0 引言
油气沿断裂带运移的过程中，会存在垂向运移、穿断运移和走向运移3种运移方式［1］，其中，走向运移是指油气沿断层的走向由低部位向高部位运移［2］。近年来，随着油气运移研究的不断深入，越来越多的油气沿断层走向运移的实例被发现。李伟等［3］对渤海海域渤东地区走滑断层派生强度评价后发现，油气并没有穿断运移，而是沿着走滑断层走向运移至高部位成藏。张波［4］对渤海湾盆地济阳坳陷孤北潜山原油地球化学指标变化特征研究后发现，油气主要沿埕东断层走向运移至中排山北部成藏。徐佑德［5］采用原油含氮化合物对油气运移路径示踪，发现准噶尔盆地车排子凸起走滑断层是油气长距离运移的有效通道，控制油气沿其走向运移。孙同文等［6］利用原油物性和含氮化合物等数据，确定海拉尔盆地贝西南地区油气主要沿构造脊及断层走向运移聚集。何金海等［7］对珠江口盆地恩平凹陷断层、砂体、盖层等成藏要素进行研究，证实了该地区存在油气沿断层走向运移模式。
1 区域地质概况
西湖凹陷新生代经历了断陷期、断—拗转换期、拗陷期、反转期和区域沉降期5个构造演化过程［12］，研究区在断陷期和断—拗转换期形成了大量NNE向断层，以F1、F2和F3断层发育规模最大，对油气成藏控制作用最明显［图1（c）］。研究区沉积地层自下而上为始新统八角亭组（E2 b）、宝石组（E2 bs）和平湖组（E2 p），渐新统花港组（E3 h），中新统龙井组（N1 l）、玉泉组（N1 y）和柳浪组（N1 ll），上新统三潭组（N2 s），第四系东海群（Q pdh ）［图1（d）］，其中平湖组可分为上、中、下3段，平上段分为P1—P4砂层组，平中段分为P5—P8砂层组，平下段可分为P9—P10砂层组［13］。
2 天然气成因与运移方向
2.1 天然气成因及来源
前人通过生物标志物和碳同位素分析，认为研究区和东部洼陷平湖组烃源岩母质来源均为高等植物占优势。研究区烃源岩沉积环境以氧化—强氧化性的湖沼相为主，而东部洼陷烃源岩主要为氧化性的湖沼相。整体上，研究区油气与本地和东部洼陷平湖组烃源岩均具有亲缘关系［9］。
通过天然气共生凝析油成熟度参数计算的R O值与甲烷碳同位素值δ13C1进行拟合，得到了西湖凹陷天然气成熟度与甲烷碳同位素值的拟合方程［19］［式（1） ］。利用该公式计算了研究区天然气成熟度，并与本地和东部洼陷平湖组烃源岩实测镜质体反射率（R O）进行对比。
研究区天然气等效镜质体反射率R O值介于1.02%~1.18%之间，东部洼陷平湖组烃源岩R O值介于0.87%~1.14%之间，处于成熟热演化阶段，主频区间与天然气等效R O值分布范围基本一致；而本地平湖组烃源岩R O值仅为0.53%~0.92%，处于低熟—成熟热演化阶段，主频区间明显低于天然气等效R O值［图2（b）］。因此，综合天然气和烃源岩成熟度，研究区油气以东部洼陷烃源岩供烃为主，本地烃源岩供烃为辅。
2.2 天然气运移路径示踪
以W4井、W5井和W6井为例，由W4井至W5井和W6井，天然气iC4/nC4和δ13C2—δ13C1 值均具有明显的增大趋势，分别为1.21→1.63→1.79和7.5→10.5→10.9，指示天然气的运移方向为W4井→W5井→W6井。除此之外，各参数变化趋势表明研究区还存在2个主要的天然气运移方向，分别为W1井→W2井→W3井和W7井→W8井（图3）。相反的，在W9井→W8井→W5井和W7井→W4井→W1井方向，iC4/nC4、δ13C2—δ13C1和δ13C1值没有明显的增加或减小趋势，表明天然气并未发生穿断运移（图3）。综合天然气成因与来源和运移路径示踪，平湖斜坡K构造带油气以东部洼陷供烃为主，由东部洼陷沿断层走向运移至中南部，存在3个优势运移方向。
3 油气沿断层走向运移聚集模式
通过天然气成因分析和油气运移路径示踪，研究区油气发生了走向运移，运移聚集模式为“破碎带垂向运移、破碎带—砂体走向运移、断层—盖层封堵、构造高点圈闭聚集”。
研究区F1断层持续活动时间长，活动期为宝石组—三潭组沉积期，以平湖组和玉泉组沉积期活动速率高，为20.9~23.8 m/Ma；F2断层主要在宝石组—龙井组沉积期活动，平中段沉积期活动速率最高，可达75.1 m/Ma；F3断层主要活动期为宝石组—龙井组沉积期，以平中段沉积期活动速率最高，平均值为45.6 m/Ma（图4）。F1断层在2期成藏均有活动，沿着走向，成藏期平均活动速率分布在2~13 m/Ma之间，以幕式油气运移为主。F2和F3断层仅在第一期成藏活动，沿走向上活动速率为2~14 m/Ma，以幕式油气运移为主（图4）；在第二期成藏时，油气以连续运移为主，运移通道主要为破碎带和砂体，断层核起到了侧向封堵作用。
在龙井组沉积期，东部洼陷烃源岩进入成熟—高熟阶段，开始大量生气，在烃源岩超压驱动下，天然气沿着孔渗好的破碎带垂向运移并向砂体分流，然后沿着砂体和破碎带由构造低部位向高部位运移。在运移的过程中，由于断层侧向封闭性好且盖层垂向封闭性好，油气不会向浅部花港组储层运移或跨断层侧向运移。最终，油气运移至构造高部位封闭性好的圈闭内成藏，形成了现今的油气分布特征（图5）。
4 油气沿断层走向运移控制因素
由研究区油气运聚模式可知，油气走向运移的主要通道为破碎带和砂体。在油气走向运移的过程中，断层需要具有好的垂向和侧向封闭性，使油气不会穿断或沿断层垂向逸散。本节从断裂带结构、砂体发育特征、断—盖配置、断层侧向封闭性4个方面，探讨研究区及平湖斜坡油气能够沿断层走向运移的影响因素。
4.1 断裂带结构
式中：Xi 、Xi -1、Xi +1分别为当前深度点与临近点的密度测井值，g/cm3。
式中：CALi 和CAL分别为标准和实测井径值，cm。
以W4井为例，通过井位和地震资料相结合，确定F2断层过该井的断点深度为5 120 m。断点附近为断层核，密度曲线变化率和井径增大率均较小；断层核两侧为破碎带，密度曲线变化率和井径增大率明显高于断层核，且曲线出现明显的波动［图6（a）］。据此确定了F2断层过W4井处的断裂带范围为5 046~5 234 m，宽度为188 m。除此之外，确定了F2断层南部过W5井的断裂带范围为4 354~4 557 m，宽度为203 m［图6（b）］。由此表明，F2断层走向上不同位置均发育较好的断裂带结构，结合F2断层在W4井和W5井处的断距（216 m和254 m），当研究区断层断距较大时，可形成一定宽度的断裂带结构。
研究区断裂带各结构单元孔隙度和渗透率差异较大。破碎带由于发育裂缝，孔隙度和渗透率都较高，分别为6.7%~19.2%和（0.2~28.1）×10-3 μm2；断层核受到断裂作用强，物性明显低于破碎带，孔隙度和渗透率主要分布范围为0.1%~6.1%和（0.01~0.2）×10-3 μm2（图7）。对比2个结构单元，破碎带物性好，可以作为油气垂向和走向运移的通道；断层核物性差，为油气运移过程中的侧向封堵层。因此，当破碎带物性好且具有一定宽度时，油气可以沿破碎带垂向运移并向物性较好的砂体分流。
4.2 砂体发育特征
图8 平湖斜坡P7砂层组砂体厚度（a）及砂地比（b）平面分布Fig.8 Plane distribution of thickness （a） and sand strata ratio （b） for P7 sand group in the Pinghu Slope |
P7砂层组孔隙度分布范围为8.1%~15.3%，平均值为10.8%，主要分布范围为9.0%~12.0%；渗透率分布范围为（0.02~1.0）×10-3 μm2，主要分布于（0.05~0.55）×10-3 μm2之间，平均值为0.29×10-3 μm2（图10）。根据中国海洋石油总公司发布的标准《储盖层定量评价规范》（Q/HS 1027—2007）中碎屑岩含气储层物性评价标准，P7砂层组砂体为低孔渗的中等储层。
对比3个油气运移方向，W1井→W2井→W3井方向的砂体厚度为28~56 m，砂地比为22%~32%；W4井→W5井→W6井方向的砂体厚度和砂地比分别为48~60 m和30%~44%；W7井→W8井方向的砂体厚度和砂地比分布范围分别为52~56 m和32%~38%。油气运移方向上均发育多套厚度大、连通性和物性好的砂体，为油气沿断层走向运移提供了良好的输导层。由此表明，对于西湖凹陷平湖斜坡来说，断层对接砂体的砂地比大于22%且具有一定厚度时，砂体连通性好，使油气沿着砂体走向运移。
4.3 断—盖配置
研究区F1断层断距介于41~87 m之间，断层附近盖层厚度为80~106 m，平湖组盖层断接厚度为11~40 m，表现出由南至北增大的趋势。F2断层断距介于21~102 m之间，断层附近盖层厚度为64~130 m，平湖组盖层断接厚度在13~48 m之间。F3断层断距整体较小，在0~80 m之间；平湖组盖层厚度为54~132 m，盖层断接厚度为12~60 m（图12）。3条断层沿走向不同位置的断接厚度均大于10 m，满足封盖天然气的下限值，使天然气在沿断层走向运移的过程中不会向上部层系逸散。由此表明，对于西湖凹陷平湖斜坡来说，连接洼陷烃源岩的断层在走向不同位置的断接厚度整体大于10 m时，盖层分布连续，可以有效封盖油气进行走向运移。
4.4 断层侧向封闭性
以F3断层为例，选取临近W6井、W7井、W8井、W9井和W29井的3条测线，计算断层不同位置的SGR值。对于F3断层南段，平中下段SGR值介于66.6%~91.1%之间，明显高于平上段（38.6%~49.1%），且油气层的SGR值均高于41.1%（图13）。对于断层中段，平上段的SGR值较高，主要介于54.5%~69.1%之间，油气层的SGR值均大于60.3%（图13）。断层北段不同深度的SGR值变化较大，平上段SGR值主要介于32.1%~68.5%之间，而平中段SGR值明显高于平上段，为42.1%~73.2%，油气主要分布于断层侧向封闭性好的平上段下部和平中段（SGR>32.5%）（图13）。
不同油气显示层SGR值分布范围表明，当断层SGR值高于32.5%时，断层侧向封闭，与前人得到的平湖斜坡断层侧向封闭SGR下限值30%基本一致。对于F3断层来说，不同部位及不同深度的SGR值分布范围为32.1%~91.1%（图13），均高于侧向封闭的下限值30%，表明F3断层在不同位置均具有好的侧向封闭性，为油气沿断层走向运移提供了侧向封堵条件。因此，对于西湖凹陷平湖斜坡来说，当连接洼陷烃源岩的断层在走向不同位置和不同深度的SGR值整体大于30%时，断层侧向具有封闭性，从而保证油气可以沿断层走向运移而不逸散。
通过对油气沿断层走向运移控制因素分析，4个影响因素都至关重要，重要程度为断裂带结构≈砂体发育特征>断—盖配置≈断层侧向封闭性。只有当破碎带宽度大且物性好、砂体厚度大且连通性好时，油气才可以沿破碎带垂向运移并沿砂体长距离走向运移。而在油气运移路径上，当断—盖配置和断层侧向封闭性较差时，油气容易跨断层或垂向逸散。因此，4个影响因素发育程度不同，油气具有不同的运移模式。当4个影响因素都较好时，油气具有“破碎带垂向运移、破碎带—砂体走向运移、断层—盖层封堵、构造高点圈闭聚集”的运聚模式。当断裂带结构不发育且断层晚期不活动时，油气无法垂向大规模运移，富集程度往往较低。当砂体厚度小且连通性差时，油气进入砂体后只能发生短距离走向运移。当断—盖配置差时，油气会发生断裂带垂向运移和走向运移。当断层侧向封闭性差时，油气会发生跨断层运移和走向运移，以跨断层运移为主。
5 结论
（1）东海盆地平湖斜坡K构造带天然气以煤型气为主，仅存在少量油型气；天然气等效R O值为1.02%~1.18%，明显高于本地烃源岩，主要由东部洼陷烃源岩供烃。甲烷/乙烷含量、异丁烷/正丁烷含量、甲烷碳同位素、乙烷与甲烷碳同位素差值4个参数指示研究区存在3个天然气运移方向：W4井→W5井→W6井、W1井→W2井→W3井和W7井→W8井，均为沿断层走向运移。
（2）研究区发育“破碎带垂向运移、破碎带—砂体走向运移、断层—盖层封堵、构造高点圈闭聚集”的油气运聚模式。龙井组沉积期，东部洼陷烃源岩开始大量生排气，天然气沿破碎带垂向运移并向砂体分流，在断层侧向封堵及断—盖垂向封堵下，油气沿破碎带和砂体由构造低部位走向运移至构造高部位成藏。
（3）平湖斜坡油气可以沿断层走向运移的影响因素主要为断裂带结构、砂体发育特征（砂地比大于22%）、断—盖配置（断接厚度大于10 m）和断层侧向封闭性（SGR值大于30%）。研究区发育宽度较大的断裂带，破碎带孔隙度和渗透率高，为油气运移通道；砂体厚度为32~66 m，砂地比为22%~44%，厚度大且连通性好，为油气侧向运移通道；平湖组盖层断接厚度为10~55 m，高于封盖油气下限值，垂向封闭性好；断层不同位置SGR值为32.1%~91.1%，高于封堵油气下限值，侧向封闭性好。
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