輪南古潛山走滑斷裂特征及其對油氣成藏的影響

吳梅蓮，劉永福，彭鵬，柴雄，晏楠

（中國石油塔里木油田分公司，新疆 庫爾勒 841000）

塔里木盆地是中國最大的內陸含油氣盆地和非常重要的油氣勘探區域［1-12］，輪南地區位于塔里木盆地塔北隆起輪南低凸起中部。該地區經過近30 a勘探開發，先后發現輪南、桑塔木、輪古等8個油氣田，包含碳酸鹽巖、碎屑巖多套含油層系，目前已累計生產原油近3 000×104t、 天然氣約80×108m3。 輪古油氣田產量在2012年達到高峰，之后進入遞減期，且新井高產穩產比例逐年降低，原有的 “潛山背斜準層狀縫洞型油氣藏”認識已無法滿足生產需求，需深化對本區油氣成藏規律的認識。與此同時，隨著塔北隆起南部斜坡奧陶系內幕區碳酸鹽巖油氣藏勘探不斷向南、向深埋區擴展，學者們發現奧陶系內幕區巖溶儲層與走滑斷裂關系密切，因此提出了斷溶體巖溶模式，并認識到走滑斷裂對油氣運移、富集所起的重要作用［13-18］。針對輪古油氣田，尤其對輪南古潛山走滑斷裂再認識，明確其與巖溶儲層和油氣藏之間的關系，將對指導輪南古潛山的井位部署，提高研究區的開發效果，具有重要意義。

1 地質構造概況

輪南古潛山是一個古生代殘余隆起，整體表現為一大型斷背斜，由西至東可劃分為西部斜坡帶、中部斜坡帶、輪南斷壘帶、桑塔木斷壘帶及東部斜坡帶（見圖1）；垂向上，由上至下發育新生界第四系、新近系、古近系，中生界白堊系、侏羅系、三疊系，古生界石炭系、中下奧陶統、寒武系、震旦系地層，缺失上奧陶統、二疊系、志留系、泥盆系，上奧陶統桑塔木組、良里塔格組、吐木休克組與一間房組從南東向北西方向依次尖滅，石炭系超覆于奧陶系潛山地層之上。東部桑塔木組覆蓋區域是內幕區，西部奧陶系石灰巖與石炭系不整合接觸區域為潛山區。

1.2.2 外植體誘導 全部接種工作均在經嚴格滅菌的超凈工作臺上進行。消毒后的莖段在無菌條件下接種誘導，誘導試驗方案見表2。接種數量為每種配方33瓶，每個處理接種10～11瓶，每瓶接4～5塊外植體，重復2～3次，若由于一些外界或人為原因接種量適當增加。

塔里木盆地整體經歷了多期構造運動的疊加和改造，形成了多個不整合面和復雜的斷裂系統，發育多種圈閉類型，油氣具有多期運移聚集、多期調整破壞和再分配的多期次成藏特征［19-21］。輪南地區是輪南低凸起上一個重要的復式油氣富集區［19］，奧陶系潛山發育碳酸鹽巖-構造油氣藏，石炭系—三疊系碎屑巖則發育披覆背斜、斷鼻、斷背斜、地層-巖性等油氣藏。多期構造運動使得輪南古潛山斷裂十分發育，除了控制輪南古潛山構造形態的逆沖斷裂外，其余絕大部分為走滑斷裂。走滑斷裂既控制奧陶系巖溶儲層發育，也是油氣運移的主要通道，對研究區奧陶系碳酸鹽巖-構造油氣藏起著重要作用。

2 走滑斷裂特征

近年來，人們對塔里木盆地塔中地區、塔北哈拉哈塘地區走滑斷裂開展了較多研究，相應的斷裂識別技術也較成熟［22-25］。對輪南古潛山走滑斷裂的研究主要采用“輔助層+斷裂敏感地震屬性”技術，分層刻畫走滑斷裂平面特征，結合塔里木盆地構造運動背景，并根據斷裂間切割關系、活動特點確定其主要活動期次。

2.1 斷裂識別技術

——北東東向走滑斷裂在輪南古潛山全區均發育。地震多屬性平面圖上，北東東向的線性異常在寒武系、奧陶系具有相似性，三疊系—侏羅系最大似然屬性刻畫的多組北東東向雁列式斷裂的整體展布方向亦與深層北東東向異常位置一致，表明北東東向斷裂為斷面陡直的走滑斷裂，且持續活動時間較長。振幅變化率屬性顯示，巖溶擴溶作用沿北東東向走滑斷裂發生，表明該組斷裂在石炭系沉積前已存在，且北東東向走滑斷裂將“X”走滑斷裂切割，推測其活動時期應較“X”走滑斷裂晚，可能形成于早海西期［30-33］。地震剖面上，北東東向走滑斷裂與“X”走滑斷裂在寒武系—奧陶系的響應特征相似，區別在于部分北東東向走滑斷裂向上可斷至三疊系—侏羅系，在三疊系—侏羅系表現出“負花狀”特征（見圖4），指示其在晚期仍有活動。

3）針對三疊系—侏羅系小尺度斷裂，采用最大似然屬性進行刻畫（見圖 2e，2f）。 最大似然屬性是 Hale［27］于2012年在研究斷面提取和斷距估算時提出的，它主要用于增強斷裂的地震成像效果。最大似然屬性加大了斷裂似然體屬性低值與高值之間的反差，使斷裂異常邊界進一步細化，同時增加了異常部位的連續性，更有利于凸顯斷裂異常的成像［28-29］。

輪古地區奧陶系碳酸鹽巖主要發育與巖溶作用有關的縫洞型儲層，桑塔木覆蓋區為受走滑斷裂直接控制的層間斷溶體巖溶儲層，桑塔木組缺失的潛山區主要發育暗河型巖溶儲層［33］。層間斷溶體巖溶儲層與走滑斷裂相生相伴的認識已比較清楚，但目前對潛山區暗河型巖溶儲層與走滑斷裂關系的認識還不明晰。本次研究發現，輪南古潛山暗河系統是層間巖溶儲層改造沿斷裂進一步擴溶的結果。

運用相干、曲率類屬性識別斷裂前，為增強斷裂構造異常處地震反射的信噪比與分辨率，減少噪聲及非斷裂構造引起的假象，提高斷裂成像質量，需先對地震數據進行構造導向濾波［26］。通過對地層傾角掃描，識別斷裂構造的傾角和方位角，對平行于地震反射面的數據進行平滑處理，而對斷裂處停止平滑處理。處理后的地震資料對“串珠狀”反射的響應減弱，同相軸的連續性增強，斷點成像更為清晰。

——“X”走滑斷裂由北東向和北西向2組斷裂構成，主要分布在輪南古潛山中部和西部地區，東部整體不發育。奧陶系輔助層沿層Semblance屬性與振幅變化率屬性上均可見明顯的線性異常，2組斷裂夾角40°～50°；振幅變化率屬性揭示，斷裂具有一定分段性，寒武系底面曲率屬性上可見展布特征一致的線性異常。時間域地震剖面上，下寒武統走滑斷層發育部位地震反射軸呈明顯撓曲或錯斷，中—上寒武系至奧陶系斷層發育部位多表現出地震同向軸錯斷、雜亂空白反射和振幅能量突變。走滑斷裂產狀較陡，斷面近乎直立，向下斷至寒武系，潛山區斷裂向上斷至奧陶系潛山頂面（見圖4），奧陶系桑塔木組覆蓋區斷裂向上斷至桑塔木組底面。根據斷裂剖面上斷開的層系，結合區域構造活動特征分析發現，“X”走滑斷裂是晚加里東運動南北向擠壓應力作用的產物［16-17］。“X”走滑斷裂在塔北隆起南部斜坡碳酸鹽巖地層中廣泛發育，輪南低凸起上北東向走滑斷裂平面延伸距離多大于100 km，延伸距離和活動強度均大于北西向走滑斷裂。

2）振幅變化率指地震波振幅的橫向數值變化，與振幅絕對值無關。以斷溶體巖溶模式解釋，碳酸鹽巖內幕區巖溶作用主要沿先存的斷裂破碎帶發育，而沿斷裂擴溶的巖溶儲層發育部位，在地震剖面上多表現為強振幅反射特征。振幅變化率大的部位不僅能直接反映擴溶的巖溶儲層發育位置，也能間接反映走滑斷裂的平面展布特征（見圖 2c，2d）。

在湖北省麻城市召開的“美好環境與幸福生活共同締造”試點工作現場會上，住房和城鄉建設部副部長倪虹表示，開展“美好環境與幸福生活共同締造”活動有助推進脫貧攻堅和鄉村治理，要在目前全國既有試點的基礎上，因地制宜穩步擴大試點范圍，各省區市2019年要結合本地實際開展試點。

對于持續發酵的卡舒吉被殺事件，美國已經陷入了兩難的困境。但是，鑒于沙特所展現出來的對國際原油市場的影響力，以及美國正在推動的對伊朗制裁，我們有理由相信，既使在國際輿論的影響下美國不得不教訓沙特，但應該不會將沙特的石油工業作為首選制裁對象。否則，將造成國際原油市場的極度恐慌，極大的推高國際油價，對世界經濟增長造成巨大打擊。這顯然并不符合特朗普總統增強美國經濟發展能力的政策，也不符合歐盟區恢復經濟增長的訴求，并可能使歐盟正在發力增強一體化的努力化為泡影。

旅游經濟與生態環境之間存在相互促進和相互制約的辯證關系，兩者的協調有序發展是社會可持續發展的重要目標[1]。因此，定量分析旅游經濟與生態環境的耦合協調程度，對區域旅游業發展及生態環境保護有更現實的需要。目前，海南省作為旅游經濟和生態環境結合十分緊密的典型區域尚未得到學者關注。本文借鑒物理學的耦合協調模型，研究海南省旅游經濟和生態環境的耦合協調關系，為海南在全域旅游示范省的建設背景下旅游經濟與生態環境協調穩定發展提供支撐。

圖2 輪南古潛山不同地層斷裂敏感屬性平面圖

2.2 走滑斷裂特征分析

寒武系—侏羅系的地震多屬性平面圖顯示，輪南古潛山走滑斷裂極為發育，交切關系復雜，且深、淺層斷裂平面展布特征具有相似性。依據斷裂平面及剖面特征，可將研究區走滑斷裂劃分為“X”走滑斷裂、北東東向走滑斷裂和南北向走滑斷裂3組（見圖3）。

圖3 輪南古潛山奧陶系斷裂平面展布

1）奧陶系潛山走滑斷裂主要用沿層Semblance屬性進行識別。該方法是用地震數據分析時窗內的反射軸不連續性來刻畫斷裂。研究區走滑斷裂垂向上延伸長度大，運用Landmark軟件GeoProbe模塊提取Semblance屬性時，地震數據分析時窗可適當增大，本次研究分析時窗參數為100個采樣點、9點方式。受輪南古潛山面溝壑起伏形態影響，沿潛山面提取的相干屬性多為潛山面溝壑形態的反映，無法進行斷裂解釋；為避開潛山面形態影響，研究選擇奧陶系內幕輔助層提取沿層屬性。Semblance屬性值越大，地震反射軸越連續；Semblance屬性值越小，代表相鄰地震道反射波形不相似，可能發育斷裂，Semblance屬性平面圖（見圖2a，2b）上指示斷裂發育的線性異常明顯。除基于相鄰地震道不連續性屬性外，也可采用振幅變化率屬性描述奧陶系潛山走滑斷裂的平面特征。

圖4 “X”走滑斷裂與北東東向走滑斷裂剖面特征

輪南古潛山的走滑斷裂水平位移較短，垂直斷距較小或者沒有斷距；地震剖面上，走滑斷裂向下斷穿寒武系，向上多斷至奧陶系潛山頂面，部分晚期斷裂再次活化，可斷至侏羅系。走滑斷裂在寒武系的地震剖面上，同相軸錯斷、撓曲比較明顯；待斷至奧陶系石灰巖后，受奧陶系巖溶儲層“串珠狀”反射影響，地震剖面上表現為雜亂反射、同相軸錯斷撓曲、振幅能量突變等響應特征；三疊系—侏羅系的走滑斷裂在地震剖面上多表現為“負花狀”特征。針對研究區斷裂在不同地層的地震響應特征，綜合運用地震多屬性——寒武系優選最大正曲率屬性，奧陶系潛山優選相干類Semblance和振幅變化率屬性，三疊系—侏羅系優選相干類最大似然屬性——開展斷裂分層刻畫。

輪南古潛山晚加里東—早海西期形成的多組走滑斷裂對研究區巖溶儲層發育和油氣富集成藏起著重要作用。走滑斷裂形成的斷裂破碎帶和大量高陡構造裂縫是碳酸鹽巖層間巖溶、潛山巖溶作用的有利部位，溶洞、暗河主要沿斷裂、裂縫溶蝕而形成。走滑斷裂向下斷至下寒武統玉爾吐斯組烴源巖，其多期活動與烴源巖多期生排烴時間匹配良好，是油氣垂向運移的主要通道，控制了油氣的富集成藏。

圖5 南北向走滑斷裂剖面特征

3 走滑斷裂與油氣藏關系

——南北向走滑斷裂主要發育在東部斜坡區，前人對其已有研究［32］。東部斜坡區為碳酸鹽巖巖溶作用內幕區，奧陶系碳酸鹽巖地層未曾暴露地表遭受風化剝蝕，巖溶作用整體較潛山區弱，斷裂識別較潛山區容易。南北向走滑斷裂活動性表現出南強北弱的特征，具有明顯分段性：北部為辮狀斷裂帶，局部發育正向構造，壓扭走滑特征明顯；南部以線性走滑為主，剖面上為單一陡立斷面，寒武系斷距比北段斷距大，壓扭特征不明顯；中間南北段斷裂疊覆部位發育巖橋，反映該走滑斷裂在奧陶系具有左旋走滑特征（見圖5）。整體上，奧陶系表現為逆斷層為主的壓扭作用，石炭系—侏羅系表現出“負花狀”張扭作用，表明南北向走滑斷裂具有多期活動特征。沿層Semblance屬性圖上，北東東向走滑斷裂明顯切割南北向走滑斷裂，表明南北向走滑斷裂發育時期與“X”走滑斷裂一致，晚加里東運動時期已經發育，晚期再次活動。

3.1 走滑斷裂控制巖溶儲層

在國外，像法國的沙木尼休閑登山小鎮、倫敦的溫布爾登網球特色小鎮、新西蘭的皇后鎮蹦極特色小鎮以及意大利的蒙特貝盧納體育制鞋小鎮等成功的體育特色小鎮的打造，大多都是在關注稟賦、借助于地緣優勢、尊重歷史的基礎上加多元化模式的融合，進而開發利用而來的，這為我國體育特色小鎮的建設提供了可借鑒的寶貴經驗，并堅定了建造的信念。

相較于內幕區，潛山區地表水系發育、水流作用強、巖溶作用更為劇烈。早期構造運動形成的斷裂破碎帶和大量高陡構造縫，無論在地表還是深層，都是巖溶作用發育的最有利區域。潛山區奧陶系碳酸鹽巖地層先經歷了沿走滑斷裂擴溶的層間斷溶體巖溶作用階段，后經構造運動導致地層抬升，前期發育的斷溶體儲層暴露地表，接受地表水系進一步改造，斷溶體儲層遭受一定剝蝕的同時，沿走滑斷裂形成的破碎帶和構造的縫擴溶現象仍在繼續，巖溶作用進一步增強，最終在輪南奧陶系碳酸鹽巖古潛山形成交織的地表明河和地下暗河系統（見圖6）。

圖6 潛山區暗河型巖溶儲層發育模式

3.2 斷裂是油氣運移主要通道

輪南古潛山奧陶系油氣藏是整個塔北隆起大型奧陶系油氣藏的組成部分。整個塔北地區經歷了加里東晚期、海西晚期和喜山期3次生排烴高峰期［34-36］，輪古奧陶系原油主要來自海西晚期，天然氣主要為喜山期充注，油氣主要來源于深層寒武系—奧陶系海相烴源巖，而走滑斷裂是油氣垂向運移的主要通道。

3.管理體制相對滯后，經營管理水平不高。冰雪產業涉及旅游發展委員會、體育局、文化廳等多個管理部門，部門之間的協調缺少統籌規劃，同時存在管理重疊和管理缺位的問題，并且難以起到有效的監督管理作用。各部門各產業之間也存在為了追求自身利益各自為政的現象，造成部門之間合作困難。在開發管理方面，一些項目盲目上馬，企業管理理念和模式落后，存在追求眼前利益、忽略生態環境的問題。在營銷方面，主要依靠政府的宣傳以及與旅行社合作，沒能充分利用網絡和手機進行營銷和宣傳。在信息化建設方面，在線服務市場初具規模，全覆蓋式宣傳營銷格局已經基本形成，但仍難以有效監測各種突發事件和處理安全事故。

關于塔北隆起奧陶系油氣沿深大走滑斷裂充注，目前存在2種觀點：一種觀點是旁生側儲，塔北地區奧陶系油氣來自南部滿加爾生烴凹陷與東部草湖生烴凹陷，油氣沿北東向大型走滑斷裂垂向+側向運移；另一種觀點是下生上儲，油氣主要沿深大走滑斷（斷穿寒武系）發生垂向運移。前種觀點主要是基于哈拉哈塘油田原油密度及黏度南低北高、氣油比南高北低的變化趨勢提出，認為氣侵強弱與生烴凹陷遠近有關——距離越近，氣油比越高，距離越遠，氣油比越低；油氣來自滿加爾生烴凹陷，沿深大斷裂垂向+側向運移。后種觀點的依據是，工區內輪探1井寒武系玉爾吐斯組底部發育18 m黑色頁巖，生烴指標較高（有機碳質量分數在2.87%～13.39%，平均為9.50%），黑色頁巖巖屑抽提物中有塔北原油中普遍存在的C15—C23芳基類異戊二烯化合物，指示上部奧陶系原油可能來自該類烴源巖，深大斷裂只要斷至該烴源巖，油氣就會沿深大斷裂發生垂向運移。輪古油氣田高產井（累計產量大于2×104t）多位于走滑斷裂附近（見圖7），表明走滑斷裂附近油氣富集程度較高，走滑斷裂是本區油氣運移的主要通道。綜合上述觀點可以得出，無論是旁生側儲還是下生上儲，斷裂都在油氣富集成藏過程扮演了重要角色。

輪南古潛山油氣藏由西至東依次為未飽和油藏、飽和油藏和凝析氣藏。前期研究認為，喜山期天然氣沿奧陶系潛山面橫向運移、由東至西氣侵，導致輪古油氣田“西油東氣”。本次研究通過分析輪古油氣田單井氣油比平面分布特征認為：輪南古潛山中部、東部地區高氣油比的井多沿北東東向、南北向走滑斷裂分布（見圖7），多期活動晚期為張扭性特征的北東東向、南北向走滑斷裂與喜山期生排烴事件匹配性好；喜山期天然氣沿北東東向和南北向走滑斷裂垂向運移、局部富集，形成了輪南古潛山“西油東氣”的整體油氣藏特征。

圖7 輪南古潛山奧陶系高產井與單井氣油比平面分布

4 結論

1）根據輪南古潛山走滑斷裂的地震響應特征，主要采用“輔助層+斷裂敏感地震屬性”技術，分層開展走滑斷裂識別。研究區潛山走滑斷裂可分為“X”走滑斷裂、北東東向走滑斷裂和南北向走滑斷裂3組。“X”走滑斷裂和南北向走滑斷裂于晚加里東形成，北東東向走滑斷裂切割早期的2組斷裂，是早海西運動的產物。北東東向和南北向走滑斷裂具有多期活動特征，在三疊—侏羅系表現為剖面呈“負花狀”的雁列式走滑。

2）走滑斷裂不僅控制著奧陶系碳酸鹽巖內幕區層間斷溶體巖溶儲層，還控制著潛山區暗河型巖溶儲層的發育與分布。無論潛山區還是內幕區，構造運動形成的斷裂破碎帶和大量高陡構造縫都是巖溶作用發育的最有利區域。潛山區暗河型巖溶儲層是內幕區層間斷溶體巖溶儲層暴露地表剝蝕改造后形成的，早期巖溶儲層遭受破壞和新巖溶儲層沿斷裂發育同步發生。

3）輪南古潛山走滑斷裂控制本區的油氣運移和油氣富集，高產井多位于走滑斷裂附近。走滑斷裂作為油氣運移通道，向下溝通寒武系烴源巖，向上控制并溝通巖溶儲層，為油氣垂向運移、聚集提供了必要條件。北東東向和南北向走滑斷裂具有多期活動性，與烴源巖多期生排烴時間相匹配，最終形成了輪南古潛山“西油東氣”的奧陶系碳酸鹽巖油氣藏。