塔中地區(qū)奧陶系走滑斷裂體系解剖及其控儲控藏特征分析

李相文,馮許魁,劉永雷,張建偉,呂 東,韓 杰,朱冬輝,何虎莊

(1.中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司研究院庫爾勒分院,新疆庫爾勒841000;2.中國石油集團(tuán)塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院,新疆庫爾勒841000;3.中國石油集團(tuán)塔里木油田分公司塔中油氣開發(fā)部,新疆庫爾勒841000)

塔里木盆地、鄂爾多斯盆地、四川盆地等發(fā)現(xiàn)多個巖溶縫洞型油氣田,展現(xiàn)了良好的勘探開發(fā)前景[1],碳酸鹽巖油氣藏正在成為中國油氣勘探開發(fā)的主要目標(biāo)。深大斷裂體系在儲層溶蝕改造、含油氣盆地油氣輸導(dǎo)成藏和構(gòu)造演化中起到重要的作用,國內(nèi)外學(xué)者從不同方面探討了斷裂與油氣藏之間的關(guān)系。近幾年,針對塔中Ⅰ號構(gòu)造帶南坡周緣地區(qū)斷裂帶特征及油氣地質(zhì)意義等方面的研究文章有所增加,特別是針對塔中北坡順托-果勒及塔中東部古城-順南[2]、巴楚-塔中構(gòu)造帶西南部麥蓋提斜坡[3]等地區(qū)斷裂系統(tǒng)的研究有較多報道。但是,在塔中Ⅰ號構(gòu)造帶南斜坡,針對深大斷裂及其派生斷裂控制形成的碳酸鹽巖巖溶縫洞體圈閉(油氣藏)的相關(guān)研究相對較少。

多年的勘探開發(fā)表明,塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖地層構(gòu)造、儲層和油氣輸導(dǎo)成藏均受走滑斷裂體系的控制。斷裂帶通常具有由斷層核和破碎帶組成的復(fù)雜三維空間結(jié)構(gòu)[4-5],造成地下流體的輸導(dǎo)與封堵特征遠(yuǎn)比一維或二維的地質(zhì)模型復(fù)雜,因此,利用地震資料和斷裂形成機(jī)理合理地描述斷裂體系特征,對油氣藏的開發(fā)有著至關(guān)重要的作用。然而,塔中地區(qū)的斷裂體系具有多期活動、發(fā)育多種類型、斷裂發(fā)育成熟階段多樣的特征,外加地表沙漠覆蓋、目的層埋深大、地震資料信噪比低等因素影響,研究區(qū)走滑斷裂的識別和分析難度很大,需要開展多學(xué)科、多方法的綜合研究,重新厘定斷裂體系結(jié)構(gòu)并細(xì)化斷裂特征細(xì)節(jié)。文獻(xiàn)[6]對斷溶系統(tǒng)(相同地質(zhì)背景下巖溶水沿斷裂破碎帶溶蝕改造所形成的具有不同三維空間結(jié)構(gòu)的巖溶縫洞系統(tǒng))和斷溶體(斷溶系統(tǒng)中的獨立巖溶單元)的描述已較為詳盡,并且斷溶系統(tǒng)和斷溶體是塔河油田勘探開發(fā)的主要油氣藏類型,相關(guān)地質(zhì)認(rèn)識對塔中Ⅰ號構(gòu)造帶南斜坡的研究具有借鑒意義。本文在定性分析走滑斷裂體系發(fā)育機(jī)理的基礎(chǔ)上,利用構(gòu)造精細(xì)解釋、多屬性綜合分析等建立適合塔里木盆地臺盆區(qū)走滑斷裂解剖的模式,并結(jié)合斷裂應(yīng)力機(jī)制分析結(jié)論,深化了走滑斷裂體系控制儲層發(fā)育位置和油氣輸導(dǎo)成藏的認(rèn)識,有效指導(dǎo)了塔中Ⅰ號構(gòu)造帶南斜坡斷溶系統(tǒng)和斷溶體的劃分與評價。

1 地質(zhì)概況

塔中北坡位于塔里木盆地塔中中央主壘帶以北,北鄰滿西低梁構(gòu)造帶,西接巴東低梁構(gòu)造帶,南鄰塘古坳陷。塔中低凸起經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動,受加里東期、海西期、印支期、燕山期、喜山期構(gòu)造運動的疊加和改造,構(gòu)造演化過程極為復(fù)雜,其中加里東期和海西期構(gòu)造活動最為強(qiáng)烈,是控制本區(qū)構(gòu)造形成的主要構(gòu)造運動時期[7-8]。寒武紀(jì)時期,經(jīng)歷了快速海進(jìn)—緩慢海退的完整旋回,塔中地區(qū)整體沉積碳酸鹽巖。奧陶紀(jì)塔中地區(qū)主要是淺水碳酸鹽巖臺地相和斜坡相沉積。早奧陶世初,塔里木盆地受擠壓作用影響,局部地區(qū)上升形成水下隆起,而局部下陷淪為半深海-深海盆地。到奧陶世中晚期水下隆起達(dá)到高潮,塔中低凸起基本形成,期間巨厚碳酸鹽巖開始沉積,分析認(rèn)為在擠壓應(yīng)力不均衡的情況下,形成左旋扭動和右旋扭動相互交替出現(xiàn)的走滑斷裂體系。中奧陶世時期,塔中整體暴露地表,此時形成一期風(fēng)化殼,受走滑斷裂體系的控制,下奧陶統(tǒng)地層在風(fēng)化淋濾和后期地下熱液上涌等作用的改造下,形成大量溶洞或洞穴型的斷溶型儲層(圖1和圖2),是塔里木油田大力開發(fā)的一類油氣藏。

圖1 野外露頭斷溶示意(引自中石化西北石油分公司專家魯新便報告)

圖2 塔中地區(qū)中古8斷裂帶奧陶系斷溶系統(tǒng)平面分布及其地震反射特征剖面a 中古8斷裂帶奧陶系斷溶系統(tǒng)分布疊合灰?guī)r頂面構(gòu)造形態(tài)(走滑斷裂以北東—南西走向為主);b 深度域地震剖面(紅色斷裂為走滑斷裂,淺藍(lán)色為拉分?jǐn)嗔?藍(lán)色虛線為解釋斷溶體邊界)

2 走滑斷裂體系特征解剖

地震數(shù)據(jù)所反映的斷裂現(xiàn)象實際是一條斷裂破碎帶的地球物理綜合響應(yīng)。因此,基于地震數(shù)據(jù)的斷裂體系解剖需要有一定基礎(chǔ)條件假設(shè),例如:一條破碎范圍相對穩(wěn)定的斷裂帶可識別為一條斷裂等。如何充分應(yīng)用地震數(shù)據(jù)的有效信息指導(dǎo)斷裂體系的識別與解釋很關(guān)鍵,一是需要深化走滑斷裂形成機(jī)理認(rèn)識,建立合理解釋模式;二是深挖地震資料潛力,優(yōu)化屬性預(yù)測參數(shù)與多屬性綜合指導(dǎo)斷裂的空間組合。

2.1 建立經(jīng)典走滑斷裂體系解釋模式

走滑斷層按照位移方式可以分為傾滑斷層和走滑斷層,前者分為正斷層和逆斷層,后者分為左行走滑斷層和右行走滑斷層,其中走滑斷層是應(yīng)用的主流。走滑理論表明,斷層發(fā)育后,局部的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變,斷層進(jìn)一步的擴(kuò)展方向不一定與初始破裂方向一致[9]。另外,斷層在遞進(jìn)變形過程中斷層產(chǎn)狀也會發(fā)生變化,導(dǎo)致觀測到的斷層并不總是簡單的共軛關(guān)系,但其具有相對普遍的規(guī)律,即在統(tǒng)一應(yīng)力場中形成剪切破裂的共軛組合,或在主斷層剪切位移誘導(dǎo)產(chǎn)生次級破裂。如果研究中只考慮單一應(yīng)力,走滑斷層位移將導(dǎo)致斷層帶發(fā)生簡單剪切變形。據(jù)里德爾共軛剪切破裂理論[10-13],走滑斷裂形成的過程中會產(chǎn)生同向走滑斷裂(R走滑破裂)、同向剪切斷裂(P剪切破裂)和局部張性斷裂(T破裂)(圖3)。另外,根據(jù)里德爾剪切物理模擬結(jié)果,認(rèn)為走滑的形成主要分為4個階段:初期階段走滑斷裂呈雁列式展布(主要為R同向走滑斷裂),破裂范圍較小,啟始端形態(tài)完整;早期階段,隨著應(yīng)力的增強(qiáng),其傳導(dǎo)范圍隨之增加,破裂快速增加,走滑斷裂依然呈雁列式斷裂;中期階段,破裂范圍進(jìn)一步增加,P剪切走滑開始形成,將雁列式斷裂連接形成完整破碎帶;后期階段,最為破碎,P走滑斷裂發(fā)育趨于成熟,整個破碎帶表現(xiàn)為斜列展布的馬尾或羽狀斷裂破碎帶(圖4)。結(jié)合里德爾剪切應(yīng)變橢圓,對于微觀(米級)的單向走滑斷裂的P剪切破裂、R走滑破裂和T張破裂均可有效識別。

圖3 里德爾共軛剪切破裂理論走滑應(yīng)變橢圓

根據(jù)上述理論特征,結(jié)合研究區(qū)走滑斷裂的特征,建立走滑斷裂體系解釋模式。塔中地區(qū)發(fā)育有兩大類走滑斷裂體系,建立適合塔中地區(qū)走滑斷裂體系解析的兩類三種解釋模式,分別為左行走滑和右行走滑兩類,“菱形”破碎模式、羽狀破碎模式、馬尾破碎模式。其中交錯呈“X”型展布的走滑斷裂,形態(tài)干脆,以線性走滑為主,建立為處于破裂快速增加走滑斷裂早期階段的解釋模式,發(fā)育雁列式展布的R走滑斷裂;北東向走滑多發(fā)育馬尾破碎帶或羽狀破碎帶,建立為處于最為破碎且P走滑斷裂發(fā)育趨于成熟后期階段的解釋模式。具體表現(xiàn)為幾種不同走滑斷裂區(qū)帶(線性走滑區(qū)、巖橋集中發(fā)育區(qū)和斷裂末端)的走滑斷裂解釋模式。塔中地區(qū)走滑斷裂總體為左行走滑斷裂模式,在線性走滑區(qū)主要分為左行左階模式和左行右階模式,控制斷裂帶的線性構(gòu)造發(fā)育;在巖橋集中發(fā)育區(qū)主要為馬尾狀或羽狀斷裂發(fā)育區(qū)與線性走滑疊加的斷裂解釋模式,其中線性位移帶至馬尾狀或羽狀斷裂發(fā)育區(qū)的破裂范圍也隨之增加,張性應(yīng)力區(qū)的破裂范圍大于壓扭應(yīng)力區(qū)(圖5)。

圖4 里德爾剪切物理模擬實驗的不同階段特征a 走滑斷裂形成初期階段的平面位置關(guān)系,呈雁列分布特征;b 走滑斷裂形成早期階段的平面位置關(guān)系,呈密集雁列分布特征;c 走滑斷裂形成中期階段的平面位置關(guān)系,羽狀特征雛形;d 走滑斷裂形成后期階段的平面位置關(guān)系,呈羽狀特征,形成大量近似垂直主走滑位移帶(PDZ)的小斷裂

2.2 斷裂體系對非均質(zhì)儲層的控制特征分析

走滑斷裂如何控制構(gòu)造變形和控制儲層的形成？據(jù)前人研究成果,認(rèn)為走滑斷裂沿走向方向的末端構(gòu)造變形最為嚴(yán)重,即走滑斷裂位移量最大也是應(yīng)力最為集中的區(qū)域,其應(yīng)力傳導(dǎo)迅速且干脆,所對應(yīng)的垂直位移最小,而走滑位移量最小的區(qū)域所對應(yīng)的垂直位移趨于最大,構(gòu)造變形嚴(yán)重[14]。OLSON等[15]對美國某區(qū)的斷裂系統(tǒng)進(jìn)行建模,通過分析斷裂系統(tǒng)周緣的應(yīng)變能量密度分布情況來解釋斷裂控制的破碎區(qū)分布特征,結(jié)果表明斷裂末端的應(yīng)變能量密度最強(qiáng),末端地層最破碎。斷裂及其伴生裂縫控制的是一整條空間破碎帶,斷裂帶既是流體輸導(dǎo)的有利通道,同時也是有機(jī)酸性水快速溶蝕地層的部位,巖溶水(大氣淡水向下淋濾或地下熱液向上溶蝕)沿斷裂帶附近的縫-孔-洞、微斷裂破碎帶發(fā)生溶蝕改造,進(jìn)一步有效改善早期的儲集空間(圖6a)。

調(diào)研表明,斷裂帶與流體的配置形成多種類型的溶蝕作用[16-20],與研究區(qū)相關(guān)的主控類型有大氣淡水向下淋濾溶蝕作用、熱液改造作用,非主控類型有盆地壓實流溶蝕作用、烴類攜帶酸性流體溶蝕作用、硫酸鹽熱化學(xué)還原作用(TSR[21])。①大氣淡水向下淋濾溶蝕作用:以塔中地區(qū)TZ83井為例,該井鉆進(jìn)奧陶系鷹山組一段地層斷溶體底部取心發(fā)現(xiàn)大量泥灰?guī)r、砂屑灰?guī)r充填(圖6b),測井解釋結(jié)果具有高伽馬值(GR)特征和典型地表沉積特征。②熱液改造作用:在塔里木盆地廣泛存在熱液作用[22],一般通過斷裂從基底深部運移到上覆沉積巖中而發(fā)生作用,塔中地區(qū)ZG511-8X井在奧陶系良里塔格組1-2段地層4704～4714m和4730～4763m兩個井段鉆遇高含硅質(zhì)灰?guī)r(圖6c),可鉆性差,與ZG112-1X井在奧陶系良里塔格組3-4段地層鉆遇高含鈣質(zhì)灰?guī)r和塔中北坡SN4井[23]相似,均具有明顯的熱液溶蝕特征。熱液作用以疊加改造前期已經(jīng)發(fā)育的儲層為主,自身的分布很局限,與斷裂控制的破碎帶和破裂帶范圍直接相關(guān)。③盆地壓實流溶蝕作用:該作用是烴類運移的重要動力,還可以改變斷裂帶周邊的流體勢與流體性質(zhì),改變流體的溶蝕性能,在有利部位發(fā)生溶蝕。塔里木盆地塔中地區(qū)中上奧陶統(tǒng)發(fā)育巨厚的泥巖,北坡卻爾卻克組地層厚度達(dá)到2536.0m。隨著壓實作用的進(jìn)行,形成巨大規(guī)模的盆地壓實流,通過斷裂的通道作用,可以在鄰近碳酸鹽巖儲集體中形成規(guī)模不等的溶蝕孔洞。④烴類攜帶酸性流體溶蝕作用:烴類生成過程中伴隨大量的有機(jī)酸,雖然其溶蝕作用較弱,但隨著烴類沿斷裂帶源源不斷的輸導(dǎo),也能形成局部的強(qiáng)烈溶蝕作用。塔中地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖檢測到烴類的溶蝕作用[24],主要表現(xiàn)3期埋藏溶蝕作用,與晚加里東期、晚海西期、喜山期三期油氣充注密切相關(guān)。⑤TSR作用引起含H2S的天然氣富集而產(chǎn)生酸性液體,對碳酸鹽巖儲層具有明顯的溶蝕改造作用[21]。綜上所述,認(rèn)為在不同應(yīng)力機(jī)制(張性與擠壓應(yīng)力)下,流體沿斷裂破碎帶滲流,對早期儲層進(jìn)行差異溶蝕改造作用,從而形成不規(guī)則的斷溶體。

圖5 塔中地區(qū)走滑斷裂帶兩類三種解釋模式a 為右行走滑斷裂模式,局部主要發(fā)育“菱形”破碎模式、羽狀破碎模式;b 和c為左行走滑斷裂模式,局部主要發(fā)育“菱形”破碎模式、羽狀破碎模式和馬尾破碎模式

圖6 不同斷裂應(yīng)力機(jī)制條件的巖溶模式和塔中地區(qū)斷溶體鉆井實例a 張扭應(yīng)力特征與壓扭應(yīng)力特征控制的溶蝕模式結(jié)構(gòu)剖面;b TZ83井奧陶系鷹山組一段地層斷溶體底部巖心照片;c 過ZG511-8X井的深度偏移地震剖面和巖性柱狀圖

2.3 基于地震數(shù)據(jù)的走滑斷裂解釋

2.3.1 針對斷裂的解釋性處理

針對復(fù)雜斷裂的綜合解釋方法應(yīng)該因地制宜,如基于相干技術(shù)的常規(guī)解釋方法在眾多區(qū)塊的研究中暴露出效率低、精度低的缺點,需要進(jìn)行綜合解釋[25]。由于塔中地區(qū)碳酸鹽巖地層地震資料低信噪比、低分辨率等因素的影響,造成了斷裂及其伴生斷裂的識別難度大。由長期開展碳酸鹽巖研究的經(jīng)驗可知,單一處理流程的地震成果資料針對特定地質(zhì)目標(biāo)的解釋存在一定局限性,是導(dǎo)致斷裂刻畫精度不足的主要原因之一。在小斷裂及微裂縫預(yù)測中,為了突出研究所需要的不連續(xù)性或起伏程度的幾何信息,從而達(dá)到更好的預(yù)測效果,可以適當(dāng)?shù)貭奚卣鹳Y料的保真性。根據(jù)這條原則,預(yù)測所需的資料可以采用特殊的解釋性處理,大幅度地壓制干擾,提高地震資料的信噪比和分辨率。

解釋性處理一般分為疊前解釋性處理和疊后解釋性處理兩大類,因地質(zhì)任務(wù)與研究對象不同而采用不同解釋性處理方案。疊前解釋性處理是通過優(yōu)化道集方法去除道資料中近道多次波、遠(yuǎn)道面波等異常,盡可能提高資料的信噪比、分辨率,達(dá)到疊加成果的目標(biāo)可解釋性。但是經(jīng)過此類處理的資料還不能滿足小尺度斷裂精細(xì)刻畫的要求,還必須再進(jìn)一步做疊后解釋性處理。通常利用低通濾波、傾角導(dǎo)向濾波、分頻處理等技術(shù)進(jìn)行疊后解釋性處理的效果較好。圖7對比了針對斷裂解釋的解釋性處理前、后的效果。首先利用帶通濾波器限制輸出數(shù)據(jù)中低頻成份和高頻成份(低頻5Hz以下,高頻40Hz以上,據(jù)實際資料而定),再利用傾角導(dǎo)向濾波、構(gòu)造導(dǎo)向濾波和傾角掃描疊加等處理得到最終結(jié)果,從圖上可知,經(jīng)過二次解釋性處理后的地震資料的信噪比和分辨率均得到明顯提升,藍(lán)色箭頭處反映斷裂破碎的不連續(xù)性或起伏程度等幾何信息更加清楚,次級斷裂與主斷裂之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系及縱向上發(fā)育模式更清晰,為后續(xù)開展裂縫預(yù)測提供了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

圖7 針對斷裂解釋的疊后目標(biāo)解釋性處理前(a)、后(b)效果對比

2.3.2 針對斷裂的屬性參數(shù)優(yōu)化與分析

針對研究區(qū)目的層埋藏深、斷距不明顯、資料品質(zhì)差的特點,開展屬性多參數(shù)優(yōu)化實驗。研究中,在傾角和方位角體分析的基礎(chǔ)上利用多窗口掃描[26]技術(shù)求取相似程度最大的窗口作為分析點的傾角、方位角估算窗口,在Geoeast系統(tǒng)中利用分導(dǎo)數(shù)指數(shù)和Lambda(Geoeast系統(tǒng)中控制體曲率屬性橫向連續(xù)性的參數(shù))等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行“并聯(lián)式”優(yōu)化,分導(dǎo)數(shù)指數(shù)值利用屬性異常與儲層分布的相對關(guān)系來確定,不同參數(shù)的優(yōu)化可以降低斷裂解釋的不確定性,同時提升斷裂分段特征和對不同尺度斷裂的識別能力,進(jìn)而提高對地質(zhì)體的刻畫精度。圖8對比了塔中西部某區(qū)基于疊前深度偏移成像處理純波地震數(shù)據(jù)的不同曲率參數(shù)下的屬性切片,圖8a反映的是區(qū)內(nèi)整體的斷裂結(jié)構(gòu),圖8b突出的是斷裂間的細(xì)節(jié),對分枝斷裂的解釋更有指導(dǎo)意義。

研究發(fā)現(xiàn),各個時期斷裂形成的過程中都存在前述斷裂形成的四個階段。圖9為研究區(qū)某一走滑斷裂帶深、中、淺地層曲率屬性沿層切片和垂直斷裂帶的地震剖面。圖9a整體表現(xiàn)為線性走滑,局部分段的特征,屬于圖5中的線性位移帶和雁列式斷裂帶,其各段斷裂橫向相連接成一帶,同時屬于圖4d所示的后期階段;圖9b中走滑斷裂的分段特征明顯,屬于圖5中的雁列式斷裂帶,其各段斷裂橫向由巖橋和次級斷裂相連接,屬于圖4b和圖4c所示的Ⅱ-Ⅲ階段;圖9c中走滑斷裂雁列式斷裂帶,與PDZ呈45°角相交,屬于圖5中的雁列式斷裂帶,也屬于圖4b和圖4c所示的Ⅱ-Ⅰ階段;圖9a、圖9b、圖9c走滑斷裂的地震反射特征清楚,線性位移帶以地層剪切或壓扭應(yīng)力為主,雁列式斷裂帶以張扭應(yīng)力為主,每期斷裂的發(fā)育均建立于早期斷裂的基礎(chǔ)之上(圖9d)。

圖9 研究區(qū)某一走滑斷裂帶深(寒武-奧陶系)、中(奧陶-志留系)、淺(志留-石炭系)地層曲率屬性沿層切片和垂直斷裂帶的地震剖面a 中寒武頂面參數(shù)優(yōu)化后曲率屬性沿層切片;b 奧陶系良里塔格組頂面參數(shù)優(yōu)化后曲率屬性沿層切片;c 石炭系標(biāo)準(zhǔn)灰?guī)r頂面參數(shù)優(yōu)化后曲率屬性沿層切片;d 垂直斷裂帶的解釋性處理后地震深度域偏移成像剖面,與圖8剖面位置相近,紅色斷層為早期階段斷層—中加里東期—斷層發(fā)育的末期,藍(lán)色斷層為中期階段斷層—晚加里東期—斷層發(fā)育的中期,綠色斷層為晚期階段斷層—海西期—斷層發(fā)育的早期

3 應(yīng)用實例

通過地震數(shù)據(jù)的目標(biāo)解釋性處理、屬性參數(shù)的優(yōu)化和走滑斷裂模式的再認(rèn)識,在塔中地區(qū)重新梳理斷裂空間結(jié)構(gòu),認(rèn)識到北東向左行走滑斷裂是塔中地區(qū)對儲層改造和油氣輸導(dǎo)最為關(guān)鍵和有效的斷裂體系,斷裂發(fā)育且長期持續(xù)活動,特別是在走滑斷裂的活動過程中,形成的大型巖橋破碎帶(拉分地塹),對應(yīng)的應(yīng)力特征主要表現(xiàn)為拉張應(yīng)力特征[27],兩條主干斷裂中間巖橋區(qū)域沿斷層走向拉伸,利于儲層擴(kuò)溶改造形成規(guī)模儲層(圖10a),同時以寒武系玉爾吐斯組為烴源巖,以滿加爾為中心,沿斷裂體系自下而上、自北向南輸導(dǎo)油氣成藏(圖10b)。如圖10a中虛線菱形框位置所示,中古15-中古151拉分?jǐn)嗔讶骸⒅泄?-中古111拉分?jǐn)嗔讶?、中?0斷裂帶等,屬于典型的拉張離散型斷裂模式,控制塔中地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖縫洞型儲層集中發(fā)育,拉分?jǐn)嗔岩员本憩F(xiàn)為氣藏特征,以南多表現(xiàn)為油藏或揮發(fā)性油藏特征。而區(qū)域的外側(cè)或兩條斷裂末端或線性走滑斷裂位置地層的水平應(yīng)力相對而言呈現(xiàn)壓縮狀態(tài),儲層發(fā)育有限,圍繞在斷裂核心周緣。

圖10 走滑斷裂體系疊合儲層預(yù)測平面分布和塔北-塔中地區(qū)完鉆井氣油比分布a 塔中地區(qū)ZG15斷裂帶-ZG10斷裂帶奧陶系良里塔格組-鷹山組均方根振幅屬性;b 塔北-塔中地區(qū)構(gòu)造疊合完鉆井氣油比分布(引自塔里木油田分公司與中石化塔河油田交流成果,已重新修編斷裂,東邊滿加爾坳陷區(qū)為干氣特征,滿加低梁-塔中Ⅰ號構(gòu)造帶為凝析氣藏特征,塔中西部為輕質(zhì)油藏特征,具有明顯的油氣沿斷裂系統(tǒng)向北向南運聚的特征)

結(jié)合斷裂體系的解剖成果對斷溶體系進(jìn)行剖析與評價發(fā)現(xiàn),塔中地區(qū)發(fā)育的斷溶體系具有多種樣式的特征,按地震剖面特征及斷裂分型、分段解釋成果將斷溶型油氣藏分為3種類型(表1):A類為“灌木”樹形態(tài)斷溶體系,稱之為灌木形態(tài)斷溶體系油氣藏,具有以主斷裂為“根”,伴生斷裂為“枝”,沿根與枝擴(kuò)溶即“開花結(jié)果”的特征,斷溶儲層主體發(fā)育在“樹”形結(jié)構(gòu)的頂端,部分?jǐn)嗳荏w在良里塔格組和鷹山組為同一體系,規(guī)模大,主要表現(xiàn)為洞穴型、孔洞型、縫洞型和裂縫型儲層,油氣富集在油藏頂部,開發(fā)類型多樣,多為連通井組,一般為水驅(qū)和彈性驅(qū)型,典型井如ZG23-3井、ZG8-7井、ZG8-9井等;B類為直立形態(tài)斷溶體系,稱之為直立形態(tài)斷溶體系油氣藏,斷溶儲層沿斷裂擴(kuò)溶,上下地層均有發(fā)育,規(guī)模巨大,主要表現(xiàn)為洞穴型、孔洞型、縫洞型和裂縫型儲層,油氣向上運移,在斷溶儲層高部位聚集,開發(fā)類型以水驅(qū)型為主,從目前塔中、塔北勘探開發(fā)實踐來看,這類斷溶型油氣藏能量充足,典型井如ZG8-6井、ZG1-1X井、TZ82-TH井、TZ83-6X井等;C類為選擇性擴(kuò)溶形成的斷溶體系,發(fā)育規(guī)模較小且具有隨機(jī)性發(fā)育的特征,不同層系均可能發(fā)育一套系統(tǒng)的相對獨立的斷溶體,研究區(qū)多發(fā)育在鷹山組3段至4段地層,以周圍致密灰?guī)r為蓋層,是下一步勘探的有利方向,典型井如ZG113井等。

表1 塔中地區(qū)斷裂破碎帶多種斷溶型油氣藏類型(虛線表示疑似斷裂,連通可能性相對較小)

根據(jù)研究成果,2016～2017年針對斷溶體部署或加密井網(wǎng)部署的ZG1-1X井、ZG151-2X井、TZ721-10X井、ZG102-3X井、ZG113井、ZG43-9井、ZG11-6井等52口井,鉆井成功率由2015年的88.5%提升到2017年的91.3%,直接投產(chǎn)率由2015年的21.4%提升到2017年的75%,2017年投產(chǎn)率達(dá)到100%。

4 結(jié)論與認(rèn)識

經(jīng)過走滑斷裂體系發(fā)育模式分析并結(jié)合塔中地區(qū)的地質(zhì)特點和應(yīng)用效果,得出如下結(jié)論與認(rèn)識:

1) 以建立的斷裂解釋模式指導(dǎo)塔中地區(qū)斷裂體系的細(xì)化,并分析不同模式的差異及優(yōu)劣,有效地指導(dǎo)并深化研究區(qū)斷裂控儲、控藏的認(rèn)識。

2) 疊前-疊后“串聯(lián)式”地震數(shù)據(jù)解釋性處理及多層系的屬性多參數(shù)“并聯(lián)式”優(yōu)化成果有助于增強(qiáng)地震信息中斷裂破碎的不連續(xù)性或起伏程度等幾何特征,進(jìn)一步提升對次級斷裂與主斷裂之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系認(rèn)識。

3) 通過對塔中地區(qū)多期活動、不同類型、不同方向的斷裂體系的精細(xì)解剖,有效指導(dǎo)斷溶型油氣單元的解釋并指導(dǎo)油氣田開發(fā)部署,取得了良好實效,可對塔里木盆地其它工區(qū)塊或其它盆地的推廣應(yīng)用具有借鑒意義。

致謝:感謝東方地球物理公司各位領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)以及庫爾勒分院的同事幫助;感謝塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院和塔中油氣開發(fā)部提供相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。