宋明水 ，王惠勇 ，张云银

（1.中国石化胜利油田分公司，山东东营257001；2.中国石化胜利油田分公司物探研究院，山东东营257022；3.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛266580）

渤海湾盆地是中国东部重要的油气生产基地，潜山油气藏是渤海湾盆地重要的油气藏类型。据统计，渤海湾盆地已发现的61个潜山油气藏储量占盆地总储量的10.4%；其中，辽河坳陷8个潜山油气藏的探明储量占坳陷总储量的20.3%，黄骅坳陷8个潜山油气藏的探明储量占坳陷总储量的2.9%，济阳坳陷20个潜山油气藏的探明储量占坳陷总储量的14.8%，冀中坳陷21个潜山油气藏的探明储量占坳陷总储量的59.7%，渤海海域4个潜山油气藏的探明储量占其总储量的2.3%，因此潜山油气藏可成为未来重要的油气勘探领域。潜山油气藏的形成主要受控于构造背景、储层发育及油气源条件，且构造背景对于油气成藏具有关键性作用［1-4］。前人对渤海湾盆地潜山油气藏的形成机制进行了研究，认为济阳坳陷前新生界潜山的形成和演化主要受印支、燕山和喜马拉雅运动控制，同时构造运动也控制了潜山裂缝、风化壳和溶蚀孔洞的形成［5-7］。李丕龙等根据成因类型、构造形态和内幕结构对潜山发育的储集类型进行了划分，认为济阳坳陷下古生界储层主要发育次生孔隙、溶蚀孔洞和构造裂缝3种储集类型［8］。高平等认为潜山的油气成藏条件与所处的区域应力场环境、油气源条件、油气运移通道、反向断层封堵以及储集空间密切相关。依据潜山的构造位置及其与烃源岩的接触关系和运移通道特征，将济阳坳陷潜山油气成藏模式划分为它源（自源）断块式、它源（自源）褶皱式和它源-残丘式3种类型［9］。前人的研究成果主要强调构造作用对潜山形成及油气成藏的控制作用，但对渤海湾盆地形成过程中不同地质历史时期的力学机制，尤其是潜山演化过程中挤压、拉张和走滑等动力学机制及其对油气成藏的控制作用尚未开展系统研究［5-8］。为此，笔者在借鉴前人研究成果的基础上，综合利用岩心、地震等资料，系统分析济阳坳陷前新生界潜山各地质历史时期构造活动性质及其构造响应，分析不同构造背景下的潜山油气成藏机制，进而提出一套新的潜山油气藏类型划分方案，研究成果对中国东部陆相断陷盆地潜山油气勘探具有一定的指导意义。

1 区域地质概况

济阳坳陷在构造上属于渤海湾盆地的一个次级负向构造单元［1-8］，其东部以郯庐断裂与鲁东隆起相隔，南部以齐广断层与鲁西隆起分界，西、北部与埕宁隆起相接（图1）；地层自下而上发育太古界、下古生界、上古生界、中生界、古近系（孔店组、沙河街组、东营组）、新近系（馆陶组、明化镇组）以及第四系（平原组）。济阳坳陷潜山的形成、演化主要经历了4个阶段，分别为三叠纪褶皱隆升阶段（潜山形成初期）、侏罗纪-白垩纪块断抬升阶段（潜山发育期）、古近纪块断改造阶段（潜山定型期）和新近纪整体拗陷掩埋阶段（潜山成藏期）［5-10］。

图1 济阳坳陷构造纲要Fig.1 Structure outline of Jiyang Depression

2 潜山形成机制

自中新生代以来，济阳坳陷发生多次构造运动，主要经历了印支、燕山和喜马拉雅运动［11-12］，各构造运动又分为多个构造幕，包括4期挤压、3期拉张和2期走滑运动（图2）。这些构造运动是盆地沉积及潜山形成的主要控制因素。

2.1 挤压运动

研究区挤压运动主要发生于印支期和燕山期，挤压运动形成的构造产物包括不整合、背斜、逆断层和倒转构造。

2.1.1 印支期

印支运动主要是由华北板块与扬子板块的NE（N）向挤压聚敛作用引起，多形成NW向压性构造。济阳坳陷印支运动的逆冲造山运动一般可以分为2期，早期以褶皱和隆升为主，活动强度较小；后期挤压运动强度较大，发生大规模构造隆升。印支期挤压造山运动导致古生界剥蚀，形成古生界顶部区域不整合以及多条NW向展布的背斜、断层及构造带［13］。研究区已发现印支运动形成的地质构造，最为典型的是5条NW向大型断裂带，即五号桩-埕北逆冲断裂带、孤西-埕南逆冲断裂带、陈南-罗西-车西逆冲断裂带、石村-阳信逆冲断裂带以及仁风-滋镇逆冲断裂带。这些断裂带下降盘的古生界具有自SW向NE方向逐渐变薄的趋势，说明在印支期造山运动期间沿断裂带曾发生大规模的挤压隆升和地层剥蚀，且靠近断裂带隆升和剥蚀程度较高，造成古生界的厚度减薄；断层上升盘多具有背斜形态，被断层切割形成NW走向断背斜，该类断背斜在桩西、埕东等地区均有发育。

图2 济阳坳陷地层特征Fig.2 Stratigraphic profile of Jiyang Depression

图3 济阳坳陷燕山期构造模式Fig.3 Yanshan tectonic mode of Jiyang Depression

印支期NW向逆断层在燕山运动过程中曾发生大规模负反转，孤西、陈南等断裂至沙河街组沉积时期才停止活动，逆断层和倒转构造仅在孤岛、桩海等局部地区发现［14］。根据地层对比及已钻井分析，车西洼陷北带车571-5井钻遇寒武系和奥陶系倒转地层，并发现倒转构造沿NW向分布，由此认为该地区发育印支期残存逆断层。下古生界倒转构造也是印支运动的构造产物，目前在孤东、桩海和埕岛地区均有发现，桩古13井下古生界地层呈褶曲状，为典型的倒转褶皱，且褶皱现象仅发育于古生界内部，因此可以推断该倒转褶皱构造形成于印支期。

2.1.2 燕山期

燕山运动是强烈的断块造山运动，其构造应力场的变化主要受控于郯庐断裂的活动和伊泽奈崎板块向欧亚板块的NNW向俯冲［14］。燕山期挤压运动主要包括2期，第1期是中侏罗统沉积后发生的挤压抬升，主要表现为中下侏罗统与上侏罗统-白垩系之间发育的不整合，该不整合在东营凹陷南坡、陈家庄凸起北坡等地区普遍发育；第2期为白垩系沉积后，济阳坳陷发生大规模挤压隆升，地层由ES向NW方向挤压抬升，形成大规模NE向的冲断带和地层剥蚀现象［15］（图3）。该时期形成的大部分逆断层在喜马拉雅期发生负反转，仅在桩西、孤岛和埕岛地区钻遇。燕山期挤压运动在活动强度较低地区多形成褶皱背斜，在东营凹陷南坡EW向地震剖面上可以明显地看到中生界发育背斜形态，顶部被剥蚀夷平。燕山期构造变形主要表现为收缩构造，地壳收缩率平均为0.67%，而伸展率很低，约为0.062%［16］。燕山期构造运动多形成NNE向断层，是济阳坳陷潜山的主要形成时期。

印支运动和燕山运动同为挤压运动，造成地层挤压抬升，形成不整合和逆断层等构造运动产物，对济阳坳陷潜山圈闭和储层（裂缝和溶蚀孔洞）的形成均具有重要影响，但也存在明显差异［17］。一是挤压运动的构造应力方向及其响应不同，印支运动为SW向NE方向挤压，而燕山运动为ES向NW方向挤压。二是形成的构造运动产物存在差异，主要表现在2个方面：①印支运动多形成NW向地层冲断带，断层为SW倾向，燕山运动多形成NE向冲断带，断层为SE倾向；印支运动造成古生界残留厚度SW方向薄、NE方向厚，而燕山运动造成中生界厚度呈现ES方向厚、NW方向薄的特征。②2期构造运动对潜山地层的影响不同，印支运动主要控制太古界和古生界地层分布和风化壳发育；燕山运动除影响太古界和古生界地层剥蚀，还控制中生界地层沉积及内部和顶面风化壳的形成。

2.2 拉张运动

研究区中新生代拉张运动主要发生于燕山早期、中期和喜马拉雅期3个时期（图2）。

2.2.1 燕山期

燕山早期沿印支期NW向逆断层发生负反转，但其构造活动强度较小［18］，沉积中下侏罗统，形成以拉张作用为主的小型陆相盆地，大部分地区的中下侏罗统与古生界地层存在小角度不整合接触。燕山中期经历挤压隆升后，研究区再次发生拉张断陷，沉积厚度巨大的下侏罗统和白垩系。燕山中期的拉张运动对济阳坳陷潜山形成的贡献主要有2个方面：①避免古生界和中下侏罗统进一步风化剥蚀，并沉积上侏罗统和白垩系，奠定了潜山形成的物质基础；②形成上侏罗统、白垩系与古生界或太古界的地层超覆圈闭。

2.2.2 喜马拉雅期

新生代西太平洋板块由NW向转变为向西俯冲于亚欧大陆板块，弧后拉张效应使渤海湾盆地发生大规模拉伸，并使郯庐断裂带由左行走滑变为右行走滑，最终导致渤海湾盆地的形成［19-20］。喜马拉雅运动主要包括3期，早始新世孔店组沉积时期，主要为NW向逆冲断层的反向伸展构造，沉积巨厚的孔店组；中始新世至渐新世为右旋扭张盆地形成时期，为新生代盆地强烈断陷期，沉积了沙河街组和东营组，新发育断层多为NE和NEE向。新生代拉张运动对济阳坳陷潜山油气藏的形成具有明显的控制作用［17］：一是形成济阳坳陷构造格局，确定盆山关系，强烈的拉张运动使研究区发生断陷，形成东营、沾化、惠民和车镇等次级凹陷，具有北断南超的构造格局；各凹陷区北部前新生界地层沉陷成为新生界盆地基底，接受沉积，南部地层上翘成为凸起，接受风化剥蚀。二是破坏或改造已形成的潜山气藏，济阳坳陷上古生界石炭系含有多套煤系地层，中生代进入生烃期，新生代强烈的拉张运动改变了古地貌格局，已形成的气藏遭到破坏或调整。三是新生代拉张运动形成许多EW向断层，部分印支期和燕山期老断层继续活动，导致潜山裂缝和溶蚀孔洞的形成，也成为主要的油气运移通道，是潜山油气成藏的关键。

2.3 走滑运动

研究区受郯庐断裂带影响较大，主要经历燕山期的左行走滑和喜马拉雅期的右行走滑运动。

2.3.1 燕山期

受控于郯庐断裂的活动和伊泽奈崎板块向欧亚板块的NNW向俯冲，燕山期发育左行走滑运动，与燕山中期拉张断陷的形成和晚期挤压运动密切相关。燕山中期在左行走滑运动的控制作用下，印支期NW向断层发生负反转，沉积下侏罗统。燕山晚期，左行走滑运动转为NS向和近NE向，形成多条NE向和近NS向断层，并控制了太古界、古生界和中生界的分布。

2.3.2 喜马拉雅期

喜马拉雅期右行走滑运动主要表现为表层走滑，多形成NE向断层，平面上呈雁列式、帚状、侧接状分布，剖面上则呈现树形花状、半花状和卷心式花状等典型走滑构造。走滑断层在济阳坳陷全区均有分布，其中王家岗、临商结合部、埕岛-桩海和垦东等地区发育比较典型的走滑断层。喜马拉雅期右行走滑运动加强了拉张运动的强度，对潜山定型具有一定的促进作用。

燕山期左行走滑运动和喜马拉雅期右行走滑运动具有明显的差异。主要表现为：一是构造动力学性质不同，燕山期左行走滑运动是由挤压运动所产生，而喜马拉雅期右行走滑运动则是在拉张背景下形成；二是构造响应不同，燕山期左行走滑运动多形成NE向冲断构造和逆断层，喜马拉雅期右行走滑运动多形成NE向正断层，在一定程度上增强了盆地的断陷强度。

挤压、拉张和走滑运动对济阳坳陷潜山的储层发育类型及分布具有控制作用，且对研究区前新生界潜山的油气藏类型也具有控制作用。挤压运动造成地层隆升剥蚀，是地层圈闭和不整合发育的主要因素。拉张运动是研究区中生代和新生代沉积盆地形成的主要原因，燕山期拉张运动为中生界潜山提供了物质基础；喜马拉雅期造山运动为济阳坳陷潜山的定型期，是潜山圈闭、储层和主要烃源岩发育的主要时期。走滑运动在一定程度上强化了同期的拉张和走滑运动，对潜山圈闭、储层和油气发育也具有重要作用。

图4 济阳坳陷主要潜山油气藏类型Fig.4 Main buried hill reservoir types in Jiyang Depression

3 潜山油气藏类型划分

目前对济阳坳陷潜山油气成藏机制的研究水平相对较低，主要根据潜山的成因、潜山与烃源岩的位置关系或断层发育特征对其油气藏类型进行相对宽泛的划分，未考虑储集类型和油气成藏主控因素。笔者根据油气成藏主控因素和储集特征，首次对胜利东部探区潜山的油气藏类型进行划分，将济阳坳陷潜山油气藏类型划分为地层类、断块类和复合类共3大类9小类。该划分方案揭示出太古界变质岩、下古生界碳酸盐岩、上古生界和中生界碎屑岩潜山均可以发育不同的油气藏类型，拓展了潜山的油气勘探空间。

3.1 地层类油气藏

济阳坳陷前新生界潜山经历了印支、燕山和喜马拉雅运动，发生多次的隆升和剥蚀，风化壳多发育风化淋滤层，储层物性较好，与断层、构造等匹配可以形成不同的油气藏类型。根据地层不整合附近的储层发育情况，可以将潜山地层类油气藏分为残丘山块状油气藏、不整合遮挡层状油气藏和不整合遮挡不规则油气藏3种类型。

3.1.1 残丘山块状油气藏

残丘山为挤压造山运动的构造产物，目前济阳坳陷发现的残丘山主要为燕山运动的构造产物，主要分布于各凸起或洼陷构造带，其新生界直接覆盖于太古界、古生界和中生界之上。仅在桩海地区发现印支运动形成的残丘山，其中生界直接覆盖于太古界之上，且受后期构造运动改造。分析已发现残丘山油气藏可知，该类型潜山风化壳储层普遍发育，且风化淋滤带厚度较大，油气藏具有统一的油水界面，整体呈块状。例如郑4井即钻遇典型的残丘山块状油藏，整体表现为背斜构造形态（图4a）。

3.1.2 不整合遮挡层状油气藏

该类型油气藏的储层为层状，受顶部不整合遮挡成藏。不整合遮挡层状油气藏也属于挤压造山运动的构造产物，印支运动（太古界和古生界）、燕山运动早期（中生界）和燕山运动晚期（太古界、古生界和中生界）挤压运动形成的风化剥蚀均可以形成不整合遮挡层状油气藏。济阳坳陷上古生界和中生界碎屑岩潜山多发育不整合遮挡层状油气藏，中生界不整合遮挡层状油气藏在长堤、高青等多个地区均有钻遇，而下古生界不整合遮挡层状油气藏仅在义和庄和陈家庄凸起等地区钻遇（图4b）。例如沾11井钻遇典型的下古生界不整合遮挡层状油气藏，其下古生界八陡组顶部遭受剥蚀，内部泥岩可以侧向遮挡形成不整合遮挡层状油气藏。中生界多为砂泥岩地层，易发育不整合遮挡层状油气藏；下古生界以碳酸盐岩为主，由于风化淋滤层相对发育，一般难以形成不整合遮挡层状油气藏。研究结果表明，下古生界不整合遮挡层状油气藏的发育需要2个基本条件：①不整合面不发育风化淋滤带或风化淋滤带孔隙缝洞被充填，下古生界发育以优势岩性段为特征的层状储层；②下古生界发育泥页岩和致密碳酸盐岩层段，可以分隔油气。

3.1.3 不整合遮挡不规则油气藏

不整合遮挡不规则油气藏属于典型的不整合遮挡油气藏，为挤压运动的构造产物。印支运动、燕山运动早期和燕山运动晚期挤压运动形成的风化剥蚀均可以形成不整合遮挡不规则油气藏，济阳坳陷目前发现的该类型油气藏多发育于太古界和下古生界。其与不整合遮挡层状油气藏的区别在于不整合遮挡不规则油气藏的储层为风化壳，且纵、横向变化较快，具有明显的不规则性和非均质性。例如草古106井钻遇该类型油气藏，其储层埋深较小、横向变化快，油气藏整体连片，但含油界面不统一（图4c）。

3.2 断块油气藏

潜山地层被断层切割，且控制油气成藏，即形成断块油气藏。该类型油气藏按照储层发育情况又可进一步分为3种类型，分别为风化壳型断块油气藏、内幕层状断块油气藏和内幕裂缝-孔洞型断块油气藏。

3.2.1 风化壳型断块油气藏

该类型油气藏的储层为风化壳，发育厚度较大的风化淋滤带，油气藏呈块状，具有统一的油水界面，其成藏关键是高部位断层封堵（图4d）。该类型油气藏多为中古生界残丘山被新生界断层切割形成的油气藏，其储层和油气运移条件较好、分布较广，在桩海、埕岛和义东等地区均有发现。例如义古72井在下古生界奥陶系钻遇风化壳储层，受断块封堵，发育典型的风化壳型断块油气藏。

3.2.2 内幕层状断块油气藏

该类型油气藏多发育于潜山内幕，即风化壳以下未经风化的地层。油层呈层状分布，在碳酸盐岩和碎屑岩储层中均有发育（图4e）。例如义古30井钻遇上古生界太原组层状油藏，其断层具有控藏作用。碳酸盐岩内幕层状断块油气藏的储层类型多为裂缝和溶蚀孔洞，碎屑岩潜山内幕层状断块油气藏的储层则多为孔隙度和渗透性较好的砂岩发育层段。印支期、燕山期和喜马拉雅期构造运动均有利于形成该类型油气藏，喜马拉雅期形成的断层可以沟通古近系油源，油气成藏条件有利；印支期和燕山期构造运动形成的内幕层状断块圈闭，若能匹配石炭系煤系地层，也可以形成内幕层状断块气藏。

3.2.3 内幕裂缝-孔洞型断块油气藏

该类型油气藏与内幕层状断块油气藏类似，区别在于其储层呈不规则状，而非层状分布（图4f）。该类型储层在碎屑岩潜山和碳酸盐岩潜山均有发育，在埕岛、桩海和青城凸起等多个地区均有发现。由于岩性不同，下古生界、上古生界和中生界潜山的储集类型也有所不同：下古生界碳酸盐岩潜山的储集类型以溶蚀孔洞和裂缝为主，上古生界和中生界碎屑岩潜山的储集类型则以裂缝为主。例如埕古19井钻遇太古界内幕裂缝-孔洞型断块油气藏，其发育裂缝型储层，受断层控制封堵成藏。

3.3 复合油气藏

复合油气藏是受断层和地层双重因素控制形成的潜山油气藏类型。根据控制因素，又可细分为断层-地层块状油气藏、断层-地层层状油气藏和断层-地层不规则油气藏3种类型。

3.3.1 断层-地层块状油气藏

该类型油气藏受断层和不整合控制，多呈现断背斜或断鼻构造。储层为不整合风化淋滤层，厚度大，油藏呈块状，且具有统一的油水界面（图4g）。例如车571井钻遇断层-地层块状油气藏，构造上为典型的断背斜，下古生界发育风化壳储层，顶部发育黏土层，受断层和风化黏土层封堵成藏。

3.3.2 断层-地层层状油气藏

该类型油气藏受断层和不整合双重因素控制。不整合面不发育风化淋滤层，储层呈层状，油气藏高部位被断层切割，断层切穿不整合面或终止于不整合面，断层对油气藏具有封堵作用（图4h），油气藏呈层状。上古生界和中生界潜山该类型油气藏较为发育，下古生界泥页岩发育的碳酸盐岩层段该类型油气藏也有发现。例如车古52井钻遇断层-地层层状油气藏，其下古生界发育层状优势储层，风化壳储层不发育，受顶部上覆泥岩和断层封堵成藏。

3.3.3 断层-地层不规则油气藏

该类型油气藏受断层和不整合双重因素控制。不整合面发育风化淋滤层，储层呈不规则状，油气藏高部位被断层切割，断层切穿不整合面或终止于不整合面，断层对油气藏具有封堵作用（图4i）。该类型油气藏多发育于碳酸盐岩潜山。例如埕北307井钻遇下古生界碳酸盐岩风化壳储层，其油水界面变化较大，受断层和风化壳顶部泥岩遮挡成藏，为典型的断层-地层不规则油气藏。

4 结论

在对印支、燕山和喜马拉雅运动的动力学性质及其构造响应研究的基础上，分析构造演化对济阳坳陷潜山储层和油气成藏的影响，取得以下2点认识：①济阳坳陷潜山具有明显的“挤-拉-滑”成山机制，共经历了4期挤压造山、3期拉张和2期走滑运动改造。挤压运动主要发生于印支早期、晚期和燕山中期、晚期，形成不整合、背斜、逆断层和倒转构造等构造响应。拉张运动主要发生于燕山早期、中期和喜马拉雅期，形成印支期NW向断层负反转和新生界NE向、EW向断层，沉积中下侏罗统、上侏罗统—白垩系和新生界。走滑运动包括燕山期左行走滑和喜马拉雅期右行走滑运动，形成的断层在平面上多呈雁列式、帚状、侧接状分布，剖面上则表现为树形花状、半花状和卷心式花状等典型走滑构造。②根据控藏因素可以将济阳坳陷潜山油气藏划分为地层类、断块类和复合类共3大类型。根据储层发育情况，可进一步细分为残丘山块状油气藏、不整合遮挡层状油气藏、不整合遮挡不规则油气藏、风化壳型断块油气藏、内幕层状断块油气藏、内幕裂缝-孔洞型断块油气藏、断层-地层块状油气藏、断层-地层层状油气藏和断层-地层不规则油气藏等9小类。笔者对济阳坳陷潜山构造演化机制及油气成藏控制因素的分析结果是对原有潜山构造和油气成藏研究的深化，对济阳探区乃至中国东部探区潜山油气藏勘探工作具有一定的指导意义。