渤海湾盆地渤南低凸起西段低角度正断层分段生长特征及其油气地质意义

doi:10.11743/ogg20240310

石油与天然气地质 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (3): 710-721.doi: 10.11743/ogg20240310

渤海湾盆地渤南低凸起西段低角度正断层分段生长特征及其油气地质意义

娄瑞¹^,²(), 孙永河¹^,²(), 张中巧³

^1.重庆科技大学石油与天然气工程学院，重庆 401331
^2.复杂油气田勘探开发重庆市重点实验室，重庆 401331
^3.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459

收稿日期:2024-01-10 修回日期:2024-05-15 出版日期:2024-06-30 发布日期:2024-07-01
通讯作者: 孙永河 E-mail:lorii0504@163.com;syh79218@163.com
第一作者简介:娄瑞（1997—），女，博士研究生，断层分段生长及含油气盆地构造解析。E-mail： lorii0504@163.com。
基金项目:
重庆市自然科学基金创新发展联合基金项目（重点项目）(CSTB2022NSCQ-LZX0020);重庆英才创新领军人才项目（教育领域）(0255-19230101042)

Segmented growth of low-angle normal faults in the western Bonan swell，Bohai Bay Basin and its petroleum geological significance

Rui LOU¹^,²(), Yonghe SUN¹^,²(), Zhongqiao ZHANG³

^1.School of Petroleum Engineering，Chongqing University of Science & Technology，Chongqing 401331，China
^2.Chongqing Key Laboratory of Complex Oilfield Exploration and Development，Chongqing 401331，China
^3.Tianjin Branch of CNOOC （China） Limited，Tianjin 300459，China

Received:2024-01-10 Revised:2024-05-15 Online:2024-06-30 Published:2024-07-01
Contact: Yonghe SUN E-mail:lorii0504@163.com;syh79218@163.com

摘要/Abstract

摘要：

为了研究渤海湾盆地渤南低凸起低角度正断层分段生长诱发的时空差异演化特征及控藏机制，基于最新三维地震资料，精细刻画表征了断层分段生长过程及差异演化特征，结合区域构造背景，探讨断层成因机制及对油气成藏的控制作用。结果表明：渤南低凸起南边界F₁断层和F₂断层均为低角度正断层，源于中生代NWW—近EW向先存逆冲断层发生负反转，在新生代发生再次活化。F₁断层具有平面上分段连接、垂向上多幕活动的特征，中段继承原有断面持续活动，西段和东段分别与裂陷Ⅱ幕新生NEE向断层和裂陷Ⅲ幕新生近EW向断层垂向搭接形成现今形态。低角度正断层对油气成藏的控制作用主要表现为：①低角度正断层断控侧沉积规模大，可提供充足的可容纳空间，形成规模陡坡砂体；②长期活动的低角度正断层是垂向油气运移通道，控制了油气垂向上的富集层位；③低角度正断层多期活动改造了深部储层物性，断层活动强度与优质储层的发育密切相关。

关键词: 差异演化, 分段生长, 控藏机制, 低角度正断层, 渤南低凸起, 渤海湾盆地

Abstract:

A fine characterization of the segmented growth process and differential evolution characteristics of these faults is conducted using the latest 3D seismic data to investigate the segmented growth-induced spatiotemporally differential evolution and mechanisms governing hydrocarbon accumulation of the low-angle normal faults in the Bonan swell within the Bohai Bay Basin. Furthermore， we explore the genetic mechanisms of these faults and their controlling effects on hydrocarbon accumulation while considering the regional tectonic setting. The findings indicate that faults F₁ and F₂ at the southern boundary of the Bonan swell are low-angle normal faults. Both originated from the Mesozoic NWW- to nearly-EW-trending pre-existing thrust faults， which underwent negative inversion and subsequent reactivation during the Cenozoic. Fault F₁ exhibits segmented connections laterally and multiple episodes of activity vertically； its central segment inherits continuous activity from the original fault plane， while its western and eastern segments vertically overlap with the NEE-trending fault newly formed during the rifting episode Ⅱ and the nearly-EW-trending fault during the rifting episode Ⅲ， respectively. These collectively create the present morphology of fault F₁. The controlling effects of the low-angle normal faults on hydrocarbon accumulation are as follows：（1） The fault-controlled sides exhibit a large sedimentary scale， thus providing sufficient spaces for deposition. Consequently， large-scale sand bodies on steep slopes are developed. （2） The low-angle normal faults， which have remained active for a prolonged time， provide channels for vertical hydrocarbon migration and determine the horizons of vertical hydrocarbon enrichment. The multiphase activity of these faults has transformed the physical properties of deep reservoirs， with the activity intensity being closely related to the formation of high-quality reservoirs.

Key words: differential evolution, segmented growth, mechanism governing hydrocarbon accumulation, low-angle normal fault, Bonan swell, Bohai Bay Basin

中图分类号:

TE121.2

娄瑞,孙永河,张中巧. 渤海湾盆地渤南低凸起西段低角度正断层分段生长特征及其油气地质意义[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(3): 710-721. doi: 10.11743/ogg20240310 Rui LOU,Yonghe SUN,Zhongqiao ZHANG. Segmented growth of low-angle normal faults in the western Bonan swell，Bohai Bay Basin and its petroleum geological significance[J]. Oil & Gas Geology, 2024, 45(3): 710-721. doi: 10.11743/ogg20240310

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1	康海亮，林畅松，牛成民，等. 渤海西部海域沙垒田凸起古近系边缘断裂构造样式与沉积充填响应［J］. 天然气地球科学， 2017， 28（2）： 254-261， 348.
	KANG Hailiang， LIN Changsong， NIU Chengmin， et al. Faulting structure styles and their depositional filling response of the Paleogene margin of Shaleitian uplift， western Bohai Sea area［J］. Natural Gas Geoscience， 2017， 28（2）： 254-261， 348.
2	蒋有录，刘培，宋国奇，等. 渤海湾盆地新生代晚期断层活动与新近系油气富集关系［J］. 石油与天然气地质， 2015， 36（4）： 525-533.
	JIANG Youlu， LIU Pei， SONG Guoqi， et al. Late Cenozoic faulting activities and their influence upon hydrocarbon accumulations in the Neogene in Bohai Bay Basin［J］. Oil & Gas Geology， 2015， 36（4）： 525-533.
3	ANDERSON E M. The dynamics of faulting and dike formation with application to Britain［M］. 2nd ed. Edinburgh： Oliver and Boyd， 1951.
4	童亨茂，王建君，赵海涛，等. “摩尔空间” 及其在先存构造活动性预测中的应用［J］. 中国科学（地球科学）， 2014， 44（9）： 1948-1957.
	TONG Hengmao， WANG Jianjun， ZHAO Haitao， et al. Mohr space and its application to the activation prediction of pre-existing weakness［J］. Science China Earth Sciences， 2014， 44（9）： 1948-1957.
5	AXEN G J. Research Focus： Significance of large-displacement， low-angle normal faults［J］. Geology， 2007， 35（3）： 287-288.
6	MORLEY C K. The widespread occurrence of low-angle normal faults in a rift setting： Review of examples from Thailand， and implications for their origin and evolution［J］. Earth-Science Reviews， 2014， 133： 18-42.
7	FOSSEN H， ODINSEN T， FAERSETH R B， et al. Detachments and low-angle faults in the northern North Sea rift system［M］//NØTTVEDT A. Dynamics of the Norwegian Margin. London： Geological Society of London， 2000： 105-131.
8	MORLEY C K. Geometry and evolution of low-angle normal faults （LANF） within a Cenozoic high-angle rift system， Thailand： Implications for sedimentology and the mechanisms of LANF development［J］. Tectonics， 2009， 28（5）： TC5001.
9	YE Qing， MEI Lianfu， SHI Hesheng， et al. A low-angle normal fault and basement structures within the Enping Sag， Pearl River Mouth Basin： Insights into Late Mesozoic to Early Cenozoic tectonic evolution of the South China Sea area［J］. Tectonophysics， 2018， 731/732： 1-16.
10	邓棚，梅廉夫，杜家元，等. 珠江口盆地西江主洼低角度边界正断层特征及成因演化［J］. 石油与天然气地质， 2020， 41（3）： 606-616.
	DENG Peng， MEI Lianfu， DU Jiayuan， et al. Characteristics and genetic development of a low-angle boundary normal fault in Xijiang main sag， Pearl River Mouth Basin， China［J］. Oil & Gas Geology， 2020， 41（3）： 606-616.
11	董大伟，李理，刘建，等. 冀中坳陷中北部新生代构造演化特征［J］. 石油与天然气地质， 2013， 34（6）： 771-780.
	DONG Dawei， LI Li， LIU Jian， et al. Cenozoic tectonic evolution in the north-central Jizhong Depression［J］. Oil & Gas Geology， 2013， 34（6）： 771-780.
12	王冠民，庞小军，张雪芳，等. 渤中凹陷古近系石南断层活动性及其对油气成藏条件的控制作用［J］. 石油与天然气地质， 2012， 33（6）： 859-866.
	WANG Guanmin， PANG Xiaojun， ZHANG Xuefang， et al. Activity of Shinan fault and its control on hydrocarbon accumulation in the Paleogene in Bozhong Depression［J］. Oil & Gas Geology， 2012， 33（6）： 859-866.
13	WHITNEY D L， TEYSSIER C， REY P， et al. Continental and oceanic core complexes［J］. GSA Bulletin， 2013， 125（3/4）： 273-298.
14	LI Jianhua， ZHANG Yueqiao， DONG Shuwen， et al. The Hengshan low-angle normal fault zone： Structural and geochronological constraints on the Late Mesozoic crustal extension in South China［J］. Tectonophysics， 2013， 606： 97-115.
15	HAINES S H， VAN DER PLUIJM B A. Patterns of mineral transformations in clay gouge， with examples from low-angle normal fault rocks in the western USA［J］. Journal of Structural Geology， 2012， 43： 2-32.
16	BUCK W R. Modes of continental lithospheric extension［J］. Journal of Geophysical Research： Solid Earth， 1991， 96（B12）： 20161-20178.
17	PARSONS T， THOMPSON G A. Does magmatism influence low-angle normal faulting？［J］. Geology， 1993， 21（3）： 247-250.
18	何勇，梅廉夫，施和生，等. 低角度断陷盆地成因模式及结构特征——以珠江口盆地恩平低角度断陷为例［J］. 海相油气地质， 2018， 23（3）： 73-81.
	HE Yong， MEI Lianfu， SHI Hesheng， et al. Structural characteristics and genetic model of the low-angle fault depression： A case in Enping Depression of Pearl River Mouth Basin［J］. Marine Origin Petroleum Geology， 2018， 23（3）： 73-81.
19	刘哲，吕延防，孙永河，等. 同生断裂分段生长特征及其石油地质意义——以辽河西部凹陷鸳鸯沟断裂为例［J］. 中国矿业大学学报， 2012， 41（5）： 793-799.
	LIU Zhe， Yanfang LYU， SUN Yonghe， et al. Characteristics and significance of syngenetic fault segmentation in hydrocarbon accumulation， an example of Yuanyanggou fault in western sag， Liaohe Depression［J］. Journal of China University of Mining & Technology， 2012， 41（5）： 793-799.
20	翟明国. 克拉通化与华北陆块的形成［J］. 中国科学（地球科学）， 2011， 41（8）： 1037-1046.
	ZHAI Mingguo. Cratonization and the ancient North China continent： A summary and review［J］. Science China Earth Sciences， 2011， 41（8）： 1037-1046.
21	李三忠，索艳慧，戴黎明，等. 渤海湾盆地形成与华北克拉通破坏［J］. 地学前缘， 2010， 17（4）： 64-89.
	LI Sanzhong， SUO Yanhui， DAI Liming， et al. Development of the Bohai Bay Basin and destruction of the North China Craton［J］. Earth Science Frontiers， 2010， 17（4）： 64-89.
22	于福生，漆家福，王春英. 华北东部印支期构造变形研究［J］. 中国矿业大学学报， 2002， 31（4）： 402-406.
	YU Fusheng， QI Jiafu， WANG Chunying. Tectonic deformation of Indosinian period in eastern part of North China［J］. Journal of China University of Mining & Technology， 2002， 31（4）： 402-406.
23	张新涛，曲希玉，许鹏，等. 渤海湾盆地深层砂砾岩储层孔-缝成因机制及演化特征——以渤中19-6构造古近系孔店组为例［J］. 石油与天然气地质， 2023， 44（3）： 707-719.
	ZHANG Xintao， QU Xiyu， XU Peng， et al. Genesis and evolution of pore-fractures in deep sandy conglomerate reservoirs in Bohai Bay Basin： Taking the Paleogene Kongdian Formation in Bozhong 19-6 structure as an example［J］. Oil & Gas Geology， 2023， 44（3）： 707-719.
24	吕丁友，侯东梅，杨庆红，等. 渤南低凸起西段构造成因机制与油气成藏规律研究［J］. 中国海上油气， 2011， 23（4）： 229-233.
	Dingyou LYU， HOU Dongmei， YANG Qinghong， et al. A study on structure origins and hydrocarbon accumulation pattern in the west part of Bonan lower-uplift［J］. China Offshore Oil and Gas， 2011， 23（4）： 229-233.
25	薛永安，许鹏，汤国民. 渤中凹陷西南环特大型高产油气聚集带的发现与勘探启示［J］. 中国海上油气， 2023， 35（3）： 1-11.
	XUE Yongan， XU Peng， TANG Guomin. Discovery and exploration implications of super-large high-yield oil and gas accumulation zone in the southwest belt of Bozhong Sag［J］. China Offshore Oil and Gas， 2023， 35（3）： 1-11.
26	CHILDS C， NICOL A， WALSH J J， et al. The growth and propagation of synsedimentary faults［J］. Journal of Structural Geology， 2003， 25（4）： 633-648.
27	BAUDON C， CARTWRIGHT J. Early stage evolution of growth faults： 3D seismic insights from the Levant Basin， Eastern Mediterranean［J］. Journal of Structural Geology， 2008， 30（7）： 888-898.
28	胡志伟，徐长贵，王德英，等. 渤海海域走滑断裂叠合特征与成因机制［J］. 石油勘探与开发， 2019， 46（2）： 254-267.
	HU Zhiwei， XU Changgui， WANG Deying， et al. Superimposed characteristics and genetic mechanism of strike-slip faults in the Bohai Sea， China［J］. Petroleum Exploration and Development， 2019， 46（2）： 254-267.
29	朱日祥，徐义刚，朱光，等. 华北克拉通破坏［J］. 中国科学（地球科学）， 2012， 42（8）： 1135-1159.
	ZHU Rixiang， XU Yigang， ZHU Guang， et al. Destruction of the North China Craton［J］. Science China Earth Sciences， 2012， 42（8）： 1135-1159.
30	WANG Guangzeng， LI Sanzhong， SUO Yanhui， et al. Deep-shallow coupling response of the Cenozoic Bohai Bay Basin to plate interactions around the Eurasian Plate［J］. Gondwana Research， 2020， 102： 180-199.
31	ZHU Guang， LIU Guosheng， NIU Manlan， et al. Syn-collisional transform faulting of the Tan-Lu fault zone， East China［J］. International Journal of Earth Sciences， 2009， 98（1）： 135-155.
32	徐聪，李理，符武才. 鲁西地块中、新生界裂缝发育特征及构造应力场分析［J］. 地质科学， 2021， 56（3）： 829-844.
	XU Cong， LI Li， FU Wucai. Development characteristics of fractures in the Mesozoic and Cenozoic and structure stress field analysis of the Luxi Block［J］. Chinese Journal of Geology， 2021， 56（3）： 829-844.
33	吕丁友，杨海风，于海波，等. 渤海海域印支期逆冲推覆体系的分带性及其动力学成因机制［J］. 石油与天然气地质， 2023， 44（3）： 720-734.
	Dingyou LYU， YANG Haifeng， YU Haibo， et al. Zonation and dynamic genetic mechanism of the Indosinian thrust nappe system in Bohai Sea［J］. Oil & Gas Geology， 2023， 44（3）： 720-734.
34	CLEMENZI L， STORTI F， BALSAMO F， et al. Fluid pressure cycles， variations in permeability， and weakening mechanisms along low-angle normal faults： The Tellaro detachment， Italy［J］. GSA Bulletin， 2015， 127（11/12）： 1689-1710.
35	BOLOGNESI F， BISTACCHI A. Weakness and mechanical anisotropy of phyllosilicate-rich cataclasites developed after mylonites of a low-angle normal fault （Simplon Line， Western Alps）［J］. Journal of Structural Geology， 2016， 83： 1-12.
36	WELSH K E， DEARING J A， CHIVERRELL R C， et al. Testing a cellular modelling approach to simulating late-Holocene sediment and water transfer from catchment to lake in the French Alps since 1826［J］. The Holocene， 2009， 19（5）： 785-798.
37	付广，李佳静，于桐. 油源断裂输导油气时期厘定方法的改进及其应用——以渤海湾盆地歧口凹陷南大港断裂为例［J］. 石油与天然气地质， 2022， 43（6）： 1481-1488.
	FU Guang， LI Jiajing， YU Tong. Improvement of method for timing of hydrocarbon migration along source rock-rooted faults and its application： A case of the South Dagang fault in Qikou Sag， Bohai Bay Basin［J］. Oil & Gas Geology， 2022， 43（6）： 1481-1488.
38	王梓颐，李洪博，郑金云，等. 珠江口盆地番禺27洼裂陷期构造演化及其对源-汇系统的控制［J］. 石油与天然气地质， 2023， 44（3）： 626-636.
	WANG Ziyi， LI Hongbo， ZHENG Jinyun， et al. Structural evolution and its control on source-to-sink system of Panyu 27 Sag in Pearl River Mouth Basin during rifting［J］. Oil & Gas Geology， 2023， 44（3）： 626-636.

[1]	刘惠民, 包友书, 黎茂稳, 李政, 吴连波, 朱日房, 王大洋, 王鑫. 页岩油富集可动性地球化学评价参数探讨[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(3): 622-636.
[2]	蒲秀刚, 董姜畅, 柴公权, 宋舜尧, 时战楠, 韩文中, 张伟, 解德录. 渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔店组二段页岩高丰度有机质富集模式[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(3): 696-709.
[3]	韩载华, 刘华, 赵兰全, 刘景东, 尹丽娟, 李磊. 渤海湾盆地临南洼陷古近系沙河街组源-储组合类型与致密（低渗）砂岩油差异富集模式[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(3): 722-738.
[4]	邵长印, 宋璠, 张世奇, 王秋月. 渤海湾盆地黄河口凹陷SC7区块古近系东营组二段下亚段滩坝储集体构型特征[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(2): 486-501.
[5]	雷文智, 陈冬霞, 王永诗, 巩建强, 邱贻博, 王翘楚, 成铭, 蔡晨阳. 渤海湾盆地济阳坳陷东部深层砂砾岩多类型油气藏成藏机理及模式[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(1): 113-129.
[6]	张宏国, 杨海风, 宿雯, 徐春强, 黄志, 程燕君. 源外层系油气运聚关键环节研究与评价方法[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(1): 281-292.
[7]	杨小艺, 刘成林, 王飞龙, 李国雄, 冯德浩, 杨韬政, 何志斌, 苏加佳. 渤海湾盆地渤中凹陷西南洼古近系东营组超压分布特征及成因[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(1): 96-112.
[8]	郭旭升, 马晓潇, 黎茂稳, 钱门辉, 胡宗全. 陆相页岩油富集机理探讨[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(6): 1333-1349.
[9]	刘惠民, 李政, 包友书, 张守春, 王伟庆, 吴连波, 王勇, 朱日房, 方正伟, 张顺, 刘鹏, 王敏. 渤海湾盆地济阳坳陷高产页岩油井BYP5页岩地质特征[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(6): 1405-1417.
[10]	王永诗, 巩建强, 陈冬霞, 邱贻博, 茆书巍, 雷文智, 杨怀宇, 王翘楚. 渤海湾盆地东营凹陷盐家地区深层砂砾岩油气藏相态演化及成藏过程[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1159-1172.
[11]	李军亮, 王鑫, 王伟庆, 李博, 曾溅辉, 贾昆昆, 乔俊程, 王康亭. 致密砂岩砂-泥结构发育特征及其对储集空间的控制作用[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1173-1187.
[12]	赵淑娟, 李三忠, 牛成民, 张江涛, 张震, 戴黎明, 杨宇, 李金月. 渤海湾盆地旅大隆起区多期叠加构造及其对潜山的控制作用[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1188-1202.
[13]	刘佳庚, 王艳忠, 操应长, 王淑萍, 李雪哲, 王铸坤. 渤海湾盆地东营凹陷民丰洼陷陡坡带深层-超深层碎屑岩优质储层控制因素[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1203-1217.
[14]	何春波, 张亚雄, 于英华, 袁红旗. 断裂诱发砂体输导油气变径部位预测方法及其应用[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1300-1307.
[15]	王鑫, 曾溅辉, 贾昆昆, 王伟庆, 李博, 安丛, 赵文. 成岩作用控制下低渗透砂岩润湿性演化过程及机制[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1308-1320.

渤海湾盆地渤南低凸起西段低角度正断层分段生长特征及其油气地质意义

Segmented growth of low-angle normal faults in the western Bonan swell，Bohai Bay Basin and its petroleum geological significance

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