張強凹陷南部地區構造特征研究

嚴麗萍 (中國地質大學 (北京)能源學院,北京100083;長江大學地球物理與石油資源學院,湖北 荊州434023)

孫連昌 (勝利油田石油開發中心,山東東營257015)

張慶堂 (勝利油田有限公司海洋石油開發公司,山東東營257235)

張強凹陷是遼河外圍彰武盆地的一個次級負向構造單元,是在海西褶皺基底和前寒武紀基底上發育起來的中生代早白堊世斷坳型凹陷,呈近 NS向條帶狀展布,長約88km,寬12～16km,面積近1100km2,具有遼河外圍中生代凹陷典型的沉積特征[1]。凹陷呈狹長帶狀,緊鄰隆起區,凹陷內沉積以近物源、多物源沉積為主。行政區劃屬遼寧省康平縣和內蒙古自治區通遼市所轄。凹陷東為雙遼-康平隆起,西為三刀吐-四家子凸起,北鄰扎蘭營子凹陷。勘探表明,張強凹陷有無構造圈閉的形成、圈閉面積及閉合幅度的大小都是油氣藏形成的先決條件[2]。因此,研究該區構造斷裂特征,可以為今后的油氣勘探提供理論依據。

1 地層發育情況

張強凹陷內部發展具有不均一性,由于構造演化和沉積環境較復雜,使得張強凹陷南、北地區的地層具有明顯的差異性,形成了一個凹陷2種地層沉積特征的現象。根據目前已完鉆的鉆井、測井、地震及周邊露頭和煤田淺孔資料,將凹陷內地層劃分為:基底,即前震旦系、下古生界奧陶-志留系;中生界白堊系下統義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組;白堊系上統泉頭組;第四系。

2 斷裂構造特征

2.1 斷裂系統劃分及特征

圖1 張強凹陷南部地區沙海組構造綱要圖

由張強凹陷南部地區沙海組底界構造綱要圖 (圖1)可看出,張強凹陷南部地區斷裂比較發育,全區共發育有各類斷層20余條,主要斷層走向有3組:①近南北走向斷層,控制張強凹陷邊界和二級構造帶的形成,這組斷層是區內主干斷層;②北西走向斷層,控制著南部二級構造帶及局部構造的形成;③北東走向的斷層,控制著南部二級構造帶和局部構造的形成。近南北走向斷層發育在東西兩側,斷層東掉和西掉;北西向斷層主要集中發育區在工區的南部,斷層東掉和西掉,呈羽狀排列形式展布;北東向斷層集中發育區在工區的北部,發育了一系列北東向羽狀展布的西掉斷層。這3組斷層大都是義縣期開始活動,發育至阜新期或晚白堊世。正是這些斷層的相互作用和切割形成了該區復雜的斷裂系統,控制著區內的構造格局、地層沉積厚度的變化及局部構造的形成,具有繼承性發育、區內延伸長、斷距大的特點。除此之外,區內還發育了一些次級斷層,與主斷層相互交切,這些斷層主要發育在散都斷裂背斜帶上和南北兩端構造部位,延伸短,斷距小,將構造進一步復雜化,個別斷層對局部圈閉的形成也起到了一定的控制作用。

2.2 近南北向斷層

1)1號斷層 為近南北走向、東掉的正斷層,是凹陷西側邊界斷層,以往稱之為柳樹斷層,區內延伸長度39km。于義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發育所形成,地震剖面上呈上陡下緩的椅狀形態,是控制張強凹陷西部邊界形成和發育的一級斷層。它在形成發展的過程中,始終控制了工區內九佛堂組至阜新組地層的沉積厚度。

2)2號斷層 為近南北走向、西掉正斷層,是凹陷的東側邊界斷層,以往稱之為大莫力克斷層。斷面西傾,較緩。區內延伸長度39km,也是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發育的斷層,阜新組末期活動強烈。該斷層主要控制了張強凹陷的東側邊界和凹陷內各套地層的沉積,屬于一級斷層。

3)3號斷層 為近南北走向、東掉正斷層。位于1號斷層下降盤,以往稱之為官保斷層。與西側邊界斷層平行,在南部由近南北走向轉北北東走向,區內延伸長度39km,斷距100～1500m。斷面東傾,是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發育的斷層。與西側邊界斷層相伴生,對柳樹斷階帶、七家子洼陷帶、散都斷裂背斜帶的形成起到主要控制作用,是控制凹陷西側二級構造帶形成的主要斷層,特別是控制了七家子洼陷各套地層的沉積。根據張強凹陷內二級斷層落差分析,認為該斷層在各地史時期,在不同的構造部位活動程度有所不同,九佛堂組時期活動較強烈,沙海組時期活動弱,阜新組時期活動最強烈。總體表現為斷陷早期和晚期活動強烈、中期活動弱的特點。

2.3 北西走向斷層

1)4號斷層 為北西走向、西掉正斷層。位于任1井西側,北端與8號斷層相交切,南端與邊界2號斷層相交切。延伸長度15km,斷距50～950m,斷面西南傾。是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發育的斷層。該斷層對前辛斷裂構造帶和七家子洼陷帶的形成起到了控制和分割作用。

2)5號斷層 為北西走向、西掉正斷層。位于物3井西側,北端與9號斷層相交切,南端與邊界2號斷層相交切。延伸長度16km,斷距100～700m,斷面西南傾。是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶的形成起到了分割作用。

3)6號斷層 為北西走向、東掉正斷層。位于蓮1井西側,北端與3號斷層相交切。延伸長度15km,斷距100～550m,斷面北東傾。是義縣組期至阜新組期長期繼承性發育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶的形成起到了分割作用。

4)7號斷層 為北西走向、西掉正斷層。位于任1井東側,南端與2號斷層相交切。延伸長度10km,斷距100～250m,斷面北東傾。是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發育的斷層,該斷層對前辛斷裂構造帶起到了分割作用。

5)13號斷層 為北西走向、西掉正斷層。位于蓮1井東側,其南端與5號斷層相交切。延伸長度5km,斷距150～500m,斷面西南傾。是義縣組期至阜新組期長期繼承性發育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶的形成起到了分割作用。

6)14號斷層 為北西走向、東掉正斷層。位于蓮1井西側,延伸長度7km,斷距50～200m,斷面北東傾。是義縣組期至阜新組期長期繼承性發育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶的形成起到了分割作用。

2.4 北東走向斷層

1)8號斷層 為北東走向、西掉正斷層。位于長1井東側,西端與3號斷層相交切。延伸長度16km,斷距50～400m,斷面北西傾。是義縣組期至阜新組期長期繼承性發育的斷層,該斷層對前辛斷裂構造帶、七家子洼陷帶、散都斷裂背斜帶均起到了控制和分割作用。是該區的主要二級斷層。

2)9號斷層 為北東走向、西掉正斷層。位于強參1井東側,東端與4號斷層相交切。延伸長度9km,斷距50～800m,斷面北西傾。是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶起到了分割作用。

3)12號斷層 為北東走向、東掉正斷層。位于強4井和強5井中間,北端與4號斷層相交切。延伸長度7km,斷距50～350m,斷面東南傾。是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶起到了分割作用。

3 區帶構造特征

從沙海組底界構造圖 (圖2)分析,構造形態整體均表現為北高南低、東高西低、西陡東緩雙斷式箕狀凹陷,呈近南北向條帶狀展布。在近南北走向和一系列北西向、北東向斷層的控制下,發育了柳樹斷階帶、七家子洼陷帶、前辛斷裂構造帶和散都斷裂背斜帶4個二級構造帶,基本構造格局為南北向隆洼相間、東西向分帶的構造特點。

圖2 張強凹陷南部地區沙海組底界構造圖

3.1 柳樹斷階帶

該構造帶位于西側斷層下降盤,由邊界1號斷層和與之平行的3號斷層控制所形成。由于該區處于長期抬升部位,沉積地層薄,埋藏較淺 (600～2200m),南段較深,北段淺,阜新組遭受嚴重剝蝕。構造帶走向與2條平行的斷層一致,呈狹長帶狀展布,寬2km,區內長度39km,構造帶面積78km2。構造帶內除南端發育幾條次級斷層外,其他部位沒有斷層,構造形態完全受2條控帶斷層所影響。

3.2 七家子洼陷帶

該洼陷帶位于工區南部,北以8號斷層與散都斷裂背斜相隔,南至近南北向2號斷層與西側3號斷層夾持部位,東以強6東側北西向4號斷層與前辛斷裂構造帶相隔,西至3號斷層下降盤。主要受3號斷層和強6東側北西向4號斷層控制而形成。該區是張強凹陷地層埋藏最深的部位,九佛堂組最大埋深3500m,沙海組最大埋深2600m。呈北西向展布,長約25km,寬3～8km,面積約169km2。洼陷內斷層發育,主要有北西向斷層和北東向斷層相互切割,形成了多個斷塊和斷鼻,如強1斷塊、物3斷鼻、七家子南斷鼻等。

3.3 前辛斷裂構造帶

該構造帶分布在工區東部。東側和南端由東部邊界2號斷層所圍,北到任1井北側北東向8號斷層,西側以4號斷層與七家子洼陷相隔。構造帶為北西走向,南北長28km,東西寬3～7km,面積約73km2。該構造帶是在義縣組和九佛堂組時期古隆起背景上,受東部邊界斷層的控制和一系列北東向斷層的切割而節節北掉,形成了多個斷塊。

[1]姜再興.沉積巖石學 [M].北京:石油工業出版社,2003:65-76.

[2]張浩.張強凹陷油藏類型及成藏控制因素分析 [J].石油天然氣學報 (江漢石油學院學報),2007,29(6):7-12.