梁治國(guó)，葉 青，張 丹，程俊生，呂德紅，倪有利

(中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司，遼寧 盤錦 124010)

0 引 言

陸西凹陷位于開魯盆地陸家堡坳陷西側(cè)，區(qū)內(nèi)斷裂十分發(fā)育，以NNE、NE、近NS 3個(gè)方向斷裂為主。依據(jù)斷裂特征將研究區(qū)劃分為“三正兩負(fù)”5個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元：即包日溫都斷裂帶、馬家堡高壘帶、馬北斜坡帶、五十家子廟洼陷、小井子洼陷[1]，其中，包日溫都斷裂帶斷層更為發(fā)育，將二級(jí)構(gòu)造帶進(jìn)一步復(fù)雜化。早期在馬家堡高壘帶、包日溫都斷裂帶等構(gòu)造圈閉取得了較大勘探突破，展現(xiàn)了良好的勘探前景，揭示了陸西凹陷是一個(gè)具有較大勘探潛力的富油氣凹陷，近幾年依據(jù)“下洼找油”的勘探思路，在馬家堡高壘帶、五十家子廟洼陷帶北段有一定勘探的發(fā)現(xiàn)，但是，在其他構(gòu)造單元未獲得有效的勘探突破，特別是東部陡坡帶上的B51、B10和B18井均未獲得理想的勘探效果。

通過(guò)對(duì)前期已發(fā)現(xiàn)的油藏進(jìn)行分析可知，研究區(qū)油藏受構(gòu)造控制作用明顯[2-3]，因此，斷裂的形成及演化對(duì)油氣的生成、運(yùn)移、聚集具有重要意義。同時(shí)，構(gòu)造演化對(duì)扇體的發(fā)育及分布范圍也有控制作用[4]，通過(guò)已鉆井證實(shí)，沉降拗陷期，相當(dāng)于低位域和湖侵域時(shí)期[5]，扇體較為發(fā)育，且凹陷中心沉積厚層泥巖，與扇體形成良好的源儲(chǔ)配置關(guān)系。針對(duì)陸西凹陷油藏受控于斷裂特征及構(gòu)造演化這一特點(diǎn)，依托研究區(qū)高分辨率三維地震資料，運(yùn)用地震剖面分析和相干體切片技術(shù)進(jìn)行斷層的識(shí)別和解釋，明確其斷裂系統(tǒng)發(fā)育特征和構(gòu)造演化規(guī)律及其對(duì)沉積地層的控制作用，旨在對(duì)陸西凹陷后續(xù)油氣勘探提供指導(dǎo)。

1 斷裂系統(tǒng)發(fā)育特征

研究區(qū)斷裂系統(tǒng)具有分區(qū)帶、多級(jí)別、多期次等特點(diǎn)[6]。就分區(qū)帶而言，受北東向展布控洼斷層控制，研究區(qū)分為東部陡坡帶、中部高壘帶、西部斜坡帶(圖1)。東部陡坡帶受北東向大型基底斷層影響，發(fā)育一系列NEE、NE向的調(diào)節(jié)斷層，從而導(dǎo)致洼槽帶構(gòu)造破碎；馬家堡高壘帶兩側(cè)分別發(fā)育控洼斷層及控洼調(diào)節(jié)斷層，形成不對(duì)稱的高壘帶，平面呈爪形；馬北斜坡帶則是以一系列雁列式排列的反向正斷層組合為主。多級(jí)別表現(xiàn)為：一級(jí)斷裂為包日溫都斷裂帶以及馬家堡高壘帶西側(cè)3條近NE—NNE向展布的斷裂，主要控制五十家子廟、小井子洼陷形成和發(fā)育，二級(jí)斷裂為控制洼陷帶二級(jí)構(gòu)造發(fā)育的斷裂，三級(jí)及以下級(jí)別斷層控制局部斷階、斷塊、壘塊等三級(jí)構(gòu)造單元的形成。多期次性表現(xiàn)為：早期斷裂由規(guī)模較大的NE—NNE向斷層組成，具有斷距大、延伸遠(yuǎn)和斷開層位深等特點(diǎn)，是盆地早期形成的控洼基底斷裂，后期繼承性活動(dòng)，在斷層下降盤地層具有明顯增厚特征，如F1—F3斷層；中期斷層為規(guī)模相對(duì)較小的NE、近SN向斷層，九佛堂時(shí)期活動(dòng)強(qiáng)烈，是研究區(qū)控洼和控帶斷層，沙?！沸缕诰哂欣^承性，大多斷穿義縣組，如f4—f9斷層；晚期斷層為規(guī)模較小的近NE、SN向小斷裂，斷開層位較淺，基本上局限于早期形成的斷塊內(nèi)。

圖1 陸西凹陷斷裂及構(gòu)造單元分布

2 斷裂構(gòu)造樣式分析

依據(jù)對(duì)整個(gè)凹陷構(gòu)造的梳理，并結(jié)合各斷裂平面及剖面組合特征，將研究區(qū)斷裂體系劃分為半地塹構(gòu)造、滾動(dòng)背斜構(gòu)造、斷塊構(gòu)造3種樣式，各類構(gòu)造樣式在不同的構(gòu)造背景下發(fā)育形成，并且對(duì)油氣成藏有較大控制作用。

2.1 半地塹構(gòu)造

陸西凹陷主要是下白堊世裂陷形成的盆地，盆地邊緣受古生界基底卷入的大型正斷層控制，該斷層為控制凹陷沉積的主要邊界斷層，研究區(qū)五十家子廟洼陷為典型的東斷西超半地塹構(gòu)造，同時(shí)受馬家堡高壘帶抬升影響,在其西側(cè)小井子洼陷同樣表現(xiàn)為受基底卷入的控洼斷層控制，形成半地塹構(gòu)造樣式。自九佛堂期以來(lái)，盆地受邊界斷層控制，研究區(qū)東側(cè)持續(xù)沉降，造成地層厚度明顯增大，西側(cè)地層上超于西斜坡之上，同時(shí)由于沙海期馬家堡高壘帶持續(xù)抬升，分割成小井子和五十家子廟2個(gè)箕狀洼陷，直至中白堊期隨著整體構(gòu)造抬升遭受剝蝕，斷層不再活動(dòng)。

控制半地塹構(gòu)造形成的主邊界F1斷層為高角度鏟式正斷層，在剖面上與其下降盤f4斷層形成“Y”字形組合樣式(圖2)。此類鏟式斷層中間位移量大，向兩側(cè)逐漸消失或以轉(zhuǎn)換斷層的方式傳遞到其他主邊界斷層[7]。

圖2 陸西凹陷半地塹構(gòu)造地震剖面

研究區(qū)2個(gè)主要生烴洼陷受此類邊界斷層控制，對(duì)洼陷烴源巖的發(fā)育與油氣成藏具有重要意義。在洼陷內(nèi)，砂體直接進(jìn)入烴源巖中，并與烴源巖呈指狀交互，形成良好的源儲(chǔ)配置關(guān)系，洼陷內(nèi)發(fā)現(xiàn)的B14塊巖性油氣藏為典型的例子。同時(shí)邊界斷層上盤常常發(fā)育一系列反向正斷層組成的掀斜斷塊，形成“洼中隆”的構(gòu)造圈閉，在扇中有利相帶位置先后發(fā)現(xiàn)了B1、B38塊構(gòu)造油氣藏。

2.2 滾動(dòng)背斜構(gòu)造

滾動(dòng)背斜是在生長(zhǎng)斷層活動(dòng)時(shí)由于上下兩盤之間差異壓實(shí)作用和下降盤的重力作用形成的弧形彎曲現(xiàn)象[8]。滾動(dòng)背斜主要受2期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制，先期受張力作用形成正斷層，后期在壓應(yīng)力作用下形成滾動(dòng)背斜[9]。滾動(dòng)背斜在斷陷盆地普遍發(fā)育，當(dāng)其進(jìn)入生烴洼陷時(shí)，可作為油氣運(yùn)移的通道，經(jīng)后期壓應(yīng)力改造后成為封閉性好的結(jié)構(gòu)面，可作為油氣成藏的控藏?cái)鄬印?/p>

研究區(qū)東側(cè)洼槽帶普遍發(fā)育東傾正斷層，在其下降盤地層受摩擦力的牽引，發(fā)生拖拽和拉伸而形成與斷層傾向相同的構(gòu)造形態(tài)。阜新組時(shí)期包日溫都背斜構(gòu)造進(jìn)一步抬升而形成壓應(yīng)力作用，阜新組地層發(fā)生彎曲變形，形成滾動(dòng)背斜構(gòu)造形態(tài)(圖3)，沿NE向呈現(xiàn)串珠分布。由滾動(dòng)背斜形態(tài)及地層褶皺程度可知，地層在壓應(yīng)力作用下沿著滑脫面發(fā)生大幅度塑性變形，形成小型背斜構(gòu)造。阜新組末期，隨著構(gòu)造整體抬升，上覆地層遭受剝蝕，形成明顯的角度不整合。受構(gòu)造抬升作用影響，滾動(dòng)背斜下部斷層表現(xiàn)為上陡下緩特征，向下收斂到控邊斷層F1之上，剖面上常呈“Y”型構(gòu)造樣式。

圖3 陸西凹陷滾動(dòng)背斜地震剖面

受同生斷層控制，下伏九佛堂組時(shí)期地層砂體普遍發(fā)育，且地層傾向與伴生斷層相反，形成反向屋脊形態(tài)。該類伴生斷層受上覆滾動(dòng)背斜構(gòu)造壓應(yīng)力作用，具有較好的封堵性，對(duì)下伏地層形成反向正斷層遮擋，可形成較好的構(gòu)造型圈閉[10]。目前沿滾動(dòng)背斜帶下伏地層已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一系列油藏，依據(jù)這一成藏規(guī)律認(rèn)為洼槽帶南側(cè)仍有較大的勘探潛力。

2.3 斷塊構(gòu)造

受馬家堡高壘帶和包日溫都背斜構(gòu)造帶抬升的影響，兩者間挾持的洼槽帶發(fā)育一系列斷塊構(gòu)造。洼槽帶為2組NE向斷層控制地塹構(gòu)造，一組是控制五十家子廟洼陷沉積的西掉F2斷層，另一組是馬家堡高壘帶東側(cè)與其共軛的東掉f4斷層(圖3)，2條斷層共同作用控制一條北東向展布的洼槽帶，洼槽帶內(nèi)斷裂發(fā)育，構(gòu)造破碎，斷塊規(guī)模小，發(fā)育一系列與伸展構(gòu)造相關(guān)的斷階和斷塊。

同時(shí)，受阜新組時(shí)期滾動(dòng)背斜構(gòu)造壓應(yīng)力作用，洼槽帶內(nèi)屋脊形斷階或斷塊圈閉具有較好的成藏條件，形成一系列構(gòu)造油氣藏，主要含油層段為九佛堂組(包括上段和下段)，目前在洼槽帶內(nèi)不同層段發(fā)現(xiàn)4個(gè)油藏，表現(xiàn)為受構(gòu)造控制的斷塊油氣藏。依據(jù)此類油藏的特征，洼槽帶內(nèi)受反向斷層控制的斷階或斷塊是未來(lái)勘探的主要區(qū)帶[11]。

3 構(gòu)造演化

陸西凹陷是早白堊世形成的單斷箕狀凹陷，其構(gòu)造演化在時(shí)間上具有分期性，空間上具有構(gòu)造遷移的特點(diǎn)[12]。整體構(gòu)造演化可分為4期：初始裂陷期、沉降拗陷期、穩(wěn)定沉降期和回返萎縮期，形成2個(gè)不整合面。利用剖面平衡技術(shù)，對(duì)陸西凹陷進(jìn)行了構(gòu)造演化分析(圖4)。

圖4 陸西凹陷早白堊世構(gòu)造演化

3.1 初始裂陷期

裂陷期為九佛堂組下段沉積時(shí)期。受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，整個(gè)陸家堡地殼經(jīng)歷了強(qiáng)烈的拉張和減薄造山運(yùn)動(dòng)，伴隨著大量火山活動(dòng)，義縣組發(fā)育大套火山巖、火山碎屑巖[13]。裂陷初期開始形成的一系列NE和NNE向基底斷層控制著小型地塹、半地塹洼陷，湖盆范圍較小，沉積中心在凹陷北部，沉積物展布受基底構(gòu)造起伏影響，沉積物主要以半深湖相泥巖為主，夾薄層凝灰質(zhì)粉砂巖。中期發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，沉積中心向南偏移，主要沉積物為泥巖、油頁(yè)巖夾薄層砂巖。晚期隨著構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，東部控凹斷層沿著斷裂面活動(dòng)，形成一級(jí)控凹斷裂，控制了陸西凹陷的構(gòu)造格局，沉積物的空間展布受邊界斷層影響，主要分布有沖積扇、扇三角洲及湖相沉積體系組合，沉積物普遍含灰質(zhì)成分。在地震剖面上，界面之下為明顯的頂超反射特征，界面之上為上超的反射特征(圖5)，這種地震反射組合特征表現(xiàn)為2期地層不整合接觸關(guān)系[14]，反映出九佛堂組下段晚期退積的沉積環(huán)境，整個(gè)裂陷晚期相當(dāng)于填平補(bǔ)齊的過(guò)程，造成局部與上覆地層(九佛堂組上段地層)呈現(xiàn)明顯的角度不整合。

圖5 九佛堂組上段與下段間不整合界面地震反射特征

3.2 沉降拗陷期

隨著九佛堂組下段晚期構(gòu)造回返，整個(gè)沉積地層填平補(bǔ)齊，受差異升降運(yùn)動(dòng)影響，湖盆進(jìn)入沉降拗陷期，早期活動(dòng)弱，沉積范圍小，湖盆范圍主要集中在凹陷中部，晚期隨著控凹斷層進(jìn)一步活動(dòng)，水體不斷擴(kuò)大加深，表現(xiàn)為整體下降沉積的規(guī)律。該期沉積速率達(dá)到最大化，在東部陡坡帶和西部斜坡帶的湖盆邊緣扇體較為發(fā)育，主要以砂礫巖、礫巖為主的扇三角洲體系，湖盆中心以半深湖—深湖相泥巖、油頁(yè)巖沉積為主。陸西凹陷的整體構(gòu)造格局基本形成。

3.3 穩(wěn)定沉降期

沙海期斷裂活動(dòng)強(qiáng)度減弱，繼承了九佛堂組時(shí)期的構(gòu)造格局。開始進(jìn)入穩(wěn)定沉降期，為沉降拗陷期的進(jìn)一步發(fā)展，水體進(jìn)一步擴(kuò)大加深，達(dá)到最大湖侵期，沉積速率小于可容空間，物源供給不足，廣泛發(fā)育富有機(jī)質(zhì)的泥巖、油頁(yè)巖。

3.4 回返萎縮期

沙海組末期發(fā)生短暫構(gòu)造回返，湖盆邊緣構(gòu)造抬升遭受剝蝕，形成局部不整合。阜新組早期，斷裂活動(dòng)增強(qiáng)，以水平伸展方式構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為主，研究區(qū)北部抬升，沉積中心向南遷移。阜新組晚期，凹陷發(fā)生區(qū)域性抬升，地層局部遭受不同程度剝蝕，受壓扭性左旋力影響，湖盆逐漸收縮，可容納空間減少，物源供給不足，沉積物以泥巖為主，含少量砂巖，局部發(fā)育薄層煤層。阜新組末期，凹陷發(fā)生整體抬升，地層遭受大面積剝蝕，形成與上覆中白堊世地層明顯的角度不整合[15]。

4 有利勘探方向

陸西凹陷東部陡坡帶已探明石油儲(chǔ)量占整個(gè)凹陷的63.6%，有利的油氣聚集和成藏位置主要位于邊界斷層控制的下降盤。良好的烴源巖、儲(chǔ)集層、蓋層條件導(dǎo)致靠近陡坡帶油氣資源富集，此外，優(yōu)勢(shì)的構(gòu)造特征也是該地區(qū)油氣富集的主要條件之一。構(gòu)造演化對(duì)油氣的形成和分布也具有控制作用，沉降拗陷期物源穩(wěn)定，發(fā)育規(guī)模扇體，同時(shí)在洼陷中心沉降了巨厚泥巖，形成了較好的烴源巖條件[16]。

目前明顯的構(gòu)造油藏均已發(fā)現(xiàn)[17]，洼槽帶是陸西凹陷增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域(圖1)，B38塊構(gòu)造油氣藏的發(fā)現(xiàn)預(yù)示著在主生烴洼陷內(nèi)部具有良好的勘探前景。洼槽帶斷層發(fā)育，構(gòu)造破碎，既有早期西傾的反向正斷層控制的局部高塊，又有晚期滾動(dòng)背斜構(gòu)造形成的封堵性作用，在斷塊構(gòu)造和滾動(dòng)背斜構(gòu)造樣式疊加作用下，洼槽帶內(nèi)微幅度構(gòu)造圈閉有利于油氣聚集成藏，是一個(gè)潛在的勘探領(lǐng)域[18]。通過(guò)此次精細(xì)構(gòu)造梳理，在洼槽帶梳理出一系列“洼中隆”的微幅度有利構(gòu)造圈閉。

在早白堊世演化過(guò)程中，九佛堂組時(shí)期烴源巖最為發(fā)育，且達(dá)到生烴門限[19]，洼槽帶中的有利構(gòu)造處于油氣運(yùn)移的指向區(qū)[20]，油氣沿九佛堂組下段頂界不整合面進(jìn)行運(yùn)移成藏。沉降拗陷期發(fā)育多期規(guī)模扇體，砂體直接進(jìn)入生烴洼陷，與九佛堂組時(shí)期烴源巖形成良好的源儲(chǔ)配置關(guān)系。圈閉的定型期為阜新組沉積期，與陸西凹陷油氣大規(guī)模的排/聚期相匹配[21-22]。陸西凹陷在九佛堂組形成多套生-儲(chǔ)-蓋組合，構(gòu)造演化控制油氣的形成與分布，構(gòu)造圈閉控制油氣的聚集，有利沉積相帶控制油氣的富集程度。因此，在構(gòu)造和沉積認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，依據(jù)“下洼找油”的勘探理念，針對(duì)洼槽帶中有利構(gòu)造圈閉實(shí)施有效勘探，是未來(lái)增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域。

5 結(jié) 論

(1) 陸西凹陷具有不同的構(gòu)造特征，各洼陷斷裂發(fā)育特征存在時(shí)空差異。陸西凹陷斷裂系統(tǒng)具有分區(qū)帶、多級(jí)別、多期次等特點(diǎn)。

(2) 陸西凹陷斷裂體系劃分為半地塹構(gòu)造、滾動(dòng)背斜構(gòu)造、斷塊構(gòu)造3種樣式。整體構(gòu)造格局是受控邊斷層所形成的半地塹構(gòu)造，斷層上盤發(fā)育的一系列伴生斷層控制著局部斷塊構(gòu)造，壓扭力作用形成的滾動(dòng)背斜構(gòu)造為其下伏斷塊圈閉提供較好的保存條件。

(3) 陸西凹陷早白堊世構(gòu)造演化可分為4個(gè)階段：九佛堂下段時(shí)期為初始裂陷期，構(gòu)造活動(dòng)劇烈，形成多個(gè)沉積中心，末期湖水退卻，形成局部沉積間斷面；九佛堂上段時(shí)期進(jìn)入沉降拗陷期，物源充足，扇體發(fā)育；沙海組時(shí)期進(jìn)入穩(wěn)定沉降期，水體進(jìn)一步擴(kuò)大加深，達(dá)到最大湖侵期；阜新組時(shí)期進(jìn)入回返萎縮期，早期以水平伸展運(yùn)動(dòng)為主，末期構(gòu)造抬升，地層遭受嚴(yán)重的剝蝕，與上覆地層形成明顯的角度不整合。

(4) 陸西凹陷馬家堡高壘帶東側(cè)的洼槽帶是有利的勘探目標(biāo)區(qū)；洼槽帶緊鄰生烴洼陷，處于油氣運(yùn)移的有利指向區(qū)，成藏條件較好，油氣資源富集；“洼中隆”構(gòu)造提供較好的圈閉條件，配合上覆滾動(dòng)背斜形成的斷層遮擋，成為油氣聚集和富集的有利區(qū)。