本文以构造-沉积演化理论为指导, 综合地震构造解释与沉积特征分析, 明确了歧北斜坡沙三段沉积地层及断裂、不整合面总体发育特征（图2）。其中, 歧北斜坡为在沙河街组基底古隆起背景上发育的继承性斜坡, 由高、中、低三阶斜坡组成。沙三段沉积时期对应于裂陷Ⅰ 幕, 该时期歧北斜坡的构造及沉积地层主要受滨海断层活动控制。其南侧的南大港断层除部分段外几乎不活动, 导致歧北次凹与歧南次凹统一为一个连片斜坡, 整体上受滨海断层控制形成南高北低的箕状结构半地堑。孔店凸起、港西凸起分别为该区提供西南、西北部物源。该时期中、高斜坡发育断穿基底的小型断层, 这些小型断层对斜坡结构影响微弱, 但对古地貌产生了影响。

图2

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	图2 歧口凹陷沙河街组沉积-构造演化（线位置见图1a中AB）

依据钻井分层厚度统计与地震层位厚度解释, 结合去压实校正与古地貌约束方法, 开展了沙三段各亚段地层厚度平面分布特征分析。结果表明, 沙三段沉积时期, 洼槽区主要分布在滨海断层、港东断层、滨海东断层、滨海西断层所围限的区域; 歧北次凹西南部大面积区域为斜坡区, 古地貌具有西高东低、南坡北槽的特征。在北东向断层控制下, 洼槽区南北分带的特征明显。从沙三³至沙三¹亚段沉积时期, 洼槽区经历了“ 扩大-缩小” 的演化过程, 其中沙三²亚段沉积时期洼槽区范围最大, 可提供充足的可容纳空间（图3）。

图3

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	图3 歧北斜坡沙三段地层厚度平面分布特征

在沙三段沉积末期, 受基底差异隆升作用的影响, 歧北斜坡西南部发生不同程度构造抬升, 王徐庄背斜形成雏形。由于构造抬升剧烈, 导致沙三段沉积地层遭受不同程度剥蚀。在王徐庄背斜地区, 沙三¹亚段沉积地层剥蚀殆尽, 部分井区沙三²乃至沙三³亚段顶部也遭受剥蚀, 在现今地震剖面上表现为沙三段与沙一段角度不整合接触。地震解释结果预测的地层厚度特征表明（图3）, 在q 68井周边3个井区沙三¹亚段剥蚀殆尽, 在q 685-1井区沙三²亚段剥蚀殆尽。构造抬升作用结束了该区沙三段三级层序沉积, 之后进入沙二段-沙一中亚段三级层序沉积, 即歧北斜坡进入断拗转换阶段。该时期滨海断层持续强烈活动, 南大港断层开始活动且持续增强, 导致歧北次凹与歧南次凹开始分异为两个独立斜坡。总体上, 沙三段沉积时期, 歧北斜坡主要受滨海断层活动控制, 歧南、歧北次凹为一个整体, 斜坡总体表现为北低南高的箕状半地堑断陷结构。断块差异性升降控制着沉积分异, 地层向凸起周边发生超覆并逐渐减薄, 中、高斜坡发育的小型断层将古地貌复杂化。沙三段沉积末期, 断裂活动剧烈, 导致歧北高斜坡局部抬升, 遭受剥蚀。

同沉积断层是伴随着沉积作用同步活动的断层, 对古地貌及沉积充填样式具有一定的控制作用^{[15, 16, 6]}, 表现为断层下降盘地层厚度大于上升盘。在对同沉积断层研究过程中, 众多学者往往将整条断层视为同沉积断层或非同沉积断层, 忽略了断层具有分段活动的特点, 并且断层各段活动的强弱差异性塑造出不同的古地貌, 为砂体沉积提供不同类型的可容纳空间。据此利用断层上升盘与下降盘地层厚度的比值（FGI）来分析断层活动性, FGI=下降盘地层厚度/上升盘地层厚度, 当FGI> 1时判断为同沉积断层（图4a）; 当FGI≤ 1时为非同沉积断层（图4b）。基于断层各段活动性平面组合, 一条断层可同时包含同沉积断层部分和非同沉积断层部分（图4c）。例如, F 1断层在P 1至P 8段均显示活动性, 其中P 4、P 5段活动性最强, 地层厚度差异最为明显（图4d）。

图4

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	图4 断层差异活动分析

根据上述方法, 对研究区内的断层进行分段活动性分析, 形成区域上的同沉积断层分布图（图5a）, 其中, 南大港断层西南段为非同沉积断层, 东北段为同沉积断层; 滨海断层、港东断层、滨海东断层以及滨海西断层均为同沉积断层。这些大型同沉积断层控制着歧北次凹整体的古地貌格局, 而歧北中、高斜坡上的小型同沉积断层控制着微古地貌特征。根据FGI统计结果, 在沙三²亚段沉积时期, 歧北中、高斜坡上的小型断层以反向断层为主, 且并非全段活动, 而是分段活动。反向断层的活动段, 其下降盘能够提供可容纳空间, 表现为近东西向的控砂古沟槽; 上升盘则起到隆升阻隔的作用, 构成古地貌的北倾斜坡。该反向断阶下降盘在古地貌上表现为4排凹凸相间的古沟槽和古斜坡。对于反向断层的不活动段, 其在古地貌上没有明显的高程差异, 构成近南北向的输导砂体的豁口。而中斜坡的滨海西、滨海东断层及其派生断层则以正向断层为主, 正向断层活动段, 其上升盘隆升起到阻隔作用, 下降盘下降提供可容纳空间; 正向断层非活动段, 其上升盘、下降盘几乎没有高程差, 构成输导豁口。根据同沉积断层断裂特征与地层厚度分布特征, 恢复了歧北斜坡古地貌分布特征（图5b）。

图5

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	图5 沙三2亚段同沉积断层差异性活动分析

歧北高斜坡发育反向断阶, 使得斜坡区沉积地形复杂化, 进而影响砂体展布、水体动力变化等^{[17, 18]}。如在q 6-q 61-q 83井区发育近南北向延伸的主沟槽, 主沟槽内沉积为由南向北推进的辫状河三角洲前缘分流河道, 砂岩厚度一般为10~30 m; 南北向砂体推进至qb 13井区, 受到该井区水下古斜坡和古高区阻挡, 砂体向北延伸受到限制。在q 6-q 61-q 83主沟槽西侧与东侧分别发育4个和2个近东西向延伸的次沟槽, 分别沉积由东向西、由西向东推进的辫状河三角洲前缘分流河道砂体, 砂岩厚度一般为10~25 m; 在并排分布的次沟槽间的水下古斜坡和古高区, 辫状河三角洲前缘能力明显减弱, 沉积形成河口坝砂体, 砂岩厚度为10~20 m。整体上, 南北向主沟槽与其东西两侧次沟槽在平面上构成“ 鱼骨形” 的输砂古沟槽, 以沉积厚层水下分流河道砂体为主（图6）。

图6

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	图6 歧北斜坡沙三2亚段沉积相图

总体上, 同沉积断层将高斜坡古地貌复杂化, 形成沟槽（主沟槽、次沟槽）、隆起（古斜坡、古高区）相间分布的构造格局, 控制着水下分流河道的汇聚方向和砂体发育位置, 起到沉积分异作用。在沙三²亚段沉积时期, 由于孔店-羊三木物源供给能力较弱, 且周青庄、王徐庄背斜阻隔砂体向北东方向延伸, 沟槽成为输送砂体通道及卸载砂体区域。中斜坡、低斜坡及次洼区的构造相对简单, 主要依靠古地貌地形微幅度变化（褶皱）影响沉积分异作用。

基于地震剖面构造解释技术, 选取过高斜坡不整合剥蚀区、近东西向地震剖面（图7）, 将沙一下亚段底界拉平后显示, 该时期构造高区位于q 685-1井区, 进而依据沙一下亚段、沙二段与沙三段地层的接触关系识别出7个剥蚀点。结果表明, 在沙一下亚段接受沉积前, q 646、q 626、q 113井区沙三¹亚段地层剥蚀殆尽, 沙三²亚段地层顶部遭受剥蚀; q 3井区残留部分沙三¹地层; q 685-1井区沙三¹亚段和沙三²亚段地层剥蚀殆尽, 沙三³亚段地层顶部遭受剥蚀; q 113井区以东的中斜坡区域, 沙二段地层上覆于沙三²亚段地层, 呈假整合接触。整体上, 歧口凹陷西南缘发育沙三段底界区域性不整合（沙三段与基底之间）、沙二段底界中斜坡不整合（沙二段与沙三段之间）、沙一下亚段底界高斜坡不整合（沙一下亚段与沙三段、沙二段之间）, 三个不整合面可作为横向上有效的油气运移通道。

图7

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	图7 高斜坡地层拉平地震剖面图（线位置见图5a中AA′ ）

东营组、馆陶组底界拉平地震剖面图及现今地震剖面显示, 构造高区由q 685-1井区向西移动, 在东营组沉积初期, 构造高区位于q 646与q 3井区之间; 在馆陶组沉积初期, 构造高区位于q 646井区; 现今地震剖面显示, 构造高区位于q 646与q 3井区之间。总体上, 随着歧北斜坡高、中、低三级斜坡逐渐分异成型, 构造高点向西迁移, 有助于形成优势圈闭。

为了精细厘定沙三段原油的油源归属, 采用交会图的方法进行油源对比分析。歧北原油在烃源岩二维散点图中的分布特征显示（图8）, 孕甾比与C₂₇α α α /C₂₈α α α 甾烷交会图中, 歧北原油与低斜坡沙三段高盐度、低盐度烃源岩热解指标高度相似; 在C₂₇%甾烷与C₃₁升藿烷指数交会图中, 歧北原油除与低斜坡沙三段烃源岩热解指标相似外, 还与沙一下亚段高盐度烃源岩热解指标相似。因此歧北斜坡多数原油样品主要来自沙三段烃源岩, 少量混有沙一下亚段高盐度型原油。

图8

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	图8 歧口凹陷沙三段断阶带油源对比分析

利用盐水包裹体、油包裹体资料对歧北地下流体活动进行分析。结果表明（图9）, 歧北中斜坡油包裹体成熟度表现为两个次总体, 镜质体反射率（R_o）界限为0.7%, 有些油包裹体是在两期原油混合后被捕获的。盐水包裹体均一温度的两期特征比较明显, 温度界限为107 ℃, 油包裹体共生盐水包裹体对第Ⅰ 期油气充注的反映较弱。

图9

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	图9 地下流体活动期次分析

采用盆地模拟技术（Basin Mod）, 进行初次生烃、抬升剥蚀和二次生烃三个阶段模拟, 生成R_o等值线, 并与流体包裹体分析相结合。总体上, 歧北中斜坡发生两期油气运移事件（图10）。第Ⅰ 期油气运移发生在东营组沉积初期（距今约29 Ma）, 盆地快速沉降引发流体活动, 中低斜坡沙三段烃源岩开始生排烃, 对应R_o为0.5%~0.7%, 属于低成熟阶段; 距今约28 Ma, 油气进入附近储层。该时期中低斜坡沙一下亚段烃源岩仅有少量处于低成熟阶段, 大部分处于未成熟阶段, 因此该时期主要由中低斜坡沙三段烃源岩提供低成熟度油气资源。第Ⅱ 期油气运移发生在明化镇组沉积时期（距今约12 Ma）, 盆地再次快速沉降; 距今约9 Ma, 流体再次活动, 中低斜坡沙三段、沙一下亚段烃源岩开始生排烃, 对应R_o为0.7%~1.0%, 处于中等成熟阶段; 距今约7 Ma, 油气再次注入储层并且至今。因此该时期主要由中低斜坡沙三段和沙一下亚段烃源岩提供中等成熟度油气资源。

图10

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	图10 歧口凹陷沉积埋藏史图

歧北高斜坡油包裹体成熟度表现为一期油气充注特征, 盐水包裹体也仅显示一期流体活动特征（图9）。应用与油包裹体共生的盐水包裹体均一温度进行定年, 并与埋藏史相结合认为, 歧北高斜坡主要经历了第Ⅱ 期流体活动与油气充注, 对应时间距今约2 Ma。相较于中斜坡第Ⅱ 期流体活动与油气充注, 高斜坡的油气充注明显滞后。

基于斜坡构造演化、同沉积断层控砂特征及油气运聚与时空匹配关系的综合分析, 总结出歧北斜坡沙三段油气为两期成藏模式。

歧北斜坡沙三段第Ⅰ 期油气运移发生在东营组沉积时期（图11a）。该时期高斜坡与中低斜坡构造差异较为明显, 高斜坡内部构造较为平坦。在低斜坡, 沙三段烃源岩生成的油气直接运移到附近的圈闭成藏; 在中斜坡, 油气通过沙三段底界不整合面、沙二段底界不整合面发生横向运移, 同时断裂起到垂向运移作用, 构成“ 双不整合+垂向断裂” 供油系统。由于烃源岩供烃能力较弱, 沙三段第Ⅰ 期油气运移最远至中斜坡圈闭成藏。

图11

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	图11 歧北斜坡油气运聚成藏模式图

歧北斜坡沙三段第Ⅱ 期油气运移发生在明化镇组沉积初期至今（图11b）。该时期歧北地区三级斜坡已经基本定型, 与现今构造形态基本相似, 高斜坡与中低斜坡构造差异进一步增强, 高斜坡内部构造落差较为明显, 能够为油气运移提供充足的势能。在低斜坡, 沙三段和沙一下亚段烃源岩达到中等成熟度, 油气就近成藏, 与第Ⅰ 期油气混合; 在中斜坡, 油气通过沙三段底界不整合面、沙二段底界不整合面及沙一下亚段底界不整合面发生横向运移, 同时断裂形成垂向通道, 构成“ 三不整合+垂向断裂” 供油系统, 中斜坡油气充满程度进一步得到提高; 在高斜坡, 油气通过沙三段底界不整合面、沙一下亚段底界不整合面进行横向运移, 断裂起到纵向输导作用, 构成“ 双不整合+垂向断裂” 供油系统。由于高斜坡以发育小型同沉积断裂为主, 断裂纵向输导作用较弱, 不整合面横向运移作用起到主导, 在高斜坡靠近不整合面的区域, 油气更为富集。本次研究成果为下一步的油气勘探指明了研究方向。