塔里木盆地塔中隆起中北部地区断裂构造特征及演化

为系统揭示塔里木盆地塔中隆起中北部地区断裂构造特征及其成因演化,通过对该区大连片三维地震工区精细构造解析和相干体等分析,并结合区域动力背景,系统论述了该区的断裂构造类型、几何学特征、差异活动机制及其构造演化过程。研究结果表明,塔中隆起中北部发育了4类7期断裂构造,其中逆冲断裂和走滑断裂尤其发育。平面上北西向弧形逆冲断裂与北东向、北西向及南北向走滑断裂相互交切与耦合;垂向上断裂分层差异活动特征明显,下奥陶统及其以下地层,断裂发育数量多且以线形为主,中奥陶统-中下泥盆统多呈雁列式,上泥盆统-二叠系仅在塔中Ⅱ号断裂带、顺北5号断裂带西南端等地区发育少量断裂。研究区断裂活动受多期、多方向不同性质应力场所控制,经历了极其复杂的演化历史:加里东早期以塔中Ⅱ号断裂带等少量北倾正断层活动为主;加里东中期Ⅰ幕断裂活动强烈,表现为逆冲断裂与走滑断裂协同演化和相互耦合特征,走滑断裂对逆冲断裂的切割或限制作用明显;加里东中期Ⅲ幕断裂活动基本继承了加里东中期Ⅰ幕的构造格局,但在工区北部的顺北4号、5号等断裂带张扭性断裂活动特征显著;加里东晚期-海西早期,部分断裂发生继承性活动且张扭断裂发育范围进一步向南扩大;印支-燕山期,仅有少数断裂发生继承性活动;喜山期该区构造比较稳定,早期形成的复杂断裂构造进入深埋阶段。

基于弹性板模型的塔里木盆地北部新生代沉降模拟:对南天山隆升的启示

在印度-欧亚板块碰撞远程效应影响下,天山造山带在新生代活化隆升,与其南缘相邻的塔里木盆地北部发生挠曲沉降并沉积了巨厚的新生代地层,该巨厚新生代地层和造山沉积地层为本文进一步探究南天山隆升过程提供了关键的沉积记录。本文采用有限弹性板数值模拟的方法,对盆地新生代不同时期基底沉降剖面分别进行建模研究。结果表明:盆地沉降受沉积负载和构造负载共同控制,66~<5.3 Ma期间沉积负载对盆地沉降的贡献量小于或等于构造负载的贡献量;约5.3 Ma至今沉积负载对盆地沉降的贡献量远大于构造负载。南天山构造负载变化速率表现为66~<26.3 Ma缓慢增长;26.3~<5.3 Ma南天山稳定增长;约5.3 Ma至今南天山造山带构造负载高度快速增长。基于对盆地沉降过程的分析,限制南天山新生代初始隆升时间为古近纪,其相对海拔高度从400 m增长到2 500 m;虽然在约5.3 Ma至今南天山相对海拔高度保持稳定,但构造负载高度仍在增加,这可能是盆地俯冲作用的加剧在一定程度上抑制了造山带平均海拔高度的增长,进而导致南天山的侵蚀和隆升达到相对平衡。

塔里木盆地塔北隆起碳酸盐岩油气成藏特点

塔北隆起自早古生代以来经历了长期的挤压隆升剥蚀过程,结合寒武系膏盐的塑性上拱,形成了两种基本的碳酸盐岩圈闭类型,即风化壳潜山和内幕背斜圈闭。塔北隆起南临古生代满加尔凹陷、北临中新生代库车坳陷,具有捕获南北两侧海陆两相油气来源的条件,经历了海西期、燕山期和喜马拉雅山期3期成藏。储集空间主要靠溶蚀孔洞和裂缝。石炭系中—上泥岩段和白垩系卡普沙良群泥岩两套区域性盖层对碳酸盐岩风化壳潜山油气聚集起着至关重要的作用。不整合面和断裂是控制塔北隆起油气成藏的两个最关键的因素,不整合面既控制着岩溶储层的发育分布又是油气侧向运移的优势通道;断裂活动形成破碎带、裂缝带进而改善储层性能,同时断裂也是油气垂向运移的优势通道。

塔里木盆地于奇地区奥陶系碳酸盐岩成藏条件及成藏模式

塔里木盆地阿克库勒凸起北部于奇地区是塔河油区外围重要的油气勘探区。以成盆、成烃和成藏理论为指导,应用盆地分析、储集层预测、荧光薄片及流体包裹体分析等技术和方法,综合研究分析了于奇地区中、下奥陶统鹰山组(O1+2y)碳酸盐岩油气成藏条件,建立了油气成藏演化模式。研究结果表明,区内油源主要来自阿克库勒凸起南部寒武系—下奥陶统烃源岩,油源充足,资源潜力较大;O1+2y储集层类型为洞穴型、裂缝-孔洞复合型和裂缝型,储集层物性中等,最有利的储集层分布区位于YQ3井—S104井一带,盖层的区域封盖和直接封盖能力较好,但海西晚期构造运动对本区油气保存影响最大。于奇地区至少有4个油气注入成藏期,其中最重要的油气注入期为海西晚期和喜马拉雅期;成藏模式为自烃源区侧向排烃、多期成藏,其演化经历了4个阶段。

塔里木盆地北部三叠系“二元”层序结构特征及演化模式

综合运用露头、测井、岩芯等资料,对塔里木盆地北部库车坳陷库车河野外露头及塔北隆起区三叠系层序结构特征进行了分析。各层序低位体系域,主要是冲积扇、辫状河、辫状河三角洲等粗粒沉积体,层序上部多为湖相泥岩,统称为湖侵—高位体系域,单个层序均具有"下粗上细"的"二元"结构特征。塔北三叠系特殊的层序结构,主要是与三叠纪塔里木盆地的幕式挤压活动有关。挤压初期,物源近且供给充分,可容空间增加缓慢,主要为低位体系域的粗碎屑沉积;随着挤压作用持续增强,湖盆逐渐加深,细粒沉积物为主体的湖侵体系域沉积;最终盆地基底破裂时,湖平面快速下降,高位体系域不甚发育,多为湖相细粒沉积物。据此提出塔北三叠系层序发育模式,认为在构造挤压期,沉积扇三角洲、辫状河三角洲等粗粒低位域沉积;而在构造持续期和卸载期,层序上部发育细粒深湖—半深湖湖侵—高位体系域沉积。由于层序特殊的"二元结构"特征,纵向上构成了较好的生储盖组合。因此,除了构造油气藏外,塔北地区各层序低位体系域的岩性油气藏及岩性—构造油气藏是重要的勘探目标。

塔里木盆地巴楚隆起与塔北隆起构造-热演化的对比分析

巴楚隆起和塔北隆起具有相似的的构造特征.从构造-热演化的角度出发,恢复了这2个地区沉积埋藏史、构造沉降史以及热演化史.通过对比分析,可以看出巴楚地区热流一直大于塔北地区,这可能导致巴楚地区生烃期早,而巴楚区隆起发育时间晚,后期断裂活动又比较剧烈,这些不利因素导致了巴楚地区勘探进展不如塔北地区理想.

塔北隆起北缘原油轻烃单体烃碳同位素特征

对塔北隆起北缘原油进行了轻烃单体烃碳同位素组成分析,刻画了原油的轻烃组成特征。所有轻烃化合物中,环戊烷系列化合物碳同位素在不同原油之间差异最小,对原油成因的鉴别意义小于其他化合物。优选的其他化合物碳同位素在不同成因原油中呈现出显著规律,轮台油气田煤成油轻烃单体烃碳同位素较重,主要位于-21‰～-19‰之间;大涝坝油气田湖相油次之,位于-25‰～-21‰之间;雅克拉油气田海相油最轻,位于-31.5‰～-28‰之间。典型寒武系—下奥陶统来源的YN2井原油分布特征独特。上述分布特征揭示轻烃单体烃碳同位素组成可作为可靠的原油成因判识指标,尤其对于凝析油与轻质油更为有效。

深层碳酸盐岩差异成岩作用对油气分层聚集的影响——以塔里木盆地塔中隆起北斜坡鹰山组为例

塔中隆起北斜坡鹰山组碳酸盐岩厚度大、埋藏深,经历了多期、多种成岩作用改造。基于岩心和岩石薄片观察、测井资料解释及地震属性反演识别裂缝,结合录井和试油资料统计分析,发现鹰山组岩溶储集层段经历了多期溶蚀作用和构造破裂作用,储集空间建设性改造强烈,相对应的胶结-充填作用相对较弱;相邻致密段的形成主要源于强烈的胶结作用和充填作用,而相对应的溶蚀作用明显偏弱,该段的电阻率明显高于相邻储集层段,故称为“高阻层”,构成识别致密层的重要标志。相邻碳酸盐岩储集层段与致密盖层段在成岩作用方面存在着显著的差异,正是差异成岩作用导致了厚层碳酸盐岩内幕多套储-盖组合的形成。垂向上多个缝洞发育段(储集层)与致密段(盖层)间互,形成叠置分布的多套储-盖组合,由此导致厚层碳酸盐岩内幕发育多个含油气层段。横向上,受制于碳酸盐岩的非均质性以及走滑断裂的分割作用,岩溶储集层段及致密高阻层延展性受到制约。因此,鹰山组油气分布不仅具有纵向分层,同时具有横向分区的特点。

塔里木盆地古城地区古生界垒-扭叠合复合断层-裂缝体模型

塔中地区深层古生界巨厚的碳酸盐岩是当前油气勘探的热点。近年来,在塔中北坡的北西、北东与北东东向断层-裂缝带中取得了油气勘探的重大突破。然而,在其邻近的古城地区断层-裂缝体的研究则一直很薄弱,这一状况严重地制约了该区的油气勘探进程。基于高分辨率三维地震剖面,提出了古城地区古生界垒-扭叠合复合断层-裂缝体模型。其要点是:①剖面上,断层-裂缝体的性质不具有继承性。在深部寒武系、中部中-下奥陶统、上部上奥陶统和顶部石炭系依次发育加里东早期伸展断层-张性裂缝带、加里东中期压扭断层-压剪性裂缝带、加里东晚期张扭断层-张剪性裂缝带和海西早期张扭断层-张剪性裂缝带,它们在垂向上依次叠合。②平面上,自下而上断层-裂缝体的走向发生了明显的顺时针和逆时针旋转。在深部寒武系、中部中-下奥陶统、上部上奥陶统和顶部石炭系断层-裂缝体的走向分别为北东东向、北北东向、北东-北东东向和北东向,它们在横向上依次复合。③剖面上,断层-裂缝体呈现出“上倒锥、下地垒”的形态叠合特点和“上下张性、中间压性”的性质叠合特点。④平面上,断层-裂缝体呈现出“扫帚状”和雁列状的展布特点。

塔西南坳陷麦盖提斜坡北缘断裂活动特征

塔里木盆地塔西南坳陷麦盖提斜坡北缘断裂活动与油气运聚关系密切。通过解析区内的色力布亚、康塔库木、罗斯塔格、鸟山及玛扎塔格等断裂的活动特征,明确了该斜坡北缘断裂的活动样式、形成期次及断裂发育的平面过渡关系,并进一步明晰了断裂活动与油气成藏的关系。研究结果表明:(1)麦盖提斜坡北缘断裂活动与塔里木板块南缘造山带的形成及演化过程密切相关,断裂活动样式与巴楚隆起的整体变形协调,东段表现为向北凸出的弧形逆冲断裂,西段发育强烈的逆冲隆升和走滑断裂,而中段则为调节过渡带,导致断裂的挤压应力来自塔里木盆地南缘帕米尔高原与西昆仑造山带的持续碰撞;(2)麦盖提斜坡北缘可识别出早加里东期、晚海西期和喜马拉雅期断裂活动;(3)麦盖提斜坡北缘断裂发育正断层、盖层滑脱和基底卷入等构造样式;(4)麦盖提斜坡北缘断裂活动形成了构造圈闭,也为油气运移提供了通道。此外,板块南缘持续的挤压作用造成昆仑造山带走向分为西段北西向和东段近东西向两部分,与麦盖提斜坡北缘断裂走向较为一致。这也为塔西南坳陷中段发育北东向展布的南华系—震旦系裂谷提供了间接证据。

塔北隆起带油气藏类型探讨

本文在分析塔北隆起带现有油气藏的基础上,对它们进行了分类评价,提出了不同类型油气藏有利分布区。作者认为,塔北隆起带的油气藏以背斜型和潜山型最为重要,因此加强对背斜带和潜山带的研究是近期勘探的首要任务。

塔里木盆地北部坳陷区中生界石油地质特征

通过对塔里木盆地北部坳陷区中生界石油地质特征的分析 ,认为其源岩主要为寒武奥陶系 ,其次为二叠侏罗系。继承性隆起、不整合系统和断裂系统纵横交错 ,良好的储层是控制油气分布的主要因素 ,盖层的封闭能力是油气保存的关键。

塔北隆起英买2地区奥陶系油气成藏特征及富集规律

为厘清英买2地区奥陶系碳酸盐岩油气成藏史与主成藏期,探索油气富集规律,借助流体包裹体岩相学及温度特征分析,从油气主成藏期、构造、断裂及储层研究入手,解剖油气富集成藏主控因素间的时空匹配关系。研究表明,英买2地区奥陶系储层发育晚加里东—早海西期、晚海西期和喜马拉雅期等3期烃包裹体,反映储层经历了3次不同期次、不同强度的油气充注,且以晚海西期的中质油气充注为主;研究区油气富集受控于主成藏期构造背景下断裂与储层的时空匹配;北北西向、北西向走滑断裂带及北东向逆冲走滑断裂带对储层发育和油气运移与调整均起到了重要的控制作用;3组不同期次断裂带交会区是油气富集区,其优质储层和优势输导体系等成藏控制因素与主成藏期匹配良好。在此基础上,对油气富集接替区进行了预测。

塔中北斜坡奥陶系鹰山组三、四段碳酸盐岩优质储层形成机制及分布规律

奥陶系深层(鹰山组三、四段-蓬莱坝组)碳酸盐岩是塔里木台盆区重要勘探领域之一。2018年,塔中北斜坡G70井在奥陶系鹰四段测试获高产工业气流,塔中北斜坡奥陶系深层展示出广阔的勘探潜力。但目前对制约奥陶系深层勘探选区和目标优选的关键问题--深层优质储层特征尚不清楚,成储机制与储层分布也不明确。采用塔中北斜坡单井录井、测井、试油试井动态资料,综合利用地震资料开展塔中北斜坡鹰山组三、四段储层主控因素与优质储层分布。研究发现塔中北斜坡鹰山组三、四段岩石类型多样,包括石灰岩类、云灰过渡岩类、白云岩类,储集空间类型为洞穴、孔洞、裂缝,洞穴型、裂缝-孔洞型储层是研究区主要的储集类型;溶蚀组构选择性、岩溶地貌和走滑断裂作用共同控制了优质储层分布,并据此建立了层间岩溶叠加走滑断裂控储模式。依据优质储层地震反射特征,指出研究区鹰山组三、四段最有利储层发育区主要集中在塔中10号带以北岩溶斜坡叠加走滑断裂羽状破碎带发育区,为下步勘探优选区带。