断陷盆地油气聚集模式及其动力学特征 陈发景运移模式
李丕龙
（中国石化胜利油田公司，山东东营 257015）
【摘要】 该文以济阳坳陷为例，从构造、地层、沉积及油气源、圈闭、储层、油气运聚、油气成藏等方面分析了断陷盆地不同二级构造带油气聚集的特点和分布规律，总结出了主要的油气聚集模式及其与油气藏（田）规模的关系，并探讨了它们形成的受控因素及动力机制。研究表明，低凸式、陡坡式、中央隆起式油气聚集带是济阳坳陷最有利和最重要的复式油气聚集带，洼陷式、凸起式油气聚集带是济阳坳陷进一步探索的重要领域。
复式油气聚集带理论是20世纪60年代末至70年代初据盆地二级构造带控制油气聚集的观点提出来的，并与80年代末及90年代初Magoon提出的“含油气系统”理论一起构成指导盆地油气勘探的格架体系。复式油气聚集带主要受二级断裂构造带、区域性断裂带、区域性岩性尖灭带、物性变化带、地层超覆带和地层不整合等多种因素的控制，其中某一种因素在油气聚集和富集过程中起了主导作用。在该理论指导下，我国曾在各种类型的盆地中相应地开展了较为系统的研究，取得了一批较为丰富的成果，推动了油气勘探进程。
济阳坳陷作为我国东部中、新生代典型的断陷盆地，油气分布与盆地二级正、负向构造带有着密切的关系。根据济阳坳陷各二级构造带的构造演化、地层沉积体系发育特征，结合坳陷各烃源体在生、排、运、聚方面的时空关配置关系，我们对断陷盆地的汕气聚集模式作了进一步分析，并对它们的成藏动力机制进行了探讨。
1 断陷盆地的油气聚集模式根据济阳坳陷及其滩海地区油气聚集带的成藏特征，可将其归纳为低凸式、陡坡式、中央隆起式、缓坡式、洼陷式和凸起式6种主要的油气聚集模式。
图1 低凸式油气聚集模式
1.1 低凸式油气聚集模式
由于受燕山、喜马拉雅运动及郯庐断裂作用的影响，济阳坳陷东部及其滩海地区发育了多个低凸式二级构造（带）。该类构造具明显的双层构造，下为古生界和（或）前震旦系残丘潜山，上为第三系披覆背斜构造（图1）。圈闭类型以大型潜山-披覆背斜为主，翼部还发育有不同种类的地层圈闭。构造两面临洼，油源非常丰富；低凸起持续缓慢抬升，其周缘边界断层（裂）长期活动，成为油气运移的良好通道。该类构造面积大（一般为几十至几百km2），埋深中等，储层物性较好，极易形成亿吨级大油田（如埕岛、孤岛、孤东、桩西等油田），成为济阳坳陷最有利的复式油气聚集带。
图2 陡坡式油气聚集模式
1.2 陡坡式油气聚集模式
陡坡带是济阳坳陷发育的一种重要的二级构造带。该带上接凸起，下临洼陷，老第三系沿陡坡带发育众多的冲积扇-扇三角洲沉积体系，为油气运聚创造了十分有利的条件。由于主断裂（层）长期持续活动，在断层内侧便形成了多个大型滚动背斜构造（图2）；又因为主断裂（层）分阶，便形成了断块山等。该二级构造带可进一步细分内带和外带。内带以大滚动背斜圈闭为主，配合扇三角洲储层可形成大型油气田（如胜坨、宁海、滨南、利津、永安等油田）；外带主要发育有各种类型冲积扇形成的砂砾岩体岩性圈闭、断块山-披覆圈闭，局部还有火成岩圈闭，可形成中型油气田（如盐家、郑家、王庄、平方王、平南、高青、邵家、英雄滩、孤南、义东、垦西等油田）。在主断裂深切区，还形成了无机幔源成因的CO2气藏（如阳5井气藏、花沟气藏等）。目前，陡坡式油气聚集带也已成为济阳坳陷最有利的复式油气聚集带。
1.3 中央背斜式油气聚集模式
济阳坳陷典型的中央背斜带包括东营凹陷中央背斜带和惠民凹陷中央背斜带。该类构造带在盆地演化早期与洼陷为一体，由于塑性拱张或地壳局部抬升，在中后期易形成背斜带（图3）。此类背斜带多发育于大型凹陷的中部，两侧临洼，其油源条件十分丰富。中央背斜带演化具有临近洼陷同沉积拱升的特点，一般处于沉积盆地的浅湖-深湖区，往往又是大型三角洲沉积的有利地区，对沉积储层发育非常有利。大型三角洲前缘砂体直接覆盖于早期烃源岩之上或侧向插入两边的生油洼陷之中，形成了一种十分有利的生-储-运聚配置，为大中型油气田的形成创造了有利的条件（如东辛、现河庄、郝家、临盘、商河、史南等油川）。如果中央背斜带主断层活动剧烈，可造成深部岩浆活动，并且沿大断层两侧常出现火成岩岩性圈闭，形成中小型火成岩油气藏（如商741油藏）或无机幔源成因的CO2气藏。目前，中央背斜式油气聚集带已成为济阳坳陷又一种重要的复式油气聚集带。
图3 中央背斜式油气聚集模式
1.4 缓坡式油气聚集模式
缓坡带是济阳坳陷十分发育的一种二级构造带。该类构造带外接凸起，内临洼陷（图4），地层现今坡度小（0°～30°），构造变动持续缓慢，地层超覆不整合发育，有利于油气的侧向运移。由于构造带宽，构造带演化与沉积平面存在不均衡性，从洼陷向凸起方向可进一步划分出内带、中带、外带。外带紧临凸起，发育众多的大型缓坡冲积扇，同时存在多个地层不整合和地层尖灭带，是形成大中型地层、岩性重质油油气藏的主要地区（如乐安、罗家、金家、八面河等油田）。中带为缓坡主体，断层较发育，是河流相最发育的地区，断层与河流相砂体配合，多形成中小型岩性—断块油藏（如飞雁滩、老河口油田等），还可形成中小型断块潜山油藏（如套尔河、垦利油田等）。内带近临沉降中心，盆倾断层较发育，而且断层对沉积具有一定的控制作用。该地区扇三角洲、低位扇体等发育，是寻找中等规模岩性—构造油气藏的有利场所（如梁家楼、乔庄、临南、东风港、河滩等油田）。目前，缓坡式油气聚集带已成为济阳坳陷颇具勘探潜力的复式油气聚集带。
图4 缓坡式油气聚集模式
1.5 洼陷式油气聚集模式
洼陷带是济阳坳陷普遍发育的负向二级构造带。该带一般是盆地的沉积中心（图5），多为深湖相沉积区，也是盆地的油源中心。缓坡带、中央隆起带的三角洲和扇三角洲前缘砂体等储集体垮塌沉积可发育大量浊积砂体，并形成众多的岩性相对较细的原生砂岩油气藏（如渤南、牛庄、大芦湖、五号庄、大王北油田及丰11油藏等），其油藏规模与洼陷及砂体大小有直接关系。大洼陷大砂体可形成大油田；小洼陷小砂体可形成小油田。洼陷带成烃、排烃作用较强，在与正向构造带的过渡地带中易形成不同规模的泥岩裂缝油藏（如新义深8、郭局子、车253、利983等油藏）。洼陷带油气藏埋藏深、隐蔽性强、勘探起步晚，一般是含油气盆地的后备勘探领域。，近年来，济阳坳陷已进入中—高勘探期，洼陷带隐蔽性油气藏勘探已成为胜利油气区勘探的重点。
图5 洼陷式油气聚集模式
图6 凸起式油气聚集模式
1.6 凸起式油气聚集模式
凸起也称高潜山，是济阳坳陷十分发育的一种构造形式，多发育于沉积盆地内部，从而形成“群山环湖”、“群湖抱山”的基本构造格局。该构造在盆地沉积演化过程中长期处于剥蚀区，只是盆地进入坳陷阶段后期时才同凹陷一起深入地下。因此，其结构为新第三系明化镇组地层直接覆盖于残丘潜山之上（图6），而且无披覆背斜构造特征，残丘潜山构造埋藏浅（＜1000m），远离油源，又由于边缘氧化或次生运移，可形成中小型潜山稠油油藏（如广饶潜山稠油藏），同时在明化镇组又形成了“亮点”气藏（如滨县凸起、陈家庄凸起上的明化镇气藏等）。随着油气勘探的不断深化，凸起式油气聚集带将成为济阳坳陷的又一个重要勘探领域。
2 断陷盆地油气聚集成藏的控制机理
济阳坳陷发育形成的上述6种不同类型的油气聚集带，反映了聚集带形成发育的受控因素和油气运聚可能的动力机制。
以受控因素而论，低凸式、陡坡式、中央背斜式、凸起式和缓坡式油气聚集带均是直接在构造作用控制下形成的，因而构造作用是断陷盆地油气聚集的主导因素。构造作用不仅伴生了与大量成因相关的油气圈闭，同时也诱发了大量的流体活动，成为幕式成藏的动力来源。对于断陷盆地来说，那些在同沉积构造背景上发育形成的油气聚集带，如陡坡式油气聚集带和中央背斜式油气聚集带，都是油气成藏条件良好时空配置关系的结果。目前，在受控因素方面的研究难点在于寻找那些在构造运动下幕式流体活动的可靠依据。
油气聚集的动力机制是油气藏动力学研究的核心之一。目前，一些学者认为幕式成藏的动力机制与深凹中心压力封存箱的幕式突破有关，但对幕式突破过程中促使流体流动的动力作用尚没有明确的分析，并且认为是一个相当复杂的过程。此外，断陷盆地中还存在其他的油气成藏过程，如济阳坳陷中缓坡式油气聚集带可以认为主要是在浮力作用下形成的一种经典成藏模式；而以透镜状岩性体分布于洼陷中心烃源岩中的洼陷式油气聚集带则更是在压差的驱动下形成，两者的成藏过程是非幕式的。
3 结束语
揭示断陷盆地油气运聚和成藏的规律，除了应重建凹陷各构造单元的构造演化史外，还需要将盆地温度场、压力场及古流体势的研究与有效的油气藏定年技术相结合，才能昭然其成藏动力过程。
不同类型盆地油气富集程度和特征差异大~
受复杂的地质背景和多阶段演化过程的影响，我国含油气盆地类型多、盆地结构复杂，盆地规模普遍偏小。在早三叠及古生代，我国发育有华北、扬子和华南、塔里木等大中型海相和海陆交互相克拉通和克拉通边缘盆地。经过中新生代改造后，这些大中型盆地普遍遭到破坏，仅在四川、鄂尔多斯、塔里木等地保留下来一部分克拉通盆地。中生代以来，陆相盆地广泛发育。其中部分陆相盆地叠置在克拉通盆地之上，部分盆地发育在古生代褶皱带之上。
概括起来，我国东部及近海含油气盆地类型主要有裂谷盆地、被动大陆边缘及边缘海盆地和断陷盆地等，中西部主要为叠合盆地和断陷盆地等。这些盆地的不同演化过程，直接影响了盆地的油气资源潜力、特别是油气资源的分布和储量增长的规律。
其中，大型裂谷盆地、大陆边缘盆地资源潜力大，油气资源分布的集中性强，主力层系突出；中小型断陷盆地资源潜力差别较大，生油层系和产油层系相对单一。这类盆地勘探层系集中，储量高峰出现早，一般有两个储量高峰值。
叠合盆地油气资源潜力大，资源有多层系、多中心分布特点，盆地油气地质规律复杂。
（一）裂谷及边缘海盆地
渤海湾、苏北等盆地是在古生代稳定的古生代克拉通基础之上形成的，如果考虑克拉通发育阶段，这些盆地为克拉通—裂谷（断陷）叠合盆地。
盆地烃源岩在克拉通层系及裂谷或断陷中发育，以裂谷（断陷）阶段烃源岩为主，后者形成时代新，演化过程短，处于生排烃高峰阶段，是盆地的主力烃源岩层系。克拉通层系烃源岩演化过程长、演化历史复杂，多数烃源岩生排烃高峰已过，并且处于过成熟阶段，以生成天然气为主。
这类盆地资源潜力主要取决于裂谷（断陷）规模和资源富集程度（表3-2）；下部克拉通层系因后期改造的破坏作用，资源潜力明显受到影响。盆地主要油气产层为古近系和新近系地层。主力烃源岩和产油层分布层位的集中性强。下部的克拉通层系勘探程度低，资源潜力还有待进一步研究。
表3-2 裂谷盆地资源潜力及特点
松辽盆地位于西伯利亚、华北和佳木斯克拉通之间，为中生代裂谷盆地。裂谷阶段主要发生在晚侏罗世至早白垩世，晚白垩世盆地进入回返萎缩阶段。盆地发育断陷和坳陷两大含油层系，断陷层系富气，坳陷层富油，油气资源在断陷层系和坳陷层系的富集程度均很高。
我国东海、南海北部和南部发育中新生代大陆边缘盆地，盆地从晚白垩世至古新世开始发育，一般古近纪为陆相断陷湖盆，发育有湖相烃源岩，新近纪转化为坳陷，并发生海侵。由于盆地区陆壳较薄，地温梯度相对较高，烃源岩成熟较快，已经进入低成熟—成熟阶段。
这些盆地油气资源量大、资源丰度高，资源分布层位较集中（表3-2，表3-3）。烃源岩主要发育在古近系，新近系主要为气源岩；除潜山圈闭外，储层主要发育在新近系，古近系储层次之。从圈闭类型和发育程度看，这类盆地构造圈闭和岩性、地层圈闭均很发育；从勘探历史看，在勘探早期就可以发现大中型构造油气藏，勘探中晚期，岩性、地层油气藏的发现逐步增加。这类盆地储量发现速度均较快。
表3-3 边缘海盆地资源潜力及特点
（二）叠合盆地
我国中西部大中型盆地多数为叠合盆地，叠合盆地均具有多套烃源岩，多套产油层系，但资源在层系上的集中程度较裂谷盆地和被动大陆边缘盆地要低，而勘探领域则明显多于裂谷和大陆边缘盆地。盆地的圈闭类型复杂，构造—岩性复合圈闭等复杂类型圈闭发育，使勘探开发难度明显增加，盆地储量增长的多峰性是这类盆地勘探特征。我国的叠合盆地包括有克拉通背景和没有克拉通背景两类，其资源潜力和资源分布规律有一定差别。
四川、鄂尔多斯等盆地古生界为稳定克拉通沉积，印支运动后，华北克拉通西部和上扬子区进入前陆盆地演化阶段，形成鄂尔多斯、四川等前陆盆地；燕山期转为大型坳陷沉积。盆地发育下古生界、上古生界和中生界多套烃源岩。古生界烃源岩成熟度高，产气为主；三叠系烃源岩在鄂尔多斯盆地以产油为主，在四川盆地以产气为主；侏罗系烃源岩在鄂尔多斯和四川盆地均以产油为主。盆地资源潜力大，烃源岩发育层位多，演化过程复杂，演化程度差别大；油气成藏规律复杂，勘探领域多；油气垂向上多层分布明显。从勘探历史看，这类盆地勘探具有长期性和复杂性特点，储量、产量增长具有多峰特点（表3-4）。
表3-4 叠合盆地资源潜力及特点
续表
塔里木盆地在演化过程中，克拉通与前陆交替出现，前陆盆地叠置在克拉通沉积之上。由于前陆盆地具有沉降差异大的特点，导致这类盆地沉积厚度变化大，埋藏深度变化大，勘探难度大。
烃源岩在克拉通沉积阶段和前陆盆地沉积阶段都广泛发育，层位多，演化过程长，因埋深不同，演化程度差别大；盆地油气资源潜力大，分布层系多，成藏规律复杂，勘探领域多；由于前陆盆地主要发育在克拉通盆地边部，与克拉通盆地部分重叠，形成前陆区与克拉通区油气资源类型上的差异，前陆区富气，克拉通区富油，油气资源在不同单元差别较大。勘探目的层埋深大、识别难，储量、产量增长具有多峰特点（表3-4）。
准噶尔盆地二叠纪为前陆盆地发育阶段，西北缘、东北缘、南缘分别发育前陆盆地，二叠纪末期趋于统一，并逐步向坳陷转化，侏罗纪进入统一的坳陷发育阶段；白垩纪—古近纪，仍为坳陷，沉积稳定、分布广泛，但盆地边缘开始受到挤压；新近纪至第四纪，盆地南缘再次挠曲下沉，形成近东西向的再生前陆盆地。
烃源岩在前陆区和坳陷区广泛分布，前陆区烃源岩具有多中心分布特征，并因埋深不同而演化程度有明显差别；坳陷区烃源岩分布广泛，较为稳定；再生前陆阶段烃源岩分布局限于盆地南缘。这类盆地油气资源潜力大，油气成藏规律复杂，认识的阶段性明显，勘探目的层埋深变化大，技术经济条件要求高。
（三）中小型断陷盆地
断陷盆地发育的背景多样，在克拉通、被动大陆边缘、褶皱带等背景上均可形成断陷盆地。中生代断陷盆地主要发育在侏罗纪和白垩纪，新生代断陷盆地在滨太平洋区域和青藏地区发育较多。天山—北山区、塔里木盆地周边、柴达木—祁连区南部主要发育早、中侏罗世断陷，发育早中侏罗世湖相烃源岩。柴达木—祁连北部区、华北克拉通区、东北—内蒙断陷主要发育侏罗—白垩纪断陷，部分除发育有侏罗纪烃源岩外还发育有白垩纪烃源岩，特别是东北—内蒙区的西部主要发育白垩纪烃源岩。
断陷盆地以中小规模为主，同一个断陷盆地群中的不同断陷油气资源潜力有明显差别。
陈发景等（1989）指出，裂谷（裂陷）盆地以高热流、高沉积速率、断裂长期发育和间歇性活动等为其主要特征。断层的发育和分布使盆地构造面貌极为复杂，从而导致油气运聚方式的变化。在以压实水流为主的断陷盆地中，油气沿着储层和断裂系统向上运移，并由盆地生油中心（常常是沉降中心）向断陷中的低凸起带、斜坡带、翘倾断块和盆地边缘的地层、岩性储集体中运移。因此，裂陷盆地中的隆起带，尤其是长期发育的古隆起、古凸起等构造是油气运移的主要指向。在不同的断裂组合中，主要运移指向也有差异，如双断式翘倾断块，油气从断陷中心分别向中央凸起带运聚（图5-2a）；同断式翘倾断块中由于中央凸起较低，除接受A和B凹陷大部分油气外，凹陷B的油气有相当一部分向缓坡运移并形成聚集（图5-2b）；地堑—地垒式断块中油气往往是从主地堑凹陷中心向两侧及中间低凸起方向运移，次地堑也有相似的运移规律，因而主地堑中央构造带及其两侧缓坡带是油气富集的主要场所（图5-2c）。
图5-2 断陷盆地运移模式（据陈发景等，1989）
a—双断式
图5-2 断陷盆地运移模式（据陈发景等，1989）
b—同断式；c—地堑-地垒式
总之，在以压实流为主的裂陷盆地中，生油深凹陷控制了油气的生成、运移和聚集，位于生油凹陷附近的同生构造带和各种岩相带是油气运移和聚集的主要指向，我国东部大部分油气田的分布充分证明了这一规律。
火山岩储层油气聚集
答：中国火山岩储层油气存在多种运聚模式,其中原生型火山岩岩性油气运聚模式、残留盆地火山岩风化壳型地层油气运聚模式最为典型,分别以松辽盆地深层和新疆北部石炭系为代表。 1.原生火山岩岩性型油气运聚模式 松辽盆地深层断陷以箕状断陷为...
水动力学方程的定解条件
答：根据盆地模型、运载层和水动力模型，可给出方程（6-8）的定解条件。（一）初始条件 定水头初值h0，即沙三段沉积后运载层的古水头值：断陷盆地油气二次运移与聚集 其中Lx和Ly分别为模拟（渗流）区的网格边界（见图6-6）...
水动力学与流体势分析
答：（一）盆地的水动力条件与演化 沉积盆地的地下水动力条件对油气二次运移不仅起着宏观控制作用，而且还对油气的聚集和成藏起着微观控制作用。水动力学环境受盆地演化过程中的构造活动、构造应力状态、温度和压力条件等多种因素...
洼陷带勘探实践
答：洼陷带作为生油中心,是断陷盆地的基本构造单元——凹陷的重要组成部分,在有良好储层和圈闭配置的情况下,可以成为油气聚集带。断陷盆地边缘的洪水、垮塌、滑塌作用有利于形成各种类型的浊积岩,以高密度重力流为动力,沿湖底多次搬运直至湖...
构造体系控油气分布
答：上白垩统—古近系、断陷期的侏罗系—下白垩统及石炭-二叠系、海拉尔盆地下白垩统、延吉盆地白垩系、依兰-伊通地堑古近系以及鸡西盆地、勃利盆地、虎林盆地等的中、新生界地层,均有丰度不同的烃源岩,并发现了油气藏、工业油气流或油气...
陈发景运移模式
答：图5-2 断陷盆地运移模式（据陈发景等，1989）a—双断式 图5-2 断陷盆地运移模式（据陈发景等，1989）b—同断式；c—地堑-地垒式 总之，在以压实流为主的裂陷盆地中，生油深凹陷控制了油气的生成、运移和聚集，位于...
构造体系控制油气区及油气聚集带
答：塔里木盆地含油气区和油气聚集带受天山和昆仑山两个纬向系、西域系及其复合作用导控,并受帕米尔歹字型和青藏歹字型(头部)影响。形成三大油气区,即:塔北含油气区,塔中复合东西隆起油气区、塔西南油气区。由于受构造体系迭次控制作用,各...
南海北部各盆地特色很强,需分别解析研究
答：并加强地震层序地层学的研究;对生、储、盖的展布和相互关系有了新的认识,大大提高了白云凹陷深水区的油气远景评价...多套泥岩,裂陷内有一定的阻隔条件,所以并不像珠江口盆地 “陆生海储”、“下生上储”及远距离运移的成藏模式。
主要海相含油气盆地演化特征
答：克拉通边缘盆地及其上叠置的前陆盆地，是油气最为富集的盆地。中东阿拉伯-波斯湾盆地，即是一个由克拉通边缘盆地和前陆盆地组成的叠合盆地，前陆盆地发育在东北部的扎格罗斯山前（图3-7a）。中生代，在特提斯洋西南侧宽阔的...
变质岩储层油气形成与分布
答：中国目前已发现的变质岩储层油气，均为太古宇-元古宇变质岩系大中型古潜山油气聚集（表15-16），且主要集中分布在中国东部中、新生代断陷盆地中，其油源主要来自新生代生油岩系，属于新生古储型油气聚集。新生代油气进入古老...
