云 露

（ 中國(guó)石化西北油田分公司 ）

0 引言

從“十二五”開(kāi)始，中國(guó)石化西北油田分公司聚焦塔里木盆地順托果勒低隆，攻關(guān)“斷裂、儲(chǔ)層、成藏”三大關(guān)鍵地質(zhì)問(wèn)題，創(chuàng)新提出新類(lèi)型的斷控縫洞型儲(chǔ)集體和斷溶體油氣藏成藏新模式[1-3]，并于2016年發(fā)現(xiàn)了10億噸級(jí)超深斷溶體油氣藏——順北油氣田[4]，明確了走滑斷裂帶具有“控儲(chǔ)、控藏、控富”特征，完善形成了超深斷溶體油氣成藏理論[4-5]，豐富了中國(guó)超深層海相油氣勘探理論，推動(dòng)了塔里木盆地超深碳酸鹽巖勘探思路的轉(zhuǎn)變，也為其他盆地碳酸鹽巖領(lǐng)域勘探提供了新的思路。

順北油氣田發(fā)現(xiàn)后，隨著順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶勘探開(kāi)發(fā)的深入，開(kāi)展區(qū)域斷裂帶落實(shí)與展布特征、實(shí)鉆井井震對(duì)比與斷—儲(chǔ)—藏關(guān)系研究，取得三方面重要認(rèn)識(shí):一是落實(shí)18條主干走滑斷裂帶展布特征，指出走滑斷裂帶具有“平面疊接分段、縱向分層變形、多期疊加改造”的發(fā)育特征[5-11]，明確了走滑斷裂帶經(jīng)歷加里東晚期—海西早期、海西晚期等多期活動(dòng)；二是深化走滑構(gòu)造成儲(chǔ)機(jī)制與控儲(chǔ)作用研究[12-13]，以順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶為基礎(chǔ)，闡明了走滑構(gòu)造破裂成儲(chǔ)機(jī)制，建立了4種平面分段樣式的儲(chǔ)集體發(fā)育模式[8]；三是深化烴源巖分布與演化研究[3-5]，提出喜馬拉雅期以來(lái)快速深埋，在“大埋深、高壓力”環(huán)境下現(xiàn)今仍處于生凝析油階段[14]，有利于多期次油氣沿?cái)嗔褞С渥⒑透患刹?。但是，?duì)順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶之外的北東向、北西向斷裂帶，如何評(píng)價(jià)優(yōu)選是展開(kāi)勘探面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。

本文通過(guò)區(qū)域三維地震資料斷裂解析，明確了順北地區(qū)區(qū)域斷裂體系具有“東西分區(qū)”的特點(diǎn)，順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶作為東部（北東向斷裂體系）與西部（北西向斷裂體系）之間起轉(zhuǎn)換作用的兩條斷裂帶，其斷裂平面分段[6-7]、儲(chǔ)集體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與單井控制規(guī)模[8]具有明顯差異?；谟嘘P(guān)認(rèn)識(shí)，優(yōu)選北東向順北4號(hào)、順北8號(hào)斷裂帶展開(kāi)勘探，先后部署順北41X井、順北42X井、順北8X井，3口井酸壓測(cè)試相繼獲得千噸（油當(dāng)量）以上的高產(chǎn)油氣流。其中，產(chǎn)量最高的順北8X井，14mm油嘴，油壓為47.6MPa，測(cè)試期間壓力穩(wěn)定，日產(chǎn)油382m3，日產(chǎn)氣105.3×104m3，合計(jì)日產(chǎn)油（油當(dāng)量）1128t（原油密度為0.75g/cm3），進(jìn)一步證實(shí)了北東向斷裂帶具有明顯的“控儲(chǔ)、控藏、控富”特征。順北4號(hào)、順北8號(hào)、順北12號(hào)北東向斷裂帶累計(jì)長(zhǎng)度超過(guò)250km，估算資源規(guī)模（4～5）×108t（油當(dāng)量），成為順北油氣田“十四五”增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要陣地。

1 地質(zhì)概況

順北地區(qū)位于塔里木盆地順托果勒低?。▓D1），處于南北兩?。ㄋ新∑?、塔北隆起）、東西兩坳（滿加爾坳陷、阿瓦提坳陷）之間的似“馬鞍形”低隆起上[3-4]。除侏羅系沉積缺失及白堊系、二疊系、石炭系、泥盆系、志留系存在不同程度缺失外，其余地層均發(fā)育齊全，其中，奧陶系中統(tǒng)一間房組（O2yj）—中下統(tǒng)鷹山組（O1-2y）碳酸鹽巖層系是主要油氣產(chǎn)層。

順北地區(qū)經(jīng)歷了至少4個(gè)構(gòu)造演化階段[6-7]:加里東早期（寒武紀(jì)—中奧陶世）克拉通邊緣拗拉槽與克拉通內(nèi)弱伸展背景階段、加里東中晚期—海西早期（中奧陶世—中泥盆世）克拉通隆起形成演化與整體強(qiáng)烈擠壓階段、海西晚期—印支期（早二疊世—侏羅紀(jì)）塔北隆起持續(xù)抬升與擠壓階段和燕山期—喜馬拉雅期古隆起與斷裂調(diào)整定型階段。

順北地區(qū)雖然位于克拉通內(nèi)構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)，但并非“鐵板一塊”，而是發(fā)育一套與盆緣呈大角度相交且廣泛分布的板內(nèi)走滑斷裂系統(tǒng)[6-7]，目前已落實(shí)北東向、北西向、近南北向等不同走向的主干走滑斷裂帶共計(jì)18條（圖1）。與位移量達(dá)數(shù)百至數(shù)千千米的大型走滑斷裂（板緣型）相比，該類(lèi)走滑斷裂位移量小，滑移距一般不超過(guò)2km[6-7]。因其遠(yuǎn)離活動(dòng)板塊邊界，通常在構(gòu)造變動(dòng)相對(duì)微弱的克拉通盆地內(nèi)部發(fā)育，也被稱(chēng)為克拉通盆地內(nèi)部走滑斷裂[9]。

圖1 順北地區(qū)構(gòu)造位置及不同斷裂帶分布圖Fig.1 Structural location and distribution of different fault zone in Shunbei area

順北地區(qū)古生界發(fā)育一“剛”（下古生界碳酸鹽巖）兩“塑”（中—下寒武統(tǒng)膏鹽巖及上古生界碎屑巖）的垂向地層結(jié)構(gòu)，各巖性地層能干性的差異導(dǎo)致走滑斷裂帶自下而上的變形樣式有所不同，走滑斷裂帶普遍具有“縱向分層變形、主滑移帶平面分段、垂向多期疊加”的發(fā)育演化特征[4，11]?？v向上，分層變形界面多為巖性界面，古生界底面（T90）—中奧陶統(tǒng)頂面（T74）發(fā)育走滑斷裂體系，中奧陶統(tǒng)頂面（T74）之上發(fā)育平面呈雁列分布的正斷裂[9]。平面上，走滑斷裂分段性強(qiáng)，下古生界碳酸鹽巖目的層見(jiàn)疊接拉分段、疊接壓隆段、平移段和復(fù)合構(gòu)造4類(lèi)構(gòu)造樣式[8]。

走滑斷裂帶的構(gòu)造破裂、巖體錯(cuò)動(dòng)形成的構(gòu)造增容作用[13]，疊加多類(lèi)型流體沿?cái)嗔褞芪g改造[15-18]，形成了受走滑斷裂帶控制的斷控裂縫—洞穴型儲(chǔ)集體。垂向上，順北地區(qū)走滑斷裂帶雁列構(gòu)造以淺層被動(dòng)撕裂為主，呈“V”形收斂，并隱沒(méi)于構(gòu)造層內(nèi)，與斷層主滑移帶正常不連接，上奧陶統(tǒng)桑塔木組巨厚泥巖（厚度分布普遍在800～1500m）因此能夠形成良好的區(qū)域蓋層[5]。橫向沿?cái)嗔褞Х较颍槺钡貐^(qū)奧陶系一間房組頂部構(gòu)造平緩，構(gòu)造坡度僅為0.1°～0.5°（小于塔河南部1°～2.5°），同時(shí)走滑斷裂帶平面具有分段性，不同分段或斷層相互不連通，油氣不具備沿著走滑斷裂帶遠(yuǎn)距離側(cè)向運(yùn)移條件。橫向垂直于斷裂帶方向，斷裂帶內(nèi)部“核—帶”結(jié)構(gòu)發(fā)育，并經(jīng)歷了深埋或地表流體的溶蝕—沉淀作用改造，導(dǎo)致儲(chǔ)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜化[13]，同時(shí)斷裂帶之外為致密碳酸鹽巖，具備良好的側(cè)向封擋條件。在上述地質(zhì)條件下，形成了十分獨(dú)特的斷溶體圈閉與油氣藏。

2 順北及鄰區(qū)斷裂體系

近年來(lái)，通過(guò)對(duì)高品質(zhì)三維地震資料連片解釋與成圖發(fā)現(xiàn)，北塔里木盆地內(nèi)部廣泛發(fā)育走滑斷裂。該套走滑斷裂體系大致以順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶為界，具有“東西分區(qū)”的特點(diǎn)。順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶為東、西部之間起轉(zhuǎn)換作用的兩條斷裂帶，順北5號(hào)斷裂帶是一條貫穿塔北隆起、順托果勒低隆，以及塔中隆起的斷裂帶，可識(shí)別長(zhǎng)度達(dá)270km[19]。受控于盆地南、北不同區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)疊加作用，順北5號(hào)斷裂帶演化早期最大主應(yīng)力方向從南到北發(fā)生了北北東向到北北西向的逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，為其弧形構(gòu)造行跡的發(fā)育奠定了基礎(chǔ)。順北5號(hào)斷裂帶在構(gòu)造演化初期形成于南、北不同斷裂體系，后期南、北段在中部對(duì)接，構(gòu)造樣式在對(duì)接部位發(fā)生轉(zhuǎn)換，順北1號(hào)斷裂帶形成于順北5號(hào)斷裂帶轉(zhuǎn)換部位鄰近區(qū)域[7]。順北5號(hào)斷裂帶以東在塔中隆起及其北坡主要發(fā)育近平行的北東向斷裂體系，包括順北東部北東向斷裂體系與順南北東向斷裂體系，在塔北隆起主要發(fā)育“X”形似共軛斷裂體系[6-7]；而以西則主要發(fā)育近平行的北西向斷裂體系（圖1）。不同斷裂體系走滑斷裂演化受不同時(shí)期盆地南、北緣區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的疊加控制，呈現(xiàn)出構(gòu)造樣式的差異。順北地區(qū)受控于南緣原特提斯構(gòu)造域造山作用，加里東中期Ⅲ幕北北西向區(qū)域擠壓應(yīng)力作用于北北東向區(qū)域垂直張節(jié)理，形成塔中隆起及順托果勒低隆東部近平行的北東向左行走滑斷裂體系。而受盆地北緣古亞洲洋構(gòu)造域影響，加里東中期Ⅲ幕—加里東晚期形成以順北5號(hào)斷裂帶北段為代表的北西向右行走滑斷裂體系。

不同斷裂體系斷裂活動(dòng)期次有差異（圖2）。順北5號(hào)斷裂帶以東發(fā)育近北東向走滑斷裂體系，加里東中期Ⅲ幕，這些近北東向走滑斷裂表現(xiàn)為左行走滑活動(dòng)。加里東晚期，近北東向走滑斷裂的深層走滑斷面再活動(dòng)，形成右階展布的雁列正斷層，指示其左行走滑活動(dòng)。其中，順北1號(hào)斷裂帶作為順北5號(hào)斷裂帶的分支斷裂，在斜拉張應(yīng)力背景下開(kāi)始左行活動(dòng)，發(fā)育右階雁列。海西中—晚期，順北北東向斷裂體系深層走滑斷面再次發(fā)生較弱的左行走滑活動(dòng)，在上覆地層中再次形成雁列正斷層；印支期或更晚（喜馬拉雅期），順北1號(hào)、順北4號(hào)、順北8號(hào)等斷裂帶推測(cè)仍發(fā)生微弱的繼承性活動(dòng)，在地震剖面上可識(shí)別出少量正斷層；而順南地區(qū)的順北16號(hào)、順北18號(hào)等北東向斷裂帶未發(fā)現(xiàn)有海西中—晚期以后持續(xù)活動(dòng)的地震資料證據(jù)[20-21]。在順北5號(hào)斷裂帶以西發(fā)育北西向走滑斷裂，這些北西向斷裂在加里東中期Ⅲ幕表現(xiàn)為右行走滑；加里東晚期，北西向走滑斷裂繼承性活動(dòng)，部分北西向斷裂（例如順北7號(hào)斷裂帶）未發(fā)現(xiàn)有加里東晚期以后持續(xù)活動(dòng)的地震資料證據(jù)。與順南地區(qū)北東向走滑斷裂、順北地區(qū)西部北西向走滑斷裂相比，順北地區(qū)東部北東向走滑斷裂具有長(zhǎng)期繼承性多幕次活動(dòng)的特點(diǎn)，與晚期油氣成藏期良好匹配，十分有利于晚期油氣充注。

圖2 順北地區(qū)不同斷裂體系構(gòu)造活動(dòng)期次對(duì)比Fig.2 Comparison of tectonic activity periods of different fault systems in Shunbei area

3 北東向斷裂體系的構(gòu)造活動(dòng)特征

圖3 順北地區(qū)北東向斷裂體系分層展布特征Fig.3 Distribution characteristics of NE trending fault systems by horizons in Shunbei area

分段性是走滑斷裂的基本特征之一，在盆地尺度大型走滑斷裂帶和露頭尺度走滑斷層中均普遍發(fā)育。順北地區(qū)平面分段結(jié)構(gòu)主要發(fā)育于中—下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖（勘探目的層），表現(xiàn)為“平移、拉分、壓隆”三種經(jīng)典的變形樣式（圖4）。順北1號(hào)斷裂帶分段呈左階展布，其疊接部位均為拉分段；順北4號(hào)斷裂帶分段在南、北部主要以右階展布為主，其疊接部位為壓隆段，而在中部呈左階展布，其疊接部位為拉分段，形成“南北壓、中部張”的分段結(jié)構(gòu)。順北8號(hào)斷裂帶以左階拉分段發(fā)育為主，局部發(fā)育右階壓隆段。順北12號(hào)斷裂帶整體以壓扭性較強(qiáng)的“壓脊構(gòu)造”為特征，局部發(fā)育有拉分段。

圖4 塔里木盆地順北地區(qū)北東向斷裂體系剖面樣式及活動(dòng)期次Fig.4 Structural pattern on seismic section and active periods of NE trending fault systems in Shunbei area

上述北東向走滑斷裂帶復(fù)雜的幾何學(xué)特征是多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)疊加改造的產(chǎn)物。結(jié)合不同構(gòu)造樣式揭示的不同古應(yīng)力環(huán)境、發(fā)育層位，以及與不整合面接觸關(guān)系，可將北東向走滑斷裂體系的演化過(guò)程至少劃分為4個(gè)階段。第一階段為加里東中期Ⅲ幕，除順北1號(hào)斷裂帶外，順北4號(hào)等北東向走滑斷裂表現(xiàn)為左行走滑活動(dòng)，沿平移段發(fā)育有壓脊?fàn)罹植柯∑?，指示斜壓（壓扭）?yīng)力環(huán)境。第二階段為加里東晚期，順北4號(hào)等北東向走滑斷裂的深層走滑斷面再活動(dòng)，形成右階展布的雁列正斷層，指示了左行走滑活動(dòng)，且雁列角多數(shù)小于45°，說(shuō)明走滑斷裂活動(dòng)于斜拉應(yīng)力環(huán)境。此時(shí)，順北1號(hào)斷裂帶深層走滑斷面左階左行活動(dòng)，平移段局部有下凹、分段間一致發(fā)育疊接拉分，說(shuō)明順北1號(hào)斷裂帶的形成晚于順北4號(hào)等北東向斷裂帶，形成于具有斜拉（張扭）應(yīng)力環(huán)境的加里東晚期。T70界面發(fā)育的雁列正斷層錯(cuò)斷至T63界面，并在其緊鄰上覆地層停止活動(dòng)，同樣指示其在加里東晚期形成。第三階段為海西中—晚期，表現(xiàn)為北東向斷裂帶深層走滑斷面再次發(fā)生左行走滑活動(dòng)，在上覆地層中形成雁列正斷層，該階段形成的雁列正斷層在T63界面以上地層中發(fā)育并斷穿T56界面，部分疑似斷入二疊系火成巖地層，與加里東晚期形成的雁列斷層在發(fā)育數(shù)量、分布規(guī)律上都有差異。第四階段為印支期或更晚，地震剖面上顯示，在T46及以上界面可識(shí)別出少量正斷層，揭示了北東向斷裂在印支期甚至更晚（喜馬拉雅期）仍繼續(xù)發(fā)生活動(dòng)。

結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景來(lái)看，順北地區(qū)近北東向走滑斷裂活動(dòng)與塔里木盆地周緣構(gòu)造事件密切相關(guān)，是盆緣所受不對(duì)稱(chēng)應(yīng)力作用在盆地內(nèi)部的一種構(gòu)造響應(yīng)。在加里東中期Ⅰ幕受塔里木盆地西南緣原特提斯域西昆侖洋閉合影響，形成近北西向控制塔中隆起初始發(fā)育的塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶，與此同時(shí)，形成了一系列垂直于塔中隆起發(fā)育的近北東向區(qū)域節(jié)理。受控于盆地南、北不同區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)疊加作用，區(qū)域節(jié)理走向在研究區(qū)北部偏轉(zhuǎn)為近北西向（圖5a）；加里東中期Ⅲ幕，東南緣阿爾金構(gòu)造域和北側(cè)古亞洲洋構(gòu)造域的擠壓作用，分別作用于南北先存的區(qū)域節(jié)理形成了左行和右行的走滑斷裂（圖5b）。加里東晚期，順北4號(hào)、順北8號(hào)、順北12號(hào)斷裂帶深層走滑斷面左行走滑再活動(dòng)，形成右階展布的雁列正斷層，而順北1號(hào)斷裂帶在斜拉應(yīng)力環(huán)境下，形成了左階疊接拉分段發(fā)育的左行張扭性走滑斷裂（圖5c）。海西中—晚期，這些北東向斷裂帶深層走滑斷面再次發(fā)生左行走滑活動(dòng)并拖曳上覆蓋層，并最終形成了多期雁列正斷層在空間上相互疊置的分層構(gòu)造樣式（圖4、圖5d）。綜上所述，順北4號(hào)、順北8號(hào)、順北12號(hào)斷裂帶同屬于近北東向單剪斷裂體系，活動(dòng)強(qiáng)度向東南方向增強(qiáng)，勘探目的層系具有典型“平移、拉分、壓隆”三段式特征，具備形成規(guī)模儲(chǔ)層的潛力；這些走滑斷裂根部溝通烴源巖，加里東中—晚期初始活動(dòng)、后期多幕次繼承性活動(dòng)、晚期活動(dòng)有利于晚期油氣充注，具備形成大型油氣田的地質(zhì)條件。

圖5 順北東部近北東向走滑斷裂帶多期演化模式圖Fig.5 Multiphase tectonic evolution model of near NE strike-slip fault zone in eastern Shunbei area

4 北東向斷裂體系控儲(chǔ)控藏作用

4.1 儲(chǔ)集體整體規(guī)模大，各分段內(nèi)部連通性可能較好

順北地區(qū)主要儲(chǔ)層類(lèi)型為斷控縫洞型（裂縫—洞穴型），與塔河巖溶縫洞型有明顯的差異[4-5]（圖6a）。洞穴橫向?qū)挾炔淮?，主要表現(xiàn)為斷層破裂空腔型洞穴（圖6b），一般難以在斷層破碎帶附近取心，斷層之外取心主要以裂縫為主（不反映規(guī)模儲(chǔ)集體地質(zhì)特征），裂縫多呈高角度—近垂直狀，延伸遠(yuǎn)，縫壁較平直，溶蝕現(xiàn)象弱，縫壁常被方解石、瀝青等充填（圖6c）。走滑構(gòu)造破裂、塊體錯(cuò)動(dòng)而發(fā)生物質(zhì)體積空間調(diào)整是儲(chǔ)層形成的主要機(jī)制[13]，后期疊加有機(jī)酸、富硅熱液等流體沿?cái)嗔褞нM(jìn)一步改造[11-15]，同時(shí)多期烴類(lèi)侵位有利于抑制縫洞被膠結(jié)，對(duì)儲(chǔ)層保存有利。

圖6 順北地區(qū)斷控縫洞型儲(chǔ)集體發(fā)育模式Fig.6 Development model of fault controlled fracture-vuggy reservoir in Shunbei area

前期順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶50余口鉆井證實(shí)，主要儲(chǔ)集空間為斷裂帶內(nèi)部高陡斷層附近發(fā)育的裂縫、洞穴，其次為沿縫溶蝕孔洞，主要表現(xiàn)為側(cè)鉆井鉆遇斷層附近普遍發(fā)生放空、漏失[4-5，12]，鉆井漏失率為100%，順北1號(hào)斷裂帶鉆井放空率61%，高于順北5號(hào)斷裂帶鉆井放空率45%，放空寬度一般小于5m，儲(chǔ)集體縱向跨度大（揭示最大深度達(dá)580m）。從單井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量與產(chǎn)能來(lái)看，順北1號(hào)斷裂帶單位平均動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為151×104m3，單井平均單位壓降產(chǎn)能達(dá)4828t/MPa；順北5號(hào)斷裂帶單位平均動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為61×104m3，單井平均單位壓降產(chǎn)能達(dá)798t/MPa，北東向順北1號(hào)斷裂帶要高于北西向順北5號(hào)斷裂帶?，F(xiàn)今區(qū)域地應(yīng)力方向與走滑斷裂帶的走向夾角，控制了斷裂帶內(nèi)部斷縫系統(tǒng)的開(kāi)啟程度[5]，夾角越小越利于開(kāi)啟，夾角越大則以擠壓為主，容易導(dǎo)致裂縫閉合。根據(jù)測(cè)井資料分析，順北地區(qū)現(xiàn)今地應(yīng)力方向?yàn)楸睎|42°左右，與北東向斷裂帶走向相近，表明其內(nèi)部裂縫開(kāi)啟程度高，有利于溝通形成規(guī)模儲(chǔ)集體。

順北地區(qū)東部順北4號(hào)、順北8號(hào)、順北12號(hào)等北東向斷裂體系與處于轉(zhuǎn)換部位的順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶斷裂活動(dòng)特征和平面分段樣式有差異。順北1號(hào)斷裂帶平面分段以拉分段、平移段為主，整體處于一個(gè)弱拉張背景；順北5號(hào)斷裂帶北段北西向斷裂以擠壓段為主，整體處于較強(qiáng)擠壓背景；而北東向斷裂體系平面分段具有典型“三段式”特征，由于其斷裂走向與現(xiàn)今區(qū)域主應(yīng)力方向一致，其各分段（尤其是擠壓段）內(nèi)部?jī)?chǔ)集體連通性可能整體較好。由于向東南方向斷裂帶活動(dòng)強(qiáng)度變大，儲(chǔ)集體的整體規(guī)?？赡茌^大，單井控制儲(chǔ)集體規(guī)模更大。順北41X井、順北42X井、順北8X井實(shí)鉆在斷層附近發(fā)生漏失（圖7），測(cè)試均獲千噸（油當(dāng)量）的高產(chǎn)工業(yè)油氣流，油壓較高，測(cè)試期間生產(chǎn)穩(wěn)定，證實(shí)北東向斷裂體系儲(chǔ)集體規(guī)模大。

圖7 順北4號(hào)與順北8號(hào)斷裂帶分段展布及過(guò)井地震時(shí)間剖面Fig.7 Segmentation of Shunbei No.4 and No.8 fault zones and seismic profile cross wells

4.2 儲(chǔ)集體有明顯非均質(zhì)性，“斷裂面+串珠異?！笔且?guī)模儲(chǔ)集體的地震響應(yīng)特征

順北4號(hào)、順北8號(hào)走滑斷裂帶實(shí)鉆進(jìn)一步證實(shí)，斷控縫洞型儲(chǔ)層空間非均質(zhì)性強(qiáng)，具有規(guī)模儲(chǔ)集體“斷裂面+串珠異?！钡卣痦憫?yīng)特征。平面上，走滑斷裂帶具有明顯分段性，前期研究已證實(shí)斷裂面附近儲(chǔ)集體最發(fā)育，不同平面分段內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異大，不同斷裂帶、不同分段連通程度也有明顯差異，如北東向順北1號(hào)斷裂帶以拉分—平移為主，伸展變形會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中釋放于斷裂附近，縫洞系統(tǒng)在低—無(wú)內(nèi)聚力應(yīng)力下，具備更好的地層滲透性，連通性好；而北西向順北5號(hào)斷裂帶以擠壓—平移為主，擠壓變形則會(huì)導(dǎo)致斷層附近及夾持基巖區(qū)發(fā)生協(xié)同性位移和彈性變形，強(qiáng)烈的彈性變形造成斷裂帶內(nèi)部縫洞儲(chǔ)層的分隔性增強(qiáng)，由眾多規(guī)模較小的縫洞構(gòu)成縫洞集合體，形成類(lèi)似“蜂窩煤狀”的縫洞系統(tǒng)，實(shí)鉆也證實(shí)其連通性較差。縱向上，走滑斷裂儲(chǔ)集體結(jié)構(gòu)并非均質(zhì)分布，在應(yīng)力作用下縱向上的扭動(dòng)及垂向分段疊接均能造成斷裂在縱向上的拉分脫空應(yīng)力區(qū)與擠壓應(yīng)力區(qū)，從而造成走滑斷層在垂向上具有極強(qiáng)的非均質(zhì)性。順北41X井深淺兩次實(shí)鉆及測(cè)試揭示儲(chǔ)層規(guī)模有明顯差異（圖7），淺部井眼地震異常反射弱，酸壓測(cè)試規(guī)模有限，為油氣充注后封閉的定容儲(chǔ)集體，而深部井眼目標(biāo)為“斷裂面+串珠異?！?，酸壓測(cè)試獲高產(chǎn)油氣流，證實(shí)“斷裂面+串珠異常”是規(guī)模儲(chǔ)集體的地震響應(yīng)特征。

4.3 晚期充注強(qiáng)度大，油氣成藏條件優(yōu)越

通過(guò)持續(xù)開(kāi)展全盆地地震解釋、野外露頭樣品地球化學(xué)分析、鉆井油源對(duì)比等研究，中國(guó)石化西北油田分公司長(zhǎng)期堅(jiān)持下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖為塔里木臺(tái)盆區(qū)的主力烴源巖[1-5]，該套烴源巖有機(jī)碳含量高，盆地大部分地區(qū)廣泛分布[7]，且在“大埋深、高壓力”環(huán)境下，具有長(zhǎng)期生烴、多期供烴的特點(diǎn)[14]。

近期研究表明，雖然順北地區(qū)主體均發(fā)育下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組原地?zé)N源巖，但由于烴源巖相帶分布、地溫演化、斷裂活動(dòng)期次等差異，順北地區(qū)東部與西部的烴源巖條件與成藏演化過(guò)程有差異[22]。順北東部地區(qū)相對(duì)西部地區(qū)，遠(yuǎn)離寒武紀(jì)早期古隆起（圖1），處于玉爾吐斯組中外緩坡相優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育區(qū)，且地溫梯度高，斷裂帶在海西晚期及之后持續(xù)活動(dòng)，特別是喜馬拉雅期以來(lái)該區(qū)快速沉降，晚期輕質(zhì)油氣充注強(qiáng)度大，表現(xiàn)為現(xiàn)今東部地區(qū)油氣晚期充注足，在超過(guò)8000m深度仍然保存有輕質(zhì)油—凝析油氣[14]，資源類(lèi)型以揮發(fā)油—凝析油—干氣為主，氣油比高。而西部地區(qū)離古隆起相對(duì)較近（圖1），烴源巖相帶以中—內(nèi)緩坡為主，烴源巖條件相對(duì)較差，同時(shí)地溫梯度相對(duì)低，烴源巖演化程度低，受滿加爾坳陷過(guò)成熟干氣影響小，晚期凝析油氣—干氣充注弱，主體以揮發(fā)性油藏為主，氣油比明顯偏低（圖8）。

圖8 塔里木盆地北部油氣資源類(lèi)型分布圖Fig.8 Distribution of different types oil and gas resources in the northern Tarim Basin

4.4 “寒武系供烴、垂向輸導(dǎo)、晚期成藏、斷裂控富”油氣成藏模式

順北地區(qū)東部油氣主要來(lái)自原地下寒武統(tǒng)盆地—中外緩坡相烴源巖，該套烴源巖在“晚期快速深埋、高壓力、低地溫梯度”等因素共同作用下，燕山期—喜馬拉雅期仍處于高成熟液態(tài)油—凝析油氣的規(guī)模生烴階段，為晚期成藏奠定了堅(jiān)實(shí)的資源基礎(chǔ)。北東向走滑斷裂帶長(zhǎng)期持續(xù)活動(dòng)，斷裂帶開(kāi)啟性好，既作為斷控縫洞型儲(chǔ)集體發(fā)育有利部位，又是多期油氣垂向運(yùn)移的主要通道。順北地區(qū)東部主要成藏期為燕山期—喜馬拉雅期，現(xiàn)今可動(dòng)油氣主要為海西晚期以來(lái)晚期成藏聚集，油氣充注充足，富集程度高。

北東向斷裂體系具有“烴源巖優(yōu)質(zhì)、斷裂持續(xù)活動(dòng)、儲(chǔ)集體規(guī)模大、成藏條件好”的特點(diǎn)。下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組是其主力烴源巖，海西晚期—喜馬拉雅期是現(xiàn)今可動(dòng)油氣的主要成藏期，油氣沿著斷穿基底的走滑斷裂帶向上運(yùn)移，斷裂帶具有明顯的控儲(chǔ)控藏作用。根據(jù)順北1號(hào)、順北5號(hào)兩條轉(zhuǎn)換作用斷裂帶與北東向斷裂體系構(gòu)造樣式差異，以及油氣藏平面分布差異，建立了北東向斷裂體系“寒武系供烴、垂向輸導(dǎo)、晚期成藏、斷裂控富”的油氣成藏模式（圖9）。

圖9 順北地區(qū)東部北東向走滑斷裂帶油氣成藏模式圖Fig.9 Hydrocarbon accumulation pattern of NE strike-slip fault zone in the eastern Shunbei area

5 勘探突破的意義

5.1 進(jìn)一步證實(shí)走滑斷裂帶具有“控儲(chǔ)、控圈、控運(yùn)、控藏、控富”五位一體的特征

傳統(tǒng)的“生、儲(chǔ)、蓋、圈、運(yùn)、保”六大油氣成藏要素，在順北地區(qū)特定的地質(zhì)背景下（克拉通臺(tái)地南北兩大隆起間穩(wěn)定構(gòu)造帶、平緩致密厚層碳酸鹽巖、上覆巨厚上奧陶統(tǒng)泥質(zhì)巖蓋層），除了“生”（烴源巖）這一要素與沉積相帶有關(guān)而不受斷裂帶控制外，發(fā)育在相對(duì)穩(wěn)定構(gòu)造帶內(nèi)部的中小尺度走滑斷裂帶，幾乎控制了其他五方面的油氣成藏要素，形成了非常獨(dú)特的新類(lèi)型斷溶體油氣藏。

勘探實(shí)踐證實(shí)，走滑斷裂帶不僅控制油氣成藏，還控制了油氣差異富集。受斷裂帶走向和分段樣式差異影響，順北地區(qū)不同走滑斷裂帶油氣富集差異特征明顯。首先，盆地內(nèi)的斷裂帶前期主要作為重要的油氣輸導(dǎo)體系，鮮有學(xué)者將斷裂帶作為具有儲(chǔ)集性能的地質(zhì)體[23]，順北地區(qū)斷控縫洞型儲(chǔ)集體主要成因機(jī)制為走滑構(gòu)造破裂、塊體錯(cuò)動(dòng)而發(fā)生物質(zhì)體積的空間調(diào)整，儲(chǔ)集體的發(fā)育主要受斷裂帶控制；其次，目的層致密碳酸鹽巖與上覆厚層泥質(zhì)巖由于斷裂帶平面疊接分段與縱向分層變形，形成良好封蓋條件，斷裂帶也是圈閉形成的主要地質(zhì)因素；最后，斷裂帶直接溝通烴源巖，對(duì)油氣運(yùn)聚和成藏富集都有重要控制作用。因此，北東向走滑斷裂體系順北4號(hào)、順北8號(hào)斷裂帶的突破，證實(shí)了走滑斷裂帶具有“控儲(chǔ)、控圈、控運(yùn)、控藏、控富”五位一體的特征。

5.2 進(jìn)一步證實(shí)北東向斷裂帶更有利于儲(chǔ)層發(fā)育與晚期油氣成藏

相比其他斷裂體系，順北東部北東向斷裂體系儲(chǔ)層與油氣成藏地質(zhì)條件最為優(yōu)越。從斷裂成儲(chǔ)的角度分析，北東向斷裂體系持續(xù)多期活動(dòng)，剛性碳酸鹽巖受斷裂作用，巖石破碎程度高，后期各類(lèi)流體順著斷裂、裂縫進(jìn)一步改造，有利于形成相互連通的大型縫洞系統(tǒng)；同時(shí)，斷裂活動(dòng)強(qiáng)度大，在斷裂活動(dòng)與儲(chǔ)層形成的關(guān)鍵時(shí)期，多期油氣充注能有效抑制方解石膠結(jié)，有利于儲(chǔ)集體保存，儲(chǔ)集體規(guī)模更大。北東向斷裂體系走向與現(xiàn)今主應(yīng)力方向一致，其各分段內(nèi)部?jī)?chǔ)集體的連通性可能均較好（特別是擠壓段），這一點(diǎn)明顯優(yōu)于北西向斷裂體系。

從斷裂控藏的角度分析，相對(duì)北西向斷裂體系，北東向斷裂體系長(zhǎng)期繼承性活動(dòng)，晚期經(jīng)歷了喜馬拉雅期油氣充注，具備更好的晚期油氣充注條件。加里東晚期，滿加爾坳陷持續(xù)埋藏，烴源巖已經(jīng)處于生排烴期，生成油氣向高部位運(yùn)移聚集，順北東部北東向斷裂體系優(yōu)先捕獲了第一期油氣充注，在海西早期強(qiáng)烈的構(gòu)造作用下，油氣局部遭受了調(diào)整破壞，順北東部北東向斷裂體系構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，有利于油氣保存；海西晚期，滿加爾坳陷和順托果勒低隆烴源巖仍處于生排烴期，順托果勒低隆大面積聚集成藏，北東向斷裂體系是有利運(yùn)聚部位。燕山期—喜馬拉雅期持續(xù)深埋，烴源巖在滿加爾坳陷中心部位瀕臨或處于死亡期，順北東部本地及周緣仍處于生凝析油氣—干氣期，北東向斷裂體系仍是有利的運(yùn)聚方向。

5.3 進(jìn)一步證實(shí)北東向走滑斷裂體系是順北地區(qū)規(guī)模增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域

順北地區(qū)東部北東向斷裂體系的突破，對(duì)順北地區(qū)整體評(píng)價(jià)與勘探展開(kāi)具有重要的戰(zhàn)略意義。一是首次在順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶兩條起轉(zhuǎn)換作用的斷裂帶之外獲得實(shí)質(zhì)性突破，實(shí)現(xiàn)了北東向單剪走滑斷裂體系的規(guī)模發(fā)現(xiàn)，尤其是南部的順北42X井，實(shí)現(xiàn)了順北4號(hào)斷裂帶的整體控制，進(jìn)一步證實(shí)北東向斷裂體系具備“整體成藏、高產(chǎn)富集”的典型特征，油氣資源結(jié)構(gòu)以凝析氣藏為主，單井產(chǎn)量高。二是堅(jiān)定了順北地區(qū)向北東向斷裂體系勘探信心，展現(xiàn)了北塔里木整體富含油氣的資源格局，揭示了南北隆起之間的順托果勒低隆，是超深層碳酸鹽巖勘探的有利地區(qū)，推動(dòng)了勘探評(píng)價(jià)向順托果勒低隆快速展開(kāi)。三是繼順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶突破后，實(shí)現(xiàn)了勘探方向的重大轉(zhuǎn)移，同時(shí)順北東部地區(qū)相對(duì)西部火成巖侵入體發(fā)育程度低[24]，目的層相對(duì)順南地區(qū)溫度較低[14]，工程難度小，明確北東向走滑斷裂體系是后期規(guī)模增儲(chǔ)最具潛力的領(lǐng)域，順北東部北東向斷裂體系累計(jì)長(zhǎng)度超過(guò)250km（圖1），落實(shí)一個(gè)4億～5億噸級(jí)（油當(dāng)量）資源陣地。順北地區(qū)超深斷溶體油氣藏屬碳酸鹽巖孔隙型與巖溶縫洞型油氣藏之外的一種新類(lèi)型的油氣藏，此類(lèi)型碳酸鹽巖油氣藏在我國(guó)屬首次發(fā)現(xiàn)，埋深超過(guò)8000m仍發(fā)育輕質(zhì)油—凝析氣藏，改變了以往超深高溫高壓條件下烴源巖熱演化模式的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，對(duì)中國(guó)其他盆地特深層海相碳酸鹽巖走滑斷裂帶的評(píng)價(jià)有重要借鑒意義。

6 結(jié)論

（1）順北地區(qū)斷裂體系具有“東西分區(qū)”的特點(diǎn)，大致以順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶為界，以東主要發(fā)育近平行的北東向斷裂體系，以西則主要發(fā)育近平行的北西向斷裂體系。順北1號(hào)、順北5號(hào)斷裂帶作為東西部之間起轉(zhuǎn)換作用的兩條斷裂帶，斷裂平面分段樣式與單井控儲(chǔ)規(guī)模有明顯差異。順北1號(hào)斷裂帶平面以拉分段、平移段為主，單井控制規(guī)模大，順北5號(hào)斷裂帶北段北西向斷裂帶平面以擠壓段為主，單井控制規(guī)模相對(duì)小。

（2）順北4號(hào)、順北8號(hào)、順北12號(hào)斷裂帶同屬于近北東向單剪斷裂體系，其平面具有典型 “平移、拉分、壓隆”三段式特征，斷裂活動(dòng)強(qiáng)度大，表明儲(chǔ)集體整體規(guī)模可能較大，斷裂走向與現(xiàn)今區(qū)域主應(yīng)力方向一致，表明其分段內(nèi)部?jī)?chǔ)集體連通性可能較好，單井控制儲(chǔ)集體規(guī)模大，儲(chǔ)集體發(fā)育空間上有非均質(zhì)性，“斷裂面+串珠異?！睘橐?guī)模儲(chǔ)集體地震識(shí)別標(biāo)志。

（3）順北東部地區(qū)發(fā)育下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組中外緩坡相原地優(yōu)質(zhì)烴源巖，長(zhǎng)期活動(dòng)的北東向斷裂體系有利于儲(chǔ)層發(fā)育與晚期油氣成藏。建立了北東向走滑斷裂體系“寒武系供烴、垂向輸導(dǎo)、晚期成藏、斷裂控富”油氣成藏模式。進(jìn)一步證實(shí)了走滑斷裂帶具有“控儲(chǔ)、控圈、控運(yùn)、控藏、控富”五位一體特征，北東向走滑斷裂體系累計(jì)斷裂長(zhǎng)度超過(guò)250km，落實(shí)了一個(gè)4億～5億噸級(jí)（油當(dāng)量）的資源陣地，是順北地區(qū)“十四五”規(guī)模增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要地區(qū)。