2017, Vol. 39
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郯庐断裂带是中国东部的一条重要断裂，控制着渤海东部凹陷、凸起的形成、演化以及盆地内烃源岩、储集层、盖层和圈闭的分布。庙西北洼陷位于渤海湾盆地东缘，处于渤海海域郯庐断裂带由南北向转为北东向的转换区域，上新世后期郯庐断裂带再次强烈活动产生了大量具有扭动性质的晚期断裂[1-3]。
新近系浅水三角洲油气藏作为渤海湾盆地重要的勘探目标，具有埋深浅、储层物性好、勘探价值高等特点[4-5]。Fisk[6]将河控三角洲分为深水型和浅水型两类，Postma[7]进一步在低能盆地中的浅水三角洲识别出8种浅水三角洲端元。Nichols等[8]证实了基准面变化影响河流浅水三角洲沉积体系的几何形态和结构。赵翰卿[9]对松辽盆地大型浅水湖盆形成的三角洲沉积模式进行了细分，吕晓光等[10]对浅水三角洲前缘储层结构模型进一步划分为5类，郑荣才等[11]等从基准面旋回变化角度讨论了层序结构、层序叠加样式与可容纳空间/沉积物补给通量比值之间的相互关系，韩晓东等[12]从地形、河流与湖泊大小、气候演化及湖平面升降方面对浅水三角洲沉积动力学过程进行了较为深入的研究。尹艳树等[13]分别尝试采用序贯指示和多点地质统计学方法对分流河道进行表征。朱永进等[14]结合现代沉积实例对浅水三角洲概念分类、发育地质背景、动力机制以及沉积模式进行系统总结和详细报导。作为渤海湾盆地重要的勘探目标，近10多年来在新近系极浅水三角洲沉积、成藏研究方面也积累了丰硕的科研成果，发现了一批大中型油气田[15-16]。但对于渤海晚期断裂活动控制浅水三角洲沉积、成藏的研究鲜见报导。笔者在充分吸收前人对浅水三角洲研究成果的基础上，以庙西北洼陡坡带油气勘探实践为例，从断裂组合样式差异控制明下段沉积储层及油气成藏差异入手，分析构造区油气差异富集成藏的原因。
1 区域地质概况庙西北洼位于渤海东部郯庐走滑断裂东支的转折端处，是在中生代盆地基底之上发育起来的北断南超的箕状洼陷（图 1）。早第三纪郯庐断裂伸展活动强烈，使得洼陷下降盘发育近千米东营组及沙河街组，地化分析证实洼陷内东三段与沙一段具备生排烃能力。上新世后期伴随郯庐断裂的强烈活动的触发，庙西北洼陡坡带边界断裂（即庙西边界大断裂）下降盘发育了一系列呈北东东向展布的次级调节断层，形成了一大批复杂多样的断块、断鼻、断背斜型圈闭，也促进了油气从深部向浅层的运移和再分配，并最终在新近系明化镇组下段（本文简称明下段）聚集成藏。渤海湾盆地拗陷期明下期，盆地整体地形平缓、沉降缓慢、水体较浅、气候温暖潮湿[17-20]。
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| 图1 区域位置与构造区块划分图 Fig. 1 Area location and construction division block |
根据边界断裂平面位置断层面空间组合样式及断面倾角差异，将庙西边界大断裂由南向北划分成简单样式和复杂样式两类。其中，简单样式包括“板式”和“铲式”，复杂样式包括“座椅式”、“马尾式”和“阶梯式” 3种组合样式（图 2）。笔者着重分析研究区内发育的3种复杂断裂组合样式对油气运移、储层发育、油气成藏的差异控制作用。
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| 图2 断裂输导组合模式特征 Fig. 2 Feature of fault transporting combination |
（1）“座椅式”断裂又称“坡坪式”断裂，发育于构造区的南块，由陡倾的“断坡”和平缓的“断坪”连接而成。断坪的形成受潜山面残留硬质基底限制影响，对油气垂向运移具有一定的遮挡作用，不利于油气向上运移。剖面上，座椅式断裂内部次级调节断层上部可见挤压背斜构造、下部可见正牵引构造，这类断层组合多形成墙角断块圈闭类型。
（2）“马尾式”断裂发育于构造区中块，是由铲状主断层和与其顺向斜交的一系列断层组合而成，这些次级顺向断层下倾方向收敛呈现马尾状，垂向油气运移能力较强，剖面上部多发育逆牵引复合褶皱构造、下部具有正牵引构造，主要发育断块、断鼻圈闭类型。
（3）“顺向阶梯式”断裂发育于构造区的北块，由一系列倾向相同的断裂构成，剖面上断层节节下掉，平面上相互平行。次级断裂的活动强度大、持续时间长，直接与深部油源接触，有利于油气的运移。
2.2 断裂活动特征庙西北洼控洼边界断裂处于郯庐断裂北东向转为北北东向的应力转换释放区域，构造区由南向北断裂性质由压扭性逐渐转变为张性。构造南块更靠近右旋走滑断裂转折端，受基底硬质潜山面限制影响，断裂组合呈座椅状，其调节断层具有一定的压扭性，而构造北块处于应力场释放区，发育“顺向阶梯式”断层组合，断裂在平面上呈撒开“羽状”的组合样式，具有断层密度大、断面产状陡、断距大的特征。从研究区由南向北各块主要调节断裂断距统计结果来看（图 3），断裂活动强度具有由北向南逐渐减弱的规律，即构造北块“顺向阶梯式”断裂较南块“座椅式”断裂晚期活动强烈。此外，从断裂的平面展布长度及垂向切穿层位判断，北块晚期断裂活动持续时间较南块更长。
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| 图3 构造区各块主要调节断裂的活动性 Fig. 3 The activity of adjusting fault in each blocks |
渤海湾盆地拗陷湖盆期形成的浅水三角洲总体处于湖盆广阔且无明显的坡折存在的地质背景下，但受局部洼陷结构、物源供给强度、微古地貌形态、基准面旋回变化、沉积物注入量、注入方式、古气候条件以及控洼断裂组合样式及活动强度的差异，导致不同构造位置、不同沉积时期的储层发育情况存在较大差异[21-24]。其中，受断裂活动控制的微古地貌决定着储层的平面富集区域，而基准面旋回变化控制着垂向上砂体叠置类型及富集层系。
3.1.1 断裂活动对微古地貌及储层的控制作用庙西北洼受边界断裂走向的控制，洼陷整体具有北高南低的地貌背景，其物源受洼陷结构限制来自于北东方向。受洼陷边界断裂组合活动强度差异影响，“顺向阶梯式”断裂活动断距较“座椅式”断裂大，导致断层根部形成的局部可容纳空间也越大，更易于形成厚层富砂沉积区，同时在物源供给方向的共同作用下，构造北块较南块储层更为发育，单砂体厚度更大。
3.1.2 基准面旋回变化对储层的控制作用基准面旋回变化控制着湖盆垂向上可容纳空间的变化，进而制约着浅水三角洲平面上向前推进的距离。浅水三角洲处于低水位期与高水位期时湖平面范围相差很大，使得分流河道向湖的延伸距离不断变化，影响和控制着地层垂向上砂岩百分含量及储层的厚度变化。大量钻井资料证实，渤海湾盆地明下期湖平面经历了“上升-下降-上升”的旋回升降变化，对应的砂岩百分含量具有“低-高-中”的变化规律。这种变化在宏观地震相上也具有较明显的响应，具体表现为明下段下部为短轴、透镜状强振幅反射，中部表现为弱振幅中等连续的反射，上部表现为中频强振幅中高连续的反射。根据宏观地震相的差异，最大波谷振幅属性能够反映明下段各沉积期平面砂体展布形态及变化规律。
3.1.3 明下段储层叠置样式差异特征钻井资料证实，构造区明下段砂岩百分含量为40.0%~60.0%（图 4），属极富砂型浅水三角洲沉积。砂岩岩性以灰色、灰黑色细粉砂-中细砂岩为主，分选较好，磨圆为次棱-次圆状，发育交错层理、水平层理等，单层厚度在5.0~15.0 m，最大厚度25.0 m。泥岩单层厚度一般小于10.0 m，最大厚度20.0 m。明下期古生物孢粉组合以发育“粗肋孢属-伏平粉属-枫香粉属组合”为特征，发育呈棕红色-灰绿色浅水三角洲-滨浅湖支流间湾泥岩，反映了亚热带气候半氧化-半还原的极浅水沉积环境。
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| 图4 构造区明化镇组储盖组合对比图 Fig. 4 Reservoir and seal assemblage comparison in the Minghuazhen Formation |
根据明下期基准面旋回变化差异，明下段各沉积期储层发育规律及砂体叠置方式存在以下特征：（1）明下段下部处于高水位沉积期，发育水下分流河道砂体，在平面上以“孤立分支状”展布。钻井揭示岩性组合呈厚泥夹薄砂的沉积序列，砂岩百分含量22.6%~35.0%，单层砂岩厚度在0.5~5.5 m，泥岩质纯呈浅灰色灰绿色，单层最大厚度27.0 m，砂体彼此连通性差，单一水道宽度在50~200 m（图 5a）。（2）明下段中部基准面逐渐开始下降，三角洲向湖推进距离增加，水下分流河道砂体可推进至盆地中心位置。由于基准面下降，水体较浅，可容纳空间减小，河道频繁摆动互相切叠，发育以相互切割的“拼合板状”水下分流河道储层为主，砂岩百分含量可达50.0%~65.0%。单层砂体厚度可达40.0 m，砂体彼此联通性好，平面展布稳定（图 5b）。（3）明下段上部基准面开始缓慢上升，受湖浪频繁改造作用影响，先期沉积的水下分流河道、河口坝沉积易发生弱席状片状化，砂岩厚度普遍较薄，砂岩百分含量34.6%~45.0%，单层砂岩最大厚度在15.0 m。席状砂特征明显（图 5c）。
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| 图5 基准面旋回控制下的砂体叠置样式 Fig. 5 Sandstone stacking styles controlled by datum level change |
前已述及，构造区由南向北断裂活动性质由偏压扭性逐渐转变为偏张性的应力背景。构造南块更靠近右旋走滑断裂转折端，受基底硬质潜山面限制影响，其调节断层具有一定的压扭性，不利于油气的垂向运移。而构造北块处于应力场释放区，发育“顺向阶梯式”断层组合，断裂在平面上呈撒开“羽状”的组合样式，具有断层密度大、断面产状陡、断距大的特征，有利于油气的运移和分配。构造中块的“马尾式”断裂组合油气运移能力介于南北块之间。
3.2.2 断裂活动持续时间影响油气富集程度断层活动持续时间的差异控制和影响油气富集层位和富集程度差异。与南部断层相比，北部断层晚期活动强烈且活动持续时间长, 强烈活动造成油气可以运移到更浅层，较长的持续时间使得油气充注量更大。
3.2.3 断砂耦合面积影响油气充注能力运移断层与储层耦合接触面积影响着油气的充注能力及油气的富集程度。北块具有地层砂岩百分含量高，单层厚度大，联通性好的特点，断砂接触面积大于南块，油气充注能力更强。而构造南块靠近洼陷沉积中心，砂岩百分含量相对较低，单层砂体厚度薄，断砂接触面积小，断砂耦合面积差异是造成南北块油藏规模差异的重要原因之一。
3.3 油气差异成藏特征综合研究区不同构造位置断裂组合模式、断裂活动强度以及储层条件的差异，导致构造区由南而北各块油气差异成藏特征明显。构造区已钻井揭示的南向北油藏剖面图（图 6）直观地反映了构造区油气南北差异成藏规律，表现为油气成藏层位具有由南向北逐渐抬高的趋势，油层厚度、油藏幅度由南向北逐渐增大的特征（图 7）。
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| 图6 构造区由南向北油气成藏剖面模式图 Fig. 6 Hydrocarbon accumulation section from south to north |
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| 图7 构造区油层厚度与油藏幅度统计直方图 Fig. 7 Reservoir thickness and reservoir amplitude histogram |
（1）庙西北洼边界断裂由南向北具有“座椅式”、“马尾式”和“阶梯式”断裂组合样式，次级调节断裂组合样式、活动性及活动强度影响和控制着油气的运移汇聚能力。
（2）受断裂活动强度、微古地貌形态、湖平面升降旋回变化以及物源供给方向等因素共同控制着储层空间展布。
（3）综合断裂活动性质、强度、持续时间以及断砂耦合接触面积配置差异，最终导致构造北块油气富集丰度、强度最高，中块次之，南块最差。
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