准噶尔盆地中部4区块走滑断裂特征及石油地质意义

2018-04-25程长领

中国石油大学胜利学院学报 2018年1期

程长领

(中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营 257015)

准噶尔盆地中部4区块油气资源相对较为丰富,勘探潜力较大,以岩性油藏类型为主。油气主要来源于下侏罗统八道湾组烃源岩,目前研究认为中部4区块主力储集层为中侏罗统头屯河组及上侏罗统齐古组。在空间格架下,具有典型的圈、源分离的特征,断裂体系成为油气垂向运移的重要通道。前人对准噶尔盆地腹部地区具古隆起背景的正向构造部位的断裂系统已有大量论述[1-5],而对于盆地内部负向构造部位的断裂发育特征论述较少,主流观点认为该部位大规模断层不发育,仅发育低序级断层,不利于油气的富集与成藏,但近期中4区块内的董701井试油获日产43.7方的高产工业油流,进一步证实中4区块存在油气高产富集区块。早期的观点难以解决油气如何垂向运移并聚集成藏的问题。笔者通过对盆地构造特征分析,结合研究区内地震资料精细解释,认为准中4区块主要发育走滑断裂体系,通过对油气成藏要素解剖,探讨走滑断裂带对中4区块的石油地质意义。

1 区域地质概况

准噶尔盆地中部4区块区域构造上位于准噶尔盆地腹部阜康凹陷东部,东邻北三台凸起,南抵博格达山前断褶带,西北方向为车-莫古凸起,北部为白家海凸起(图1),中石化登记油气勘探面积2 891.7 km2。构造单元划分上属于准噶尔盆地腹部的中央坳陷带,地层发育较为齐全、沉积厚度大。

准噶尔盆地经历了多期构造运动,在其改造下形成的多期叠合盆地,不同时期构造演化控制了盆地内断裂体系的发育及展布。在分析不同学者研究成果[6]的基础上,认为准噶尔盆地经历了5个演化阶段,即:晚石炭世—早二叠世,伸展裂陷发育阶段,主要发育一系列正断层,在区域上表现为隆坳相间;中二叠世—三叠纪中期,主要为挤压挠曲坳陷阶段;晚三叠世—侏罗纪末期,处于挤压拗陷阶段,压扭变形强烈,受区域构造运动影响,断层走滑性质较为明显,盆地整体趋向于统一阶段;白垩纪—古近纪沉积时期,研究区处于陆内挤压拗陷萎缩阶段;新近纪—第四纪,处于挤压逆冲阶段。与盆地构造演化相对应。

中部4区块整体处于阜康凹陷带内,在形成演化过程中受到区域构造单元影响较为明显。在中部4区块周边主要发育五个构造单元(带):南部北天山构造带、东南部博格达山系、东部北三台凸起、北部白家海凸起以及西北部车-莫古隆起。受南部天山挤压、北部白家海凸起的抑制以及东部北三台凸起的侧压等区域构造带应力场影响,在中部4区块董1井区、董8井区以及董6井区等不同区带内断层性质差异较大,虽然均有走滑性质,但董1井区为压扭性弱走滑性质,董6井区为张扭性断裂体系。不同区带不同性质的断层对油气的控制作用也有较大差异。

2 走滑断裂特征

受各期区域构造活动影响,中部4区块在不同地区形成一系列不同性质的断层,其剖面及平面特征差异较大。

2.1 断裂剖面特征

董2井北三维区断层主要受到北三台凸起以及白家海凸起的影响,形成了一系列具有弱走滑性质的复杂断层。白家海凸起活动时期相对较早,并且在侏罗纪末期基本停止活动,而北三台凸起则是自二叠纪以来持续隆升,因此,受两个方向力的影响,董2井三维区断层在地震剖面上多以下逆上正为主,主干断层形成时期较早,断面较陡直,断层断距较大,而后期分支断层断面相对较缓,断层断距相对较小,剖面上走滑断层的花状特征较清晰,整体来说,董2井北三维区断裂在下二叠统收敛为一条主断裂直插基底,晚三叠纪时期开始呈花状撒开,断至中侏罗统,断裂整体表现为正花状构造(图2)。

中部4区块董6井三维区,断层主要受北三台凸起隆升作用及博格达山的挤压作用影响,形成了一系列具有张性的走滑断层,在剖面上表现为明显的正断层特征。其中,主干断层一般为二叠纪时期形成,断层断距较大,一般在15 m以上,地震同向轴表现为明显的错断,该类断层断面较陡直,倾角较大,一般大于65°以上,此外,受北三台凸起的持续隆升作用影响,三叠纪之后形成大量分支断层,这些分支断层沿主干断层两侧分布,靠近主干断层的分支断层倾角相对较大,断距相对较明显,远离主干断层的分支断层倾角较缓,断距较小,分支断层收敛于早期主干断层之上,在剖面上与主干断层共同形成一系列的花状结构(图3)。

图2 董2井北三维过董8井东西向地震剖面

图3 董6井三维南北向地震剖面

董1井三维区主要受南部天山山脉挤压,北部、西北部受车-莫古隆起及白家海凸起的阻挡,具有典型的逆冲断层特征。此外,车-莫古隆起主要在中侏罗世活动,导致董1井三维区断层明显存在两期,第一期为二叠纪形成,持续活动至早侏罗世晚期,第二期断层主要活动时期为中晚侏罗世,两期断层均具有逆断层特征。其中,早期断层在地震剖面成排出现,断层断面较陡直,断层倾角较大,基本上没有分支断层;第二期断层在地震剖面上成排展布,具有明显的逆冲特征。断层断面较缓(图4)。

图4 董1井三维南北向地震剖面(L890)

2.2 断裂平面特征

走滑断层除了在地震剖面上具有典型花状组合特征外,在平面上也具有独特的组合特征。首先,在水平切片上,地震同向轴表现出明显的有规律的错动现象,整体表现为右旋特征;另外,在预测断裂体系的相干图上,董8断裂带近南北走向呈弧形展布,主干断层延伸距离较大,平面特征较为清晰,分支断层延伸距离较短,并且各条断层相互平行或者呈现雁列式组合,具有典型的走滑断层平面特征。董1井三维区断裂体系整体近北西南东向展布,断层之间近于平行展布。而董6井三维区受北三台持续隆升以及博格达山的侧向挤压力影响,形成的断层近于东向西展布,并且沿北三台轴部断裂呈发散状分布,具有明显的羽状或帚状展布特征。不同地区断裂体系对油气成藏的影响作用差异比较大。

3 走滑断层对油气成藏作用

油源对比研究表明,中部4区块主力烃源岩是侏罗系八道湾组烃源岩,邻区阜东斜坡带存在二叠系烃源岩的贡献,而油气主要聚集层位介于侏罗系三工河组-白垩系清水河组之间,对于这种圈源分离的油气成藏主要控制因素之一就是油气的垂向运

移。从断裂体系形成机制分析分认为,具有张性特征的董6井三维区内的断裂体系具有较好的开启性,早期形成并持续发育的主干断层对油气垂向输导更为有利,在有利储层预测的基础上结合圈闭描述,寻找与主干断层沟通的圈闭是董6井区下步有利的勘探目标;而董1井三维区及董8井区断裂体系具有压扭性特征,这些断层一般具有较好的侧向封堵性能,而处于压扭性断层之间发育的调节性断层具有较好的开启性能,控制了该区油气的垂向运移,因此在有利的构造背景下,围绕着调节性断层寻找断块圈闭及岩性圈闭是下部重点勘探方向。因此,走滑断裂体系有效沟通了深部烃源岩与浅部储集层,使得腹部地区圈源分离的油藏具有良好的输导条件。此外,压扭性断裂体系一定程度上控制了圈闭的发育。因此,明确走滑断裂体系的分布及发育特征的基础上,围绕着断裂体系开展有利目标优选,对促进腹部地区油气勘探,寻找大规模油气田具有重要意义。