渤中X构造带古生界潜山负反转模式及油气意义

汪 晶，李德郁，刘 睿，秦 童，蔡纪琰



渤中X构造带古生界潜山负反转模式及油气意义

汪 晶，李德郁，刘 睿，秦 童，蔡纪琰

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽300452）

近年来，渤中凹陷X构造带碳酸盐岩潜山钻探获得重大突破，揭示了该区良好的勘探前景。从渤中X构造带已钻井资料入手，利用重新处理的叠前深度偏移地震资料，通过潜山地层的类比识别、区域应力分析及断层反转强度分析，探讨了该区负反转的成因及解释模式，明确了该区潜山负反转的油气意义。这一构造的形成过程也是古潜山的形成过程。负反转对于古潜山油藏形成的主要贡献在于形成了一系列构造圈闭，同时古生界地层早期逆冲隆起后遭受长期多期风化剥蚀，形成风化壳岩溶储层，是油气聚集的有利场所。

渤中X构造带；古生界潜山；负反转模式

1 X构造带概况

渤中X构造带位于渤海中南部海域，处于渤中凹陷西南部，与渤南低凸起相毗邻，水深约25 m(图1)。构造带在潜山钻探获得重大突破，发现百米以上的气层，证实该区潜山为天然气勘探的重要层系。

研究区目前只有三口井钻至潜山地层，其中渤中BZ-X-3井钻遇中生界大套火成岩地层，渤中BZ-X-1和渤中BZ-X-2两口井钻遇古生界碳酸盐岩优质储层，指示了该区潜山勘探的主要层系为古生界碳酸盐岩地层（图2）。针对潜山地层进行了三维地震叠前深度偏移重处理，地震资料信噪比得到较大提高，古生界碳酸盐岩地层与围岩接触关系比以往更清楚、断层归位更加准确，为构造和储层研究奠定了基础。依据新的地震资料，对渤中BZ-X区潜山内幕进行了重新解释，认为该区潜山存在典型的负反转成因，可根据负反转模式进行潜山内幕构造解释。

2 潜山负反转解释模式

2.1 剖面及平面特征

负反转构造是指逆断层及其相关的隆升受到引张作用后发生伸展构造变形，使原来的相对隆起的构造部位发生沉降。从X构造带地震剖面上可识别出3套不同的地震波组特征，通过与邻区已钻潜山地层的地震反射波组特征和地震相进行详细的类比和对比分析，确定该构造带发育太古界、古生界和中生界等地层[1]。太古界花岗岩在地震剖面上表现为较高频率的杂乱反射，古生界碳酸盐岩潜山在地震剖面上表现为低频、强振幅和较连续的平行反射特征。渤中BZ-X-3井钻遇的中生界火山岩地层处于潜山古生界之上，具有低频、弱振幅和断续杂乱反射的地震反射波组特征。

图1 渤中X构造带区域位置

图2 已钻井连井特征对比

对渤中BZ-X区潜山构造精细解释认为，研究区平面上西南部为太古界地层直接出露区，向北古生界地层呈条带状出露，东北部则为中生界地层覆盖区。剖面上，可见古生界地层在主控断层的下降盘部位剥蚀严重，残余厚度较小，呈现高部位厚，低部位薄，甚至“底部尖灭”的楔形体特征(图3)。

图3 古生界地层的楔形体特征

2.2 负反转成因机制

2.2.1 应力背景分析

多期的构造运动决定了渤中X构造带现今复杂的构造局面[2-3]。反转构造的形成往往与区域应力场的变化有关[4-9]。沉积稳定的古生代地层在三叠纪印支期NNE-SSW向挤压应力的作用下地层抬升，形成了大型逆冲推覆构造，并长期遭受剥蚀；燕山早期在NE向左旋走滑拉张应力作用下使得先存逆冲断裂活化发生反转，表现出正断层的特征，这是发生负反转的主要时期，同时开始接受中生界沉积；燕山中后期的挤压使得中古生代地层再次抬升，中生界遭受大面积剥蚀；新生代喜山运动以来，地层发生裂陷，形成渤海湾盆地，此时断层再次激活，上盘下降，接受新生代地层沉积，并经历了新近系整体拗陷阶段。因此，该地区大致经历了逆冲剥蚀—拉张—抬升再剥蚀—裂陷拉张的复杂演化过程。

2.2.2 负反转演化过程

在古生代末期，研究区属被动大陆边缘，接受碳酸盐岩沉积。三叠纪时期，在NNE-SSW向挤压应力为主的印支期挤压运动作用下，发育近东西向的逆冲断层，同时断层的上下两盘地层均遭受抬升剥蚀，但上盘剥蚀程度大于下盘，剥蚀厚度差异明显。

晚侏罗世至早白垩世时期发生负反转，在燕山运动张裂应力场作用下先存逆冲断裂活化发生反转，表现出正断层的特征，同时开始接受中生界沉积，由于反转程度较高，使现今断层在各地层界面完全呈现正断层特征。

燕山中后期，中古生代地层再次抬升，中生界遭受大面积剥蚀。新生代喜山运动，古新世以来，盆地开始裂陷，断层再次激活，并接受新生代地层沉积。新近系时期，盆地开始坳陷，出现大面积整体沉降，构造活动逐渐减弱（图4）。

图4 构造演化过程

2.2.3 断层反转强度分析及负反转模式

借助断层落差统计可直观地对研究区负反转断层F进行反转强度描述，当负反转断层由逆断层转变为正断层时，上盘与下盘地层厚度差表现为由负值到正值的转变, 其绝对值则体现了断层在某一阶段的活动强度。通过分析可以看出，该断层早期为逆断层、晚期先存逆冲断裂活化发生反转，表现出正断层的特征，说明其经历了印支期-燕山期的构造负反转，且断层中部反转程度最高（图5）。

图5 F断层断层落差统计

构造负反转导致了该区不同沉积期古地貌形态的变化，负反转F断层以南地层在印支期表现为逆冲推覆构造形态，到燕山期经历负反转，并经历了新生界的裂陷，造成了构造形态上的古隆今凹（图6）。

图6 渤中X构造带负反转模式

3 负反转构造的油气意义

负反转构造的存在表明研究区的构造演化经历了由早期挤压应力到晚期拉张应力的转换[10]，早期挤压形成的构造带在晚期拉张应力作用下使研究区具备了良好的油气圈闭和储集条件。

首先，负反转构造经历了早期冲断隆升、晚期反转沉降的多期活动过程，导致沿断裂带发育了不同类型的圈闭构造，包括断背斜和断块圈闭等，负反转对这些圈闭的形成起了主要控制作用。

其次，负反转对碳酸盐岩古潜山油藏的贡献还在于形成良好的储层。逆断层上盘挤压强烈，抬升高，裂缝发育，其风化、剥蚀和淋滤程度相对较高，这就为油气富集提供了良好的储集条件；而其储集性能主要受控于缝隙的发育程度，断层逆冲越强烈，风化剥蚀越明显，负反转程度越高，油气越富集高产。

最后，负反转断层活动持续时间长，连通性好，是理想的油气运移通道。构造带在第三系和潜山均有油气发现，证实本区为具有多层系、多类型特点的复式油气聚集区带，而负反转断层起到了疏导油气的良好作用。

4 结论

在印支、燕山和喜马拉雅构造运动影响下，研究区呈现负反转特征。负反转构造与研究区现今构造格局有着十分密切的关系。研究区裂陷是在古生界基底遭受强烈的挤压隆起及剥蚀作用背景上发育起来的“古隆今凹”，这一构造的形成过程也是古潜山的形成过程。同时，负反转对于古潜山油藏形成的主要贡献在于形成了一系列构造圈闭，古生界地层早期逆冲隆起后遭受长期多期风化剥蚀，形成风化壳岩溶储层，是油气聚集的有利场所。在负反转解释模式的指导下识别出的古生界碳酸盐岩地层出露区，为该区下一步钻探目标的选择指明了方向。

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编辑：赵川喜

1673–8217（2017）05–0018–04

TE122

A

2017–01–09

汪晶，物探工程师， 1987年生，2012年毕业于中国地质大学（武汉）矿产普查与勘探专业，主要从事地震资料解释工作。