引用本文
周立宏, 韩国猛, 董越崎, 石倩茹, 马建英, 胡瑨男, 任仕超, 周可佳, 王锦程, 司维柳. 渤海湾盆地歧口凹陷滨海断鼻断-砂组合模式与油气成藏[J]. 石油勘探与开发, 2019,46(5): 869-882.
ZHOU Lihong, HAN Guomeng, DONG Yueqi, SHI Qianru, MA Jianying, HU Jinnan, REN Shichao, ZHOU Kejia, WANG Jincheng, SI Weiliu. Fault-sand combination modes and hydrocarbon accumulation in Binhai fault nose of Qikou Sag, Bohai Bay Basin, East China[J]. Petroleum Exploration & Development, 2019,46(5): 869-882.  
Doi:10.11698/PED.2019.05.06
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渤海湾盆地歧口凹陷滨海断鼻断-砂组合模式与油气成藏
周立宏, 韩国猛, 董越崎, 石倩茹, 马建英, 胡瑨男, 任仕超, 周可佳, 王锦程, 司维柳
中国石油大港油田公司,天津 300280
联系作者简介：王锦程（1985-）,男,山西朔州人,硕士,中国石油大港油田勘探开发研究院高级工程师,主要从事沉积储集层研究工作。地址：天津市滨海新区大港油田幸福路1278号勘探开发研究院,邮政编码：300280。E-mail：wangjcheng@petochina.com.cn

第一作者简介：周立宏（1968-）,男,河北故城人,博士,中国石油大港油田公司教授级高级工程师,从事油气勘探开发科研与管理工作。地址：天津市滨海新区大港油田三号院,邮政编码：300280。E-mail：zhoulh@petrochina.com.cn

收稿日期: 2018-12-26
基金项目: 国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”（2016ZX05006）
摘要

基于地震、测录井等资料,以渤海湾盆地歧口凹陷滨海断裂下降盘的滨海断鼻为对象,开展断裂特征、砂体展布及断-砂组合与油气成藏分析,揭示断陷湖盆断裂发育区的油气富集规律。研究结果表明,滨海断鼻新生代构造特征具有东西分带性,西段断裂主体区构造简单,东段帚状断裂区构造复杂,发育多组断裂。断裂演化的差异控制了砂体的空间展布,砂体在断鼻中段顺港东断裂下降盘的断槽带呈大面积连片分布,形成顺向型断-砂组合模式,而断鼻东段断裂活动时期较晚,砂体受古地貌控制呈多期次北南向指状展布,与断裂匹配形成垂向型断-砂组合模式。断裂与砂体、油源及盖层的配置关系决定了油气的垂向输导能力、平面展布及纵向分布特征,在断鼻中段及东段分别形成了单条主断裂供烃-断砂顺向匹配-多层系立体含油和断裂系复式输导-断砂垂向匹配-条带状叠置含油两种油气成藏模式,控制了滨海断鼻油气分布和富集程度的差异。图10表3参48

关键词: 渤海湾盆地; 歧口凹陷; 滨海断鼻; 控砂机制; 断-砂组合; 油气成藏; 控藏机理
中图分类号:TE122.1 文献标志码:A
Fault-sand combination modes and hydrocarbon accumulation in Binhai fault nose of Qikou Sag, Bohai Bay Basin, East China
ZHOU Lihong, HAN Guomeng, DONG Yueqi, SHI Qianru, MA Jianying, HU Jinnan, REN Shichao, ZHOU Kejia, WANG Jincheng, SI Weiliu
Dagang Oilfield Company, PetroChina, Tianjin 300280, China
Abstract

Based on seismic and logging data, taking the downthrow fault nose of Binhai fault in Qikou Sag as the object of study, we analyzed fault characteristics, sand body distribution, fault-sand combinations and hydrocarbon accumulation to reveal the hydrocarbon enrichment law in the fault-rich area of fault depression lake basin. The results show that the Binhai Cenozoic fault nose is characterized by east-west zoning, the main part of the western fault segment is simple in structure, whereas the broom-shaped faults in the eastern segment are complex in structure, including several groups of faults. The difference of fault evolution controls the spatial distribution of sand bodies. The sand bodies are in continuous large pieces in the downthrow fault trough belt along the Gangdong Fault in the middle segment of the fault nose, forming consequent fault-sand combination; whereas the fault activity period of the eastern part of the fault nose was later, and the sand bodies controlled by paleogeomorphology are distributed in multi-phase north-south finger-shaped pattern, forming vertical fault-sand combination pattern matching with the fault. The configuration between faults and sand bodies, and oil sources and caprocks determine the vertical conductivity, plane distribution and vertical distribution of oil and gas. Two oil and gas accumulation modes, i.e. single main fault hydrocarbon supply-fault sand consequent matching-oil accumulation in multi-layers stereoscopically and fault system transportation-fault sand vertical matching-oil accumulation in banded overlapping layers occur in the middle and eastern segments of the fault nose respectively, and they control the difference of oil and gas distribution and enrichment degree in the Binhai fault nose.

Keyword: Bohai Bay Basin; Qikou Sag; Binhai fault nose; sandstone development mechanism; fault-sand combination; oil and gas accumulation; reservoir control mechanism
0 引言

陆相断陷盆地以构造特征复杂、砂体展布空间变化快为典型特征[1, 2, 3], 油气的富集程度受断裂活动[4, 5, 6]、砂体展布[7, 8, 9, 10]、沉积体系[11, 12, 13, 14, 15]等多因素共同控制与影响。近年来, 断陷盆地构造、沉积等多因素的耦合关系研究成为了油气勘探研究工作的重点, 学者们先后提出了“ 断陷湖盆斜坡区优势相油气富集理论” 、“ 陆相断陷盆地层序构成样式” 、“ 构造坡折控砂” 等一系列概念[16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23], 为复杂断陷盆地的深化勘探提供了理论基础。随着勘探对象的日益复杂, 关于断裂-砂体的配置关系（也叫断-砂配置、断-砂组合模式[24, 25]或断层组合类型[26], 本文统称为断裂-砂体的配置关系）在油气成藏中的作用, 越来越受到重视。前人已对此做过大量研究, 主要包括根据断裂和砂体产状配置关系进行分类[25, 26], 研究表明断-砂组合模式决定了圈闭类型和油气分布位置[25, 27, 28], 并在时间[29]、空间[30]上对油气在侧向[24, 31, 32, 33]、垂向两个不同方向的运移[31, 34]有着主要的控制作用。断裂-砂体的配置关系的研究成果对东部断陷盆地成熟区的油气精细勘探起到了推动作用。

歧口凹陷隶属于渤海湾盆地, 是典型的箕状断陷, 断裂十分发育, 以往按照构造找油的思路发现了一批断块、断鼻、背斜油气藏, 历经50多年勘探, 该类油气藏的发现难度越来越大, 增储规模越来越小。滨海断鼻位于歧口凹陷中央隆起带东翼, 浅层发现的新近系明化镇组、馆陶组港东油田和深层的古近系沙河街组一段下亚段马东油田均为构造油藏, 其中间层系内有些井发现了油气显示或者零星油气层, 但因没有构造圈闭而没有引起重视。近期研究发现该区发育多条砂体带, 这些砂体带与油源断层沟通, 有利于形成构造岩性油气藏, 按照断裂-砂体配置关系的思路指导该区油气勘探, 获得重要发现, 钻遇29口井, 26口井获得工业油流, 形成了3 000× 104 t规模效益增储。

本文在前人认识的基础上, 利用三维地震、80余口井的测录井等资料, 对歧口凹陷滨海断鼻的断裂要素、砂体展布特征进行统计研究, 分析断裂与砂体之间的配置关系, 尝试从多因素配置关系的角度出发, 明确优势油气运移断裂与优势砂体共同控制油气成藏并富集高产, 进而建立滨海断鼻的断-砂控藏模式, 以期为歧口凹陷滨海断鼻乃至陆相断陷湖盆复杂断裂区的精细勘探工作提供指导和借鉴。

1 地质概况

歧口凹陷为发育于中新生代的断陷湖盆, 经历了多期构造改造, 断裂特征复杂[35, 36, 37]。研究区滨海断鼻为依附于滨海断裂下降盘的大型鼻状构造[38]（见图1）, 西接港西凸起, 向东逐步过渡至歧口主凹, 构造面积为260 km2。滨海断鼻以古近系— 新近系沉积为主, 自下而上发育古近系沙河街组三段、沙河街组二段、沙河街组一段（后文简称“ 沙三段” 、“ 沙二段” 和“ 沙一段” ）、东营组沉积和新近系馆陶组、明化镇组沉积。研究区油气资源丰富, 是一个多层系含油的复式油气聚集区, 油气纵向分布差异大, 断鼻上覆为开发50余年的新近系复杂断块型港东油田, 勘探初期以构造找油为思路, 在断鼻中段沙一段下亚段发现了背斜型马东油田和马西油田, 之后鲜有发现, 勘探工作陷入停滞。本文将在前人对该区构造特征、沉积体系等基础性研究[39, 40, 41, 42]以及断砂控储研究的基础上, 对断裂-砂体的配置关系及其对油气成藏的控制作用进行精细刻画。

图1 歧口凹陷构造区划图

2 断裂特征
2.1 断裂展布及演化规律

歧口凹陷滨海地区自古新世以来, 在张扭性区域应力背景下发育了大量正断裂[35], 主要包括港东断裂（F1）、港东断裂分支（F2）、唐家河断裂（F3）等主干断裂及其两侧派生的一系列次级断裂（见图2）。断裂要素统计分析表明（见表1）, 滨海断鼻主要发育了北东向和东西向两组不同走向的断裂。其中主干断裂的走向方向为北东向, 控制了断鼻的形成及演化, 包括了港东（F1）、唐家河（F3）等断裂（见图2）。港东断裂为研究区内规模最大断裂, 延伸长度约为20 km, 横穿了整个滨海地区, 唐家河等断裂于港东断裂北侧依次呈斜交排列。此外在断鼻东段主干断裂下降盘一侧同时发育了一组近东西向次级断裂, 断裂规模较小, 延伸长度为2.8~8.7 km, 一系列次级断裂与主干断裂斜交, 平面上构成了西侧收敛向东撒开的帚状断裂系。受两组断裂系的控制, 滨海断鼻平面上呈现东西分带的构造特征, 西段构造简单, 断鼻形态完整, 东段构造破碎, 形成被断裂复杂化的断鼻构造。

图2 歧口凹陷滨海断鼻沙一段下亚段顶界断裂系统图
（F1：港东断裂; F2：港东断裂分支; F3：唐家河断裂; f1— f14：次级断裂）

表1 歧口凹陷滨海断鼻断裂要素统计表

断陷盆地内, 断裂活动对沉积充填、圈闭形成、油气运聚等方面均起着至关重要的作用, 因此断裂活动规律的研究对油气勘探具有现实意义。本文采用断裂生长指数法和平均活动速率法, 对研究区内的断裂开展活动特征的统计研究。从断裂活动性分析图中可以看到（见图3）：生长指数、落差和活动速率的差异表明主干断裂的活动性具有明显的时空演化差异性。港东断裂（F1）发育时期较早, 于沙三段沉积期开始活动。断裂中段活动速率最大, 可达200 m/Ma, 向两侧逐步减弱, 断裂的活动速率沿走向方向变化快速, 表现出典型的分段发育特征。沙二段沉积时期, 断裂的活动速率有所减弱, 但中段的活动速率（100 m/Ma）仍大于东西两侧（小于50 m/Ma）。沙一段沉积时期, 港东断裂开始强烈活动, 断裂中段活动速率最大, 可达250 m/Ma, 西段平均活动速率为100 m/Ma, 东段最小, 平均活动速率为50 m/Ma。东营组沉积时期, 港东断裂仍表现为强烈活动的特征, 活动规律继承了沙一段沉积期, 具有断裂中段活动速率大, 向两侧逐步减小的特征。馆陶组沉积时期, 歧口凹陷由裂陷期转为拗陷期, 断裂系基本停止活动。明化镇组沉积时期, 港东断裂重新开始活动, 但活动强度大幅降低, 断裂活动主要集中在中段, 最大可达50 m/Ma, 断裂东西两侧在该时期几乎不活动（见图3a）。与港东断裂相比, 港东分支断裂（F2）和唐家河断裂（F3）具有活动时期晚、活动强度低的特点（见图3b、图3c）。这两条断裂于沙一段沉积期开始发育, 断裂活动速率分别为60 m/Ma和90 m/Ma, 东营组沉积期, 两条断裂的活动速率达到最大, 港东断裂分支活动速率最大可达140 m/Ma, 唐家河断裂为120 m/Ma, 新近系沉积时期两条断裂的活动性均大幅减弱。断鼻东段一系列次级断裂的活动规律也表现出与港东断裂分支、唐家河断裂相似的特征（见表1）。这些断裂普遍发育时期较晚, 于沙一段沉积末期至东营组沉积时期开始活动, 主要活动时期为东营组沉积时期, 活动速率为30~110 m/Ma, 新近纪断裂活动性减弱。总的来看港东断裂是一条继承性发育的同沉积断裂, 控制了研究区整体的构造格局, 而东段的一系列断裂发育时期普遍较晚, 断裂系经过后期切割改造进一步复杂了断鼻东段的构造特征。

图3 歧口凹陷滨海断鼻主干断裂活动性分析图

2.2 断鼻构造差异性特征

断裂展布及演化特征的差异, 对断鼻构造单元具有明显的分割作用。空间上根据构造特征差异, 将滨海断鼻划分为西、中、东3段（见图2）。

①西段：断鼻西段构造特征简单, 自下而上具有明显的继承性。从地震剖面上看（见图4a）, 倾向南东向的港东断裂在断鼻西段活动强度较低, 地层落差小, 各个沉积时期的断裂落差均小于400 m, 断裂两盘地层厚度大致相当, 同沉积现象不明显, 只在沙一段— 东营组沉积时期出现了下降盘地层厚度增大的现象。整体上断鼻西段次级断裂鲜有发育, 仅在港东断裂下降盘一侧发育几条相向倾斜的“ 早衰型” 次级断裂, 与港东断裂构成了“ 不对称” 的地堑构造。

②中段：断鼻中段发育深浅两套断裂系。深层构造简单, 仅发育港东断裂一条主干断裂, 从地震剖面上看（见图4b）, 港东断裂在断鼻中段的强烈活动造成了深部较大的地层落差, 东营组、沙一段沉积时期地层落差均超过1 000 m, 断裂同沉积作用明显, 在断鼻中段深层形成单条主干断裂控制的大型鼻状构造。浅层构造破碎, 港东断裂的持续性活动在其下降盘一侧派生一系列同向或相向倾斜的次级断裂, 共同构成了似“ 花状” 构造。

③东段：断鼻东段断裂发育, 构造特征复杂。港东断裂于断鼻东段开始分叉, 形成一主一次两条断裂, 虽然主干断裂在断鼻东段活动性整体较弱, 各沉积时期断裂活动速率均小于50 m/Ma, 但沙一段沉积时期由于受右旋走滑应力的叠加改造, 北侧唐家河等断裂开始发育, 与港东断裂呈右阶雁列状排列。此外在北东向主干断裂两侧近东西向次级断裂大量发育, 在平面上形成了向东段撒开的帚状断裂系。从地震剖面上看（见图4c）, 北侧断鼻主体被一系列平行排列的南倾顺向断裂切割, 形成复杂化的断鼻构造, 向南过渡为一系列活动性较弱的北倾断裂。浅层次级断裂相向倾斜, 彼此相互独立, 整体上呈现“ 包心菜” 式的构造样式。

图4 歧口凹陷滨海断鼻地震地质解释剖面
（剖面位置见图2, Ng— 馆陶组）

综上, 滨海断鼻主要发育两组断裂系, 断裂的活动时期为沙河街组— 东营组沉积期。断裂展布及演化规律的差异与滨海断鼻构造特征的分段性具有良好的对应关系, 断鼻西段断裂活动性较低, 构造简单; 中段断裂活动强度大, 形成了深层强落差、浅层似花状的地震剖面特征; 东段受港东、唐家河等北东向断裂及近东西向次级断裂两组断裂系共同控制, 形成了现今复杂的断裂特征。

3 砂体展布与断-砂组合模式
3.1 砂体展布特征

滨海断鼻受北部燕山褶皱带及西部沧县隆起两大盆外物源共同控制, 发育了扇三角洲、辫状河三角洲、远岸水下扇等多种沉积相类型[43, 44]（见图5）。沙河街组以三角洲和重力流沉积为主, 沙三段至沙二段沉积时期为湖盆初始扩张期, 发育辫状河三角洲沉积, 其中辫状河三角洲前缘水下分支河道和河口坝为主要的沉积体。沙一段沉积时期为最大湖扩期, 沉积相类型发生了较大变化, 主要发育远岸水下扇、浊积沟道等重力流沉积, 其中重力流沟道特色明显, 多期沟道叠加形成多级扇状重力流储集体。

图5 歧口凹陷沙一下亚段沉积环境图

本文综合利用80余口井的岩心、测录井资料, 将砂岩的厚度进行了分层系的统计, 将沙二段自下而上划分为滨Ⅳ 、滨Ⅲ 、滨Ⅱ 共3个砂组, 将沙一段下亚段划分为滨Ⅰ 、板4、板3、板2共4个砂组, 将沙一段上亚段划分为①— ④共4个砂组, 并分别进行砂岩厚度的统计。以其中典型的砂组沙二段滨Ⅳ 砂组、沙一下亚段板2砂组和沙一段上亚段②砂组为例, 分析各层系砂体分布规律（见图6）：沙二段沉积时期, 研究区主要发育辫状河三角洲沉积, 砂体走向方向为北东— 南西向, 其分布具有面积大、范围广的特点, 在断鼻的中段和东段形成两个砂体厚值区, 最厚可达30~40 m, 位于断鼻中段港东断裂下降盘一侧的qb1701、bins22-12两口井（见图6a）在沙二段均钻遇了厚砂层。从断裂与砂体的配置关系看, 沙二段沉积时期构造活动较弱, 东段的一系列断裂均未开始活动, 仅港东断裂中段开始发育并控制了沉积物的充填, 在下降盘一侧形成局部砂体厚值区。

图6 歧口凹陷滨海断鼻分层系平剖面砂岩分布图

沙一段下亚段沉积时期, 研究区沉积环境发生变化, 广泛发育远岸水下扇沉积。板2砂组的砂岩厚度图反映出该时期的砂体分布具有明显的分带性。在断鼻东段砂体呈南北向展布, 其分布呈指状或条带状, 主水道砂体厚度大, 砂体厚度最大可达20~30 m, 如gs42x1、gs64井在板2砂组均钻遇了厚砂层, 向两侧水道间快速减薄, 变为细粒或泥质沉积物, 如gs42井, 该井位于gs42x1井西侧, 在板2砂组未钻遇砂层（见图6b）。在断鼻中段, 砂体呈大范围的连片分布, 砂体展布方向与港东断裂走向方向一致, 呈北东— 南西向, 砂体主要发育在港东断裂下降盘一侧, 厚度最大可达30~40 m, 上升盘一侧无砂体发育。从断裂砂体的配置关系看, 港东断裂的控砂作用明显, 其强烈活动在下降盘一侧形成了较大的可容纳空间, 在断鼻中段形成厚砂体分布区。而在断鼻东段一系列的断裂在该时期刚刚开始发育或尚未发育, 断裂控砂作用不明显, 砂体汇聚主要受古地貌控制, 随着水道的弯曲变迁, 由一支水道分为多支, 沿断鼻区东段呈南北向指状展布。

沙一段上亚段沉积时期由于物源供给不足, 砂体发育规模较小, 并未波及至滨海断鼻中段, 砂体主要沿断鼻东段呈继承性南北向指状展布。该时期断鼻东段断裂活动对砂体的控制作用增强, 在同沉积断裂下降盘一侧形成了局部的砂体厚值区, 在港东断裂、港东分支断裂下降盘钻探的gx508及g17104井（见图6c）, 在沙一段上亚段沉积时期均钻遇了厚砂岩, 反映了同沉积断裂对砂体的控制作用。

3.2 控砂机制

综合构造、古地貌特征、砂体展布等方面的规律, 将滨海断鼻的控砂机制概括为断槽控砂和沟槽控砂两种类型。

断槽控砂是指砂体展布受古构造控制, 沿同沉积断裂下降盘一侧沉积充填而形成的砂体厚值区。同沉积断裂在活动过程中, 上升盘一侧古水深较浅, 而下降盘一侧古水深相对较深, 具备较大的可容纳空间, 因此砂体很容易沿断裂下降盘一侧沉积充填。从古地貌与砂岩厚度叠合图中可以看到（见图7）, 沙一段下亚段沉积时期, 研究区中段港东断裂的强烈活动在下降盘一侧形成了较大的可容纳空间, 砂体顺断裂走向方向发生沉积物的卸载, 沿港东断裂下降盘一侧连片分布, 表现出明显的同沉积断裂对砂体的控制。

图7 歧口凹陷滨海断鼻沙一段下亚段沉积古背景与砂体厚度叠合图

沟槽控砂是指沉积物的充填受古地貌控制而呈现出的条带状或指状展布的特点。歧口凹陷沙一段广泛发育重力流沉积, 三角洲前缘砂体受事件性触发机制的影响在滨海断鼻形成了多期次的远岸水下扇体。受古地貌特征差异的控制, 沉积物沿古地貌低势区发生卸载充填形成了向两侧频繁迁移的水道沉积。纵向上呈现出多期次水道砂体沿沟槽呈叠置连片展布, 平面上表现为指状或条带状展布的砂体定向排列向前延伸。从古地貌与砂岩厚度叠合图中可以看到断鼻东段的古地貌沟槽与砂岩分布具有良好的配置关系, 砂体在低洼地区富集, 而在砂体之间的突起区, 砂岩厚度快速发生减薄尖灭, 总体上呈3支条带状砂体向南展布。

3.3 断-砂组合模式与时空分布特征

断-砂组合反映了断裂与砂体间的空间配置关系, 组合类型的差异不仅控制着圈闭类型的差异, 同时对油气的运聚起重要的控制作用。结合断裂走向与砂体展布方向的关系、断裂与砂体接触面积等因素, 将滨海断鼻断-砂组合模式划分为顺向型和垂向型两种类型（见表2）。

表2 歧口凹陷滨海断鼻断-砂组合模式类型表

顺向型断-砂组合模式：断裂走向方向与砂体方向呈锐角相交, 受同沉积断裂的控制, 砂体沿下降盘一侧可容纳空间内向前延伸, 断裂的走向方向引导了水流的前进方向, 形成了断槽输砂聚砂通道, 断裂与砂体间呈大面积接触, 靠近断裂根部砂体厚度大, 向远端砂体逐步减薄。

垂向型断-砂组合模式：断裂走向方向与砂体方向垂直或呈大角度斜交, 该类型的断-砂组合模式断裂对砂体展布的控制作用较小, 砂体的汇聚主要受古地貌的控制。研究区受北部物源的影响, 沿断鼻东段发育了多期次南北向展布的砂体, 沙一段沉积末期至东营组沉积时期一系列东西向断裂开始发育将早期的砂体切割, 形成了现今断裂走向垂直于砂体走向方向的断-砂组合模式。

从两种不同类型的断-砂组合模式的分布特征来看, 顺向型的断-砂组合模式主要发育于断鼻中段, 受港东断裂同沉积活动的控制, 沙二段至沙一段下亚段沉积时期, 在其下降盘一侧发育同沉积断槽, 砂体沿断槽呈大面积连片发育, 砂体厚度大, 分布范围广。从连井砂体剖面图中可以看到（见图6a）：在断鼻中段砂体厚度大、连续性好, qb1701、bins22-12两口井均在沙二段至沙一段下亚段钻遇了厚砂岩, 砂体横向分布连续, 向西侧gs46、gs27井处砂体逐步减薄尖灭。垂向型断-砂组合模式主要发育于断鼻东段, 发育时期主要为沙一段沉积时期。断鼻东段构造活动时期较晚, 沙一段沉积时期重力流水道砂体受古地貌控制呈南北向指状展布, 后期受一系列东西向断裂切割, 形成了现今复杂的断-砂组合特征。多期砂体呈叠置分布, 砂体横向变化快, 向两侧快速减薄。从东西向连井砂体剖面图中可以看到（见图6b）：在断鼻东段砂体具有厚度变化大横向变化快的特点, 在板2、板3砂组g801、gs42x1、bin108x1井均钻遇了厚砂岩, 而这几口井之间的gs42井和gs64井分别在板2、板3砂组未钻遇砂岩, 表现出多期砂体呈指状或条带状展布的特点。此外在早期活动的港东断裂、港东分支断裂下降盘一侧发育断裂的同沉积现象, 在根部形成局部砂体厚值区, 以沙一段上亚段沉积时期尤为明显。从南北向的砂体连井剖面图中可以看到（见图6c）：gx508井、g17104井分别位于港东断裂及港东分支断裂的下降盘一侧, 在沙一段上亚段沉积时期在均钻遇了厚砂岩, 反映了同沉积断裂对砂体的控制作用。

4 断裂与不同成藏要素配置关系对油气成藏控制作用
4.1 源岩-断裂的配置关系控制油气垂向输导能力

前人对歧口凹陷的烃源岩进行了大量系统性研究工作, 通过油源对比分析已经证实了滨海断鼻的油气主要来源于古近系沙三段烃源岩[45, 46], 为典型的下生上储型油气藏, 因此油气的富集程度与垂向输导能力

密不可分。油气垂向输导是指沟通下部烃源岩的断裂在生烃期活动并对油气的垂向运移起到的输导作用, 输导能力的强弱与烃源岩特征及断裂的活动期次的配置关系有关。研究区中段及东段紧邻歧口主凹, 烃源岩厚度大, 最大可达1 200 m, 有机质丰度、热演化程度高, 生烃能力强。断鼻西段远离歧口主凹, 烃源岩的厚度减薄, 最大厚度为500 m, 供烃能力相应减弱（见图8）。从滨海地区流体包裹体的均一温度分析可以得出, 该地区油气流体具有两期充注的特征, 第1期为东营组沉积晚期, 第2期为明化镇组沉积晚期[47]。只有在油气充注期活动并且下切沟通底部烃源岩的断裂才可以作为有效的油源断裂并对油气的垂向输导起贡献作用, 结合研究区烃源岩特征及断裂的活动规律, 滨海断鼻西段烃源岩厚度薄, 供烃能力较差, 且断裂在生烃期基本停止活动, 使得油气垂向输导能力较差（见图9a）。中段烃源岩厚度大, 埋深达5 000 m, 热演化程度高, Ro值大于1.3%[48], 港东断裂的长期继承型活动与油气充注时期具有良好的配置关系, 油气垂向输导能力强（见图9b）。断鼻东段烃源岩供烃能力强, 从地震剖面上看（见图4c）一系列顺向排列的南倾断裂向下切割至沙三段, 沟通了底部烃源岩层, 且断裂的活动时期与油气充注期相吻合, 均可以作为有效的油源断裂, 整体上东段的油气垂向输导能力也较强（见图9c）。通过源岩与断裂的配置关系研究, 共在滨海断鼻落实4条主油源断裂及10余条次级油源断裂, 其中断鼻中段发育单条主油源断裂供烃的油气垂向输导模式, 断鼻东段发育多条油源断裂构成油气复式输导体系。

图8 歧口凹陷滨海断鼻沙一段下亚段烃源岩-砂体-断裂叠合图

图9 歧口凹陷滨海断鼻分段成藏模式图（剖面位置见图2）

4.2 断裂-砂体的配置关系控制油气的平面展布

通过前文对构造特征及砂体展布规律的分析, 明确滨海断鼻断-砂组合特征分为顺向型和垂向型两种类型, 其空间配置关系控制了圈闭及油气藏类型的不同, 进而控制了油气的平面展布特征。断鼻中段主要发育顺向型断砂组合模式, 砂体沿断裂走向方向呈大面积连片分布, 砂体展布方向与断裂方向一致, 使得断裂与砂体接触面积大, 易于油气的充注, 沙二段、沙一段下亚段等层系均发育大型构造-岩性油气藏, 目前油气发现证实了断鼻中段具有含油气面积大、分布广泛的特征（见图8）。断鼻东段主要发育垂向型断砂组合模式, 砂体沿断鼻区呈南北向条带状展布, 主水道砂体厚度大, 向两侧边缘相区快速减薄, 砂体横向连通性较差, 受东西向后期断裂切割围限形成一系列岩性-构造复合型圈闭。砂体与断裂垂直相交致使单砂体与断裂接触面积较小, 但东部地区断裂发育, 多期次砂体均与断裂具有良好的空间配置关系, 在断鼻东部形成一系列两侧被断裂围限的上倾尖灭型岩性油气藏, 油藏平面展布受砂体控制作用明显, 呈条带状分布。在断鼻东翼的沙一段下亚段、沙一段上亚段等层系在断裂-砂体配置关系优越的区域均发现了呈带状分布的油气藏（见图8）。而断鼻西段虽然也发育顺向型断砂组合模式, 但由于物源供给能力不足, 且西段油气垂向输导能力较弱, 整体上断鼻西段含油气面积较小, 仅在个别层系零星分布小型岩性油气藏。

4.3 断裂-盖层的配置关系控制油气的纵向分布

断裂在下生上储型油气藏中对油气的运聚起至关重要的作用, 下伏烃源岩内生成的油气沿断裂垂向运移至上覆储集层内聚集成藏。此外油气的运聚还与盖层的发育程度密切相关, 当断裂断距小于盖层厚度时, 油气运移被泥岩盖层阻挡, 并向断裂两侧砂体发生侧向运移, 在附近的圈闭内聚集成藏; 当断裂断距大于盖层厚度时, 泥岩盖层被部分或完全错开, 油气不仅可以沿盖层下伏的砂体发生侧向运移, 也可以穿过泥岩盖层, 运移至浅层储集层内聚集成藏, 因此断裂与盖层的配置关系是油气是否能运移至浅层的关键, 进而控制了油气的纵向分布特征。滨海断鼻自下而上发育了沙一段中亚段、东二段等多套区域性泥岩盖层, 盖层厚度大, 分布连续, 封闭性强。沙一段中亚段盖层泥岩单层厚度最大的地区位于滨海断鼻东段, 单层最大厚度可达350 m, 大部分地区的泥岩厚度均超过250 m。东二段盖层泥岩单层厚度最大的地区位于滨海断鼻中段, 单层最大厚度可达400 m, 泥岩平均厚度超过200 m。在断鼻中段, 港东断裂长期继承型活动, 沙一段中亚段、东二段沉积时期断裂断距均超过800 m, 错断了两套区域泥岩盖层, 底部烃源岩内生成的油气可以沿港东断裂向上运移, 断鼻中段油气纵向分布层系多, 从深层的沙二段、沙一段至浅层的馆陶组、明化镇组均有油气富集（见图9b）。在断鼻东段, 沙一中亚段沉积时期断裂断距达400 m, 而东二段沉积时期, 由于断裂活动性的降低使得断距减小, 仅部分错断或未错断上覆泥岩盖层, 盖层对油气起到良好的遮挡作用, 使得断鼻中段的油气主要富集在中段沙二段、沙一段内, 浅层馆陶组、明化镇组含油性差（见图9c）。

5 断-砂组合控藏模式建立与勘探实践
5.1 断-砂组合油气成藏模式

通过成藏要素的配置关系研究, 进一步明确了研究区的油气成藏富集规律, 从而构建了滨海断鼻的断-砂组合控藏模式。受构造, 砂体及匹配关系的差异性控制, 该地区主要发育两类断-砂组合成藏模式, 分别为单条主断裂供烃-断砂顺向匹配-多层系立体含油的成藏模式和断裂系复式输导-断砂垂向匹配-条带状叠置含油的成藏模式。前者主要发育于断鼻中段, 断鼻中段构造简单, 仅发育港东断裂一条主干断裂, 沙二段沉积时期的辫状河三角洲砂体及沙一段下亚段沉积时期的远岸水下扇砂体顺港东断裂下降盘连片发育, 砂体展布方向平行于断裂走向构成顺向型断-砂组合模式, 沙三段烃源岩厚度为800~1 200 m, 生烃能力强, 底部烃源岩内生成的油气沿港东断裂垂向运移, 在深层沙二段及沙一段下亚段形成大型的岩性-构造油气藏, 新近纪断裂继承性活动切穿东二段厚400 m的区域盖层, 油气运移至馆陶组、明化镇组, 形成了断鼻中段多层系立体含油的成藏特征（见图9b）。后者主要发育于断鼻东段, 断裂发育, 构造特征复杂, 多条断裂下切至底部厚度达800~1 200 m的烃源岩内, 构成油气复式输导网络, 与沙一段沉积时期南北向展布的条带状砂体相匹配, 构成垂向型断-砂组合模式, 沿断鼻东翼形成了一系列叠置发育的岩性油气藏, 新近纪断裂活动性减弱, 馆陶组、明化镇组沉积时期油气成藏较差（见图9c）。而断鼻西段由于构造活动弱、储集层发育差, 油气仅在局部富集, 整体含油气性较差（见图9a）。

5.2 勘探发现与成效

通过剖析断陷湖盆复杂断裂区断-砂组合特征与控藏机制, 明确了滨海断鼻不同区域的油气成藏主控因素与富集规律; 结合目前勘探现状, 明确了断鼻中段沙二段断槽砂体带及断鼻东段沙一段沟槽砂体带为下一步主要勘探方向, 以“ 甩开预探深部天然气藏, 集中钻探中浅层岩性油藏” 思路, 开展整体部署, 滚动实施, 按照深浅兼顾、多目的层立体钻探原则, 部署实施探井13口, 获工业油气流井11口（其中7口井获得百吨高产）, 探井成功率达91.6%, 在滨海断鼻形成了两千万吨级的规模效益储量区。

断鼻中段断槽砂体带沙二段深层天然气获重要突破。断鼻中段以辫状河三角洲前缘砂体分布连续, 含油气面积大为主要特点, 在沙一段下亚段整体探明的现状下, 针对沙二段斜坡区, 瞄准断砂组合优势圈闭部署qb1701井, 全井共发现油气层69.5 m/23层, 试油射开沙二段滨Ⅲ 砂组, 产油68.8 m3/d, 产气12.2× 104m3/d, 新增天然气储量50× 108 m3, 有望与bins22井气藏连片, 形成百亿立方米储量规模的整装气田, 该井的成功钻探, 证实了断鼻中段沙二段具有整体含气的特点（见图10）。

图10 歧口凹陷滨海断鼻油藏剖面图（剖面位置见图8）

表3 歧口凹陷滨海断鼻成藏要素特征表

断鼻东翼沟槽砂体带岩性油气藏预探获得突破。断鼻东翼断裂发育, 构造特征复杂。过去按照构造找油的思路, 井位多部署在断鼻高部位, 勘探成效并不显著。现在按岩性油气藏的思路开展井位部署工作, 沿断鼻东翼精细刻画了3支条带状展布的砂体带, 勘探获得了新的突破。针对西砂体带部署的bin107x1井, 全井共发现油层12.8 m/1层, 试油射开东三段产油73.7 m3/d, 产气12.2× 104m3/d; 针对沙一段上亚段中砂体带港东分支断裂下降盘部署的g17104井, 全井发现油层75.6 m/20层, 试油射开沙一段上亚段②砂组产油188 m3/d, 产气2.15× 104m3/d, 成为了滨海地区沙一段上亚段首口超200 m3的高产自喷井; 针对沙一段下亚段东部砂体部署的bin108x1井, 全井发现油气层35.3 m/15层, 试油射开沙一段下亚段板2砂组产油119m3/d, 产气6.8× 104m3/d。一系列井位部署的成功, 证实了断鼻东翼具有条带状叠置含油的成藏特点（见图10）。

6 结论

滨海断鼻自古新世以来在张扭性区域应力背景下发育了大量正断裂, 新生代构造特征具有明显分带性, 断鼻西段构造简单, 断裂活动性普遍较弱, 构造特征自下而上具有明显的继承性。断鼻中段发育深浅两套断裂系统, 深层构造简单, 港东断裂强烈活动形成大型断鼻构造, 浅层发育大量次级断裂构成似花状构造。断鼻东段构造复杂, 断裂发育, 多条后期活动的南倾断裂呈北东向顺向排列, 形成被断裂复杂化的断鼻构造。

受西部沧县隆起物源及北部燕山物源共同影响, 滨海断鼻自下而上发育辫状河三角洲、远岸水下扇等多类型沉积体。受古地貌、古构造等多因素控制, 具有断槽控砂和沟槽控砂两类控砂机制, 存在顺向型、垂向型两类断砂组合模式。断鼻西段、中段地区发育顺向型断-砂组合模式, 沙二段、沙一段下亚段沉积砂体沿港东断裂下降盘一侧呈大面积展布, 断鼻东段发育垂向型断-砂组合模式, 沙一段沉积砂体呈南北向条带状展布, 砂体相互叠置, 横向变化大。

断裂与砂体、油源及盖层的配置关系决定了油气的垂向输导能力、平面展布及纵向分布特征, 形成了单条主断裂供烃-断砂顺向匹配-多层系立体含油和断裂系复式输导-断砂垂向匹配-条带状叠置含油两种油气成藏模式, 控制了滨海断鼻油气分布和富集程度的差异。勘探实践证实了滨海断鼻多套含油层系的存在, 近年来在断鼻中段深层沙二段、断鼻东段浅层沙一段、东营组勘探均获得了成功, 展示了老区复杂断裂带良好的油气勘探前景, 同时由构造找油到岩性找油思路的转变以及断-砂组合模式的建立, 为该地区的深化勘探及复杂断陷盆地相似地区的勘探工作提供借鉴。

（编辑 魏玮）

The authors have declared that no competing interests exist.

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