四川頁(yè)巖氣WY區(qū)塊走滑斷層特征及其油氣地質(zhì)意義

郭豫辰，李陽(yáng)靜，李 赫，張入月，譚榮彪

(中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司西南物探研究院，四川 成都 610000)

走滑斷層，是受剪應(yīng)力作用下，兩盤順斷層面沿走向出現(xiàn)相對(duì)移動(dòng)形成的一種斷層。走滑斷層形成活動(dòng)過(guò)程中，可伴生斷塊、背斜等有利構(gòu)造；形成裂縫和小微斷裂，為油氣提供儲(chǔ)集空間；沿?cái)嗝婵尚纬闪己玫挠蜌膺\(yùn)移通道；斷面具有致密性特征，可對(duì)油氣起到遮擋、封蓋作用[1-2]。所以對(duì)油氣勘探開發(fā)而言，走滑斷層的研究是一項(xiàng)十分具有意義和價(jià)值的工作。

四川盆地經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，受多個(gè)方向應(yīng)力作用，具有形成走滑斷層的良好條件。鄰區(qū)新疆塔里木盆地通過(guò)開展走滑斷層研究，在油氣勘探開發(fā)方面已經(jīng)取得顯著的成效和發(fā)現(xiàn)[3-6,8-17]。說(shuō)明在四川盆地內(nèi)，同樣有必要開展走滑斷層的研究工作，可以從另一個(gè)角度和方向來(lái)研究解決目前四川盆地在油氣勘探開發(fā)過(guò)程中遇到的瓶頸和存在的困難。

本次研究以非常規(guī)氣藏頁(yè)巖氣為目標(biāo)，針對(duì)WY區(qū)塊開展了走滑斷層研究工作。通過(guò)一系列的工作，一是搞清了區(qū)內(nèi)走滑斷層特征及形成活動(dòng)特點(diǎn)；二是對(duì)區(qū)內(nèi)走滑斷層的油氣地質(zhì)意義進(jìn)行了一定探索，分析評(píng)價(jià)了走滑斷層與頁(yè)巖氣井產(chǎn)量之間的關(guān)系。能夠從走滑斷層這個(gè)角度和方向，為該區(qū)后期的產(chǎn)能建設(shè)提供一定的技術(shù)支撐和指導(dǎo)。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域WY區(qū)塊主要位于四川盆地南部川中古隆平緩構(gòu)造帶和川西南低褶構(gòu)造帶過(guò)渡帶，區(qū)塊北部發(fā)育威遠(yuǎn)穹隆構(gòu)造，西南部發(fā)育唐家壩構(gòu)造帶，東南部發(fā)育自流井構(gòu)造帶，構(gòu)造軸向主要呈北東向；地層表現(xiàn)為由西北向東南方向逐漸變深的趨勢(shì)，總體來(lái)說(shuō)區(qū)內(nèi)構(gòu)造背景和條件比較簡(jiǎn)單。

2 WY區(qū)塊走滑斷層特征

區(qū)內(nèi)地震資料品質(zhì)良好，信噪比較高，成像質(zhì)量較好，具有優(yōu)越的研究基礎(chǔ)。本次研究，主要采用“地震屬性平面識(shí)別+剖面精細(xì)解釋”的方法進(jìn)行識(shí)別解釋[7]:①首先對(duì)比優(yōu)選地震屬性，確定相似屬性為本區(qū)敏感屬性（斷層預(yù)測(cè)吻合率大于77%）；②切取對(duì)應(yīng)屬性沿層切片，按照走滑斷層平面特征，在屬性平面上對(duì)走滑斷層進(jìn)行識(shí)別解釋；③結(jié)合平面解釋成果，在地震剖面上進(jìn)行精細(xì)解釋，與平面解釋成果互為驗(yàn)證，確保解釋成果的可靠性，完成走滑斷層的識(shí)別解釋；④最后，結(jié)合WY 地區(qū)構(gòu)造演化歷史、區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景等資料以及走滑斷層形成機(jī)制等理論，對(duì)區(qū)內(nèi)走滑斷層進(jìn)行綜合的分析評(píng)價(jià)。

WY區(qū)塊由北至南主要發(fā)育三套走滑斷層帶，1號(hào)走滑斷層帶沿北東東—南西西方向展布，2、3號(hào)走滑斷層帶沿北西—南東方向展布，平面上具有走滑斷層典型特點(diǎn)，呈雁列樣式依次展布（表1，圖1）。

圖1 WY區(qū)塊走滑斷層平面位置圖

表1 WY區(qū)塊走滑斷層要素表

區(qū)內(nèi)走滑斷層，主要發(fā)育為局部走滑斷層，區(qū)域性大型走滑斷層不發(fā)育，總體規(guī)模相對(duì)有限。斷裂主要向下斷至震旦系（Z）地層內(nèi)，向上斷至志留系（S）地層內(nèi)，部分向上斷至二疊系（P）或三疊系（T）地層內(nèi)（表1）。在地震剖面上，區(qū)內(nèi)走滑斷層同樣具有走滑斷層的典型特征：①主斷層斷面高陡直立，向下斷入基底震旦系（Z）地層內(nèi)（圖2、圖3）。②縱向上，斷面傾向反轉(zhuǎn)變化；在不同層位斷開位置，可見(jiàn)斷層性質(zhì)存在反轉(zhuǎn)變化（圖2、圖3）。③沿?cái)鄬幼呦蚍较颍粚游坏牟煌恢们腥∑拭?，可?jiàn)斷層性質(zhì)反轉(zhuǎn)變化，呈現(xiàn)出一種“絲帶效應(yīng)”的特征（圖3）。④在平面上走滑斷層拐彎或走向變化位置，切取剖面通?？梢?jiàn)發(fā)育花狀構(gòu)造（圖3）。

圖2 WY區(qū)塊走滑斷層地震剖面特征圖（a.逆斷層；b.正斷層）

圖3 WY區(qū)塊走滑斷層地震剖面特征圖（a.逆斷層；b.正斷層）

根據(jù)WY區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[18]情況和區(qū)內(nèi)斷層要素，并通過(guò)走滑應(yīng)力橢圓進(jìn)行斷層受力分析，對(duì)區(qū)內(nèi)走滑斷層的形成活動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行分析研究。根據(jù)1號(hào)走滑斷層帶的產(chǎn)狀展布情況，判斷1號(hào)走滑斷層帶主要受北東—南西向范圍內(nèi)應(yīng)力控制，與海西—印支期的區(qū)內(nèi)主要應(yīng)力方向匹配，說(shuō)明1號(hào)走滑斷層帶主要形成和活動(dòng)于海西—印支運(yùn)動(dòng)時(shí)期（圖1）。根據(jù)2號(hào)和3號(hào)走滑斷層帶的表現(xiàn)出產(chǎn)狀特點(diǎn)，可以判斷2、3號(hào)走滑斷層帶主要是受北西—南東向范圍內(nèi)應(yīng)力控制，與加里東、燕山—喜山時(shí)期的主應(yīng)力方向比較匹配，這說(shuō)明2、3號(hào)斷層帶的形成時(shí)間不早于震旦紀(jì)，在加里東運(yùn)動(dòng)和燕山—喜山運(yùn)動(dòng)時(shí)期發(fā)生活動(dòng)（圖1）?？傮w來(lái)說(shuō)，區(qū)內(nèi)走滑斷層經(jīng)歷多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，結(jié)合地震剖面上的特征，在斷層活動(dòng)方面表現(xiàn)出了具有明顯多期疊加繼承性發(fā)育的特點(diǎn)。

3 油氣地質(zhì)意義

區(qū)內(nèi)已經(jīng)測(cè)試產(chǎn)量的頁(yè)巖氣平臺(tái)開發(fā)井，目前主要分布在1號(hào)走滑斷層帶所在區(qū)塊（圖4）。1號(hào)走滑斷層帶范圍內(nèi)，各平臺(tái)井位處于WY構(gòu)造東南翼斜坡上，地層產(chǎn)狀呈北高南低，具有基本相同的構(gòu)造背景。區(qū)內(nèi)的孔隙度、總含氣量、壓力系數(shù)、儲(chǔ)層厚度等參數(shù)范圍基本相同，具有相似的儲(chǔ)層條件。根據(jù)鉆井工程資料顯示，區(qū)內(nèi)各平臺(tái)開發(fā)井水平井段優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖鉆遇率均達(dá)到95%以上，壓裂和完井的施工參數(shù)流程統(tǒng)一，具有類似的工程背景。在其他背景因素基本一致的基礎(chǔ)上，區(qū)內(nèi)各平臺(tái)開發(fā)井之間區(qū)別主要在于與1號(hào)走滑斷層帶之間的鄰近程度不同，斷層成為比較單一的影響因素。對(duì)區(qū)內(nèi)井位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示，與斷層帶距離較遠(yuǎn)的平臺(tái)開發(fā)井，平臺(tái)單井平均測(cè)試產(chǎn)量和總的單井平均測(cè)試產(chǎn)量比較明顯地高于與斷層帶距離比較鄰近的平臺(tái)開發(fā)井（表2、圖4）。

圖4 1號(hào)走滑斷層帶與頁(yè)巖氣開發(fā)井位置圖

表2 平臺(tái)測(cè)試產(chǎn)量分析統(tǒng)計(jì)表

頁(yè)巖氣井產(chǎn)量之間的差異說(shuō)明，走滑斷層對(duì)于鄰近頁(yè)巖氣開發(fā)井產(chǎn)量是具有一定影響作用的。結(jié)合斷層特征和斷層活動(dòng)特點(diǎn)等因素，主要原因是斷層帶中有斷層向上斷穿上覆的二疊系蓋層或以上地層，形成逸散運(yùn)移通道，對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的后期保存造成破壞，導(dǎo)致斷層周圍鄰近平臺(tái)的產(chǎn)量降低。例如帶內(nèi)F2斷層在海西—印支期形成或活動(dòng)時(shí)，向上斷穿上覆蓋層至當(dāng)時(shí)地表或淺層，沿?cái)嗝嫘纬上蛏蠝贤ㄟ\(yùn)移通道，現(xiàn)今地震剖面上則表現(xiàn)為斷至三疊系中、下統(tǒng)地層內(nèi)部；與此同時(shí)，川南志留系龍馬溪組在印支期進(jìn)入生烴高峰期[19]，此時(shí)儲(chǔ)層內(nèi)的油氣會(huì)沿?cái)鄬油ǖ老蛏线\(yùn)移發(fā)生逸散流失（圖5），導(dǎo)致儲(chǔ)層的保存受到一定程度的破壞作用，最終影響斷層周圍鄰近頁(yè)巖氣井產(chǎn)量。

圖5 走滑斷層破壞頁(yè)巖氣保存示意圖

所以，從以上的結(jié)果和分析可以說(shuō)明，區(qū)內(nèi)走滑斷層的油氣地質(zhì)意義主要在于對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層后期的成藏保存具有一定控制作用，主要表現(xiàn)為具有一定的破壞作用，可以對(duì)斷層周圍鄰近的頁(yè)巖氣井產(chǎn)量造成降低的影響。尤其是當(dāng)走滑斷層向上斷穿二疊系蓋層至以上地層的情況，會(huì)比較明顯地對(duì)斷層周圍的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的保存造成破壞，從而導(dǎo)致斷層周圍的頁(yè)巖氣井產(chǎn)量會(huì)呈現(xiàn)比較明顯的低測(cè)試產(chǎn)量。這說(shuō)明，在開發(fā)井位部署過(guò)程中，除了要考慮常規(guī)斷層對(duì)開發(fā)井的影響之外，如果區(qū)內(nèi)發(fā)育走滑斷層，同樣要注意走滑斷層所帶來(lái)的影響作用，尤其要注意規(guī)避區(qū)內(nèi)規(guī)模較大向上斷開層系較多的走滑斷層。

4 結(jié)論

（1）區(qū)內(nèi)地震資料基礎(chǔ)良好，“地震屬性平面切片識(shí)別+剖面精細(xì)解釋”的走滑斷層識(shí)別解釋方法應(yīng)用效果良好，走滑斷層解釋成果比較可靠。

（2）WY區(qū)塊主要發(fā)育三套走滑斷層帶，區(qū)內(nèi)走滑斷層平面和地震剖面特征明顯，具有多期疊加繼承性發(fā)育的特點(diǎn)。

（3）走滑斷層對(duì)于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的后期成藏保存具有一定影響，主要表現(xiàn)為對(duì)保存的破壞作用，會(huì)導(dǎo)致走滑斷層周圍鄰近頁(yè)巖氣井產(chǎn)量降低。

（4）在井位論證部署過(guò)程中，如果區(qū)內(nèi)發(fā)育走滑斷層，應(yīng)該要注意規(guī)避其中規(guī)模較大向上斷開層系較多的走滑斷層。