塔里木盆地順北5號走滑斷層空間結(jié)構(gòu)及其油氣關(guān)系

林波，云露，李海英，肖重陽，張旭，廖茂輝，韓俊，王鵬，徐學(xué)純

塔里木盆地順北5號走滑斷層空間結(jié)構(gòu)及其油氣關(guān)系

林波1，2，云露1，李海英1，肖重陽1，張旭1，廖茂輝1，韓俊1，王鵬1，徐學(xué)純2

（中國石化 西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830011；2.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130061）

塔里木盆地小尺度走滑斷層在空間上具有“位移小、延伸長、平面分段、縱向分層”的復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)，其縱向空間結(jié)構(gòu)的變化對流體成礦富集具有重要的控制作用。近年來，順北油田的斷控縫洞型油氣藏勘探表明，走滑斷層帶在油氣成藏過程中具有“控儲、控藏、控富”的特點(diǎn)，但走滑斷層在油氣成藏過程中控制作用尚不清楚。選取順北5號斷層中、北段為研究對象，基于實(shí)鉆井、鉆錄井等實(shí)物資料和井動態(tài)產(chǎn)能資料，利用高精度三維地震斷層解析和立體評價技術(shù)，首次從油氣成藏體系中的通源性、輸導(dǎo)性、成儲性、封閉性、儲改性以及成藏性等方面對走滑斷層進(jìn)行垂向立體評價。研究成果表明，走滑斷層在不同的構(gòu)造層具有“垂向分層變形、平面分段演化”的特征，不同的構(gòu)造層中構(gòu)造響應(yīng)特征差異明顯，由下向上表現(xiàn)為直立走滑、膏鹽巖滑脫構(gòu)造、花狀構(gòu)造、右行雁列正斷層、左行雁列正斷層、繼承性左行雁列正斷層的垂向結(jié)構(gòu)序列；走滑斷層在不同構(gòu)造層中的結(jié)構(gòu)樣式?jīng)Q定了走滑斷層對油氣成藏不同要素的控制作用，斷層的垂向立體評價有利于查明油氣成藏富集過程，優(yōu)選油氣富集目標(biāo)，為今后的油氣勘探開發(fā)提供理論指導(dǎo)。

油氣成藏體系；斷控縫洞型儲集體；走滑斷層；順北油田；塔里木盆地

塔里木盆地是古生界海相克拉通盆地與中-新生界陸相前陸盆地疊合的大型盆地［1-3］，近年來隨著盆地的油氣勘探由古隆起等高地逐漸向斜坡和低隆等古低地的擴(kuò)展，先后在順南、順托和順北地區(qū)的超深層碳酸鹽巖領(lǐng)域獲得了重大的油氣發(fā)現(xiàn)［4-6］。尤其是順北地區(qū)百萬噸級產(chǎn)能油田的成功建設(shè)，標(biāo)志著走滑斷層帶是油氣富集帶，揭示了走滑斷層帶對奧陶系碳酸鹽巖具有明顯的“控儲、控藏、控富”的特點(diǎn)［4，6-7］，并進(jìn)一步地驗(yàn)證了斷溶體油氣藏理論的合理性與正確性，為塔里木盆地油氣增儲上產(chǎn)提供了新的資源陣地和理論指導(dǎo)。前人對順北及鄰區(qū)的走滑斷層的體系劃分、縱向分層性、平面分段性、成因機(jī)制、活動期次及儲層預(yù)測等方面開展了詳盡的研究工作［8-16］，但對順北走滑斷層的空間結(jié)構(gòu)、斷層立體評價及其與油氣藏過程的關(guān)系等方面尚未見到系統(tǒng)的研究。本文選取順北5號斷層中、北段為研究對象，對該斷層開展不同構(gòu)造層斷層活動解析工作，明確走滑斷層在空間上的結(jié)構(gòu)差異，探討其對油氣成藏的控制作用，旨在查明斷控縫洞型油氣藏的主控因素及富集規(guī)律，為井位部署和軌跡優(yōu)化設(shè)計提供理論支撐。

1　地質(zhì)概況

順托果勒低隆起位于塔里木盆地腹部，其南、北分別與塔中隆起、塔北隆起相接，東西與滿加爾坳陷和阿瓦提坳陷相鄰，構(gòu)造上總體表現(xiàn)為低隆起-斜坡的弱變形區(qū)［2-3，15-16］。順北地區(qū)位于順托果勒低隆起中北部，沉積了大套的下古生界海相碳酸鹽巖和碎屑巖地層，在縱向空間上發(fā)育了完整的生-儲-蓋組合。順北及其鄰區(qū)發(fā)育了多套走滑斷層體系，其多期活動的走滑斷層為油氣的運(yùn)移、聚集和富集提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，依據(jù)斷層在平面上的走向、剖面上的構(gòu)造特征及成因機(jī)制可將其細(xì)分為① “X”型似共軛走滑斷層體系、②調(diào)節(jié)走滑斷層體系、③北東向線性走滑斷層體系和④北西向線性走滑斷層體系等4個斷層體系（圖1）。其中“X”型似共軛走滑斷層體系主要由兩組同期剪切走滑斷層組成，其斷層銳角夾角介于30 ° ～ 40 °，在輪臺斷層活動作用的控制下，主要分布于哈拉哈塘、阿克庫勒凸起和順托果勒北部地區(qū)［8，17］。調(diào)節(jié)走滑斷層體系主要分布在塔中隆起內(nèi)部，在北西向塔中1號邊界斷層的控制下，形成了大量北東向的左行走滑斷層，在平面上將塔中隆起切割成呈條塊狀，呈多米諾骨式斷層組合展布，剖面上主要表現(xiàn)為花狀構(gòu)造、平行高陡斷層帶以及與火成巖有關(guān)的斷層［8，18］。北東向線性走滑斷層體系和北西西向線性走滑斷層體系主要位于塔中隆起和塔北隆起之間的順托果勒內(nèi)部，兩個斷層體系以順北5號斷層為分界線，其剖面上表現(xiàn)為正花狀、負(fù)花狀和直線型高陡直立走滑斷層共存的構(gòu)造樣式，可以分垂向“一”字形、“Y”字型-“半花狀構(gòu)造”、“地塹-地壘” （反轉(zhuǎn)）構(gòu)造以及“花狀構(gòu)造”等4種基本類型。研究表明，不同走滑斷層體系的剖面結(jié)構(gòu)樣式、斷層性質(zhì)及斷層組合的差異性反應(yīng)了不同地區(qū)的局部構(gòu)造應(yīng)力場的差異，其與塔里木盆地周緣板塊俯沖消減及邊界斷層的差異性演化有關(guān)，是塔里盆地在古生代多期盆緣活動遠(yuǎn)程效應(yīng)綜合作用的結(jié)果［8，19-21］。順北油田沿斷層帶部署的鉆井均獲得了高產(chǎn)油氣流，揭開了一種新的“斷控裂縫油氣藏”勘探的序幕［4，6］。其中順北5號斷層規(guī)模和活動強(qiáng)度大，是油氣有利富集區(qū)，其在剖面上貫穿了多個古生界地層結(jié)構(gòu)，主體呈深層直立走滑斷層疊加淺層雁列正斷層，正是斷層在不同構(gòu)造層中的構(gòu)造樣式差異性制約著油氣藏的通源、運(yùn)移、封閉以及調(diào)整等油藏成藏要素，對海相碳酸鹽巖斷控縫洞型油氣藏成藏過程具有重要的控制作用。

圖1　塔里木盆地順北地區(qū)構(gòu)造位置及鄰區(qū)下古生界主要斷層分布

a.順北地區(qū)主要走滑斷層分布；b.順北5號斷層中、北段碳酸鹽巖頂界面T74三維地震相干拼圖

2　斷層構(gòu)造變形特征

塔里木盆地內(nèi)的克拉通小尺度走滑斷層在平面上具有明顯的分段性，在縱向空間上具有復(fù)雜的疊合構(gòu)造樣式［10-12］。順北5號斷層是順托果勒走滑斷層中規(guī)模最大，垂向結(jié)構(gòu)序列最復(fù)雜的斷層之一，其在平面上呈弧形展布特征，主體由北西20 °的北段、南北2 °的中段和北東15 °的南段拼貼而成，延伸距離長約270 km，貫穿了塔北隆起、順托果勒低隆起和塔中隆起3個二級構(gòu)造單元，同時也是順北油田重點(diǎn)含油氣帶［11］?；陧樛泄盏吐∑鸸派绲貙痈窦芎蛶r性特征，筆者將其劃分為6個構(gòu)造層［15］，并認(rèn)為走滑斷層在不同構(gòu)造層中具有不同的構(gòu)造變形特征，并提出了走滑斷層“分層變形、分段演化”的構(gòu)造變形解析方法。

2.1　垂向結(jié)構(gòu)序列

走滑斷層的斷層性質(zhì)在不同的構(gòu)造層中沿著斷層走向具有多變性，不同構(gòu)造層在縱向上的疊置關(guān)系，導(dǎo)致了斷層空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性［7，10，15，22-23］。順北5號斷層在寒武系鹽下構(gòu)造層底部表現(xiàn)為直立走滑斷層，向上在膏鹽巖地層中出現(xiàn)少量的花狀結(jié)構(gòu)，伴隨著構(gòu)造層頂部一系列膏鹽巖滑脫構(gòu)造，導(dǎo)致膏鹽巖頂界面上的斷層平面分段的復(fù)雜性（圖2）。斷層在奧陶系鹽上碳酸鹽巖構(gòu)造層底部表現(xiàn)為直立走滑斷層，與下伏直立走滑斷層呈側(cè)向疊接構(gòu)造樣式，并向該構(gòu)造層頂部逐漸演化為花狀構(gòu)造，其活動強(qiáng)度在碳酸鹽巖頂界面達(dá)到最大。斷層在奧陶系巨厚泥巖構(gòu)造層中表現(xiàn)為大角度的雁列正斷層構(gòu)造，在剖面上表現(xiàn)為近對稱小型地塹結(jié)構(gòu)。該層中的走滑斷層差異演化特征最為明顯，其在北段正斷層并未與下伏的花狀構(gòu)造連通，而在中段正斷層的垂向斷距最大，甚至將下覆的右行左階疊接擠壓段結(jié)構(gòu)破壞為下掉構(gòu)造特征（圖1b中′剖面）。斷層在志留紀(jì)—早、中泥盆世海相碎屑巖構(gòu)造層中，表現(xiàn)為雁列正斷層構(gòu)造，剖面上為小型的地塹結(jié)構(gòu)，但該構(gòu)造層的斷層與下伏的雁列正斷層相比在走向和傾向上都發(fā)生了根本的變化，揭示在兩個構(gòu)造層中雁列正斷層是獨(dú)立演化的，代表著不同性質(zhì)的走滑運(yùn)動。但實(shí)鉆井在志留系地層中發(fā)現(xiàn)了少量的油斑和原油［24］，揭示了雁列正斷層與花狀構(gòu)造在縱向空間上可能存在一定的連通。晚泥盆世-石炭紀(jì)海-陸交互地層構(gòu)造層中的斷層繼承了下伏雁列正斷層構(gòu)造特征，在剖面上不易識別。

圖2　塔里木盆地順北5號斷層分層變形特征（剖面位置見圖1b）

順北5號斷層在空間結(jié)構(gòu)上具有空間疊置性，由下向上表現(xiàn)為直立走滑、膏鹽巖滑脫構(gòu)造、花狀構(gòu)造、右行雁列正斷層、左行雁列正斷層、繼承性左行雁列正斷層的垂向結(jié)構(gòu)序列特征。但斷層在不同構(gòu)造層的活動強(qiáng)度差異明顯，在鹽下碳酸鹽巖構(gòu)造層底部斷層的北段活動強(qiáng)度明顯強(qiáng)于中段，并持續(xù)活動到鹽上碳酸鹽巖構(gòu)造層頂部，暗示著走滑斷層活動具有繼承性。中段的膏鹽滑脫構(gòu)造在鹽下碳酸鹽巖構(gòu)造層明顯強(qiáng)于北段，推測中段受到了更強(qiáng)的側(cè)向擠壓力，可能與加里東中期的北東向差異擠壓應(yīng)力有關(guān)。但海相巨厚泥巖層中北段的雁列正斷層活動強(qiáng)度明顯弱于中段的雁列正斷層，指示斷裂活動強(qiáng)度發(fā)生了改變，同時SB5-8井和SB5-6井實(shí)鉆表明雁列正斷層對鹽上碳酸鹽巖的花狀走滑斷層有一定的改造作用，推測其與加里東晚期—海西早期區(qū)域應(yīng)力方向的改變有關(guān)。順北5號斷層在古生界的碎屑巖構(gòu)造層中的走滑方向發(fā)生了改變，但其活動強(qiáng)度依舊保持著中段強(qiáng)、北段弱的特征，可能與海西中—晚期的北西向弱擠壓力有關(guān)。

2.2　平面展布特征

順北5號斷層在碳酸鹽巖地層中整體呈線性延伸，北段為北北西向展布，中段為近南北向展布，但在不同構(gòu)造層中也具有差異分布的特征：在鹽下碳酸鹽巖底部北段呈線性延伸，中段為左階排列，揭示著中段的活動強(qiáng)度弱于北段；在鹽下碳酸鹽巖構(gòu)造層頂部呈線性延伸，不具明顯的分段特征，同時在中段還發(fā)育了少量北東向的次級斷層，指示著中段的活動強(qiáng)度有所加強(qiáng)。在鹽上碳酸鹽巖構(gòu)造層中斷層北段為典型的右行左階分段疊接擠壓段，而中段為非典型的右行左階疊接段。斷層中段的活動強(qiáng)度和縱向上影響的厚度明顯大于北段，揭示該構(gòu)造層中的斷裂活動強(qiáng)度發(fā)生了改變，同時北段的深層線性走滑與該構(gòu)造層的雁列正斷層夾角整體小于45 °，揭示5號斷層北段為傾滑拉張走滑斷層，處于斜拉應(yīng)力環(huán)境，部分疊接位置的夾角大于45 °，與疊接段塊體再旋轉(zhuǎn)有關(guān)；中段的深層走滑與雁列正斷層的夾角整體大于45 °，揭示5號斷層中段為傾滑擠壓走滑斷層，處于斜擠應(yīng)力環(huán)境，不同段的局部應(yīng)力差異與盆地北緣海西期早期北北西向持續(xù)擠壓造山和盆地南緣的加里東晚期—海西早期北阿爾金造山活動的差異擠壓有關(guān)。在第四構(gòu)造層中雁列正斷層產(chǎn)狀發(fā)生了反轉(zhuǎn)，指示著走滑性質(zhì)的改變，與深層線性走滑的夾角均小于45 °，揭示該構(gòu)造層為傾滑拉張走滑斷層，處于斜拉應(yīng)力環(huán)境，與盆緣海西期天山造山活動有關(guān)。順北5號斷層在空間上不同構(gòu)造層的構(gòu)造樣式差異與其在不同構(gòu)造層的局部應(yīng)力差變化有關(guān)，是盆緣活動差異演化的遠(yuǎn)程作用結(jié)果。

圖3　塔里木盆地順北5號斷層不同層系斷層展布特征

3　斷層評價方法

走滑斷層多期活動為致密碳酸鹽巖地層提供了構(gòu)造破碎成儲的物質(zhì)基礎(chǔ)，形成了一個“下生上儲、垂向運(yùn)移”為主的獨(dú)特新型斷控縫洞型油氣藏，其中走滑斷層的多期次活動、空間結(jié)構(gòu)控制著油氣藏差異成藏過程。前人基于油氣藏特征，提出了“寒武多期供烴、深埋斷溶成儲、原地垂向輸導(dǎo)、喜馬拉雅期成藏為主、走滑斷層控富”的深層海相碳酸鹽巖斷溶體油氣藏成藏理論［4-6］?；谧呋瑪鄬?“分層變形，分段演化”的構(gòu)造特征，立足走滑斷層空間結(jié)構(gòu)精細(xì)解析，結(jié)合已鉆井的實(shí)際生產(chǎn)情況和順北的地層結(jié)構(gòu)特征，本文提出了走滑斷層垂向序列分層立體評價方法，即從油氣藏成藏動態(tài)要素如通源性、輸導(dǎo)性、成儲性、封閉性和成藏性等多個方面對走滑斷層開展評價工作（圖4 a）。

1）寒武系的玉爾吐斯組海相泥巖是順北斷溶體油氣藏的油源，順北地區(qū)不同斷層帶上的鉆井均能獲得工業(yè)油氣，而在遠(yuǎn)離斷層帶的順北蓬1井與順北鷹1井等井均以失利告終，揭示了走滑斷層在縱向空間上是否通源是制約油氣成藏的關(guān)鍵因素，直立走滑斷層在鹽下構(gòu)造層中的活動強(qiáng)度在一定程度上控制著油氣藏通源性的強(qiáng)弱?；陧槺碧厥獾牡貙咏Y(jié)構(gòu)，本文提出走滑斷層如能斷穿第一構(gòu)造層底部并向上貫通至第二構(gòu)造層頂部，即斷層具備溝通烴源巖的能力，其通源能力與斷層活動強(qiáng)度成正比（圖4b）。

圖4　塔里木盆地順北5號斷層不同構(gòu)造層空間結(jié)構(gòu)特征

2）走滑斷層在不同巖石力學(xué)層中的活動性質(zhì)不同，在碳酸鹽巖剛性地層中常常表現(xiàn)為構(gòu)造破碎為主，從而改變致密碳酸鹽巖的孔隙度和滲透率，對斷層的運(yùn)移輸導(dǎo)具有建設(shè)性作用，在泥巖或膏鹽巖地層表現(xiàn)為塑性變形，對巖石物性改造作用小。鹽下構(gòu)造層中的直立走滑斷層能否斷穿寒武系兩套膏鹽巖層，制約著油氣在垂向上的運(yùn)移輸導(dǎo)性，同時膏鹽巖滑脫構(gòu)造會導(dǎo)致膏鹽巖沿著斷層破碎帶匯聚或逃逸，其在一定程度上降低斷層破碎帶的物性條件，降低油氣的輸導(dǎo)性，從而影響油氣的后期充注。本文結(jié)合走滑斷層和膏鹽滑脫構(gòu)造在第一套膏鹽巖地層頂部的構(gòu)造活動特征，認(rèn)為直立走滑斷層在該層活動強(qiáng)度越大越利于油氣的輸導(dǎo)，而膏鹽巖滑脫構(gòu)造在該構(gòu)造層中活動強(qiáng)度越小，越利于油氣的運(yùn)移輸導(dǎo)（圖4c）。

4）走滑斷層在第三套巨厚的海相泥巖中為塑性變形，在剖面上具有深層斷距小，淺層斷距大的撕裂正斷層特點(diǎn)。在實(shí)鉆過程中多次鉆遇該構(gòu)造層的雁列正斷層，但并未發(fā)生放空漏失等異常工況，揭示雁列正斷層內(nèi)部結(jié)構(gòu)物性參數(shù)差，不利于油氣運(yùn)移，可能與泥巖涂抹作用有關(guān)，巨厚的泥巖蓋層的封堵性強(qiáng)。本文提出該構(gòu)造層的雁列正斷層在關(guān)鍵層系上的延伸長度和剖面上的斷距大小能代表斷層活動規(guī)模和強(qiáng)度，認(rèn)為雁列正斷層如未貫穿第二構(gòu)造層則蓋層封閉條件好，反之則封閉條件差（圖4e）。

5）走滑斷層在第四個碎屑巖構(gòu)造層中為小規(guī)?；顒拥难懔姓龜鄬?，在平面走向上與第三構(gòu)造層中的雁列正斷層近垂直，指示走滑斷層發(fā)生了走滑性質(zhì)反轉(zhuǎn)，形成構(gòu)造滑脫空腔。實(shí)鉆井鉆遇該斷裂時常常漏失或出鹽水，揭示雁列正斷層控制該構(gòu)造層中具有斷控縫洞型儲層發(fā)育，同時SB5-6井的油跡、油斑與深層油氣同源，標(biāo)志著該構(gòu)造層的雁列正斷層活動在一定程度上對早期走滑斷層具有改造作用，為油氣運(yùn)移提供通道。基于該層雁列正斷層活動與第三構(gòu)造層雁列活動差異性對比，提出該構(gòu)造層的雁列正斷層雖活動強(qiáng)度弱，但是對下伏構(gòu)造層的改造作用和成儲性明顯更強(qiáng)，認(rèn)為該構(gòu)造層的雁列正斷層活動強(qiáng)度能在一定程度上評價第二構(gòu)造層中的儲層改造作用（圖4f）。

6）順北地區(qū)主要存在加里東晚期—海西期早期、海西期晚期和喜馬拉雅期3個主要成藏期，前人認(rèn)為現(xiàn)今可動用的油氣主要為海西期晚期以后的成藏期［4，6，24］，而第五和第六構(gòu)造層為海西期中晚期沉積，其內(nèi)部的雁列正斷層與順北的主成藏期具有較好的時空匹配性。雁列正斷層在剖面上表現(xiàn)為繼承性雁列正斷層活動，但活動跡象不明顯，僅在少數(shù)關(guān)鍵層系能見到雁列正斷層的活動跡象，本文認(rèn)為對這兩個構(gòu)造層中的斷層活動強(qiáng)度進(jìn)行評價，可以達(dá)到間接評價斷溶體油氣藏的油氣充注強(qiáng)度的目的（圖4g）。

4　討論

前人立足走滑斷裂的垂向結(jié)構(gòu)序列，通過分析淺層雁列正斷層的構(gòu)造特征，提出后期斷層活動強(qiáng)度控制著油氣富集的規(guī)模［4，10-11］，本文對順北5號帶已鉆井開展斷層空間結(jié)構(gòu)解析，結(jié)合斷層宏觀特征對走滑斷層開展立體評價工作。順北5號上的高產(chǎn)井主要分布在北段，低產(chǎn)和水井分布在中段（圖5），揭示了北段的油氣富集程度明顯好于中段?；跀鄬釉诘谝粯?gòu)造層的平面樣式和斷層活動強(qiáng)度，可知北段通源性強(qiáng)于中段，因此在不考慮后期流體作用的條件下，本文認(rèn)為第一構(gòu)造層中的斷層活動強(qiáng)度和演化程度制約著斷層的通源性評價，其中斷層活動強(qiáng)度越大、斷層的演化程度越高，斷層的通源能力越強(qiáng)（圖6）。前文論述可知北段膏鹽巖滑脫構(gòu)造發(fā)育強(qiáng)度明顯弱于中段，同時北段斷層繼承性發(fā)育，斷層構(gòu)造樣式呈線性延伸，而中段在頂部的活動強(qiáng)度增大，側(cè)接斷層已完全貫穿，形成了線性延伸的趨勢（圖4，圖5a），揭示了走滑斷層均能貫穿膏鹽巖層。SB5-8井和SB5-9井在該構(gòu)造層的膏巖滑脫構(gòu)造活動強(qiáng)度最大，但其油氣富集程度最低，主要以產(chǎn)水為主，油產(chǎn)量最高僅為10 %左右，說明膏巖滑脫構(gòu)造對油氣的運(yùn)移具有明顯的破壞作用（圖5b），同時，北段的膏巖滑脫構(gòu)造相對于中段，對油氣運(yùn)移的封閉作用有限。本文認(rèn)為順北5號斷層中、北段均能貫穿膏鹽巖封堵層，其中斷層輸導(dǎo)能力強(qiáng)弱主要取決于該構(gòu)造層頂部的膏巖滑脫構(gòu)造發(fā)育強(qiáng)度，其活動強(qiáng)度越弱，斷層的輸導(dǎo)能力越強(qiáng)（圖6）。

圖5　塔里木盆地順北5號斷層中、北段井位分布及典型井縱向結(jié)構(gòu)

順北5號走滑斷層中、北段在第二構(gòu)造層中呈近線性延伸，北段的分段特征明顯，為典型的右行左階疊接擠壓段，而中段為非典型的右行左階疊接段（圖5c）。斷層整體呈北強(qiáng)中弱的活動特征，其中分段疊接段內(nèi)的裂縫較未疊接段更為發(fā)育，SB5井為北段典型擠壓段上一口探井，未酸壓前產(chǎn)能差，酸壓后為高產(chǎn)井，揭示斷層通源性和輸導(dǎo)性均較好，但是儲層規(guī)模有限，酸壓改造有利于油氣的溝通。與之對比的是發(fā)育在中段非疊接段的SB5-5井，其左側(cè)發(fā)育了一條分支斷層，與主干斷層構(gòu)成局部下凹的構(gòu)造形態(tài)，該井在側(cè)鉆至分支斷層處鉆遇水層，后上返主干斷面處測試獲得良好的工業(yè)油氣流，指示著北段的油氣充注能力（通源能力）較北段弱，油氣僅將主干斷層的有效儲集空間的水驅(qū)替掉，分支斷層的儲集空間的水還未被驅(qū)替（圖5）；從另一個角度看，非疊接段的斷控裂縫發(fā)育規(guī)模較分段疊接段弱，主干與分支之間即使酸壓后也無法有效溝通。本文認(rèn)為走滑斷層在該第二構(gòu)造層中分段構(gòu)造樣式和斷層活動強(qiáng)度在一定程度上限制斷控縫洞型儲層發(fā)育規(guī)模，其分段構(gòu)造特征是制約儲集體發(fā)育的主要控制因素，所有的高產(chǎn)井均位于分段疊接位置，指示分段疊接段的儲層規(guī)模明顯大于分段非疊接段。斷層活動強(qiáng)度則是制約斷控儲集體的次要控制因素，在構(gòu)造樣式保持一致時，斷層活動強(qiáng)度控制著斷控縫洞型儲集體的發(fā)育規(guī)模（圖6）。

圖6　塔里木盆地順北5號斷層帶空間結(jié)構(gòu)及油氣藏成藏模式

順北5號斷層北段第三巨厚泥巖構(gòu)造層中雁列正斷層的發(fā)育規(guī)模較中段大，但雁列正斷層的長度和活動強(qiáng)度較中段更弱（圖5d）。北段SB5井區(qū)的第三構(gòu)造層底部的構(gòu)造特征與第二構(gòu)造層的頂部構(gòu)造特征具有相似性，均呈擠壓隆起，揭示直立走滑斷層在第三構(gòu)造層中繼承性發(fā)育，同時在其構(gòu)造層頂部發(fā)育撕裂正斷層。順北5號北段的實(shí)鉆資料指示花狀構(gòu)造和淺層的雁列正斷層可能并未連通，斷控裂縫油氣藏的蓋層具有良好的封堵性。而中段典型疊接段的SB5-8井實(shí)鉆軌跡位于右行左階擠壓段的中間地塊，因受后期雁列斷層活動改造呈下凹構(gòu)造形態(tài)，儲層上覆的蓋層封堵性被破壞，實(shí)鉆為水層，見少量油氣（圖5）。結(jié)合斷層構(gòu)造特征和實(shí)鉆結(jié)果，提出第三構(gòu)造層的雁列正斷層在縱向空間上與第二構(gòu)造層中的花狀走滑斷層連通與否與雁列正斷層的活動強(qiáng)度有關(guān)，雁列正斷層的活動強(qiáng)度越大，貫穿至第二構(gòu)造層的花狀構(gòu)造時，泥巖的封堵性被破壞（圖6）。綜合分析認(rèn)為順北5號斷層北段的封堵性強(qiáng)于中段，中段的蓋層封堵性與后期的雁列活動強(qiáng)度有關(guān)。

順北5號斷層中北段在第四構(gòu)造層的雁列正斷層對早期的斷層構(gòu)造具有重要的改造作用，易于形成反向滑脫空腔的儲集空間（圖5e）。北段的雁列正斷層活動規(guī)模有限，活動強(qiáng)度弱，而中段的雁列正斷層的發(fā)育規(guī)模和強(qiáng)度與第三構(gòu)造層相當(dāng)，標(biāo)志著該構(gòu)造層的雁列正斷層在活動過程中對深層斷層具有一定的改造作用（圖6）。SB5-6井是中段最南端的分段疊接段的一口低產(chǎn)井，并在志留系地層中鉆遇油跡、油斑和少量原油［24］，揭示著該井的第二構(gòu)造層與第四構(gòu)造層的雁列正斷層存在一定的連通，但規(guī)模有限。該井區(qū)的花狀構(gòu)造在第二構(gòu)造層中的活動強(qiáng)度大，雖其第三構(gòu)造層的雁列正斷層發(fā)育規(guī)模有限，但第四構(gòu)造層中的雁列正斷層活動強(qiáng)度可觀，標(biāo)志著第四構(gòu)造層的雁列正斷層在一定程度上對第二構(gòu)造層的縫洞型儲層的構(gòu)造破碎成儲有建設(shè)作用，此外其對第三構(gòu)造層中的雁列正斷層在垂向上的溝通也具有一定的建設(shè)作用（圖5）。本文認(rèn)為該期的雁列正斷層對油氣成藏具有雙重作用，該期的雁列正斷層活動強(qiáng)度越大，儲層的改造越好，表明斷層活動對早期的斷控縫洞型儲層具有進(jìn)一步的改造作用；同時斷層對第三構(gòu)造層蓋層封堵性具有一定程度的破壞作用（圖6）。順北5號斷層中北段在第五構(gòu)造層中的活動強(qiáng)度達(dá)到最弱，同時北段和中段差異演化，其中段強(qiáng)度弱于北段，結(jié)合順北地區(qū)的主要成藏期次，該構(gòu)造層的斷層活動與海西晚期油氣成藏期具有較好的時空關(guān)系，指示著該層的斷層活動強(qiáng)度越大，越利于斷控裂縫油氣藏的油氣充注，這一認(rèn)識與現(xiàn)今的順北5號斷層帶中、北段油氣藏產(chǎn)能差異現(xiàn)狀相吻合（圖6）。

順北5號斷層中北段現(xiàn)已完鉆井16口，其中4口高產(chǎn)井，4口中產(chǎn)井，6口低產(chǎn)井和2口產(chǎn)水井（圖5c），鹽上碳酸鹽巖頂界面的疊接段部署了9口鉆井，非疊接段部署了7口鉆井，其中4口高產(chǎn)井均分布在北段和中段北端的分段疊接段內(nèi)，揭示走滑斷層的疊接段內(nèi)斷控縫洞型儲集體規(guī)模明顯強(qiáng)于非疊接段。2口中產(chǎn)井分布在北段順北5井區(qū)的疊接段內(nèi)，另外2口分布在中段和北段的非疊接段上；6口低產(chǎn)井中4口分布在中段的非疊接段上，另2口分別分布在北段的非疊接段和疊接段上；2口水井分別分布在中段的疊接段和非疊接段，其中疊接段產(chǎn)水與后期雁列正斷層的改造導(dǎo)致油氣藏被破壞有一定關(guān)系。結(jié)合已鉆井的產(chǎn)能和單位壓降采油量可知疊接段上主要為中、高產(chǎn)井，低產(chǎn)井少見，而非疊接段主體為中低產(chǎn)井及水井，揭示斷控縫洞型儲集體與斷層的分段特征有一定的相關(guān)性，同時在構(gòu)造樣式相同時，斷層的活動強(qiáng)度和規(guī)模制約著縫洞型儲層發(fā)育的規(guī)模。鉆井的產(chǎn)能差異不僅與鹽上碳酸鹽巖構(gòu)造層的縫洞型儲層發(fā)育規(guī)模有關(guān)，還與深層油氣的垂向輸導(dǎo)有一定關(guān)系，低產(chǎn)井和水井所在的鹽下膏鹽巖構(gòu)造層頂部均呈滑脫擠壓構(gòu)造樣式，推測與膏鹽巖的塑性流動逃逸導(dǎo)致斷層破碎帶的物性參數(shù)變差有關(guān)，主體分布在中段；中產(chǎn)井與高產(chǎn)井所在的鹽下膏鹽巖構(gòu)造層頂部呈拉分下掉或未明顯變形（SB5井區(qū)除外），表明膏鹽巖塑性活動的強(qiáng)度更弱，斷層的垂向構(gòu)造破碎帶受膏鹽封堵的作用有限，主要分布在斷層的北段和中段北端。從斷層平面分布來看，雁列活動強(qiáng)的北段單井產(chǎn)能明顯好于中段，指示加里東晚期和海西期的雁列正斷層活動強(qiáng)度對儲集體改造和油氣藏充注調(diào)整有一定的控制作用。SB5-8井中間地塊下掉并產(chǎn)水，表明雁列正斷層對早期的斷控縫洞型儲集體有改造破壞作用。海西期的雁列活動與油氣充注期相匹配，有利于油氣的垂向運(yùn)移，順北5號斷層中北段走滑性質(zhì)均在該時期發(fā)生改變，易于形成構(gòu)造滑脫空腔，并對鹽上碳酸鹽巖縫洞型儲集體具有進(jìn)一步的改造作用。中段的鉆井在志留系碎屑巖地層實(shí)鉆過程中較北段更易發(fā)生放空漏失及出鹽水，進(jìn)一步證實(shí)了大強(qiáng)度的雁列正斷層易于形成構(gòu)造滑脫空間。同時，SB5-6井實(shí)鉆表明，海西期期雁列正斷層的活動能對早期的走滑斷層及雁列正斷層進(jìn)行改造，并有利于走滑斷層在垂向空間上的油氣輸導(dǎo)性。中北段的油氣產(chǎn)能及單位壓降差異指示海西期雁列正斷層的活動強(qiáng)度適中，有利于油氣的充注及封閉，但中段雁列正斷層的強(qiáng)度過大導(dǎo)致油氣藏的封閉條件被破壞，整體油氣產(chǎn)能不如北段。

基于走滑斷層在不同構(gòu)造層的構(gòu)造變形特征，對斷控縫洞型油氣藏開展了系統(tǒng)研究后認(rèn)為，順北5號帶中北段整體通源能力強(qiáng)，制約油氣藏差異富集的關(guān)鍵因素為深層垂向輸導(dǎo)能力、鹽上碳酸鹽巖構(gòu)造成儲規(guī)模及后期儲層改造和油氣充注強(qiáng)度，這3個關(guān)鍵因素均受到不同構(gòu)造層中走滑斷層構(gòu)造變形特征及空間結(jié)構(gòu)控制，膏鹽巖塑性流動逃逸和海西期雁列正斷層活動強(qiáng)度控制了中北段的油氣富集程度。同一構(gòu)造樣式產(chǎn)能差異與深淺層不同構(gòu)造層的差異變形在空間上的組合有關(guān)，而同一疊接段或非疊接段上不同鉆井的產(chǎn)能差異與斷層在平面上非均質(zhì)性、垂向上的活動強(qiáng)度及深層膏鹽巖對油氣垂向運(yùn)移的封堵有關(guān)。

5　結(jié)論

1）塔里木盆地走滑斷層在空間上具有“分層變形、分段演化”的特征，順北5號斷層在不同構(gòu)造層中的構(gòu)造變形差異明顯，在立體空間上由下向上表現(xiàn)為直立走滑、膏鹽巖滑脫構(gòu)造、花狀構(gòu)造、右行雁列正斷層、左行雁列正斷層及繼承性左行雁列正斷層的垂向結(jié)構(gòu)序列。

2）立足于構(gòu)造層概念，對順北斷控裂縫油氣藏的立體評價具有科學(xué)性。斷控縫洞型油氣藏中斷層斷穿了第一構(gòu)造層底部，是溝通了寒武系玉爾吐斯組海相烴源巖的前提條件；同時貫穿膏鹽巖是油氣能順利進(jìn)入第二構(gòu)造層中斷控縫洞型儲層的必要條件；第二構(gòu)造層中的斷層分段特征及活動規(guī)模是制約斷控縫洞型儲層發(fā)育規(guī)模的關(guān)鍵因素；第三構(gòu)造層中的雁列正斷層與第二構(gòu)造層中的花狀構(gòu)造是否連通，是蓋層封堵性評價的重要內(nèi)容；第四構(gòu)造層的雁列正斷層活動強(qiáng)度是控制第二構(gòu)造層儲層改造規(guī)模和走滑斷層縱向空間連通性的決定因素；第五和第六構(gòu)造層中的雁列正斷層與海西晚期油氣充注具有良好的時空關(guān)系，其活動強(qiáng)度制約著油氣藏的充注強(qiáng)度，是油氣藏差異富集程度的關(guān)鍵所在。

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Spatial structure of Shunbei No. 5 strike-slip fault and its relationship with oil and gas reservoirs in the Tarim Basin

Lin Bo1，2，Yun Lu1，Li Haiying1，Xiao Chongyang1，Zhang Xu1，Liao Maohui1，Han Jun1，Wang Peng1，Xu Xuechun2

（1．，，，830011，；2．，，，130061，）

Small-scale strike-slip faults developed in the Tarim Basin are spatially characterized by “small displacement，long extension，plane segmentation and longitudinal stratification”. These geological characteristics，especially the longitudinal stratification，are believed to play an important role in hydrocarbon accumulation. Exploration activities in the Shunbei Oilfield in recent years have come across many fault-karst reservoirs and confirmed the impact of these faults on the pooling of oil and gas. However，how exactly the faults control the process of oil and gas accumulation is not fully clarified. The middle-north section of Shunbei No. 5 fault is selected to carry out a three dimensional assessment of the faults in terms of their role in connecting sources and accumulations as well as controlling，capping and improving reservoirs by using high-precision three-dimensional seismic fault analysis and three-dimensional evaluation technology based on available data of drilling，logging and well performance. The results show that the faults have the characteristics of “vertical layered deformation and plane piecewise evolution” in different structural layers. Their structural responses are also very different，revealing a vertical structural sequence from bottom up of vertical slipping，gypsum-salt detachment structure，flower structure，right-lateral echelon normal fault，left-lateral echelon normal fault and inherited left-lateral echelon normal fault. The structural styles of the faults in different structural layers exert different effect on oil and gas accumulations. This study provides a basis for better understanding the process of oil and gas accumulation and wiser selections of exploration targets，thus can be used as a guiding reference for oil and gas exploration and development in the future.

fault，oil and gas accumulation system，fault-karst reservoir，strike-slip，Shunbei Oilfield，Tarim Basin

TE122.2

A

0253-9985（2021）06-1344-10

10.11743/ogg20210609

2020-06-27；

2021-10-19。

林波（1989—），男，博士、助理研究員，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)。E?mail： linbo_nwpb@163.com。

云露（1972—），男，博士、教授級高級工程師，石油地質(zhì)。E?mail： yunl.xbsj@sinopec.com。

國家自然科學(xué)基金企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金項(xiàng)目（U21B2063）；中國石化科技部項(xiàng)目（P21033-1，P21071）；博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目（2018M6331865）。

（編輯 董立）