渤海海域黄河口凹陷走滑转换带对油气聚集的控制.pdf

第30卷第4期 磊油 专天然乞地力 0IL＆G A SGEOLO GY 2009年8月 文章编号0253 998 5200904 0476 ～ 07 渤海海域黄河口凹陷走滑转换 带对油气聚集的控制 朱秀香 卜。 ，吕修祥 ’” ，王德英 。 ，张杰 L 。 [1 ．中国石油大学 盆地与油藏研究中心 ，北京 10224 9；2．中国石油大学油气成藏机理教育部重点实验室 ，北京 10224 9； 3．中海石油 中国有限公司天津分公司 ，天津 300452] 摘要黄河 口凹陷位于渤海海域的东南部 ，郯庐断裂带西支从凹陷中央穿过，并在此分成了东西两支，形成了中央隆起区 走滑转换带，从目前勘探成果来看该走滑转换带成为黄河 口凹陷主要含油气构造带之 一 。通过对该走滑转换带构造与演 化特征 的研究，以及对转换带内油气成藏特点的分析，指 出转换带通过控制圈闭的发育、砂体 的展布和油气的运移疏导体 系的形成，控制了凹陷内中央隆起区的油气聚集。研究转换带对油气聚集的控制作用，有利于寻找油气富集区，提高勘探 效率。 关键词走滑转换带；油气聚集；郯庐断裂带；黄河 口凹陷；渤海海域 中图分类号TEl 22 ．1文献标识码A Controll ingef fectofastrike - sli p transbeltonhydrocarbon accumulationsintheHuanghekouSag，theBohaiSeaw aters ZhuXiuxiang ’一 ，Li iXi uxiang ’一 ，W angDeying 。 ，Z hangJi e ’’。 1．B asinRes er voirRes ear ch Center，C hinaUniver sityofPetroleum ，B ei j ing10224 9 ，Chi na；2．KeyLaboratoryo f Tectonics a ndPetr oleumResour c es ，M inistryofEducation ，Chi naUni ve r sit yofP etroleum ，B ering10224 9 ，Chi na； 3．CN O OCT ianjinCompany，Tianf i n3004 52，C hina AbstractTheHuanghekousag，locatedinthesoutheastofBohaiSeaw aters，is cutthr oughatthecenterbythe w estbran choftheT anlufaultzone ，rmi ngastrike sli p transbeltinthecentraluplift．Thisbelt，according tor ecentexplor ationr esults，isconsider edasoneofthekeyhydr ocarbon b earingstructuralzonesinthesag． Studiesonthestructur esandtheir evolutionarycharacteristicsinthebelt，inad ditiontotheanal y sis ofthehy dr ocarbonaccum ulation p attern sinsidethebelt，indicatethatthetr ansationbeltcontrolshydrocarbonaccu - m ulationinthecentraluplif tt hroughcontr ol lingthedevelopm entoftr aps，thedistributionofsand bodies，andthe ationofcarrier system s．Thecontr ol lingef fectofthetran sfor mbeltisthereforeregardedas ausefulcluefor findinghydrocarbon b earingareas andforim pr ovi ngexplorationefficiency． K e ywordsst rike sli p tran sbelt；hydrocarbonaccumulation；Tan l ufaultzon e；Huanghekousag；Bohai Seaw aters 构造变换带的概念起 源于对挤压盆地的逆冲 推覆构造体系的研究，是指地层在区域构造 应力 作用下发生形 变 的过 程中，地层为保持应变和位 移量的守恒而产生的构造变形带 ‘⋯ 。随着研究工 作的不断深入，被引入到走滑区和伸展区的构造 收稿Et期2009 05 08。 第 一 作者简介朱秀香198 3 一 ，女，硕士，石油地质。 基金项 目中海石油中国有限公司项目SC06TJ TQL 一 0 04 。 研究中 m 引 ，且因为其在砂体富集、油气运移和圈 闭形成 中的重要性，而越来越受到重视 ‘ 挖’ 。 走滑转换构造st rike sli p transfor mstr uctur e 一 词由叶洪做了系统 的论述，是指 “ 与走滑断层 相伴生的或者说由断层 的走滑运动 ‘ 转换 ’ 而成的 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4期朱秀香，等 ．渤海海域黄河口凹陷走滑转换带对油气聚集的控制477 各类张性、压性或张扭性、压扭性构造 ” ⋯ 。同时， 由于它和伸展区的构造转换带相似，被称 为 “ 走滑 调节斜坡 ” St rike sli p relayram ps ‘ 引 。黄河口凹 陷走滑转换带是重要的含油气构 造 带，目前发现 了近2 X10 。 m 。 的探 明石油储量。 1 石油地质特征 黄河口凹陷位于北 西向张家口 一 蓬 莱断裂带 和北东 向 郯 庐 断裂带的交汇 处，渤海 海域 东南 部 引 ，是近东西向和北 北东向断裂控制下形 成 的 新生 界北断南超半地堑，凹陷整体近东西走向，面 积约2 570 km 。 。其中，近东西向的黄北断裂是张 家口 一 蓬莱断裂带在渤海段 的分支，是主要的控凹 断层 014] 图1；同时黄河口凹陷在 一 定程度上也受 北东 向的郯庐断裂带走滑拉分影响，主要表现在构 造沉降速率上，黄河口凹陷为 0．038l nm ／ ／ a 。14j 。 黄河口凹陷主要发育近 EW 或NE E和 NNE 两组走 向的断裂。其中近 E W 或 NE E的断层主 要为正断层，控制着凹陷的格局；NNE向主断裂是 郯庐断裂带 的西支图 1右 图中的②断裂，西支 在该凹陷内又分成了两支，在两支的交汇处 形成 了走滑转换带图1右 图中虚线位置。由于走滑 转换带的存在将凹陷分成了西洼 、中央隆起带和 东洼，再加上控凹断层 、次级断层的存在，又将次 洼分成了更多的二级构造单元 图 1。 黄河口凹陷新生代构造演化总体经历 了古新 世 一 渐新世早期孑L店组 一 沙河街组沉 积期，55 ．0 ～ 32．8Ma和渐 新世中、晚期至上新世早期东营 组 一 明化镇组 下段 沉积期，32 ．8 ～ 5．1 Ma两个 裂 陷 一 坳陷旋回及上新世 晚期明化镇组上段 一 平原 组沉积期，5 ．1 ～ 0 Ma以来的新构造运动再 活动 期。多期构造 一 沉积旋回致使该凹陷形成了多套 烃源岩、多个储盖组合、多个层位含油气的特征 图2。 黄河口凹陷目前发现的油气藏以构造 油气藏 为主，在多套储盖组合 中获得了商业油气流，如沙 河街组三段 、沙河街组 一 二段 、东营组三 段、东营组二段、明 化镇 下 段。其 中深 层 的 沙三段 和浅层 的明下 段油藏是该区主力 油气藏组 合，沙三段油藏以轻质油藏为主，而明下段 油藏虽 然埋深虽浅，多为中质油，具有很好 的开采价值。 2 走滑转换带构造特征 走滑转换带位于黄河口凹陷中央隆起带如 图1右图中的虚线框，它是 由郯庐断裂带的西支 从凹陷中央穿过，在此分成两支如图 1右图 ，图 3，并在两支的交汇处而形 成的叠置同 向倾 斜型 走滑转换带也称走滑转 换斜坡图 4，剖面上 断层 主要表现为负花状构造。 该走滑转换 带由于北邻渤南 低凸起，南邻莱 北低凸起，故而从整体上看存在两个走滑转换斜 坡图5左。其主要 形成期是早期的郯庐断裂带 左旋运动时期，后期的右旋运动只是 对其进 行了 改造。关于郯庐断裂带的演 化前人已经做过大量 的工作，总体看，从 拉张、断 陷的角 度 来说，大体 上，新生代的演化可分为两期，即古近 纪的断陷发 []海域臣习郯庐断裂带团张家IA 一蓬莱断裂带 口 凸 起 田 地名囤油田藏囤气H1藏回含油气圈闭 回 幽闭囵走滑转换带示意位置圃黄北断裂囵郯庐断裂 图1黄河口凹陷构造位置 Fi g ．1Stru ctur allocationoftheHu anghekouSag 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4期朱 秀香，等 ．渤海海域黄河口凹陷走 滑转换带对 油气聚集的控制479 图4黄河口凹陷走滑转换带构造模型 “ 。 Fi g ．4Stru ctu ralmodelofthestrike sli pt ran sbelt intheHanghekouSag 育期和新近 纪 一 第四纪的坳陷发育期 。’”j 。从走 滑 的角度来说，前新生代走滑主要表现为左行走 滑 旧』 ，进入新生代主 要表现为右 行 走滑，且新 生代的走滑 活动主要有两期，即古近 纪的晚期和 新近 纪上新世 一 全新世。综上所述，走滑转换带形 成于前新生代的左行运动，定型于新近 纪上新世 一 全新世 的新构造运动期。 走滑转换带整体趋势从 中间 向南北方 向逐渐 抬高，但是 向北是 一 个 陡坡，向南是 一 个缓坡，在 东西向上走 滑转换带两侧下倾明显，同时受东西 向调节断层的切割作用，由北向南形成堑、垒相 问 的构造格局 图5。在凹陷走滑转换带新近系中形 成多个断块、半背斜等类型的构造，黄河口凹陷的 B Z 28 一 BZ34构造带就是发育在走滑转换斜坡披覆 背景上的、后被NNE和近 E W 向晚期调节断裂切割 形成的复杂断块。同时，由于走滑转换带的发育， 黄河口凹陷被分割为 “ 两 凹加 一 隆 ” 的构造格局。 在转换带及 调节 断层的控 制下，走滑转换 带 主要发育的油气藏类型有断背斜型 、断鼻型、断块 型等。 3 走滑转换带对油气的控制作用 构造转换带与油气关系十分密切。世界上许 多大型含油气断陷盆地的油气富集区都与构造转 换带有关 心 抖0 ，如 苏伊士湾盆地、利比亚锡 尔特 盆地以及苏丹穆格莱盆地等都已发现 了大量与构 造转换带有关的含油气圈闭与油气富集区 一 。 。 构造转换带与油气的关系之所以如此密切，原 因在于转换带可以形成有利于油气聚集的构造或 圈闭；转换带将沉积区分成彼此分隔的洼陷，控制 富含有机质沉积物或储集砂体的分布；转换带密集 发育的断裂系统为油气运移和聚集提供了通道 怛⋯ 。 3．1 控 制油气藏 的空间分布 走滑转 换 带 控 制 构 造圈闭的形成和圈 闭类 型。郯庐断裂的活动及其晚期走滑 调节断层为油 气聚集提供了更加有利的构造圈闭，同时也有 利 地促进了油气的运移聚集成藏 ‘丝J 。在走滑转换带 内部调节断层的控制下以及在古近系的断陷与坳 陷作用下，在该转换带的南部形成了断背、断鼻、 断块和断垒 圈闭。同时转换带南部位于区域构造 的高部位，为油气运聚 的有 利指 向区。目前 在南 图5黄河V 1凹陷走滑转换带T。和 T 。反射层的三维显示 Fi g ．5Three di m ensionaldisplayoftheLandT 0 r eflectorsofthestrike sli pt ransbeltintheHuanghekouSag 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 80石油与天然气地质第30卷 图6走滑转换带 k 圈闭分布 F i g ．6Mapshowingdistributionoftraps ontheL r eflectorinthestrike sli p transfor mbelt 部已发现的油田和含油构造 主 要有 B Z 34 2 ， BZ 34 3 ，BZ34 4 ，BZ 34 5等图2。 但在 浅 层，虽然渤南地区的NNE向的基底郯庐走滑断层 很少直接切人新近系或在馆 陶组下部尖灭，但 是 沿NNE向基底断层带上覆 的馆 陶组、明化镇组中 发育有大量斜列 的近E W走滑调节正断层 引 ，这 些斜列 调 节正断层正好 控制了圈闭的形 成 图 6，如黄河口凹陷的BZ 28 34构造带就是发育在 中央构造带披覆背景上的、后被NNE和近 E W 向 晚期调节断裂切割形成的复杂断块。 同时这些 圈 闭所在的部 位在 深部 位于高部 位，成为油气运移 的有 利指向区，再加上砂体和 断裂 的很好的配合，更有利于形成有效圈闭。目 前，在这些区域已发现 BZ 28 2S北 、B Z 28 2S 、 BZ34 1 、BZ34 2／4 等多个油气田。 3．2 控制储集砂体的分布 走滑转换带在裂陷、坳陷阶段 一 直处于走滑、 伸展状态，因此对沉积层序的沉积类型有着较 大 的影响。转换带对储集砂体的控制 主要体现在储 集体的分布和储 集类型上。沙三段沉积 时期，在 走滑转换带南部，成为河流 的入湖口，在此形成辫 状河三角洲，发育良好储盖组合的储集砂体，发现 了B Z34 2／ 4 油气藏。在转换带的北部，紧邻渤 南低凸起物源区，在沙三段 、沙 一 二段 沉积了扇三 角洲和辫状河三角洲砂体，为新近系 油藏的形成 提供了砂体 “ 中转站 ” 023J 图7，图8，正是由于 图7黄河口凹陷沙三段沉积模式 Fi g ．7Sedim entationmodelofthethirdmember oftheShahejie ationintheHuanghekouSag 1． 辫状河三角洲；2 ． 扇三角洲；3 ．浊积扇； 4．断层；5．洼陷；6．油井；7．中转站砂体 图8断裂 一 砂体油气运移 “ 中转站 ” 模式 旧’ F i g ．8Modechartshowing “ transstation ’ ’ of hydrocarbonmi g rationviafault sand body[ 。 ’] 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4期朱 秀香，等 ．渤海海域黄河口凹陷走 滑转换带对油气聚集的控制 图9黄河口凹陷走滑转换带油藏剖面 Fi g ．9Reservoirprofileofthestrike sli pt ransbehintheHuanghekouSag “ 中转站 ” 的存在，目前在该转换带的明化 镇组已 发现 近2 10 “ In ’ 的储量。 B Z 34 1油田的发现 ， 砂体 “ 中转站 ” 起到了至关重要的作用。在转换带 的中部，东营组主要 沉 积了滨浅湖砂体，发现的油 气层 主要位于 一 些砂泥互层的薄砂层中如BZ 34 3 ，B Z 34 4 ，BZ 34 5等东营组油气藏。 3．3 控 制油气运移、聚集的规模及方 向 首先，从东西洼 陷 向转换 带逐渐 抬高的地形 特征说明，转换带 是良好的油气运移指 向区。同 时，转换带构造区断裂非常发育，中生代末 燕山运 动和始新世 一 渐新世喜马拉雅运动使区内 NN E NE 向平行叠状雁行式 断裂与 NE E 一 近E W向两 组断裂发育，构成 “ z ” 字型网格状构造。新近 纪， 尤其是新构造运动期以来，在近南北向拉张作用 背景下，NNE向的主走滑断裂 派生出众 多新的近 E W 向调节断裂，部分先期断裂活化。晚期活动断 裂与先期活化 断裂 相互切割，贯通了沙河街组和 东营组深部烃 源岩层 系、砂体与浅部储层，组成了 油气从源岩层或深部砂体直达浅层 圈闭 的畅通输 导 网络，使油气在浅层断块 内优势聚集 图9。 4 结论 1黄河口凹陷走滑转 换 带主 要位于中央隆 起区，为聚敛接近型转换 带。其形成演 化可以分 为早期左旋形成，后期右旋改造，剖面结构表现为 负花状构造。 2走滑转 换 带 为油气成藏提供了良好的条 件。由于转换 带 内断裂发育， 一 方面可以断裂 与 砂体形成众多 的断块圈闭，另 一 方面断裂也可以 作为油气运移通道促进油气的运移。由于转换带 在早期形成时期，控 制了深层砂体的发育，使得 “ 中转站模式 ” 得以实现。 参考文献 1Dah lstr omCDA．Str uctu ral geol og yintheeaster nmarginofthe CanadianR oc kyMountain s『J]．Bul letionofCanadianPetr oleum Geolog y，1970，18332 406 2PeacockDCP ，Sander son DJ．Strike sli pr el ayram ps[J] ．Jou r n al o fS tr uc tura l G eolog y ，1995，1710135 1 1360 3Faul dsJE ．VargaRJ ．Therole ofaccom m odationzone andtran s ferzon einthe r egionalsegm entationofextendedter r anes[A ] ．In Faul dsJE 。StewartJH．eds．A ccom m odationzonesandtran sfer zon estheregion alsegm entationofthebasionandrangepr ovinces [C] ．TheGeolog y SocietyofAm erica，1998．1 45 4Mou stafaAR．Controlsonthe geom et ryoftr ansferzon esinthe SuezRiftandnorthwestRedSeaimplicationsf or the structu ral ge - om etr y ofriftsystems[J]．A A P GBul letin ，2002，8 66979 1002 5Mou slopouV ，Ni colA ，L i t tleTA ，eta1 ．D isplacement tr an sferbe tw eenintersectingregionalstrike sli pandext en sional faultsystem s [J] ．JoumalofStructu ralGeolog y，2007，291100 1 16 6 叶洪 ．断块构造理论 在研 究 “ 走滑转换 构造 ” 中的应用[M] ． 北京科学 出版社，1988 ．22 ～ 3 1 7 陈发景，贾庆素，张洪 年 ．传递 带及其在 砂体发育中 的作用 [J] ．石油与天然气地质 ，2004，252144 ～ 14 8 8 漆家福，夏 义平，杨桥 ．油区构造解 析[M ] ．北京石油工业 出 版社，2006 ．4 0 ～ 49 o 湖㈣ 湖 咖湖 ㈣ 湖㈣姗 ●● 2 23344 g ＼ 毯聪 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 482石油 与天然气地质第30卷 9MorleyCK ，Nel s onRA ，Pat tonT L ，eta1 ．Transf er zon esi nthe EastA fricanr if tsystemandtheir r elevancetohydrocarbonexplo r ati on inri fts『J]．A A PGBul letin，1990，7481 234 1 253 10 胡望水 ．裂谷盆地转换构造及其石油地质意义[J] ．国外油气 勘探， 19 94 ，6214 5 154 11 马丽娟，郑和荣，解习农，东营凹陷 中央隆起带断裂构造及 油 气运移 [J] ．石油与天然气地质 ，2005，262246 ～ 251 12 梁锋，范军侠，李宏伟，等 ．大港油田板桥凹陷构造变换带与油 气富集[J] ．古地理学报 ，2008，10173 76 13 漆家福，邓容敬，周心怀，等 ．渤海海域新生代盆地中的郯庐断 裂带构造[J] ．中国科学D辑，2008，38增 刊I19 ～ 29 14 邓运华 ．郯庐断裂带新构造运动对渤海 东部油气聚集的控制 作用[J] ．中国海上油气地质，2001，155301 ～ 305 15 米立军，段吉利 ．渤中坳 陷中浅层 油气成藏特点及其聚集规律 [J] ．石油学报 ，2001，22232 ～ 37 16 邓津辉，周心怀，魏刚，等 ．郯庐走滑断裂带活动特征与油气藏 的关系 以金县地区为例[J] ．石油与天然气地质 ，2008，29 1102 ～ 106 上接第468页 toniccontext[J]．P hysics and Chemistr y oftheEaah，2004 ，29 25 4 l 8 李勤英，罗凤芝，苗翠芝．断层活动速率研究 方法及应用探讨 [J] ．断块油气田 ，1999，7215 17 9 赵力彬，黄志龙，高岗，等 ．关于用包裹体研究油气成藏期次问 题 的探讨[J] ．油气地质与采收率，2005 ，1266 ～ 9 ，18 10 白国平 ．包裹体技术在油气勘探中的应用研究现状及发展趋 势[J] ．石油大学学报自然科学版，2003 ，274136 ～ 14 0 1lCaoJ，JinZJ，H uWX ，eta1 ．Integ r a teGOIandcompositiondata 0foili nc lusion sto r econ str u ctpetroleumchargehistoryofgas co n den sa ter ese r v oir sexamplefr omtheMosuowanarea，eentrMJung garbasi nNWC hina[J]．AetaP Etr ologiaSinica，2007，231 137 一 】4 4 ，． ●’t ⋯ ●●’⋯_●’‘．．I _●’⋯．_●‘⋯_ ●‘ 17 万 天丰．郯庐断裂带的演 化与古应 力场[J ] 205526 ～ 534 18万 天车 ．郯庐断裂带的形成 与演化综述[J] 102159 ～ 167 地球科学，1 99 5 现代地质，1996， 19 张方银 ．郯庐断裂带构造特 征及油气分布规律[J] ．油气地质 与采收率，2002，9622 25 20 孙红军 ．中新生代辽河盆地区域应 力场变化及其成因[J] ．古 地 理学报，2002，4461 ～ 69 21 赵洪格，刘池 阳，杨明慧，等 ．调节带和传递带及其在伸展区的 分段作用[J] ．世界地质 ，2000，192105 ～ 110 22王国纯 ．郯庐断裂与渤海海域反转 构造及花状构造 [J] ，中国 海上油气地质，1998， 12 5289 ～ 295 23 邓运华．断裂 一 砂体形成油气运移 的 “ 中转站 ” 模式[J] ．中国 石油勘探，2005，614 ～ 17 24 刘玉瑞，刘启东，杨小兰 ．苏北盆地走 滑断层特征与油气聚集 关系[J] ．石油与天然气地质 ，2004，253279 ～ 28 3 编辑董 立 12 Gartr ellA ，B a i l eyWR ，B rincatM ．Anewm odelfor assessingtrap integrityandoilpreservationrisks associatedwithpostfiftfaultre - activationintheTim orSea[J]．AA P GBul letin，2006，9012 l921 ～ 194 4 13 李大伟 ．新构造运动与渤海 湾盆地上第三系油气藏[J] ．石油 与天然气地质，2004，252170 ～ 184 14 龚再升 ．中国近海含油气盆地新构造运动和油气成藏[J] ．石 油与天然气地质，2004，252133 ～ 135 15 马丽娟，郑和荣，解习农 ．东营凹陷中央隆起带断裂构造及油 气运移[J] ．石 油与天然气地质 ，2005，262246 251 上接第4 75页 9L indsayNG ，M ur phyF C ，W alshJJ ，eta1 ．Outcropstudiesof shalesm ear sonfaultS Urfaees『Z]．Internationa lA ssociationof Sedim entologistSpecialPublication ．1993．113 123 10PeterB ，G rahamY ，H elenJ．UsingCalib r a tedshalegouger atioto estim atehydr ocarboncolum nhei ght s[J]．A A PGBul letin ，2003， 8 73397 413 11ConstantinJ ，PeyaudJ B ，Verg61yP，eta1 ．Evolutionofthest rut - t ur alfaultper m eabilityina唧l laceousrocksinapol yph as edtee - t on ic context[J]．Physicsand ChemistryoftheEarth，2004 ， 29 25 4 l 】2 葛建党．郯庐断 裂在渤中凹陷的构造特征与油气成藏的关系 [J] ．海洋石油 ，2000，10714 ～ 20 13 邓津辉．周心怀，魏刚，等 ．庐走滑断裂带活动特征与油气成藏 的关系 以金县地区为例[J] ．石油与天然气地质 ，2008，29 编辑董 立 ．． ．．●．．．．●．．． ．．●．． ．．-I．．．．II-．． ．．II．． ．--I_．． ．- ●’- ． ．． ● ．。 1102 ～ 106 14 李勤英，罗凤芝，苗翠芝 ．断层活动速率研究方法及应用探讨 [J] ．断块油气田 ，1999，7215 ～ 】 7 15 王书宝，钟建华，陈志鹏 ．惠民 凹陷新生代断裂活动特 征研究 [J] ．地质力学学报 ，2007，1318 6 96 16 肖英玉，郝雪峰 ．断层生长指数在层序地层单元中应用 的局 限 性[J] ．油气地质与采收率，2003 ，10增刊1 ～ 3 17 陈刚，戴俊生，叶兴树，等 ．生长指数 与断层落差 的对比研究 [J] ．西南石油大学学报 ，2007，29320 ～ 23 18 盛文波，操应长，刘晖，等 ．东营凹陷古近纪控盆断层演化特征 及盆地结构类型[Jj ．石油与天然气地质 ，2008，293290 ～ 296 编辑董 立 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m