碳酸鹽巖斷裂相分類特征
——以新疆塔里木盆地柯坪露頭為例

屈泰來, 鄔光輝, 劉加良, 李浩武, 陳志勇, 高 力

1)中國石油勘探開發(fā)研究院, 北京 100083;

2)北京石油機(jī)械廠, 北京 100083

碳酸鹽巖斷裂相分類特征
——以新疆塔里木盆地柯坪露頭為例

屈泰來1), 鄔光輝1), 劉加良2), 李浩武1), 陳志勇1), 高 力1)

1)中國石油勘探開發(fā)研究院, 北京 100083;

2)北京石油機(jī)械廠, 北京 100083

斷裂相的概念為斷裂帶的內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究提供了新的思路與建模方法, 通過塔里木盆地柯坪露頭斷裂帶的分析, 碳酸鹽巖斷裂相特征有別于碎屑巖。柯坪露頭碳酸鹽巖斷裂帶不連續(xù)構(gòu)造以滑動(dòng)面、裂縫帶和變形帶發(fā)育為特征。根據(jù)形態(tài)識(shí)別出平直截切型、彎曲起伏型、漸變條帶型三種類型滑動(dòng)面。破碎帶中裂縫帶發(fā)育, 裂縫充填少, 是良好輸導(dǎo)通道; 斷層核部存在多充填的裂縫帶。該區(qū)具有脆性破裂作用、褶皺作用與塑性變形作用形成的三種類型變形帶。碳酸鹽巖斷裂帶隔層主要由大小不一的破裂巖、角礫巖組成, 多呈斷續(xù)型或破碎型展布, 少量隔層發(fā)育滲流縫隙。碳酸鹽巖斷裂核部與破碎帶透鏡體發(fā)育, 主要有未變形的透鏡體、變形的透鏡體、成巖作用影響的透鏡體三種類型。柯坪露頭斷裂相分析表明, 碳酸鹽巖斷層核部多致密, 破碎帶中的裂縫帶是油氣輸導(dǎo)的優(yōu)勢通道。不同級(jí)次的斷裂相對(duì)儲(chǔ)層與流體具有不同影響作用, 需要區(qū)別對(duì)待。

碳酸鹽巖; 斷裂相; 類型; 儲(chǔ)層; 塔里木盆地

斷裂帶具有復(fù)雜的三維空間結(jié)構(gòu), 斷裂帶油氣的輸導(dǎo)與封堵特征遠(yuǎn)比一維或二維的地質(zhì)模型復(fù)雜,斷裂內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其流體作用是研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)(Alexander et al., 1998; Aydin, 2000; Perez et al., 2004; Graham Wall et al., 2006; Childs et al., 2009; Eichhubl et al., 2009)。由于斷裂帶強(qiáng)烈非均質(zhì)性, 以及孔-縫-洞三重運(yùn)載介質(zhì)空間組合的多樣性與差異性, 造成流體流動(dòng)橫向變化的非均質(zhì)性與復(fù)雜性(Peacock et al., 1998; Perez et al., 2004; Graham Wall et al., 2006; Peter et al., 2009), 塔里木盆地碳酸鹽巖在油氣運(yùn)移方向上、油氣聚集有利區(qū)也出現(xiàn)復(fù)雜性(周新源等, 2006; 翟曉先等, 2008), 開展碳酸鹽巖斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究對(duì)油氣勘探開發(fā)具有重要的意義。

為了有效建立斷裂帶的儲(chǔ)層地質(zhì)模型, Tveranger等(2005)提出了斷裂相的新概念, 斷裂相是指具有相同構(gòu)造變形特征的構(gòu)造或巖體。每個(gè)斷裂相具有特定組合序列, 斷裂帶是變形巖體的集合, 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和巖石物性是隨構(gòu)造變形而變化的三維體,可劃分為不連續(xù)構(gòu)造、隔層、透鏡體三類斷裂相, 斷裂帶是一系列斷裂相的集合。斷裂相可以不同級(jí)別和不同尺度的結(jié)構(gòu)要素、巖相組合進(jìn)行劃分, 為斷裂帶的內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究提供了新的思路與定量建模方法, 并在碎屑巖油藏中取得很好應(yīng)用效果(Fredman et al., 2008; Braathen et al., 2009)。目前關(guān)于斷裂相的研究主要集中在碎屑巖中。

塔里木盆地柯坪地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖廣泛出露,發(fā)育多種類型與特征的斷裂帶(何文淵等, 2002), 通過一系列典型剖面的考察(圖1), 發(fā)現(xiàn)奧陶系碳酸鹽巖發(fā)育多種類型、多種特征的斷裂相。因此, 本文通過柯坪奧陶系碳酸鹽巖野外露頭資料綜合分析,進(jìn)行碳酸鹽巖不連續(xù)構(gòu)造、隔層、透鏡體三類斷裂相的進(jìn)一步分類, 分析其基本結(jié)構(gòu)、分布及其儲(chǔ)層特征, 為斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究與建模提供認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。

圖1 新疆塔里木盆地柯坪露頭構(gòu)造分區(qū)與剖面位置Fig.1 Tectonic map and location of sections of Kalpin outcrop, Tarim Basin in Xinjiang

1 不連續(xù)構(gòu)造

碎屑巖中不連續(xù)構(gòu)造具有滑動(dòng)面、剪切裂縫與張性裂縫, 以及具有擠壓特征的劈理、縫合線等(Braathen et al., 2009)。柯坪地區(qū)斷裂發(fā)育, 寒武-奧陶系碳酸鹽巖沿?cái)嗔褞Т竺娣e出露, 不連續(xù)構(gòu)造發(fā)育, 分析主要形成滑動(dòng)面、裂縫帶、變形帶三種斷裂相。

1.1 滑動(dòng)面

碎屑巖斷裂帶中, 呈現(xiàn)為剪切特征的滑動(dòng)面通常為連續(xù)性變形圍巖的分界, 多為μm-mm級(jí)薄層的破裂巖或斷層泥(Braathen et al., 2009)。柯坪碳酸鹽巖滑動(dòng)面常見于斷層核與破碎帶的銜接部位(圖 2),不同于碎屑巖的是斷層泥的充填少, 而且滑動(dòng)面膠結(jié)作用較弱, 出現(xiàn)半充填、未充填的縫隙, 局部區(qū)段具有一定滲流性能。根據(jù)滑動(dòng)面的形態(tài), 柯坪地區(qū)碳酸鹽巖滑動(dòng)面可以分為平直截切型、彎曲起伏型、漸變條帶型3種類型。

平直截切型滑動(dòng)面平直(圖2A), 兩側(cè)界面清晰,滑動(dòng)面狹窄, 呈明顯的破裂面, 斷層核部分布較多。多為砂泥、碎裂巖充填, 致密缺少孔隙。由于本區(qū)膠結(jié)作用較弱, 擦痕面發(fā)育且連續(xù), 可能形成局部的滲流通道。

大多滑動(dòng)面為彎曲起伏型(圖 2B), 這種類型滑動(dòng)面為明顯的不連續(xù)界面, 但界面有鋸齒狀、波狀起伏變化。碎裂巖與裂縫發(fā)育, 滑動(dòng)面的寬度較大, 充填變化大, 多有未充填的縫隙, 具有一定的孔滲性能。

漸變條帶型多出現(xiàn)在斷層核與破碎帶的過渡部位(圖 2C), 其間斷裂帶不是單一的破裂面與圍巖分隔, 而是呈裂縫帶、破碎帶的形式逐漸過渡, 從而出現(xiàn)一系列滑動(dòng)面, 形成滑動(dòng)帶。滑動(dòng)面大多狹窄緊閉, 局部有細(xì)粒碎裂巖充填, 橫向變化大, 延伸短,不利于流體的運(yùn)移。

1.2 裂縫帶

相對(duì)碎屑巖, 柯坪地區(qū)碳酸鹽巖斷裂帶中裂縫帶更發(fā)育, 而且裂縫的類型、方向、特征更為復(fù)雜,主要分布在斷裂邊緣的破碎帶, 斷層核也有分布。

斷層核附近的破碎帶通常發(fā)育2～4組網(wǎng)狀裂縫(圖3), 以高角度裂縫發(fā)育為特征。規(guī)模較大的裂縫延伸長度大, 縫寬達(dá) 5～60 mm, 縫間距在 20～100 cm。小型裂縫延伸長度一般在米級(jí)范圍內(nèi), 縫寬在0.5～10 mm范圍內(nèi), 裂縫間距在2～30 cm, 裂縫密度達(dá)5～30條/米。裂縫多開啟, 充填少, 膠結(jié)作用弱, 網(wǎng)狀交錯(cuò), 形成良好的連通性。

破碎帶中裂縫帶有裂縫型、裂縫-孔洞型兩種儲(chǔ)層發(fā)育(圖3)。由于柯坪地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖以喜瑪拉雅晚期抬升暴露為主, 在氣候干旱、巖溶淋濾作用差的條件下, 大多裂縫帶溶蝕孔洞欠發(fā)育, 以裂縫發(fā)育為主(圖3A), 面孔率可達(dá)0.5%～3%。在西克爾、一間房、蘇蓋特等地區(qū)的裂縫帶局部見溶蝕孔洞發(fā)育(圖 3B、圖 3C), 以沿大型垂直縫溶蝕為主,同時(shí)也有順層溶蝕孔洞的發(fā)育, 以及沿水平裂縫的局部溶蝕作用。溶蝕擴(kuò)大裂縫的縫寬通常是原始裂縫的幾倍甚至于幾十倍, 其分帶性和方向性受原始裂縫發(fā)育特征控制, 溶蝕孔洞的規(guī)模為2～200 mm。破碎帶中的裂縫帶不僅具有良好的滲流性能, 是油氣運(yùn)移的優(yōu)勢通道, 而且可能形成局部縫-洞發(fā)育帶,在封蓋條件好的部位, 可能形成有效的非構(gòu)造圈閉。

碎屑巖斷層核部透鏡體、碎裂巖、泥巖涂抹的隔層發(fā)育, 而柯坪地區(qū)碳酸鹽巖斷層核碎裂巖、裂縫發(fā)育, 在很多較寬的斷層核都發(fā)育以高角度剪切縫為特征的裂縫帶(圖2C)。通常發(fā)育2～3組網(wǎng)狀裂縫, 形成一系列的碎裂巖, 裂縫帶可以橫穿整個(gè)斷層核, 也可能是局部發(fā)育。裂縫發(fā)育程度通常高于周緣破碎帶, 微小縫尤為發(fā)育, 裂縫密度達(dá) 10～50條/米, 將斷層核切割為大小不一的角礫, 裂縫的延伸形跡保存較好。由于斷層核碳酸鹽巖構(gòu)造擠壓作用、成巖膠結(jié)作用發(fā)育, 裂縫多為破碎的角礫、泥質(zhì)、方解石充填, 開啟性較差, 溶蝕作用也較弱,孔滲低, 僅存在局部滲流性較好的裂縫帶。

1.3 變形帶

在多孔巖石和沉積物中, 脆性變形多數(shù)表現(xiàn)為小型、斷層狀結(jié)構(gòu), 被稱之為變形帶(Fossen et al., 2007; Braathen et al., 2009), 變形帶通常為局部應(yīng)變的薄層帶, 與一般的斷裂相比, 缺少獨(dú)立、連續(xù)的滑脫面。柯坪地區(qū)碳酸鹽巖發(fā)育多種成因變形帶, 多分布在斷層核周圍破碎帶, 具有脆性破裂作用、褶皺作用, 以及塑性變形作用形成的三種類型變形帶(圖4)。

柯坪碳酸鹽巖構(gòu)造作用強(qiáng)烈, 脆性破裂作用造成變形帶與裂縫發(fā)育, 變形帶多發(fā)生在鄰近斷層核的脆性灰?guī)r內(nèi)(圖2A、圖4A), 灰?guī)r層間出現(xiàn)局部層間滑動(dòng)或是破裂錯(cuò)動(dòng), 以剪切位移為主, 形成一系列薄層變形帶。變形帶可能為方解石、泥質(zhì)、碎裂巖充填或半充填。變形帶周圍通常有裂縫發(fā)育, 可以形成沿層溶蝕作用, 或是裂縫發(fā)育形成碎裂帶,沿變形帶周圍產(chǎn)生角礫充填的洞穴(圖4A)。

圖2 柯坪露頭碳酸鹽巖滑動(dòng)面與斷層核Fig.2 Carbonate slip surfaces and fault cores in Kalpin outcrop, Tarim basin

圖3 柯坪露頭碳酸鹽巖裂縫帶Fig.3 Carbonate fracture bands in Kalpin outcrop, Tarim basin

圖4 柯坪露頭碳酸鹽巖變形帶Fig.4 Carbonate deformation bands in Kalpin outcrop, Tarim basin

褶皺作用形成的變形帶多位于破碎帶(圖 4B、圖4C), 多以局部的斷層相關(guān)褶皺為主, 可以發(fā)生在斷裂的上盤, 也可以出現(xiàn)在斷裂的下盤。褶皺作用造成不同巖層的剪切變形, 形成一系列沿層面變形錯(cuò)動(dòng)的變形帶, 多不規(guī)則, 斷續(xù)延伸, 為碎裂巖或膠結(jié)物充填, 局部有溶蝕作用形成的孔洞。變形帶多有不同方向的剪切縫發(fā)育, 以高角度縫為主, 多位于層間, 增加了變形帶的滲透性。

斷層核部多有泥質(zhì)充填形成的塑性變形, 其中復(fù)雜的塑性揉皺作用也可能形成小型的變形帶, 多短小不規(guī)則, 為方解石或泥質(zhì)充填, 致密缺乏縫隙,主要起封隔作用。

碎屑巖儲(chǔ)層中變形帶的存在可導(dǎo)致滲透率降低1～6個(gè)數(shù)量級(jí), 主要是阻礙流體的流動(dòng), 形成致密封隔層(Fossen et al., 2007)。柯坪露頭碳酸鹽巖破碎帶中的變形帶除少部分膠結(jié)充填外, 大多變形帶有裂縫發(fā)育, 也有溶蝕作用形成的擴(kuò)溶孔洞, 增強(qiáng)了儲(chǔ)層的滲透性, 對(duì)儲(chǔ)層有一定建設(shè)性作用。

2 隔層

碎屑巖中大多斷層含有穩(wěn)定層或沿?cái)鄬雍说母魧? 其中發(fā)育破裂巖、角礫巖、斷層泥和涂抹層等(Braathen et al., 2009)。破裂巖、角礫巖以及斷層泥都是與巖層破碎有關(guān)的斷裂巖層, 涂抹層為塑性旋轉(zhuǎn)并沿?cái)鄬雍送磕ā８魧釉诳紫缎陨皫r中沿滑動(dòng)面展布, 或者是以圍巖為邊界的毫米級(jí)寬的破碎層(Shipton et al., 2001)。

柯坪露頭碳酸鹽巖斷裂帶抬升高, 上覆碎屑巖層少, 在干旱氣候下雨水淋濾少, 斷裂帶中砂泥巖充填的斷層泥與泥巖涂抹層很少。本區(qū)奧陶系碳酸鹽巖斷裂帶隔層多為破裂巖經(jīng)過一定程度的膠結(jié)作用形成的薄層條帶隔層(圖 5A), 主要由大小不一的破裂巖組成, 多呈斷續(xù)型或破碎型展布, 其間砂泥成分主要為碳酸鹽巖, 膠結(jié)作用較強(qiáng), 主要起滲流阻礙屏蔽作用, 在斷裂核與破碎帶均有分布。有的地區(qū)為小型的角礫巖層形成的隔層(圖 5B), 具有不規(guī)則的形態(tài), 橫向變化大, 多為不規(guī)則型、斷續(xù)型展布, 部分隔層內(nèi)部存在縫隙, 有利于流體運(yùn)移。在下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組地層中有硅質(zhì)條帶形成的隔層(圖5C), 呈連續(xù)的條帶狀展布。在有砂泥碎屑影響的斷裂上, 可以看到砂泥充填形成的致密隔層(圖 5D),通常為連續(xù)型分布在斷層核與破碎帶的縫隙中, 對(duì)流體的流動(dòng)起阻礙作用。由此可見, 碳酸鹽巖隔層形態(tài)多樣, 既有斷續(xù)型、不規(guī)則型, 也有連續(xù)型、碎裂型分布。隔層多為碎裂巖、角礫巖充填, 也有砂泥質(zhì)、硅質(zhì)充填的, 形成致密的封隔帶。隔層主要在斷層核部發(fā)育, 對(duì)流體流動(dòng)主要起阻礙作用, 造成斷層核部總體致密。

3 透鏡體

相對(duì)于碎屑巖而言, 柯坪地區(qū)碳酸鹽巖不僅斷裂核部透鏡體發(fā)育, 而且在破碎帶也有大量的透鏡體發(fā)育(圖5、圖 2、圖3)。碳酸鹽巖透鏡體形狀多樣, 不規(guī)則的四邊形、菱形較多, 為滑動(dòng)面、裂縫面所分隔, 隔層周邊通常有不同形態(tài)透鏡體發(fā)育(圖5)。透鏡體的大小差異較大, 直徑在數(shù)十 cm 至數(shù)mm級(jí)別, 在斷層核部表現(xiàn)的差別最為明顯。根據(jù)透鏡體變形特征分析主要發(fā)育未變形的透鏡體、變形的透鏡體、成巖作用影響的透鏡體等三種類型。

未變形的透鏡體主要為碎裂巖所形成(圖 5A、圖5B), 以脆性碳酸鹽巖破裂形成的透鏡體為主, 由于露頭透鏡體位于開放的空間中, 不再經(jīng)受較高的溫壓作用, 后期未發(fā)生內(nèi)部的變形, 透鏡體可能保持原有的棱角, 或是經(jīng)歷一定程度機(jī)械磨圓作用,透鏡體之間為裂縫或滑動(dòng)面連接, 其間可能發(fā)育較大的縫隙。

碳酸鹽巖透鏡體在斷裂帶強(qiáng)烈變形的圍巖作用下發(fā)生內(nèi)部變形(圖 5C), 透鏡體原始的形態(tài)有所改變, 透鏡體邊部也有一定的磨圓剪切作用, 以微弱變形的透鏡體為主。這類透鏡體多為隔層所包圍,雖然內(nèi)部可能有一定的孔滲, 但儲(chǔ)層連通性差, 難以形成有效儲(chǔ)層。

成巖作用形成的透鏡體經(jīng)過強(qiáng)烈的改造與重組(圖 5D), 多位于斷層核部, 其成分比較復(fù)雜, 由破裂的角礫巖、碎裂巖、砂泥充填物、膠結(jié)物等組成的混合體, 具有復(fù)雜的內(nèi)部褶皺、塑性流動(dòng)等變形特征。這類透鏡體致密, 缺乏孔隙。

透鏡體在碳酸鹽巖斷裂帶普遍發(fā)育, 多不具有良好的儲(chǔ)集空間。但相對(duì)碎屑巖而言, 其間的網(wǎng)狀裂縫以碎裂巖、方解石膠結(jié)為主, 缺少泥巖涂抹, 斷層泥欠發(fā)育, 裂縫網(wǎng)絡(luò)沒有完全充填, 在未變形的透鏡體中可能形成局部良好的運(yùn)移通道。

4 結(jié)論與討論

塔里木盆地柯坪露頭下古生界碳酸鹽巖不連續(xù)構(gòu)造、隔層、透鏡體等斷裂相發(fā)育, 其次級(jí)類型和特征與碎屑巖有較多差異。不連續(xù)構(gòu)造發(fā)育三種類型滑動(dòng)面、兩種類型裂縫帶與三種類型變形帶, 識(shí)別出四種類型隔層與三種類型透鏡體, 不同類型的斷裂相特征各異, 對(duì)儲(chǔ)層與流體影響作用不同, 儲(chǔ)層建模需要區(qū)別對(duì)待。

柯坪露頭碳酸鹽巖斷裂核部發(fā)育透鏡體、隔層、滑動(dòng)面、裂縫帶等斷裂相, 破碎帶發(fā)育裂縫帶、變形帶與透鏡體等(圖 6)。碳酸鹽巖斷層核部多致密,破碎帶中裂縫帶發(fā)育, 裂縫充填少, 是流體輸導(dǎo)的優(yōu)勢通道。變形帶、滑動(dòng)面對(duì)流體滲流性具有建設(shè)性作用, 隔層的發(fā)育特征對(duì)斷裂帶儲(chǔ)層與滲流作用評(píng)價(jià)具有重要意義, 值得高度關(guān)注。塔里木盆地下古生界碳酸鹽巖斷裂在油氣運(yùn)聚與成藏中具有重要作用, 研究表明不同斷裂部位儲(chǔ)層與油氣分布有差異性(羅春樹等, 2007; 王招明等, 2007; 呂修祥等, 2009; 鄔光輝等, 2010), 可能與斷裂相的橫向變化及其輸導(dǎo)作用有關(guān), 斷裂周邊高滲透性的裂縫帶是油氣運(yùn)聚的有利部位, 其輸導(dǎo)與遮擋條件因斷裂相的空間分布而有差異, 有待精細(xì)的地質(zhì)模型研究。

圖5 柯坪露頭碳酸鹽巖透鏡體與隔層Fig.5 Carbonate lenses and membranes in Kalpin outcrop, Tarim basin

圖6 柯坪露頭碳酸鹽巖斷裂相模式Fig.6 Carbonate fault facies model in Kalpin area, Tarim Basin

斷裂相的新概念為斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究提供了新的思路與定量建模方法, 碳酸鹽巖溶蝕作用、破裂作用、膠結(jié)作用發(fā)育, 斷裂相特征不同于砂巖, 碳酸鹽巖斷裂變形帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型、斷裂相模型建立與劃分、定量描述值得深入研究。

致謝: 感謝審稿專家與編輯的精心指導(dǎo)！

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我國躋身海綿骨針礦化研究世界前列

2011年7月23日, 受科技部國際合作司委托, 國土資源部科技與國際合作司組織專家組在京召開“硅質(zhì)海綿骨針礦化機(jī)制及仿生研究”項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)。專家組認(rèn)為, 項(xiàng)目完成了任務(wù)書規(guī)定的所有研究內(nèi)容, 達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo), 使我國在該學(xué)科領(lǐng)域研究躋身世界前列。

硅質(zhì)海綿骨針礦化機(jī)制及仿生研究是科技部的國際科技合作計(jì)劃項(xiàng)目, 由中國國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心與德國美因茨大學(xué)合作, 開展六放海綿骨針結(jié)構(gòu)、特征、礦化與調(diào)控機(jī)制研究, 尋求新的納米硅仿生合成應(yīng)用途徑。首席科學(xué)家是王曉紅研究員和Müller教授。項(xiàng)目始于2008年6月, 經(jīng)費(fèi)111萬元。

項(xiàng)目獲得了創(chuàng)新性的研究成果: 對(duì)六放海綿骨針的結(jié)構(gòu)、組成和性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究, 明確了其礦化機(jī)制, 并初步仿生合成了新型的具有優(yōu)良性能的骨骼和牙齒生物礦物修復(fù)材料; 將傳統(tǒng)的礦物學(xué)與生命科學(xué)、仿生學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科研究相結(jié)合, 開辟了我國生物-硅化醫(yī)學(xué)材料研究的前沿性新領(lǐng)域, 以多學(xué)科交叉的方式實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)科學(xué)的延伸。

通過國際合作, 我國在該學(xué)科領(lǐng)域研究水平迅速提高, 發(fā)表國際 SCI收錄論文 40篇, 參與多個(gè)歐盟第七框架計(jì)劃項(xiàng)目。

本刊編輯部 采編

The Classification and Characteristics of Carbonate Fault Facies: A Case Study of the Outcrop of Kalpin Area, Tarim Basin in Xinjiang

QU Tai-lai1), WU Guang-hui1), LIU Jia-liang2), LI Hao-wu1), CHEN Zhi-yong1), GAO Li1)
1) Research Institute of Petroleum Exploration and Development, China National Petroleum Corporation, Beijing 100083;
2) Beijing Petroleum Machinery Co., Ltd., China National Petroleum Corporation, Beijing 100083

Fault facies is a novel concept for the internal structure description and reservoir modeling of faults.Characteristics of carbonate fault facies are different from those of clastic rocks, as evidenced by the analysis of the Ordovician carbonate outcrop in Kalpin area, Tarim basin.In this paper, the fault facies of discrete structures, membranes and lenses are divided into different subtypes in the carbonate outcrop.The discrete structures of the carbonate outcrop are characterized by the development of slip surface, fracture band, and deformation band.There exist three types of slip surface, i.e., straight intercept type, curved fluctuate type and gradation band type.Fracture bands, developed in the damage zone with insignificant filling, are ideal migration channels.However, most of the fracture bands and fault cores are filled with lenses.There are three types of deformation band, i.e., cataclastic deformation band, folding deformation band, and ductile deformation band.Carbonate membranes mainly consist of different sizes of cataclasite or breccias of semi-continuous or ruptured types, with a small part of them formed by siliceous belt of continuous type or filled with sand and mud of continuous type.Many carbonate lenses are distributed in the fault cores and damage zones.There are three types of lenses, namely, un-deformed cataclasite lenses, low-deformed lenses, and deformed lenses affected by diagenesis.It is indicatedthat most of the fault cores are tight, but the fracture bands in the damage zone are favorable channels of hydrocarbon migration.It is necessary to deal with them separately because different grades of fault facies exert different effects on the reservoir and fluids.

carbonate; fault facies; type; reservoir; Tarim basin

P588.245; P542; P588.33

A

10.3975/cagsb.2011.05.04

本文由國家油氣專項(xiàng)“四川、塔里木等盆地及鄰區(qū)海相碳酸鹽巖大油氣田形成條件、關(guān)鍵技術(shù)及目標(biāo)評(píng)價(jià)”(編號(hào): 2008ZX05004-04)資助。

2011-07-27; 改回日期: 2011-08-30。責(zé)任編輯: 魏樂軍。

屈泰來, 男, 1983年生。在讀博士研究生。主要從事石油地質(zhì)專業(yè)研究。E-mail: collens4@163.com。