塔河油田于奇地區(qū)斷裂體系特征研究

韓 勇，徐 浩

（中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆烏魯木齊 830011）

塔河油田位于塔里木盆地北部阿克庫勒凸起，油氣資源十分豐富，油氣藏類型以奧陶系碳酸鹽巖縫洞型油藏為主[1–2]。油氣藏的形成和分布與走滑斷裂關(guān)系密切，平面上油氣藏多沿斷裂呈線狀分布。于奇地區(qū)位于塔河油田最北部，鉆井?dāng)?shù)量較少，勘探潛力大，是塔河油田外圍重要的油氣勘探區(qū)，該地區(qū)斷裂體系較復(fù)雜，加強(qiáng)斷裂體系特征的研究對下一步油氣勘探具有重要意義[3–5]。

于奇地區(qū)位于塔里木盆地沙雅隆起阿克庫勒凸起的北斜坡（圖1），北以輪臺斷裂為界，南鄰阿克庫木斷裂，東至草湖凹陷，西鄰哈拉哈塘凹陷。研究區(qū)總面積3 500 km2，是奧陶系重要的油氣勘探區(qū)。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置

1 構(gòu)造特征

于奇地區(qū)與阿克庫勒凸起具有相似的構(gòu)造演化背景，該凸起是在前震旦系變質(zhì)巖基底上發(fā)育的一個長期發(fā)展的古凸起，經(jīng)歷了加里東期、海西期、印支期、燕山期和喜山期等多期構(gòu)造運(yùn)動[6]。于奇地區(qū)在多期構(gòu)造應(yīng)力和斷裂的相互作用下，形成復(fù)雜的斷裂體系；北部的輪臺斷裂和南部的阿克庫木斷裂為邊界斷裂，研究區(qū)內(nèi)部發(fā)育多組高角度走滑斷裂（圖2）。

圖2 過于奇地區(qū)近東西向地震剖面

輪臺斷裂控制了于奇地區(qū)古生界碳酸鹽巖地層的展布范圍，該斷裂上盤前中生界地層被全部剝蝕，下盤為古生界碳酸鹽巖地層。走滑斷裂在于奇地區(qū)廣泛發(fā)育，但斷裂走向、規(guī)模均有明顯差異，部分NE 向走滑斷裂向北一直延伸到輪臺斷裂，地震剖面上可見輪臺斷裂切割了NE 向走滑斷裂。于奇地區(qū)發(fā)育眾多不同性質(zhì)、不同體系、不同規(guī)模的斷裂，這些斷裂對古生界碳酸鹽巖地層（寒武系、奧陶系）進(jìn)行切割（圖2），對于奇地區(qū)的儲層形成和油氣運(yùn)聚產(chǎn)生了重要影響。

2 斷裂體系

通過對三維地震提取高精度相干屬性，并結(jié)合地震剖面特征開展斷裂解釋，刻畫出研究區(qū)內(nèi)的斷裂展布特征。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，根據(jù)斷裂性質(zhì)、走向、規(guī)模等要素對不同的斷裂進(jìn)行組合，梳理出研究區(qū)內(nèi)的斷裂體系（圖3）。

圖3 于奇地區(qū)T74主界面斷裂分布

于奇地區(qū)發(fā)育輪臺斷裂和阿克庫木斷裂兩條大型逆沖斷裂，這兩條斷裂控制了該區(qū)的南北邊界，在研究區(qū)東部還發(fā)育數(shù)條規(guī)模較小、近EW 向的逆沖斷裂。根據(jù)走向和形成期次可將走滑斷裂分為NE–NNW 和NEE–NWW 兩組。其中，NE–NNW向斷裂是研究區(qū)發(fā)育的主要的走滑斷裂體系，也是塔河油田走滑斷裂體系在于奇地區(qū)的延伸，因輪臺斷裂的活動導(dǎo)致該組走滑斷裂向右旋轉(zhuǎn)。根據(jù)斷裂的規(guī)?？蓪E–NNW 向走滑斷裂劃分為主干走滑斷裂和次級走滑斷裂。NEE–NWW 向走滑斷裂僅發(fā)育在于奇東部地區(qū)，是一組相對獨立的走滑斷裂。

2.1 輪臺斷裂

輪臺斷裂是于奇地區(qū)的邊界斷裂，其上盤為雅克拉斷凸，全長320 km 以上。輪臺斷裂西起東河塘，往東經(jīng)雅克拉、輪臺、策大雅，延伸至庫爾勒南，總體呈NEE–近EW 向展布。該斷裂是一大型基底卷入的逆沖斷裂，斷面北傾，從基底斷至康村組附近終止，與雅南斷裂構(gòu)成一組背沖式斷裂。該斷裂控制了雅克拉斷凸的形成和發(fā)展，經(jīng)歷了加里東期、海西期、印支期、燕山期、喜山期等多期運(yùn)動，加里東中晚期輪臺斷裂開始活動，海西晚期強(qiáng)烈逆沖，印支期隆起活動減弱，燕山–喜山期發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)。輪臺斷裂控制了奧陶系–震旦系碳酸鹽巖地層的展布，對雅克拉油氣田等一系列油氣藏的形成起到了重要作用[7–8]。

輪臺斷裂延伸距離較長，不同段受力差異明顯，斷裂特征存在明顯的橫向差異（圖4）。整體上由西向東斷裂活動逐漸增強(qiáng)，東段地區(qū)斷裂逆沖強(qiáng)烈，最大斷距超過3 000 m，斷層表現(xiàn)為高角度特征，斷裂上盤前中生界地層被全部剝蝕，燕山–喜山期反轉(zhuǎn)作用強(qiáng)烈，伸展活動特征明顯，對晚期油氣的垂向運(yùn)移有重要意義（表1）。西段地區(qū)逆沖明顯減弱，逆沖斷距下降到500～1 000 m，斷層表現(xiàn)為上陡下緩的鏟狀特征，斷裂上盤前中生界被掀斜剝蝕后仍然殘留部分地層，晚期伸展作用較東段明顯減弱，斷裂停止活動時間表現(xiàn)出東晚西早的特征。

圖4 過輪臺斷裂南北向地震剖面

表1 輪臺斷裂、阿克庫木斷裂要素

2.2 阿克庫木斷裂

阿克庫木斷裂帶位于研究區(qū)南部，平面上呈近EW 向展布，延伸長度約62 km。該斷裂從南向北逆沖，對輪南低凸起的形成起控制作用。斷裂切割層位較深，向上斷至白堊系，向下斷入前震旦系基底（圖5）。綜合分析表明，阿克庫木斷裂早期受控于輪古西斷裂，與阿克庫勒凸起的形成屬同一時期[9]，斷裂主體形成于海西晚期，印支期持續(xù)活動，但活動強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致三疊系地層形成微幅構(gòu)造。白堊系雁列式正斷裂與該斷裂在平面分布上具有較強(qiáng)的一致性，地震剖面上可見逆沖斷裂之上的白堊系地層發(fā)育明顯的雁列式正斷裂，表明阿克庫木斷裂在燕山期發(fā)生反轉(zhuǎn)。

圖5 過阿克庫木斷裂南北向地震剖面

2.3 主干走滑斷裂

于奇地區(qū)主干走滑斷裂以北東向為主。斷裂延伸長度為10～25 km，斷距約10～45 m。該類斷裂在剖面上表現(xiàn)為高陡或直立的特征，在震旦系附近地層錯斷變形明顯，多數(shù)表現(xiàn)為直立走滑，部分?jǐn)嗔驯憩F(xiàn)為花狀走滑的特征（圖6）。在奧陶系風(fēng)化面附近沿主干斷裂帶多發(fā)育“串珠狀”巖溶縫洞儲層，斷裂控儲特征明顯。燕山–喜山期阿克庫勒凸起發(fā)生伸展作用，導(dǎo)致三疊系、白堊系地層多在NE 向主干走滑斷裂上方發(fā)育雁列式正斷裂。主干走滑斷裂貫穿寒武系玉爾吐斯組烴源巖與奧陶系儲層（圖6），可作為油氣垂向運(yùn)移的重要通道。LN13 井在奧陶系鷹下段見到輕質(zhì)油氣顯示，表明沿主干走滑斷裂帶發(fā)生了晚期油氣的垂向運(yùn)移。

圖6 過主干走滑斷裂地震剖面

2.4 次級走滑斷裂

研究區(qū)內(nèi)多數(shù)北西西向斷裂規(guī)模較小，劃分為次級走滑斷裂。斷裂延伸長度3～7 km，斷距10～25 m。該類斷裂主要分布在奧陶系地層中，部分切穿奧陶系進(jìn)入寒武系。斷層產(chǎn)狀以高角度為主，斷距較小，斷裂附近地層未發(fā)生變形（圖7），斷裂與奧陶系巖溶儲層的關(guān)系較弱。次級走滑斷裂晚期不活躍，對儲層和油氣藏的控制作用較弱。

2.5 NEE–NWW 向走滑斷裂

圖7 過次級走滑斷裂地震剖面

于奇東地區(qū)存在一組NEE–NWW 向的走滑斷裂，與塔河主體的走滑斷裂格架存在明顯的差異。該組斷裂向上終止于奧陶系巖溶風(fēng)化殼頂面附近，向下部分終止于奧陶系內(nèi)部，部分延伸至寒武系（圖8）。通過斷裂精細(xì)識別并與塔河全區(qū)斷裂對比，表明該組斷裂與桑塔木地區(qū)的NEE 向斷裂相似，庫爾勒西地區(qū)的斷裂解釋和地層對比分析表明：該組斷裂可能與海西期應(yīng)力轉(zhuǎn)換時近EW 向的剪切應(yīng)力有關(guān)。NEE–NWW 斷裂在淺部白堊系–三疊系地層未發(fā)育雁列式正斷裂，表明斷裂晚期基本不活動。儲層預(yù)測和油氣藏展布規(guī)律表明該組斷裂對儲層和油氣藏的控制作用較弱。

圖8 過NEE–NWW 向斷裂地震剖面

3 斷裂對油氣藏的控制作用

輪臺斷裂和主干走滑斷裂均向下斷穿寒武系，溝通了區(qū)域內(nèi)主力生油層——玉爾吐斯組，成為油氣垂向運(yùn)移的重要通道。輪臺斷裂多期活動，燕山–喜山期發(fā)生伸展作用，有利于晚期輕質(zhì)油氣的垂向運(yùn)移。喜山晚期于奇地區(qū)表現(xiàn)為一個南高北低、向NE 方向傾覆的大型凸起構(gòu)造，構(gòu)造軸向總體呈NE–SW 向，于奇西地區(qū)處于構(gòu)造高部位。油氣沿輪臺斷裂垂向運(yùn)移，之后沿奧陶系風(fēng)化面向南運(yùn)移，從而對早期油藏進(jìn)行疊加改造，形成了YQX1 井區(qū)的輕質(zhì)油藏（圖9）。同時于奇地區(qū)的主干走滑斷裂對區(qū)內(nèi)巖溶儲層有重要的控制作用，且該組斷裂在喜山晚期發(fā)生伸展活動，晚期油氣沿主干斷裂向上運(yùn)移后在奧陶系形成輕質(zhì)油氣藏。

圖9 于奇地區(qū)油氣成藏模式

4 結(jié)論

（1）于奇地區(qū)經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動，形成了“逆沖夾持、走滑切割、晚期伸展、深淺分層”的構(gòu)造格局。輪臺斷裂和阿克庫木斷裂為控邊斷裂，內(nèi)部多組走滑斷裂對奧陶系–寒武系地層進(jìn)行切割，燕山–喜山期研究區(qū)發(fā)生伸展作用導(dǎo)致沿逆沖斷裂和主干走滑斷裂發(fā)育一系列雁列式正斷裂，形成了深淺分層的構(gòu)造格局。

（2）輪臺斷裂控制于奇地區(qū)碳酸鹽巖地層的展布，切割改造早期的走滑斷裂，其多期活動對區(qū)內(nèi)油氣的垂向運(yùn)移有重要影響。

（3）主干走滑斷裂溝通深部玉爾吐斯組烴源巖與奧陶系巖溶縫洞儲層，晚期發(fā)生伸展作用，有利于油氣垂向運(yùn)移,可作為未來油氣勘探的重要目標(biāo)。