渤海海域郯庐断裂带油气藏特征.pdf

石油 天然气学报2 0 1 2 年 2 月第 3 4 卷第 2 期 J o ur na l o f Oi l an d Ga s Te c hn o l o g y Fe b ． 2 0 1 2 Vo 1 ． 3 4 No ． 2 渤海海域郯庐 断裂带油气藏 特征 王根 照 ，彭文绪 ，孑 『J 1 和风 中 海石油 中国有限公司天津分公司勘探开发研究院， 天津3 0 0 4 5 2 [ 摘要]渤 海海域 已发现 5 o多个 油气田大部 分位 于郯庐 主干 断裂 的附近 ，表 明渤 海海域 的郯庐 断裂带是 油气富集 区。渤海海域 郯庐断 裂 的走滑特 征和 水平 位移距 离具 有很 好 时空变化 性，在平 面上 南北分 段、 东西分支 ，位移相互交替 变化，纵 向上走滑断层 的水平 位移 量是 随地层年 代 的变新 而减小 。通过 目前渤 海海域 已发现 的油气田，叙述 了海域郯庐 断裂 带油气藏 的分布 与 富集特征， 由于郯庐 断裂在渤 海海域 南 北和东西方 向上 的差异 活动造 成 了南北 分段 、东 西分 带的油 气聚集特 点；渤海海 域晚期 断裂 的强烈活 动 造成 了烃类 的快速 与充分 排 出，这 种 由断层活动 引导 的 “ 进发” 式排烃是海域 油气富集 的主要原 因。 [ 关键词] 郯庐 断裂 ；走滑断层 ；输导 系统 ；油 气富集 [ 中图分类 号]TE l 2 2 ． 1 [ 文献标 识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 2 0 2 0 1 6 1 一O 5 渤海 海域 是我 国近海最 大 的产 油 区 。在 渤海 海域 经 过 4 5年 的油气 勘 探 实践 后 ，越 来 越 多 的证 据显 示该地 区油气富集与郯庐断裂密切相关 。统计分析表明，渤海海域探明石油地质储量的 5 8 ． 9 和探 明 天 然气 地质 储 量 的 6 9 都 处 于郯庐 断 裂 带 内 ；特别 是 近 5年 来 的勘 探 实践 在 郯 庐 断裂 带 内发 现 了一 系 列 的优质 大 中型 油气 田 ，如锦 州 2 5 1油 田 、金 县 1 1油 田 、渤 中 2 8 一 渤 中 3 4油 田群 、垦利 1 O 一 】油 田等 ， 其 发 现储 量 的 7 8 都在 郯庐 断裂 带口 ] ，这 也 进 一 步揭 示 了渤 海海 域 的 郯庐 断 裂 带是 油 气 富集 的有 利 地 区。然而 ，郯庐断裂带从南至北贯穿了整个渤海海域 ，不 同地 区具有不 同的表现形式 ，形成 了复杂的石 油地质条件 ，总结渤海海域郯庐断裂带的展布、活动及油气藏特征对深化郯庐断裂带油气勘探具有重要 意 艾。 1 渤海海域郯庐断 裂带的主 要特征 郯庐 断 裂是 中国东部 一条 重要 的区域 性大 断裂 ，该 断裂 南起 湖北 的黄梅 ，近北北 东 向展 布 ，穿越 安 徽 、 山东 、渤海 、东 北 地 区和俄 罗斯 东部 而人 鄂霍 次克 海 ，全长 约 3 5 0 0 k ml_ 2 ] 。 在渤海海域 ，郯庐断裂 由青东凹陷进入海域 ，穿过莱洲湾 、庙西 、黄河 口、渤中、辽东湾等凹陷进 入陆地辽河油 田，总长约 5 0 0 k m，总体呈J L J I 东 向展布 图 1 。在新生代构造层，郯庐断裂并不表现 为 只一 条断 层 ，往往 是 由 2 ～3 条 近乎 平 行或 以小 角度 相交 的分 支断 裂组 成 ，这 种 断裂 带 的宽度 约 3 0 ～ 6 0 k m，这 些 分支 断裂 一般 都 断穿基 底 ，有 以下 几方 面 的特征 。 1 ． 1 郯庐 断 裂带 的走 滑特 征 在很 多 公 开发表 的文章 中 已论述 了郯 庐 断裂 的走 滑特性 口 ] ，渤海海 域 也 不例 外【 一 ，图 2是 过 辽 中 凹陷 的一条 地 震测 线 ，从 图 2中可 以看 出 ，新生 代删 陷 的 中央有一 条近 乎直立 的断层 ，具 明显 的垂 直升 降运动特点 ，它与侧翼 的断层组成花状构造 ，而且该直立断层两盘的地层厚度相差较大，说明它在水平 方 向上发 生 了位移 ，这 是 渤海海 域 比较 典 型的走 滑 断层特 征 ，不仅 在辽 东湾地 区存 在 ，其他 地 区 ，如 渤 东 、庙 西 、莱 洲湾 凹陷等均 发育 。 关于海域走滑断层的水平位移量，有人推算为数百公里_ 2 ] ，有人计算是几到几十公 里【 。 ；实际 上 ，郯庐断裂的水平位移量是随它所处位置和地层年代的变化而变化的。为此，笔者运用地震沿层切片 [ 收稿 日期]2 0 1 2一O 1 0 3 [ 作者简介]王根照 1 9 5 6 一 ，男 ，1 9 8 0年江汉石油地质学校毕业 ，教授级高级工程师，现主要从事渤海油田石油地质勘探研究工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 * 石油天然气地质 2 O 1 2年 2月 对 j x1 1油 田附 近 的东 营组 和 馆 陶组 进 行 了 水平位移推算 ，结果表明，东营组三段水平 位 移 约 6 k in， 馆 陶 组 底 界 相 对 平 移 了 3 ． 5 k in。这 表 明 ，在 相 同的 位 置 ，走 滑 断层 的水 平位 移 量 是 随 地 层 年 代 的变 新 而 减 小 。 同样 ，由 于平 面上 所 处 断 裂 带 的位 置 不 同 ， 断层活 动强 度不 一 ，也 必将 出现 位 移距 离 的 不 同。 1 ． 2 郯庐 断裂 带的 平面展 布特 征 1 ． 2 ． 1 南 北 向分段 由于 受北 西 方 向 基 底 断 裂 即秦 皇 岛 一 旅顺 和 张 家 口一 蓬 莱 这 两 条 断 裂 的 影 响 ， 渤海 海域 的 郯 庐 断 裂 可 分 为南 、中 、北 共 3 段 图 1 。这 种分段 性在 不 同的部 位具 有 各 自的特点 。 南段 主 要 指 渤 南 低 凸起 以 南 的 海 域 部 分 ，其 中包 括黄 河 口、莱 洲湾 、庙西 凹陷 和 渤 南 凸起 、莱北低 凸起 等 见 图 1 。该 段 的 主要特 点是 ① 存在 2条 近平 行 的主走 滑 断 裂 ，走 向为北北 东 向 ，即被称 为 莱 西 和莱 东 走滑断层 ，它们构成了莱洲湾凹陷的东界和 西界 ；② 晚期 的东 西 向断 裂 与走 滑 断 裂 近乎 成垂 直相 交 ；③ 该 区走 滑 断 裂 的 特 征 明显 ， 直立 断层 和花 状构 造 是该 区走 滑 活动 的显著 特征 图 2 。 中段 主要 指 渤 南 低 凸 起 以 北 至 旅 大 2 2区反 转 构 造 带 或 辽 东 凸 起 以 南 的范 围 ，包括 渤 中 凹 陷东部 、渤东 凹陷和渤东 低 凸起 图 1 。该 区主要 反 映 了郯庐 断 裂 在 海域 的 转 换 部位 ，它 具 有 以下 几 方 面 的特 点 ① 基底 断裂 交错 ，有 北 东走 向 、北 北 东走 向以及 近南 北 走 向 的 基底 断层 相 互 交叉 ，与南 段 的北北 东 和 北段 的近北 东方 向基 底 断 层有 着 明 显 图 1 渤海 海 域 郯 庐 断裂 带分 布 图 图 2过辽 中凹陷的走滑断裂地震剖面 的不 协 调 ；② 晚期 断裂 活动 强烈 ，与其 他 地 区相 比，该 区晚 期 断 裂 特别 发 育 ，不 仅 断 层 数 量 多 、倾 角 陡 ，而 且大 多数 断层不 与基 底断 裂相 连 ；③该 区除 渤东 凹陷外 ，晚期走 滑断 裂作用 不 明显 ，以张扭 为 主 要 特征 。 北段 主要 指旅大 2 2区反转 构造 带 以北至 下辽 河油 田的 中央 凸起 以南 的海 域 部 分 ，它包 括 辽 中、辽 东和 部分 辽西 凹陷 ，以及 辽东 凸起 、辽西 低 凸起 。该段 的主要 特 点是 ①基 底 断 裂 以 2 ～3条 近北 东 向 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4卷第 2期 王根照等 渤海海域郯庐 断裂 带油气藏特征 展 布为 主 ，它 们 之 间 近 乎 成平 行 或 小 角度 相 交 ；② 穿越 辽 中凹 陷 的东 部 断 裂 在 中一 晚 期 渐 新 世一 上 新 世 活 动 较 为强 烈 ，而 西 部 即 辽 西 低 凸 起 以 西 则 晚期 断 裂 活动 弱 ；③东 部 断 裂 带 的 走 滑 特 征 明 显 ，直 立 断层 和 花 状 构 造 广 泛发 育 。 1 ． 2 ． 2东西 向分 支 前 已叙 述 ，郯 庐 断 裂 在 海域 的新 生代 往 往 表 现 为 2 ～ 3条 近 乎 平 行 的 断 裂 ，一 般 ，将 位 于 东 边 的 图 3过辽西和辽 中凹陷的北西- 东南向地震剖面 断裂称之为郯庐 断裂东支 由北 向南穿过辽中凹陷，经 I D2 7 2油田、P L 1 9 - 3油 田、庙西凹陷，进入山 东 省 的断 裂 ，位 于西边 的称之 为西 支断 裂 图 1 、图 3 。 东 、西支 断裂 表现 出 明显不 同的特 征 。在辽 东湾 地 区东支 断裂 的倾 角陡 峭 ，断穿层 位浅 、花状 构造 特 征 明显 ；而 西支 断裂 的倾 角缓 ，大部分 地 区表 现为 伸展 断层 ，无 明显 的花状 构造 特征 。图 3是一 条北 西一 南东 向横切辽西和辽 中凹陷的地震剖面，从 图 3可以看到，尽管两者均是单断箕状 凹陷，但断裂的 表现形式和组合方式不 同；东支的走滑断层特征明显 断层倾角陡、负花状构造 ；西支断层倾角缓 ，没 有 花状 构 造特 征 。 2 渤 海海域郯庐断裂的油气藏分布特征 渤海海域郯庐断裂带在时空上 的分布、走滑活动期等的差异对油气聚集有显著影响口 。 ’ ” ] 。渤海东 部 目前 已发 现 的油气 田主 要集 中在 郯 庐 主 断裂 上 ，而 且 在含 油气 层 位 和 油 品性 质 上 具 有 明显 的南 北 分 块 、东西 分带 特 点 见 图 1 。 2 ． 1 南 北分 块 渤海海域郯庐断裂分段性导致 了沿断裂带油气聚集层位上的差异 ，南 、中、北不同块体的含油气层 位特 点 不 同 。 南块的渤南地区油气聚集成藏 的最大特点是新近系为主要含油层系。 目前已发现油田 1 7个 ，探明 总储量约 8 1 0 t ，其中 8 O ％的储量产 自新近系 。从平面分布特征看 ，凸起 区是以新近系油藏为主，潜 山为辅 ，典 型 的油 田有 P L 1 9 - 3油 田和 B Z 2 6 2油 田 。凹 陷 区和 陡坡 带普 遍 存 在 古 近 系 、新 近 系复 式 含 油 的特 征 ，如黄 河 口凹陷 的 B Z 2 8 3 4油 田群 和莱 洲湾 凹 陷的 KL 1 0 1油 田 ，都 是深 、浅 层 都较 为 富集 的 亿 吨级 油 田。 中块 的渤东 地 区 已发 现 2个 油 田和 9个含 油气 构造 ，该 区以复式 聚油 为主要 特 征 ，即古 近系 、新近 系 和潜 山均 能成 藏 。例 如 L D2 7 2油 田和 P L 9 1含 油 构 造 。其 中 L D 2 7 2油 田是 一代 表 性 的 油 田 ，它位 于郯庐断裂的转换带上 ，是一个在新生代反转构造背景上形成的断裂背斜 ，良好 的构造条件为油气富集 创造 了条件 ，其含油层为新近系 的明化镇组、馆陶组和古近系的东 营组 图 4 。从 图 4中可 以看 出， 该油 田的 晚期断 层 比较发 育 ，断穿 的层位 浅 ，大部 分直 至海 底 ，而且倾 角 比较 陡 ；其 原油 密度 由下 至上 变稠 ，其 中明化 镇组 的原 油 密度 达到 0 ． 9 9 g ／ c m。 。 北块 的辽东 湾地 区郯 庐 断裂带 共有 1 1个 油 田和 1 9个含 油气 构造 ，是 渤海有 利 的油气 聚集 区 。而该 区油气成藏的最大特点是下组合含油气 ，即古近系和潜山。比较有代表性的油 田如 S Z 3 6 1 油 田和 J Z 2 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然 气学报 * 石油天然 气地质 2 0 1 2年 2月 1 S油 田 。S Z 3 6 1油 田是 古 近 系东 营组油 藏 ，探 明储 量 近 3 1 0 m J Z 2 5 1 S油 田 ’ 为古 近 系沙河 街和 潜 山油 气 藏 ，探 明储 量 油 当 量 超 亿方 。在北段 ，新近系地层 仅 在局部 地 区成藏 。 从油 气性 质上 看 ，该 区 2 的南 北也 有所 差异 ；北 面油 质 轻 ，且 富 天 然 气， 如 J Z 2 0 - 2气 田，原 油 密 度 为 o ． 8 8 g ／ c m。 ，其 中 天 然 气 占 3 总 探 明 储 量 折 算 成 油 当 量 的 6 4 。而 南 区 的 油 质 重 ，几 乎 不 存 在 天 然 气 藏 ，如 S Z 3 6 - 1油 田，为 重 质 油油 田，原 油密 度 最 高达 到 0 ． 9 6 ～0 ． 9 8 g ／ c m。 。 2 ． 2东西分 带 图 4 LD2 7 - 2油 田 油藏 剖 面 图 东带 主要 指海 域盆 地东缘 至 郯庐 断裂东 支 附近所 包 围的 区域 ，西 带则 是东 支 以西 约 4 0 k m 左右 的 范 围。它们 在 含油气 性 质上有 一定 的差 异 。东带 以重 质油 油 田为 主 。 目前 东 带 已发现 的 7 个 油气 田 中，6 个为重质油油田，只有辽东湾北部的 J z 2 ] 一 1油藏为中质油气藏 ；其中，重质油 占储量 的 9 5 。该带 目 前 尚未 找到 天然气 田。 西 带 以轻质油 气 田为 主 。 目前西带 共 有 1 9个 油气 田 ，其 中 1 个 气 田 ，1 4个 轻 、 中质 油气 田 ，4个 重 质油 油 田 ，重质 油 油 田只 占西 带油 田总 数 的 1 ／ 5 左 右 。气 田位 于 西带 的辽 东湾 北部 ，即 J Z 2 O 一 2 气 田 ； 轻 质油气 田主要分 布 在西带 的南 北两 头 ，即辽东 湾北 部和 渤 中 、渤 东 凹陷以南 ；重 质油 油 田主要分 布 在 西 带 的辽东 湾 中南 部 ，如 S Z 3 6 1油 田、L D 1 0 1油 田 、L D 5 2油 田 。 3 郯庐断裂对海域油气成藏的控制作用 郯庐断裂对油气成藏的控制作用是多方面的l 1 ，其中包括烃源岩 的发育 、分布及演化 ，储集系 统 及盖层 的 发育 ，大 型构造 带 和局部 圈 闭的形成 。如 前文 所述 ，渤海 海域 的油 气 富集 与郯庐 断裂分 段性 具 有密切 的相 关性 ，包 括 控制 了 凹陷和烃 源岩 的分 布 ，形成 了 良好 的区域储 盖组 合和 多种类 型 的圈 闭 等 ，而其 中 ，在强 烈 的新构造 运 动作用 下 ，郯庐 断裂 带 内的晚期 快 速和充 分排 烃是 导致 渤海海 域油 气 富 集 的主要 原 因 。 烃源岩的烃类排出效率与多种因素有关 ，断裂活动对烃类排 出具有促进作用，即在同等条件下 ，断 裂越发育 裂缝亦发育 、活动越频繁 ，排烃效率就越高、越充分。黄河 口凹陷及邻 区利用已钻井资料 做了可溶有机质 “ A”与有机碳 比值随深度变化的分析 ，结果表明，断裂发育带及 附近的比值远低于其 他 地 区 ，说 明 了该 区域 的排 烃效 率高 。根据 郯庐 断裂 带 的活动 特征 ，走滑 带油 气输 导体 系主要 有走 滑 调 节 型 和纵 向贯通 型两类 输导 系统 。 走 滑调 节型输 导 系统是 走滑 活动以 渐新 世 为主 、晚期 较弱 的背 景下 ，受走 滑拉 张应 力分 量下 形成 的 调节断层 。此类输导系统主要发育在北段辽东湾地区，如金县地区，J Xl 一 1油 田受右行力偶扭动作用的 影响较大，发育一系列南倾近 Ew 向的调节断层组合 ，这些断层 发育于古近纪末期 ，并且与主要生油 层 系 沙三 段 沟 通 ，深 部 油 气 通 过 这 些 调 节 断 层 可 以通 畅地 运 移 至 沙 河 街 组 、东 营 组 圈 闭 内聚 集 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4卷第 2 期 王根照 等 渤海海域郯庐断裂带油气藏 特征 成 藏 。 纵 向贯通 型 系统是 走 滑活 动长 期持 续 活动 ，多期 断 裂在 纵 向上构 成 了通 畅 的断层 网络 ，深部 烃源 岩 生 成 的油 气通 过纵 向长期 活动 的 断层 系统 能快速 运 移 ，在储 盖组合 好 的情况 下 富集成 藏 ，此类输 导 系统 主要 发育 在 中段 和南段 走 滑断 裂带 。在 南段 渤南 地 区晚期 走 滑活 动强 烈 ，特 别是 进入 新近 系后 ，受右 旋 走 滑 活动 的影 响 ，断 裂活 动频 繁 ，形成 了大量 的 NNE和近 E W 向伸 展断层 ；而此 时 正是 油气 排 聚 的主 要 时 期 ，烃类 物 质 由贯 通 型输 导 系统 向浅层 储集 层 和 圈闭 中运移 ，形 成渤南 地 区浅层新 近 系富集 的成 藏 特 征 。位 于南 段 的黄河 口凹陷 面积 约为 3 0 0 0 k m。 ；郯庐 断裂 的西支 穿过 该 凹陷 中心 ，晚期 断裂活 动 比较 强 烈 。到 目前 为 止 ，该 区 已发 现 地 质储 量 约 61 0 。 m。 ，其 中探 明储 量 过 4 1 0 m。 ，且 据 最 新 研 究 表 明 ，该 凹陷 的潜在 资 源量 还很 大 ，预计 达 到 3 1 0 m。以上 。可 以说 ，在 渤海 湾 盆地 中 ，黄 河 口凹陷 的 面积 并不 算大 ，但 油气 资 源非 常 丰富 ，这 除 了与烃 源岩 等 因素有一 定 的关 系外 ，郯庐 断裂 活动促 进 油气 成 藏 起着 重要 的作 用 。 4结 论 1 郯庐 走滑 断裂 在 渤海海 域呈 南 、中 、北 等 3段 ，每段 在平 面上 大多 分为 东 、西 两 支 ，由 2 ～3条 主要 断裂 带组 成 。走 滑活 动主要 有 渐新 世 和 上新 世一 第 四纪 两个 走 滑 活动 期 ，在 北 段 走 滑活 动 期 以渐 新 世为主 ，南段渐新世和上新世一 第四纪两期走滑活动都较为活跃。中段介 于南段和北段之间，呈持续活 动特 征 。 2 海域郯庐断裂带在油气聚集层位和油气 田性质上同样具有南北分块、东西分带的特征 ，南段凸 起 区油气 新近 系 富集 、凹陷 区为复 式成 藏 ， 中段 为 复式成 藏 特征 ，北段 油气 以古 近 系和潜 山油藏 为 主 。 3 郯庐走滑断裂的活动差异性形成 了走滑调节型和纵 向贯通型两类输导系统 。郯庐断裂控制下的 快 速 与充 分排 烃是 导致 渤 海海域 油 气 富集 的主要 原 因 。 [ 参考文献] [ 1 ]龚再 升，蔡东 升，张功成 ．郯庐 断裂对渤海海域东部油气成藏 的控制作用 [ J ] ． 石油学报 ，2 0 0 7 ，2 8 4 1 ～1 o ． E 2 3吴根耀 ，梁兴 ，陈焕疆 ．试论郯城庐江 断裂带 的形成 、演化及其性质[ J ]．地 质科学 ，2 0 0 7 ，4 2 1 1 6 O ～I 7 5 ． ． [- 3 3徐嘉炜 ．论走 滑断层作用 的几个 主要 问题I- J ]．地 学前缘 ，1 9 9 5 ，2 1 ～2 1 2 5 ～1 3 6 ． [ 4 ]朱光 ，刘 国生，牛漫兰，等 ．郯庐 断裂带 的平移运动与成 因 [ J ]．地质通 报，2 0 0 3 ，2 2 3 2 0 0 2 0 7 ． E 5 3程捷 ，万天 峰 ．郯庐 断裂带在新生代 的演化E J ] ． 地 质科技 情报 ，1 9 9 6 ，1 5 3 3 5 4 1 ． E 6 3蔡东 升，罗毓辉 ，姚 长华 ．渤海莱洲湾走 滑拉分 凹陷的构造研究及其石油勘探意义 E J 3．石油学报 ，2 0 0 1 ，2 2 2 1 9 ～2 5 ． [ 7 2余朝华 ，韩 清华 ，董 冬冬 ，等 ．莱洲湾地 区郯庐 断裂 中段新生代右行走滑位移量的估算 [ J ]．天然气地质学 ，2 0 0 8 ，1 9 1 6 2 ～ 6 9 ． [ 8 2漆家福 ，邓荣 敬、周 心怀 ，等 ．渤海海域新生 代盆地 中的郯庐 断 裂带构 造 E J ]．中 国科 学 D辑 地球科 学 ，2 0 0 8 ，3 8 增 刊 I 1 9 ～ 2 9 ． [ 9 ]彭文绪 ，史浩 ，孙 和风，等 ．郯庐走滑断层右旋走滑 的地震切 片证据 E J ]．石油地球物理勘探 ，2 0 0 9 ，4 4 6 7 5 5 7 6 0 ． [ 1 0 3邓运华 ．郯庐 断裂带新构造运 动对渤海东部油气 聚集 的控制作用 E J 3．中国海上油气 地质 ，2 0 0 1 ，1 5 5 3 0 1 ～3 0 5 ． [ 1 】 ]严俊君 ，马前 贵 ．渤海海域 的郯庐扭 断裂及含油气盆地 的发育 E J ]．地球科学 中国地质大学学报 ，1 9 9 2 ，1 7 1 3 1 ～3 7 ． E 1 2 3 张云银 ．郯庐 断裂 的含 油气性研究 E J 3．石油 实验地 质 ，2 0 0 3 ，2 5 1 2 8 3 2 ． [ 编辑] 宋换新 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m