塔北英買32潛山區(qū)斷裂特征與油氣藏

熊冉，李昌，常少英，戴傳瑞，曹鵬

塔北英買32潛山區(qū)斷裂特征與油氣藏

熊冉，李昌，常少英，戴傳瑞，曹鵬

（中國石油杭州地質研究院，杭州 310023）

利用三維地震勘查解釋成果，結合構造演化史、區(qū)域應力作用對塔北隆起英買32潛山區(qū)奧陶系斷裂特征進行詳細的分析，認為研究區(qū)主要發(fā)育加里東晚期、海西早期和海西晚期三期斷裂，其中海西晚期主要以走滑斷裂是研究區(qū)主要斷裂。研究區(qū)斷裂可劃分為三級，一二級斷裂控制了潛山構造主體和圈閉的形成，三級斷裂改善了儲層物性。識別出疊瓦狀逆沖、背沖構造與對沖構造、花狀構造、剪切走滑、陡傾密集破裂帶五種主要構造樣式，其中正花狀構造是油氣的有利聚集區(qū)，是下一步開發(fā)部署值得關注的重要地區(qū)。

斷裂特征；構造演化；油氣藏；英買32潛山

英買32潛山區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)新和縣境內，構造上屬于塔里木盆地塔北隆起輪臺凸起西段。其構造演化經歷了加里東晚期構造抬升、海西期壓扭構造擠壓及印支期、喜山期構造調整，形成現今奧陶系背斜潛山構造，發(fā)育多期斷裂，構造樣式復雜。目前潛山頂部殘余的奧陶系鷹山組-蓬萊壩組是油氣主要產層，油藏類型主要以構造-巖性油藏為主，剩余油的分布與斷裂密切相關，因此，有必要對該區(qū)斷裂特征及與油氣的關系進行梳理總結，以便更好的推動該區(qū)剩余油的開發(fā)。

1 研究區(qū)構造背景

研究區(qū)潛山構造為加里東晚期北西、南東向構造擠壓抬升形成的殘山受海西晚期北東向走滑斷裂強烈改造而形成的潛山構造帶，主體形態(tài)為北東-南西走向的背斜（圖1）。潛山頂面起伏變化大，斷裂錯綜復雜，主要以北東-南西向走滑斷裂為主，其次為部分被走滑斷裂切割的北西-南東向逆斷層，局部地區(qū)發(fā)育少量正斷層。

圖1 研究區(qū)碳酸鹽巖潛山頂面構造圖

研究區(qū)構造演化復雜，寒武系-下奧陶統(tǒng)沉積期地勢較為平坦，研究區(qū)受構造運動影響較小，中奧陶世鷹山期受塔里木板塊運動的影響，英買力地區(qū)整體開始緩慢向北抬升，形成北高南低的初始形態(tài)，到了晚奧陶世，南昆侖洋閉合，塔里木盆地發(fā)生一次較大規(guī)模的海退，使得塔北英買力古地貌高的地區(qū)裸露為灰?guī)r山地，造成中上奧陶統(tǒng)部分地層無沉積，從而缺失，同時遭受強烈風化和剝蝕，形成初始隆起。加里東晚期，構造運動使得該區(qū)繼續(xù)抬升，僅在潛山南部凹陷發(fā)生沉積。早海西期，北部穩(wěn)定抬升，隆起部位仍處于暴露剝蝕區(qū)，僅在西南部凹陷發(fā)生沉積。二疊世末，受南天山洋自東向西閉合影響，整個塔北地區(qū)構造活動強烈，形成了塔北古生界的構造形態(tài)，研究區(qū)發(fā)育北東向、北西向走滑斷裂。印支期，進一步調整，基本形成現今的紡錘狀構造[1-2]。燕山和喜山期庫車坳陷整體沉降，英買力地區(qū)北傾加劇，雖然對本區(qū)構造形態(tài)影響不大，但對油氣成藏影響很大。

2 斷裂發(fā)育特征

多期構造運動更加復雜化了本區(qū)斷裂體系，不同期次、不同級次、不同構造樣式斷裂及斷裂組合控制了本區(qū)油氣的分布，因此，有必要從多個角度來梳理斷裂發(fā)育特征。

2.1 斷裂期次

通過三維地震資料精細解釋，結合本區(qū)構造發(fā)育史研究，可將研究區(qū)斷裂劃分為三期，第一期斷裂始于加里東晚期（圖2），主要以逆沖斷裂為主，在研究區(qū)北部以近東西走向為主，在研究區(qū)南部以近南北向展布，潛山主體該期斷裂不是很發(fā)育，僅在局部地區(qū)有少量逆沖斷裂，且延伸長度短。中晚奧陶世，塔里木盆地由克拉通內拉張盆地轉化為克拉通內擠壓盆地或克拉通內撓曲盆地，賈承造等認為該時期為克拉通內拗陷階段[3-4]，整個塔北地區(qū)受到持續(xù)強烈的擠壓應力作用，北部抬升，地層遭受強烈剝蝕，自南向北潛山構造頂面奧陶系蓬萊壩組、上寒武統(tǒng)、中寒武統(tǒng)依次露出地表，受風化、大氣淡水林濾等作用，地層進一步改造。而西部凹陷區(qū)地勢低，沉積厚度大，地震剖面上可看到發(fā)該期逆沖斷裂僅斷至志留系，泥盆系無明顯的斷裂痕跡，因此可判斷該期斷裂活動結束于志留紀末。同時，在潛山構造主體部位，地震剖面上可見主要逆沖斷裂向上斷至潛山面，向深部斷穿寒武系，消失于震旦系，整體表現為上陡下緩的特征。該大型逆沖斷裂形成了古潛山北部邊界（圖3）。

圖2 研究區(qū)斷裂期次圖

圖3 研究區(qū)斷裂期次及構造樣式地震剖面

第二期斷裂始于海西早期，塔北地區(qū)受北西-南東向擠壓構造活動影響，形成輪南大型背斜。同時，受先期東西向逆沖帶的影響，北西-南東向應力在研究區(qū)西北部發(fā)生分解，發(fā)育近東西向走滑剪切斷裂。該期斷裂發(fā)育規(guī)模相對局限，但活動時間久，持續(xù)發(fā)育至白堊紀。同時在地震剖面上可見該期斷裂較陡，縱向上斷穿層位多，向上斷至白堊系，自奧陶系往下切割第一期加里東晚期逆沖斷裂，并深入基底之中（圖3）。

第三期斷裂始于晚海西期，受壓扭性構造活動影響，研究區(qū)主要發(fā)育北東向、北西向走滑斷裂。該期斷裂主要為右旋性質，地震剖面上可清晰見到呈花狀構造，在潛山頂面常常形成斷隆，主干斷裂斷面往往較陡，向下斷至基底，向上斷穿奧陶系，消失于奧陶系上覆白堊系巴什基奇克組，分布范圍廣（圖3）。該期斷裂右旋走滑特征表現為以下兩點：①走滑斷裂相伴生的三級斷裂在平面上呈現一種右旋帶狀雁列展布方式；②該期走滑斷裂走向主要以北東-南西向為主，而本區(qū)奧陶系-寒武系地層整體為北東走向的單斜，且地層往北東方向逐漸減薄，與斷裂走向基本一致，從斷裂兩側厚度來說，斷裂的東側較西側小，說明斷裂東側走滑運動從北東向南西活動到目前的位置。同時該期斷裂還形成南部潛山邊界，并使得潛山發(fā)育區(qū)隆拗相間。

2.2 斷裂級次

研究區(qū)潛山構造主體北部邊界為東西向逆沖斷裂，東西邊界則主要受北東向斷裂控制。根據斷裂發(fā)育規(guī)模、斷距大小及對潛山構造主體的控制作用，可將研究區(qū)內斷裂分劃為三級（圖4）：

圖4 研究區(qū)斷裂級次圖

一級斷裂規(guī)模較大，往往作為潛山構造邊界，控制了潛山主體構造的形成與演化，斷距一般在20~60m，延伸長度4~10km。縱向上一般從潛山頂面斷至基底，對烴源巖與儲層有很好的連通作用；平面上分布在研究區(qū)北部及潛山構造兩側。

二級斷裂以走滑斷裂為主，控制了潛山內部隆拗相間構造形態(tài)，特別是潛山內部走滑斷裂，大都以北東-南西向展布，近乎平行發(fā)育，剖面上看，斷距不大，平面上則延伸長短不一。如工區(qū)南部一級斷裂帶范圍內的北東-南西向成帶狀分布的走滑斷裂，延伸長度1~5km，向下斷穿奧陶系蓬萊壩組，向上斷至白堊系，斷距10~30m，對地層有強烈改造作用。

三級斷裂一般規(guī)模較小，往往表現為二級斷裂的伴生斷裂，其延伸距離一般短，斷距也小，對潛山構造主體及圈閉形成無無明顯控制作用，但對潛山主體部位巖溶儲層的形成具有重要影響，且在局部地方能復雜化油藏，對剩余油的分布有一定的控制作用。

2.3 構造樣式

研究區(qū)的構造演化在經歷擠壓-走滑改造活動后，形成了較為復雜的構造樣式[5-6]，如疊瓦狀逆沖構造、背沖構造與對沖構造構造、沖斷構造樣式、鏟式逆沖等構造樣式以及與走滑構造相關的各種構造樣式，包括負花狀、花狀、剪切走滑、雁列式斷裂等（圖5），其中較為典型的有五種。

圖5 研究區(qū)構造樣式地震剖面

1）背沖構造與對沖構造

兩條逆沖斷裂背向傾向的組合即為背沖構造，背沖逆沖斷裂的位移使得他們的中間上盤斷塊相對向上抬升。相反，如果兩條逆沖斷裂相向傾向即構成對沖構造，使得中間下盤斷塊相對向下陷落。

2）疊瓦狀逆沖構造樣式

該類構造樣式整體上由自南向北構造擠壓引起，剖面上往往可識別出一個主要的逆沖滑脫面，在滑脫面上逐級往上逆沖，同時由于后期構造運動的影響，整個逆沖斷裂往往被后期走滑斷裂錯斷。是研究區(qū)比較典型的構造樣式，主要發(fā)育于研究區(qū)北部和東南部。

3）剪切走滑

在平面圖上能清晰看到，同一斷裂沿走向斷面傾向左右搖擺，造成斷裂沿走向時而“正”，時而“逆”交替，出現剪切變形帶。潛山頂面圖上可以清晰的看到受剪切走滑斷裂影響形成的兩個斷陷。

4）花狀構造

花狀構造：橫切走滑構造帶的剖面上，?？梢砸姷街鞲勺呋瑪嗔严蛏辖鼘ΨQ的分支，構成下窄上寬的貌似“花朵”的破裂帶，又稱棕櫚樹構造，分為正花狀構造，負花狀構造，半花狀構造。在走滑斷裂收斂處，常發(fā)育正花狀構造，主干斷裂在上部散開形成背沖的分支斷裂，在碳酸鹽巖潛山頂部，形成斷壘，斷面向下收斂合并,主要發(fā)生在研究區(qū)南部。

5）陡傾密集破裂帶

該類斷裂帶（主要對應三級斷裂）在本區(qū)非常發(fā)育，往往由比較密集的小斷裂組成，規(guī)模不大，但十分密集，斷裂發(fā)育使巖石破裂，致密的碳酸鹽巖發(fā)育裂縫和孔洞發(fā)育，儲層物性得到改善。

3 斷裂與油氣關系

研究區(qū)斷裂復雜，構造樣式豐富，但不同的構造樣式的活動方式和關鍵性構造要素存在較大差別，因此，斷裂對儲層改造及油氣聚集作用也不一致。

1）斷裂對儲層改造作用

研究區(qū)初始隆起后，經過加里東晚期劇烈抬升，發(fā)育逆沖斷裂，之后一直穩(wěn)定抬升，直至白堊紀。整個隆起持續(xù)暴露期間，碳酸鹽巖溶蝕持續(xù)發(fā)生；后期的構造活動，又形成一系列走滑斷裂。導致沿斷裂走向上變化大且破碎，進一步加劇巖溶作用。另外，走滑斷裂使?jié)撋礁浇鼛r石破碎，微裂縫發(fā)育。在巖溶作用下，沿裂縫發(fā)育溶蝕孔洞，碳酸鹽巖儲集層孔滲變好[7-9]。同時走滑斷裂深度較大，在溝通深部熱液后，裂縫內白云巖儲層發(fā)育。

2）斷裂對油氣聚集的影響

正花狀構造的主干斷裂在上部散開形成背沖的分支斷裂，所以在潛山頂部，形成局部高點。來自北部坳陷的油氣通過不整合面向上聚集，而在向南運移時，在裂縫、孔洞處聚集。因此，潛山頂部的局部高部位既處于油氣運移方向上，同時由于斷裂后物性變好，成為油氣聚集的最有利場所。研究區(qū)目前仍在高產的3口井此部位。

4 結論

1）研究區(qū)主要發(fā)育三期斷裂，其中加里東晚期斷裂以逆沖斷裂為主，呈北西-南東向展布，主要發(fā)育在研究區(qū)北部和南部；海西早期斷裂僅在研究區(qū)西北部少量發(fā)育，以逆沖斷裂及走滑斷裂為主，呈近東西向展布；海西晚期斷裂以走滑斷裂為主，呈北東-南西向展布，主要發(fā)育在潛山主體部位。

2）識別出疊瓦狀逆沖、背沖構造與對沖構造、花狀構造、剪切走滑、陡傾密集破裂帶五種主要構造樣式，其中花狀構造又可分為半花狀、負花狀、正花狀等構造，正花狀構造形成的油藏往往能獲得高產，是下一步開發(fā)部署值得關注的重要地區(qū)。

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Fault Features in the Yingmai 32 Buried Hill, West Tabei Uplift and Their Relation with Oil and Gas Accumulation

XIONG Ran LI Chang CHANG Shao-ying DAI Chuan-rui CAO Peng

(Hangzhou Research Institute of Geology, PetroChina, Hangzhou 310023 )

The development of the faults in the study area may be divided into three stages such as late Caledonian, Early Hercynian and Late Hercynian stages. The faults in the Late Hercynian stage are dominated by strike-slip fault. The faults in the study area may be divided into three orders. The first- and second-order faults had control over formation of the buried hill and trap and third-order fault improved physical property of the reservoir. Five structure styles are recognized in the study area. They are imbricated thrust, back thrust and hedge structure, flower structure, shear strike-slip structure and dense steep dip fracture zone. The flower structure is favorable for oil and gas accumulation.

fault; tectonic evolution; oil and gas accumulation; structure style; Yingmai 32 buried hill

2017-03-05

國家科技重大專項課題“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”（編號：2016ZX05004-002）

熊冉（1983- ），男，湖北天門人，工程師，碩士，主要從事地震資料解釋及儲層預測工作

[P545]

A

1006-0995（2017）04-0531-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.04.001