塔里木盆地顺北1号断裂带奥陶系碳酸盐岩储层结构表征及三维地质建模

综合利用地震、测井、岩心以及动态生产资料,对塔里木盆地顺北1号断裂带断控型碳酸盐岩储集体的内部结构进行了层级划分;基于层级划分,通过地震资料属性提取与转换、深度学习、基于目标示性点过程模拟以及离散裂缝网络模拟(DFN)等方法建立了三维地质模型,并以模型进行油气储量和油藏数值模拟,将拟合结果与实际生产数据进行对比。研究结果表明:(1)顺北1号断裂带奥陶系断控型储层按层级由大到小分为走滑断裂影响带、断控体、类洞穴、类洞穴内簇充填和裂缝带共5个层级。(2)走滑断裂影响带受应力差异影响具有分段性,可细分为挤压段、拉分段和平移段;断控体在拉分段发育断裂交会型、单支走滑型,在平移段发育双断裂交错型和两断裂交会型,在挤压段发育双断裂扭曲型和双断裂交会型,共有6种平面组合样式;类洞穴在地震剖面上呈串珠状反射特征;类洞穴内部分为栅体与栅间(基岩),其中栅体又可进一步分为簇(角砾带)、簇间(裂缝带),整体表现为栅状结构,簇的物性更好;裂缝带为类洞穴的主要储集空间,在簇内部比簇间更发育,在一间房组比鹰山组更发育,一间房组和鹰山组均以发育高角度裂缝为主,在两者连接处则以发育水平缝为主。(3)地质模型预测的油气储量与地质分析储量误差为1.75%,模型模拟的生产井地层压力及累产液结果与生产动态吻合度较高,拟合误差小于10%。

顺北1号走滑断裂带分段差异活动特征及其控藏效应

塔里木盆地塔中北坡众多大型走滑断裂带是近年油气勘探开发的重点,文中通过对顺北1号走滑断裂带三维地震资料精细解释,综合前人研究成果及油气勘探实践,探讨了顺北1号走滑断裂带的差异活动特征及其控藏效应。研究表明:1)顺北1号走滑断裂带主要发育于下古生界,为一条大型左行走滑断裂带,平面展布具有分层差异性,在下古生界为线性展布,在上古生界呈雁列式展布。2)顺北1号走滑断裂带分段差异活动特征明显,研究区内可划分出张扭、压扭和纯走滑等3类12段。3)顺北1号走滑断裂带经历了多期构造演化,其中,加里东中期Ⅰ幕、加里东中期Ⅲ幕、加里东晚期—海西早期为顺北1号走滑断裂带的关键活动时期,此后的深埋阶段构造相对稳定,断裂活动微弱。4)顺北1号走滑断裂带沟通了寒武系优质烃源岩与奥陶系有利储集体,断裂带的分段差异活动造成了不同断裂段的断溶体发育程度的差异及油藏规模的差异。实钻数据表明,张扭段和压扭段油气富集程度高,纯走滑段较低。此外,主断裂与分支断裂交叉处通常高产,推测分支断裂规模及活动强弱控制了其油气富集程度。

辽中1号走滑断层内部结构识别及其控藏作用——以锦州A构造为例

锦州A构造的发现是辽东湾海域走滑断裂带内调节断层欠发育区的首个勘探突破,为弄清该构造成藏的主控因素,利用钻井、测井、地震等资料,对锦州A构造段辽中1号走滑断层及其内部结构开展研究,并明确其对油气成藏的控制作用。研究结果表明:地震振幅、纵波速度在走滑断层附近发生明显变化,这种变化的范围可以代表走滑断层内部结构发育的规模,从浅到深辽中1号走滑断层内部结构的发育规模变大。利用多井横向对比常规测井的密度、中子孔隙度和声波时差资料以及偶极声波远探测技术,可以识别走滑断层内部结构,随着距离走滑断层的接近,密度资料会出现先减小再增大的趋势,中子孔隙度和声波时差资料则会出现先增大再减小的趋势,代表从围岩到断层破碎带再到断层核的发育趋势。锦州A构造段辽中1号走滑断层发育由断层破碎带和断层核组成的二元结构,断层破碎带孔渗性好,是油气垂向运移的有利通道;断层核孔渗性差,有利于油气的侧向封堵。

塔里木盆地顺北1号断裂带走滑分段特征与控储控藏作用

塔里木盆地顺北地区沿走滑断裂带展布的特深层断控缝洞型油气藏具有明显的分段性。通过三维地震断裂精细解释,综合钻井、测井、试采等资料对顺北1号断裂带走滑分段特征及分段内部储集体结构差异性及成因进行了研究,优选出有利的储集体类型。研究结果表明:(1)顺北1号断裂带由8个几何分段斜列叠置而成,每个几何分段形成一套独立的储集单元,单个储集单元的内部缝洞结构基本一致,但相邻储集单元的内部缝洞结构差异明显,且彼此间油气藏不连通。(2)几何分段的内部缝洞结构由走滑构造的活动强度控制,据此可以划分出内洞外缝结构、双重洞-缝结构与大型“均质”储集体等内部储集体结构类型,其中大型“均质”储集体发育多套缝洞体,缝洞尺寸大、数量多、内部连通性强,有利于油气富集。

走滑断裂特征对油气勘探方向的选择——以塔中北坡顺1井区为例

通过三维地震精细解释,运用断距分析、断层生长指数等方法,探讨了塔中北坡顺1井区走滑断裂的几何学特征、活动期次及其成因机制。该区走滑断裂及其伴生构造具有明显的分层特征,同时又具有分段差异:西段构成基底走滑卷入的"负花状"构造,东段则表现为盖层滑脱型。加里东中期(Ⅲ幕)基底走滑断裂已开始活动;海西早期,走滑断裂再次活动,上奥陶统桑塔木组厚层泥岩起到滑脱层的作用,基底走滑断裂剪切引起的盖层变形,在志留系发育伴生雁列正断层及其地堑、地垒组合;海西末期,挤压应力沿NE走向释放减弱而出现构造分异,基底走滑断裂西段再次复活,并与雁列正断裂上下贯通构成"负花状"构造;之后在印支期持续活动,发育断层相关褶皱等。海西末期―印支期,基底卷入型走滑断裂油气运移通道的开启、志留系等构造圈闭的定型与主成藏期具备良好的时空配置关系,走滑断裂附近可发育奥陶系岩溶。

汶川地震断裂带科学钻探1号井(WFSD-1)非弹性应变恢复法(ASR法)三维地应力测试与“5.12”汶川地震的形成机制

汶川地震断裂带科学钻探1号井(WFSD-1)的ASR三维地应力测试结果表明,龙门山前陆逆冲带与其下伏的龙门山前陆盆地和上覆的松潘-甘孜地块的构造及地应力状态存在有重大差异。从整体上看,在汶川地震中,龙门山前陆逆冲带表现为在强烈的区域性挤压背景下,深部物质沿壳内拆离层自SW向NE方向的"层状"流动,在地壳上部转化为沿映秀-北川断裂(YBF)的快速垂向挤出,而其西侧的松潘-甘孜地块作自SE往NW方向的重力滑覆,东侧的龙门山前陆盆地则表现为自NE往SW方向的走滑或右行旋转。晚新生代以来,扬子地块相对于青藏高原东缘的龙门山造山带并无明显的或大尺度的陆内俯冲作用发生。龙门山前陆逆冲带深部高温低粘度物质垂直向上的、快速的流动和挤出,直接导致了"5.12"汶川地震的发生,而松潘-甘孜地块E向扩展导致龙门山前陆带的强烈挤压和陆壳增厚及深部应力和地震能量的积聚则是诱导深部位移场发生突变和物质快速垂向挤出的主因,E向扩展是深部地震能量积聚和快速垂向挤出作用的必要条件,而非地震发生的直接原因。ASR地应力测试得出的主压应力方向完全平行于GPS同震速度场的位移方向,似乎表明ASR测试获得的原地应力场或许真实地反映了或最接近于地震过程中的构造应力状态。

辽中南洼旅大16-3地区走滑型源-汇体系发育特征及沉积响应

前人关于源-汇体系的研究主要集中在海相被动大陆边缘盆地和陆相伸展盆地中,而对走滑型源-汇体系研究较少。本文以辽中南洼旅大16-3地区为例,综合钻井和地震资料系统分析该区走滑型源-汇体系发育特征及沉积响应。研究表明:研究区源-汇体系的形成和演化受走滑作用控制,表现为增压型走滑转换带控制了局部物源体系的发育,释压型走滑转换带控制了有利汇聚体系的形成,走滑水平位移造成源-汇体系的横向错动。局部物源体系和有利汇聚体系的耦合控制了旅大16-3地区东三段砂体富集,源-汇体系横向错动造成该区东三段砂体迁移叠覆且期次明显。本文研究成果有力支持了旅大16-3油田的勘探评价,对于走滑相关沉积盆地源-汇体系及砂体预测研究具有一定借鉴意义。

辽中凹陷南洼LD16油田走滑伴生构造特征及控藏作用

对辽中凹陷南洼LD16油田走滑伴生构造特征及其控藏作用进行了分析。依据走滑断层和伴生断层的关系及其所在构造变形区所处的应力状态将研究区的构造类型划分为走滑主控断裂带挤压构造、走滑主控叠覆带伸展构造和走滑主控断裂带伸展构造3个次级构造单元。相比而言,走滑主控断裂带挤压构造发育挤压型的背斜圈闭,且遭受破坏作用小,成藏条件最为优越;走滑主控叠覆伸展构造发育多级拉张型断块圈闭,其伴生断层对油气的分配作用更为明显,具多层系油藏形成的特征,这两种构造类型均有利于油气的运聚,而走滑主控断裂带伸展构造聚油条件最差。

黄河口凹陷渤中34—1复杂断块区构造特征及储层预测

渤中34-1浅层复杂断块区处于郯庐走滑断裂带内,受其影响和控制该区断层较发育。根据新近系发育的断层走向,可将其划分为两套断层组合:NE向断层组合和NW向断层组合。其中NE向断层组合为走滑断裂右行扭动拉张分量作用下产生的一系列正断层,与长期活动的主断层形成“Y”字型组合,是油气运移的主要通道;NW向断层组合为走滑断层右行扭动应力作用下形成的一系列压扭性断层,具有较好的封堵性,有利于油气的聚集和保存。该区主要含油气层位明化镇组下段为厚层泥岩夹砂岩的浅水河控三角洲和曲流河沉积环境,砂岩储层在地震剖面上表现为强反射,依据振幅、能量等属性可较好地预测储层。由于该区域存在两种不同采集方式的三维地震区,为了消除单属性预测储层的不足,采用了多参数聚类分析的方法,获得了比较好的效果。

渤海辽中凹陷南洼走滑断裂带成藏模式

基于辽中凹陷南洼油田实钻等资料,对处于同一构造带的东部走滑断裂带和西部走滑断裂油气成藏特征进行对比研究,结合两个断裂带的构造特征等分析油气成藏差异性的主控因素,最后总结成藏模式。结果表明:①东部走滑断裂带主力含油层系为新近系馆陶组,为重质原油,油品性质较差;西部走滑断裂带油层主要集中分布在东营组,整体为中—轻质原油,油品性质较好。②东部走滑断裂带长期活动且晚期构造活动强度较大,油气突破东二下亚段厚层泥岩沿断裂运移至浅层储盖组合较好的馆细段富集成藏,馆细段组合表现为“薄泥盖厚砂”,相对开放的地质环境,后期水洗氧化和生物降解致使油品性质较差;西部走滑断裂带为早断早衰型断裂,消亡于古近系,晚期活动强度弱,油气主要被封存于东二下亚段厚层泥岩下伏的东三段,“厚泥盖薄砂”优质储盖组合呈相对封闭的地质环境,油品性质较好。③东部走滑断裂带属于“早期成藏—中期调整—晚期富集”的油浅层气成藏模式;西部走滑断裂带属于“早期充注—中期富集—深部成藏”成藏模式。本项研究成果对该区的油气勘探具有指导作用。

塔中奥陶系优质储集层特征及断裂控制作用

塔中北坡上奥陶统礁滩体和下奥陶统鹰山组风化壳为两套优质储集层,早期分别受台地边缘高能相带和早奥陶世风化壳的控制,后期受到断裂活动的整体改造。综合研究认为,塔中北坡奥陶系储集层的类型和分布规律均与断裂活动有关。塔中奥陶系两套优质储集层受3期重要断裂运动的控制:早奥陶世末的区域拉张奠定了塔中I号坡折带形成的基础,促进了下奥陶统鹰山组风化壳岩溶储集层的形成及随后上奥陶统礁滩体的沉积;奥陶纪末的大规模挤压运动促使塔中北坡发育盐相关构造(沿中寒武统的膏盐层产生滑脱与盐拱),断裂同时改造礁滩体和风化壳储集层;志留纪末的走滑断裂活动对奥陶系储集层的改造有限,却控制着喜马拉雅期塔中奥陶系气侵的部位。

渤海海域辽中南洼压扭构造带成因演化及其控藏作用

在三维地震资料详细分析解释的基础上,利用水平相干切片和不同方向地震测线对辽中南洼压扭构造带的发育特征进行了分析,进一步结合地层发育及应力场特征对压扭构造带的成因演化进行了研究,在此基础上探讨了其对油气成藏的控制作用。结果表明:辽中南洼压扭构造带的形成演化受控于NNE向展布的辽中1号和中央走滑断裂,两条断裂主要表现为伸展—走滑性质,平面上表现为弯曲的"S"形,且构成左阶排列。辽中南洼的古近纪早期的伸展沉降与后期走滑断裂派生的挤压应力是压扭构造带形成演化的主要控制因素,古近纪孔店—沙三期辽中南洼伸展沉降,沙三末期的构造变革使得压扭构造带开始形成,古近纪晚期(Ed)辽中1号和中央走滑断裂表现为强烈的右旋走滑,两条断裂的左阶排列以及中央走滑断裂的"S"形弯曲在压扭构造带派生出构造挤压应力。此后,古近纪末期东营运动以及新近纪末期渤海运动的构造挤压对其进行了改造,压扭构造带下凹上凸,古近系东营组和新近系地层弯曲上拱。压扭构造带成藏条件优越,作为主要封堵断层的中央走滑断裂"S"形外凸增压部位断裂带紧闭、封堵能力强,有利于形成大中型油气藏。

塔中82井区优质储集层的控制因素

塔中82井位于塔里木盆地塔中Ⅰ号断裂坡折带中段,是上奥陶统台缘礁滩体内侧低能相带中取得重大突破的千吨井,但是在其西侧部署的3口井均未获得工业油气流。通过分析岩心、薄片、测井资料并结合地震资料的分析认为,塔中82井东西两侧溶蚀孔洞发育,但裂缝发育程度差异较大,塔中82井以东多期构造缝极其发育,裂缝不仅改造礁滩体储集层,而且使储集层渗透性更好,油气产量高,说明裂缝和次级断裂控制着本区储集层的发育、控制着本区的油气成藏,这对研究礁滩体储集层和井位部署有重要的指导意义。

郯庐断裂带辽东凸起的形成与古辽中洼陷的瓦解

辽东凸起位于郯庐断裂渤海段的北部,西邻辽中洼陷,受新生代以来郯庐断裂带双动力源和多期次幕式活动的影响,其构造演化非常复杂,特别是辽东凸起的形成时间一直未有定论。为了解决这个问题,根据构造地质学新理论和方法(断层相关褶皱和沙箱模拟),通过辽东凸起周缘断裂系统变革、地层分布、正牵引褶皱轴面变化、不整合分布和滑塌湖底扇等方面论证了辽东凸起在东营组三段沉积末期(30.3Ma)开始反转形成,并依据构造演化首次提出了"大古辽中洼陷"的存在及其瓦解。在此基础上,结合沙箱模拟实验探讨了郯庐断裂斜向拉分及其走滑活动产生了局部范围内剧烈的差异沉降促成辽东凸起的"相对隆升"。

渤海海域辽中凹陷走滑断裂分段性及其对油气成藏的影响

渤海海域辽中凹陷目前已发现的4.2×108 m3油气地质储量90%以上分布于走滑断裂带。根据走滑断裂的平面特征、剖面特征以及活动强度将其分为北段、中段和南段,其中中段走滑活动最为强烈,走滑特征明显,北段和南段相对较弱。走滑断裂利于烃类的生成和排出;走滑断裂形成了不同类型的走滑坡折带,控制了砂体的展布;走滑活动产生的一系列张性断层形成了不同样式的油气输导体系;沿走滑断层走向形成了一系列大规模的圈闭群,受右旋走滑挤压应力的影响,这些圈闭封堵性好,有利于油气的大规模成藏。

渤海海域辽中凹陷南洼断裂体系及走滑控圈模式

以渤海海域辽东湾坳陷辽中凹陷南洼为研究对象,运用连片三维地震资料,将剖面分析与平面分析相结合,综合精细地震解释与时间-方差切片,建立了区域断裂体系发育模式,总结了走滑断裂的控圈模式。研究结果表明,辽中凹陷南洼新生代走滑断裂体系主要包括6条右旋走滑断裂。根据断裂性质及发育位置的差异,将断裂分为控洼走滑断裂和洼中走滑断裂2种类型;走滑断裂将辽中凹陷南洼分为西部斜坡带、中部走滑带和东部反转带;同时由北向南存在分段特征,北段整体表现为东断西抬的箕状断陷特征,中段为大型宽缓凸起,南段发育西高东低的小型凸起;走滑断裂的不同连接形式形成了区内多个构造变换带,依据对圈闭发育的控制作用可分为"S"型走滑控圈、走滑拉分控圈和多走滑复合控圈;受走滑断裂作用形成的挤压应力区易形成背斜或断鼻型圈闭,油气保存条件较好,而受走滑断裂作用形成的伸展应力区普遍发育断块型圈闭,单块圈闭面积相对较小,但油气运移条件好,对浅层油气成藏较为有利。

辽中南洼走滑反转带的形成及其对油藏的控制作用

走滑反转带对油气具有明显的控制作用。通过三维地震精细构造解释,结合钻井资料,分析了走滑反转带的形成机理及对油气成藏的控制作用。研究表明:断裂系统表现出右旋走滑性质,断裂的发育与里德尔右旋剪切模型相对应;走滑反转带的形成主要经历了4个阶段;渐新世时期,在右旋走滑挤压应力影响下,辽中南洼中央沿早期正断裂发生剧烈的抬升和平移,使凹陷中央较厚地层产生隆升,形成中央走滑反转带、伴生的同向走滑断裂和次级同向走滑断裂带;反转带控制了油气的聚集成藏,中央走滑反转带油气分布在馆陶组和明华镇组,主要为重质原油;同向走滑断裂和次级同向走滑断裂带油气分布在东营组,主要为中—轻质原油。

辽中凹陷南洼走滑伴生构造带发育特征及控藏作用

利用三维地震资料解释结果,结合勘探实践,对渤海辽东湾坳陷辽中凹陷南洼走滑伴生构造带的发育特征及控藏作用进行了分析,揭示了走滑断层和伴生调节断层与油气分布的密切关系。辽中凹陷南洼内部依附于北东向的走滑断层发育了单断、双断(多断)和断尾等3类走滑伴生构造带,每种类型走滑伴生构造带不同位置对应形成了挤压型和伸展型2个亚类,不同类型的走滑伴生构造带具有不同的构造发育特征。辽中凹陷南洼走滑伴生构造带具有明显的控藏作用,在挤压应力和伸展应力的作用下分别形成了断背斜类和断块类圈闭;伴随着主走滑断层所形成的调节断层油气运移活跃,而处于挤压应力环境下的主走滑控圈断层闭合程度更高,对油气侧封起到了主导性的作用,形成了优越的保存条件。

基于构造物理模拟实验的走滑量求取

利用现有钻井资料、地震解释成果,结合区域特殊断裂特征,基于辽中凹陷断裂体系的平面、剖面特征,完成了两条主走滑断裂平行侧列、两条主走滑断裂不平行侧列、单条主走滑断裂等3组断裂样式的构造物理模拟,深入研究了辽中凹陷走滑断裂典型特征、断裂演化以及形成机理,同时计算了主干断裂走滑量。模拟结果表明:①辽中凹陷在平面发育一系列雁列、帚状断裂体系,主要发育在LZ1断裂尾端以及走滑断裂上部浅层,受控于渐新世右旋走滑活动;②随着走滑量增加,先后形成雁列、帚状断裂体系、平面贯通断裂形态,雁列、帚状断裂体系可作为深层走滑断裂解释的基本依据;③走滑量定量模拟统计分析表明,伸展量与走滑量比率约为3∶2,辽东湾坳陷的3条一级断裂在东营期走滑作用最强,LZ1断裂走滑量最大。

渤海湾盆地辽中凹陷南洼走滑转换带特征及其对大、中型油田的控制作用

渤海湾盆地辽中凹陷南洼发育走滑转换带,是大、中型油田形成的有利位置。利用三维地震资料解释结果,结合勘探实践,对该区走滑转换带的特征及构造圈闭的形成、古近系砂体展布和油气垂向运移这3个成藏要素进行分析。结果表明:①依附于5条走滑断层,研究区形成了断边走滑转换带、断间走滑转换带和断梢走滑转换带3种类型,每种又可分为压扭型和张扭型2个亚类,对应形成增压型和释压型构造圈闭;②压扭型走滑转换带发育的构造圈闭规模大(即增压型的构造圈闭面积大),为大、中型油田的形成提供了有利的圈闭条件;③走滑转换带古近系砂体在走滑作用下表现出明显的迁移性,导致其在横向上分布范围更广,可接受来自不同位置烃源岩的原油充注,在平面上形成多构造含油的特征;④走滑转换带伴生调节断层发育,有利于油气的垂向运移,最终形成多层系和多断块含油的特点。综上所述,辽中凹陷南洼走滑转换带控制了大规模构造圈闭的形成、控制了古近系砂体在横向上的分布以及原油在垂向上的运移等大、中型油田形成的基本成藏要素。