玛湖凹陷斜坡区中浅层断裂特征及其控藏作用
陈永波1, 程晓敢2, 张寒1, 李春阳2, 马永平1, 王国栋1
1. 中国石油勘探开发研究院西北分院,兰州 730020
2. 浙江大学地球科学学院,杭州 310027

第一作者简介:陈永波(1966-),男,甘肃宁县人,硕士,中国石油勘探开发研究院西北分院高级工程师,从事地震资料解释及储集层预测等方面的研究。地址:甘肃省兰州市城关区雁儿湾路535号,中国石油勘探开发研究院西北分院,邮政编码:730020。E-mail: chenyb@petrochina.com.cn

摘要

以地震和钻井资料为基础,开展玛湖凹陷斜坡区中浅层断裂发育特征、演化过程和形成机制以及断裂对中生界油气运聚成藏的控制作用等研究。研究认为,玛湖凹陷斜坡区中浅层发育两种类型的断层,即正断层和走滑断层,主要活动期为燕山期,平面上分为4级断裂,分别是北西西向—近东西向的Ⅰ级走滑断裂,其形成和三叠纪末以来盆地西北缘断裂带的左行压扭有关;北东向—北北东向的Ⅱ级断裂,为分布在西北缘断裂带—斜坡区交界部的正断层,其形成和断裂带继承性鼻隆顶部拉张作用有关;北西西向Ⅲ级断裂为斜坡区低幅度凸起顶部拉张形成的正断层及差异压实有关;北东向的Ⅳ级断裂可能是低幅度凸起倾末端的拉张环境形成的横张正断层。断裂不但是油气垂向运移的通道,还具有控藏作用,玛湖凹陷斜坡区中浅层发育2种油气藏类型:断块油气藏和断层-岩性油气藏,圈闭面积大,勘探程度相对较低,勘探潜力巨大。图8参29

关键词: 准噶尔盆地; 玛湖凹陷斜坡区; 中浅层; 断裂; 形成机制; 鼻隆; 低凸起; 油气成藏
中图分类号:TE121.1 文献标志码:A 文章编号:1000-0747(2018)06-0985-10
Fault characteristics and control on hydrocarbon accumulation of middle-shallow layers in the slope zone of Mahu sag, Junggar Basin, NW China
CHEN Yongbo1, CHENG Xiaogan2, ZHANG Han1, LI Chunyang2, MA Yongping1, WANG Guodong1
1. Northwest Branch of Research Institute of Petroleum Exploration & Development, PetroChina, Lanzhou 730020, China;
2. School of Earth Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
Abstract

The development, evolution and formation mechanism of faults and their control on the migration and accumulation of Mesozoic oil and gas in the middle-shallow layers of the slope zone of Mahu sag were studied by the interpretation of seismic and drilling data. Two types of faults, normal and strike-slip, are developed in the middle-shallow layers of the slope zone of the Mahu sag and they are mostly active in the Yanshanian period. They are divided into four grade faults: The grade I strike-slip faults with NWW to near EW direction are related to the left-lateral transpressive fault zones in the northwest of Junggar Basin since the end of the Triassic. The grade II faults with NE to NNE direction are the normal faults located at the junction of the fault zone and the slope zone, and their formation is related to the extension at the top of the nose-like structures in the fault zone. The grade III faults, which are also the normal faults, are the result of the extension at the top of the lower uplifts in the slope zone and differential compaction. The grade IV faults with NE direction are normal faults, which may be related to the extension environment at the tip of the lower uplifts. Faults not only are the channel for the vertical migration of oil and gas, but also control the oil-gas accumulation. There are two types of oil-gas reservoirs in the middle-shallow layers of slope zone of Mahu sag: fault block reservoirs and fault-lithologic reservoirs. They have large traps and promising exploration potential.

Keyword: Junggar Basin; slope zone of Mahu sag; middle-shallow layers; fault; genetic mechanism; nose-like structure; lower uplift; hydrocarbon accumulation
0 引言

玛湖凹陷位于准噶尔盆地西北部, 是中央坳陷的次一级负向构造单元。自20世纪50年代以来, 在凹陷西侧的西北缘断裂带侏罗系、三叠系和二叠系已发现10亿吨级的“ 克— 乌百里油区” ; 21世纪90年代以来, 随着勘探思路“ 跳出断裂带, 走向斜坡区” 的转变, 在玛湖凹陷斜坡区先后发现了玛北油田和玛6区块下三叠统百口泉组油藏[1]; 2010年以来, 在斜坡区下三叠统百口泉组获得连续突破, 大面积成藏特点逐步显现[1, 2]; 而2015年以来, 多口井连续在中浅层的中三叠统克拉玛依组和下侏罗统八道湾组获得高产工业油气流。这些中浅层的突破开辟了玛湖凹陷斜坡区新的含油层系和浅层高效勘探领域, 具有重大的经济效益。

勘探实践表明, 玛湖凹陷斜坡区中浅层油藏受断裂和岩性双重因素控制, 其中断裂不但是油气垂向运移的通道, 还具有控藏作用。因此确定断裂的性质、形成机制和控藏特征十分重要。前人对该区深层逆冲断裂或压扭断裂的特征、成因机制及对油气运聚影响等进行了较多的研究[2, 3, 4, 5, 6, 7], 而针对玛湖凹陷斜坡区目前勘探重点领域中浅层的断裂性质、形成机制及控藏作用等鲜有报道。

本文在高品质3D、2D地震资料精细解释基础上, 厘清中浅层断裂性质、展布方向和形成机制, 讨论断裂与油气成藏的关系, 为该区中浅层油气勘探方向提供建议。

1 区域地质概况

准噶尔盆地位于西伯利亚板块、欧洲板块和塔里木板块的交汇部位(见图1a), 是中亚造山带的重要组成部分[8, 9]。准噶尔盆地及周缘于早古生代开始了洋盆形成、俯冲消减、洋内地体拼贴增生过程; 晚古生代是增生向碰撞转换阶段, 出现挤压— 伸展— 走滑并存的复杂构造格局, 岩浆活动强烈, 壳幔物质交换频繁[10, 11, 12]。三叠纪— 古近纪准噶尔盆地为统一的拗陷沉降阶段。新近纪至第四纪, 准噶尔盆地南缘挠曲下沉, 形成近东西向的陆内前陆盆地[13, 14, 15]

玛湖凹陷西靠克百断裂带(玛西)、北临乌夏断裂带(玛北)、南接中拐凸起(玛南)、东抵达巴松凸起与夏盐凸起(玛东)(见图1b), 凹陷与周缘相对隆起的断裂带和凸起之间形成大范围的玛湖凹陷斜坡区(见图1c)。前人一般认为准噶尔盆地西北缘最重要的构造特征是发育一组弧形展布的大型逆冲构造带[7, 16]; 构造带由北向南形成构造样式差异较为明显的3个断裂带:乌夏断裂带、克百断裂带和红车断裂带[16], 断裂带间及断裂带内不同构造被横向调节断层所分割[3]。最近有研究者提出准噶尔盆地西北缘发育大型走滑构造, 其形成和准噶尔地块的旋转或达尔布特断裂的走滑活动有关[6, 17, 18]。斜坡区的西部和北部位于西北缘断裂带的下盘, 变形相对弱, 整体呈一宽缓的东南倾斜坡, 局部发育鼻状构造、低幅度凸起[1], 形成多个与断裂带斜交、雁列式排列的鼻隆, 如:乌尔禾鼻隆、百口泉鼻隆、克拉玛依鼻隆等[2]

玛湖凹陷沉积了上古生界至新生界比较连续的地层(见图1c), 主要发育古生界二叠系的佳木河组(P1j)、风城组(P1f)、夏子街组(P2x)、下乌尔禾组(P2w)和上乌尔禾组(P3w); 中生界三叠系的百口泉组(T1b)、克拉玛依组(T2k)和白碱滩组(T3b); 中下侏罗统的八道湾组(J1b)、三工河组(J1s)、西山窑组(J2x)和头屯河组(J2t); 白垩系的吐谷鲁群(K1tg)和艾里克湖组(K2a)以及新生界。

图1 玛湖凹陷及周缘大地构造位置图(a)、构造单元图(b)和横剖面图(c)
Cz— 新生界; K— 白垩系; J— 侏罗系; T— 三叠系; P2w— 二叠系乌尔禾组; P2x— 二叠系夏子街组; P1f— 二叠系风城组; P1j— 二叠系佳木河组; C— 石炭系

2 斜坡区中浅层断裂发育特征

与西北缘冲断带主体发育单一的北北东— 北东向的边界逆冲断层(或压扭断层)不同, 玛湖凹陷斜坡区除了发育深部的逆冲断裂或压扭断裂外, 最为主要的是中浅层发育了密集、小断距的正断层和走滑断层派生的正断层(见图2b、2c)。深部发育的逆冲断裂或压扭断裂, 断开层位为基底到三叠系百口泉组(T1b)顶, 其属于西北缘冲断体系的一部分, 成因可以归结为西北缘冲断带晚二叠世的强烈冲断以及三叠纪— 侏罗纪的压扭作用。而百口泉组(T1b)以上的中浅层, 断裂整体上表现为断距较小的正断层, 不过有些属于拉张形成的正断层, 有些属于走滑派生的正断层; 前者断开层位为百口泉组(T1b)顶到白垩系的吐谷鲁群(K1tg), 后者由多条断层向下收敛或1-2条断层组成陡直的走滑断裂向下延伸切入基底。中浅层的这些断层断距较小(λ /8~λ /4), 部分地震剖面反射具有层断波不断的特征[2], 而且走滑断裂及其伴生断层组合样式复杂。因此对地震资料采用了平面与剖面交互解释的方法。剖面上采用广义希尔伯特变换处理技术, 平面上运用切片技术和分频沿层相干等技术, 对正断层、走滑断层在剖面上进行处理, 并进行平面展布预测。

2.1 断裂类型及剖面特征

如前所述, 斜坡区中浅层断裂按照断开层位和组合特征等, 可以分为2类断层, 即走滑断层和正断层, 它们具有不同的剖面特征:

第一种类型为走滑断层, 主要发育在斜坡区。地震剖面解释表明, 在不同部位走滑断层表现出“ 负花状构造” 和“ 单支状” 两种样式。“ 负花状构造” 的主干断层在剖面上断面陡直, 倾角近90° , 两侧同相轴错动明显, 断距为20~30 m, 切割地层从石炭系直至白垩系(见图2a)。其两侧分支断层性质为正断层, 断距为15~20 m, 倾向相反呈地堑, 向下收敛于二叠系, 和主断层一起显示出“ 负花状构造” 特征。“ 单支状” 只有主干断层, 没有或有很少的分支断层, 表现为高陡狭窄的正断层, 剖面上整体断面倾角大于80° , 同样错开了石炭系— 白垩系。三叠系— 侏罗系断距为20~30 m, 在深层二叠系两侧断距小于20 m(见图2b)。玛湖凹陷这类断裂最著名的代表是大侏罗沟走滑断裂[5]。它们通常被认为在不同鼻隆或不同冲断带间起到调节作用[3]

图2 玛湖凹陷斜坡区断裂剖面特征(剖面位置见图1和图3)
Cz— 新生界; K2a— 白垩系艾里克湖组; K1tg— 白垩系吐谷鲁群; J3q— 侏罗系齐古组; J2t— 侏罗系头屯河组; J2x— 侏罗系西山窑组; J1s— 侏罗系三工河组; J1b— 侏罗系八道湾组; T3b— 三叠系白碱滩组; T2k— 三叠系克拉玛依组; T1b— 三叠系百口泉组; P2w— 二叠系乌尔禾组; P2x— 二叠系夏子街组; P1f— 二叠系风城组; P1j— 二叠系佳木河组; C— 石炭系

第二种类型为正断层, 发育在斜坡区的不同构造部位:

①西北缘断裂带与斜坡区交界部:正断层主要发育在克百断裂带、白百断裂带和斜坡区的交界部位, 位于继承性鼻隆顶部, 由多条倾向相同(反)的正断层组成, 该类正断层切穿了三叠系、侏罗系和白垩系, 断距为20~30 m, 倾角为60° ~70° (见图2b)。其下为西北缘断裂带前锋带及其鼻隆。

②斜坡区:正断层主要发育在乌尔禾鼻隆、百口泉鼻隆下倾方向的斜坡区, 往下倾方向正断层断距逐渐变小, 大都为10~15 m, 局部构造背景为低幅度凸起, 断开层位为三叠系、侏罗系和白垩系, 倾角为50° ~60° (见图2c)。

2.2 断裂平面展布特征

通过平面与剖面交互解释, 运用切片技术和分频沿层相干等技术, 根据断层的剖面类型、平面延伸长度以及在油气成藏中的作用, 对玛湖凹陷斜坡区中浅层发育的断裂进行了级别划分(见图3、图4、图6), 具体如下:

Ⅰ 级断裂:为走滑断裂, 平面上北西西向和近东西向展布, 自南向北主要有大侏罗沟走滑断裂、百口泉南走滑断裂、百口泉走滑断裂和黄羊泉走滑断裂等, 都表现为右行走滑, 延伸长度为24~65 km。主走滑断层两侧常发育北西向和北东向分支断层, 呈羽状分布, 分支断层延伸长度为6.0~8.5 km(见图2a、图3、图4、图6)。Ⅰ 级走滑断裂和深部逆冲断裂、压扭断裂构成主要的油源断裂。

Ⅱ 级断裂:为克百断裂带、白百断裂带与斜坡区交界部正断层, 平面上北东向— 北北东向展布, 和西北缘断裂带延伸方向基本平行, 平面上的延伸长度为7~21 km, 主要呈平行式、雁列式展布。Ⅱ 级断裂与深部逆冲断层或压扭断裂呈“ Y” 字型搭配, 可形成台阶状油气运移通道(见图2b、图3、图4、图6)。

Ⅲ 级断裂:为斜坡区低幅度凸起顶部正断层, 北西西向展布, 平行于低凸长轴方向(见图2c、图3、图4、图6), 延伸长度为5~25 km。

Ⅳ 级断裂:为次级正断层, 平面上北东向展布, 延伸长度为2~8 km, 和Ⅲ 级断裂垂直或大角度斜交(见图4)。Ⅲ 级正断裂和Ⅳ 级正断裂“ 相接” (见图3、

图4、图6), 垂向输导油气, 为油气运移的重要通道。

图3 玛湖凹陷斜坡区中浅层断裂分布图(底图为克拉玛依组顶面构造图)

图4 百口泉地区下侏罗统八道湾组底面分频相干平面图(三维地震工区平面位置见图3)

3 晚二叠世以来断裂活动特征及中浅层断裂形成机制
3.1 玛湖凹陷及邻区晚二叠世以来断裂活动特征

二叠纪末, 准噶尔盆地西北缘冲断带前锋基本到达现今位置[17]。该时期西北缘断裂带强烈冲断变形, 造成早中二叠世地层的强烈变形、抬升和剥蚀, 发育三叠系与二叠系之间的区域性角度不整合(见图5)。

图5 过玛湖凹陷斜坡区不同部位的地震解释剖面(剖面位置见图1b)
Cz— 新生界; K2a— 白垩系艾里克湖组; K1tg— 白垩系吐谷鲁群; J3q— 侏罗系齐古组; J2t— 侏罗系头屯河组; J2x— 侏罗系西山窑组; J1s— 侏罗系三工河组; J1b— 侏罗系八道湾组; T3b— 三叠系白碱滩组; T2k— 三叠系克拉玛依组; T1b— 三叠系百口泉组; P2w— 二叠系乌尔禾组; P2x— 二叠系夏子街组; P1f— 二叠系风城组; P1j— 二叠系佳木河组; C— 石炭系

三叠纪末期, 西北缘先存的晚二叠世逆冲断裂继承性活动, 但是不同方向断裂表现出不同的性质:①北东— 北东东向的乌夏断裂带表现出强烈的挤压变形, 在百口泉断裂和乌兰林格断裂等边界断裂的下盘发育低角度、叠瓦状逆冲构造, 形成多个和边界断裂斜交的背斜(如:夏子街背斜和乌尔禾背斜), 背斜顶部三叠系强烈剥蚀(见图5a), 整体表现出压扭的性质; ②北北东向— 近南北向展布的克百断裂带和红车断裂带则表现出强烈的走滑特征, 断面较为陡立, 下盘变形较弱, 上盘三叠系则强烈抬升剥蚀(见图5b)。因此, 该时期西北缘断裂带整体上具有走滑的特点(见图1c)。

早侏罗世准噶尔盆地处于板内伸展环境[19, 20]。晚侏罗世, 准噶尔盆地发生构造反转, 由伸展盆地变成挤压拗陷盆地, 准噶尔盆地西北缘断裂继承了晚三叠纪末的压扭性质, 断裂带上盘的侏罗系遭受抬升剥蚀, 中侏罗统与下白垩统形成低幅度的角度不整合(见图5)。

白垩纪整体表现为拗陷沉积, 但晚白垩世整个中国西部发育一期强烈的构造事件, 造成准噶尔盆地周缘强烈抬升。准噶尔盆地西北缘表现为兼有走滑的强烈挤压冲断, 玛湖凹陷整体向造山带方向倾斜, 造成白垩系被大量剥蚀(见图1c), 至此玛湖凹陷斜坡区基本定型。

在三叠纪末、晚侏罗世和晚白垩世, 在边界逆冲断层的多期继承性压扭作用下, 玛湖凹陷斜坡区中浅层形成一系列走滑断层, 继承性鼻隆和低幅度凸起以及与它们相关的正断层。

新生代以来, 准噶尔盆地南缘大规模挠曲沉降, 形成近东西向的再生前陆盆地[15]。准噶尔盆地西北缘主要表现为南东倾的单斜, 断裂活动不强, 构造变形十分微弱(见图1c)。

3.2 斜坡区中浅层断裂形成机制

吴孔友等[5]通过对大侏罗沟走滑断裂填充物流体包裹体样品测试, 推测大侏罗沟走滑断裂形成于三叠纪末期, 并于燕山期强烈活动。其他Ⅰ 级走滑断裂的活动时间同样在这个时期, 而且从Ⅱ — Ⅵ 级正断层的断错层位分析, 它们的主要活动时期也应该在燕山期(见图2)。

如前所述, 二叠纪末以来准噶尔盆地西北缘受到多期幕式构造运动的影响, 在研究区及周缘形成了多种性质的断裂。在三叠纪末、晚侏罗世和白垩纪末的压扭变形中, 边界断裂的交接处和断裂弯曲部位容易形成北西西向和近东西向展布的调节(走滑)断层。另外, 准噶尔盆地西北缘的和什托洛盖盆地石炭系基底之上开始局部发育上三叠统, 中下侏罗统最大残余厚度达3 000 m[21], 其沉积厚度明显大于玛湖凹陷(见图1c), 因此和什托洛盖盆地和玛湖凹陷晚三叠世— 侏罗纪不属于同一个盆地系统。推测和什托洛盖盆地是由于三叠纪末达尔布特断裂和谢米斯台断裂左行走滑形成的拉分盆地。因此, 达尔布特断裂自三叠纪末, 至少是侏罗纪以来开始由右行转为左行走滑[5, 22]。根据Sylvester简单剪切模型, 北西西向和近东西向展布的右行走滑断层可能是其派生的R’ 右行张剪面[2, 5]。因此, 北西西向和近东西向展布的Ⅰ 级走滑断裂可能是上述两种机制复合作用的结果。大侏罗沟走滑断裂、百口泉走滑断裂等是该类断裂的典型代表(见图3、图4)。

Ⅱ 级断裂:为北东向— 北北东向展布, 和西北缘断带走向基本平行(见图3、图4), 发育多条倾向相同(反)的正断层, 位于北东向— 北北东向继承性鼻隆的顶部(见图2b、图3)。从其发育及分布特征, 推测其形成与西北缘冲断带三叠纪末以来多期冲断形成的继承性鼻隆有关, 是鼻隆顶部拉张的结果(见图6), 这组断裂通常被北西西向和近东西向展布的Ⅰ 级断裂所切割(见图3、图4、图6)。

图6 玛湖凹陷斜坡区中浅层断裂成因模式图
K— 白垩系; J— 侏罗系; T— 三叠系; P— 二叠系

Ⅲ 级断裂:为北西西向展布, 和斜坡区继承性低凸的长轴方向基本一致, 因此推测凸起顶部拉张是其成因(见图6), 另外, 克百断裂带往斜坡区, 由于上覆地层厚度急剧增大, 造成差异压实, 也可形成Ⅲ 级断裂, 其成因也不排除由于西北缘断裂带左行走滑派生出北西— 北西西向的张性面, 也可能是之一。

Ⅳ 级断裂:主要为北东向展布, 可能是低凸倾末端形成拉张环境, 从而发育横张正断裂(见图6)。

4 断裂对中生界油气运聚成藏的控制作用

玛湖凹陷斜坡区自中生代以来形成的多级断裂体系, 垂向上与多个储盖组合相匹配构成了多套含油气层。勘探结果表明斜坡区已发现的油气绝大多数(94%左右)源于玛湖凹陷深部二叠系烃源岩[23]。断裂的活动演化与油气运聚成藏过程息息相关, 断裂不但是油气垂向运移的通道, 还具有控藏作用。

针对玛湖凹陷斜坡区中生界垂向上远离烃源岩, 并以晚期成藏为主的特点, 通过对已知油气藏控藏因素分析, 建立了斜坡区“ 深部油源断裂” +“ 甜点” 储集层+“ 调整断裂” 的成藏模式。

4.1 玛湖凹陷断裂活动与油气成藏过程

二叠系烃源岩沉积以来经历了海西期、印支期、燕山期多期构造运动, 断裂在油气运聚、成藏过程中起到了至关重要的作用。

中晚二叠世是准噶尔盆地沉降最快速的时期, 随着上覆地层厚度的急剧增加, 佳木河组烃源岩迅速成熟[24], 达到生烃门限。油气沿西北缘断裂带和二叠系内部的不整合面进入斜坡区的二叠系佳木河组、夏子街组等储集层中。

晚三叠世— 早侏罗世, 玛湖凹陷先存逆冲断裂继承性活动, 同时大侏罗沟断裂、黄羊泉断裂等Ⅰ 级走滑断裂也开始形成。玛湖凹陷主力烃源岩即下二叠统风城组烃源岩开始成熟, 并大量排烃[24, 25]。油气被油源断裂(深部逆冲断层和I级走滑断裂)从烃源区沟通上来后, 又进一步被断裂垂向调整, 通过不整合和高渗透输导层侧向分配, 从而运移聚集到二叠系— 三叠系的各套储集层。

晚侏罗世— 早白垩世, 油源断裂继承性活动, 三叠系— 下白垩统中发育了大量各个方向的正断层, 即前文提到的Ⅱ — Ⅳ 级正断层。此时佳木河组烃源岩进入生气阶段, 中二叠统下乌尔禾组烃源岩也达到生排烃高峰。另外, 该时期的构造活动导致早期形成的油气藏遭到破坏[24, 25], 重新聚集形成新的油气藏。

白垩纪以后, 准噶尔盆地西北缘处于相对稳定的构造演化阶段, 断裂不发育, 有利于油气藏的保存[25]

4.2 斜坡区与断裂相关的油气输导模式

按照断裂在成藏过程中的作用, 划分为深部油源断裂和浅部油藏断裂。深部油源断裂(包括Ⅰ 级走滑断裂和深部逆冲断裂、压扭断裂)沟通深部的烃源岩, 为烃源岩生成的油气垂向运移提供通道; 浅部油藏断裂为Ⅱ -Ⅳ 级断裂, 垂向调整油气分配, 为油气调整成藏提供遮挡条件。在斜坡区发育主要3种与断裂相关的油气输导模式:

①“ 花状” 输导模式:主要发育在Ⅰ 级走滑断裂附近, 由印支期末— 燕山期走滑断裂与中生界的“ 甜点” 储集层[26]配合形成的运移通道。Ⅰ 级走滑断裂垂向上切割地层深, 平面延伸长、断面陡, 形成时期正是二叠系主力烃源岩的生、排烃期, 因此构成油气垂向运移的良好通道, 油气进入走滑断裂后, 在浮力和压差的作用下, 优先沿断裂带“ 甜点” 储集层成藏, 待油气充满后继续沿主断裂、分支断裂呈发散式运移, 在剖面上多个层位、平面上多个圈闭聚集成藏, 从而在垂向上形成立体成藏模式, 如MH4井的油藏模式(见图7)。

②“ Y” 字型输导模式:主要发育在乌尔禾鼻隆、百口泉鼻隆顶部的Ⅱ 级断裂, 与其下深部逆断层呈“ Y” 字型搭配, 深部逆断层是油源断裂, Ⅱ 级断裂断面倾角大、开启性强、活动期相对较晚, 与深部逆断层配合可形成台阶状运移通道, 如446井的油藏模式(见图7)。

③接力型输导模式:主要发育在斜坡区, 深部逆断层与斜坡区Ⅲ 级和Ⅳ 级正断裂“ 相接” 。正、逆断层的楼梯式转接组合是油气高效聚集方式, 在斜坡区已发现了较高丰度的断层-岩性油气藏[27], 如AH12井的油藏模式(见图7)。

图7 过446井— MH4井— AH12井油藏模式图(剖面位置见图3)
Cz— 新生界; K2a— 白垩系艾里克湖组; K1tg— 白垩系吐谷鲁群; J3q— 侏罗系齐古组; J2t— 侏罗系头屯河组; J2x— 侏罗系西山窑组; J1s— 侏罗系三工河组; J1b— 侏罗系八道湾组; T3b— 三叠系白碱滩组; T2k— 三叠系克拉玛依组; T1b— 三叠系百口泉组; P3w— 二叠系上乌尔禾组; P2w— 二叠系下乌尔禾组; P2x— 二叠系夏子街组; P1f— 二叠系风城组; P1j— 二叠系佳木河组

4.3 斜坡区中浅层油气藏类型

断裂是构成斜坡区断块圈闭和断层-岩性圈闭的遮挡条件, 从而形成两种油气藏类型, 即断块油气藏和断层-岩性油气藏。

第一种油藏类型为断块油气藏, 根据断层级别和圈闭的样式分三角形“ 地堑” 型断块油气藏和“ 墙角式” 断块油气藏。

①三角形“ 地堑” 型断块油气藏(见图8a、图7):由Ⅰ 级走滑断裂产生的次级断层呈羽状位于主走滑带两侧, 并与之相交, 形成三角形“ 地堑” 型断块圈闭。其为局部“ 拉张” 应力集中区, 应力释放, 成为应力低值区, 油气进入走滑断裂后, 优先沿断裂带“ 甜点” 储集层成藏。待油气充满后继续沿主断裂、分支断裂呈发散式运移, 在剖面上多层位、平面上多个圈闭聚集成藏, 当油气断层停止活动后, 在断面应力、泥质充填和涂抹作用下, 断裂逐渐封闭, 形成断层封堵或遮挡作用。玛湖凹陷斜坡区位于该类型断块的MH1、MH4、MA27等井在三叠系百口泉组二段和侏罗系八道湾组一段砂体均获得工业油流。

②发育在继承型鼻隆带仰起端的断块油气藏(见图8b):由Ⅱ 级断裂与北西西向展布的Ⅲ 级断裂大角度相交形成呈“ 墙角式” 断块圈闭, 平面上呈北东东走向的断块群, 圈闭背景为继承性“ 鼻状” 构造, 断裂与深部油源断裂呈“ Y” 字型搭配(见图7), 是油气垂向、纵向运聚有利指向区。该类型的M26井、446井、M27井均在三叠系克拉玛依组获得高产工业油流。在克百地区该类断块群面积达410 km2, 单个断块圈闭面积为3~11.5 km2, 为中生界高效勘探区块。

图8 玛湖凹陷斜坡区中浅层油气藏类型图
J— 侏罗系; T3b— 三叠系白碱滩组; T2k— 三叠系克拉玛依组; T1b— 三叠系百口泉组; P— 二叠系

第二种类型断层-岩性油气藏(见图8c、图7), 主要发育在斜坡区。斜坡区已钻井AH12和AH15油气主要富集在侏罗系八道湾组一段的顶部和三叠系克拉玛依组上亚组顶部, 油层单层厚度为5~8 m, 呈“ 厚层泥岩包薄层砂岩” 岩性组合, 其上发育100 m左右厚度稳定的泥岩做为区域盖层, 沉积相为北东向展布的扇三角洲前缘水下分流河道微相, 发育“ 甜点” 储集层。北东向展布的“ 甜点” 储集层被北西西向— 近东西向的Ⅰ 级断裂或Ⅲ 级断裂切割, 形成北高、南低的断层-岩性圈闭群, 油层厚度小于Ⅰ 级断裂或Ⅲ 级断裂的断距。前人研究表明, 三角洲前缘相带地层剖面中泥岩含量只要达到25%, 即可发育大量断层泥, 断层基本上起封闭作用[28, 29], 因此断层的封堵性好, 从而形成“ 泥包砂” 的断层— 岩性油气藏。目前克百斜坡区断层— 岩性圈闭群面积达525 km2, 但探井少, 因此勘探潜力巨大。

5 结论

玛湖凹陷斜坡区除了深部发育北东— 北北东向逆冲断层或压扭断裂外, 最主要的特点是中浅层发育了多个方向、断距较小的正断层、走滑断层及其伴生的正断层。

玛湖凹陷斜坡区中浅层断裂可以分成4级, 分别是:北西西向— 近东西向的Ⅰ 级走滑断裂, 其形成和三叠纪末以来盆地西北缘断裂带的左行压扭有关; 北东向— 北北东向的Ⅱ 级断裂, 为分布在西北缘断裂带— 斜坡区交界部的正断层, 其形成和继承性鼻隆斜顶部拉张作用有关; 北西西向Ⅲ 级断裂, 为斜坡区低幅度凸起顶部正断层, 是低凸顶部拉张作用的结果, 同时, 克百断裂带往斜坡区, 由于上覆地层厚度急剧增大, 造成差异压实, 也可形成Ⅲ 级断裂, 其成因也不排除由于西北缘断裂带左行走滑派生出北西— 北西西向的张性面; 北东向的Ⅳ 级断裂, 为横张正断层, 可能和低凸倾末端的拉张环境有关。

断裂是油气垂向运移的通道, 控制了油气运移方向和分布, 按照断裂在成藏过程中的作用, 划分为深部油源断裂和浅部油藏断裂。同时断裂又是构成斜坡区断块圈闭和断层-岩性圈闭的遮挡条件, 从而在玛湖凹陷斜坡区中浅层发育了2种油气藏类型, 即断块油气藏和发育在广大斜坡区的断层-岩性油气藏。

斜坡区中浅层油气藏类型种类丰富, 圈闭面积大, 勘探程度相对较低, 因此玛湖凹陷斜坡区中浅层整体勘探潜力巨大。

The authors have declared that no competing interests exist.

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