济阳坳陷构造演化对断块型潜山的形成及油气成藏的影响

渤海湾叠合盆地各构造作用之间普遍存在的沉积间断为潜山的大规模发育创造了有利的条件,位于渤海湾东南部的济阳坳陷发育了大量的断块型潜山。断块型潜山的形成与济阳坳陷的构造演化密切相关．古生代的构造演化为潜山的形成奠定了基础,印支期的构造运动是潜山形成的重要条件,燕山期的断块作用使断块型潜山初具雏形,新生代是断块型潜山形成的重要时期。按照断块型潜山发育的构造位置不同可分为断阶断块型、断脊断块型和残丘断块型3种类型。济阳坳陷的构造演化特征决定了潜山油气的类型、储集条件及油气田形成的规模。     

济阳坳陷构造演化特征

盆地的形成和演化与板块运动有密不可分的关系，可以说中国陆相盆地的形成和演化是古生代以来板块运动的必然产物。济阳坳陷属于渤海湾盆地的一部分，所以研究其演化特征必须要了解渤海湾盆地的形成。济阳坳陷所处的区域在不同时代有不同的特征。古生代华北板块总体上以升降运动为主，但由于北缘长期处于活动大陆边缘状态，东南缘又经历了多阶段的板块构造演化，其开合作用造成了华北内部地壳较弱的挤压变形；中生代的裂前拱起和初始断陷阶段，济阳坳陷已初具雏形；新生代是济阳坳陷的强烈构造运动阶段，此时板块运动形成了盆地大体框架后，经过地幔波状运动的内部改造便形成了当今四凹六凸“北断南超”的箕状断陷盆地。     

济阳坳陷构造演化及其大地构造意义

济阳坳陷由负反转盆地、右旋扭张盆地及主动裂谷三个原型叠加而成,并在中、新生代经历了四个演化阶段,三叠纪为板内造山作用阶段,济阳坳陷曾为五条ＮＷ向的以逆冲断层为主的压性构造带占据,早－中侏罗世造山作用结束;晚侏罗世－早始新世为负反转盆地阶段,三叠纪ＮＷ向逆冲断层发生反向伸展;中始新世－渐新世为右旋扭张盆地阶段,ＮＥ,ＥＮＥ向扭张断裂发育,并进而成盆接受沉积,ＮＷ和断裂反向伸展活动受到抑制而渐趋消亡;中新世－全新世为主动裂谷阶段,“拗陷运动”取代“断陷运动”。济阳坳陷构造演化的阶段特征表明了郯庐断裂中、新生代的剪切运动史,即三叠纪右旋剪切,晚侏罗世－早始新世左旋剪切．中始新世－渐新世右旋剪切,中新世－全新世作弱右旋压剪。     

渤海湾盆地济阳坳陷断裂变形带微观特征

正变形带是指发育在高孔隙岩石中,在局部压实、膨胀或剪切的作用下,由颗粒滑动、旋转以及破碎形成的带状亚地震构造(Haakon Fossen et al.,2007;刘志达等,2017;王海学等,2018)。变形带广泛发育在砂岩储层中,是诱导裂缝带的重要构造类型之一。区别于裂缝,变形带对储层的改造作用较复杂,主要受控于变形带类型及其变形机制。     

雷东坳陷的构造特征与构造演化

本文通过以多道地震为主的综合地球物理资料分析，将南海北部陆架上的雷东坳陷划分为四个凹陷和三个凸起，就其地层的沉积特征、重磁场特征、断层发育情况讨论了各构造单元的构造特征及构造演化。     

渤海湾盆地济阳坳陷潜山油藏分布规律及控制因素

济阳坳陷潜山油藏类型复杂,构造裂缝是油藏的主要储集空间。济阳坳陷潜山储层的分布主要受控于盆地的形成过程,构造运动是控制潜山分布的最主要的因素。潜山储层非均质性强,且不同潜山的储层性质存在较大差异。济阳坳陷潜山油藏的开发特征复杂,稳产阶段短、产能差异大、含水上升快。中生代及以前形成的古地貌早隆潜山是济阳坳陷最有利的潜山油藏勘探目标。      

临清坳陷东部中,新生代构造演化特征

临清坳陷东部是一个中，新生代断陷。早三叠世该区为一台坳，晚三叠世褶皱抬升，侏罗纪一早白垩世为ＮＷ走向的拉分盆地，晚白垩世的左旋挤压其再次褶皱，抬升。早第三纪的裂陷作用使其拉张伸展，断块通过水平伸展。差异升降和掀斜运动形成了伸展构造系统，使坳陷最终形成两凹一凸的构造格局和５种结构形式，晚第三纪以后，该区则以整体拗陷为特征。该区中，新生代的构造演化可划分为４个旋回或阶段，即三叠纪的台拗旋回，侏罗－白垩     

济阳坳陷构造特征及形成机制讨论

济阳坳陷总体表现为由多个次一级北断南超的半地堑凹陷组成。坳陷内的凸起构造呈近NE向的排列,单个凸起构造呈东西向展布。东西向构造为东营凹陷的主体构造方向,西部的几个凹陷则为北东向展布,坳陷区内的断裂构造以NE向断层为主。坳陷以伸展构造为主,同时发育有走滑构造和重力滑动构造。盆地演化经历了印支期NE向挤压、中生代中期裂陷、中生代晚期构造抬升、古近纪强烈断陷和新近纪整体坳陷等几个阶段。盆地的最终成型是地幔抬升产生的裂陷和走滑断裂产生的拉分联合作用的结果,来自东南方向的挤压作用是形成区内北断南超半地堑盆地的重要因素。     

渤海湾盆地济阳坳陷热历史及构造—热演化特征

根据镜质组反射率和磷灰石裂变径迹古温标方法模拟的济阳坳陷地温演化情况表明,地温梯度在坳陷的演化过程中是逐渐降低的。在孔店组-沙河街组沉积期间地温梯度是较高的,最高可达5.5～6.0℃/100m,但在此期间地温梯度下降较快,在东营组沉积时期降为3.5～4.5℃/100m;在馆陶组沉积时期地温梯度变化很小,至第三纪末地温梯度已降至目前的3.5℃/100m左右。济阳坳陷的构造沉降特征表现为孔店组至沙四段沉积期间(65～43Ma)的快速构造沉降阶段和沙三段沉积(43Ma)以后的热沉降阶段,盆地的地热史模拟结果和构造沉降所揭示的坳陷演化阶段具有很好的对应关系。坳陷热历史研究为渤海湾盆地的构造-热演化提供了重要的认识。     

渤海湾中部中、新生代构造演化与潜山的形成

渤海湾盆地是华北克拉通东部的晚中—新生代断陷盆地,其东部为西太平洋活动大陆边缘,经历了多期不同性质的构造运动叠加。目前对渤海湾地区中—新生代的构造期次划分及各期次构造运动的应力状态的认识仍存在较大的争议。潜山是盆地沉积之前就已形成的基岩古地貌山,后被新地层覆盖而成,潜山内幕所保留的先存断裂及潜山与上覆盖层之间的接触关系为研究盆地构造运动提供了依据。本文以渤中19-6潜山构造为例,基于三维地震资料的精细解释、结合相干剖面及钻井资料进行系统构造解析,建立渤中19-6潜山构造演化新模型,并探讨了华北克拉通东缘的区域构造演化。研究结果表明:(1)渤中19-6潜山构造西部以一系列S-N向雁列式正断层为界,断层东侧为隆起的渤中19-6潜山构造,西侧为低洼的沙南凹陷。古潜山最早形成于晚三叠世,早白垩世形成如今以S-N向正断层为界的东隆西降的潜山构造格局;(2)渤中19-6潜山构造西部边界S-N向断裂以及上覆地层中存在的E-W向断裂为两侧大型走滑带间雁列式断裂构造,是该潜山构造储层形成的重要控制因素;(3)该潜山受华北板块与扬子板块剪刀式闭合碰撞和古太平洋板块NNW向俯冲的多重影响,中生代以来,共经历了印支早期挤压隆起、印支晚期伸展改造、燕山早期左行压扭改造、燕山中期左行伸展改造、燕山晚期左行压扭改造、喜山期右行伸展埋藏6个阶段的发育演化。     

渤海湾盆地黄骅坳陷古潜山的宏观展布特征与演化过程

古潜山的形成与发育受控于多期构造运动,在不同构造背景下所表现出的结构形态是有规律可循的,呈现出成群、成带分布的现象。本文以黄骅坳陷潜山宏观展布特征为研究重点,利用三维地震资料,解剖潜山结构特征,探讨潜山的演化过程。研究表明,黄骅坳陷古潜山可分为基岩褶皱形成的潜山背斜群、基底断块掀斜作用形成的大型断鼻和盆缘裙边断鼻潜山构造三大类潜山。歧口凹陷内部潜山构造带总体构成"轮毂"式格局,沧东-盐山断陷区潜山带结构整体性强,以大型背斜构造为主。基底逆掩断裂系统复杂化潜山构造带内幕结构,可分为三角逆冲构造、背驮式逆冲构造及双重构造等。三大拆离伸展构造系统控制掀斜断块潜山的分布,形成以断鼻和断垒构造为主的潜山构造群。黄骅坳陷古潜山分为四个主要演化阶段:中元古代至古生代末为潜山内幕地层建造阶段,中生代为潜山内幕构造发育阶段,新生代古近纪为潜山宏观面貌定型阶段,新近纪为潜山深埋阶段。     

济阳坳陷义和庄凸起东部燕山期构造负反转及层序地层样式响应

通过钻井、测井与地震数据,依据不整合面分析、断层活动速率分析与地层的"负向结构"分析,在义和庄凸起东部燕山期内识别出一期发生于中晚侏罗世之交的构造负反转,并据此将义和庄凸起燕山期划分为早期与晚期两个阶段.通过单井与连井层序地层分析,分别建立了燕山早期与晚期的层序地层样式,两者在层序结构及内部沉积充填等方面表现出巨大差异.早期层序地层不具有显著的沉积厚度分异,且格架内部充填河流相沉积;晚期因构造负反转而形成小型拉张断陷盆地,沉积厚度分异明显,内部以扇三角洲沉积充填为主,呈现出对构造负反转的显著响应.燕山期构造-层序地层学的研究可为中国东部其他具有相似构造背景盆地前新生代的油气勘探提供借鉴.     

辽东湾北部潜山走滑转换带特征及其对规模性储层的控制

潜山走滑转换带在渤海海域发育较为广泛,但其发育特征及控储作用研究薄弱。利用钻井、测井、三维地震等各类资料,对辽东湾北部地区构造转换带发育特征、成因机制及其对潜山规模型储层控制作用进行分析。研究认为,燕山末期左旋走滑背景下,辽东湾北部潜山发育多种类型转换带;根据走滑断层的相互作用以及转换带的形态,可以将辽东湾北部潜山转换带分为单支弯曲型和双支叠覆型两种类型;根据局部应力状态可以进一步细分为单支反“S”型、单支“S”型、双支左旋右阶以及双支左旋左阶转换带4个亚类,其中单支反“S”型和双支左旋右阶型转换带属增压型转换带,单支“S”型和双支左旋左阶型转换带属释压型走滑转换带。增压型走滑转换带提供的压扭性动力破碎作用使得潜山发育大规模裂缝型储集层,是潜山规模型储层发育的关键。     

辽东湾北部潜山走滑转换带特征及其对规模性储层的控制

潜山走滑转换带在渤海海域发育较为广泛,但其发育特征及控储作用研究薄弱。利用钻井、测井、三维地震等各类资料,对辽东湾北部地区构造转换带发育特征、成因机制及其对潜山规模型储层控制作用进行分析。研究认为,燕山末期左旋走滑背景下,辽东湾北部潜山发育多种类型转换带;根据走滑断层的相互作用以及转换带的形态,可以将辽东湾北部潜山转换带分为单支弯曲型和双支叠覆型两种类型;根据局部应力状态可以进一步细分为单支反“S”型、单支“S”型、双支左旋右阶以及双支左旋左阶转换带4个亚类,其中单支反“S”型和双支左旋右阶型转换带属增压型转换带,单支“S”型和双支左旋左阶型转换带属释压型走滑转换带。增压型走滑转换带提供的压扭性动力破碎作用使得潜山发育大规模裂缝型储集层,是潜山规模型储层发育的关键。     

渤海湾盆地黄骅坳陷新生代沉降特征

在对渤海湾盆地黄骅坳陷区域构造特征的22条地震剖面解释的基础上,分析了黄骅坳陷沉降特征。通过对黄骅坳陷的9个主要凹陷沉降史的研究表明,黄骅坳陷新生代构造沉降量的时空差异性分布明显。时间上,黄骅坳陷具有"幕式"沉降特征,孔店组沉积期为裂陷Ⅰ幕、沙三段沉积期为裂陷Ⅱ幕、沙一段和沙二段沉积期和东营组沉积期为裂陷Ⅲ幕、馆陶组和明化镇组下段沉积期为热沉降幕、明化镇组上段和第四系的沉积期为加速热沉降幕。不同沉积期盆地沉降在空间分布上,沉降速率上都有明显差异。通过对凹陷尺度单井的埋藏史曲线,构造沉降曲线,基底沉降图和沉降中心迁移图对比分析表明,空间上,黄骅坳陷新生代沉降作用具有明显的迁移规律,总体是自南向北,自西向东迁移,现今的沉降中心位于歧口凹陷海域部分。     

渤海湾盆地济阳坳陷北部石炭系—二叠系残留地层沉积*

渤海湾盆地济阳坳陷北部石炭系—二叠系残留地层为近年来该地区油气勘探的重点领域。为明确古潜山储集层沉积相带与砂体展布规律,在地层划分对比的基础上,依据测井曲线、沉积构造、岩性特征及沉积序列等资料,对济阳坳陷北部石炭系—二叠系古潜山区沉积特征进行了系统研究。结果发现: (1)古潜山区石炭系—二叠系残留地层厚度变化很大,石千峰组被剥蚀殆尽; (2)石炭纪—二叠纪研究区经历了海陆交互相→海陆过渡相→河流相的演化过程, 其中本溪组及太原组沉积时期研究区发育潟湖、潮坪及障壁岛相,山西组沉积时期发育三角洲相,以三角洲平原亚相为主,可识别出分流河道、分流河道间、天然堤及泥炭沼泽等微相,而上、下石盒子组沉积时期以辫状河沉积为主,可进一步划分为心滩、河床滞留沉积及泛滥平原微相; (3)受沉积环境演化的控制,本溪组—太原组的砂体呈斑块状展布,山西组和上、下石盒子组的砂体呈近北东—南西向条带状展布。对济阳坳陷北部潜山区沉积相与砂体展布规律的研究,为该古潜山区的油气勘探提供了关键地质依据。     

渤海湾盆地济阳坳陷碎屑锆石裂变径迹年龄记录的构造抬升事件

对采自渤海湾盆地东南部济阳坳陷的碎屑岩进行测年研究,目的是通过碎屑锆石裂变径迹年龄揭示源区及其抬升剥露史和构造热事件,为华北克拉通构造演化特别是元古宙构造演化提供新的热年代学约束。14件上白垩统-上新统砂岩/粉砂岩岩心样品测年结果显示,锆石裂变径迹年龄分布在308±35Ma~145±19Ma之间,且所有单颗粒锆石径迹年龄均大于其沉积年龄,表明这些锆石为碎屑锆石。除1件样品外,其余13件样品的单颗粒年龄的,可以用来识别源区及其构造抬升。未通过χ2检验的锆石二项式最佳拟合峰值年龄集中分为9组:P1(1187Ma)、P2(720~548Ma)、P3(526Ma)、P4(330~319Ma)、P5(296~274Ma)、P6(213~201Ma)、P7(195~177Ma、162Ma)、P8(134~102Ma)和P9(94Ma),加上通过χ2检验的三叠纪(230Ma),指示源区中元古代-晚白垩世经历的9期构造抬升/岩浆活动。它们分别是发生在中元古代的芹峪运动、新元古代的构造抬升(约720~575Ma)、~548Ma的蓟县运动;古生代~526Ma早寒武世末构造运动、海西期构造抬升;晚三叠世印支期挤压构造抬升、早-中侏罗世印支期弱挤压抬升、早白垩世燕山期强烈岩浆活动及晚白垩世燕山晚期的抬升。华北克拉通北缘、克拉通内部古陆和盆地内部是渤海湾盆地上白垩统-上新统的主要物源区,古生代以来剥露速率逐渐增大,古生代、三叠纪、早-中侏罗世和白垩纪分别为0.020~0.033mm/y,0.033~0.042mm/y,0.034~0.049mm/y和0.041~0.097mm/y,反映源区白垩纪构造/岩浆活动最强烈。锆石裂变径迹年龄记录的中元古代-晚白垩世构造运动对探讨华北克拉通的构造演化特别是元古宙的演化提供了年代学证据,综合分析推断华北克拉通可能参与了Rodinia超大陆的形成与裂解。     

渤海湾盆地义和庄凸起义东地区构造特征及形成与演化

利用高精度三维地震数据结合钻井资料,分析了义东地区构造特征,恢复了构造演化过程,剖析了义东断槽的形成机理。研究表明,NW和NE向断层将义东地区切割成“两山一槽二台阶”的构造格局,义东断槽夹持于NW向义古56断层与义古991断层之间。SN剖面上,断槽内古生界残留厚度较为稳定,中生界由北向南减薄,而古近纪孔店组则由东向西减薄;EW剖面上,义古991断层前缘形成多条叠瓦状逆断层,后缘伴生一系列阶梯状正断层,表现为“前压后张”,具有重力滑动构造的特征。平衡剖面分析表明,义东地区经历了稳定、挤压、反转、裂陷及拗陷等5个演化阶段。裂陷阶段,义古56、义古991、义东等断层将义东断槽基底切割成孤立的块体,并在断块掀斜作用下,发生由东向西的重力滑动,义东断槽形成并定型。因此,义东断槽的形成受控于重力滑动,其中喜马拉雅早期的裂陷运动是重力滑动的基础,宽缓的义古991断层断面是重力滑动的必要条件,义东断层下盘抬升造成的地层掀斜是重力滑动构造的触发机制。