油气勘探实践表明，含油气盆地中油气分布与断裂关系密切，尤其是在剖面上呈花状或似花状，在平面上呈密集带分布的断裂及附近油气更为富集，已成为下生上储式生储盖组合中油气勘探的重要领域。能否正确认识油气在断裂密集带及附近富集的控制因素应是含油气盆地下生上储式生储盖组合油气勘探的关键。关于断裂密集带及对油气成藏与分布的控制作用，有学者曾做过一些研究和探讨，其主要是利用三维地震资料研究断裂密集带在剖面和平面上的分布规律^[1-3]，通过盆地深部早期构造和晚期构造活动，结合断裂密集带分布，研究断裂密集带的成因机制^[4-6]。通过断裂密集带及附近已发现油气分布与断裂密集带之间的关系，研究油气在断裂密集带及附近聚集的部位及富集程度^[7-10]。文献[4]、文献[11]和文献[12]通过解剖断裂密集带内部结构，划分类型，并通过断裂密集带类型与油气分布之间的关系进行分析，对不同类型断裂密集带在油气成藏与分布中所起的作用及差异性进行了研究^[13-16]。这些研究成果对正确认识含油气盆地下生上储式断裂密集带及附近油气分布规律起到了重要作用，然而，这些研究中断裂密集带对油气成藏与分布的控制作用的研究均是从不同侧面进行的，对断裂密集带及附近下生上储式油气富集的控制因素目前尚缺少专门研究，这不利于油气勘探的深入。因此，本次研究通过确定边界断裂是否为油源断裂、断裂密集带内部结构类型和边界断裂与盖层的配置关系，结合其与油气分布之间的关系，对断裂密集带及附近下生上储式油气富集控制因素进行分析，以期为正确认识含油气盆地下生上储式生储盖组合油气的分布规律和指导油气勘探提供依据。

所谓断裂密集带是指剖面上呈似地堑、"y"字型、反"y"字型或似花状结构，平面上呈密集带分布的断裂组合，按其内部地层倾向与边界断裂倾向之间的关系，可以分为3种类型：第1种为背形断裂密集带，其内地层倾向与边界断裂倾向相反，整体具有向上凸起的形态特征[图 1(a)]，这种类型的断裂密集带及附近有利于油气聚集成藏；第2种为向形断裂密集带，其内地层倾向与边界断裂倾向一致，且整体具有向下凹陷的形态特征[图 1(b)]，这种类型的断裂密集带及附近不利于油气聚集成藏；第3种为单斜形断裂密集带，其内地层向一个方向倾斜，整体具有单斜形态特征[图 1(c)]，这种类型的断裂密集带及附近不利于油气聚集成藏。

图 1

Fig. 1

下载eps/tif图 图 1 断裂密集带内部结构类型示意图 T1，T2，T3为反射层界面 Fig. 1 Schematic diagram of internal structure types of fault concentrated zones

由文献[4-6]和文献[10]可知，不同含油气盆地的断裂密集带的成因机制可能不尽相同，但主要成因均是受到深部早期构造和晚期构造活动方向不一致的影响，而产生扭动应力场在上覆地层中所形成的。如，松辽盆地三肇凹陷下白垩统泉头组三段、四段的扶杨油层，其发育的北北东向和北西向断裂密集带就是由于深部早期徐西断裂被晚期徐中断裂走滑切割成了南北2段^{[3, 17]}，与坳陷期近东西向主应力场方向之间的夹角为60°，斜拉产生的一系列斜交于基底断裂的小断裂，它们均沿基底断裂分布，形成了北北东向和北西向断裂密集带^{[3, 17]}。除此之外，下伏地层中的火山口分布和构造活动过程中的斜拉调整作用在上覆地层中形成了近南北向的断裂密集带。近东西向断裂密集带是由主方向断裂密集带形成过程中产生差异伸展所形成的^{[3, 17]}。

通过断裂密集带、附近油气藏解剖和油气分布与油气成藏条件之间的关系，可以得到断裂密集带及附近下生上储式油气富集主要受以下3个因素的控制。

通过地震剖面对断裂密集带解剖结果可知，无论断裂密集带内部结构类型如何，其边界断裂发育规模均相对较大。如果边界断裂连接下伏烃源岩和上覆目的储层，且在油气成藏期活动，则为油源断裂，那么，下伏烃源岩生成的油气沿着边界断裂向上覆目的储层运移，使油气在断裂密集带及附近聚集成藏；相反，如果边界断裂不是油源断裂，那么其他油气成藏条件再好，也无油气在断裂密集带及附近聚集或分布。由此看出，边界断裂是否为油源断裂应是断裂密集带及附近油气富集的根本原因。如，松辽盆地北部升西—徐家围子向斜，构造上位于三肇凹陷的中心部位，上白垩统姚家组的葡萄花油层是其主要产油层，目前已找到了大量油藏，油气来自下伏的上白垩统青山口组一段烃源岩^[18-19]，油源断裂是油气向上覆葡萄花油层运移的输导通道。升西—徐家围子向斜葡萄花油层的油源断裂主要是Ⅲ类断裂，因为这类断裂沟通了下伏青一段烃源岩和上覆葡萄花油层，且在油气成藏期——明水组沉积末期^[20-23]活动，而升西—徐家围子向斜葡萄花油层的油源断裂大部分是断裂密集带的边界断裂，只有北部3条断裂密集带的边界断裂不是油源断裂(图 2)。下伏青一段烃源岩生成的油气沿着其边界油源断裂向上覆葡萄花油层运移，受到上覆嫩一段、嫩二段泥岩盖层阻挡后，便在断裂密集带及附近的葡萄花油层的断层圈闭中聚集成藏(图 3)，而升西—徐家围子向斜区北部有3条断裂密集带，其边界断裂不是油源断裂，下伏青一段烃源岩生成的油气不能向上覆断裂密集带及附近的葡萄花油层运移，也就无油气聚集。

图 2

Fig. 2

下载eps/tif图 图 2 升西—徐家围子向斜葡萄花油层典型剖面断裂类型划分 Fig. 2 Fault type division of typical section of Putaohua oil layer in Shengxi-Xujiaweizi synclinal region

图 3

Fig. 3

下载eps/tif图 图 3 升西—徐家围子向斜断裂密集带、油源断裂与油气分布关系 Fig. 3 Relationships among fault concentrated zones, oil-source faults and oil-gas distribution in Shengxi-Xujiaweizi synclinal region

如果断裂密集带内部结构类型不同，其内或附近油气富集程度也不相同。研究区油气主要富集在背形断裂密集带及附近，单斜形和向形断裂密集带及附近油气较少。这是因为下伏烃源岩生成的油气沿边界油源断裂向上覆目的储层运移，受到上覆盖层阻挡后便向断裂密集带及附近发生侧向分流运移，其能否大规模聚集成藏，关键取决于断裂密集带的内部结构类型，如果是背形断裂密集带，其内及附近是油气运移的低势区，有利于油气在背形断裂密集带及附近聚集成藏，油气富集；如果是向形断裂密集带，其内及附近是油气运移的高势区，不利于油气在向形断裂密集带及附近聚集成藏，油气聚集少或没有；单斜形断裂密集带及附近若没有遮挡条件，也不利于油气聚集，油气富集较少。如，渤海湾盆地南堡凹陷中浅层(古近系东营组一段以上地层)油气主要来自下伏古近系沙河街组三段或一段至东三段(东营组)烃源岩，而油源断裂是下伏烃源岩生成油气向上覆中浅层运移的主要通道(图 4)。由三维地震资料解释成果可知，南堡凹陷中浅层发育有大量不同类型断裂，且在平面上呈密集带分布(图 4)，这些断裂密集带内部结构类型主要有2种：一种是背形断裂密集带，数量相对较多，分布在整个凹陷；另一种是向形断裂密集带，数量相对较少，分布在凹陷南部和北部。南堡凹陷中浅层目前已发现的油气主要分布在背形断裂密集带及附近，共发现油藏346个，占总油藏个数的96.6%；少量分布在向形断裂密集带及附近，发现油藏仅10个，占总油藏个数的2.8%。这是因为下伏沙三段或沙一段至东三段烃源岩生成的油气沿着边界油源断裂向中浅层运移，受到盖层阻挡后，便发生侧向分流运移。由于背形断裂密集带及附近是油气运移的低势区，有利于油气在其内聚集成藏，油气富集，而向形断裂密集带及附近则不利于油气在其内聚集成藏，油气不富集。

图 4

Fig. 4

下载eps/tif图 图 4 南堡凹陷中浅层断裂密集带与油气分布关系 Fig. 4 Relationship between oil-gas distribution and middle shallow fault concentrated zones in Nanpu Sag

下伏烃源岩生成的油气沿边界油源断裂向上运移，在断裂密集带及附近的聚集层位受边界断裂与盖层之间配置关系(因为边界断裂规模大，对盖层破坏作用最大)的控制，如果盖层封闭，那么边界断裂不是油气运移的输导通道，油气不能穿过盖层，只能在其下聚集成藏；反之，油气可穿过盖层在其上下聚集成藏。如，上述渤海湾盆地南堡凹陷中浅层油气主要分布在断裂密集带及附近(图 4)，下伏的沙三段或沙一段至东三段烃源岩生成的油气沿着边界油源断裂向上覆的中浅层运移，受到东二段泥岩盖层和馆三段火山岩盖层的阻挡，在南堡5号构造B2—B4井剖面断裂密集带中的2条边界油源断裂处，东二段泥岩盖层断接厚度分别为249.3 m和178.2 m[图 5(a)]，大于其封闭油气所需的最小断接厚度(120~140 m^[24])，那么沿这2条边界油源断裂向上运移的油气则不能穿过东二段泥岩盖层，油气只能在断裂密集带及附近的东二段泥岩盖层之下的东二段和东三段聚集成藏[图 5(a)]。在南堡1号构造东NP1-5—NP1-7井剖面断裂密集带中的2条边界油源断裂处，东二段泥岩盖层断接厚度分别为58.9 m和73.8 m[图 5(b)]，小于其封闭油气所需的最小断接厚度(120~140 m^[24])，那么沿这2条边界油源断裂向上运移的油气将穿过东二段泥岩盖层向上运移，进入东一段储层中，但由于这2条边界油源断裂处的馆三段火山岩盖层断接厚度分别为240.0 m和213.3 m[图 5(b)]，大于其封闭油气所需的最小断接厚度(179 m)，那么沿边界油源断裂向上运移的油气不能穿过馆三段火山岩盖层，油气只能在断裂密集带及附近的馆三段火山岩盖层之下的东一段聚集成藏[图 5(b)]。在南堡1号构造主体部位的NP1-1—NP1-2井剖面的2条边界油源断裂处，东二段泥岩盖层分别为76.3 m和58.4 m[图 5(c)]，馆三段火山岩盖层断接厚度分别为123.5 m和113.3 m[图 5(c)]，均小于其封闭油气所需的最小断接厚度，那么沿边界油源断裂向上运移的油气均可以穿过东二段泥岩盖层和馆三段火山岩盖层，油气可以在断裂密集带附近的东二段泥岩盖层和馆三段火山岩盖层上下聚集成藏[图 5(c)]。

图 5

Fig. 5

下载eps/tif图 图 5 南堡凹陷边界断裂与盖层配置关系和断裂密集带及附近油气聚集层位之间的关系 Fig. 5 Relationship between boundary fault and caprock, and relationship between fault concentrated zones and hydrocarbon accumulation layers in Nanpu Sag

(1) 断裂密集带内部结构可分为背形、向形和单斜形3种类型，它们均是深部早期构造与晚期构造活动方向不一致产生的扭动应力场作用的结果。

(2) 断裂密集带及附近下生上储式油气富集主要受3个因素的控制：①断裂密集带及附近油气是否聚集受控于边界断裂是否为油源断裂，如果边界断裂为油源断裂，断裂密集带及附近油气聚集，否则无油气聚集；②断裂密集带及附近油气的富集程度受控于断裂密集带内部结构类型，背形断裂密集带及附近油气聚集，单斜形和向形断裂密集带及附近油气较少；③断裂密集带及附近油气的聚集层位受控于边界断裂与盖层之间的配置关系，盖层断接厚度大于或等于其封闭油气所需的最小断接厚度，油气只能在断裂密集带及附近盖层之下聚集成藏，否则油气在断裂密集带及附近盖层上下聚集成藏。