李峻頡，蔣一鳴，侯國(guó)偉，謝晶晶，姜雪

中海石油（中國(guó)）有限公司上海分公司，上海 200335

平湖斜坡帶位于東海某凹陷西部斜坡區(qū)之內(nèi)，勘探面積約5000 km2,目前探明儲(chǔ)量約占整個(gè)凹陷的50%以上，是東海某凹陷目前最重要的油氣勘探和開發(fā)區(qū)域之一。近30年的勘探實(shí)踐表明，在高成本、高風(fēng)險(xiǎn)和區(qū)塊受限等因素的制約下，構(gòu)造油氣藏的勘探難度不斷加大，儲(chǔ)量替代率嚴(yán)重不足[1-2]。2017年以來，在平湖斜坡帶中部地區(qū)，陸續(xù)部署了5口以勘探巖性油氣藏為目的的探井，相繼在平湖組取得了重大發(fā)現(xiàn)和商業(yè)收獲，揭開了平湖斜坡帶巖性油氣藏勘探的序幕。盡管孔雀亭地區(qū)巖性油氣藏勘探程度較低，但從地質(zhì)條件發(fā)育來看，認(rèn)為研究區(qū)巖性油氣藏勘探潛力巨大。但是由于長(zhǎng)期受到構(gòu)造油氣藏勘探思路的禁錮與束縛，研究區(qū)缺乏系統(tǒng)的巖性油氣藏勘探思路，已成為當(dāng)下制約該區(qū)油氣藏勘探的重難點(diǎn)問題。通過調(diào)研認(rèn)為，坡折帶對(duì)巖性油氣藏的發(fā)育和形成起至關(guān)重要的控制作用[3-4]，因此，針對(duì)孔雀亭地區(qū)開展坡折帶研究具有重要意義。

坡折帶一詞源于海相盆地陸架坡折的概念，指在沉積盆地或剝蝕區(qū)中，地形陡緩程度發(fā)生劇烈變化的位置[5]。坡折帶這一概念最初在國(guó)外多被運(yùn)用于陸架陸棚的研究，隨后延伸拓展至油氣勘探領(lǐng)域[6]。90年代以來，國(guó)內(nèi)學(xué)者開始大量關(guān)注坡折帶的研究，例如王英民等厘清了斷陷湖盆多級(jí)坡折帶的三種成因類型[7]；李相博等劃分了深水與淺水坡折，并總結(jié)了不同類型坡折對(duì)沉積砂體的控制作用[8]；黃勝兵等梳理了坡折帶類型在基準(zhǔn)面旋回變化中對(duì)沉積體系和儲(chǔ)層發(fā)育的影響[9]；冉懷江等分析了坡折帶對(duì)體系域的控制，并總結(jié)了兩種復(fù)合巖性圈閉類型[10]。這些研究表明，坡折帶控制著三角洲、水下扇、坡積扇、濁積扇和復(fù)合砂壩等沉積體的發(fā)育，是巖性油氣藏發(fā)育的有利區(qū)。同時(shí)，這些研究理論也有利地推動(dòng)了渤海灣盆地、鶯歌海盆地和珠江口盆地等地區(qū)的多個(gè)大型整裝巖性油氣藏的勘探工作持續(xù)走向深入[11-12]。

截止目前，關(guān)于東海某凹陷坡折帶研究?jī)?nèi)容較少，而針對(duì)孔雀亭地區(qū)坡折帶控相成圈的研究則更少[13-15]，這嚴(yán)重限制了東海巖性油氣藏的勘探進(jìn)程，給華東地區(qū)能源安全帶來一定挑戰(zhàn)。因此，本文以平湖斜坡孔雀亭地區(qū)平湖組為例，基于坡折帶的理論研究，根據(jù)不同沉積時(shí)期古地貌的變化特點(diǎn)，系統(tǒng)闡述了坡折帶對(duì)沉積砂體、相帶發(fā)育和巖性圈閉分布的控制作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 孔雀亭地區(qū)平湖組構(gòu)造位置及構(gòu)造綱要圖Fig.1 Tectonic location and outline of Pinghu structure in Kongqueting area

孔雀亭地區(qū)位于平湖斜坡帶內(nèi)北部，西部緊臨海礁隆起，東抵西次凹，北毗臨杭州構(gòu)造帶，南以寶云亭地區(qū)為界，面積約360 km2（圖1）。研究區(qū)平湖組沉積時(shí)期主要受平湖運(yùn)動(dòng)影響，發(fā)育順向斷階和次級(jí)洼隆的構(gòu)造形態(tài)，整體上地形突變顯著，具備坡折發(fā)育的古地貌背景（圖2）?？兹竿さ貐^(qū)在始新世早期也就是寶石組與平湖組早期，斷陷系統(tǒng)發(fā)育到鼎盛階段，沉積形成寶石組和平湖組五、六段地層；始新世中晚期，裂陷作用逐漸減弱，平湖組進(jìn)入斷-拗轉(zhuǎn)換時(shí)期，沉積形成平湖組三、四段和平湖組一、二段地層。漸新世時(shí)期，也就是花港組時(shí)期，由于歐亞板塊大陸邊緣蠕散終止，張應(yīng)力減弱，盆地進(jìn)入拗陷階段。通過井震結(jié)合分析認(rèn)為，平湖組的底界面T40與頂界面T30是兩個(gè)區(qū)域不整合面，分別是寶石組與平湖組、平湖組與花港組的分界面；T34與T32分別是平湖組五段至一段的分界面。同時(shí)，以上四個(gè)界面可以將平湖組劃分為一個(gè)二級(jí)層序和三個(gè)三級(jí)層序（E2pSQ1、E2pSQ2、E2pSQ3）（表1）。平湖組主要發(fā)育受潮汐影響的辮狀河三角洲沉積體系[16]。E2pSQ1時(shí)期，水體較淺，發(fā)育潮河聯(lián)控的辮狀河三角洲沉積體系；E2pSQ2時(shí)期，水體快速上升，發(fā)育海侵背景下潮汐影響的辮狀河三角洲沉積體系；E2pSQ3時(shí)期，水體快速退卻，發(fā)育辮狀河三角洲沉積體系[17]。

圖2 孔雀亭地區(qū)平湖組古地貌與坡折帶劃分圖Fig.2 Paleotopography of Pinghu Formation in Kongqueting area

2 坡折帶類型與特征

平湖斜坡孔雀亭地區(qū)具有典型的構(gòu)造成坡特點(diǎn)。早始新世沉積期已形成斜坡，各時(shí)期地層均向斜坡西部的高處超覆、減薄，且受晚期構(gòu)造抬升影響，斜坡頂部遭受風(fēng)化剝蝕。平湖組沉積時(shí)期，一系列NE-NNE向正斷裂和NW-NWW向隱伏斷裂的發(fā)育[18]，控制研究區(qū)地貌在東西、南北兩個(gè)方向上出現(xiàn)多次劇烈轉(zhuǎn)折，這些發(fā)生突變的部位稱為坡折帶[15]。沿坡折帶上傾和下傾方向坡度均減緩，轉(zhuǎn)折處坡度變化最大?？兹竿^(qū)在同沉積斷裂影響下，地形上出現(xiàn)坡度多次變化，使先存斜坡這個(gè)主體自西向東構(gòu)成一個(gè)順向多級(jí)斷階坡折帶（圖2）。這種順向多級(jí)斷階坡折影響了水體深淺、水系聚散和地層厚薄，同時(shí)控制了體系域的分布，進(jìn)而制約了巖性復(fù)合圈閉的發(fā)育。

為更好地研究這種順向多級(jí)斷階坡折帶對(duì)砂體匯聚、相帶發(fā)育和圈閉形成的控制作用，根據(jù)坡折帶發(fā)育的構(gòu)造位置及與洼陷的匹配關(guān)系，將順向多級(jí)斷階坡折帶劃分為“高區(qū)坡折帶、中區(qū)坡折帶、低區(qū)坡折帶”（圖3）。不同區(qū)帶內(nèi)會(huì)形成不同成因的坡折類型。根據(jù)成因機(jī)制的差異，可進(jìn)一步細(xì)分為3種類型，分別是斷裂坡折、撓曲坡折與侵蝕坡折。

2.1 斷裂坡折

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斷裂坡折是因持續(xù)的NE-NNE向同沉積斷裂活動(dòng)導(dǎo)致斷層兩盤差異升降和地形地貌產(chǎn)生突變的構(gòu)造樞紐帶[19]。識(shí)別該類型坡折的主要標(biāo)志是斷層下盤沉積厚度明顯大于上盤，且斷層生長(zhǎng)指數(shù)多數(shù)為1.4～2.0[7]。由于同沉積斷裂廣泛發(fā)育，斷裂坡折在孔雀亭地區(qū)最常見。這種坡折在其下延方向可容納空間迅速增大，成為沉積砂體有利的匯聚富集區(qū)，產(chǎn)生的裂縫可為油氣運(yùn)移提供良好通道。在E2pSQ1與E2pSQ2時(shí)期，這類坡折發(fā)育在1號(hào)洼陷西側(cè)、K-1至K-5井一線南側(cè)、以及2號(hào)洼陷以西地區(qū)，控制了辮狀河三角洲平原上坡積扇體和前緣水下扇體的發(fā)育。在E2pSQ3時(shí)期，斷裂坡折在K-4井上傾方向控制平原上的坡積扇體發(fā)育，在K-4井下傾方向則控制辮狀河三角洲前緣水下扇體和復(fù)合砂壩體的發(fā)育。由此構(gòu)成了斷裂坡折控制下的辮狀河三角洲扇體與復(fù)合壩體尖滅的沉積模式（圖4）。

圖3 孔雀亭坡折帶地震剖面特征Fig.3 A seismic section showing the slope break zone in Kongqueting area

2.2 撓曲坡折

撓曲坡折發(fā)育在構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)偏弱區(qū)域。該坡折是由于同沉積時(shí)期深層NW-NWW向隱伏斷裂活動(dòng)而導(dǎo)致淺地層發(fā)生的撓曲變形，或是同沉積褶皺所形成斷鼻構(gòu)造兩翼的撓曲變形，亦或是先存古隆之上披覆作用而形成的。該型坡折由于成因機(jī)制上的差異，也造成了其發(fā)育規(guī)模的不同。這類坡折的主要標(biāo)志為坡折之下的沉積地層明顯增厚，且可識(shí)別典型的上超現(xiàn)象[13]。以E2pSQ1時(shí)期K-1井區(qū)為例，該時(shí)期井區(qū)地形受撓曲坡折影響明顯，自南向北延坡折方向地層明顯增厚，沉積的楔形體上部可見向南發(fā)育的上超現(xiàn)象。研究區(qū)該型坡折主要控制辮狀河三角洲前緣沉積發(fā)育，前緣水下扇體在坡折之下匯聚，平面朵葉體形態(tài)限制性展布，整體構(gòu)成辮狀河三角洲前緣朵葉體在上傾坡折點(diǎn)處尖滅的沉積模式（圖5）。

2.3 侵蝕坡折

侵蝕坡折帶主要是由于侵蝕風(fēng)化等外部地質(zhì)動(dòng)力持續(xù)作用導(dǎo)致地形發(fā)生突變而形成。其主要發(fā)育在區(qū)域不整合面之上，且有下切侵蝕產(chǎn)生負(fù)向地貌的部位[7]。通過三維地震資料的識(shí)別，發(fā)現(xiàn)這種類型的坡折主要發(fā)育在孔雀亭西部高帶地區(qū)，其表現(xiàn)出孤立發(fā)育且橫向限制性展布的特征。這主要是由于平湖構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致西部高帶地層抬升后遭受風(fēng)化剝蝕所致，其形成的下切溝谷為孔雀亭地區(qū)提供了充足物源（圖6）。

圖5 孔雀亭撓曲坡折發(fā)育模式Fig.5 Development of flexure slope break in Kongqueting area

3 坡折帶對(duì)相帶發(fā)育的控制作用

孔雀亭平湖組從E2pSQ1到E2pSQ3時(shí)期，隨著構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不斷減弱[20]，坡折帶的組合樣式表現(xiàn)出一定差異，導(dǎo)致各時(shí)期地形地貌形態(tài)不同，因而造成古水流方向、可容納空間以及沉積卸載區(qū)的不同，使得差異化富集的沉積砂體發(fā)育形成不同的相帶類型。其中斷裂坡折和撓曲坡折控沉積作用較強(qiáng)，而侵蝕坡折控沉積作用較弱。

圖6 孔雀亭侵蝕坡折發(fā)育模式Fig.6 Development model of erosion slope break in Kongqueting area

E2pSQ1時(shí)期，斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈，斷裂坡折和撓曲坡折控制了洼隆相間且坡度較大的古地貌，辮狀河道只能推進(jìn)至K-3井附近的岸線地區(qū)，構(gòu)造坡折（斷裂階坡折和撓曲坡折）控制了小型低位扇體發(fā)育。研究區(qū)南部自西向東沿?cái)嗔哑抡郯l(fā)育辮狀河三角洲前緣水下扇體；北部撓曲坡折控制的斜坡引導(dǎo)水下分流河道攜帶陸源碎屑巖沿?cái)鄬痈繀R入2號(hào)洼地，形成限制性前緣水下扇朵葉體（圖7A，圖8）。侵蝕坡折在西部高區(qū)坡折帶內(nèi)，控制辮狀河道或坡積扇的發(fā)育。E2pSQ2時(shí)期，斷裂活動(dòng)強(qiáng)度中等，坡折帶控制古地貌表現(xiàn)出填平補(bǔ)齊特征，坡度有所減弱。在水體大規(guī)?？焖偕仙谋尘跋?，孔雀亭K-5井以東地區(qū)水體深且受潮汐作用影響強(qiáng)烈，斷裂坡折引起的地層突變處起到遮擋作用，使得復(fù)合型砂壩在坡折帶之下發(fā)育（圖7B，圖8）。E2pSQ3時(shí)期，斷裂活動(dòng)進(jìn)一步減弱，研究區(qū)以發(fā)育斷裂坡折為主，控制寬緩斜坡的古地貌特征。由于該時(shí)期坡折帶的坡降減緩，水體快速下降，斷裂坡折通過引導(dǎo)水系的匯聚方向，控制向洼地推進(jìn)的辮狀河三角洲扇體順坡發(fā)育（圖7C，圖8）。

4 坡折帶對(duì)圈閉的控制作用

不同的坡折帶類型控制著不同的構(gòu)造古地貌，同時(shí)約束著沉積砂體和沉積相帶的發(fā)育，進(jìn)而控制著不同類型復(fù)合巖性圈閉的形成。高區(qū)坡折帶位于研究區(qū)西部，地勢(shì)高，下切溝谷發(fā)育且地層往往遭受風(fēng)化剝蝕易形成侵蝕坡折，該類坡折又控制著侵蝕溝谷巖性圈閉的發(fā)育。中區(qū)坡折帶坡度變陡，坡降增大，NE-NNE向同沉積正斷層控制斷塊-巖性復(fù)合圈閉發(fā)育，而深層NW-NWW向隱伏斷裂的活動(dòng)控制撓曲-巖性復(fù)合圈閉形成[20]。低區(qū)坡折帶靠近洼陷，主要受單向同沉積正斷層控制，坡降較中帶有所降低，主要發(fā)育斷塊-透鏡體巖性復(fù)合圈閉。

4.1 高區(qū)坡折帶

高區(qū)坡折帶處于平湖斜坡邊緣，靠近西部海礁隆起物源區(qū)。由于長(zhǎng)期處于暴露環(huán)境，侵蝕風(fēng)化作用強(qiáng)烈，是侵蝕坡折發(fā)育的有利區(qū)域。平湖組時(shí)期，這類坡折主要控制辮狀河三角洲平原亞相體系的發(fā)育。在低水位期，下切溝谷控制辮狀河道砂體的沉積與充填；在高水位時(shí)期，泥巖披覆在辮狀河道砂體之上即可形成侵蝕溝谷圈閉。然而晚期的構(gòu)造抬升運(yùn)動(dòng)多會(huì)導(dǎo)致這類圈閉被破壞導(dǎo)致油氣難以富集。目前，在海上少井背景下，這類圈閉的實(shí)例研究甚少，僅能依靠二維或三維地震資料識(shí)別。高帶坡折區(qū)由于遠(yuǎn)離1、2號(hào)富烴洼陷，油氣運(yùn)移距離較遠(yuǎn)，晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)破壞嚴(yán)重，儲(chǔ)蓋組合差，因此認(rèn)為該區(qū)域雖然物源供給充足，但油氣圈閉很難規(guī)模性形成，油氣勘探潛力低（圖9）。

4.2 中區(qū)坡折帶

中區(qū)坡折帶緊鄰2號(hào)洼陷，是斷裂坡折和撓曲坡折發(fā)育的主要區(qū)域。E2pSQ1時(shí)期與E2pSQ2早期，該區(qū)水體淺且物源供給強(qiáng)，但古地貌洼隆相間，地勢(shì)高差大。中區(qū)坡折帶以南，斷裂坡折控制辮狀河三角洲平原辮狀河道、坡積扇和前緣水下分流河道側(cè)向尖滅型巖性體發(fā)育；中區(qū)坡折帶以北，撓曲坡折主要控制前緣水下分流河道側(cè)向尖滅巖性體發(fā)育。E2pSQ2中期至E2pSQ3早期，在規(guī)模性海侵背景下，中區(qū)坡折帶內(nèi)多形成水下分流河道側(cè)向尖滅型或泥巖包裹復(fù)合砂壩透鏡體型巖性體。上述巖性體與斷層有機(jī)耦合后可形成斷塊-巖性體復(fù)合圈閉?？兹竿ぶ袔抡蹍^(qū)整體臨近富烴洼陷，油源斷層發(fā)育，儲(chǔ)蓋組合優(yōu)越，巖性油氣藏勘探潛力巨大（圖9）。

圖7 孔雀亭地區(qū)平湖組古地貌與沉積相圖Fig.7 Paleotopography and depositional facies of Pinghu Formation in Kongqueting area

圖8 孔雀亭構(gòu)造坡折帶沉積響應(yīng)特征Fig.8 Sedimentary responses of structural slope break zone in Kongqueting area

4.3 低區(qū)坡折帶

低區(qū)坡折帶距1號(hào)洼陷距離最近，主要發(fā)育順向斷階坡折。平湖組時(shí)期，該區(qū)域處于水下沉積環(huán)境，在此環(huán)境中斷裂坡折控制了辮狀河三角洲前緣扇體和復(fù)合砂壩的發(fā)育。E2pSQ1時(shí)期，洼隆相間的地形限制了辮狀河三角洲前緣向東的推進(jìn)范圍，表現(xiàn)出“有坡少砂”特征；E2pSQ2時(shí)期，在填平補(bǔ)齊規(guī)模性海侵背景下，同沉積正斷層控制的斷裂坡折起到了遮擋作用，形成了泥巖包裹、底平頂凸的斷塊-砂壩復(fù)合型巖性圈閉；E2pSQ3時(shí)期，在寬緩斜坡快速海退背景下，發(fā)育前緣水下分流河道側(cè)向尖滅型巖性圈閉。低區(qū)坡折帶坐擁1號(hào)富烴洼陷，運(yùn)移距離近，利于油氣成藏。但是該區(qū)也存在一定不利因素：一方面其埋深較大，E2pSQ1時(shí)期受壓實(shí)作用影響儲(chǔ)層已經(jīng)超過4700m下限[20]，易探不易得；另一方面，E2pSQ3晚期低帶斷裂活動(dòng)相對(duì)較弱，砂砂對(duì)接概率較大，斷層封堵存在一定風(fēng)險(xiǎn)。綜上所述，低區(qū)坡折帶巖性勘探潛力不如中區(qū)坡折帶，但仍為孔雀亭地區(qū)今后重要的勘探區(qū)域之一（圖9）。

4.4 順向多級(jí)斷階坡折帶對(duì)圈閉的控制作用

平湖斜坡孔雀亭區(qū)順向多級(jí)斷階坡折帶控制著巖性復(fù)合圈閉的分布和規(guī)模。高區(qū)坡折帶位于斜坡西部構(gòu)造高部位，侵蝕坡折發(fā)育，控制規(guī)模小、分布局限的侵蝕溝谷型巖性圈閉。但其遠(yuǎn)離富烴洼陷，后期破壞嚴(yán)重，難以形成商業(yè)性油氣圈閉。低區(qū)坡折帶位于斜坡東部構(gòu)造低部位，斷裂坡折發(fā)育，控制復(fù)合砂壩發(fā)育，形成規(guī)模中等、分布局限的斷塊-透鏡體型復(fù)合巖性圈閉。其油氣運(yùn)保效率高，但儲(chǔ)層埋深大，物性差，采收率低。中區(qū)坡折帶位于高區(qū)和低區(qū)之間，斷裂坡折和撓曲坡折發(fā)育，控制多種類型沉積砂體，形成規(guī)模大、分布廣的斷塊-河道側(cè)向尖滅和撓曲-河道側(cè)向尖滅型復(fù)合圈閉。其接受兩個(gè)富烴洼陷供給，運(yùn)保高效，生儲(chǔ)蓋配置優(yōu)越，為油氣匯聚優(yōu)勢(shì)區(qū)。從區(qū)域構(gòu)造圖上圈閉統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，中區(qū)坡折帶圈閉數(shù)量最多，面積最大（圖1）。

圖9 孔雀亭區(qū)平湖組構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉發(fā)育模式①侵蝕溝谷型油氣圈閉，②斷塊-河道側(cè)向尖滅型油氣圈閉，③撓曲-河道側(cè)向尖滅型油氣圈閉，④斷塊-透鏡體型復(fù)合油氣圈閉。Fig.9 Development model of structural-lithologic traps in Pinghu Formation of Kongqueting area① The oil and gas trap of river valley,② The oil and gas trap of fault block-river pinchout type,③ The oil and gas trap of flexure-river pinchout type,④ The oil and gas trap of fault block-lenses type.

5 結(jié)論

（1）根據(jù)成因機(jī)制的差異，孔雀亭地區(qū)平湖組共可識(shí)別出3種坡折帶類型，即斷裂坡折、撓曲坡折與侵蝕坡折。同沉積斷裂體系的發(fā)育對(duì)研究區(qū)坡折帶的形成起到至關(guān)重要的作用，構(gòu)造坡折為該區(qū)主要坡折發(fā)育類型。

（2）孔雀亭區(qū)整體為順向多級(jí)斷階坡折帶發(fā)育區(qū)。根據(jù)坡折帶發(fā)育的構(gòu)造位置與洼陷匹配關(guān)系，可將研究區(qū)劃分為高區(qū)坡折帶、中區(qū)坡折帶、低區(qū)坡折帶。高區(qū)坡折帶以發(fā)育侵蝕坡折為主，控制辮狀河三角洲平原沉積體系；中區(qū)坡折帶以發(fā)育斷裂坡折和撓曲坡折為主，早期控制辮狀河三角洲前緣沉積體系，晚期控制辮狀河三角洲平原沉積體系，形成諸如辮狀河道、坡積扇等微相；低區(qū)坡折帶以發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積體系為主，控制水下分流河道和復(fù)合砂壩微相的發(fā)育。

（3）高區(qū)坡折帶控制少量侵蝕溝谷型圈閉，受晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的嚴(yán)重破壞，且遠(yuǎn)離富烴洼陷，該區(qū)油氣勘探潛力低；中區(qū)坡折帶發(fā)育斷塊和撓曲巖性復(fù)合圈閉，其緊鄰富烴洼陷，運(yùn)移保存條件好，為平湖組巖性油氣藏勘探的最有利區(qū)域；低區(qū)坡折帶雖受儲(chǔ)層下限和斷層封堵性影響，但斷塊-透鏡體復(fù)合巖性圈閉發(fā)育，仍為巖性油氣藏勘探的重點(diǎn)區(qū)域之一。