李任遠，胡孝林，閔才政，段俊，管紅

(中海油研究總院有限責任公司，北京 100028)

阿爾及利亞地處非洲板塊的北端，素有“北非油庫”之稱[1～3]。自20世紀50年代以來，先后發(fā)現(xiàn)了哈希邁薩伍德油田、哈希勒邁勒氣田、魯爾德巴格勒油田和博瑪油田等多個大型油氣田[4～7]。A區(qū)塊位于阿爾及利亞東北部，構(gòu)造位置處于達馬哈隆起、哈西邁薩伍德隆起和古德米斯盆地3大構(gòu)造單元的結(jié)合地帶，地質(zhì)條件復(fù)雜。目前，在該區(qū)域所獲油氣勘探發(fā)現(xiàn)均沿斷裂帶分布，斷裂的發(fā)育是制約該地區(qū)油氣成藏的關(guān)鍵因素。A區(qū)塊發(fā)育深部低幅度構(gòu)造，且區(qū)塊內(nèi)斷裂多期次發(fā)育，斷層產(chǎn)狀陡、斷距小，識別解釋難度大。精細厘定區(qū)塊內(nèi)斷裂分布特征、斷裂組合樣式以及斷裂演化規(guī)律，將對指導(dǎo)區(qū)域油氣勘探具有重要的參考價值。同時，阿爾及利亞作為非洲油氣勘探熱點地區(qū)，是我國重要的油氣資源戰(zhàn)略合作伙伴，明確斷裂對油氣成藏的影響作用，對深化該地區(qū)油氣富集規(guī)律認識也將具有重要的意義。

1 地質(zhì)概況

阿爾及利亞北臨地中海和歐亞板塊，區(qū)內(nèi)構(gòu)造運動活躍，演化特征復(fù)雜[8～10]。從北至南可劃分為阿特拉斯褶皺帶、撒哈拉地臺和霍加爾地盾3大構(gòu)造單元[11～13](圖1)。阿爾及利亞各沉積盆地是泛非運動后在前寒武系結(jié)晶基底上發(fā)育形成的[14，15]，多期構(gòu)造演化對區(qū)域內(nèi)油氣成藏影響較大(圖2)[16～20]。奧陶紀末期的塔康運動造成霍加爾地區(qū)隆升，隆起區(qū)奧陶系砂巖遭受剝蝕。石炭紀-二疊紀的海西運動，使撒哈拉地臺整體抬升，地層發(fā)生了大規(guī)模的抬升剝蝕，局部地區(qū)甚至剝蝕到寒武系[21～23]。早白堊，非洲板塊與伊比利亞板塊碰撞發(fā)生奧地利造山運動，強烈的擠壓應(yīng)力致使早期地層發(fā)生褶皺變形，同時產(chǎn)生了大量的壓扭反轉(zhuǎn)構(gòu)造。A區(qū)塊歷經(jīng)數(shù)次構(gòu)造運動，從整體構(gòu)造特征來看，研究區(qū)被3條右旋走滑斷裂分割成為4個一級構(gòu)造單元，自西向東依次劃分為：西部低隆起帶、中部隆起構(gòu)造帶、東部逆沖構(gòu)造帶和東部壓扭構(gòu)造帶(圖3)。

圖1 阿爾及利亞A區(qū)塊構(gòu)造位置圖

圖2 阿爾及利亞東部盆地區(qū)地層綜合柱狀圖

圖3 A區(qū)塊TAGI反射層不同級別斷裂平面分布圖

2 斷裂分布規(guī)律及發(fā)育特征

2.1 斷裂分布規(guī)律與類型

對A區(qū)塊內(nèi)地震資料進行解釋，識別出各級斷裂200余條。作為重點勘探層系的TAGI組界面，解釋斷裂數(shù)目最多，分布最為復(fù)雜[24，25]。按照斷層形成機制、斷距大小及分布特征，將研究區(qū)的斷裂級次劃分為二級、三級、四級和五級斷裂(圖3、表1)。由于A區(qū)塊主體處于哈西邁撒伍德隆起帶內(nèi)，因此缺乏控制構(gòu)造單元的一級斷裂。研究區(qū)內(nèi)3條斷裂(F1、F2、F3斷裂)控制各構(gòu)造帶邊界；上述斷層均切割奧陶系下部，平面上具有一定延伸。三級斷裂為二級主控帶斷裂與其相關(guān)伴生斷裂之間發(fā)育的系列張性斷層組合，平面上具有雁行式排列的特征，部分斷裂走向同二級斷裂一致。四級斷裂為構(gòu)造帶內(nèi)部對局部構(gòu)造起控制作用的斷層，該類斷層在研究區(qū)中部隆起構(gòu)造帶內(nèi)較為發(fā)育。五級斷裂是與上述各級別斷裂相伴生的局部構(gòu)造復(fù)雜化的斷層，該類斷層發(fā)育時間短、規(guī)模較小，既不控構(gòu)造帶也不控沉積。

表1 A區(qū)塊TAGI反射層主要斷裂要素表

2.2 研究區(qū)構(gòu)造層劃分

A區(qū)塊處于構(gòu)造高部位，受多期構(gòu)造運動疊加影響，缺失大套地層，僅發(fā)育寒武系、奧陶系、三疊系、侏羅系以及白堊系5套地層，作為主要烴源巖的志留系僅分布在研究區(qū)南部的古德米斯盆地中[20,26～30]。根據(jù)區(qū)域應(yīng)力作用在A區(qū)塊的分布及其對應(yīng)的構(gòu)造變形特征，將研究區(qū)劃分為3個構(gòu)造層，分別為：下部斷陷構(gòu)造層(寒武系-奧陶系)、中部坳陷構(gòu)造層(三疊系與侏羅系)和上部逆沖反轉(zhuǎn)構(gòu)造層(白堊系)(圖4)。

圖4 A區(qū)塊構(gòu)造層劃分示意圖(剖面A-A′位置見圖3)

圖5 A區(qū)塊不同構(gòu)造層斷裂組合特征

區(qū)域地質(zhì)應(yīng)力的差異使各構(gòu)造層斷裂的發(fā)育特征具有差異性。斷陷構(gòu)造層塹壘式構(gòu)造組合特征發(fā)育明顯，控帶斷層(二級斷裂)為早期區(qū)域先存斷裂的繼承性斷裂。坳陷構(gòu)造層以發(fā)育張性斷層為主，斷層產(chǎn)狀陡、斷距小。逆沖反轉(zhuǎn)構(gòu)造層受早白堊世奧地利構(gòu)造運動影響，斷層發(fā)生反轉(zhuǎn)，早期地層發(fā)生褶皺變形。

2.3 斷裂組合樣式

A區(qū)塊斷陷-坳陷構(gòu)造層內(nèi)各級次斷裂主要以張性斷裂為主(圖5)。二級控帶斷裂是在早期先存斷裂基礎(chǔ)上發(fā)育的繼承性斷裂。受到早期先存高角度斷裂的影響，二級斷裂與二級伴生斷裂在平面上主要以平行、“辮狀”、“梳狀”的斷裂組合為主，剖面上以平行、“X”型、“V”型和反“Y”型組合為主。二級斷裂開啟角度較大，近直立切穿侏羅系頂界面，其相關(guān)伴生斷裂也多切穿下侏羅統(tǒng)Lias Salt組頂界面(圖4)。三級雁列狀斷裂呈NE-SW向斜列式展布，呈現(xiàn)羽狀斷裂平面組合形態(tài)，剖面上以塹壘式斷裂組合為主。斷層張裂角度較二級控帶斷裂小，但也表現(xiàn)出高角度近直立的特征。四級斷裂為對局部構(gòu)造起一定控制作用的張性斷層，在平面上表現(xiàn)為平行、“帚狀”、“辮狀”組合特征，在剖面上多以塹壘式斷裂組合樣式產(chǎn)出，延伸長度短，斷距小。五級斷裂為各級次斷裂相關(guān)的伴生斷裂，對局部構(gòu)造區(qū)域起到一定的應(yīng)力調(diào)節(jié)作用，在平面上延伸長度最短，平均2.3km左右，切穿層位也多以奧陶系頂部-三疊系之間層界面為主。在剖面上以平行、“Y”型、反“Y”型和塹壘式組合為主要特征。

3 斷裂形成演化分析

1)寒武紀-奧陶紀，阿瓦隆尼亞大陸從岡瓦納大陸分離向北漂移，NW-SE向的拉張應(yīng)力使區(qū)域形成走向NE-SW的先存基底正斷裂，A區(qū)塊二級主干斷裂發(fā)育形成,斷裂主體走向集中在NE45°左右(圖6(a))。

2)石炭紀末期-二疊紀，海西造山運動發(fā)生，區(qū)域NW-SE向的擠壓應(yīng)力導(dǎo)致阿爾及利亞地區(qū)普遍抬升剝蝕，區(qū)域依然以張性應(yīng)力環(huán)境為主。該時期研究區(qū)應(yīng)力場由NW向轉(zhuǎn)變?yōu)镹NW向，近N-S向的拉張作用使區(qū)域三級斷裂形成。三級雁行排列正斷裂延伸距離有限，斷層主體走向為NE75°,與二級控帶斷裂相比，走向上發(fā)生了明顯的順時針偏轉(zhuǎn)(圖6(b))。

3)三疊紀-侏羅紀末期，新特提斯洋打開，研究區(qū)應(yīng)力場較先期發(fā)生了逆時針旋轉(zhuǎn)，拉張應(yīng)力方向變?yōu)镹W-SE向，研究區(qū)三級雁列斷裂帶斷層在侏羅紀晚期停止發(fā)育，四級、五級伴生調(diào)節(jié)斷裂陸續(xù)發(fā)育形成。由于拉張應(yīng)力與二級斷裂走向垂直，因此A區(qū)塊二級邊界斷裂在該時期活動繼續(xù)加強(圖6(c))。

4)早白堊世末期，非洲板塊逆時針旋轉(zhuǎn)與伊比利亞板塊碰撞發(fā)生奧地利造山運動，W-E向強烈的擠壓應(yīng)力，致使二級正斷層發(fā)生逆沖擠壓反轉(zhuǎn)，從而形成產(chǎn)狀較陡的沖斷構(gòu)造。逆沖擠壓沿著早期新特提斯洋打開時形成的正斷層等構(gòu)造薄弱部位發(fā)生，切割早期正斷層，擠壓應(yīng)力對早期斷塊圈閉進行改造(圖6(d))。

圖6 A區(qū)塊各時期斷裂演化特征圖

4 斷裂對油氣成藏的影響作用

4.1 斷裂對圈閉形成的控制作用

斷裂在不同的演化階段對區(qū)域結(jié)構(gòu)的形成演變、油氣成藏及改造作用等都具有重要影響和控制作用[10,31～34]。通過對全區(qū)地震資料的解釋，認為區(qū)塊內(nèi)主要發(fā)育受斷裂控制的低幅度斷背斜、斷塊構(gòu)造和逆沖擠壓反轉(zhuǎn)構(gòu)造3種類型的構(gòu)造圈閉。三疊紀-侏羅紀拉張作用期和早白堊世奧地利擠壓構(gòu)造運動期是該類圈閉的主要形成期。目前在研究區(qū)已經(jīng)落實含油氣構(gòu)造中，主要分布在中部隆起構(gòu)造帶，沿F2與F3斷裂邊界發(fā)育，呈NE-SW向帶狀展布。

1)新特提斯洋開啟形成的低幅斷背斜、斷塊構(gòu)造圈閉。三疊紀-侏羅紀時期，新特提斯洋開啟產(chǎn)生NW-SE向區(qū)域拉張應(yīng)力，使得F1、F2、F3斷裂系發(fā)育持續(xù)加強，沿斷裂邊界一系列低幅度斷塊、斷背斜構(gòu)造雛形發(fā)育。已證實的含油氣構(gòu)造均受控于F1、F2斷裂系，沿斷裂走向呈NE-SW向展布。

2)奧地利運動形成的逆沖擠壓反轉(zhuǎn)構(gòu)造圈閉。早白堊世末期，受奧地利造山運動影響，研究區(qū)受E-W向強烈的擠壓作用，致使早期形成的正斷層發(fā)生逆沖擠壓反轉(zhuǎn)，形成產(chǎn)狀相對較陡的沖斷構(gòu)造。該期運動致使F3斷裂系發(fā)生逆沖擠壓反轉(zhuǎn)，從而形成產(chǎn)狀較陡、幅度較大的逆沖構(gòu)造帶。逆沖斷層切割早期形成的正斷層，使得早期形成的斷塊圈閉復(fù)雜化。

4.2 斷裂對油氣的輸導(dǎo)作用

研究區(qū)志留系-泥盆系烴源巖在石炭紀-二疊紀進入成熟-高成熟階段，從而形成古生代早期油氣藏，海西運動抬升造成生烴停滯和油氣藏的破壞，中新生代再次深埋發(fā)生二次生烴并在白堊紀-古近紀相繼進入生烴高峰，烴源巖生成的油氣主要沿海西不整合面發(fā)生長距離側(cè)向“毯式”橫向運移，并在不整合面附近的有利圈閉部位聚集成藏[13,35～38]。構(gòu)造高部位是油氣運移的有利指向區(qū)，同時三疊紀-侏羅紀拉張期形成的斷層作為油氣垂向運移通道，有利于在斷層兩側(cè)形成復(fù)式油氣聚集區(qū)。A區(qū)塊的成藏特征為斷層-不整合油氣成藏，分別對應(yīng)于2種油氣疏導(dǎo)模式(圖7)。

圖7 A區(qū)塊油氣成藏模式圖

1)三疊系古生新儲-不整合面運移成藏。A區(qū)塊處于區(qū)域主力烴源巖志留系熱頁巖分布區(qū)，海西構(gòu)造運動對古生界產(chǎn)生剝蝕，從而使區(qū)塊內(nèi)志留系烴源巖直接與三疊系TAGI組砂巖儲層接觸，在早白堊世以后，志留系烴源巖進入成熟階段，烴源巖所生成的油氣可以直接向上運移到三疊系低幅構(gòu)造圈閉中聚集成藏，或沿海西不整合面之上廣泛分布的TAGI組砂巖與斷裂所構(gòu)成的“T”型輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生橫向運移，最終在有利圈閉部位聚集成藏。總體表現(xiàn)為橫向運移為主，垂向運移為輔。

2)奧陶系新生古儲-斷層運移成藏。斷層的活動使志留系烴源巖和奧陶系儲層產(chǎn)生對接，志留系烴源巖在早白堊世以后進入成熟階段，烴源巖所生成的油氣沿著斷層發(fā)生垂向運移進入斷裂兩側(cè)奧陶系砂巖儲層中聚集成藏。由于奧陶系儲層物性較差、滲透率較低，因此油氣在砂體中橫向運移的距離較短。總體表現(xiàn)為垂向運移為主，橫向運移為輔。

4.3 斷裂對油氣的逸散作用

自20世紀60年代初期，各大石油公司先后對A區(qū)塊東部逆沖構(gòu)造帶進行油氣勘探，并沿構(gòu)造帶東緣部署鉆探4口鉆井，但均以失利而告終(表2)。通過鉆井失利原因分析，主要受到晚期構(gòu)造破壞與儲層缺失兩方面因素影響。A-1井在三疊系儲層中發(fā)現(xiàn)油氣顯示，說明東部逆沖構(gòu)造帶早期具備油氣成藏的條件。但受早白堊末期奧地利擠壓運動影響，控制東部逆沖構(gòu)造帶的F3邊界斷裂發(fā)生壓扭反轉(zhuǎn)，在早期的構(gòu)造高部位形成了花狀與似花狀構(gòu)造，斷裂發(fā)育切穿上部地層，致使早期油藏遭受破壞散失。受到塔康構(gòu)造運動的作用，奧陶系儲層在區(qū)塊東部逆沖構(gòu)造帶缺失。三疊系TAGI組儲層也具有從東北向西南高地發(fā)育逐漸變薄的特征。

表2 A區(qū)塊東部逆沖構(gòu)造帶鉆井失利分析表

5 結(jié)論

1)阿爾及利亞A區(qū)塊斷裂極其發(fā)育，對該區(qū)構(gòu)造圈閉及油氣成藏具有重要控制作用。按斷裂級別與規(guī)?？煞譃?個不同級次的斷裂體系，按區(qū)域應(yīng)力作用以及變形特征可劃為下部斷陷、中部坳陷、上部逆沖反轉(zhuǎn)3套構(gòu)造層。平面上發(fā)育平行狀、辮狀、梳狀、雁列狀和帚狀5種斷裂樣式，剖面上發(fā)育平行型、“X”型、“V”型、“Y”型和塹壘型5類組合樣式。

2)A區(qū)塊的斷裂形成演化可劃分為4個階段。寒武紀-奧陶紀，拉張應(yīng)力使區(qū)域形成走向NE-SW的先存二級基底正斷裂；石炭紀末期-二疊紀，近N-S向的拉張應(yīng)力使三級雁列排行斷裂形成，二級控帶斷裂繼續(xù)發(fā)育，并發(fā)生張扭作用；三疊紀-侏羅紀末期，二級邊界斷裂活動持續(xù)加強，三級斷裂在侏羅晚期停止發(fā)育，四、五級伴生調(diào)節(jié)斷裂陸續(xù)發(fā)育形成；早白堊世末期，二級斷裂在研究區(qū)東部發(fā)生逆沖擠壓反轉(zhuǎn)，研究區(qū)構(gòu)造格局定型。

3)A區(qū)塊圈閉的發(fā)育均受到斷層的控制。中部隆起構(gòu)造帶已證實的含油氣構(gòu)造，都為受二級斷裂控制的斷背斜、斷塊和逆沖擠壓反轉(zhuǎn)構(gòu)造圈閉。研究區(qū)油氣成藏與斷裂發(fā)育密切相關(guān)。受晚期奧地利運動影響，斷裂在西部低隆起帶與中部隆起構(gòu)造帶對油氣聚集成藏起輸導(dǎo)作用，在東部逆沖構(gòu)造帶對油氣成藏起破壞逸散作用。

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