包邮走滑转换带控藏——以渤海海域为例

**章走滑转换带控藏作用的提出 渤海海域位于渤海湾盆地东北部，东邻胶辽隆起，北接下辽河拗陷，西北与燕山造山带相邻，西南接黄骅拗陷，南与济阳拗陷相接。新生代处于太平洋板块俯冲、印度-亚洲大陆碰撞的远程效应、深部地幔上涌、郯庐断裂带走滑等共同作用控制和影响之下（漆家福，2004；Qi and Yang，2010；李三忠等，2010，2013；吴智平等，2013；侯贵廷，2014；李理等，2015；吴庆勋等，2018；任健等，2019）。NNE走向的郯庐断裂带位于盆地东部，在盆地的主形成期强烈活动（Qi and Yang，2010；Zhang et al.，2003a；朱光等，2006；Zhu et al.，2009，2010；龚再升等，2007；黄雷等，2012a）。郯庐断裂带具有多期次、不同性质的复杂活动历史，起源于印支期华北与华南板块的陆-陆碰撞及构造转换（朱光等，2004），此后侏罗-白垩纪（燕山期）经历了复杂的演化过程（Zhu et al.，2005，2010；朱光等，2004，2006；牛漫兰等，2010；詹润和朱光，2012；张岳桥和董树文，2008；孙晓猛等，2010）。进入新生代，早期古新世一中始新世郯庐断裂带表现为左旋走滑兼有伸展活动（Hou and Hari，2014；黄雷，2015），晚始新世以后特别是渐新世以来郯庐断裂带表现为较为强烈的右旋走滑活动（漆家福等，2008；黄雷，2015；徐长贵，2016；张婧等，2017；李伟等，2018）。沿其走向，郯庐断裂带具有明显的分段性，大致可分为三段：南部的苏皖段、中部的山东段及北部的沈阳-渤海段（Qi and Yang，2010；张鹏等，2010），其中渤海段穿过渤海湾盆地东部的渤海海域，全长约450km（王应斌和黄雷，2013），其发育演化对渤海海域各构造单元的形成演化和油气成藏具有重要的控制作用。目前的研究普遍认为，郯庐断裂带在渤海海域并不是一条平直、连续的断裂带，受NW向的张家口-蓬莱断裂带（简称张蓬断裂带）和秦皇岛-旅顺断裂带的影响（龚再升等，2007；漆家福等，2008，2010；詹润等，2013），郯庐断裂带渤海段自北向南可分为辽东湾段、渤中-渤东段和勃南段，同一区段又可以分为不同分支断裂，就每条分支断裂而言，走向上的弯曲和不同分段之间的叠覆现象普遍存在（李伟等，2016；徐长贵，2016；石文龙等，2019）。 郯庐断裂带的走滑作用与盆地的伸展作用、郯庐断裂带与张家口-蓬莱断裂带和秦皇岛-旅顺断裂带的走滑作用在不同的构造阶段相互叠加、相互影响，形成了不同类型、复杂多样的走滑转换带。作为近年来走滑构造研究中的一大重要进展，走滑转换带对油气的生成、运聚、成藏和改造具有重要的控制和影响作用，控制了大中型油气田的形成。 **节国内外走滑断裂带控藏作用研究现状 走滑断裂作为普遍存在于从剪切到挤压、伸展应力环境之下的构造变形，对于油气成藏具有十分重要的控制作用。前人根据走滑断裂的长度、切割深度及在石油地质上的特点将走滑断裂分为大型、中型和小型三种类型，表1-1对其石油地质特征进行了总结走滑转换带控藏一以渤海海域为例归纳（范秋海等，2008）。 作为控制岩石圈形变的一种非常重要的构造类型，大型走滑断裂往往延伸远、切割深、活动时间长、构造样式复杂多样，对于走滑相关盆地的内部沉积模式和充填格架具有重要的控制作用（Reading，1980；Christie-Blick and Biddle，1985）。尽管走滑盆地与张性或压性盆地的沉积特征在某些方面具有相似性（Windley et al.，1990；Kim et al.，2003），但多数走滑盆地具有独*的沉积模式，如在同沉积走滑过程中，冲积扇、扇三角洲等扇体具有沿走滑断层斜向迁移、随走滑运动周期性叠置的特征（McLaughlin and Nilsen，1982；Nilsen and Sylvester，1995），走滑及其派生作用形成的复杂构造导致的快速相变特征（Ridgway et al.，1993；Lee and Chough，1999；Wysocka and Swierczewska，2003；范秋海等，2008），以及晚期的断裂走滑对早期沉积体的横向错断作用等（徐长贵，2006；蒋子文等，2013）。因此，与走滑相关的沉积盆地中，沉积体系成因类型多样，相带窄、相变快、分布规律复杂，储层预测十分困难。近年来，徐长贵等（2017）以源-汇思想为指导，对渤海古近纪与走滑断裂相关沉积湖盆的源-汇体系进行深入剖析，总结走滑断裂带源-汇特征及其控砂模式，对渤海走滑带古近系储层预测起到了良好的指导作用，促进复杂走滑带的油气勘探，发现多个大中型油气田。实践证明，源-汇体系的分析思路同样适用于走滑相关的沉积盆地，这对类似沉积盆地的源-汇研究具有较好的借鉴意义。 二、走滑断裂形成有效的油气圈闭 伴随走滑断裂的发生发展，沿断裂带会产生一系列相关构造，在这些构造中已发现大量的油气储量，证明走滑断裂可以形成有效的油气圈闭尤其是构造圈闭。典型如雁列构造和花状构造等，雁列构造在走滑断裂两侧的褶皱成群、成带出现，形成一系列良好的背斜、断层圈闭，如塔里木盆地库车拗陷西部的喀拉玉尔衮走滑断裂东侧发育北喀拉玉尔衮、喀拉玉尔衮及南喀拉玉尔衮背斜三个呈雁列状排列的构造。花状构造是走滑断裂中主干断裂和分支断裂在剖面上的特殊组合形态，在大型走滑断裂带内广泛发育，其中正花状构造因其能够塑造四面倾伏的背斜圈闭而利于油气聚集，是走滑断裂带内重要的油气聚集场所[图1-1（a）]；负花状构造因具有负向构造特征，不易形成较好的圈闭而不利于油气聚集[图1-1（b）]（Harding，1985，1990）。例如，美国洛杉矶盆地圣安德列斯断裂带内发现的巨型油田多位于正花状构造部位。黄雷和刘池洋（2019）认为渤海海域还发育有一类特殊且众多的复合花状构造，这些复合花状构造在分支断层组合样式上与负花状构造相同，即以正断层为主，但整体形态上却发育着与正花状构造相类似的背斜，有利于形成良好的圈闭[图1-1（c）]。 除了雁列构造和花状构造外，走滑断裂还可以产生很多其他构造。漆家福等（1995b）对位于郯庐走滑断裂带上的下辽河-辽东湾拗陷研究发现一系列的走滑伴生构造，包括线性地堑与地垒、斜列的盖层正断层组与盖层褶曲、拉分与推挤构造、岩浆与泥底辟构造等，这些构造同样影响着地层的变形和圈闭的形成。 三、走滑断裂成为有效的油气运移通道 由于走滑过程中的扭应力，生油层中分散的油气被强拧驱赶运移至储层当中（张延玲等，2006），正如李四光先生的“拧湿毛巾”理论。从生油层到圈闭这一过程中，运移是一个非常关键的环节，当生油层与储层垂向上并不直接相邻时，断层作为纵向运移通道的作用非常重要。走滑断裂切割深度大、断面陡直的普遍特征，使它在垂向上能够沟通更多的烃源岩，成为比倾向断裂更为有效的运移通道，如塔里木盆地顺北油田（邓尚等，2018，2019）。 除了主干走滑断裂外，渤海湾盆地浅层通常会发育平面上呈“羽状”、剖面上呈“花状”向上撒开的次级走滑断裂系统，在空间上与砂体共同构成网毯状结构。一方面，这些浅层的走滑断裂形成期为新近系馆陶组一明化镇组沉积时期，与大规模油气的运聚时走滑转换带控藏一一以渤海海域为例 期相吻合（刘朝露和夏斌，2007；兖鹏等，2009）；另一方面，后期活动断裂为先期运移到主干走滑断裂带附近的油气向浅层运移提供了运移通道，使得浅层走滑构造带附近地区油富集程度高。 四、走滑断裂改善储层储集物性 走滑断裂应力集中，在局部范围内应力不均，从而会在地层内部产生一系列的小裂缝和微裂隙（宽度小于1μm，肉眼不可见），这些小裂缝和微裂隙对储集空间贡献不大，但却能极大地改善储层的渗透性，大幅提高低孔隙储层的产能，甚至可以使仅靠基质孔隙本不能作为储层的致密地层如碳酸盐岩、泥岩、煤层等具备储集能力，达到产出工业油气流的商业指标（夏义平等，2007）。 除此之外，大型走滑断裂系虽然可能只有很小的铅直运动矢量，但由于其巨大的走滑位移、复杂的几何特征及多变的运动过程，可以产生一万米甚至几万米的隆升（赵越等，1996）。地层的隆升必然导致大规模的剥蚀、风化，再经过埋藏成为很好的储层。塔里木盆地北部地区在逆冲-走滑运动的联合作用下，全面隆升、普遍遭受剥蚀，下古生界碳酸盐岩溶孔、溶洞、裂缝相当发育，大大改善了碳酸盐岩的储集性能（魏国齐等，1995）。 综上所述，前人对走滑断裂控藏作用已经开展了大量的研究和探索，取得了一系列重要成果和认识，有效地指导了走滑及相关构造的油气勘探。但是，伴随着研究的不断深入，以及勘探程度的不断提高，人们逐渐认识到在走滑断裂带内部及邻近地区还发育有数量众多、特征复杂的走滑转换带，这些走滑转换带的发育导致局部构造变形、应力场特征、油气地质条件的复杂性与多样性，仅仅依靠现有的走滑断裂控藏理论难以满足日益深入细致研究和勘探的需求。 第二节渤海走滑断裂研究历程与走滑转换带控藏作用的提出 渤海海域油气勘探始于1965年，至今已经历了半个多世纪艰难而又辉煌的发展历程。从勘探认识的角度出发，渤海海域油气勘探历程可划分为以陆区油气勘探经验为指导的摸索勘探阶段、以复式油气聚集理论为指导的古近系油气勘探阶段、以新构造运动晚期成藏理论为指导的新近系浅层勘探阶段、以复杂断裂带成藏理论为指导的立体勘探阶段四个阶段（夏庆龙和徐长贵，2016）。经过渤海石油地质工作者的不懈努力和大胆创新，走滑断裂与走滑转换带控藏作用勘探理论逐渐发展、成熟，指导了多个大中型油气田的发现。 一、渤海断裂控藏研究历程及存在问题 郯庐断裂带是一条大型走滑断裂带，它从南到北贯穿整个渤海海域，对渤海湾海域盆地的成盆、成烃、成藏起着重要的控制作用，渤海油田石油地质工作者对郯庐走滑断裂带开展了大量的研究，认识也逐步得到深化。在走滑转换带控藏认识形成之前，渤海郯庐走滑断裂带研究大致经历了以下三个重要的阶段。 （1）**阶段：“九五”之前，郯庐走滑断裂带成藏研究探索阶段，郯庐断裂带沿线基本没有规模性油气发现。 20世纪80年代，伴随着郯庐断裂带研究的逐渐深入（许志琴等，1982；徐嘉炜等，1984；蒋海昆等，1988）和圣安德列斯断裂带压扭构造油气田的发现（Dieterich，1997），郯庐断裂带渤海段及其对油气成藏的控制作用越来越受到大家的关注。李德生（1979，1980）、刘星利（1987）等通过二维地震解释，结合磁力和重力资料落实了郯庐断裂带渤海段的区域位置，认为郯庐断裂带自莱州湾拗陷进入，穿过渤中拗陷至辽东湾拗陷，纵贯渤海，长约400km，宽20～40km，分布在渤海海域大部分区域，是渤海中-新生代主要的断裂带，并控制了裂陷盆地的发育。蔺殿忠（1982，1984）提出郯庐断裂带右旋平移派生的拉张作用是引起渤海基岩块体旋转和地壳变薄的根本原因，并进一步梳理了渤海湾盆地的扭动构造特征及其控圈和控藏作用。到90年代，漆家福等（1995b）等对郯庐断裂带的特征和演化进行了系统研究，认为郯庐断裂带渤海段中-新生代剧烈活动，特别是渐新世、上新世至今右旋走滑运动十分活跃，剖面上表现为负花状构造，许多断裂直通海底，平面走滑断层切割早期伸展断层，从深到浅逐渐雁裂，其圈闭定型于上新世。有学者认为渤海主要的排烃期开始于渐新世末期，排烃高峰在中新世，断裂活动及其圈闭形成都在中新世大规模排烃之后，不利于捕捉和保存油气，同时还会破坏早期的油气藏，难以形成大规模的油气田。 基于上述认识，这一阶段勘探主要集中在远离郯庐断裂带的凸起区，发现了秦皇岛32-6、南堡35-2油田等浅层油气藏。油藏圈闭类型以石臼坨和沙垒田凸起上的披覆构造为主，油藏埋深浅，基本上以稠油为主。对比凸起区，郯庐断裂带晚期构造活动强，保存条件可能更差，油藏规模可能