库车坳陷东段走滑断裂发育特征及石油地质意义

2015-07-02龚鹏宇刘永雷程明华张聚民郭岩松

石油地质与工程 2015年4期

关键词：东段花状库车

龚鹏宇 ,刘永雷 ,程明华,张聚民,郭岩松,崔雷

(1.西安石油大学，陕西西安 710000；2.中国石油东方地球物理公司研究院库尔勒分院)

库车坳陷东段走滑断裂发育特征及石油地质意义

龚鹏宇1，2,刘永雷2,程明华2,张聚民2,郭岩松2,崔雷2

(1.西安石油大学，陕西西安 710000；2.中国石油东方地球物理公司研究院库尔勒分院)

综合应用三维和二维地震资料、钻井资料、地质露头资料、卫星照片及重磁电等信息, 对塔里木盆地库车坳陷东段走滑断裂发育特征进行了研究。通过对库车坳陷东段花状构造、雁列褶皱、海豚效应等走滑断裂标志性构造样式的识别，综合其他资料系统解释了库车坳陷东段三大走滑断裂的发育位置及特征；库车东部在走滑断裂和东西向挤压断裂互相改造作用下，逐渐形成了东西分块、南北分带的网格状构造格局和断裂展布特征；在油气成藏过程中，库车坳陷东段走滑断裂的发育为迪那气田群、迪北气藏等油气藏的形成提供了有利的排烃、运移和储层改造条件。

库车坳陷东段;走滑断层;发育特征

1 地质背景

1.1 构造特征

库车坳陷位于塔里木盆地北部，北与南天山造山带以逆冲断层相接，南与塔北隆起相连，西起乌什凹陷，东至阳霞凹陷，是一个以中、新生代沉积为主的复合前陆盆地,经历了多期次构造运动，其中燕山、喜山两期构造运动影响最为明显，燕山期构造运动以整体抬升为主，喜山末期构造变形尤为强烈，南天山大规模构造抬升使得库车坳陷内强烈褶皱冲断变形，形成一系列在平面上呈线性展布的断裂及相关褶皱。库车坳陷东段主要包括吐格尔明背斜带、东秋里塔格构造带、迪北斜坡带、依其克里克背斜带和阳霞凹陷(大部分)等5个三级构造单元。

1.2 地层展布特征

库车坳陷东段以新生界和晚中生界地层发育为主，岩性以砂、泥互层为主要特征。其中发育新近系吉迪克组盐岩和侏罗系煤层两套塑性地层。吉迪克组盐岩厚度大多在500～1 000 m，在整个库车坳陷东段均有发育。相对于库车坳陷中西部,侏罗系在库车坳陷东段埋藏深度较浅。煤层发育主要集中在克孜勒努尔组和阳霞组，阿合组有少量发育。煤层的岩性以煤层夹泥岩和炭质泥岩为特征，主要发育三个较大的煤层段，分别为克孜勒努尔组煤层段、阳霞组上泥岩煤层段和下泥岩煤层段。

1.3 生储盖组合特征

库车坳陷东段的主力烃源岩主要有三叠系黄山街组和塔里奇克组及侏罗系阳霞组、克孜勒努尔组和恰克马克组下部等五套，其中黄山街组和恰克马克组以湖相泥岩为主，其余三套都是含煤沉积。库车坳陷东段主要发育四套储盖组合：①新近系吉迪克组的膏盐层与其下部砂砾岩组成的储盖组合；②侏罗系齐古组、恰克马克组泥页岩以及克孜勒努尔组上部暗色泥岩与克孜勒努尔组中上部砂岩组成的储盖组合；③侏罗系克孜勒努尔组下部煤层、阳霞组上部暗色泥岩、碳质泥岩与阳霞组中部砂岩组成的储盖组合；④侏罗系阳霞组下部煤层与阿合组砂岩组成的储盖组合。在第一套和第四套储盖组合分布区分别发现了迪那气田群(常规气藏)和迪北致密砂岩气藏(非常规气藏)，其余各储盖组合分布区也发现了大量油气显示或油苗。

2 走滑断裂的地震剖面特征识别

对库车坳陷东部地震资料进行综合解释，发现大量走滑断裂特有的构造样式，如花状断裂、雁列褶皱、海豚效应等(图1)，证实库车坳陷东段发育走滑断裂。

(1)花状构造: 横切走滑构造带的剖面上，常可以见到主干走滑断层向上近对称的分支，构成下窄上宽的貌似“花朵”的断裂带，称为花状构造[2]。花状构造一定是走滑的产物，所以花状构造是识别走滑断层的标志性构造样式[3]。通过地震和钻井资料，在库车坳陷陷东段依其克里克西段、迪那、吐格尔明等区块地震剖面可以分别解释出多个花状构造和半花状构造。

图1 走滑断裂地震剖面构造样式

(2)海豚效应:沿断层走向不同位置上的剖面，走滑断层常表现出不同的剖面倾向和升降位移动向特征，这是走滑断层浅层产状变化和走滑位移引起断层两盘在不同位置的差异升降(包括视升降)不同造成的，称为海豚效应和丝带效应[2]。库车坳陷东段康村地区西部的南西-北东向地震剖面显示，沿走滑断裂发育方向可以看到地震同相轴的起伏变化。单剖面上背斜和向斜交替分布；褶皱间断层性质相同，断距较小，没有明显错段的地方；在库车坳陷东段康村地区地震剖面可以解释出海豚效应的构造样式。

(3)雁列褶皱:当深部的基底发生走滑活动时，如果盖层属于非能干岩层并且厚度较大，通常沿基地走滑断层带形成雁列的盖层褶皱[2]。雁列褶皱现象在库车坳东段康村地区的地震剖面上可以清晰地得到解释，地震剖面中呈现由东向西由古地层向新地层过度的褶皱组发育，分别从白垩系褶皱逐渐过度到古近系和新近系褶皱。

3 走滑断裂的综合解释

通过对地质露头、构造形态、卫星照片和重磁电信息，确定了库车坳陷东段发育依西-东秋走滑断裂、吐格尔明西走滑带和吐格尔明东走滑带等三条较大的走滑断裂，并利用地震等资料刻画出次级断裂在走滑带和挤压作用下呈网格状分布的断裂平面展布特征。

(1)构造形态学解释：①走滑断层两侧的各种地质界线和地质体被错开是识别走滑断裂的重要依据[2]，库车坳陷东段依其克里克西端，依西1井东地层发育和克孜1井西地层明显属于同一套地层，但是二者被南北向错开，错开距离达5 km。利用综合区域研究成果，可判定克孜1井西地层发生由北东向南西方向的错动，考虑到区域地质特征，判定依西-东秋走滑断裂呈南西-北东走向沿地质露头空白区展布。②雁列褶皱不仅在地震资料上可以识别，而且可以根据露头识别走滑断裂的运动方向。雁列褶皱的轴向和走滑断裂的夹角(锐角)指向走滑断裂对盘的运动方向。露头资料显示，在依其克里克西部发育有一组明显的斜列盖层褶皱出露地表，发育层位由白垩系、古近系一直到新近系。雁列褶皱轴向由南西西-北东东走向逐渐向南西-北东走向过渡，和走滑断裂的夹角逐渐变小，临近走滑断裂带位置呈10°～15°。据此可判断该处的依西-东秋走滑断裂是南西-北东走向的右行走滑断裂。③左阶右旋走滑断层和右阶左旋走滑断层组中的岩桥区会发生沿走向带方向的局部收缩变形，形成局部的横向隆起或逆冲断层[2]。大型的走滑构造带中的主位移带往往在平面上是线性延伸的，所形成的走滑构造组合都只分布在主位移带附近有限的区域内，使整个走滑构造在平面上成带状展布(而伸展构造和收缩构造有时是面状展布的)[2]。通过对侏罗系阿合组顶面构造图分析，可分为隆起区和两个线性展布区。据此可以解释出由吐格尔明东和吐格尔明西两条走滑断裂形成的左旋右阶走滑断裂带。

(2)重磁电解释：与地面地质资料类似，卫星照片、航磁和重力资料在识别走滑断层方面具有一定的优势，较大型的走滑断层造成的两盘地层的水平位移在这些资料上能够得到明显而直观的反映[3]。库车坳陷东段重力异常平面图上可清晰看到资料的变化，在平面上可以解释出北东-南西和北西-南东方向的走滑断裂，分别为依西-东秋走滑断裂、吐格尔明西走滑断裂和吐格尔明东走滑断裂。

(3)地貌学解释：卫星照片是研究现今地貌特征的最为直观的资料。从库车坳陷东段卫星照片上可以解释出线状构造、肘状水系和地质界线错断等地质现象。线状构造和地质界线错断对断裂的解释和构造形态学解释结果是一致的。由两侧汇入谷中的水流(冲沟或者河流的支流), 在跨越走滑断层迹线时, 受到断层水平错动而发“肘状”弯折[4]。在卫星照片中可清晰识别交错的肘状水系，反映了走滑断裂及其后期改造后的网格状断裂体系。

(4)走滑断裂的演化过程解释：由于沿断层走向的剪切作用，平直的走滑断层在演化过程中也会发生弯曲或发育分支断层，最终形成复杂的断裂带。库车坳陷东段走滑断裂发育过程中，由三条相对独立的走滑断裂逐渐演化成了复杂的网格状断裂体系，形成了局部的高低相间的独立构造单元。

4 石油地质意义

走滑断裂在库车坳陷东段油气的运移过程中发挥了决定性的、多元化的作用[5]。

(1)走向和垂向走滑断裂是前陆盆地分带和分段的重要影响因素，在构造分带和分段的背景下，油气储集层、盖层的改造也会出现相应的分区性[6-9]，库车坳陷东段迪那气田群、迪北气藏、依其克里克气田、吐孜洛克气田等呈现分区分带、多类型(常规、非常规)、多层系(侏罗系、新近系、古近系、白垩系等)的油藏分布特征是走滑断裂作用分区、分带、分块的结果。

(2)走滑断裂发育于基底的特征，对古油藏产生了自下而上的破坏作用，使库车坳陷东段侏罗系和三叠系烃源岩中油气得以向上运移。

(3)规模较大的、基底卷入型的走滑断裂是岩浆、水、气的直接通道, 对穿越地区的油气形成有着重要意义。库车坳陷东段的三条大型走滑断裂为油气的向上运移提供了有利的通道,使油气运移到了现今构造单元。