再论库车克拉苏深部构造的性质与解释模型

从构造生长方式、冲断序列、盐聚集以及深浅层构造的叠置关系探讨克拉苏深部构造的性质与解释模型。地震反射资料表明,克拉苏深部构造南翼生长地层的褶皱枢纽由深至浅向北偏移,这些枢纽连线构成的生长轴面南倾,其北侧地层的厚度明显要比南侧薄,此种生长地层结构与基底卷入式构造和盐构造作用下的生长地层结构完全不同。通过对克拉2构造南北两侧断层的运动学分析,认为北侧断层首先向北逆冲形成了克拉2构造,然后被后期更强烈的南侧断层切割,造成克拉2构造逾千米的垂向抬升,由此产生"泵吸"效应使周围塑性岩层向断裂下盘流入和聚集。据此模式建立的克拉苏深部构造解释方案由古近系盐下和侏罗系煤下两套冲断系统组成,其中在盐下构造内部,被切割的克拉2构造的下半部分即是克深北背斜。克深北背斜带和侏罗系煤下冲断构造的发现,不仅拓宽了克拉苏构造带的勘探范围,也显示其尚有巨大的勘探潜力。图8参25     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带古近系膏盐岩盖层演化与圈闭有效性

膏盐岩层是含油气盆地良好的区域盖层,但不是完美的盖层。研究表明,膏盐岩具有"低温脆变、高温塑变"特征,构造挤压背景下膏盐岩盖层的封闭性随埋深而演化,大于3 000~3 200 m的埋藏深度是克拉苏构造带膏盐岩盖层封闭的关键。克拉苏构造带盐下圈闭成藏有效性因盖层封闭性演化不同而异,克拉苏区带盖层封闭的关键时间为库车中晚期,以勘探盖层埋深超过3 200 m的完整背斜圈闭为主;克深区带盖层封闭的关键时间为库车早中期,在断层侧向封堵时盐下断块、断背斜等圈闭均可聚集油气。研究成果与勘探现状吻合,并有利于提高勘探成功率。      

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。     

库车前陆冲断带深层盐下大气田的勘探和发现

克拉2气田发现之后,库车前陆冲断带油气勘探一度陷入低谷,油气勘探陷入两难:中浅层除克拉2气藏外,没有新的可钻探圈闭发现,失去方向;构想进攻深层,又面临勘探遭遇复杂、地质认识不清、圈闭落实困难、技术储备不足等困境。针对上述难题,一是重新认识库车含盐前陆冲断带,坚定勘探信心,锁定克拉苏构造带盐下深层勘探主攻领域;二是开展宽线大组合、三维采集处理、盐相关构造建模、相控速度建场等地震、地质一体化技术攻关,发现克深—大北区带,新发现、落实一大批可钻探圈闭;三是强化钻井技术攻关,成功实现盐下超深高压高温气藏高效快速钻进。十年来,克拉苏构造带勘探深度从4000m拓深至8000m,发现了克深2、博孜1等多个大型气田,克深区带万亿立方米天然气资源逐渐明朗。克拉苏深层盐下大气田勘探突破得益于地质认识的创新、勘探技术的进步和锲而不舍的勘探实践。     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏盐下深层大气田形成机制与富集规律

库车坳陷具有丰富的天然气资源,继克拉2大气田发现后,近年来在克拉苏断裂下盘克深区带发现了大北、克深等大型气田。以克深、大北大气田为例,详细论述了克拉苏盐下深层大气田的形成机制与富集规律,认为侏罗系—三叠系煤系烃源岩5Ma以来生气强度和生气速率达到极大值[高达(160~320)×108 m3/km2和15~20mg/(gTOC·Ma)],为高效气源灶。克拉苏冲断带叠置在供烃中心之上,充足的气源是大北—克深气田天然气富集的物质基础。区域性巨厚膏盐岩盖层限制构造冲断突破、有效保护储层、高效保存油气,是盐下油气富集的重要保证。克深—大北分层滑脱收缩变形,盐下冲断叠瓦构造成排成带,广泛分布的低孔砂岩储层,为天然气富集提供了有利空间。克深—大北地区盐下深层构造的形成与区域构造挤压关系密切,主要是晚喜马拉雅期强烈冲断挤压形成,上新世—第四纪是克拉苏构造带形成的主要时期,主体构造基本都是在库车组中晚期定型;而生烃史研究也表明烃源岩主要生气期在库车组沉积以来,主生气期与构造定型期的良好匹配决定了克拉苏冲断带盐下晚期高效成藏,是该区深层形成大气田的重要原因。     

库车坳陷现今构造应力场与天然气分布关系

运用有限元数值模拟,确定库车坳陷现今平面和剖面的构造应力,总结其分布特征,并对构造应力与天然气分布的关系进行分析。盐下储集层在不同构造带最大主压应力分布不均,呈现出北部大,南部相对小,且大致呈近东西向条带状展布的分布格局,构造挤压强烈的北部区带内形成了诸多相对低应力区;区域性膏盐岩盖层及以上岩层最大主压应力较小,盐下岩层最大主压应力普遍较大,且埋深较大的三叠系、侏罗系烃源岩层最大主压应力较白垩系储集层普遍大,构造挤压强烈的克拉苏构造带北部克拉区带断背斜和断块、南部克深区带背斜顶部和断背斜靠近断层一侧上部均形成了相对低应力区。目前已发现天然气藏大都位于现今最大主压应力的相对低值区。     

塔里木盆地克深气田成藏条件及勘探开发关键技术

克深气田位于塔里木盆地库车坳陷中部,是继克拉2气田之后发现的又一大型气田。自2008年获得重大突破以来,克深气田相继发现了克深2、克深5和克深8等一批大—中型气藏,这些气藏具有超深、高压—超高压、特低孔和中—低渗等特征,其天然气地质储量达万亿立方米,建成产能近100×10⁸m³,是塔里木盆地的天然气主力产区。克深气田位于库车坳陷克拉苏构造带的叠瓦逆冲构造中,其结构包括由盐上顶蓬构造、塑形流变的盐岩以及盐下断背斜构造群构成的大型楔形冲断体。克深气田的白垩系巴什基奇克组三角洲砂岩广泛分布,与上覆古近系巨厚膏盐层形成优越的储-盖组合;深层三叠系—侏罗系的油气沿喜马拉雅晚期成排成带的断裂体系垂向运移,沿盐下储集层内的裂缝体系横向输导,从而形成背斜、断背斜型高压油气藏群。复杂山地三维地震采集处理、挤压型盐相关构造建模和裂缝型低孔砂岩储层评价等技术为克深气田勘探目标的落实奠定了基础;高温高压超深层低孔砂岩气藏测井采集与评价、裂缝型低孔砂岩气藏高效开发等技术为克深气田的高效勘探开发和快速上产提供了技术保障。     

天山南缘与北缘前陆冲断带构造地质特征对比及油气勘探建议

在区域构造、盆地演化与沉积充填特征分析的基础上,对天山南、北缘地震大剖面进行了精细构造变形几何学与年代学的解析。揭示出中-新生代以来天山南、北缘虽然具有相似的构造演化过程、沉积充填特征和油气地质条件,但是受沉积地层介质的力学性质差异和印-藏碰撞远距离效应的空间位置差异的影响,天山南、北缘新生代构造变形启动的时间与构造变形样式存在明显的差异,并在一定程度上导致油气聚集的不同。新生代天山隆升并向两侧扩展,冲断构造沿滑脱层向克拉通盆地内传播,构造形成的时间从造山带向克拉通方向依次变晚。库车前陆冲断带的构造变形时间早于准南,因此库车冲断带内构造圈闭的油气充注时间长、充满程度高,容易形成高丰度大型气藏。库车冲断带盐下发育多个切过中生界煤系烃源岩的逆冲断层,它们不仅控制了多个褶皱侧向上台阶状叠置,形成盐下堆垛的构造样式,而且成为深部中生界油气向浅层运移聚集的通道;膏盐岩保证了盐下构造圈闭的完整性和封盖条件。准南冲断带主要的构造变形样式是层间滑脱与构造位移量反向冲断的楔形构造,水平滑脱断层封隔了上、下含油气系统,限制深部油气向中浅层运移;大型背斜内部发育多个小型叠置的楔形构造,破坏了构造圈闭的完整性。因此准南山前东端隐伏的燕山期古构造与二、三排新生代构造核部以及库车秋里塔格西段中生界印支期古构造和克拉苏-依奇克里克新生代较早形成的构造带是成藏的有利部位;库车盐下储盖组合是油气富集的有效构造层,准南深层中生界中的大型、完整的构造圈闭是油气勘探大突破的场所。     

库车再生前陆逆冲带的构造特征与成因

库车再生前陆逆冲带自北而南分为以下５个构造速：①北部边缘冲断－隐伏构造楔;②斯的克背斜带;③北部线性背斜带;④拜城背驮凹陷;⑤丘里塔格前缘带。全体形成前锋向南的冲断变形楔。各构造带中发育多种型式的断坪／断坡台阶状逆断层相关褶皱：断层传播褶皱滑脱褶皱、断层传播－滑脱混生褶皱、双重逆冲构造。在不同构造带发不同时代的生长地层,批示了各构造带不的构造变形年代。斯的克背斜带变形时期最早,始于中新世带的亚肯变     

秋里塔格构造带盐下构造层变形特征及油气勘探潜力

秋里塔格构造带位于库车坳陷中部,受南天山造山作用的影响,发育一系列冲断构造,具明显的分层变形特征。依据地面露头和地震资料,秋里塔格构造带以古近系库姆格列木群及新近系吉迪克组膏盐岩为中心,可划分为盐上构造层、膏盐岩构造层和盐下构造层;受挤压作用,膏盐岩差异流动,在地表形成多排线性褶皱带,盐上构造层则发育逆冲推覆及反冲构造,而盐下构造层的变形特征主要受控于挤压应力和古生代古隆起,具有明显的分段性。中秋—东秋段位于新和—牙哈古隆起北坡,盐下构造层发育与克深构造带相似的冲断构造,可形成幅度高、规模较大的断背斜圈闭,油气勘探潜力大;佳木—西秋段位于温宿和西秋古生代古隆起之上,盐下构造层不发育冲断构造,盐下圈闭以低幅度断背斜和断块为主,规模不大,勘探潜力相对较小。     

库车坳陷克拉苏构造带中段三维变换构造特征

克拉苏构造带位于库车坳陷北缘,克拉1与克拉2构造是位于克拉苏构造带库姆格列木组膏盐岩下的背斜圈闭,而其钻探结果却完全不同。通过构造地震解释和三维构造编图,认为两者之间存在构造变换作用,形成了构造调节带。构造调节带导致克拉苏背斜复杂化,在克拉1与克拉2构造之间的侧接位置形成传递带,传递带以断裂和褶皱的形式存在,在传递带与克拉2构造之间形成了背斜调节带,该背斜调节带是克拉2构造主要的油气圈闭。     

库车坳陷克拉苏构造带油气动态成藏过程及其勘探启示

综合运用多种成熟度参数以及岩石显微观察、储层沥青测试、颗粒荧光分析等技术,剖析了克拉苏构造带油气热演化程度和油气动态成藏过程.研究认为,克拉苏构造带的原油由成熟和高成熟油组成,油气充注过程为"早期成熟油、晚期高成熟油和高—过成熟气",早期形成的盐下古油藏受新近纪晚期断裂的破坏和高—过成熟油气的驱替,部分原油向上进入盐上浅层背斜圈闭汇聚成藏.随着膏盐岩盖层塑性增强,穿盐断裂消失,盐下圈闭再次聚集高—过成熟的油和气.克拉苏构造带博孜段具有巨大的勘探潜力,同时应重视浅层背斜油藏的勘探.因此厘定油气的成熟度和油气动态成藏过程对查明盆地油气构成和勘探方向具有重要意义.      

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依据断裂规模及其控制作用，划分出一级控盆、二级分区、三级控带、四级控圈和五级小断裂，各级断裂有机组合，构成四大断裂系统：赛什腾断裂系统、大红沟断裂系统、昆特依断裂系统和中部断裂系统。大断裂控制了柴北缘深浅层的构造格局，形成了南北成带、东西分块、洼隆相间、上下分层构造格架。中、下侏罗统地层的展布明显受侏罗纪基底大断裂的控制。柴北缘发育七种类型的构造发育模式：断裂反转—基底逆冲—反冲断滑构造发育模式；地层反转—冲起—断滑褶皱叠加模式；断层反转-冲起滑褶皱叠加构造模式；断层反转—顺冲断滑褶皱叠加模式；断层反转—基底逆冲—断滑褶皱叠加模式；潜伏断展背斜发育模式；断层反转—反冲断滑褶皱叠加模式。断裂是控制本区油气分布的主要控制因素。基底大断裂控制着烃源岩的展布；油气藏的重要聚集空间—构造圈闭的形成与分布也受断裂控制，断裂是油气运聚成藏的最重要的通道。     

龙门山北段冲断前锋构造带特征

龙门山构造带北段大致从广元到安县一带,其冲断前锋构造带由北向南主要包括矿山梁、天井山、青林口和中坝等典型背斜构造。野外地质事实和地震剖面构造解释证实,龙门山北段前锋构造带中广泛发育了晚三叠世和新生代两期挤压构造变形,但在各背斜构造表现出不同变形特征。矿山梁和天井山构造表现为一个双重构造:浅层是一个晚三叠世形成的断层转折褶皱;深层则是新生代形成的多个逆冲岩片叠置所构成的隐伏堆垛背斜构造。青林口和中坝构造主体表现为叠瓦状逆冲,构造前锋是深部隐伏的断层转折褶皱和断层传播褶皱。从整体上看,龙门山北段冲断前锋构造带变形表现为上覆早期构造变形之下隐伏后期逆冲构造,从而形成双层结构。在龙门山北段前锋构造深部的隐伏冲断构造中可以进行油气勘探。     

准噶尔盆地南缘构造特征与演化

为明确准噶尔盆地南缘构造特征,落实中—深层构造圈闭,寻找大型油气田,通过构建二维构造剖面,开展构造变形定量分析,建立了复杂构造模型,厘定了构造活动时间和变形机制。研究表明,南缘经历晚侏罗世和中新世2期变形,晚侏罗世发育走滑断层,形成高泉断隆带、艾卡构造带和齐古—南安集海走滑断裂带,属于准噶尔盆地周缘中生代走滑断裂体系。中新世发育逆冲推覆构造,南缘西段新生代背斜叠加在高泉断隆带、艾卡构造带之上,高探 1 井钻探证实古构造上覆发育的背斜构造是有利的勘探目标。南缘中段发育3排逆冲断层和叠加褶皱,中、下组合是油气勘探重要目标。南缘新生代逆冲推覆构造由南向北扩展,齐古断褶带和盆地深层褶皱形成于中新世初期（23 Ma）,霍玛吐断层发生在中新世末期（7 Ma）,呼图壁背斜和卡因迪克背斜形成于第四纪。     

克拉苏构造带克深段构造特征及其石油地质意义

克拉苏构造带克深构造段已发现了KL2、KS2、KS1等多个含油气构造,由于该段位于前陆冲断带,构造变形复杂,构造模型争论较大。在前人认识的基础上,结合地表露头、钻井资料,对克深构造段三维地震资料进行T—Q全层位解释,重新建立了该构造段构造解释模型并对该段石油地质特征进行研究。研究结果表明:克深构造段具有垂向分层、南北分带的变形特征,垂向上可分为盐上构造层、盐岩层、盐下构造层与基底构造层4层结构。该区域主要发育逆冲断层及相关褶皱、盐收缩构造及走滑构造3种构造样式,其中盐下构造层构造样式自北向南逐渐由高角度基底卷入构造样式转变为盖层滑脱构造样式。克深构造段现今构造主要形成于新生代中晚期,经历了二叠纪晚期—三叠纪前陆盆地、侏罗纪—白垩纪坳陷盆地、古近纪—中新世弱收缩挠曲盆地及上新世—第四纪陆内前陆盆地4个演化阶段。勘探实践表明,该区带具有好盖层、厚储层、大构造、强冲注、晚成藏等有利条件,是库车山前天然气勘探的重要目标。     

塔里木盆地色力布亚断裂带几何学及运动学特征

色力布亚断裂带为巴楚隆起南缘边界断裂带之一,受到盆内多期构造活动的影响,形成了多期构造活动叠加影响下的复杂断裂构造,研究色力布亚断裂带的几何学特征及运动学特征对于探讨巴楚隆起性质、形成时间及研究克拉通内构造变形成因具有重要意义。运用断层相关褶皱理论及其他地震解释方法,对近垂直于色力布亚断裂带走向的8条二维地震剖面进行了精细解释及分析,重新刻画了色力布亚断裂带的几何形态,并利用三维建模技术建立了断裂带在三维空间的形态,以断裂本身展布特征及组合特征为依据重新对色力布亚断裂带进行了分段;结合生长地层及不整合面的发育特征,探讨了构造活动的期次及相对强弱。研究认为,色力布亚断裂带以发育色力布亚深部断层为特征,深部断层的活动是导致断裂带北侧地层抬升的主要原因,前寒武系结构证明色力布亚深部断层早期活动具拉张性质;根据断层组合及各自展布形态,色力布亚断裂带划分为北段、中段和南段,各段均表现出分层变形样式,新生界断裂以古近系底膏岩层为滑脱层,古生界断裂以中寒武统盐岩层为滑脱层;生长地层的形态反映了新生界断裂在第四纪开始活动并持续至现今,不整合面的发育指示了基底断裂在中晚二叠世强烈活动,活动强度在断裂带表现为北强南弱,古生界断裂活动期则在中新世至上新世末期,其活动强度表现为北弱南强,基底断裂的影响导致地层整体抬升,古生界和新生界断裂则导致地层发生强烈褶皱变形。