0 引 言
油气的聚集与地层断裂系统的发育特征有着重要的关系,各类型断裂及其组合控制着油气运移、聚集和储存[1]。舍女寺油田构造复杂多样,油藏在纵向上从沙河街组到中生界都有分布,且有的油层分布比较分散。前人对舍女寺油田区域沉积特征、油气成藏和运聚机理有一定的研究,但是针对断裂特征对油藏的控制作用研究甚少。本文通过对舍女寺油田断裂系统综合研究并总结规律,弥补在该方面研究的不足,为下一步勘探和开发井位部署提供理论依据。
1 区域概况
沧东凹陷是大港油田第二大富油气凹陷,油气资源丰富,勘探开发潜力巨大,主力含油层系孔二段,发育3个斜坡带和2个构造带(图1),分别为孔西斜坡、孔东斜坡、南皮斜坡和孔店构造带、舍女寺构造带。舍女寺油田位于舍女寺构造带内,西部为依附于沧东凹陷南段沧东断裂带下降盘,整体为断鼻形态,内部为被断层复杂化的一系列断裂,构造位于整个湖盆的西侧边缘地带,物源来自西部沧县隆起[2]。孔三段、孔二段和孔一下亚段沉积时期,盆地处于“坳陷”时期,发育伸展断层,对盆地的沉降-沉积作用影响相对较小;孔一上亚段至沙三段沉积时期,沉积盆地处于“断陷”时期,断裂活动对盆地的构造形态、沉积作用有重要影响;沙一段、东营组,盆地处于“走滑裂陷期”。新近系和第四系盆地处于沉积期,断裂相对较少,以斜列的近东西向正断层、北北东向的右旋走滑断裂为主[3,4]。
2 断裂特征
舍女寺断鼻构造带早期受沧东断裂系统的影响,主断裂系统主要分布在靠近西部的沧县隆起附近,断裂系统断裂带的影响发育以东西方向为主的断裂(图2中蓝色断裂系统),在断裂带东部比较发育。总体上受沧东、孔西两期构造断裂系统的影响,形成今天被复杂化的舍女寺断鼻构造形态[5]。
2.1 断裂规模与构造运动的关系
断裂是构造运动和构造演化的结果,基本要素包括断距、倾角、断裂走向、断裂延伸长度等[6],按断裂活动规模可以分为4个级别:一级断裂为控制区域沉积盆地、沉积体系和构造演化的大断裂系统,一般延伸距离为一百及几百公里以上的断层;二级断裂为控制沉积盆地内部构造格架及构造单元的断裂系统,延伸距离为几十公里以上的断层;三级断裂为断裂带构造带的主干断裂系统,主要为控制盆地边界及内部构造的断层,延伸距离为几公里以上;四级断裂是三级断裂的派生断裂系统,延伸距离为几百米以上的断层[7]。
根据对全区断裂系统的统计,区内主断裂系统属于三级断裂系统共5条,断裂走向以北东向为主,控制着工区断裂系统的展布和边界(图2中红色断裂系统),长度在5~15 km,倾角在48°~64°,断距在200~400 m之间,这一方向的断裂系统是盆地“断陷”时期形成的,是工区的油源断层。以北东东向为主的断裂系统属于四级断裂共7条,主要是三级断裂系统的派生断裂系统(图2中蓝色断裂系统),长度在3~7 km,倾角在40°~61°,断距在60~200 m之间,四级断裂系统的走向与工区三级断裂系统的走向有一定夹角,系“走滑裂陷期”形成的,断裂在此期间有明显的右旋走滑活动,因此与主断裂有交角。以近东西向为主断裂系统是次一级断裂系统(图2中绿色断裂系统),为对油藏破坏和封堵性断裂系统,长度在1 km左右,倾角为35°~62°,断距较小在30~80 m之间。这一方向的断裂主要是“后伸展裂陷期”形成的,其余断层主要分布在断块内部(图2中黑色断裂系统),这些小断层使局部构造复杂化,据统计小断层是区块内数量最多的断裂,约占总断裂数的80%[8](图3)。
2.2 断裂构造演化史
统计了区内所有沙河街组和孔二段的断裂数据,根据断裂系统级别、断裂的几何特征,将舍女寺油田的断裂分为孔二段和沙河街组沉积时期两个阶段。第一个阶段孔二段早期在大断裂系统构造背景下受沧东断裂带的影响[9],断裂系统以北东方向断裂为主,是沟通油源的通道,孔二段后期受孔店构造带活动、孔西断层影响发育北东东向断裂系统和近东西向断裂系统,两期构造应力呈一定夹角,对油藏起到封堵的作用[10]。第二个阶段沙河街组沉积时期,处于走滑断陷期,裂陷作用减弱,右旋走滑断裂系统活动强烈,断裂系统以北东东方向和近东西方向的断裂为主,受主断裂应力影响平面呈帚状排列[11,12](图4)。
2.3 断裂构造样式与组合形态
根据应力场机制,舍女寺油田的断裂构造发育以拉伸应力作用为主,构造样式以伸展构造为主。根据地震剖面上断层的形态,将断块类型分为翘倾断块、嵌垒组合断块、Y型断块、滑动断阶样式断块等,舍女寺油田剖面主要形态为顺、反向断块和Y型断块。从工业化制图后对各个层位平面构造类型及组合的统计发现,平面上舍女寺油田构造组合形态有平行组合、“入”型组合、网状组合(图5),其中平面上平行组合所对应的地震剖面多为顺、反向断块,平面上“入”型组合所对应的地震剖面多为Y型构造样式,平面上网状组合所对应的地震剖面多为反Y型构造样式[13]。
2.4 断裂封闭性论证
断层的封闭性包括两种封闭机制:一种机制是储集层与非储集层对接,即断层错动引起砂泥并置封堵,适用于断距大的断裂系统;另外一种封闭机制是泥岩涂抹作用,即泥页岩泥化形成断层泥进入断面,中小型断层容易出现泥岩涂抹封堵。中型断层具备封堵油藏的能力,小型断层主要是分隔断块[7]。
目前对于封闭性的论证普遍采用Yielding等SGR值区分断层的封闭性。SGR为断层泥比率,是断层位移段内测定泥或页岩所占的比例。统计区块内油藏断层的SGR值,并根据实际油藏含油性进行评价,一般来说SGR>80%断层封堵性好,60%<SGR<80%断层封堵性中等,SGR<60%断层封堵性差。舍女寺油田主力含油层系为孔二段,并且断距较大,孔二段泥岩集中发育,断面砂泥并置封堵或岩性封堵。全区SGR值统计结果显示,含油断块SGR>67%封堵性较好,不含油断块SGR≤67%。例如N 28断块南块孔二段油组位于断层下降盘,与上升盘中生界底段的砂泥岩互层对接,属于砂泥并置关系,该层段渗透性差,说明断层封堵性较好[14](图6)。
3 断裂特征对油藏的主要控制作用
3.1 断裂构造样式与油藏分布的关系
舍女寺油田构造样式平面上以平行组合、“入”型组合、网状组合为主,剖面上以顺、反向断块和Y型断块为主,通过对平面、剖面组合样式与油藏数量的统计关系来看(图7),平面上油藏主要分布在三级断裂系统控制下的平行断块中,占总数的67%,三级断裂系统起着油气运移通道的作用,剖面上油藏主要分布在以反向、台阶式构造样式为主的断块中,占总数的50%,油气侧向封堵在斜交于三级断裂方向断块内[15,16]。
3.2 断裂构造规模与油藏分布的关系
整个舍女寺油田构造为依附于沧东断裂系统,内部被次级及以下断层复杂化的一系列断裂。断裂规模以三级及以下规模为主[17],从图8孔二段含油面积平面分布来看,油藏主要分布在北北东方向及北东方向三级大断层控制下一系列断阶断块圈闭内,其内部为被近东西向小断层复杂化的构造圈闭。大断层控制油气运输及成藏,油气沿着断层面或不整合面运移到有渗透性的储集层当中,同时侧向运移至适宜的圈闭内,后期经过小断层破坏和改造,将油藏分割在不同的构造圈闭中[18,19]。区内的三级断裂为主要的控油断层,次一级的断裂起到侧向和高部位封堵作用。通过对该区全部断距与油藏平面分布的统计与分析,油藏主要封堵在断距为40 m以上的断块内, 平面上看孔二段含油连片分布 ,断距小于40 m以下小断层上下盘基本都含油,处在含油面积之中,对油藏不具有遮挡作用,主要起到破坏作用,因此在寻找油气勘探潜力时,可参考断距对油藏的控制与分布关系,指导探井与开发井的部署[20]。
4 结 论
(1)舍女寺油田的断裂系统主断层属于三级及其以下级别,规模较大,延伸也较远,是整个区内的构造格架,同时是油气运移的通道,次一级断裂起到油气封堵的作用。油藏的分布与构造规模有很大关系,断距大于40 m以上的断块是油气良好聚集地,同时主断裂与次级断裂系统成一定交角,有利于油气圈闭成藏。
(2)构造样式也是影响构造成藏的重要因素。平面上以平行组合、“入”型组合和网状组合为主,对应剖面上为顺、反向断块和Y型断块,是该区油藏主要构造组合样式。
(3)舍女寺油田主力含油层系孔二段泥质含量大,断块之间对接关系以砂泥并置为主,因此封堵性较好。虽然小断层发育,但是孔二段含油面积连片,小断层处在含油层系当中。
(4)孔二段油藏是受断层控制的断阶构造形成的圈闭。根据高效开发区块构造样式特征优选同类型区块先期实施,开展储集层及方案研究,对于未动用储量区块开发动用有很好的借鉴意义。
The authors have declared that no competing interests exist.
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渤海湾盆地新生代走滑构造与油气富集
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2000
... 舍女寺油田构造样式平面上以平行组合、“入”型组合、网状组合为主,剖面上以顺、反向断块和Y型断块为主,通过对平面、剖面组合样式与油藏数量的统计关系来看(图7),平面上油藏主要分布在三级断裂系统控制下的平行断块中,占总数的67%,三级断裂系统起着油气运移通道的作用,剖面上油藏主要分布在以反向、台阶式构造样式为主的断块中,占总数的50%,油气侧向封堵在斜交于三级断裂方向断块内[15,16]. ...
陆相断陷湖盆复式叠合油气成藏与优势相富集新模式:以渤海湾盆地歧口凹陷为例
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2010
... 舍女寺油田构造样式平面上以平行组合、“入”型组合、网状组合为主,剖面上以顺、反向断块和Y型断块为主,通过对平面、剖面组合样式与油藏数量的统计关系来看(图7),平面上油藏主要分布在三级断裂系统控制下的平行断块中,占总数的67%,三级断裂系统起着油气运移通道的作用,剖面上油藏主要分布在以反向、台阶式构造样式为主的断块中,占总数的50%,油气侧向封堵在斜交于三级断裂方向断块内[15,16]. ...
渤海湾盆地形成机制研究
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1998
... 整个舍女寺油田构造为依附于沧东断裂系统,内部被次级及以下断层复杂化的一系列断裂.断裂规模以三级及以下规模为主[17],从图8孔二段含油面积平面分布来看,油藏主要分布在北北东方向及北东方向三级大断层控制下一系列断阶断块圈闭内,其内部为被近东西向小断层复杂化的构造圈闭.大断层控制油气运输及成藏,油气沿着断层面或不整合面运移到有渗透性的储集层当中,同时侧向运移至适宜的圈闭内,后期经过小断层破坏和改造,将油藏分割在不同的构造圈闭中[18,19].区内的三级断裂为主要的控油断层,次一级的断裂起到侧向和高部位封堵作用.通过对该区全部断距与油藏平面分布的统计与分析,油藏主要封堵在断距为40 m以上的断块内, 平面上看孔二段含油连片分布 ,断距小于40 m以下小断层上下盘基本都含油,处在含油面积之中,对油藏不具有遮挡作用,主要起到破坏作用,因此在寻找油气勘探潜力时,可参考断距对油藏的控制与分布关系,指导探井与开发井的部署[20]. ...
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1997
... 整个舍女寺油田构造为依附于沧东断裂系统,内部被次级及以下断层复杂化的一系列断裂.断裂规模以三级及以下规模为主[17],从图8孔二段含油面积平面分布来看,油藏主要分布在北北东方向及北东方向三级大断层控制下一系列断阶断块圈闭内,其内部为被近东西向小断层复杂化的构造圈闭.大断层控制油气运输及成藏,油气沿着断层面或不整合面运移到有渗透性的储集层当中,同时侧向运移至适宜的圈闭内,后期经过小断层破坏和改造,将油藏分割在不同的构造圈闭中[18,19].区内的三级断裂为主要的控油断层,次一级的断裂起到侧向和高部位封堵作用.通过对该区全部断距与油藏平面分布的统计与分析,油藏主要封堵在断距为40 m以上的断块内, 平面上看孔二段含油连片分布 ,断距小于40 m以下小断层上下盘基本都含油,处在含油面积之中,对油藏不具有遮挡作用,主要起到破坏作用,因此在寻找油气勘探潜力时,可参考断距对油藏的控制与分布关系,指导探井与开发井的部署[20]. ...
渤中坳陷大型油气系统输导体系及其对油气成藏控制
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2013
... 整个舍女寺油田构造为依附于沧东断裂系统,内部被次级及以下断层复杂化的一系列断裂.断裂规模以三级及以下规模为主[17],从图8孔二段含油面积平面分布来看,油藏主要分布在北北东方向及北东方向三级大断层控制下一系列断阶断块圈闭内,其内部为被近东西向小断层复杂化的构造圈闭.大断层控制油气运输及成藏,油气沿着断层面或不整合面运移到有渗透性的储集层当中,同时侧向运移至适宜的圈闭内,后期经过小断层破坏和改造,将油藏分割在不同的构造圈闭中[18,19].区内的三级断裂为主要的控油断层,次一级的断裂起到侧向和高部位封堵作用.通过对该区全部断距与油藏平面分布的统计与分析,油藏主要封堵在断距为40 m以上的断块内, 平面上看孔二段含油连片分布 ,断距小于40 m以下小断层上下盘基本都含油,处在含油面积之中,对油藏不具有遮挡作用,主要起到破坏作用,因此在寻找油气勘探潜力时,可参考断距对油藏的控制与分布关系,指导探井与开发井的部署[20]. ...
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2006
... 整个舍女寺油田构造为依附于沧东断裂系统,内部被次级及以下断层复杂化的一系列断裂.断裂规模以三级及以下规模为主[17],从图8孔二段含油面积平面分布来看,油藏主要分布在北北东方向及北东方向三级大断层控制下一系列断阶断块圈闭内,其内部为被近东西向小断层复杂化的构造圈闭.大断层控制油气运输及成藏,油气沿着断层面或不整合面运移到有渗透性的储集层当中,同时侧向运移至适宜的圈闭内,后期经过小断层破坏和改造,将油藏分割在不同的构造圈闭中[18,19].区内的三级断裂为主要的控油断层,次一级的断裂起到侧向和高部位封堵作用.通过对该区全部断距与油藏平面分布的统计与分析,油藏主要封堵在断距为40 m以上的断块内, 平面上看孔二段含油连片分布 ,断距小于40 m以下小断层上下盘基本都含油,处在含油面积之中,对油藏不具有遮挡作用,主要起到破坏作用,因此在寻找油气勘探潜力时,可参考断距对油藏的控制与分布关系,指导探井与开发井的部署[20]. ...
, 杨朋
