭受剥蚀， ·18·大庆石油地质与开发2009年基岩顶面形成沟、梁相间的古地貌形态。断陷期与区曲103等Es油气藏和富林地区富7等Mz油坳陷期的地层层序发育较全，不同成因的砂体广泛藏)；由于燕山期反向断层的切割，地垒构造高部发育。半地堑式缓坡带邻近生油中心，储盖组合、位形成较大的断块潜山油气藏(如垦利地区垦古2圈闭条件与疏导体系的配置关系较好，油气极易运等0油藏)。聚成藏。不同层系、不同类型的油气藏叠合连片，4结论油气富集程度较高(图3c)。东营凹陷缓坡带东段、沾化凹陷缓坡带中段与(1)缓坡带邻近生油洼陷，区带成藏条件较车镇凹陷缓坡带中段为半地堑式缓坡带。古近系沉好，有利于油气运聚成藏，是陆相断陷盆地中重要积体系复杂多样，砂体横向连通性较好，形成大量的复式油气聚集带之一。的构造、岩性及岩性．构造、构造一岩性油气藏(如(2)以基底断层与盖层断层的发育程度、活罗家地区罗801等Esf构造油藏、八面河地区面动时期、组合方式作为划分标准，将陆相断陷盆地120等Ws；岩性油藏、大王庄地区大l9等Es，岩缓坡带划分为坡折式、断阶式、地堑式和垒一堑式性．构造油藏和梁家楼地区梁54等Es构造．岩性4种类型。油藏等)；各期不整合面的上、下分别形成地层超(3)断阶式和半地堑式缓坡带的成藏要素配覆油气藏或地层不整合油气藏，但规模一般都较小置关系较好，是陆相断陷盆地中油气富集程度较高(如罗家地区新罗39等Es油藏)；新近系主要在的缓坡带类型；垒一堑式缓坡带的成藏条件也较缓坡带的高部位形成地层超覆油气藏(如陈家庄好，但地垒构造在一定程度上影响了油气向缓坡带地区和太平地区的Ng油藏)；受基底断层影响，高部位运移，造成缓坡带下部油气比较富集，而其形成部分断块潜山油气藏(如大王庄地区大古8l上部通常难以聚集油气成藏；坡折式缓坡带成藏条等o：一0油藏)；由于油源条件较好，缓坡带较件相对较差，油气富集程度较低。高部位形成残丘潜山油气藏(如草桥地区草古100参考文献：等0一0油藏与太平地区义古74等∈油藏)；上古生界、中生界形成地层不整合油气藏(如大[1]潘元林，李思田．大型陆相断陷盆地层序地层与隐蔽油气藏研究——以济阳坳陷为例[M]．北京：石油工业出版社，2004．王庄地区大1等P油藏及大672等Mz油藏)。[2]宗国洪，肖焕钦，李常宝，等．济阳坳陷构造演化及其大地3．4垒一堑式缓坡带构造意义[J]．高校地质学报，1999，5(3)：275-282．与半地堑式缓坡带类似，垒一堑式缓坡带的基[3]杨显成，隋风贵．济阳断陷盆地生物气藏形成及分布的地质底断层和盖层断层都比较发育。部分规模较大的基条件[J]．大庆石油地质与开发，2008，27(1)：4345．底断层在盆地断陷期、坳陷期持续活动，明显控制[4]潘元林，张善文，肖焕钦，等．济阳断陷盆地隐蔽油气藏勘探[M]．北京：石油T业I{J版社，2003．充填地层的沉积。盖层断层十分发育，大部分为同[5]吉双文．渤海湾盆地喜马拉雅运动幕次划分及演化特征[J]．沉积盆倾断层。不同倾向的断层构成明显的地垒与大庆石油地质与开发，2007，26(4)：38-42．地堑，较大的地垒将缓坡带分为上、下两部分。由[6]田在艺，张庆春．中国含油气沉积盆地论[M]．北京：石油于地垒构造的存在，在一定程度上影响了油气向缓工业出版社，1996．坡带的上部运移，造成垒一堑式缓坡带的下部油气[7]童晓光．中国东部第三纪箕状断陷斜坡带的石油地质特征比较富集，而其上部通常难以聚集油气成藏(图[J]．石油与天然气地质，1984，9(3)：16-19．[8]金强，任怀强，杨少春．金湖凹陷箕状湖盆缓坡未熟油断块3d)。如果具有充足的油气来源，缓坡带高部位也油藏的形成[J]．石油大学学报(自然科学版)，1997，21可能会形成少量油气藏，但规模一般较小。(2)：21—24．沾化凹陷缓坡带东段、惠民凹陷缓坡带东段为[9]刘玉英，房敬彤．渤海湾盆地箕式凹陷缓坡带油气藏形成条垒一堑式缓坡带。垒一堑式缓坡带的下部邻近生油件及富集程度初步探讨[J]．石油勘探与开发，1988，15洼陷，具有良好的油气成藏条件，形成构造、岩性(3)：21—26[1O]费宝生．箕状凹陷缓坡带油气勘探[J]．复式油气田，及岩性一构造、构造一岩性油气藏(如河滩地区孤南1999，10(3)：1-5．24等Es一Es，构造油藏、江家店地区夏941等[11]李火车，刘秋生，王亚红，等．斜坡油气勘探[J]．石油地Es一Es岩性油藏和垦利地区垦49等Es岩性．球物理勘探，2001，36(5)：602-610．构造油藏)；不整合面的上、下可形成规模较小的地层超覆油气藏或地层不整合油气藏(如曲堤地编辑：宋玉梅