鄂爾多斯盆地西南緣鎮(zhèn)涇地區(qū)斷縫體發(fā)育特征及油氣富集規(guī)律

楊桂林，任戰(zhàn)利，何發(fā)岐，張園園，王寶江，祁 凱

（1.大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069；2.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069；3.中國(guó)石化華北油氣分公司，河南 鄭州 450006；4.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司，陜西 西安 710069；5.西昌學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院，四川 西昌 615000）

斷縫體顧名思義是一類兼容斷裂和裂縫的地質(zhì)體單元，是針對(duì)斷裂-裂縫發(fā)育的致密儲(chǔ)層所提出的概念。王威等學(xué)者2019年在四川盆地須家河組氣藏特征研究過程中引入斷縫體這一概念，描述一種呈網(wǎng)狀規(guī)模分布的縫、孔儲(chǔ)滲體，這類儲(chǔ)滲體受斷裂和褶皺伴生裂縫共同限定［1］。黃偉將斷裂及其周緣裂縫帶共同構(gòu)成的地質(zhì)單元定義為斷縫體，同時(shí)結(jié)合螞蟻體追蹤法及曲率屬性對(duì)斷縫體進(jìn)行了檢測(cè)和識(shí)別［2］。同年，何發(fā)岐等利用測(cè)井、地震分析技術(shù)對(duì)鄂南彬長(zhǎng)地區(qū)斷縫體進(jìn)行三維刻畫［3］。李輝通過分帶建立模型的方法在中國(guó)東部某區(qū)域建立了斷縫體地質(zhì)模型［4］。王威、黃仁春等對(duì)川東北須家河組斷縫體氣藏模型再次進(jìn)行了完善，在前期只考慮斷裂、裂縫因素控制縫網(wǎng)的基礎(chǔ)上，增加了砂體等控制因素［5-6］。劉振峰、劉君龍等結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料對(duì)川西坳陷須家河組斷縫體內(nèi)部的斷縫特征進(jìn)行分析，明確了氣藏有利分布區(qū)［7-8］。盡管已有學(xué)者通過測(cè)井、地震等不同手段對(duì)斷縫體進(jìn)行了刻畫和研究，但未形成一套系統(tǒng)的研究方法，對(duì)油氣成藏和富集的控制等問題有待學(xué)者去完善和解決。

鎮(zhèn)涇地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南緣構(gòu)造轉(zhuǎn)折帶（圖1），油氣資源量高達(dá)3.2×108t，尤其是長(zhǎng)8段（三疊系延長(zhǎng)組8段）主力油層組產(chǎn)能規(guī)模更高，勘探開發(fā)前景廣闊［9-11］，中生界延長(zhǎng)組斷裂-裂縫大規(guī)模發(fā)育。針對(duì)此類儲(chǔ)集層，2020年何發(fā)岐等學(xué)者首次在研究區(qū)引入斷縫體概念，即由斷裂、伴生脆性破碎帶及被其改造過的致密低滲砂巖共同構(gòu)成的儲(chǔ)集體，其上部及側(cè)面均有非滲透泥質(zhì)巖、致密層等封擋［3］，并在區(qū)內(nèi)斷縫體中發(fā)現(xiàn)多個(gè)開發(fā)效果良好的油藏。研究表明斷縫是控制中生界延長(zhǎng)組油氣富集的主要因素［3，12-13］。但迄今為止對(duì)斷縫體類型、發(fā)育特征及其控藏作用仍缺乏深入研究，制約了下一步勘探開發(fā)。針對(duì)研究區(qū)中生界長(zhǎng)8段，綜合各因素對(duì)斷縫體帶的斷裂級(jí)別、形成時(shí)期及組合樣式等特征進(jìn)行系統(tǒng)研究，同時(shí)深入探討斷縫與油氣成藏的時(shí)空配置關(guān)系及其對(duì)斷縫體油藏的控制機(jī)理，研究成果對(duì)斷縫體油藏高效勘探開發(fā)有重要指導(dǎo)意義。

圖1 鄂爾多斯盆地南部斷裂體系Fig.1 Map showing the fault system in thesouthern Ordos Basin

1 斷縫體刻畫

斷縫體是由斷裂和伴生破碎帶（裂縫）共同構(gòu)成，本次在對(duì)斷裂和裂縫系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，采用由點(diǎn)到線-面再到體的流程對(duì)斷縫體內(nèi)幕進(jìn)行精細(xì)刻畫，以地震解釋斷裂為重點(diǎn)，從地質(zhì)、實(shí)鉆和地震3個(gè)方面綜合分析確定斷縫體發(fā)育邊界和范圍。

地質(zhì)上，通過裂縫密度與到主斷裂距離的交會(huì)分析，厘定斷裂對(duì)裂縫帶的影響范圍。通過巖心和成像測(cè)井統(tǒng)計(jì)的裂縫密度與到主斷裂距離，總體上具有較好的相關(guān)性，距離主斷裂越近，裂縫越發(fā)育，密度值越高，反之裂縫發(fā)育程度越低（圖2a）。圖中存在兩個(gè)異常分布區(qū)Ⅰ和Ⅱ：區(qū)域Ⅰ距離主斷裂近，理論上裂縫發(fā)育程度應(yīng)該很高，實(shí)際測(cè)算則較低，是因?yàn)樗鶞y(cè)算點(diǎn)所屬的主斷裂本身尺度就非常小，且周圍無大斷裂存在，故裂縫不發(fā)育；區(qū)域Ⅱ距離主斷裂較遠(yuǎn)，天然裂縫較發(fā)育，究其原因，認(rèn)為該區(qū)域裂縫屬非斷裂伴生縫，主要是一些節(jié)理縫和成巖縫。從巖心和成像井裂縫密度統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，主斷裂的影響范圍限于3 200 m之內(nèi)，距離主斷裂最近為15 m，對(duì)應(yīng)裂縫密度為3.20條/m，最遠(yuǎn)為3 200 m，相應(yīng)裂縫密度為0.16條/m，裂縫幾乎不發(fā)育。

圖2 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)8段斷縫邊界綜合分析Fig.2 Comprehensive analysis diagrams of fault-fracture boundary of the Chang 8 member，Zhenjing area，Ordos Basin

實(shí)鉆裂隙點(diǎn)能夠客觀真實(shí)地反映斷縫帶發(fā)育界限。本次分別對(duì)NW向和NE向主斷裂與實(shí)鉆裂隙點(diǎn)間的距離進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析（圖2b），結(jié)果表明，無論是NE向還是NW向斷裂，其裂縫波及范圍大致都為3 000 m之內(nèi)，超出此范圍的區(qū)域裂縫一般欠發(fā)育，部分區(qū)域裂縫發(fā)育程度高并非是主斷裂所引起。NE向和NW向斷裂間的裂縫波及帶又存在些許差異，NE向主斷裂的波及范圍主要分布于1 200 m之內(nèi)，約占NE向總實(shí)鉆裂隙點(diǎn)的89%（圖2b）；而NW向主斷裂波及寬度在2 200 m之內(nèi)，在NW向總實(shí)鉆裂隙點(diǎn)中占比為85%（圖2b）。實(shí)鉆分析認(rèn)為主斷裂的裂縫帶波及范圍為2 200 m，距離較遠(yuǎn)的區(qū)域主要發(fā)育一些成巖縫和節(jié)理縫，受主斷裂影響甚小。

地震解釋方面，以三維疊后連片處理后的數(shù)據(jù)體為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行多屬性分析，最終優(yōu)選極大似然體（fault likelihood）屬性對(duì)長(zhǎng)8段斷縫體邊界進(jìn)行圈定［14-17］①任戰(zhàn)利，王寶江，張園園，等.紅河油田主力油層組構(gòu)造、斷裂特征及與油藏成藏關(guān)系研究［R］.河南：中國(guó)石化華北油氣分公司，2018.。

利用極大似然裂縫檢測(cè)技術(shù)對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)8段裂縫進(jìn)行刻畫，對(duì)極大似然邊界值反復(fù)厘定，結(jié)合已有巖心、成像測(cè)井及實(shí)鉆裂隙點(diǎn)進(jìn)行校正，最終確定極大似然體門檻值大于0.1即為斷縫體邊界，紅色和黃色指示主斷裂發(fā)育位置，綠色和天藍(lán)色代表主斷裂所波及的裂縫發(fā)育范圍（圖3）。HH26等井均位于長(zhǎng)8段斷裂發(fā)育帶（紅色-黃色），成像測(cè)井和巖心觀測(cè)結(jié)果同樣顯示這些井所處位置裂縫發(fā)育，預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)鉆結(jié)果高度吻合，表明極大似然體法對(duì)斷縫的識(shí)別具有精度高、連續(xù)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，分析結(jié)果更加接近斷縫原貌。測(cè)量可知，斷縫帶范圍由幾百米至兩千多米不等，但總體處于2 500 m之內(nèi)。綜合地質(zhì)、鉆井及極大似然法進(jìn)行斷縫體邊界圈定的同時(shí)，利用巖心、測(cè)井等資料進(jìn)行標(biāo)定，并將砂體展布與校正后的斷裂-裂縫進(jìn)一步疊合，對(duì)斷縫體進(jìn)行三維雕刻（圖4）。

圖3 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)井-震結(jié)合斷縫邊界厘定Fig.3 Delineation of fault-fracture boundaries based on well-tied seismic interpretation，Zhenjing area of Ordos Basin

圖4 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)8段頂面構(gòu)造-斷縫體疊合圖Fig.4 Superimposition diagram of the structures and fault-fracture bodies of Chang 8 member，Zhenjing area，Ordos Basin

2 斷縫體形成與油氣成藏的時(shí)間配置關(guān)系

鎮(zhèn)涇地區(qū)斷縫體是多期構(gòu)造活動(dòng)的產(chǎn)物，各時(shí)期應(yīng)力背景不盡相同，進(jìn)而影響油氣的運(yùn)移和聚集［12，18-23］。因此，在控藏機(jī)制分析之前有必要先搞清研究區(qū)斷縫的形成時(shí)期、油氣成藏期及二者的配置關(guān)系。以長(zhǎng)8段斷縫體油藏為研究對(duì)象，通過地震屬性、C-O同位素和包裹體測(cè)溫-熱演化史恢復(fù)、伊利石測(cè)年等手段，明確長(zhǎng)8段斷縫體形成期和油氣成藏期，同時(shí)結(jié)合斷縫演化歷史，闡明斷縫體與油藏的匹配關(guān)系。

2.1 斷縫體形成期次

鎮(zhèn)涇地區(qū)構(gòu)造位置特殊，應(yīng)力環(huán)境復(fù)雜［9-10］。明確斷縫體發(fā)育期次是后續(xù)油氣成藏與斷縫體空間配置關(guān)系研究的前提，對(duì)斷縫體期次的確定實(shí)際上就是對(duì)斷縫體內(nèi)斷裂的期次進(jìn)行判識(shí)，因此分析斷裂活動(dòng)期次，能夠間接厘定斷逢體發(fā)育期次［24-29］。

2.1.1 地震解釋分析斷縫體發(fā)育期次

區(qū)內(nèi)斷裂由多期幕式構(gòu)造活動(dòng)所形成?；跇?gòu)造演化史的分析，利用地震解釋-地質(zhì)限定的方法對(duì)全區(qū)長(zhǎng)8段斷縫體期次進(jìn)行確定?；驹砭褪峭ㄟ^地震剖面解釋斷裂，分析其斷穿的具體層段、相互切割關(guān)系及對(duì)應(yīng)時(shí)代，并由地質(zhì)演化歷史進(jìn)行限定，從而判斷其形成時(shí)期［22，24］。

基于此原理，并結(jié)合前人對(duì)研究區(qū)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)，對(duì)全區(qū)斷縫體帶內(nèi)的斷裂期次進(jìn)行判識(shí)，認(rèn)為研究區(qū)主要?dú)v經(jīng)3期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（圖5）。第一期：中—晚三疊世受印支運(yùn)動(dòng)的影響，近SN向的擠壓應(yīng)力環(huán)境促使研究區(qū)中部和南部率先產(chǎn)生NWW向走滑斷裂，并伴生部分近EW向雁列式平行斷裂；第二期：晚侏羅世—白堊世，在NW-SE向的左旋剪切擠壓應(yīng)力背景下，形成NNE向斷裂，同時(shí)印支期形成的NWW向斷裂再次被改造；第三期：白堊紀(jì)沉積之后形成的改造性斷裂是區(qū)內(nèi)最新一期斷裂，在喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)右旋剪切拉張應(yīng)力環(huán)境下產(chǎn)生，區(qū)域應(yīng)力方向?yàn)镹W-SE向拉伸、NE向擠壓。

圖5 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)斷縫體帶斷裂發(fā)育期次Fig.5 Developmental stages of faults in the fault-fracture body belt，Zhenjing area，Ordos Basin

2.1.2 裂縫充填物同位素分析

裂縫的形成必然伴隨著巖體空間的擴(kuò)大，此時(shí)裂縫帶內(nèi)飽和地層水會(huì)發(fā)生礦物結(jié)晶并析出，附著于裂縫內(nèi)［30-31］。結(jié)晶礦物中氧同位素與裂縫形成時(shí)的水體條件和溫度有密切聯(lián)系，由氧同位素值結(jié)合地溫梯度值反算礦物結(jié)晶時(shí)的溫度，同時(shí)綜合地層埋藏史特征分析，即可確定裂縫形成時(shí)期，這就是利用裂縫充填物明確斷裂期次的主要原理［30-31］。與漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史相比，裂縫的發(fā)育可視為是瞬間完成的［32-33］，所以可由此法對(duì)裂縫期次進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

以研究區(qū)長(zhǎng)8段為例，選用Smith和Fritz提出的針對(duì)老地層的古溫度計(jì)算方程（1）：

式中：t為方解石礦物形成時(shí)的溫度，℃；δ18O為礦物氧同位素值，‰；δ18Ow為水介質(zhì)氧同位素值［30-31］，‰。

本次利用Thermo Finnigan MAT 253氣體穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀（IRMS）和Gas Bench多用途樣品制備裝置對(duì)方解石充填物的C-O同位素進(jìn)行分析測(cè)試。在分析之前首先將樣品粉碎并研磨至200目大小，在玻璃瓶中加入0.3 mg的粉末樣品，在70℃下與磷酸反應(yīng)2 h。然后以氦氣作為載體將產(chǎn)生的CO2轉(zhuǎn)移至IRMS系統(tǒng)中進(jìn)行分析。其中進(jìn)樣采用CombiPAL自動(dòng)進(jìn)樣器，利用PoraPbtQ色譜柱（25 m×0.32 mm）進(jìn)行分析。經(jīng)過多次的重復(fù)分析，δ13C和δ18O的分析標(biāo)準(zhǔn)偏差分別低于0.06%和0.08%，然后采用國(guó)標(biāo)GBW04405（CaCO3，δ13C=0.57‰，δ18O=-8.49‰）對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行校正。

利用C-O同位素的相關(guān)性對(duì)30個(gè)樣品分析結(jié)果（包括部分前人的測(cè)試結(jié)果）（表1）的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)。通常認(rèn)為，C-O同位素間相關(guān)性較好，則說明二者經(jīng)歷了成巖改變，形成時(shí)的原始信息未被有效保留，反之則認(rèn)為其有效地保留了原始信息。經(jīng)分析可知，C-O同位素間的相關(guān)系數(shù)僅為0.02（圖6a），幾乎不相關(guān)，故認(rèn)為此次分析結(jié)果有效，可用來反映裂縫形成時(shí)的原始信息。以本次測(cè)試數(shù)據(jù)為主，并收集部分前人的測(cè)試結(jié)果［29］，綜合分析認(rèn)為，研究區(qū)中生界δ18O平均值為-18.37‰，總體分布于-23.43‰～8.38‰；δ13C平均為-6.55‰，分布范圍是-18.77‰～1.16‰。由δ13C和δ18O交會(huì)分析發(fā)現(xiàn)，其分區(qū)特征明顯，3個(gè)分布區(qū)即代表斷縫存在3期成因（圖6b）。延安組和延長(zhǎng)組屬湖相-河流體系，δ18Ow通常取值為-10‰代入公式（1）進(jìn)行古溫度反算。Ⅰ區(qū)的δ18O值主要集中于-10.56‰，由公式（1）換算至斷縫體形成時(shí)期的溫度為35.23℃；Ⅱ區(qū)的δ18O值主要集中于-16.83‰，由公式（1）換算至斷縫體形成時(shí)期的溫度為102.46℃；Ⅲ區(qū)的δ18O值主要集中于-19.93‰，換算至斷縫體形成時(shí)期的溫度為156.03℃。結(jié)合前人研究成果，通過對(duì)地表溫度和地溫梯度參數(shù)的反復(fù)選取、計(jì)算和分析，最終取地表平均溫度20℃、地溫梯度55℃/km對(duì)3期裂縫形成期的埋深進(jìn)行反算，計(jì)算結(jié)果顯示Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ區(qū)的對(duì)應(yīng)埋深分別為276.86，1 499.29和2 473.36 m。此分析結(jié)果與HH112井埋藏史圖的對(duì)比分析顯示（圖7），研究區(qū)斷縫體帶內(nèi)主要存在3期斷裂，印支期（Ⅰ區(qū)）、燕山期（Ⅱ區(qū)）和喜馬拉雅期（Ⅲ區(qū)），分析結(jié)果同王翠麗的聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致［34］（圖7）。

圖6 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界碳-氧同位素分析Fig.6 Correlation analysis of the Mesozoic C-Oisotopes，Zhenjing area，Ordos Basin

圖7 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)HH112井埋藏史與裂縫期次匹配關(guān)系Fig.7 Matching relationship between burial history and fracture stages of Well HH112，Zhenjing area，Ordos Basin

表1 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)裂縫充填同位素分析Table 1 Isotopic analysis of fracture filling，Zhenjing area，Ordos Basin

綜上地震-地質(zhì)解釋、斷縫帶內(nèi)方解石脈體測(cè)試，認(rèn)為研究區(qū)斷縫體帶內(nèi)斷縫主要形成于3期構(gòu)造活動(dòng)，其中燕山期是最主要也是最關(guān)鍵的斷縫形成期，喜馬拉雅期和印支期斷裂活動(dòng)相對(duì)較弱［26，34］。

2.2 油氣成藏期分析

通過包裹體測(cè)溫-熱演化史恢復(fù)和伊利石測(cè)年兩種方法確定研究區(qū)長(zhǎng)8段油氣成藏期。在西北大學(xué)熱年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室，利用LINKM600型冷熱臺(tái)，在電壓10.5 V、室內(nèi)溫度26℃、濕度65%的條件下，測(cè)試HH188和HH156等12口井長(zhǎng)8段巖樣的冰點(diǎn)溫度和均一溫度。本次測(cè)試對(duì)象為與烴類包裹體共生的鹽水包裹體，主要賦存于石英加大邊或裂隙和石英內(nèi)部。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知，包裹體均一溫度為69～155℃，范圍較廣，峰值介于100～125℃。利用此結(jié)果對(duì)埋藏史恢復(fù)圖進(jìn)行標(biāo)定，確定長(zhǎng)8段油藏的主成藏期為120～110Ma（圖8）。當(dāng)油氣進(jìn)入儲(chǔ)層后，自生伊利石的生長(zhǎng)便會(huì)停止，故認(rèn)為其停止生長(zhǎng)的時(shí)間就是油氣成藏期［26，32-33］。本次伊利石測(cè)試分析是利用VG3600質(zhì)譜儀，在樣品1 500℃熔化的同時(shí)，將38Ar稀釋劑精準(zhǔn)投入并稀釋，然后測(cè)定38Ar/36Ar和40Ar/38Ar的同位素比值，求取樣品放射性成因40Ar，最后依據(jù)K含量計(jì)算相應(yīng)年齡［30］。HH192和HH198兩口井長(zhǎng)8段含油砂巖伊利石定年分析結(jié)果顯示，長(zhǎng)8段油藏的成藏期為115～105 Ma（表2），與包裹體分析結(jié)果一致，因此認(rèn)為研究區(qū)長(zhǎng)8段油藏的形成為連續(xù)的成藏過程，主成藏期為120～105 Ma，即早白堊世中晚期（圖8）②任戰(zhàn)利，楊桂林，王寶江，等.鎮(zhèn)涇區(qū)塊“斷縫體”油藏特征及成藏模式研究［R］.河南：中國(guó)石化華北油氣分公司，2020.。

表2 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)8段自生礦物（伊利石）K-Ar同位素定年分析數(shù)據(jù)Table 2 K-Ar isotopic dates of authigenic minerals（illite）in the Chang 8 member，Zhenjing area，Ordos Basin

圖8 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)8段熱演化史約束的油氣成藏分析Fig.8 Analysis of hydrocarbon accumulation constrained by thermal evolution history of Chang 8 member in Zhenjing area of Ordos Basin

2.3 斷縫體期次與油氣成藏期的配置關(guān)系

鎮(zhèn)涇地區(qū)中生代以來的3期構(gòu)造活動(dòng)對(duì)盆地演化和油氣的運(yùn)聚有重要的影響［31］，在明確油氣成藏期和斷縫體發(fā)育期的基礎(chǔ)上，對(duì)二者的配置關(guān)系作進(jìn)一步分析。

印支時(shí)期，盆地西南部隆升為研究區(qū)提供了良好物源基礎(chǔ)，中生界最重要的源巖層——長(zhǎng)7段底部灰黑色油頁(yè)巖和泥巖便形成于該時(shí)期［27-28，35］。印支晚期，近SN向的擠壓應(yīng)力環(huán)境促使研究區(qū)中部率先產(chǎn)生NWW向走滑斷裂，并伴生部分近EW向雁列式平行斷裂。古地貌表現(xiàn)為東北低、西南高的特征，長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)源巖層主要集中發(fā)育于研究區(qū)東北部［27］。燕山期，早白堊世研究區(qū)長(zhǎng)7段底部源巖層在區(qū)域性構(gòu)造熱事件的驅(qū)動(dòng)下［36-38］，熱演化程度加強(qiáng)，生、排烴也已達(dá)高峰，原油大量排出，在源-儲(chǔ)壓差的作用下向儲(chǔ)集層運(yùn)移，該時(shí)期也是研究區(qū)長(zhǎng)8段油藏的主成藏期［35，39-41］。

晚侏羅世—白堊世，在NW-SE向的左旋剪切擠壓應(yīng)力背景下，全區(qū)發(fā)育NNE向斷裂［27］。燕山大規(guī)模成藏期與該構(gòu)造活動(dòng)同步，所產(chǎn)生的NNE向斷裂弱化了儲(chǔ)層致密進(jìn)程，有效溝通了長(zhǎng)8段與長(zhǎng)7段源巖層，油氣順斷縫帶運(yùn)移至長(zhǎng)8段儲(chǔ)層，并聚集成藏，形成斷縫體油藏［28］。

古近紀(jì)以來，長(zhǎng)7段源巖層熱演化終止，長(zhǎng)8段儲(chǔ)層趨于致密，受喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的影響，盆地隆升［35］，油氣再次運(yùn)移調(diào)整。此時(shí)在喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)NW-SE向右旋拉張應(yīng)力環(huán)境下，NNE向張扭性斷裂大量形成，同時(shí)對(duì)燕山期形成的NEE向斷裂和印支運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的NWW向斷裂加以改造，使其活化，成為該期油氣運(yùn)移的主要通道，將早期平衡的油藏動(dòng)態(tài)打破并進(jìn)行改造調(diào)整，造成研究區(qū)長(zhǎng)8段油藏差異富集現(xiàn)象。

3 斷縫體組合特征及對(duì)油藏的控制

受印支、燕山和喜馬拉雅3期構(gòu)造活動(dòng)影響，研究區(qū)斷縫交切疊加，在空間上呈差異性分布［26-28］。分析發(fā)現(xiàn)，鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)8段斷逢體剖面與對(duì)應(yīng)的平面構(gòu)造樣式兩兩組合，構(gòu)成了5種構(gòu)造組合樣式，分別為帚狀-塹壘式、雁列-階梯式、平行直線-地塹式、拉分地塹-花狀、直線-緊閉平移式（圖9）。

雁列-階梯式組合與走滑應(yīng)力密切相關(guān)，是由同一應(yīng)力環(huán)境下形成的一系列走向、傾向、規(guī)模及性質(zhì)相同或近乎相同的斷裂所構(gòu)成。在平面上呈雁列狀展布，端部有時(shí)收斂于同一側(cè)的主干斷裂［19，21-22，42］，在剖面上呈階梯狀（圖9）。這些斷裂形成于同一構(gòu)造歷史時(shí)期，應(yīng)力背景相同，多為旋鈕作用的結(jié)果，常發(fā)育于盆地邊緣。

拉分地塹-花狀組合構(gòu)造樣式位于平面上斷裂重疊區(qū)，呈菱形狀，規(guī)模差異較大，由數(shù)十千米至數(shù)百米不等［18-19，21-22，42-43］。在強(qiáng)張扭應(yīng)力背景下形成，斷面為應(yīng)力集中區(qū)，拉扭作用將地層拉分形成地塹，并伴生大批裂縫切割早期溶孔。隨著拉張作用的持續(xù)，地塹兩側(cè)的空間逐步擴(kuò)展，小斷裂和裂縫進(jìn)一步發(fā)育，為油氣聚集成藏提供了有利空間。通常平面上菱形狀短邊是正斷裂，長(zhǎng)邊是走滑斷裂。剖面上，與拉分地塹相對(duì)應(yīng)的構(gòu)造樣式為花狀，又稱棕櫚樹構(gòu)造。該組合整體呈花狀形態(tài)，具有活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、發(fā)育早的特點(diǎn)（圖9）。拉分地塹-花狀構(gòu)造組合對(duì)小斷裂和裂縫的發(fā)育極為有利，對(duì)油氣運(yùn)聚具有重要意義。

帚狀-塹壘式組合的形成受走滑旋扭作用影響較大，是歷經(jīng)多期斷裂改造的一個(gè)表現(xiàn)。在平面上呈帚狀，次級(jí)斷裂發(fā)育終止于主干斷裂，多為正斷裂。各斷裂在剖面上具有相反傾向，相鄰斷裂間共享上升盤或下降盤，并形成相應(yīng)的地壘和地塹，表現(xiàn)為塹壘狀［18-19，21-22，42-43］（圖9）。

平行直線-地塹式構(gòu)造樣式內(nèi)斷裂之間距離相等，在平面上呈平行狀。剖面上特征與平面類似，且傾向相反的斷裂之間會(huì)共享下降盤，表現(xiàn)為地塹樣式［19，21，43］（圖9）。這些斷裂有正有逆，但同一樣式中斷裂具有相同應(yīng)力背景［15，38］。直線型-緊閉平移構(gòu)造組合樣式相對(duì)其他樣式較為簡(jiǎn)單，在全區(qū)均有發(fā)育（圖9）。平面上表現(xiàn)為單一的直線狀，局部稍有彎曲，與其他斷裂未構(gòu)成明確的組合［19，21-22，42-43］。

圖9 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)斷縫體組合特征綜合分析Fig.9 Comprehensive characterization of combinations in fault-fracture bodies，Zhenjing area，Ordos Basin

3.1 雁列-階梯式組合控藏機(jī)制

以12井區(qū)翟池?cái)嗔褞?nèi)斷縫體為例，結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料對(duì)雁列-階梯式組合樣式的控藏機(jī)制進(jìn)行探討（圖10a）。雁列-階梯式組合斷裂根部呈張扭性，該位置HH12P31，HH12P34和HH12P28井穩(wěn)產(chǎn)期日產(chǎn)量分別為23.73，15.90和43.23 t，累產(chǎn)分別為20 261.01，13 245.28和11 257.26 t，均屬高產(chǎn)類井，且穩(wěn)產(chǎn)延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。該樣式中部為斷裂平移部位，應(yīng)力狀態(tài)居中。此處的HH12P20和HH12P23井日產(chǎn)分別為5.75和18.45 t，累產(chǎn)分別為6 260.34和6 106.20 t，油氣富集程度較斷裂根部差。樣式中斷裂依次收斂的部位呈壓扭性，不利于油氣的運(yùn)聚。如HH37P64和HH37P67井日產(chǎn)和累產(chǎn)均較其他部位更低，日產(chǎn)分別為5.77和0.27 t，累產(chǎn)分別為1 708.61和107.75 t。總體而言，雁列-階梯式組合中，斷裂根部更有利于油氣富集，其次是中部的平移段，斷裂依次收斂的部位油氣富集程度相對(duì)較差。究其原因，該樣式中斷裂根部處于張扭性應(yīng)力釋放環(huán)境，斷縫發(fā)育程度最高，實(shí)鉆過程中也是裂隙點(diǎn)最集中的部位，極大增強(qiáng)了該部位斷縫間的連通性，從而促進(jìn)油氣聚集成藏。斷裂呈雁列狀依次收斂端為壓扭段，斷縫發(fā)育程度較弱，油氣富集程度相對(duì)較差。雁列-階梯式樣式中部，無論是應(yīng)力狀態(tài)還是斷縫發(fā)育程度均介于上述兩個(gè)部位之間，相應(yīng)的油氣富集程度也介于二者之間。

圖10 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)斷縫體組合控藏機(jī)制綜合分析Fig.10 Comprehensive analysis of reservoir control mechanismof fault-fracture body combinations，Zhenjing area，Ordos Basin

3.2 拉分地塹-花狀構(gòu)造組合控藏機(jī)制

玉都大斷裂東部與紅河凸起帶西部相交區(qū)的拉分地塹-花狀組合大致可分為3個(gè)區(qū)域：拉張區(qū)、相對(duì)擠壓區(qū)和不同走向斷裂交會(huì)區(qū)（圖10b）。結(jié)合部分水平井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料分析，發(fā)現(xiàn)相比于斷裂交會(huì)區(qū)和相對(duì)擠壓區(qū)而言，拉張區(qū)的HH55P21，HH55P22和HH55P24井油氣產(chǎn)量最高，穩(wěn)產(chǎn)期日產(chǎn)量分別是21.85，6.54和11.05 t，累產(chǎn)分別為6 858.48，7 630.21和8 908.14 t。其次是斷裂交會(huì)區(qū)的HH33P1和HH55P66井，穩(wěn)產(chǎn)期日產(chǎn)量分別為7.83和9.83 t，累產(chǎn)分別為6 872.81和6 939.86 t。拉張區(qū)和斷裂交會(huì)區(qū)均達(dá)到了中產(chǎn)水平。而位于擠壓區(qū)的井均為低產(chǎn)井，如HH55P63和HH55P2井，穩(wěn)產(chǎn)期日產(chǎn)量分別為1.61和4.09 t，累產(chǎn)分別為762.29和1 365.78 t（圖10b）。對(duì)拉分地塹-花狀組合不同部位油氣差異分布的主因進(jìn)行分析，認(rèn)為該樣式的拉分區(qū)由于拉張作用優(yōu)化了斷縫體內(nèi)斷縫間的連通性，擴(kuò)大了儲(chǔ)集空間，是該樣式中最有利于油氣聚集的部位。斷裂交會(huì)區(qū)通常是不同時(shí)期斷裂疊加而成，新產(chǎn)生的斷裂促使前期的斷裂再次活化，提高斷縫有效性，且該區(qū)域應(yīng)力較為集中，斷縫較發(fā)育，亦是油氣良好的儲(chǔ)集空間。相對(duì)擠壓區(qū)斷縫也比較發(fā)育，但受擠壓應(yīng)力的影響，斷縫的連通性和有效性變差，不利于油氣聚集成藏。

3.3 帚狀-塹壘式組合控藏機(jī)制

極大似然法斷縫檢測(cè)結(jié)果顯示，索羅斷裂帶和花所斷裂帶交匯處的帚狀-塹壘式組合中，NEE和NWW向斷裂交會(huì)區(qū)斷縫最發(fā)育，也是實(shí)鉆裂隙點(diǎn)分布最密集的區(qū)域（圖10c），為油氣聚集成藏奠定了良好的空間基礎(chǔ)。由于晚期燕山運(yùn)動(dòng)的影響，促使印支期NWW向斷裂活化，增強(qiáng)了斷縫有效性，擴(kuò)大了油氣儲(chǔ)集空間。實(shí)際開發(fā)中，位于帚狀-塹壘式組合交會(huì)區(qū)的HH36P80，HH36P83，HH36P81和HH36P118井穩(wěn)產(chǎn)期日產(chǎn)分別是26.38，13.78，13.28和11.26 t，累產(chǎn)分別為7 562.40，5 510.18，9 509.43和6 926.69 t。無論是日產(chǎn)量還是累產(chǎn)均高于該樣式其他區(qū)域（HH73P48，HH74P16和HH73P44井，日產(chǎn)分別為1.06，0.68和0.03 t，累產(chǎn)分別是164.9，601.05和5.71 t）（圖10c），進(jìn)一步說明帚狀-塹壘式組合中斷裂交會(huì)區(qū)較其他區(qū)域更有利于油氣富集。同時(shí)對(duì)樣式中NWW向斷裂的應(yīng)力性質(zhì)進(jìn)行分析（圖10c），將張扭段HH36P83井與壓扭段HH74P16及HH73P44井的生產(chǎn)情況進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明張扭區(qū)受張扭作用的影響，斷縫空間得以擴(kuò)大，油氣富集程度明顯優(yōu)于壓扭區(qū)。

3.4 平行直線-地塹式和直線-緊閉平移式組合控藏機(jī)制

以研究區(qū)東南部上肖斷裂帶內(nèi)斷縫體為例（圖10d），紅色陰影區(qū)斷縫體內(nèi)發(fā)育平行直線型-地塹式組合樣式，該樣式是由兩條中等規(guī)模的四級(jí)斷裂構(gòu)成，呈北東東向展布；藍(lán)色陰影區(qū)發(fā)育直線型-緊閉平移組合樣式，僅發(fā)育一條燕山期的四級(jí)斷裂。結(jié)合實(shí)際開發(fā)情況對(duì)兩種組合樣式的控藏機(jī)制進(jìn)行分析（圖10d），位于平行直線-地塹式組合區(qū)的HH12P60和HH12P61井累產(chǎn)分別為4 103.01和1 926.26 t，其中HH12P60井穩(wěn)產(chǎn)期日產(chǎn)量達(dá)7.29 t，產(chǎn)能整體高于直線-緊閉平移式組合區(qū)的HH37P77和HH37P35井，這兩口井日產(chǎn)分別是2.56和2.02 t，累產(chǎn)分別為937和1 480.85 t。雖然HH12P60和HH12P61井所處位置的砂體發(fā)育程度較HH37P77和HH37P35井差，但其斷縫發(fā)育更為密集，故油井產(chǎn)量更高。這充分說明研究區(qū)內(nèi)控制油氣富集程度的主因是斷縫。單獨(dú)分析平行直線-地塹式組合發(fā)現(xiàn)，同時(shí)鉆穿該樣式中兩條斷裂的水平井HH12P60產(chǎn)量明顯高于鉆遇一條斷裂的HH12P61井，這也是斷縫差異性發(fā)育的結(jié)果。

綜上分析，認(rèn)為研究區(qū)斷縫體內(nèi)主要發(fā)育5種組合樣式：帚狀-塹壘式、雁列-階梯式、平行直線-地塹式、拉分地塹-花狀構(gòu)造以及直線-緊閉平移式組合。斷縫作為研究區(qū)油氣主要的運(yùn)移通道和聚集空間，是控制油藏分布的關(guān)鍵因素，不同的斷縫組合樣式控藏機(jī)制有所不同。對(duì)5種組合樣式的控藏機(jī)制進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)雁列-階梯式組合樣式最有利于油氣富集，其次是拉分地塹-花狀、帚狀-塹壘式組合樣式，平行直線-地塹式和直線-緊閉平移式組合樣式中油氣富集程度最差。

4 結(jié)論

1）據(jù)發(fā)育規(guī)模、斷穿層位、延伸長(zhǎng)度及斷裂幾何動(dòng)力學(xué)特征，鎮(zhèn)涇地區(qū)發(fā)育三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)和六級(jí)斷裂。斷縫體內(nèi)包含五種構(gòu)造組合樣式，分別是帚狀-塹壘式、雁列-階梯式、平行直線-地塹式、拉分地塹-花狀和直線-緊閉平移式。

2）基于構(gòu)造演化史和地層埋藏史分析，通過地震解釋和C-O同位素分析技術(shù)明確斷縫體內(nèi)主要存在3期斷裂構(gòu)造：印支期、燕山期和喜馬拉雅期。其中燕山期是最主要也是最關(guān)鍵的斷縫形成期，喜馬拉雅期和印支期斷裂活動(dòng)相對(duì)較弱。包裹體測(cè)溫及伊利石定年分析表明長(zhǎng)8段油藏主成藏期為120～105 Ma，即早白堊世中晚期。

3）斷縫有效溝通油源，改善儲(chǔ)層物性。對(duì)5種組合樣式內(nèi)斷縫的應(yīng)力狀態(tài)、砂體發(fā)育等因素分析發(fā)現(xiàn)，張扭區(qū)斷縫最為發(fā)育，油氣富集程度最高，其次是不同走向斷裂交會(huì)區(qū)，壓扭區(qū)最差。同一樣式中，砂體發(fā)育與油氣富集程度呈正相關(guān)關(guān)系。綜合分析認(rèn)為雁列-階梯式組合樣式最有利于油氣富集，其次是拉分地塹-花狀、帚狀-塹壘式組合樣式，平行直線-地塹式和直線-緊閉平移式組合樣式中油氣富集程度最差。