库车坳陷克拉苏构造带的反转构造及其形成机制

库车坳陷克拉苏构造带发育复杂的褶皱冲断构造,尤其是盐下层构造变形强烈,具有反转构造的变形特征。克拉苏构造带反转构造在剖面上具有先存正断层重新活动并在断层下盘形成捷径断层的特征,在南部远离反转断层处具有盖层滑脱性质,据此可将克拉苏构造带划分为反转断隆背斜带、楔状叠瓦构造带和逆冲前缘构造带3个次级构造带;平面上构造反转程度西弱东强,西段主要表现为在反转断层下盘形成分支断层,而东段具有在反转断层上盘形成反向断层和褶皱变形的趋势。构造变形分析表明,南天山水平挤压叠加垂直剪切的作用导致克拉苏构造带发育基底卷入的高角度逆断层,并使部分早期正断层重新活动而形成反转构造。对次级构造带构造圈闭有效性的分析表明,反转断隆背斜带形成规模大、产状平缓的构造圈闭,但是上覆盐岩层厚度较薄,天然气容易散失;楔状叠瓦构造带形成规模相对较小、幅度大的构造圈闭,上覆盐岩层厚度大,有利于天然气的保存。

塔里木盆地库车坳陷克拉苏和东秋断层上盘勘探突破方向

塔里木盆地库车坳陷前陆冲断带成藏条件优越,特别是克拉苏构造带和东秋构造带,发现了克深大气藏群、克拉2大气藏和中秋1气藏,形成了超万亿立方米大气区。但目前发现的气藏平面上主要分布在克拉苏断层和东秋断层下盘,断层上盘仅仅发现了克拉2大气藏,纵向上主要赋存于白垩系巴什基奇克组。基于上述油气分布现状分析,认为克拉苏断层下盘之所以形成连片分布的大气藏群,主要是一系列近东西走向的逆冲断层形成了成排、成带的大型背斜和断背斜构造圈闭,控圈断层下通烃源岩,上达膏岩盐盖层而未断穿,既是油气运聚通道而又没有破坏圈闭的封闭性,这种成藏要素的绝佳匹配造就了克拉苏断层下盘连片大气藏群的形成;而由于克拉苏断层和东秋断层断穿膏盐岩甚至断达地表,造成断层上盘圈闭封闭性变差,致使具有相同储盖组合的白垩系巴什基奇克组圈闭未能成藏,但在断层上盘由于顶冲构造形成了独特的克拉2“盐包圈”圈闭,发育了独一无二的克拉2大气藏。其次,通过分析克拉苏逆冲断层和东秋逆冲断层对成藏的控制,认为断层对纵向上不同层系及不同类型储盖组合的成藏影响是不同的。从油气复式聚集理论出发,考虑克拉苏构造带和东秋构造带丰富的剩余油气资源,以及断层上盘、下盘勘探不均衡的现状,通过解剖吐格尔明逆冲断层上盘侏罗系成藏模式,以及克拉苏断层上盘和东秋断层上盘古近系成藏模式,提出克拉苏断层和东秋断层上盘尚有巨大的勘探潜力,侏罗系和古近系是断层上盘下步重大的突破方向。

库车坳陷克拉苏构造带的结构模型及其形成机制

库车坳陷克拉苏构造带是一个NEE-近EW向的冲断褶皱带。由于地表条件和构造变形的复杂性导致该构造带的地震资料品质较低,造成构造解释的多解性。本文在综合分析地面露头、区域构造背景、钻井和地震资料基础上,讨论了克拉苏构造带可能的构造解释模型,认为浅层为盖层滑脱褶皱、深层为基底卷入的楔状叠瓦构造的"分层滑脱、垂向叠置"模型能合理地解释现有可靠的构造信息。浅层构造是以库姆格列木群膏盐岩层为核或以侏罗系煤系地层为核的滑脱背斜,并被逆冲断层破坏;深层是基底卷入的中-高角度区域性反转正断层,并且在反转正断层下盘发育楔状叠瓦构造。新近纪-第四纪天山隆升产生的自天山深层向库车坳陷的斜向向上的挤压作用导致先存区域性正断层的反转位移,并控制克拉苏构造带的形成和演化。

库车坳陷克拉苏冲断带传递型超压的识别、计算及其主控因素

超压可在断裂的沟通作用下发生垂向传递,目前对于断裂传递型超压的识别、计算和预测研究还比较薄弱。分析此类超压的成因,修正前人关于垂向传递型超压识别方法,以库车坳陷克拉苏冲断带盐下断裂发育的超压地层为例,通过含气声速校正和浮力校正,识别盐下断裂传递型超压,近似计算传递量,最终分析影响该区断裂传递超压量的主控因素。结果表明:克拉苏冲断带的大北和克拉苏地区的盐下地层均不同程度存在超压传递现象;超压的传递量在大北地区大北3井为24.10 MPa,在吐北2井为26.35 MPa,克拉苏地区的克拉2井平均为16.47 MPa,由断裂传递所产生的超压约占实测总过剩压力的50%;超压的传递量主要受断裂的断距、倾角及断裂穿越地层的过剩压力梯度的综合影响,是三者乘积的综合效应。

断裂活动中的瞬时流场及断裂的输导性研究:以库车前陆盆地克拉苏冲断带为例

活动期的开启断裂会影响地层流场的分布。如何恢复断裂活动中的瞬时流场,如何定量评价活动期断裂的输导性,依然是断裂与流体运移关系研究中的薄弱环节。尝试利用数值模拟的方法,在非均一地质模型建立的基础上,在断裂活动前初始流场与断裂活动后末流场已知的情况下,通过不断调整影响地层流场的关键参数——渗透系数,最终获得与末流场吻合的瞬时流场及断裂活动期的渗透率。以库车前陆盆地克拉苏冲断带为例,模拟结果表明,活动期断裂的顶部出现相对高气势的凸起区,流体倾向于向围岩运移,是流体的释放区;断裂的底部出现"U"字形相对低气势的下凹区,为流体的吸入区;断裂带纵向的气势梯度减小,流体垂向运移的动力减弱,但由于断裂带的高渗性,可弥补动力的不足;在如此的"泵吸"作用下,深部天然气可向断裂顶部地层运移;不同断裂的"泵吸"作用强度不同,决定了哪些断裂会成为主要的"气源断裂"及以断裂为运移通道的气藏的富集程度;克拉2气藏下伏F2-k断裂在活动期的渗透率为24.9μm2,明显高于大北1气藏下伏F3断裂的渗透率5.78×10-3μm2,是引起2个气藏富集程度差异的主要原因。

库车坳陷克拉苏构造带断圈含气性影响因素及目标优选

为了优选库车坳陷克拉苏构造带的有利钻探目标断圈,基于已钻的16个断圈,从天然气的供给条件、运聚条件、保存条件3个方面系统分析克拉苏构造带断圈含气性影响因素,在该基础上采用聚类分析方法,对11个目标断圈与已钻断圈进行了相关性分析,最终实现了有利钻探目标优选。研究表明,影响断圈含气性的因素包括8个方面,即烃源岩供烃能力、断裂类型分布、断裂走向变化规律、断裂转换带类型、断裂输导效率特征、断盖配置关系、断储产状配置关系和断层侧向封闭性。根据离差平方和聚类分析方法将断圈归为4类,其中第1类中的克深8号和第3类中的克深10号断圈钻探风险相对最小,是下一步钻探的有利目标。

库车坳陷克拉苏构造带构造特征及天然气勘探

库车坳陷克拉苏构造带成藏地质条件优越,构造的发育与演化主要受区域逆冲断裂的控制,具有明显的南北分带、东西分段、纵向分层的构造特点。依据区域断裂、构造样式的不同,从北向南可划分为4个带,从西向东可划分为5个段。断裂控制构造的发育和差异性,而断裂特征受古构造背景、滑脱层及挤压应力强度的影响,造成成藏和保存条件的不同。克拉苏构造带优质储层发育、盐层相对较厚、远离断裂多期活动区,是理想的前景区,而大北、克深地区是天然气勘探的现实领域。

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带克深地区典型断背斜天然裂缝分布特征

为明确超深层储层断背斜内天然裂缝的分布特征,以库车坳陷克拉苏构造带克深地区白垩系巴什基奇克组为例,结合地质、地震、FMI成像测井、地应力以及岩石力学参数等资料,通过储层地质力学法明确了克深地区典型断背斜构造样式内天然裂缝的分布特征,为该区致密气的有利勘探提供了地质依据。结果表明:不同断背斜垂向上具有从顶部、中部到底部天然裂缝密度“高-低-高”的普遍特征;断背斜的翼间角越大,顶部和中部的裂缝分布越局限,底部裂缝分布越广泛;距断背斜轴部越远的部位,顶部和底部的裂缝分布越局限,中部的裂缝分布越广泛。断背斜顶部转折端相对中部与底部储层天然裂缝较发育,改善了储层的物性,为致密气提供储集空间和渗流通道。