0 概况

营尔凹陷位于酒泉盆地酒东坳陷，是酒泉盆地重要的油气勘探领域之一，呈“两凹一隆”、“东断西超”的构造格局，其中长沙岭构造转换带是被一系列断层复杂化的大型鼻状隆起(图 1b)，整体叠覆于主力生油凹陷之上，紧邻南、北两个生油次凹，具备双向供油的条件，石油地质条件优越，是油气勘探有利区^[1]。营尔凹陷的基底主要由下古生界志留系和上古生界石炭系—二叠系构成，沉积地层包括侏罗系、下白垩统、古近系、新近系和第四系(表 1)。下白垩统是营尔凹陷的主要烃源岩层，自下而上划分为赤金堡组(K₁c)、下沟组(K₁g)和中沟组(K₁z)，凹陷南缘的K₁z在晚白垩世遭受剥蚀，使古近系直接沉积于K₁g之上。区内主要勘探目的层为K₁g，自下而上细分为K₁g₁、K₁g₂、K₁g₃三段，目前已发现K₁g₃和K₁g₁两个重要产油层。

前人认为：营尓凹陷南、北次凹的结构差异在长沙岭地区产生了构造转换，在凹陷中部南、北断层消亡处形成长沙岭水下低凸起，调节南、北次凹的伸展应变^[2-4]；长沙岭构造在断陷初期已具雏形，后期持续发育，长期处于构造较高部位，是油气运移指向区。勘探证实，长沙岭构造带发育复杂断块—岩性油气藏，受多期构造运动影响，断裂发育、切割关系复杂，且断裂发育带地震资料成像品质较差，导致断裂识别难度大、发育期次认识不清、成藏规律认识不系统^[5]。依据前人研究成果，在系统分析构造演化史的基础上精细解释构造，分析断裂期次和圈闭特征，研究构造控砂、断裂与油气运聚关系，明确了油气富集规律，对长沙岭转换带下沟组的勘探、开发具有现实意义。

1 长沙岭地区构造演化特征

长沙岭地区构造演化与整个酒泉盆地尤其是营尔凹陷的构造演化有着不可分割的联系。酒泉盆地是中、新生代断坳叠合型盆地，燕山期西伯利亚板块发生了轻微的右旋，在兴蒙褶皱带南侧形成了左行走滑, 产生了北西—南东向拉张应力，在中蒙边界地区形成了一个北东向展布的伸展断陷盆地体系，酒泉断陷盆地位于该体系西南缘^[6-7]。盆地内形成了多组南北对称的由北北东、北东向和与之伴生的北西西向断裂组成的“狗腿状”控边断裂, 盆地南部凹陷的控边断裂呈“7”字形，北部凹陷的控边断裂呈“倒7”字型(图 1a)，整体上形成了北东向隆、坳相间格局，控制了各凹陷的沉积和规模。在这样的构造背景下，营尔凹陷受北部双二井断层和东部下河清断层共同控制，发育了南部次凹和北部次凹，这两个次级凹陷的构造变形、地质结构和沉积特征存在很大差异，长沙岭构造带位于两个次级凹陷之间，处于南黑梁断层和北黑梁断层消亡处(图 1b)。在新生代，祁连褶皱带持续由南南西向北北东方向逆冲推覆，酒泉盆地为陆内坳陷盆地，营尔凹陷整体沉降，对断裂和成藏无明显改造作用。

结合区域构造演化史研究，认为长沙岭地区经历了早白垩世拉张断陷期、晚白垩世—古新世隆升剥蚀期和渐新世—第四纪挤压拗陷期三个构造演化阶段(图 2)。早白垩世拉张断陷期为断裂主要发育阶段，控制了下白垩统烃源岩和储集相带展布，进一步划分为两期伸展构造运动。

(1) 断陷早期的基底卷入伸展构造运动(K₁c—K₁g₁)。基底断裂在发育过程中南、北分化：北部次凹具有“东西双断”的结构，东部受西倾下河清断层控制，西部受东倾北黑梁断层控制(图 3a)；南部次凹具有“东断西超”的结构，内部发育多条西倾正断层，形成了一系列多米诺式半地堑(图 3b)。远离长沙岭地区的南、北次凹断层断距大、活动相对剧烈，地层沉积较厚，长沙岭地区断层断距小、沉积地层厚度相对小，长沙岭转换带初步形成，表现为一水下低凸起。

(2) 断陷晚期的盖层滑脱伸展构造运动(K₁z₁)。为构造主要成形期，北部次凹断裂继承性发育，凹陷结构与断陷早期相同；长沙岭及南部次凹在重力差异压实作用下，沿不同滑脱面发育了多条东倾犁式正断层(南黑梁、长1和长2等断层)，大规模切割早期西倾断层(图 3c)。北部次凹西侧的东倾北黑梁断层在长沙岭地区转换为南部次凹西侧的东倾南黑梁断层(图 1b)，在南黑梁断层和北黑梁断层控制下，长沙岭地区表现为同向转换带(图 4)。此期间长沙岭低凸起的断层断距逐渐减小，水下低凸起进一步扩张，构造主体为逆牵引滚动背斜，发育多组断裂，形成被断层复杂化的大型鼻状构造。

2 转换带构造演化对油气的影响

转换带的构造演化在一定程度上控制着古构造发育和断裂形成，影响沉积体系的分布，控制油气的运移、聚集和保存^[8]。对构造演化的认识直接影响解释方案的确定。

2.1 构造演化对断裂和圈闭的影响

构造演化与断裂活动通常具有一定的对应关系，对断裂分析具有重要的指示作用。构造演化分析表明，长沙岭转换带主要形成于早白垩世拉张断陷期，受两期伸展构造运动影响，发育了两期断裂：早期为西倾断层，控制K₁c和K₁g₁沉积；K₁g₂和K₁g₃沉积时期是一个转换期，断裂不发育，K₁z₁沉积后发育了一系列东倾断层，切割早期西倾断层。

在构造演化分析基础上，结合构造导向滤波属性技术精细刻画小断层^[9]，落实了两期断裂：①早期北东走向的西倾正断层，是断陷初期基底同沉积断层，主要分布在长沙岭构造带及以南地区，在长沙岭构造带识别出薛家庄断层、f1断层和f2断层，受晚期断层切割改造强烈，结构较复杂；在南部次凹识别出5条早期西倾断层，受晚期断层切割改造相对较弱，多米诺式半地堑结构清晰，发育大型断阶。②晚期北东向东倾正断层。长沙岭地区主要发育南黑梁断层、长1断层和长2断层(图 3c)，这些断层延伸距离长(15~20km)、断距大(100~200m)，自西向东将长沙岭构造分割成长1断背斜、长2断背斜和长3断鼻，形成向东逐级下掉的构造格局。由于南、北次凹不均衡拉张作用，长沙岭构造带又发育一系列北北西向调节断层(主要分布于长1断背斜和长2断背斜)和北东东向张扭性断层(主要发育在长2断背斜和长3断鼻)，两组断层呈共轭形式，将长2断背斜和长3断鼻进一步分割成一系列菱形断块群。

长沙岭构造带K₁g₁地层在东西向表现为垒、堑相间的结构特征，中部垒块带是最有利的勘探区，分为长2断背斜和长3断鼻。长2断背斜主要发育北东向张性正断层和北北西向调节断层以及北东东向张扭性断层，落实了7个断块圈闭；长3断鼻主要受北东向张性断层和北东东向张扭性断层控制，落实了8个断块圈闭(图 5)。

2.2 构造演化对砂体分布的影响

沉积盆地研究强调构造—古地貌对沉积的控制作用^[10]，构造—古地貌是控制沉积体系发育的关键因素之一，沉积体系直接影响储集体分布。盆地内的隆坳格局、古隆起与古斜坡地貌、同沉积构造活动形成的构造古地貌等是盆地古地貌研究的重要内容，古地貌形态的差异导致砂体推进距离、范围和规模的差异^[11]。断裂活动是陆相断陷湖盆最主要的构造活动，同沉积断裂及其组合直接控制盆内的沉积体系展布和储集体类型^[12]；其次，转换带对沉积体系也具重要控制作用，一方面是构成相对低地势成为水系通道，另一方面则是作为构造高点对沉积水系起分割和阻挡作用^[13-15]。因此研究构造—古地貌有助于揭示物源体系、沉积体系的发育特征及其空间配置关系。

长沙岭构造带位于营尔断陷湖盆西斜坡，为一个典型构造转换带，早期西倾断层和北北西向调节断层及其组合共同控制古地貌，继而控制可容纳空间，影响沉积物的推进方向及砂体展布样式^[16]。早白垩世长沙岭地区为一水下低凸起，将营尔凹陷分为彼此独立的南、北次凹，两次凹发育各自的沉积中心。在K₁c沉积时期，断陷初始活动，湖盆范围最小；至K₁g沉积时期，断陷快速发育，沉积速率最大，沉积范围明显扩大；K₁z沉积时期为拗陷阶段，沉降速率最小，湖盆范围最大。

早白垩世K₁c—K₁g₁沉积时期，长沙岭构造带具有背向构造转换的特点，在衔接部位构造活动较弱，是西部物源主要注入口^[17]。受洪水或者山区河流的作用，西部文殊山凸起的大量物源沿长沙岭转换带注入营尔凹陷，由于薛家庄、f1和f2等早期西倾断层的落差和沉降幅度存在差异，控制形成了多级断阶带，物源受多级断阶带控制，沿长沙岭南翼走向斜坡注入南部次凹，在长沙岭地区形成辫状河三角洲(图 6)。构造转换带内部的断层、断阶控制了长沙岭辫状河三角洲沉积体系的平面展布，在北黑梁断层和薛家庄断层以西发育了大规模辫状河三角洲平原；在北黑梁断层以东的长1断背斜、长2断背斜沉积体系以辫状河三角洲前缘水下分流河道为主，平面上呈条带状展布；长3断鼻处于三角洲前缘亚相前端，发育了席状砂，平面上呈朵叶状展布；长4断块处于前三角洲亚相，发育水下浊积扇。

早白垩世K₁c—K₁g₃沉积时期，转换带内北北西向调节断层为“被动”同沉积断层，在长1断背斜、长2断背斜形成了“断槽”、“断梁”相间的古地貌(图 7)，进而控制可容纳空间的局部变化，直接影响砂体的分散过程。钻井资料表明，钻遇断槽的C2井揭示目的层段砂体发育，单层厚度大，钻遇断梁的C19井揭示目的层段砂体相对不发育，单层厚度也较小。因此，断层间的古断槽是主要的输砂通道。长3断鼻、长4断块由于同沉积断层和调节断层相对不发育，古断槽和古断梁不明显，发育了席状砂和浊积砂体，呈朵叶状展布。古地貌特征表明：长1断背斜、长2断背斜K₁g₁主要发育两支输砂通道(图 6)，由YT1井经C2、C21井向南次凹注入，砂体呈条带状展布，厚度较大；在长3断鼻砂体发育多支朵叶体；在北部C301井区和西洼槽可能发育另外两支朵叶体。

以上分析表明，在长沙岭转换带白垩系下沟组沉积时期，具有“断槽输砂、古地貌控砂”的沉积特征。综合构造演化、古地貌特征和钻井砂地比统计结果，指导相控波阻抗反演^[18]，刻画长沙岭转换带砂体(图 8)，在K₁g₁下段落实砂体面积达40km²。

2.3 构造演化对油气生成和运移的影响

在一些盆地的局部地区，存在构造低部位含油气、构造高部位不含油气的现象，这是由断裂特征和构造演化特征的关系决定的^[19-21]。断层既可以作为油气运移通道，也可以封堵油气藏。一般来说，断层在活动期具油气通道作用，在静止期具油气封堵作用，断层的封堵作用利于圈闭成藏^[22-25]。多期构造运动使断裂频繁活动，产生了多期次、多种类型的断层，不同时期、不同性质断层的侧向封堵与运移能力决定了油气富集程度。因此，分析研究区的构造演化特征有助于了解构造对油气的控制作用及油气藏特征。

长沙岭转换带是被两期断裂复杂化的大型鼻状隆起，是良好的油气指向区，数量众多的断层为局部圈闭的形成和油气运聚创造了有利条件，形成了K₁g₁油藏。构造演化分析表明，K₁g₁油藏的形成受早白垩世拉张断陷期两期伸展构造运动形成的两组断裂共同控制，两组断裂的产状、发育历史以及活动特征存在明显差异，从而对K₁g₁油藏具有截然不同的控制作用(图 9)。主要表现为：①早期西倾断层基本终止于K₁g₁顶部或K₁g₂底部，活动时间短，后期基本不活动^[26-27]，且高部位砂体相对集中，单层厚度大，反向断层错动使下盘K₁g₁砂体对接上盘K₁g₂泥岩，对下倾方向的油气形成良好封堵。因此，早期西倾断层形成反向断层遮挡油气藏，反向断层下盘的圈闭是有利的勘探目标。②晚期东倾断层发育于早白垩世末期，断面上陡下缓，与区域地层倾向一致，表现为顺向张性断层，具有良好的开启性，向上断穿K₁g₃，终止于K₁z，向下大多收敛滑移、消失于K₁c烃源岩内，将油气向高垒块运移，对油气起输导作用，对油气藏具逸散和破坏作用，导致有效的断层相关圈闭较少。因此，顺向断层控制的圈闭勘探风险较大。

C3井K₁g₁油源对比分析表明，K₁g₁原油油样中混合了一部分K₁c的原油，说明油气发生了垂向运移。YC1井排烃模拟结果表明，在K₁z₁沉积时期，K₁c烃源岩就开始大量生油，K₁g₁烃源岩也进入了生油门限，说明晚期断层活动期与生、排烃期基本一致，油气通过晚期断层向高垒块运移成藏。

综上所述，认为K₁g₁油藏是复杂断块油藏，油气由低断块沿晚期东倾顺向断层向高断块运移，汇聚于早期西倾反向断层控制的高断块、高垒块(图 10)，早期西倾断层与晚期东倾断层共同控制形成断垒块油气藏，具有“构造控油、一块一藏、高块富集”的特点。钻井资料表明，获工业油流的井均处于两期断裂控制的高垒块，失利井都处于两期断裂控制的地堑中。因此K₁g₁油藏发育多个富含油气的断块—岩性圈闭。在长2断背斜、长3断鼻共有7个相对高垒块目标，部署钻探了7口井，并提交了百万吨级的控制储量。

3 结论

长沙岭转换带构造演化与油气关系密切，分析构造演化有助于了解转换带的形成和构造特征以及油气成藏过程，获得以下认识。

(1) 长沙岭转换带断裂主要形成于早白垩世拉张断陷期，该阶段发生了两期伸展构造运动，早期为基底卷入伸展构造运动，主要发育西倾正断层；晚期为盖层滑脱伸展构造运动，主要发育东倾犁式正断层，对早期断层切割强烈。

(2) 长沙岭转换带早期西倾同沉积断层形成多级断阶带，控制沉积体系的平面展布；调节断层控制形成“断槽”、“断梁”相间的古地貌。白垩系下沟组沉积时期，具有“断槽输砂、古地貌控砂”沉积特征。

(3) 早期西倾断层对油气主要起封堵、保存作用，晚期东倾断层主要起运移、输导作用，在两期断层共同控制作用下长沙岭转换带形成断垒块油气藏，具有“构造控油、一块一藏、高块富集”的特点。