塔里木盆地碳酸盐岩走滑断层破碎带宽度—高差相关性分析

断层破碎带的宽度—位移关系对断层发育机制研究与致密储层的勘探开发具有重要意义。露头研究一般认为断层破碎带的宽度与位移呈幂律关系,但往往难以获得地下走滑断层破碎带的宽度与位移数据。在走滑断裂精细解析基础上,结合断层破碎带的井—震响应分析,通过塔里木盆地塔中、塔北地区10条走滑断裂带三维地震资料测量断层破碎带的宽度与高差,研究断层破碎带宽度与高差的分布及其相关关系,探讨碳酸盐岩断层破碎带的分布规律。结果表明：① 塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩断层破碎带发育,破碎带宽度达3000 m,一般在100~700 m,不同地区与不同岩性碳酸盐岩断层破碎带具有相似的宽度分布范围;② 碳酸盐岩断层破碎带的宽度与高差具有较好的正相关性,断层破碎带宽度/高差比值高达70,一般在3~16,回归分析同一条断层的破碎带宽度是高差的4~12倍;③ 大多碳酸盐岩断层破碎带的宽度与位移以幂律关系继承性发育,但其中部分快速生长,而另一部分减速生长,并造成数据的分散性。结果揭示：① 断层破碎带的宽度与高差相关性分析的方法可以用来预测碳酸盐岩断层破碎带的分布;② 即便在相同的构造背景与岩性条件下,同一条断层破碎带的宽度与位移也可能不是简单的线性或幂律关系,而是呈现多趋势或多阶段的分布规律。     

塔里木盆地走滑带碳酸盐岩断裂相特征及其与油气关系

通过露头与井下资料的综合分析,塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩走滑断裂带断裂相具有多样性,根据内部构造发育程度可以分为断层核发育、断层核欠发育两类。露头走滑带断层核部以裂缝带、透镜体、滑动面等断裂相发育为特征,断裂边缘的破碎带发育裂缝带、变形带。裂缝带主要分布在断层核附近50m的破碎带内,裂缝多开启,渗流性好。断裂核部透镜体发育,在破碎带也有分布,破碎角砾组合的透镜体多致密。滑动面具有平直截切型、渐变条带型等两种类型,多为开启的半充填活动面。变形带多为方解石与碎裂岩充填,破碎带局部部位裂缝与溶蚀作用较发育。利用地震剖面、构造图、相干图等资料可以判识塔里木盆地内部奥陶系碳酸盐岩走滑断裂相的特征及其发育程度,沿走滑断裂带走向上断裂相具有分段性与差异性,根据渗流性可以定性区分高渗透相、致密相区。沿断裂带高渗透相区是碳酸盐岩缝洞体储层发育的有利部位。断裂相的横向变化造成油气分布的区段性,形成高渗透相输导模式、致密相遮挡模式等两类成藏模式。走滑断裂带碳酸盐岩断裂相的特征及其控藏作用对油气勘探开发储层建模具有重要意义。     

Characteristics of the Strik-Slip Fault Facies in Ordovician Carbonate in the Tarim Basin, and Its Relations to Hydrocarbon

通过露头与井下资料的综合分析,塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩走滑断裂带断裂相具有多样性,根据内部构造发育程度可以分为断层核发育、断层核欠发育两类.露头走滑带断层核部以裂缝带、透镜体、滑动面等断裂相发育为特征,断裂边缘的破碎带发育裂缝带、变形带.裂缝带主要分布在断层核附近50 m的破碎带内,裂缝多开启,渗流性好.断裂核部透镜体发育,在破碎带也有分布,破碎角砾组合的透镜体多致密.滑动面具有平直截切型、渐变条带型等两种类型,多为开启的半充填活动面.变形带多为方解石与碎裂岩充填,破碎带局部部位裂缝与溶蚀作用较发育.利用地震剖面、构造图、相干图等资料可以判识塔里木盆地内部奥陶系碳酸盐岩走滑断裂相的特征及其发育程度,沿走滑断裂带走向上断裂相具有分段性与差异性,根据渗流性可以定性区分高渗透相、致密相区.沿断裂带高渗透相区是碳酸盐岩缝洞体储层发育的有利部位.断裂相的横向变化造成油气分布的区段性,形成高渗透相输导模式、致密相遮挡模式等两类成藏模式.走滑断裂带碳酸盐岩断裂相的特征及其控藏作用对油气勘探开发储层建模具有重要意义.     

碳酸盐岩断裂破碎带结构、分布与发育机制

断裂带通常包括狭窄的断层核与宽阔的破碎带,并对岩石物理及其水力学、流体与渗透性具有重要作用。根据断裂破碎带结构的差异,将碳酸盐岩断层核划分为颗粒支撑、基质支撑与胶结支撑等3种类型,将碳酸盐岩破碎带划分碎裂带与裂缝带。不同类型碳酸盐岩断层核与破碎带形成多种类型组合,并造成断裂破碎带多种复杂的渗流结构。通过井一震资料的结合,可以判识沉积盆地内部较宽的碳酸盐岩断裂破碎带,其宽度一位移关系可以指示断裂破碎带的不同生长方式与机制。复杂内部结构、多期构造成岩作用与non-Andersonian破裂机制可能导致碳酸盐岩断裂破碎带的异常生长,也是碳酸盐岩断裂破碎带机理研究的重要方向。     

碳酸盐岩断层破碎带构造成岩作用——以塔中Ⅰ号断裂带为例

多旋回叠合盆地断层具有异常复杂的构造变形与成岩演变,跨学科结合的构造成岩作用研究为断层破碎带演变机制与流体-岩石作用分析提供了新思路。结合塔中Ⅰ号断裂带构造解析和地化资料分析,探讨古老碳酸盐岩断层破碎带构造成岩作用的特殊性。结果表明,塔中Ⅰ号断裂带上奥陶统台缘带碳酸盐岩断层破碎带发育多类、多期构造成岩作用,明显不同于围岩。断层破碎带宽度高达2~4km,裂缝类型多样、纵横向变化大、开启程度较高。沿断裂带压实作用较弱且有差异,发现有碳酸盐岩压实变形带发育,并有后期裂缝与溶蚀作用形成的局部高渗透带。断层破碎带观测到多期压溶低角度缝合线与高角度构造缝合线,部分具有渗透性。多达4~5期不同类型胶结作用沿裂缝带发育,大气淡水胶结较多,胶结程度相对较弱。准同生期大气淡水溶蚀与局部风化壳岩溶主要沿断层破碎带发育,而且埋藏溶蚀作用较强,发育大型缝洞体与溶蚀孔洞。构造成岩作用揭示塔中Ⅰ号断裂带东段上奥陶统碳酸盐岩断层破碎带经历断裂萌芽期-形成期-定型期-复活扩张期-局部开启期等5期演变,不同演化期构造成岩作用有明显差异。构造成岩作用的多期差异活动是造成古老碳酸盐岩断层破碎带复杂性的重要因素。     

塔里木盆地塔中Ⅲ区奥陶系碳酸盐岩油气成藏主控因素及有利区带

碳酸盐岩是塔里木盆地塔中地区古生界油气勘探的主要目的层,探讨其成藏主控因素对碳酸盐岩勘探具有重要的意义。针对塔中Ⅲ区油气成藏规律复杂、难以有效拓展的难题,从构造断裂发育演化对碳酸盐岩储层沉积、储层后期改造以及油气运移和聚集的影响入手,明确了受断裂挤压抬升控制的高能相带是岩溶储层发育的物质基础,塔中Ⅲ区广泛发育台内高能滩和台内缓滩;北东向走滑断裂体系羽状破碎带和斜列叠置破碎带是储层最为发育的区域;关键成藏期古构造控制了塔中Ⅲ区古生界油气由北向南的运移路径,鼻状构造区油气运聚有利。在此基础上,结合区域盖层展布特征、储层分类预测结果和实钻油藏特征进行了成藏有利区综合评价,指明了塔中Ⅲ区下步勘探有利方向。     

走滑断层弯曲破碎带特征及对深部岩溶储集层发育的控制作用

为了提出断层弯曲破碎带概念,并探讨其对岩溶储集层发育的控制作用,调研了前人对断层破碎带的研究成果,以塔中北斜坡的三维地震数据体为基础,对断层弯曲破碎带进行识别,并利用均方根振幅属性等多种储集层预测技术对岩溶储集层进行预测。结果表明,断层弯曲破碎带是断层破碎带的一种重要类型,走滑断层破碎带可划分为端部、连接、弯曲、围岩4种破碎带类型。塔中ZG8-ZG11井区发育走滑断层弯曲破碎带,破碎带区域内奥陶系深部岩溶储集层发育。分析认为,弯曲破碎带内发育与主干走滑断层大角度相交的伴生断层,形成连通的网状断层系统,深部热液通过主干走滑断层进入网状断层系统,在埋藏溶蚀作用下围绕断层交叉区域形成优质岩溶储集层。综上所述,走滑断层弯曲破碎带对塔中深部岩溶储集层发育有控制作用。     

碳酸盐岩内断裂带结构及其与油气成藏

以野外观察描述为手段,系统研究了碳酸盐岩断裂变形机制的影响因素及断裂带结构演化过程,剖析了碳酸盐岩地层中断裂带结构与流体运移的关系。研究表明,影响碳酸盐岩内断裂变形机制的因素包括岩性、孔隙度、变形深度、温度、胶结作用、先存裂缝等,控制断裂带结构形成的因素包括滑动位移和破裂模式等。低孔隙度碳酸盐岩以裂缝发育为主,高孔隙度碳酸盐岩变形早期产生变形带,带内裂缝联接逐渐发育成断层带。随着埋藏深度的增加,断裂带结构不同：埋藏深度小于3 km,断层核主要发育无内聚力的断层角砾岩和断层泥;埋藏深度大于3 km,断层核普遍发育有内聚力的断层角砾岩和碎裂岩,破碎带发育多种成因的裂缝。随着位移的增加,破裂模式从早期的破裂作用变为后期的碎裂作用,最终形成碎裂流。断裂带演化是一个四维过程,断层核和破碎带发育情况直接影响断层对油气的运移和封闭的作用。断裂变形机制、断裂带内部结构以及与流体运移关系的研究,都可为封闭性提供重要的理论依据。     

新疆柯坪-巴楚地区碳酸盐岩构造裂缝发育的控制因素及油气勘探意义

构造裂缝发育程度是碳酸盐岩地区构造裂缝定量研究的重要方面,对碳酸盐岩裂缝油气藏的储层预测具有重要意义。论文基于野外地质实际考察,研究岩性、地层厚度、构造性质等因素对构造裂缝的影响,建立比较系统的构造裂缝发育分布规律,建立构造裂缝发育的地质模型。白云岩的裂缝密度明显大于灰岩类的裂缝密度。地层越厚裂缝密度越小,但裂缝规模较大。走滑断裂控制的构造裂缝的裂缝密度与距断裂的距离呈指数关系且存在"断裂控制的裂缝带","断裂控制裂缝带"与断裂的性质、规模和断距等因素密切相关。提出不同性质断裂"断裂控制裂缝带"宽度与断层破碎带宽度的比值K,这个比值的发现对断裂控制的裂缝油气勘探开发具有重要的应用价值。     

塔里木盆地东南缘新生代构造变形特征研究

塔里木盆地东南缘新生代变形特征研究对探讨阿尔金构造带新生代的活动特征及阿尔金构造带与西昆仑构造带的相互作用具有重要意义。本文在野外地质调查的基础上,结合地球物理和沉积学资料,探讨了塔里木盆地东南缘的新生代变形及演化特征。塔里木盆地东南缘新生代构造变形受西昆仑构造带、阿尔金构造带和车尔臣断裂带的控制,且变形由西向东减弱。西南部的构造样式主要表现为受西昆仑向北冲断作用控制的冲断构造;东南部为受阿尔金断层走滑作用控制的走滑-冲断构造;而北部则为受车尔臣断层走滑作用控制的基底卷入走滑-冲断构造。中新世,盆地东南缘受西昆仑构造带大规模的冲断活动影响,导致民丰山前盆地挠曲沉降和冲断层发育,而车尔臣断裂仅有微弱活动;上新世开始,构造变形扩展到整个研究区,不仅西昆仑构造带和车尔臣断裂带表现出强烈变形,而且阿尔金断层走滑作用强烈,导致北侧次级断层的强烈走滑冲断作用和若羌山前挤压挠曲盆地的形成。新生代时期,西昆仑构造带北向冲断作用要早于阿尔金构造带的走滑变形,阿尔金构造带的走滑作用对西昆仑构造带北向冲断构造有强烈的改造。     

秦岭南缘青川断裂新生代变形特征及其走滑运动学转换

青川断裂作为秦岭构造带南部边界断层,新生代以来受到印度-欧亚大陆碰撞产生的远场效应,发生了强烈的走滑复活,调节了青藏高原隆升和向东扩展。本文基于错断地貌测量与断裂带脆性变形的野外调查,建立了该断裂新生代2期走滑运动历史,并讨论了走滑运动学转换的大地构造意义。沿断裂带河流水系偏移地貌分析发现,主要河流的Ⅳ级支流沿断裂发生一致的右旋偏移,指示断裂右旋位错量在200~800 m;河流阶地的右旋位错量在49~62 m。野外调查发现,青川断裂发育5~100 m宽的断裂破裂带,主要由断层泥、磨砾岩、断层透镜体等组成,S-C组构发育,磨砾石旋转定向排列。断裂破碎带运动学指向记录了青川断裂2期脆性走滑变形:早期为左旋走滑活动、晚期为右旋走滑活动。结合断裂带东端汉中盆地地层时代和秦岭山地隆升时代,我们推断晚期右旋走滑运动主要发生在上新世以来,调节了碧口地块的向东挤出;而早期左旋走滑运动则很可能是对古近纪晚期青藏高原隆升和扩展的响应。     

碳酸盐岩断裂破碎带结构、分布与发育机制

断裂带通常包括狭窄的断层核与宽阔的破碎带,并对岩石物理及其水力学、流体与渗透性具有重要作用。根据断裂破碎带结构的差异,将碳酸盐岩断层核划分为颗粒支撑、基质支撑与胶结支撑等3种类型,将碳酸盐岩破碎带划分碎裂带与裂缝带。不同类型碳酸盐岩断层核与破碎带形成多种类型组合,并造成断裂破碎带多种复杂的渗流结构。通过井—震资料的结合,可以判识沉积盆地内部较宽的碳酸盐岩断裂破碎带,其宽度—位移关系可以指示断裂破碎带的不同生长方式与机制。复杂内部结构、多期构造成岩作用与non-Andersonian破裂机制可能导致碳酸盐岩断裂破碎带的异常生长,也是碳酸盐岩断裂破碎带机理研究的重要方向。     

塔里木盆地顺北地区下古生界走滑断裂带断距分段差异与断层宽度关系

学者们对塔里木盆地顺北地区的下古生界走滑断裂带活动期次、发育时间、分段性和内部结构差异展开过一些研究,但尚未达成共识.厘清断距和断层宽度的分段差异.有助于对该地区走滑断裂展开更详细的研究.以200 m水平间距统计下古生界走滑断裂断距和断层宽度,采用线性拟合的方式落实断距与断层宽度之间的定量关系.结果表明:(1)顺北1号...     

新疆巴楚地区走滑断裂对碳酸盐岩构造裂缝发育的控制

走滑断裂如何控制附近构造裂缝的发育程度是碳酸盐岩地区构造裂缝定量研究的重要内容,对碳酸盐岩裂缝油气藏的储层预测具有重要意义。通过对野外测量的测量面距断裂的距离和构造裂缝面密度的定量关系进行统计分析,发现新疆巴楚地区的2条走滑断裂(张扭性皮羌走滑断裂和压扭性西克尔走滑断裂)控制的构造裂缝的密度与距断裂的距离呈指数关系,即远离断裂,裂缝密度呈指数下降,且存在一个裂缝密度骤减的范围,这个范围内为断裂控制的裂缝带;范围以外为区域控制的裂缝带,此带裂缝密度变化缓慢,相对稳定。新疆巴楚碳酸盐岩地区压扭性走滑断裂控制的构造裂缝的带宽与走滑断距的比值是张扭性走滑断裂的10倍以上,说明碳酸盐岩地区压扭性走滑断裂控制的构造裂缝带远比张扭性断裂控制的宽,压扭性走滑断裂附近的构造裂缝相对更发育,更有利于裂缝型碳酸盐岩储层的发育。     

焉耆盆地活动断层的晚第四纪右行走滑

本研究对天山东南侧山间盆地——焉耆盆地的晚第四纪右行走滑活动断层的位移和滑动速率进行了测量.详细的卫星图像分析和野外调查表明活动断层(开都河断层带)主要分布在盆地的南缘,具典型的走滑断层特征.发育在晚更新世—全新世冲积扇中的水系记录了3～250 m的右行错断和位移的累积.冲积扇中的断层陡坎高1 m到25 m,沿断层带走向左行雁列状断层崖呈现,向NE和SW倾.基于河道的错断,14C数据和断层岩组构的分析可以得出:①活动断层的平均右行走滑速率为8 mm/a,垂直分量的速率为1 mm/a,(②典型的单次地震断裂事件产生的错断量为3～7 m,③大地震事件(Ms>7)的平均重复间隔约为500年,④开都河断层带最新的地震断裂事件发生在过去2 500 a间.与印度—欧亚板块碰撞相关联的天山是一个逆冲构造占主导地位的造山带,而山间盆地中晚第四纪的走滑断层表明了这种造山机制中具有水平滑动.     

塔中隆起走滑断裂分层变形机制研究的物理模拟实验

塔中隆起位于塔里木盆地中央隆起带中部,是塔里木盆地油气勘探的重点区块之一。塔中地区奥陶系碳酸盐岩走滑断裂发育,控储控藏作用明显,走滑断裂成因机制的研究对于油气勘探开发十分重要。塔里木盆地塔中隆起走滑断裂具有典型的分层变形特点,为了明确塔中隆起走滑断裂分层变形机制的主控因素设计了4组物理模拟实验模型。实验结果表明:走滑断裂分层变形特征的形成主要与垂向上地层性质变化(分层)和多期活动(分期)有关,分层与分期都能造成走滑断裂产生分层变形的特征,塔中走滑断裂分层差异变形特征,是由垂向上地层岩性差异性和构造活动多期性共同造成的。     

渤海辽东湾坳陷金县构造变换带发育特征

根据地震资料和断层的位移－距离曲线,对辽东湾坳陷中部金县构造变换带的发育特征进行了分析。金县构造是一个发育在走滑断层叠置段内的大型含油气构造,属于郯庐走滑断裂带组成部分的辽中1号断裂带的两条分段断裂在金县地区发生相互作用和叠置,形成了在平面上呈菱形展布的走滑双重构造。菱形断块体同时也传递了分段断层的位移量,使其在空间上保持守恒,从而形成了金县斜向背斜型构造变换带。金县构造变换带的形成演化主要经历了孤立断层发育、变换带初始形成、变换带复杂化和变换带破裂4个阶段。针对渤海地区不同类型构造变换带进行深入分析,对指导油气勘探具有重要意义。     

新疆克拉玛依乌尔禾张扭性走滑断裂特征及其控藏作用研究

乌尔禾沥青矿断裂带位于准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带乌尔禾鼻隆之上,是一个小型左旋走滑断裂带。断裂带形成后未发生强烈改造,断裂带内发育沥青矿脉,露头地质条件好,且有三维地震覆盖,是研究走滑断裂特征和控藏作用的天然实验室。本文采用无人机三维立体建模技术,结合野外剖面实测,对乌尔禾沥青矿走滑断裂带野外剖面露头进行定量分析和解剖。结果表明,沥青矿断裂带共发育17条断层,主断层西北侧断层呈雁列状分布,东南侧断层呈马尾状,断裂带纵向呈负花状。研究表明,断层形成于燕山期左旋剪切应力场,受拉张应力影响,整体处于张扭环境,形成张扭性走滑断裂带。断层发育空腔和诱导裂缝,尤其主动盘裂缝更为发育,空腔的开度与油气侵染宽度呈正相关。结合塔里木盆地张扭性走滑断裂与油气藏关系分析,本文认为张扭性走滑断裂是良好的垂向油气运移通道,主动盘具有侧向输导作用,被动盘具有封堵作用,走滑断裂主动盘一侧圈闭是良好的油气聚集区域。     

塔里木盆地富满大型碳酸盐岩油气聚集区走滑断裂控储模式

塔里木盆地台盆区深层海相油气勘探目标由层间岩溶向断控岩溶转变,并在处于坳陷区的富满地区发现了以走滑断裂为主控因素的断控型油田。富满地区储层特征与盆地内古隆起区、斜坡区均有不同,因此需要建立适合研究区的走滑断裂控储模式。本次研究通过高密度三维地震资料刻画了研究区走滑断裂的分布,利用岩心、测井、试井资料以及缝洞体识别技术明确了不同类型的储层分布,分析了研究区走滑断裂样式与差异变形对储层发育的影响,建立了走滑断裂控储模式。研究结果表明:(1)富满大型碳酸盐岩油气聚集区储集空间主要由多期走滑构造破裂作用与岩溶作用形成的洞穴型、裂缝-孔洞型、裂缝型与孔洞型空间组成;(2)走滑断裂活动性越强,断裂带宽度越大,储层发育规模越大,张扭段与压扭段断层破碎带型储层较平移段平面分布范围更广,纵向发育深度更大;(3)张扭段为汇水区,断裂联通性好,有利于大气流体下渗以及热流体上涌从而对储层进行溶蚀改造;压扭段为分流区,岩溶储层多发育于断裂带两侧,断裂开启程度低,受流体改造程度低于张扭段。     

复杂条件下隧道开挖循环进尺优化方法研究

复杂条件下如何选择合理的开挖进尺一直是隧道施工的难题之一。在已有的研究成果基础上,提出了圆形或近圆形隧道开挖过程的时空关系表达式,并给出基于现场位移监测数据的参数计算方法。结合关角隧道9#工区二郎洞断层破碎带现场施工情况及监测资料,建立了该断层破碎带开挖过程的时空效应关系式,结果表明,该关系式能够反映开挖过程中洞周位移的时空的变化。在此基础上提出了断层破碎带软岩开挖过程的时空效应分析及进尺优化的方法,对关角隧道9#工区几条较大断层破碎带隧道开挖的进尺进行了优化,优化后的开挖进尺是可行的,也解释了断层破碎带围岩隧道开挖“短进尺”的合理性。同时文中也分析了该方法的优点及适用范围。