準(zhǔn)噶爾盆地中部4區(qū)塊走滑斷裂特征及石油地質(zhì)意義

程長領(lǐng)

(中國石化勝利油田分公司 勘探開發(fā)研究院,山東 東營 257015)

準(zhǔn)噶爾盆地中部4區(qū)塊油氣資源相對較為豐富,勘探潛力較大,以巖性油藏類型為主。油氣主要來源于下侏羅統(tǒng)八道灣組烴源巖,目前研究認(rèn)為中部4區(qū)塊主力儲集層為中侏羅統(tǒng)頭屯河組及上侏羅統(tǒng)齊古組。在空間格架下,具有典型的圈、源分離的特征,斷裂體系成為油氣垂向運移的重要通道。前人對準(zhǔn)噶爾盆地腹部地區(qū)具古隆起背景的正向構(gòu)造部位的斷裂系統(tǒng)已有大量論述[1-5],而對于盆地內(nèi)部負(fù)向構(gòu)造部位的斷裂發(fā)育特征論述較少,主流觀點認(rèn)為該部位大規(guī)模斷層不發(fā)育,僅發(fā)育低序級斷層,不利于油氣的富集與成藏,但近期中4區(qū)塊內(nèi)的董701井試油獲日產(chǎn)43.7方的高產(chǎn)工業(yè)油流,進一步證實中4區(qū)塊存在油氣高產(chǎn)富集區(qū)塊。早期的觀點難以解決油氣如何垂向運移并聚集成藏的問題。筆者通過對盆地構(gòu)造特征分析,結(jié)合研究區(qū)內(nèi)地震資料精細(xì)解釋,認(rèn)為準(zhǔn)中4區(qū)塊主要發(fā)育走滑斷裂體系,通過對油氣成藏要素解剖,探討走滑斷裂帶對中4區(qū)塊的石油地質(zhì)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

準(zhǔn)噶爾盆地中部4區(qū)塊區(qū)域構(gòu)造上位于準(zhǔn)噶爾盆地腹部阜康凹陷東部,東鄰北三臺凸起,南抵博格達(dá)山前斷褶帶,西北方向為車-莫古凸起,北部為白家海凸起(圖1),中石化登記油氣勘探面積2 891.7 km2。構(gòu)造單元劃分上屬于準(zhǔn)噶爾盆地腹部的中央坳陷帶,地層發(fā)育較為齊全、沉積厚度大。

準(zhǔn)噶爾盆地經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動,在其改造下形成的多期疊合盆地,不同時期構(gòu)造演化控制了盆地內(nèi)斷裂體系的發(fā)育及展布。在分析不同學(xué)者研究成果[6]的基礎(chǔ)上,認(rèn)為準(zhǔn)噶爾盆地經(jīng)歷了5個演化階段,即:晚石炭世—早二疊世,伸展裂陷發(fā)育階段,主要發(fā)育一系列正斷層,在區(qū)域上表現(xiàn)為隆坳相間;中二疊世—三疊紀(jì)中期,主要為擠壓撓曲坳陷階段;晚三疊世—侏羅紀(jì)末期,處于擠壓拗陷階段,壓扭變形強烈,受區(qū)域構(gòu)造運動影響,斷層走滑性質(zhì)較為明顯,盆地整體趨向于統(tǒng)一階段;白堊紀(jì)—古近紀(jì)沉積時期,研究區(qū)處于陸內(nèi)擠壓拗陷萎縮階段;新近紀(jì)—第四紀(jì),處于擠壓逆沖階段。與盆地構(gòu)造演化相對應(yīng)。

中部4區(qū)塊整體處于阜康凹陷帶內(nèi),在形成演化過程中受到區(qū)域構(gòu)造單元影響較為明顯。在中部4區(qū)塊周邊主要發(fā)育五個構(gòu)造單元(帶):南部北天山構(gòu)造帶、東南部博格達(dá)山系、東部北三臺凸起、北部白家海凸起以及西北部車-莫古隆起。受南部天山擠壓、北部白家海凸起的抑制以及東部北三臺凸起的側(cè)壓等區(qū)域構(gòu)造帶應(yīng)力場影響,在中部4區(qū)塊董1井區(qū)、董8井區(qū)以及董6井區(qū)等不同區(qū)帶內(nèi)斷層性質(zhì)差異較大,雖然均有走滑性質(zhì),但董1井區(qū)為壓扭性弱走滑性質(zhì),董6井區(qū)為張扭性斷裂體系。不同區(qū)帶不同性質(zhì)的斷層對油氣的控制作用也有較大差異。

2 走滑斷裂特征

受各期區(qū)域構(gòu)造活動影響,中部4區(qū)塊在不同地區(qū)形成一系列不同性質(zhì)的斷層,其剖面及平面特征差異較大。

2.1 斷裂剖面特征

董2井北三維區(qū)斷層主要受到北三臺凸起以及白家海凸起的影響,形成了一系列具有弱走滑性質(zhì)的復(fù)雜斷層。白家海凸起活動時期相對較早,并且在侏羅紀(jì)末期基本停止活動,而北三臺凸起則是自二疊紀(jì)以來持續(xù)隆升,因此,受兩個方向力的影響,董2井三維區(qū)斷層在地震剖面上多以下逆上正為主,主干斷層形成時期較早,斷面較陡直,斷層斷距較大,而后期分支斷層斷面相對較緩,斷層斷距相對較小,剖面上走滑斷層的花狀特征較清晰,整體來說,董2井北三維區(qū)斷裂在下二疊統(tǒng)收斂為一條主斷裂直插基底,晚三疊紀(jì)時期開始呈花狀撒開,斷至中侏羅統(tǒng),斷裂整體表現(xiàn)為正花狀構(gòu)造(圖2)。

中部4區(qū)塊董6井三維區(qū),斷層主要受北三臺凸起隆升作用及博格達(dá)山的擠壓作用影響,形成了一系列具有張性的走滑斷層,在剖面上表現(xiàn)為明顯的正斷層特征。其中,主干斷層一般為二疊紀(jì)時期形成,斷層斷距較大,一般在15 m以上,地震同向軸表現(xiàn)為明顯的錯斷,該類斷層斷面較陡直,傾角較大,一般大于65°以上,此外,受北三臺凸起的持續(xù)隆升作用影響,三疊紀(jì)之后形成大量分支斷層,這些分支斷層沿主干斷層兩側(cè)分布,靠近主干斷層的分支斷層傾角相對較大,斷距相對較明顯,遠(yuǎn)離主干斷層的分支斷層傾角較緩,斷距較小,分支斷層收斂于早期主干斷層之上,在剖面上與主干斷層共同形成一系列的花狀結(jié)構(gòu)(圖3)。

圖2 董2井北三維過董8井東西向地震剖面

圖3 董6井三維南北向地震剖面

董1井三維區(qū)主要受南部天山山脈擠壓,北部、西北部受車-莫古隆起及白家海凸起的阻擋,具有典型的逆沖斷層特征。此外,車-莫古隆起主要在中侏羅世活動,導(dǎo)致董1井三維區(qū)斷層明顯存在兩期,第一期為二疊紀(jì)形成,持續(xù)活動至早侏羅世晚期,第二期斷層主要活動時期為中晚侏羅世,兩期斷層均具有逆斷層特征。其中,早期斷層在地震剖面成排出現(xiàn),斷層斷面較陡直,斷層傾角較大,基本上沒有分支斷層;第二期斷層在地震剖面上成排展布,具有明顯的逆沖特征。斷層斷面較緩(圖4)。

圖4 董1井三維南北向地震剖面(L890)

2.2 斷裂平面特征

走滑斷層除了在地震剖面上具有典型花狀組合特征外,在平面上也具有獨特的組合特征。首先,在水平切片上,地震同向軸表現(xiàn)出明顯的有規(guī)律的錯動現(xiàn)象,整體表現(xiàn)為右旋特征;另外,在預(yù)測斷裂體系的相干圖上,董8斷裂帶近南北走向呈弧形展布,主干斷層延伸距離較大,平面特征較為清晰,分支斷層延伸距離較短,并且各條斷層相互平行或者呈現(xiàn)雁列式組合,具有典型的走滑斷層平面特征。董1井三維區(qū)斷裂體系整體近北西南東向展布,斷層之間近于平行展布。而董6井三維區(qū)受北三臺持續(xù)隆升以及博格達(dá)山的側(cè)向擠壓力影響,形成的斷層近于東向西展布,并且沿北三臺軸部斷裂呈發(fā)散狀分布,具有明顯的羽狀或帚狀展布特征。不同地區(qū)斷裂體系對油氣成藏的影響作用差異比較大。

3 走滑斷層對油氣成藏作用

油源對比研究表明,中部4區(qū)塊主力烴源巖是侏羅系八道灣組烴源巖,鄰區(qū)阜東斜坡帶存在二疊系烴源巖的貢獻(xiàn),而油氣主要聚集層位介于侏羅系三工河組-白堊系清水河組之間,對于這種圈源分離的油氣成藏主要控制因素之一就是油氣的垂向運

移。從斷裂體系形成機制分析分認(rèn)為,具有張性特征的董6井三維區(qū)內(nèi)的斷裂體系具有較好的開啟性,早期形成并持續(xù)發(fā)育的主干斷層對油氣垂向輸導(dǎo)更為有利,在有利儲層預(yù)測的基礎(chǔ)上結(jié)合圈閉描述,尋找與主干斷層溝通的圈閉是董6井區(qū)下步有利的勘探目標(biāo);而董1井三維區(qū)及董8井區(qū)斷裂體系具有壓扭性特征,這些斷層一般具有較好的側(cè)向封堵性能,而處于壓扭性斷層之間發(fā)育的調(diào)節(jié)性斷層具有較好的開啟性能,控制了該區(qū)油氣的垂向運移,因此在有利的構(gòu)造背景下,圍繞著調(diào)節(jié)性斷層尋找斷塊圈閉及巖性圈閉是下部重點勘探方向。因此,走滑斷裂體系有效溝通了深部烴源巖與淺部儲集層,使得腹部地區(qū)圈源分離的油藏具有良好的輸導(dǎo)條件。此外,壓扭性斷裂體系一定程度上控制了圈閉的發(fā)育。因此,明確走滑斷裂體系的分布及發(fā)育特征的基礎(chǔ)上,圍繞著斷裂體系開展有利目標(biāo)優(yōu)選,對促進腹部地區(qū)油氣勘探,尋找大規(guī)模油氣田具有重要意義。

4 結(jié) 論

(1)準(zhǔn)噶爾盆地中部4區(qū)塊主要發(fā)育走滑性質(zhì)斷裂體系,斷裂在地震剖面上表現(xiàn)為明顯的花狀構(gòu)造,在平面上具有平行式、雁列式排列的特征。

(2)準(zhǔn)噶爾盆地中部4區(qū)塊走滑主干斷層形成時期早,活動時間長,能夠較好地溝通源巖,為油氣垂向運移提供通道。

(3)明確了準(zhǔn)噶爾盆地中部4區(qū)塊斷裂發(fā)育區(qū)為油氣有利聚集帶,是下步重點勘探方向。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 李振宏,湯良杰,丁文龍,等.準(zhǔn)噶爾盆地腹部地區(qū)斷裂特征分析[J].石油勘探與開發(fā),2002,29(1):40- 43.

[2] 秦峰.準(zhǔn)噶爾盆地中部1、3區(qū)塊走滑斷裂特征及石油地質(zhì)意義[J].新疆石油地質(zhì),2013,34(1):30-32.

[3] 牛新,熊婷,熊小華.準(zhǔn)噶爾盆地腹部白家海地區(qū)正斷層特征及與油氣的關(guān)系[J].新疆石油天然氣,2008,4(4):22-32.

[4] 丁文龍,金之鈞,張義杰,等.新疆準(zhǔn)噶爾盆地斷裂控油氣作用機理研究[J].地學(xué)前緣,2009,9(3):102.

[5] 蔡希源,劉傳虎.準(zhǔn)噶爾盆地腹部地區(qū)油氣成藏的主控因素[J]. 石油學(xué)報,2005,26(5):1-9.

[6] 吳孔友,查明,王緒龍,等.準(zhǔn)噶爾盆地構(gòu)造演化與動力學(xué)背景再認(rèn)識[J].地球?qū)W報,2005,26(3):217-222.