东濮凹陷构造特征与油气勘探

东濮凹陷构造特征与油气勘探

学院：地球科学与资源学院

专业：矿物学、矿床学、岩石学姓名：赫海洋

指导教师：张亚敏

完成时间：2010-12

摘要

东濮凹陷是渤海湾盆地东南部的一个含油凹陷，本文以构造样式理论和含油气系统理论为指导，以综合地质研究、岩心裂缝的观察分析为基础，利用测井-地震约束非线性储层反演主要构造，并对构造样式进行划分。利用裂缝预测技术，预测研究区目的层段裂缝分布，圈定有利的裂缝分布区；通过对研究区油气藏成藏条件和成藏过程的研究，掌握了该区三叠系油气藏主控因素，总结了其成藏模式，对凹陷内三叠系的勘探具有重要的现实意义和长远意义。

关键词: 东濮凹陷, 构造样式, 油气藏,三叠系,地震

ABSTRACT

Dongpu sag in the southeast of bohai bay basin is an oily sag, this article is based on comprehensive geological research, core and crack ‘s observation analysis,with structural patterns theory and petroleum system theory for guiding, using the logging-seisming restrain the nonlinear reservoir to invert the main structure, and the tectonic style is divided. Using the crack prediction technology, predict crack distribution of survey region’s interval of interest, delineat favorable crack distribution range; by studying accumulation conditions and process of the hydrocarbon reservoirs in survey region, we grasp the main control factors of hydrocarbon reservoir of the region in the Triassic and summarize these reservoiring pattern, for explorating Triassic of the sag has important realistic meaning and profound significance.

KEY WORDS: dongpu sag, tectonic style, hydrocarbon reservoir, Triassic, seism

目录

第一章概况........................................... 错误！未定义书签。

1.1 选题的依据及目的意义 ......................... 错误！未定义书签。

1.2 国内外研究现状 ............................... 错误！未定义书签。

1.3 主要研究内容 ................................. 错误！未定义书签。

1.4 研究的方法手段及技术思路 ..................... 错误！未定义书签。

1.5 完成的主要工作量 ............................. 错误！未定义书签。第二章地层特征...................................... 错误！未定义书签。

2.1 地理位置 ..................................... 错误！未定义书签。

2.2 地层特征 ..................................... 错误！未定义书签。

2.3 地层划分 ..................................... 错误！未定义书签。第三章构造特征...................................... 错误！未定义书签。

3.1 区域构造特征 .................................. 错误！未定义书签。

3.2 构造样式解析 ................................. 错误！未定义书签。

3.2.1伸展构造样式 ............................. 错误！未定义书签。

3.2.2 走滑构造样式............................ 错误！未定义书签。

3.2.3 底辟构造样式............................. 错误！未定义书签。

3.3 三叠系主要断裂剖析 ........................... 错误！未定义书签。

3.3.1北西向断裂系 ............................. 错误！未定义书签。

3.3.2北北东向断裂系 .......................... 错误！未定义书签。4

3.4 构造发展史及其裂缝形成演化分析 ............... 错误！未定义书签。

3.4.1 区域构造演化特征......................... 错误！未定义书签。

3.4.2文明寨地区构造演化及裂缝发育史分析 ...... 错误！未定义书签。6 第四章油气藏........................................ 错误！未定义书签。

4.1 主要油气藏类型 .............................. 错误！未定义书签。

4.1.1不同地区三叠系油气藏特征 ................. 错误！未定义书签。

4.1.2不同地区三叠系油气藏温度、压力、流体性质 (19)

4.2 油气藏控制因素 .............................. 错误！未定义书签。2

4.2.1油气源对比 .............................. 错误！未定义书签。2

4.1.2油气藏控制因素 .......................... 错误！未定义书签。7 结论................................................. 错误！未定义书签。0致谢................................................. 错误！未定义书签。1参考文献............................................. 错误！未定义书签。2图版说明............................................. 错误！未定义书签。3图版................................................. 错误！未定义书签。3

第一章概况

1.1 选题的依据及目的意义

2006年以前东濮凹陷潜山勘探主要以古生界风化壳和内幕作为勘探目的层，但收效甚微。东濮凹陷三叠系是前第三系潜山顶部的一套致密红色砂泥岩沉积地层，电性上为高阻，俗称“高阻红层”。长期以来，东濮凹陷三叠系作为前第三系潜山的一部分，由于砂岩基质储层物性差以及受传统认识的束缚而被忽视，没有作为一套独立的层系进行勘探和评价，大多采取兼探的方式，钻探部署上以见高阻红层完钻为原则，勘探上一直没有新的发现。截止2006年底，东濮凹陷北部地区钻到三叠系的井有415口，80%的井进入三叠系30-50m即完钻，油气显示井65口，试油（气）50口，获工业油流井和低产油气流井6口（明48、明61、明66、明123、卫79-9、文23-9）。油气显示井、出油井主要集中在文明寨地区，其次是卫城和户部寨地区。由于早期认为三叠系岩性致密、物性差，虽然有少数井获油气流，但产量低，勘探价值不大，后期也未对该套层系进行系统评价和钻探.

本文就是针对东濮凹陷的这些问题，应用已学过的专业知识，在老师的指导下对本区构造特征、储层特征、油藏特征进行研究，以期更好的指导油气勘探。

1.2 国内外研究现状

70年代以前，储层研究程度较低。油气勘探开发以背斜油气藏为主体，储层研究尚停留在沉积岩石学及储层物性分析的初步阶段。70年代，随着地层岩性油藏的不断发现，有利储集相带的预测成为区域储层研究的重要目标。70年代末，地下深部次生孔隙油藏的不断发现以及实验测试技术的迅速发展，储层成岩作用及孔隙结构研究取得了突破性进展，从而扩大了油气勘探的领域。

80年代，储层研究进入了大发展阶段。从区域储层研究来看，人们依据层序地层学原理，应用地震、钻井、露头资料以及有关的沉积环境和岩相对等时地层格架内的有利储集相带及生储盖组合进行综合解释，而且各种储层横向预测技术也应运而生，从而大大提高了区域储层研究的精度；同时，随着各种新的测井技术的发展及其在地质学的广泛应用，发展了测井地质学，人们充分应用测井和岩心信息，对井内储层岩相、储层物性及储层裂缝进行系统的解释。另一方面，储层成岩作用及次生孔隙带预测研究取得了进一步的发展，人们通过有机、无机、相互作用研究次生孔隙的形成机理，从而逐步发展了储层地球化学。另外，低渗储层和深部储层研究日益受到重视，同时，非沉积储层研究也取得了很大的进展。

在油田开发方面，储层非均质性研究取得了很大的进展，在认识上也有了很大的

飞跃。人们从不同角度研究不同规模的储层非均质特征及其对油田二次、三次采油的影响。储层表征（包括储层建模）在国内外蓬勃开展。另外，储层敏感性机理及敏感性评价也取得了突破性进展。

进入90年代，随着油气勘探开发难度的不断增加，储层研究面临着新的挑战。从世界油气勘探发展趋势来看，地表条件下复杂的边际远景区、复杂的构造圈闭及地层岩性圈闭成为油气勘探的重点地区和目标，为此需加强储层沉积学、高分辨率层序地层学及储层横向预域储层研究的精度；同时，随着各种新的测井技术的发展及其在地质学的广泛应用，发展了测井地质学，人们充分应用测井和岩心信息，对井内储层岩相、储层物性及储层裂缝进行系统的解释。另一方面，储层成岩作用及次生孔隙带预测研究取得了进一步的发展，人们通过有机、无机、相互作用研究次生孔隙的形成机理，从而逐步发展了储层地球化学。另外，低渗储层和深部储层研究日益受到重视，同时，非沉积储层研究也取得了很大的进展。

在油田开发方面，储层非均质性研究取得了很大的进展，在认识上也有了很大的飞跃。人们从不同角度研究不同规模的储层非均质特征及其对油田二次、三次采油的影响。储层表征（包括储层建模）在国内外蓬勃开展。另外，储层敏感性机理及敏感性评价也取得了突破性进展。

总之，随着油气勘探开发程度的不断深入及难度的不断加大，油气储层研究越来越受到重视，其意义也越来越大。特别是八十年代以来，储层研究得到了迅速的发展。美国于1985、1989、1991和1997年分别召开了四次国际储层表征技术研讨会。我国自1985年开始将“油气储层评价研究”列为部级重点科研课题。

1.3 主要研究内容

(1)地层精细对比

本次研究工作中以岩性与沉积构造序列、微相组合相序为基础，结合电性对比（即测井组合曲线）的方法，对全区钻遇目的层位井进行精细地层对比。

(2)构造研究

对凹陷内的构造发展史进行研究，以及三叠系的主要断裂进行剖析，分析裂缝的形成及演化。

(3)油水分布规律研究

对凹陷内三叠系的油藏特征及油水分布规律进行研究，总结出油气成藏条件及成藏主控因素。

1.4 研究的方法手段及技术思路

研究的主要方法是在以工区内现有的钻井、测井、岩心、分析化验资料及研究报告为基础，广泛收集相关资料，以石油地质学、数学地质、沉积岩石学、测井学、储层地质学理论与方法技术为指导，采用卡奔单井分析软件和多井油藏对比分析软件及其相关统计分析软件，对东濮凹陷三叠系储层、构造、沉积、成藏特征开展深入系统

地研究。

研究的思路是以岩心、测井、关键探井资料为基础，对区内地层、构造、沉积微相特征、储层孔隙结构特征、物性等进行分析研究，最终建立合适的储层评价方案，预测有利目标区，确定滚动评价和建产的目标区预期成果。

1.5 完成的主要工作量

在杏子川油田实习期间，查阅、收集了大量关于油田构造、沉积、油气藏特征、储层地质学理论等相关资料，为后期东濮凹陷提供了研究和学习方法。在完成东濮凹陷构造特征和油气勘探的研究过程中主要完成了以下工作量：

表1-1 完成的主要工作量及成果

序号项目工作量序号项目工作量

1 现场岩芯精细描述6口井8 绘图9幅

2 现场岩芯采样37块9 交会图2幅

3 现场岩芯照相100张10 表格7幅

4 化石照片150张11 阅读书籍5本

5 阅读文献5篇12 阅读报告5份

第二章地层特征

2.1 地理位置

东濮凹陷位于渤海湾裂谷盆地的西南缘，属于临清坳陷的一部分，是一个呈北北东向展布的、南宽北窄的、多沉积韵律的新生代含盐断陷湖盆，东濮凹陷中生界地层主要分布于中央隆起带、濮城断裂带和西部斜坡带的三个正向构造带，勘探面积约5300km2（图2-1）。

图1-1 东濮凹陷勘探形势图

2.2 地层特征

东濮凹陷三叠系地层俗称“高阻红”，过去30多年来其时代归属问题一直未能得到解决。90年代以前以归古近纪孔店组的观点占主导（赵志清等，1990，姚益民等，1994），原因是在胡状集、陈营等地的胡7井、观2井、陈2井等井“高阻红”岩屑样品中发现了华南新轮藻Neochara huananensis，五图培克轮藻Peckichara wutuensis，常州扁球轮藻Grovesichara changzhouensis等轮藻化石。90年代以后倾向于归入中生代（高平等，2002；蒋飞虎等2003），但也缺乏明确的证据和更具

体的时代意见。2006年，蒋飞虎等在《中原油气区中生代—古生代地层》一书中根据区域地层对比、绝对年龄测试等，提出东濮凹陷“高阻红”主要属于早三叠世、局部存在少量中三叠世的观点。

在本次工作中，对卫77-4井、卫77-3井三叠系岩心进行了系统古生物分析，找到了属于中三叠世的轮藻和孢粉化石，确定东濮凹陷“高阻红时代属于中、下三叠世，并且通过岩石组合特征、测井曲线特征和区域地层对比等的分析，确定了“高阻红”顶、底界线标志及与上下相邻层的接触关系。在蒋飞虎等人（2006年）研究的基础上，提出了“高阻红”内部地层进一步划分的方案和划分标准，确定了“高阻红”区域地层对比和分布特征(图2-1)（图版1）（图版2）（图版3）

图2-1 卫77-3井孢粉化石地质时代分布图

2.3 地层划分

按照渤海湾盆地内三叠系地层划分的方案，根据以上地层特征，将东濮凹陷的三叠系地层进行进一步划分为刘家沟组一、二段，和尚沟组，二马营组，二马营组主要分布于观城、文明寨、马寨一带，其顶部发育不全，遭受剥蚀。各组段地层特征如下：l）

(1)刘家沟组（T

1

岩性为紫色、棕色、浅灰色细一粉砂岩、粉砂岩、钙质砂岩等夹紫色、紫红色泥岩，厚度500m-600m，北厚南薄。视电阻率曲线一般呈箱状高阻，具有从下往上缓慢降低趋势；自然电位曲线下部呈钟形负异常，上部较平直，底界处负异常明显。与下伏上二叠统石千峰组整合接触。本组根据岩电性特征进一步划分为两段，自下而上为刘一段和刘二段。

(2)和尚沟组（T

h）

1

岩性为紫色、棕色、浅灰色粉细—粉砂岩、钙质砂岩等夹紫色、紫红色泥岩，厚度240-260m。视电阻率曲线一般呈箱状高阻，具有从下往上缓慢降低趋势，整体上比下伏刘二段底一台阶；自然电位曲线下部呈钟形负异常，上部较平直，底界处负异常明显。根据岩电特征、储盖组合特征、稳定泥岩分布特征和油水关系划分Ⅰ、Ⅱ两个砂组，砂组厚度120m左右。

m）

(3)二马营组（T

2

岩性主要为紫红色泥岩与棕色、深灰色细—粉砂岩等呈不等厚互层，局部夹含砾石等粒砂岩，厚度250m左右。顶部与沙四段为不整合接触,由北向南残存厚度减少。上部电阻率曲线较低，但明显高于沙四段，顶部50m以内为低阻风化带。往下电阻率曲线明显升高称为“高阻段”，主要是铁、石榴石重矿物含量高，岩性致密所致。自然电位曲线下部呈钟状—锯齿状，上部较为平直，底部有一显著的负异常与下伏和尚沟组地层分界。卫77-3、77-4井在该组段发现了丰富的三叠系化石。根据岩电特征、储盖组合特征、稳定泥岩分布特征和油水关系二马营组划分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个砂组，每个砂组地层厚度70-80m。

从目前的钻探情况和试油、试采成果看，文明寨地区油层主要分布在二马营组，和尚沟组仅在卫77断块区的高部位见到油层，刘家沟组未见油层。卫城、户部寨地区二马营I砂组可能剥蚀，残存地层为二马营II、III砂组及以下地层，卫城和户部寨地区含油气层位为二马营组的II、III砂组。

第三章构造特征

3.1 区域构造特征

东濮凹陷是一个呈北北东向展布的、南宽北窄的、多沉积韵律的新生代含盐断陷湖盆，勘探面积5300km2。其北部三叠系发育三个构造带：中央隆起带、西部斜坡带、濮城构造带，并且呈北东向斜列展布。中央隆起带划分为文明寨构造、卫城构造、户部寨构造和文北构造；西部斜坡带划分为马寨构造、胡状集构造和庆祖集构造。东濮凹陷是古近纪形成和发展的拉张型断陷盆地，新近纪盆地基本定型。东濮凹陷在演化过程中受到断层活动的控制，表现出明显的阶段性活动特征。凹陷内断层以张性正断层为主，按活动时间和切割层位分为基底断裂与盖层断裂，平面展布方向主要分为北西向和北（北）东向两组断层系统，它们相互交切，控制了本区的构造演化（图3-1）。北西向断层系统形成较早，是中生代时期古太平洋--库拉板块向北西俯冲产生的，具有多期活动的特点，对形成凹陷南北分区起着十分重要的作用。北（北）东向断层系统是凹陷内占主导地位的构造体系，形成于喜马拉雅运动以后，它控制了盆地现今的构造面貌、沉积特征和油气富集。因此北西向和北北东、北东向的断裂体系是中、新生代两期构造运动的叠加，并非是同期形成。但在喜马拉雅运动期也存在使北西向断层活动重新出现的应力机制。

图3-1 东濮凹陷构造纲要图

3.2 构造样式解析

东濮凹陷的发育是对区域地球动力学背景变化的响应。板块构造活动引起软流圈地幔热隆起，诱发地壳发生裂陷伸展作用，是东濮凹陷形成的根本动力。东濮凹陷古

近纪不同裂陷期的应力场是由两种动力学机制控制的。同时由于由于这两种动力学机制对东濮盆地区域地壳应力场的贡献程度不同，故产生不同方式的断层活动和不同的构造变形,并形成多种构造样式。

伸展盆地在断裂活动的控制下，发育一系列的地堑和半地堑构造，通常有五种基本类型(图3-2)（1）非旋转地堑的两侧受板式正断层的控制，内部岩层呈水平状；（2）旋转半地堑受板式正断层控制，内部沉积体成楔形，沿断层倾向尖灭，多个旋转半地堑可组合成多米诺式半地堑系；（3）滚动半地堑受铲式正断层控制，地堑基底成弧形弯曲；（4）复式半地堑受坡坪式正断层控制，主要洼陷靠近主控断层，次要洼陷远离主控断层，其间常隔以断坪隆起或中央构造带；（5）走滑地堑受走滑断层控制或被走滑断层强烈改造，常发育负花状构造。上述地堑和半地堑常被次级断层改造而复杂化。

图3-2 渤海湾盆地古近系基本构造样式类型

3.2.1伸展构造样式

东濮凹陷的伸展构造主要为半地堑型构造，即以北北东向为主的生长断层构成了诸多箕状断陷洼陷。在剖面上这些半地堑可以形成多种复杂的组合(图3.3)，包括同向、反向以及不同期次的半地堑组成的“Y”字型、断阶状、地堑型、地垒型等。凹陷的构造样式可以分为三种基本模式

图3-3东濮凹陷北、中、南部构造样式对比

A-单断式 B-双断加拱张式 C-双断式

北部(卫城、濮城及其以北地区)以西倾的生长断层为主导控制，形成了一系列同向箕状断陷，东倾断层略降构造复杂化。古近系地层总体东倾，东厚西薄。呈现出以兰聊断裂为主导控制的单断式特征(图3-3A)。中部(文留向南至河岸地区)存在东部和西部两个洼陷带，分别由东侧北北东向的兰聊断层和西侧北北东向的马寨、石家集和长垣断层控制，表现为双断式。东部洼陷更为发育，与西部北北东向断层相比，兰聊断裂对本区起着更突出的控制作用。同时中部的基底存在明显的拱张作用(图

3-3B)，在此基础上还存在沙四段盐岩上隆作用，从而形成了中央背斜带，因此总体上具有“双断+拱张”的特征。南部(习城集以南地区)西部北北东向的长垣断层活动加大，再加上兰聊断裂的活动，使本区表现为更为明显的双断式构造样式(图3-3C)。西部洼陷由西侧的长垣和东侧的黄河断层控制，东部洼陷由西侧的马东和东侧的兰聊断层控制。除了西部的长垣和黄河断层活动强度明显增大外，其他特征基本上类似于北部地区，同时由于次级断层大规模发育使本区构造面貌更为复杂。

在伸展盆地中断陷的几何形态常沿走向发生明显的变化，特别是半地堑不对称性交替变化，这种沿走向的构造变化是通过横断层、传递断层构成的传递带和调节带来实现的。变换构造是指裂谷盆地中为保持区域伸展应变守恒而产生的伸展变形构造的调节体系，它包括了传递带和调节带两类。传递带是指调节大量走滑运动分量的横向

延伸或稍微斜向延伸的断层带，调节带是指调节叠覆的正断层组或正断层之间应变传递的一组构造。

东濮凹陷的变换构造，表现为调节带，分为纵向和横向变换带两种类型。根据东濮凹陷半地堑沿走向的变化特征，纵向变换带进一步可以分为同向型、反向型调节带两个类型。同向型调节带具有两种构造样式，即转换斜坡和横向调节带，主要发育于侧列长垣-宋庙断层叠覆段间。横向型调节带是凹陷东部边界转换带的主要表现形式，反向型调节带主要分布在桥口以北的中央隆起带上，具体又分为反向型横向调节带、斜向型调节带和平行走向型调节带三种。反向型横向调节带主要发育凹陷南北分区地带即二、三级调节带上；斜向型调节带分背斜式和向斜式两种类型，发育于中央隆起带北段文东和文西断层之间以及卫东和卫西断层之间。

东濮凹陷存在着北部的毛岗-户部寨-柳屯和南部的桑村集-南湖-桥口-白庙两个横向变换带。它们造成了东濮凹陷北部、中部和南部多方面的差异，包括基底构造特征、半地堑分布及迁移规律、伸展和沉降作用强度和变化等。

3.2.2 走滑构造样式

走滑构造包括主干走滑断裂和各种形式的半生构造。在走滑断层作用中，往往在断裂的弯转、断错等部位发生离散走滑，形成一组次级的同向断层。在伸展盆地的走滑作用中，由于往往存在应力场方向的转化，因此常与构造反转作用相半生。

东濮凹陷在新生代构造演化过程中，经历了古近纪和新近纪-第四纪拗陷阶段。

古近纪受郯庐断裂右旋走滑作用的强烈影响，东濮凹陷不仅北西向断裂发生了走滑挤压发转，而且北北东向的断裂也发生了走滑挤压。研究表明，在渤海湾盆地内部存在一个黄骅-德州-东明走滑构造带，该走滑构造带南延穿过德州凹陷顺莘县凹陷和东濮凹陷中央低凸起带延伸。这一地段的基底走滑断层大多直接切割到盆地该层中，改造和影响古近纪伸展断层。如东濮凹陷中央低凸起带的一系列剖面上都能见到近直立的走滑断层切割缓倾的伸展断层(图3-4)。

东濮凹陷始新世伸展构造变形强烈，渐新世沙二段一东营组沉积期发生走滑扭动，扭动构造叠加在伸展构造之上。因此，走滑构造形迹并不容易厘定，凹陷北部处于右旋挤压区，所形成的构造形迹右旋扭动特点比较清楚，如雁列式排列的断层和／或断块、早期断层的右旋扭动错开和主断层旁侧派生的羽列断层。

图3-4东濮凹陷中央隆起带的典型走滑构造

东濮凹陷的走滑运动在喜马拉雅运动期，以在北西向伸展背景下的右行走滑为特征，主要发育北东、北北东向断裂体系。蔡希源认为，类似东濮凹陷中央隆起带内的走滑构造是相当典型的走滑构造带，但是目前只在东濮凹陷中央隆起带北部找到了部分走滑作用的证据，中部是否存在走滑作用还需要进一步的研究。

走滑作用一方面可以形成有利的油气圈闭，如挤压背斜、潜山、构造、逆牵引背斜、鼻状构造是盆地陡坡区重要的聚油构造，多与同沉积块断活动过程中形成的基底凸起有关，它们常处于两个生油洼陷之间，位于边界断裂的衔接处或横向断层错断的地方，是短轴水系的入盆处，砂岩储集体比较发育，如东濮凹陷的白庙气田。

3.2.3 底辟构造样式

东濮凹陷发育有典型的盐底辟构造。沙四段一下为地垒型构造，沙三段、沙四段内部发育有较厚的膏盐层，构造作用诱发膏盐层活动形成了盐背斜，上覆的沙一段、沙二段地层因盐拱而发生减薄，并产生“包心式”断层体系(图3-5)。东濮凹陷盐构造主要在伸展背景下形成，发育在凹陷的北部文留地区、卫城地区和濮城地区。盐岩在层位上主要分布在沙三段和沙一段，各层段盐岩在平面上分布不均匀，受构造演化和沉积环境的影响，盐岩的分布范围和最厚的区域不重合。在构造变形时，盐层可以流动，断层也可沿不同层位的盐层滑脱，形成不同样式的盐构造。东濮凹陷盐构造没有典型的盐刺穿现象，多数情况下盐层只是作为滑脱面或拆离面而影响着盐上、盐下的构造变形。盐构造类型主要有如下几种

（1）盐拱构造

文西、文东断层活动引起盐层的局部流动而形成盐拱，上部伴生放射状断层而形成复式地垒

（2）盐凹构造

盐凹构造是指由于局部性的盐流动，在上部形成的小型凹地。文南地区文9 盐上部形成盐凹构造。

（3）盐滑构造

盐滑构造是指沿盐层的滑脱及其所伴生的构造。东濮凹陷北部发育多条滑脱断层，如海通集一柳屯次凹北部斜坡马寨断层沿沙三中盐层滑动，断层上端较陡，形成“马尾”断裂特征，主断层面较缓，将沙三中亚段水平错动3.0k m左右，垂直断距约1.5k m 。马寨断层在滑脱过程中，上下盘构造变形有差异，其下盘为沙三下亚段，为断阶特征，上盘地层变形强烈，沙二段到东营组形成盐滑背斜构造。背斜发育两组小断层，顶部被剥蚀。另外，古云集向斜的形成与沿卫东滑脱断层的滑动有直接关系。文留地垒带上，断层的断面都较缓，是沿盐层滑动的表现。

图3-5 东濮凹陷文留构造带典型的盐底辟构造

综上所述，东濮凹陷古近纪构造样式的演化基本遵循非旋转地堑-滚动半地堑-复式半地堑序列。早期的非旋转地堑常常是以走滑活动为主导，伸展活动相伴随。中晚期的滚动半地堑和复式半地堑则是以伸展活动为主，走滑活动对其改造。伸展、走滑和盐岩底辟构造是东濮凹陷主要的构造样式类型。在伸展构造中变换构造调节了区域应变，形成了变换构造样式，造成东濮凹陷北、中、南部的构造样式差异。对于两条横向变换带应给予充分重视。

3.3 三叠系主要断裂剖析

东濮凹陷主要以断层与相邻构造单元分隔，为一拉张裂谷型盆地，断裂极为发育，不同级别的断层对凹陷沉积和三叠系构造的控制作用是不同的。对凹陷内三叠系构造格局起控制作用的主要是一、二级断裂，如兰聊断层、宋庙—长垣断层、观城—文西断层、黄河断层等，它们相当于控带断层。东濮凹陷的断裂不仅有级别之分，而且从

平面和剖面上都表现出分期活动的特点，早、中期形成的断层对三叠系构造的控制作用较大。从断层展布特点来看，控制现今凹陷内三叠系构造格局的主要有北北东(北东)向和北西向两个断裂体系，它们相互截切，控制了本区的构造演化。

3.3.1北西向断裂系

北西向断裂系形成较早，是中生代时期由于古太平洋库拉板块向北西俯冲而产生的，具有多期活动的特点。它对油气的生成、运移、聚集起着十分重要的作用，渤海湾盆地中油气富集的一个显著特点，就是东西分带、南北分区，造成这一现象的原因是北西向断裂系控制了各盆地早期的演化，然后叠加上北北东向断裂系造成的，因此这组北西向断层十分重要。

东濮凹陷内由于中生代后期的剥蚀削平，以及巨厚的下第三系覆盖，北西向断裂用地震方法已难以发现，但在凹陷的翘起端、斜坡带仍较清晰，卫星照片解译也证实了它们的存在，它们对东濮凹陷的形成演化起着明显的控制作用，较重要的断层有：

①马陵断层：是东濮与莘县凹陷的分界断层。下降盘莘县凹陷发育较全的中生界地层(三叠系、侏罗系、白垩系)，厚达2000m；下第三系较薄，但从孔店组到东营组都有，其中孔店组最厚达1500m。上升盘的东濮凹陷内，三叠系地层已遭受剥蚀，仅保留了中、下三叠统，厚650m左右；下第三系沉积巨厚，达6000m。这说明马陵断层活动早，强度大，造成东濮凹陷内缺失大套三叠系上部地层，在新生代时期活动强度减弱，莘县凹陷内下第三系地层薄于东濮凹陷。马陵断层活动强度的变化，造成两凹陷中生代以来出现较大的差别。

②兰考—封丘断层：该断层是东濮凹陷与中牟凹陷的分界断层，呈NWW向延伸，基底落差最大2200m，在凹陷范围延伸长度约50km。该断层可能于中生代时有所活动而控制部分中生代地层沉积，使其南部沉积了晚三叠世、早中侏罗世和晚侏罗世-早白垩世地层，而北部缺失。其南侧的中牟凹陷与莘县凹陷一样，三叠系巨厚，下第三系地层薄但层系全，孔店组厚度500-1792m；北侧上升盘的东濮凹陷南部地区，三叠系至二叠系的下石盒子组地层已剥蚀完，下第三系直接覆盖在二叠系山西组之上。表明该断层早期活动强度大、时间长，后期活动强度减弱，它的南北两侧呈现出从中生代到新生代地层沉积的显著差异。

③高平集断层：高平集断层是东濮凹陷内十分重要的南北分界断层，奥陶系顶面落差1000m，在凹陷内难以追踪，但在卫星照片上很清楚。该断层的北侧持续深埋，保存有三叠系地层，而南侧晚三叠纪以来至晚始新纪持续抬升，缺失上始新统至二叠系顶部地层，造成南北地区成油条件的巨大差别。

由于这三条北西向断层的控制，东濮地区至少在始新世前，一直是与菏泽凸起和内黄隆起连为一体，经受剥蚀。高平集断层把它分成南北两区。北区保留有中、下三叠统地层，向北东方向抬起，在卫城地区还有一条断层通过；南区抬升幅度大，隆起时间长，剥蚀作用强，已剥到二叠系顶部。

3.3.2北北东向断裂系

北(北)东向断裂系是凹陷内占主导地位的构造体系，控制了盆地内三叠系现今的构造面貌，主要特征是断裂呈右旋雁列方式排列，分期发育，并可明显分为三组，即宋庙—长垣断层、卫西—文西—黄河断层和兰聊断层。它们呈北东—北北东向展布，贯通凹陷南北成为主干断层。断裂内各条断层均呈左型雁列方式展布，其中宋庙—长垣断裂及濮城断裂最为典型。不仅如此，各主干断裂总体上也大致按左型雁列方式展布，如宋庙—长垣断裂、观城—文西—黄河断裂等。这表明它们是在统一的左旋拉张—剪切应力场中形成的。所以东濮凹陷的断裂展布及由此产生的构造线具有优势方向，即北北东—北东向。但是凹陷南北断裂走向存在较明显的差别，北部地区主要为北北东向，而南部地区则主要沿北东向。

①兰聊断裂：是控制东濮凹陷形成演化的凹陷边界断层，即“控凹断裂”(一级断裂)，属于基底断裂。兰聊断层形成于中生代末，对前第三纪老地层的剥蚀与保存有显著的控制作用。兰聊断层与郯庐断裂带平行，NNE走向，长约300 km，在东濮凹陷段长130km，基底最大落差8000m。剖面上呈上陡下缓，向深层滑脱，平面上分段性强，在南北形成东明集二台阶和龙王庄二台阶，东明集二台阶上有下第三系地层上～Ed)分布，而龙王庄二台阶上是上第三系直接覆盖在中古生界之上，反映了兰(ES

3

聊断层平面上各段活动强度、活动时间有差异，沙三时期拉张作用强，到晚期减弱，沙二～东营期则是拉张与挤压交替。兰聊断裂平面上具有明显的分段性，自北而南分为3大段7小段。3个大段分别为莘县段、东濮段和中牟段，其中东濮段控制着东濮凹陷，北部为马陵断层，南部为兰考凸起。又细分为濮城（白衣阁）段、前梨园段、东明段。兰聊断裂活动最强烈的部位在前梨园洼陷，新生界地层沉积厚度在8000米以上。

②卫西-文西断裂：该西掉断裂系控制中央地垒带西边界，平面上呈雁行式排列。其中卫西断层走向NE，倾向NW，断面比较平缓，倾角30-40°，断距500-1000m，向南延伸为文西断层，该断层发育早，形成于沙四时期，主要活动时期是沙四～沙三上期，控制着沙三、沙四段地层的沉积。文西断层走向NNE、倾向NWW，倾角30-70°，断距350-2200m，由文西1、2、3、4号断层组成，在平面上呈雁行式展布，剖面上向上分叉，向下合并，平面上向北收敛，向南散开，开始形成于沙四末～沙三下早期，控制沙三段构造和沉积作用。黄河断层延伸长度达80km，基底最大落差达4000m，倾向NW，走向NW—NE—NEE—EW，上陡下缓，北陡南缓，向南水平拉张强度大，于沙三段晚期产生，对沙三段地层控制较弱，沙三上～东营期活动强烈。

③长垣-石家集-邢庄-马寨-五星集断裂系：为西部断阶带及高平集斜坡带的东边界，平面上呈雁行式排列。其中长垣断层走向NNE，倾向SEE，平面上呈弧形，在庆祖集地区与石家集断层合并为一条，向北在柳屯洼陷逐渐消失，长约100km，断距大于1000m，开始活动时间由南向北逐渐变晚，即由沙三中—沙三上，同时强度由南向北逐渐变弱。石家集断层是东濮凹陷西部的一条重要的控制性东倾断层，断面上陡下缓，断距500-1000m，平面上呈弧形展布，北端与卫西断层相交，向南延伸到长垣以

南，长约80km，在沙四末期产生，在东营末期活动趋于停止，控制着胡—庆断阶早第三纪的构造演化、地层沉积和油气富集区的分布。邢庄断层走向NNE，倾向SEE，平面上呈“S”形，向北与文西断层相交，向南与石家集断层相连，断距大于1000m，长约16km，活动时间及强度与长垣断层类似。马寨断层剖面上上陡下缓，深层呈“座椅状”，断距500—1000m，向北与卫西断层相交，向南与石家集断层或五星集断层相交，平面延伸长度约30km，该断层沙三下时期形成，活动强度北强南弱，断距北大南小，东营末期逐渐停止。五星集断层是胡—庆断阶的西边界断层，南起庆祖集之西，向北与马寨断层相连，平面延伸距离约50 km，断距200—500m，主要活动期为沙三下—东营组。

另外杜寨、濮城、观城、马厂、三春集、六塔等断层都对三叠系现今的构造格局有一定的控制作用。NNE(NE)向西掉断裂系活动时间早，深切基底，对三叠系现今构造格局的形成起了主要的控制作用，活动特点为早强晚弱，控制了沙三段的沉积，如濮城断层奥陶系顶落差大于1000m，而到沙三上时已小于80m，同时也形成三叠系东断西抬的构造背景，到后期活动强度变弱，多数被东掉断裂系所切割，文西、卫西断层均被东掉断层切割。NNE(NE)向东掉断裂系活动时间相对晚，一般形成于沙三晚期—沙二期，部分断层在部分区域切入基底，明显控制了沙二—东营组的沉积，通常切割早期的西掉断裂系，对三叠系现今构造格局的形成起的控制作用相对小一些。

3.4 构造发展史及其裂缝形成演化分析

3.4.1 区域构造演化特征

东濮凹陷区域构造演化史分为三个阶段：

(1)基底裂陷期：中生代末期，强烈的构造运动，地壳抬升，遭受剥蚀，新生代初期，由于太平洋板块向中国大陆俯冲，导致地幔上拱，产生基底断裂。我国东部地区产生拉张或张扭，导致基底张性断裂加剧，东濮凹陷产生了NE～NNE向和NNW向断层，如兰聊和双庙李盆缘断裂，同时也产生一些类似高平集断层那样的东西走向的断裂，形成东西分带，南北分块的局面。由于主要应力来自东西方向，因而北东方向或北北东向断层是该区基底断裂的总趋势。

(2)盆地发育期：随着基底断裂活动，地壳下沉，湖平面不断上升，气候由沙四沉积时期的干旱氧化类型逐步变得潮湿，有机质丰富，特别是沙三下至沙三中沉积时期，形成一套富含有机质的深湖～半深湖相沉积地层。这个时期的沉积特点是边断陷边沉积，以基底断裂及其派生断裂活动为特征，并在断层活动中形成背斜构造，与此同时，这些断层又产生次一级派生断裂，使之复杂化。

(3)盆地萎缩构造定型期：早第三系沉积末期受东太平洋板块向西俯冲的角度增大，造成向中国板块挤压，该区应力由原来的拉张转化为挤压或压扭，于是同沉积活动不再继续，大部分断层停止活动，构造定型。

随后，喜山运动发生,地壳抬升，露出水面，遭受剥蚀，直到晚第三纪早期，断陷盆地向坳陷盆地转化，接受上第三系馆陶组地层和第四系地层的沉积，形成了今天的构造格局。

3.4.2文明寨地区构造演化及裂缝发育史分析

本文重点选择了文明寨地区进行构造和裂缝演化史分析。

文明寨地区构造演化经历了以下五个阶段：

A：初始裂陷一隆两洼形成时期（沙四～沙三下）

新生代初期，本区中生代基底上发育的先存断裂双庙李、兰聊、文明寨、卫75地垒边界大断裂等强烈活动，下降盘接受沉积，上升盘遭剥蚀，从而形成多隆多凹的构造格架。伴随强烈的基底断裂活动，形成研究区中生界北北东-北东向裂缝；

B：早期强烈断陷—文明寨构造形成时期（沙三中～沙三上）

控盆（双庙李、兰聊）断裂和控洼断裂（卫东、卫西等基底大断裂持续同沉积活动，文明寨及周边地区整体断陷沉降，由于基底断裂活动差异，导致文明寨地区南北地带沉降加强加快，在北部形成观城洼陷，南部形成卫城洼陷，文明寨断隆坡覆背斜构造逐渐形成。东部明5滑脱断层产生，因东部兰聊断层活动进一步加强导致明5

断层也强烈活动。导致东部洼陷强烈沉降，成为主要沉积中心。由于长期处于北西-南东拉张状态，中生界北北东-北东向裂缝处于开启状态；

C：中期持续断陷—文明寨、卫75潜山构造继承发育时期（沙二时期）

基底控盆控洼断裂持续活动，文明寨及周边地区整体沉降，文明寨及卫75潜山构造继续同沉积隆起，东部濮卫洼陷，北部观城洼陷和南部卫城洼陷进一步沉降，导致文明寨、卫75潜山披覆进一步发展。由于基底大断裂掀斜作用，在其上盘产生次级同向或反向断裂，并导致其次级断裂和裂缝的发育。

D：晚期稳定沉降—反转、文明寨复杂断块构造形成时期（Es1～Ed末）

沙一段—东营组沉积时期，东边界兰聊断裂持续强烈活动，东部洼陷更一步强烈沉降，导致明5断裂同沉积活动强烈，产生卫53次级断裂及其反向分枝断裂，东营组沉积末期，强烈的卫城构造压扭运动导致本区地壳上升，大部分东营组和部分沙一段地层遭剥蚀。中生界地层由于受来自南东向挤压，产生北西向张性断裂和裂缝，它们大多被北东-北北东向断裂或裂缝限制。

E：末期断坳转化文明寨地区构造定型时期（Ng～今）

东营构造运动之后，研究区随整个东濮凹陷整体沉降，断裂不发育，盆地类型由断陷向坳陷转化。接受Ng～第四系地层沉积。文明寨地区也形成了今天的构造格架。由于长期受北东南西向应力挤压，使得业已形成的北西向断裂和裂缝呈封闭状态，而北东-北北东向断裂或裂缝多呈开启状态。

从文明寨地区平衡地质剖面及裂缝形成演化分析图可知，研究区中生界三叠系地层主要存在两期裂缝，第一期为北东-北北东-北东东向展布的裂缝，形成于第三纪，