塔里木盆地玉北地區(qū)奧陶系儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫成因模式

張繼標(biāo)，云金表，張仲培，劉士林，黃 瑋

塔里木盆地玉北地區(qū)奧陶系儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫成因模式

張繼標(biāo)1，云金表1，張仲培1，劉士林1，黃 瑋2

（1.中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院西北勘探研究中心，北京100083；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田第六采油廠，西安710200）

在基于成像測(cè)井、巖心及薄片資料對(duì)玉北地區(qū)構(gòu)造裂縫進(jìn)行識(shí)別并總結(jié)其發(fā)育規(guī)律的基礎(chǔ)上，根據(jù)裂縫切割關(guān)系、充填方解石陰極發(fā)光及包裹體特征劃分裂縫發(fā)育期次，并應(yīng)用有限元法數(shù)值模擬不同裂縫發(fā)育期古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特征，結(jié)合裂縫發(fā)育力學(xué)機(jī)制，分析不同時(shí)期斷層－褶皺控制下的裂縫成因模式。研究結(jié)果表明，玉北地區(qū)奧陶系構(gòu)造裂縫主要沿高陡帶發(fā)育，其發(fā)育程度、產(chǎn)狀受斷層、褶皺共同控制，共發(fā)育4期裂縫，其中加里東中期Ⅰ、Ⅲ幕裂縫受斷層主控、加里東晚期至海西早期裂縫受斷層與褶皺共同控制、海西晚期裂縫主要受褶皺控制；與斷裂走向較一致的高角度裂縫對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育貢獻(xiàn)最大，加里東晚期—海西早期及海西晚期兩期裂縫發(fā)育區(qū)，更有利于油氣聚集。

裂縫；發(fā)育規(guī)律；應(yīng)力；數(shù)值模擬；成因機(jī)制；玉北地區(qū)

0 引言

碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔滲特征與裂縫關(guān)系密切，裂縫對(duì)儲(chǔ)層孔滲性能的制約受裂縫規(guī)模、開度、密度、產(chǎn)狀及充填程度等多種因素影響［1～11］，但本質(zhì)受裂縫的空間分布規(guī)律及其有效性的控制。裂縫的發(fā)育與所處構(gòu)造位置、巖性及層厚等關(guān)系密切［12～14］，其有效性受充填程度、發(fā)育期次、規(guī)模及產(chǎn)狀等因素影響［15～16］。要解決裂縫的空間展布及其有效性這一關(guān)鍵問(wèn)題，需要在總結(jié)裂縫分布特征的基礎(chǔ)上，明確裂縫發(fā)育主控因素，劃分裂縫發(fā)育期次，分析裂縫成因機(jī)制，并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，恢復(fù)裂縫發(fā)育過(guò)程，進(jìn)而對(duì)裂縫的有效性進(jìn)行探討。

塔里木盆地玉北地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育，儲(chǔ)集空間主要以孔洞、裂縫為主［17］，其中裂縫型儲(chǔ)層普遍發(fā)育，但不同構(gòu)造帶裂縫型儲(chǔ)層發(fā)育的強(qiáng)度及其充填程度有差異，油氣顯示亦有差異，這種差異是否由裂縫發(fā)育程度及其有效性的差異所導(dǎo)致？為此需要對(duì)玉北地區(qū)的儲(chǔ)層裂縫開展系統(tǒng)的研究。本文基于單井巖心及成像測(cè)井資料進(jìn)行裂縫表征，總結(jié)了不同構(gòu)造帶的裂縫發(fā)育特征，明確了裂縫發(fā)育的差異性及其主控因素，劃分了裂縫發(fā)育期次，并從力學(xué)的角度分析了裂縫的成因機(jī)制，初步優(yōu)選了有利裂縫型儲(chǔ)層的分布地區(qū)，以期為玉北地區(qū)油氣勘探成果的進(jìn)一步擴(kuò)大提供借鑒。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

玉北地區(qū)位于塔里木盆地西南部麥蓋提斜坡區(qū)東部，北與中央隆起區(qū)巴楚隆起接壤，南鄰喀什凹陷、葉城—和田凹陷，西北接柯坪斷隆，東與塘古巴斯凹陷過(guò)渡。2010年首次在奧陶系獲得工業(yè)油流，實(shí)現(xiàn)了油氣的重大突破。該區(qū)經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，斷裂系統(tǒng)復(fù)雜，自?shī)W陶系沉積以來(lái)，共伴隨有3次主要的斷裂活動(dòng)，分別為加里東中期、加里東晚期—海西早期與海西晚期［18～19］，形成了現(xiàn)今斷裂系統(tǒng)格局。玉北地區(qū)東部斷裂走向以北東向?yàn)橹?，自西向東主要發(fā)育玉北7、玉北1、玉東1、玉北2、玉北3及玉北4等6個(gè)斷裂構(gòu)造帶，各構(gòu)造帶基本呈平行展布，繼承性復(fù)合擠壓構(gòu)造為區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造變形樣式，斷裂活動(dòng)強(qiáng)度不同導(dǎo)致三維區(qū)內(nèi)同一構(gòu)造帶構(gòu)造樣式具有明顯的分段性，差別主要表現(xiàn)在主逆沖方向和褶皺帶寬度2個(gè)方面（見圖1）。

圖1 玉北地區(qū)斷裂平面展布及裂縫方位Fig.1 The fault distribution in plane and fracture azimuth in Yubei area

2 裂縫發(fā)育特征及主控因素

目前常用的裂縫識(shí)別方法主要有巖心及野外露頭觀測(cè)法、常規(guī)及成像測(cè)井資料識(shí)別法以及疊前、疊后地震屬性法，其中巖心觀測(cè)法及成像測(cè)井識(shí)別法是目前最常用、最有效的裂縫識(shí)別方法［20～21］。本文基于玉北地區(qū)奧陶系9口井巖心、12口井成像測(cè)井及鏡下薄片等資料，系統(tǒng)總結(jié)了玉北地區(qū)不同構(gòu)造帶的裂縫發(fā)育特征（見圖2）。

按成因分類，該區(qū)主要發(fā)育構(gòu)造縫、溶蝕縫和成巖縫3種類型裂縫，其中受區(qū)域或局部構(gòu)造應(yīng)力控制的構(gòu)造縫普遍發(fā)育，但不同構(gòu)造帶裂縫組系特征有差異。玉北1構(gòu)造帶主要發(fā)育一組低角度剪切裂縫及一組高角度—近垂直剪切裂縫，北東走向?yàn)橹鳎ㄒ妶D1），低角度縫深層發(fā)育，裂縫開啟程度高。玉北3構(gòu)造帶發(fā)育一組方解石充填高角度剪切裂縫、一組瀝青質(zhì)充填高角度剪切縫，沿縫面具弱溶蝕特征，北西—近南北走向?yàn)橹?，另發(fā)育網(wǎng)狀縫；斷洼區(qū)主要發(fā)育一組高角度—近垂直剪切裂縫，北北西走向?yàn)橹?，瀝青質(zhì)充填。玉北7構(gòu)造帶主要發(fā)育一組高角度剪切裂縫，北西西—北西走向?yàn)橹?，基本被方解石全充填，深層蓬萊壩組發(fā)育開啟高角度縫及近水平縫。該區(qū)成巖縫以縫合線為主，自西向東發(fā)育程度逐漸降低，且以近水平縫合線為主，高角度縫合線局部發(fā)育。溶蝕縫主要表現(xiàn)為沿早期構(gòu)造縫及縫合線的擴(kuò)溶，沿?cái)嗤輲У娜芪g強(qiáng)于高陡帶。

圖2 玉北地區(qū)奧陶系裂縫發(fā)育特征Fig.2 The characteristics of fractures of the Ordovician in Yubei area

構(gòu)造裂縫的發(fā)育受構(gòu)造位置、巖性、層厚及溫度、圍壓等因素影響。對(duì)比玉北地區(qū)不同構(gòu)造帶裂縫發(fā)育程度（見圖3）可以看出，沿高陡帶裂縫發(fā)育程度明顯高于斷洼帶，但不同巖性段裂縫發(fā)育程度無(wú)明顯差異（見圖4），隨巖層厚度增加，裂縫發(fā)育程度具減小趨勢(shì)。綜合分析認(rèn)為，玉北地區(qū)構(gòu)造裂縫的發(fā)育主要與所處構(gòu)造位置有關(guān)，巖性差異的影響相對(duì)較小。

3 裂縫發(fā)育期次

玉北地區(qū)構(gòu)造裂縫的發(fā)育具多期性，目前缺乏直接有效的手段準(zhǔn)確確定裂縫的形成時(shí)期，只能在裂縫“分期”的基礎(chǔ)上，結(jié)合構(gòu)造演化史，并根據(jù)不同演化階段區(qū)域／局部構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)控制下的可能裂縫發(fā)育形態(tài)，對(duì)裂縫進(jìn)行“定期”［21］。根據(jù)巖心、鏡下裂縫切割關(guān)系（方解石充填高角度縫切割網(wǎng)狀縫、弱溶蝕瀝青質(zhì)充填高角度縫切割方解石充填高角度縫、近水平—低角度開啟縫切割高角度開啟縫，見圖5），結(jié)合裂縫陰極發(fā)光特征和裂縫充填物包裹體特征，并考慮裂縫充填、溶蝕特征差異，初步將玉北地區(qū)識(shí)別的構(gòu)造裂縫劃分為4期：第Ⅰ期為東部玉北3構(gòu)造帶發(fā)育的網(wǎng)狀縫；第Ⅱ期為玉北3構(gòu)造帶方解石充填高角度縫；第Ⅲ期為玉北3構(gòu)造帶弱溶蝕、瀝青質(zhì)充填高角度縫、玉北1構(gòu)造帶開啟高角度縫、玉北7構(gòu)造帶方解石充填高角度縫及部分近水平縫；第Ⅳ期為玉北1構(gòu)造帶低角度剪切縫、玉北7構(gòu)造帶開啟高角度縫及斷洼帶高角度縫。其中玉北3構(gòu)造帶發(fā)育3期構(gòu)造縫，玉北1、玉北7構(gòu)造帶各發(fā)育2期構(gòu)造縫。

圖3 不同構(gòu)造帶裂縫密度分布直方圖Fig.3 Distribution histogram of fracture density in different structural zone

圖4 不同巖性段裂縫密度分布直方圖Fig.4 Distribution histogram of fracture density in different lithologic section

4 裂縫成因模式

控制裂縫發(fā)育的本質(zhì)是構(gòu)造應(yīng)力，因三軸主應(yīng)力狀態(tài)差異導(dǎo)致巖石具有不同的破裂擴(kuò)展型式，從而形成性質(zhì)不同、產(chǎn)狀不同的多種裂縫。實(shí)際地質(zhì)情況中，要確定裂縫的成因機(jī)制，需對(duì)裂縫發(fā)育區(qū)的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行分析，特別是在斷層或褶皺發(fā)育區(qū)，由于斷層或褶皺作用派生局部應(yīng)力場(chǎng)，所形成裂縫往往不受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的控制，而取決于裂縫發(fā)育區(qū)的局部三軸主應(yīng)力狀態(tài)，因而同一構(gòu)造體系下往往會(huì)產(chǎn)生多種不同成因的裂縫［22～25］。

4.1 構(gòu)造縫發(fā)育力學(xué)模式

圖5 玉北地區(qū)奧陶系不同期次構(gòu)造縫切割關(guān)系Fig.5 The cutting relation of different sorts of the Ordovician structural fractures in Yubei area

前已述及，玉北地區(qū)構(gòu)造縫的發(fā)育與所處構(gòu)造位置密切相關(guān)，而玉北地區(qū)東部逆沖斷層相關(guān)褶皺發(fā)育，裂縫的發(fā)育受斷層及褶皺作用共同控制，裂縫的發(fā)育程度及產(chǎn)狀受到與斷層距離、斷層產(chǎn)狀及所處褶皺部位等因素影響［26～27］?？拷鼣鄬痈浇?，由于受斷層上盤沿?cái)鄬用嫦蛏夏鏇_作用影響，三軸最大主應(yīng)力σ1與斷層面平行，最小主應(yīng)力σ3垂直于斷層面，該三軸主應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)育與斷層走向近平行的高角度剪切裂縫（見圖6A），在該區(qū)表現(xiàn)為北東走向，向深層斷層傾角變小，最大主應(yīng)力傾角亦隨之變小，相應(yīng)產(chǎn)生裂縫傾角也逐漸變?。ń怪币唤M由于受上覆巖層重力被抑制，見圖6B）；遠(yuǎn)離斷層區(qū)，受區(qū)域或褶皺作用控制，σ1與區(qū)域主應(yīng)力方向一致，產(chǎn)生與區(qū)域主應(yīng)力方向小角度相交的高角度剪切裂縫（見圖6E、6F），在該區(qū)表現(xiàn)為北西西—北西走向；而位于兩者之間，由于受到斷層與褶皺派生局部應(yīng)力場(chǎng)的共同控制，產(chǎn)生裂縫走向介于北東與北西走向之間，可能表現(xiàn)為北北東—南北—北北西走向（見圖6D）；同時(shí)在褶皺變形過(guò)程中，受層間滑動(dòng)造成的近水平剪切作用控制發(fā)育低角度剪切裂縫（見圖6C）。

圖6 逆沖斷層相關(guān)褶皺控制下構(gòu)造縫發(fā)育模式Fig.6 The development pattern of structural fracture controlled by thrust fault related fold

4.2 構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬

構(gòu)造縫的發(fā)育受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制，這一控制以應(yīng)力－應(yīng)變?yōu)榧~帶來(lái)體現(xiàn)，不同地質(zhì)歷史時(shí)期的應(yīng)力場(chǎng)方向、強(qiáng)度不同，其控制下的差異構(gòu)造變形特征派生不同的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，導(dǎo)致裂縫發(fā)育的主控因素及特征也不盡相同。玉北地區(qū)主要經(jīng)歷3期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)：①加里東中期，受來(lái)自東南部的擠壓應(yīng)力作用，逆沖斷裂發(fā)育，斷褶區(qū)初步形成；②加里東晚期—海西早期，受持續(xù)來(lái)自東南的擠壓應(yīng)力作用，斷裂進(jìn)一步活動(dòng)，褶皺強(qiáng)烈變形，斷褶區(qū)基本定型；③海西晚期，受北部天山洋關(guān)閉影響，玉北地區(qū)斷褶區(qū)西部受近南北向擠壓應(yīng)力作用，部分?jǐn)嗔牙^承性活動(dòng)，構(gòu)造進(jìn)一步變形。這種差異構(gòu)造變形派生不同的局部應(yīng)力場(chǎng)。本文通過(guò)應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬法，在恢復(fù)不同地質(zhì)歷史時(shí)期變形過(guò)程的基礎(chǔ)上，對(duì)不同地質(zhì)歷史時(shí)期古構(gòu)造應(yīng)力的分布進(jìn)行了數(shù)值模擬。

應(yīng)力場(chǎng)模擬主要采用有限單元法，其基本思路是將一個(gè)不規(guī)則地質(zhì)體離散成有限個(gè)連續(xù)的規(guī)則單元，分別計(jì)算每個(gè)單元內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變值。地質(zhì)模型的建立力求復(fù)原不同地質(zhì)時(shí)期的變形特征，并根據(jù)實(shí)際斷裂帶與地層中巖石強(qiáng)度的差異，給應(yīng)力場(chǎng)模擬的不同區(qū)塊分別賦以不同的力學(xué)參數(shù)，參數(shù)大小的確定參照部分實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果（見表1）［29～30］。在建立地質(zhì)模型及確定各項(xiàng)巖石力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上，劃分有限單元網(wǎng)格，并按照古區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的方向?qū)δＰ瓦M(jìn)行加載求解，最終恢復(fù)不同地質(zhì)歷史時(shí)期的古地應(yīng)力狀態(tài)。

表1 構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)模擬力學(xué)參數(shù)Table1 Mechanical parameters used in the simulating of structural stress field

應(yīng)力場(chǎng)模擬結(jié)果顯示，玉北地區(qū)在加里東中期、加里東晚期—海西早期受擠壓作用影響，三軸主應(yīng)力主要為擠壓應(yīng)力，此應(yīng)力背景下，選用庫(kù)倫－莫爾準(zhǔn)則對(duì)巖石能否產(chǎn)生破裂進(jìn)行判別，以巖石發(fā)生剪切破裂為依據(jù)，重點(diǎn)考慮最大與最小主應(yīng)力對(duì)巖石強(qiáng)度的影響。加里東中期，構(gòu)造變形微弱，最大、最小主應(yīng)力差值較?。ㄒ妶D7a），此差應(yīng)力條件下，派生剪應(yīng)力小于巖石抗剪強(qiáng)度，巖石沒有足夠能量產(chǎn)生破裂，基本沒有裂縫產(chǎn)生，僅在靠近斷層附近，差應(yīng)力較大，可能有裂縫發(fā)育；加里東晚期—海西早期，隨著擠壓力逐漸增強(qiáng)，派生局部應(yīng)力場(chǎng)差應(yīng)力逐漸增大（見圖7b、7c），沿?cái)鄬痈浇Ⅰ薨欁冃螐?qiáng)烈區(qū)均有差應(yīng)力高值區(qū)分布，其派生的剪應(yīng)力大于巖石的抗剪強(qiáng)度，有足夠的能量產(chǎn)生裂縫，且隨著擠壓力逐漸增強(qiáng)，差應(yīng)力高值區(qū)分布范圍逐漸擴(kuò)大，因而裂縫發(fā)育區(qū)范圍也逐漸擴(kuò)大。

4.3 裂縫分期發(fā)育特征

根據(jù)前述裂縫發(fā)育期次劃分及應(yīng)力場(chǎng)模擬結(jié)果，玉北地區(qū)受不同地質(zhì)歷史時(shí)期局部應(yīng)力場(chǎng)控制共發(fā)育4期構(gòu)造裂縫（見圖8）。

第Ⅰ、Ⅱ期構(gòu)造縫形成于加里東中期，分別對(duì)應(yīng)于加里東中期Ⅰ、Ⅲ幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，主要受斷層派生局部應(yīng)力場(chǎng)控制。加里東中期Ⅰ幕，東部逆沖斷裂開始活動(dòng)，受斷裂派生局部應(yīng)力場(chǎng)控制，在斷層附近發(fā)育與斷層走向一致構(gòu)造縫和網(wǎng)狀縫，由于斷層活動(dòng)初期，斷裂派生局部應(yīng)力場(chǎng)范圍較?。ㄒ妶D7a），控制形成的裂縫主要在斷層附近發(fā)育，東部YB3井識(shí)別的網(wǎng)狀縫即為該時(shí)期形成。到加里東中期Ⅲ幕，褶皺開始變形，受斷層與褶皺作用共同控制，玉北3井發(fā)育近南北走向的高角度縫（見圖6D），西部YB7井由于遠(yuǎn)離斷層且褶皺變形較微弱，該時(shí)期少有裂縫產(chǎn)生。

圖7 不同地質(zhì)時(shí)期最大、最小主應(yīng)力差應(yīng)力分布圖Fig.7 Distribution of differential stress between maximum and minimum principal stress in different geological periods

圖8 不同地質(zhì)時(shí)期裂縫發(fā)育特征Fig.8 The development characteristics of fractures in different geological periods

第Ⅲ期構(gòu)造縫形成于加里東晚期—海西早期，受斷層及褶皺派生局部應(yīng)力場(chǎng)共同控制。該時(shí)期，斷裂進(jìn)一步逆沖，褶皺進(jìn)一步變形，所控制局部應(yīng)力場(chǎng)范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大（見圖7b、7c），裂縫發(fā)育區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)展，東部YB3井附近，由于褶皺控制作用進(jìn)一步加強(qiáng)，產(chǎn)生北西西—北西向裂縫并切割早期近南北走向裂縫，同時(shí)在褶皺樞紐部位發(fā)育縱張裂縫；YB1井附近由于靠近斷層，斷層控制作用明顯，發(fā)育北東走向裂縫，西部YB7井附近，淺層受褶皺主控發(fā)育北西走向高角度縫，深層靠近斷層，受斷層與褶皺共同控制發(fā)育近南北走向高角度裂縫，同時(shí)該時(shí)期由于層間剪切作用發(fā)育部分近水平縫。

第Ⅳ期構(gòu)造縫形成于海西晚期，受北部天山洋關(guān)閉影響，玉北地區(qū)受近南北向擠壓應(yīng)力，西部斷裂繼承性活動(dòng)，裂縫主要在西部發(fā)育。YB1井附近，在褶皺變形樞紐部位發(fā)育縱張裂縫，裂縫開啟性高，同時(shí)深層發(fā)育層間剪切裂縫切割早期北東走向高角度縫；YB7井深層，受斷層與褶皺共同控制部分近南北走向高角度裂縫進(jìn)一步活動(dòng)開啟，淺層褶皺樞紐部位，由于變形較東部弱，僅產(chǎn)生少量縱張裂縫；在YB3井附近，由于東部變形較強(qiáng)烈，早期縱張裂縫發(fā)育區(qū)可能已被剝蝕；而該時(shí)期在斷洼區(qū)發(fā)育北北西向高角度裂縫。

5 裂縫發(fā)育與油氣聚集

斷裂及其伴生裂縫是巖溶作用的先期通道，從根本上為空間范圍內(nèi)大規(guī)模的碳酸鹽巖溶蝕作用提供條件［31］。玉北地區(qū)加里東中、晚期—海西早期的斷裂帶活動(dòng)時(shí)期與奧陶系碳酸鹽巖暴露時(shí)期相匹配，斷裂活動(dòng)控制了伴生裂縫的發(fā)育，使得地表淡水能夠沿?cái)嗔鸭傲芽p下滲，發(fā)生溶蝕作用，有利于縫洞型儲(chǔ)層的發(fā)育。

玉北地區(qū)東部主要發(fā)育加里東中期及加里東晚期—海西早期裂縫，后期開啟性縱張裂縫發(fā)育區(qū)可能已被剝蝕殆盡，殘留裂縫基本全充填，對(duì)后期油氣及流體的滲濾意義不大；而西部繼承性發(fā)育加里東晚期—海西早期、海西晚期2期復(fù)合疊加構(gòu)造區(qū)，海西晚期開啟性縱張裂縫得以保存，且早期發(fā)育的裂縫特別是近南北走向的裂縫受南北向擠壓應(yīng)力作用進(jìn)一步活動(dòng)，開啟性較好，對(duì)油氣或流體的滲濾意義更大，且該裂縫發(fā)育期與碳酸鹽巖暴露期相匹配，裂縫的存在，為大氣淡水的下滲提供了通道，從而擴(kuò)大了溶蝕孔洞發(fā)育帶的厚度，同時(shí)也增強(qiáng)了巖溶發(fā)育的強(qiáng)度，尤其是高角度縫，對(duì)于縱向上溝通溶蝕意義最大，往往易形成較好的巖溶－裂縫型儲(chǔ)層，其他類型裂縫有利于增加奧陶系儲(chǔ)層，但卻不能沿裂縫形成巖溶縫洞型儲(chǔ)層，只表現(xiàn)為對(duì)后期油氣調(diào)節(jié)存在一定的貢獻(xiàn)性。通過(guò)與玉北地區(qū)不同構(gòu)造帶油氣顯示特征（見表2）對(duì)比也可以看出，沿繼承性發(fā)育加里東晚期—海西早期、海西晚期2期復(fù)合疊加構(gòu)造區(qū)發(fā)育、且與斷裂走向較一致的北東／近南北走向高角度裂縫有效性更高，對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育貢獻(xiàn)最大，易獲得工業(yè)油流，因而玉北地區(qū)的下一步勘探重點(diǎn)應(yīng)為玉北1構(gòu)造帶北東走向高角度裂縫發(fā)育區(qū)及玉北7構(gòu)造帶蓬萊壩組近南北走向高角度裂縫發(fā)育區(qū)。

表2 玉北地區(qū)不同構(gòu)造帶裂縫發(fā)育特征與油氣顯示Table2 Fracture characteristics and oil?gas indication in different fault zones in Yubei area

6 結(jié)論

玉北地區(qū)奧陶系裂縫主要沿高陡帶發(fā)育，玉北1構(gòu)造帶裂縫走向與斷裂走向較一致，其他構(gòu)造帶與主構(gòu)造方向角度相交，以高角度—近垂直縫為主，深層發(fā)育低角度縫，不同構(gòu)造帶裂縫充填程度有差異。

構(gòu)造裂縫的發(fā)育主要與所處構(gòu)造位置有關(guān)，其發(fā)育程度、產(chǎn)狀受斷層、褶皺共同控制。斷層相關(guān)褶皺區(qū)主沖斷層附近發(fā)育與斷層走向一致裂縫、褶皺翼部發(fā)育與長(zhǎng)軸高角度—近垂直相交裂縫、層間發(fā)育近水平剪切裂縫、褶皺翼部與主沖斷層之間發(fā)育與主構(gòu)造走向小角度相交裂縫。

玉北地區(qū)發(fā)育加里東中期Ⅰ、Ⅲ幕（斷層主控）、加里東晚期—海西早期（斷層、褶皺控制）及海西晚期（褶皺主控）4期裂縫。

與斷裂走向較一致的北東／近南北走向高角度裂縫對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育貢獻(xiàn)最大，且沿繼承性發(fā)育加里東中晚期—海西早與海西晚期2期復(fù)合疊加構(gòu)造區(qū)的有效縫更發(fā)育。

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THE DEVELOPMENT MODEL OF STRUCTURAL FRACTURES IN ORDOVICIAN RESERVOIR IN YUBEI AREA，TARIM BASIN

ZHANG Ji?biao1，YUN Jin?biao1，ZHANG Zhong?pei1，LIU Shi?lin1，HUANG Wei2

（1.SINOPEC Petroleum Exploration and Production Research Institute，Beijing 100083，China；2.No.6 Oil Production Plant，Changqing Oilfield，PetroChina，Xi′an 710200，China）

Based on the identifying of fractures by the use of FMI，cores and slides data，the development law of structural fractures were summarized.The stages of structural fractures were classified according to the cross relation，the characteristics of cathodeluminescence and inclusions，and then the finite element method was applied to simulating the tectonic stress field mathematically in each fracture developing periods，also the genetic mechanism of structural fractures controlled by fault?fold in different periods were analyzed combining with the mechanical mechanism.The results showed that the structural fractures mainly developed along the high?steep zone in Yubei area，and their development degree and occurrence were controlled by fault and fold.Four stages of structural fractures recognized in this area：the fractures developed in I and III activities of the Middle Caledonian were mainly controlled by fault，the fractures developed in the Late Caledonian?Early Hercynian were controlled by fault and fold，and the fractures were mainly controlled by fold in the Late Hercynian.The fractures with high angle and parallel with the fault gave more contributions to reservoir development，and the fractures which developed both in the Late Caledonian?Early Hercynian and the Late Hercynian gave more conducive atmosphere to oil?gas accumulation.

fracture；development law；stress；numerical simulation；genetic mechanism；Yubei area

TE122；P551

A

1006?6616（2014）04?0413?11

2014?08?05

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）項(xiàng)目（2012CB214802）；國(guó)家重大專項(xiàng)專題（2011ZX05005?002?001）

張繼標(biāo)（1986?），男，在站博士后，主要從事構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)與裂縫方面研究。E?mail：zhangjb.syky＠sinopec.com