塔河油田于奇地区断裂体系特征研究

韩 勇，徐 浩

（中国石化西北油田分公司勘探开发研究院，新疆乌鲁木齐 830011）

塔河油田位于塔里木盆地北部阿克库勒凸起，油气资源十分丰富，油气藏类型以奥陶系碳酸盐岩缝洞型油藏为主[1–2]。油气藏的形成和分布与走滑断裂关系密切，平面上油气藏多沿断裂呈线状分布。于奇地区位于塔河油田最北部，钻井数量较少，勘探潜力大，是塔河油田外围重要的油气勘探区，该地区断裂体系较复杂，加强断裂体系特征的研究对下一步油气勘探具有重要意义[3–5]。

于奇地区位于塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起的北斜坡（图1），北以轮台断裂为界，南邻阿克库木断裂，东至草湖凹陷，西邻哈拉哈塘凹陷。研究区总面积3 500 km2，是奥陶系重要的油气勘探区。

图1 研究区构造位置

1 构造特征

于奇地区与阿克库勒凸起具有相似的构造演化背景，该凸起是在前震旦系变质岩基底上发育的一个长期发展的古凸起，经历了加里东期、海西期、印支期、燕山期和喜山期等多期构造运动[6]。于奇地区在多期构造应力和断裂的相互作用下，形成复杂的断裂体系；北部的轮台断裂和南部的阿克库木断裂为边界断裂，研究区内部发育多组高角度走滑断裂（图2）。

图2 过于奇地区近东西向地震剖面

轮台断裂控制了于奇地区古生界碳酸盐岩地层的展布范围，该断裂上盘前中生界地层被全部剥蚀，下盘为古生界碳酸盐岩地层。走滑断裂在于奇地区广泛发育，但断裂走向、规模均有明显差异，部分NE 向走滑断裂向北一直延伸到轮台断裂，地震剖面上可见轮台断裂切割了NE 向走滑断裂。于奇地区发育众多不同性质、不同体系、不同规模的断裂，这些断裂对古生界碳酸盐岩地层（寒武系、奥陶系）进行切割（图2），对于奇地区的储层形成和油气运聚产生了重要影响。

2 断裂体系

通过对三维地震提取高精度相干属性，并结合地震剖面特征开展断裂解释，刻画出研究区内的断裂展布特征。结合区域构造背景，根据断裂性质、走向、规模等要素对不同的断裂进行组合，梳理出研究区内的断裂体系（图3）。

图3 于奇地区T74主界面断裂分布

于奇地区发育轮台断裂和阿克库木断裂两条大型逆冲断裂，这两条断裂控制了该区的南北边界，在研究区东部还发育数条规模较小、近EW 向的逆冲断裂。根据走向和形成期次可将走滑断裂分为NE–NNW 和NEE–NWW 两组。其中，NE–NNW向断裂是研究区发育的主要的走滑断裂体系，也是塔河油田走滑断裂体系在于奇地区的延伸，因轮台断裂的活动导致该组走滑断裂向右旋转。根据断裂的规模可将NE–NNW 向走滑断裂划分为主干走滑断裂和次级走滑断裂。NEE–NWW 向走滑断裂仅发育在于奇东部地区，是一组相对独立的走滑断裂。

2.1 轮台断裂

轮台断裂是于奇地区的边界断裂，其上盘为雅克拉断凸，全长320 km 以上。轮台断裂西起东河塘，往东经雅克拉、轮台、策大雅，延伸至库尔勒南，总体呈NEE–近EW 向展布。该断裂是一大型基底卷入的逆冲断裂，断面北倾，从基底断至康村组附近终止，与雅南断裂构成一组背冲式断裂。该断裂控制了雅克拉断凸的形成和发展，经历了加里东期、海西期、印支期、燕山期、喜山期等多期运动，加里东中晚期轮台断裂开始活动，海西晚期强烈逆冲，印支期隆起活动减弱，燕山–喜山期发生构造反转。轮台断裂控制了奥陶系–震旦系碳酸盐岩地层的展布，对雅克拉油气田等一系列油气藏的形成起到了重要作用[7–8]。

轮台断裂延伸距离较长，不同段受力差异明显，断裂特征存在明显的横向差异（图4）。整体上由西向东断裂活动逐渐增强，东段地区断裂逆冲强烈，最大断距超过3 000 m，断层表现为高角度特征，断裂上盘前中生界地层被全部剥蚀，燕山–喜山期反转作用强烈，伸展活动特征明显，对晚期油气的垂向运移有重要意义（表1）。西段地区逆冲明显减弱，逆冲断距下降到500～1 000 m，断层表现为上陡下缓的铲状特征，断裂上盘前中生界被掀斜剥蚀后仍然残留部分地层，晚期伸展作用较东段明显减弱，断裂停止活动时间表现出东晚西早的特征。

图4 过轮台断裂南北向地震剖面

表1 轮台断裂、阿克库木断裂要素

2.2 阿克库木断裂

阿克库木断裂带位于研究区南部，平面上呈近EW 向展布，延伸长度约62 km。该断裂从南向北逆冲，对轮南低凸起的形成起控制作用。断裂切割层位较深，向上断至白垩系，向下断入前震旦系基底（图5）。综合分析表明，阿克库木断裂早期受控于轮古西断裂，与阿克库勒凸起的形成属同一时期[9]，断裂主体形成于海西晚期，印支期持续活动，但活动强度减弱，导致三叠系地层形成微幅构造。白垩系雁列式正断裂与该断裂在平面分布上具有较强的一致性，地震剖面上可见逆冲断裂之上的白垩系地层发育明显的雁列式正断裂，表明阿克库木断裂在燕山期发生反转。

图5 过阿克库木断裂南北向地震剖面

2.3 主干走滑断裂

于奇地区主干走滑断裂以北东向为主。断裂延伸长度为10～25 km，断距约10～45 m。该类断裂在剖面上表现为高陡或直立的特征，在震旦系附近地层错断变形明显，多数表现为直立走滑，部分断裂表现为花状走滑的特征（图6）。在奥陶系风化面附近沿主干断裂带多发育“串珠状”岩溶缝洞储层，断裂控储特征明显。燕山–喜山期阿克库勒凸起发生伸展作用，导致三叠系、白垩系地层多在NE 向主干走滑断裂上方发育雁列式正断裂。主干走滑断裂贯穿寒武系玉尔吐斯组烃源岩与奥陶系储层（图6），可作为油气垂向运移的重要通道。LN13 井在奥陶系鹰下段见到轻质油气显示，表明沿主干走滑断裂带发生了晚期油气的垂向运移。

图6 过主干走滑断裂地震剖面

2.4 次级走滑断裂

研究区内多数北西西向断裂规模较小，划分为次级走滑断裂。断裂延伸长度3～7 km，断距10～25 m。该类断裂主要分布在奥陶系地层中，部分切穿奥陶系进入寒武系。断层产状以高角度为主，断距较小，断裂附近地层未发生变形（图7），断裂与奥陶系岩溶储层的关系较弱。次级走滑断裂晚期不活跃，对储层和油气藏的控制作用较弱。

2.5 NEE–NWW 向走滑断裂

图7 过次级走滑断裂地震剖面

于奇东地区存在一组NEE–NWW 向的走滑断裂，与塔河主体的走滑断裂格架存在明显的差异。该组断裂向上终止于奥陶系岩溶风化壳顶面附近，向下部分终止于奥陶系内部，部分延伸至寒武系（图8）。通过断裂精细识别并与塔河全区断裂对比，表明该组断裂与桑塔木地区的NEE 向断裂相似，库尔勒西地区的断裂解释和地层对比分析表明：该组断裂可能与海西期应力转换时近EW 向的剪切应力有关。NEE–NWW 断裂在浅部白垩系–三叠系地层未发育雁列式正断裂，表明断裂晚期基本不活动。储层预测和油气藏展布规律表明该组断裂对储层和油气藏的控制作用较弱。

图8 过NEE–NWW 向断裂地震剖面

3 断裂对油气藏的控制作用

轮台断裂和主干走滑断裂均向下断穿寒武系，沟通了区域内主力生油层——玉尔吐斯组，成为油气垂向运移的重要通道。轮台断裂多期活动，燕山–喜山期发生伸展作用，有利于晚期轻质油气的垂向运移。喜山晚期于奇地区表现为一个南高北低、向NE 方向倾覆的大型凸起构造，构造轴向总体呈NE–SW 向，于奇西地区处于构造高部位。油气沿轮台断裂垂向运移，之后沿奥陶系风化面向南运移，从而对早期油藏进行叠加改造，形成了YQX1 井区的轻质油藏（图9）。同时于奇地区的主干走滑断裂对区内岩溶储层有重要的控制作用，且该组断裂在喜山晚期发生伸展活动，晚期油气沿主干断裂向上运移后在奥陶系形成轻质油气藏。

图9 于奇地区油气成藏模式

4 结论

（1）于奇地区经历多期构造运动，形成了“逆冲夹持、走滑切割、晚期伸展、深浅分层”的构造格局。轮台断裂和阿克库木断裂为控边断裂，内部多组走滑断裂对奥陶系–寒武系地层进行切割，燕山–喜山期研究区发生伸展作用导致沿逆冲断裂和主干走滑断裂发育一系列雁列式正断裂，形成了深浅分层的构造格局。

（2）轮台断裂控制于奇地区碳酸盐岩地层的展布，切割改造早期的走滑断裂，其多期活动对区内油气的垂向运移有重要影响。

（3）主干走滑断裂沟通深部玉尔吐斯组烃源岩与奥陶系岩溶缝洞储层，晚期发生伸展作用，有利于油气垂向运移,可作为未来油气勘探的重要目标。