四川頁巖氣WY區塊走滑斷層特征及其油氣地質意義

郭豫辰，李陽靜，李 赫，張入月，譚榮彪

(中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司西南物探研究院，四川 成都 610000)

走滑斷層，是受剪應力作用下，兩盤順斷層面沿走向出現相對移動形成的一種斷層。走滑斷層形成活動過程中，可伴生斷塊、背斜等有利構造；形成裂縫和小微斷裂，為油氣提供儲集空間；沿斷面可形成良好的油氣運移通道；斷面具有致密性特征，可對油氣起到遮擋、封蓋作用[1-2]。所以對油氣勘探開發而言，走滑斷層的研究是一項十分具有意義和價值的工作。

四川盆地經歷多期構造運動，受多個方向應力作用，具有形成走滑斷層的良好條件。鄰區新疆塔里木盆地通過開展走滑斷層研究，在油氣勘探開發方面已經取得顯著的成效和發現[3-6,8-17]。說明在四川盆地內，同樣有必要開展走滑斷層的研究工作，可以從另一個角度和方向來研究解決目前四川盆地在油氣勘探開發過程中遇到的瓶頸和存在的困難。

本次研究以非常規氣藏頁巖氣為目標，針對WY區塊開展了走滑斷層研究工作。通過一系列的工作，一是搞清了區內走滑斷層特征及形成活動特點；二是對區內走滑斷層的油氣地質意義進行了一定探索，分析評價了走滑斷層與頁巖氣井產量之間的關系。能夠從走滑斷層這個角度和方向，為該區后期的產能建設提供一定的技術支撐和指導。

1 研究區域概況

研究區域WY區塊主要位于四川盆地南部川中古隆平緩構造帶和川西南低褶構造帶過渡帶，區塊北部發育威遠穹隆構造，西南部發育唐家壩構造帶，東南部發育自流井構造帶，構造軸向主要呈北東向；地層表現為由西北向東南方向逐漸變深的趨勢，總體來說區內構造背景和條件比較簡單。

2 WY區塊走滑斷層特征

區內地震資料品質良好，信噪比較高，成像質量較好，具有優越的研究基礎。本次研究，主要采用“地震屬性平面識別+剖面精細解釋”的方法進行識別解釋[7]:①首先對比優選地震屬性，確定相似屬性為本區敏感屬性（斷層預測吻合率大于77%）；②切取對應屬性沿層切片，按照走滑斷層平面特征，在屬性平面上對走滑斷層進行識別解釋；③結合平面解釋成果，在地震剖面上進行精細解釋，與平面解釋成果互為驗證，確保解釋成果的可靠性，完成走滑斷層的識別解釋；④最后，結合WY 地區構造演化歷史、區域構造動力學背景等資料以及走滑斷層形成機制等理論，對區內走滑斷層進行綜合的分析評價。

WY區塊由北至南主要發育三套走滑斷層帶，1號走滑斷層帶沿北東東—南西西方向展布，2、3號走滑斷層帶沿北西—南東方向展布，平面上具有走滑斷層典型特點，呈雁列樣式依次展布（表1，圖1）。

圖1 WY區塊走滑斷層平面位置圖

表1 WY區塊走滑斷層要素表

區內走滑斷層，主要發育為局部走滑斷層，區域性大型走滑斷層不發育，總體規模相對有限。斷裂主要向下斷至震旦系（Z）地層內，向上斷至志留系（S）地層內，部分向上斷至二疊系（P）或三疊系（T）地層內（表1）。在地震剖面上，區內走滑斷層同樣具有走滑斷層的典型特征：①主斷層斷面高陡直立，向下斷入基底震旦系（Z）地層內（圖2、圖3）。②縱向上，斷面傾向反轉變化；在不同層位斷開位置，可見斷層性質存在反轉變化（圖2、圖3）。③沿斷層走向方向，同一層位的不同位置切取剖面，可見斷層性質反轉變化，呈現出一種“絲帶效應”的特征（圖3）。④在平面上走滑斷層拐彎或走向變化位置，切取剖面通常可見發育花狀構造（圖3）。

圖2 WY區塊走滑斷層地震剖面特征圖（a.逆斷層；b.正斷層）

圖3 WY區塊走滑斷層地震剖面特征圖（a.逆斷層；b.正斷層）

根據WY區域構造運動[18]情況和區內斷層要素，并通過走滑應力橢圓進行斷層受力分析，對區內走滑斷層的形成活動特點進行分析研究。根據1號走滑斷層帶的產狀展布情況，判斷1號走滑斷層帶主要受北東—南西向范圍內應力控制，與海西—印支期的區內主要應力方向匹配，說明1號走滑斷層帶主要形成和活動于海西—印支運動時期（圖1）。根據2號和3號走滑斷層帶的表現出產狀特點，可以判斷2、3號走滑斷層帶主要是受北西—南東向范圍內應力控制，與加里東、燕山—喜山時期的主應力方向比較匹配，這說明2、3號斷層帶的形成時間不早于震旦紀，在加里東運動和燕山—喜山運動時期發生活動（圖1）。總體來說，區內走滑斷層經歷多次構造運動，結合地震剖面上的特征，在斷層活動方面表現出了具有明顯多期疊加繼承性發育的特點。

3 油氣地質意義

區內已經測試產量的頁巖氣平臺開發井，目前主要分布在1號走滑斷層帶所在區塊（圖4）。1號走滑斷層帶范圍內，各平臺井位處于WY構造東南翼斜坡上，地層產狀呈北高南低，具有基本相同的構造背景。區內的孔隙度、總含氣量、壓力系數、儲層厚度等參數范圍基本相同，具有相似的儲層條件。根據鉆井工程資料顯示，區內各平臺開發井水平井段優質頁巖鉆遇率均達到95%以上，壓裂和完井的施工參數流程統一，具有類似的工程背景。在其他背景因素基本一致的基礎上，區內各平臺開發井之間區別主要在于與1號走滑斷層帶之間的鄰近程度不同，斷層成為比較單一的影響因素。對區內井位進行統計分析，結果顯示，與斷層帶距離較遠的平臺開發井，平臺單井平均測試產量和總的單井平均測試產量比較明顯地高于與斷層帶距離比較鄰近的平臺開發井（表2、圖4）。

圖4 1號走滑斷層帶與頁巖氣開發井位置圖

表2 平臺測試產量分析統計表

頁巖氣井產量之間的差異說明，走滑斷層對于鄰近頁巖氣開發井產量是具有一定影響作用的。結合斷層特征和斷層活動特點等因素，主要原因是斷層帶中有斷層向上斷穿上覆的二疊系蓋層或以上地層，形成逸散運移通道，對頁巖氣儲層的后期保存造成破壞，導致斷層周圍鄰近平臺的產量降低。例如帶內F2斷層在海西—印支期形成或活動時，向上斷穿上覆蓋層至當時地表或淺層，沿斷面形成向上溝通運移通道，現今地震剖面上則表現為斷至三疊系中、下統地層內部；與此同時，川南志留系龍馬溪組在印支期進入生烴高峰期[19]，此時儲層內的油氣會沿斷層通道向上運移發生逸散流失（圖5），導致儲層的保存受到一定程度的破壞作用，最終影響斷層周圍鄰近頁巖氣井產量。

圖5 走滑斷層破壞頁巖氣保存示意圖

所以，從以上的結果和分析可以說明，區內走滑斷層的油氣地質意義主要在于對頁巖氣儲層后期的成藏保存具有一定控制作用，主要表現為具有一定的破壞作用，可以對斷層周圍鄰近的頁巖氣井產量造成降低的影響。尤其是當走滑斷層向上斷穿二疊系蓋層至以上地層的情況，會比較明顯地對斷層周圍的頁巖氣儲層的保存造成破壞，從而導致斷層周圍的頁巖氣井產量會呈現比較明顯的低測試產量。這說明，在開發井位部署過程中，除了要考慮常規斷層對開發井的影響之外，如果區內發育走滑斷層，同樣要注意走滑斷層所帶來的影響作用，尤其要注意規避區內規模較大向上斷開層系較多的走滑斷層。

4 結論

（1）區內地震資料基礎良好，“地震屬性平面切片識別+剖面精細解釋”的走滑斷層識別解釋方法應用效果良好，走滑斷層解釋成果比較可靠。

（2）WY區塊主要發育三套走滑斷層帶，區內走滑斷層平面和地震剖面特征明顯，具有多期疊加繼承性發育的特點。

（3）走滑斷層對于頁巖氣儲層的后期成藏保存具有一定影響，主要表現為對保存的破壞作用，會導致走滑斷層周圍鄰近頁巖氣井產量降低。

（4）在井位論證部署過程中，如果區內發育走滑斷層，應該要注意規避其中規模較大向上斷開層系較多的走滑斷層。