呂海濤，韓 俊，張繼標(biāo)，劉永立，李映濤

(1.中國(guó)石化 西北油田分公司，烏魯木齊 830011; 2.中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

一直以來(lái)，學(xué)者們普遍將盆地內(nèi)斷裂帶作為重要的油氣輸導(dǎo)體系，在油氣成藏研究中具有重要意義。鮮有學(xué)者將斷裂帶作為具有儲(chǔ)集性能的地質(zhì)體，研究其在物理—化學(xué)機(jī)制改造下的儲(chǔ)集能力。近年來(lái)，塔里木盆地順北油氣田超深碳酸鹽巖斷溶體油氣藏的發(fā)現(xiàn)，引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注，逐漸認(rèn)識(shí)到走滑斷裂帶在受到多期構(gòu)造改造及埋藏或地表下滲流體的溶蝕—膠結(jié)作用改造后，可形成具備商業(yè)價(jià)值的碳酸鹽巖縫洞系統(tǒng)[1]。不同于礁灘型、層狀白云巖型、巖溶縫洞型和裂縫型等現(xiàn)有儲(chǔ)層類型，順北斷溶體與斷裂帶活動(dòng)關(guān)系密切[2]，是斷裂帶內(nèi)部構(gòu)造破裂、巖體錯(cuò)動(dòng)、破碎及力學(xué)—化學(xué)作用下發(fā)生物質(zhì)體積調(diào)整的產(chǎn)物，是一種復(fù)合的兼具縫洞且與構(gòu)造呈良好匹配關(guān)系的儲(chǔ)集體。因此，順北儲(chǔ)集體特征和成儲(chǔ)機(jī)制的研究將有助于學(xué)者們深化理解斷溶體概念的理論內(nèi)涵和外延，具有重要的勘探實(shí)踐意義，對(duì)豐富碳酸鹽巖儲(chǔ)層形成理論也具有重要意義。

斷裂帶是具有寬度、長(zhǎng)度、厚度及幾何形態(tài)的地層破碎帶，是具有時(shí)空概念的構(gòu)造地質(zhì)體。БЕЛKИН等[3]首次提出“脈型油氣圈閉”的概念，強(qiáng)調(diào)脈型圈閉形成于地震應(yīng)力帶上，通過(guò)膨脹與破裂和熱液改造，極大提高了原先基本不滲透巖石的滲透性能。脈型圈閉的形成與地震斷裂帶關(guān)系密切，指出斷層帶自身可以形成具備油氣儲(chǔ)集能力的圈閉，提出了地震斷裂帶是空間構(gòu)造地質(zhì)體的假設(shè)。CHESTER等[4]在研究野外走滑斷層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出斷裂帶“兩端元”結(jié)構(gòu)，由低滲透性的斷層核和高滲透率的破碎帶構(gòu)成。斷裂“核—帶”結(jié)構(gòu)和“斷裂相”系統(tǒng)研究逐漸走入大眾視野，證實(shí)斷裂是具有空間體積和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維地質(zhì)體。羅群等[5]從圈閉捕獲、聚集油氣的基本地質(zhì)條件出發(fā)，通過(guò)對(duì)柴達(dá)木盆地北緣冷湖構(gòu)造帶稠油封堵型油藏分析，發(fā)現(xiàn)油藏大致沿呼通諾爾斷層帶展布，大膽提出“斷層體”圈閉的假設(shè)，并對(duì)斷層體圈閉的儲(chǔ)集條件、封閉條件和保存條件做出了理論上的預(yù)測(cè)。魯新便等[6]依據(jù)斷裂帶鉆井、地震資料及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，提出了斷溶體圈閉的概念并依據(jù)其空間展布形態(tài)和控制因素，將其劃分為條帶狀、夾心餅狀和平板狀等，且分析了不同類型油藏開(kāi)發(fā)效果差異，并進(jìn)一步對(duì)比了塔里木盆地北部古巖溶“層控”油氣藏與“斷控”型油氣藏的特征差異[6-7]。

本文以順北地區(qū)走滑斷裂帶為研究對(duì)象，綜合近年來(lái)走滑斷裂帶解析及勘探實(shí)踐認(rèn)識(shí)，分析走滑斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)，探討斷溶體發(fā)育特征及成因，為從機(jī)理上認(rèn)識(shí)斷溶體形成機(jī)制提供依據(jù)。

1 概況

順北地區(qū)位于塔里木盆地順托果勒地區(qū)北部，處于塔中、塔北2大古隆起的構(gòu)造鞍部，長(zhǎng)期穩(wěn)定沉降[1-2]。加里東早期，順北地區(qū)處于弱伸展的碳酸鹽巖克拉通內(nèi)，發(fā)育近3 000 m的巨厚碳酸鹽巖。加里東中期—海西早期，塔里木板塊拗陷成盆，形成東西橫亙、南北相間的隆坳格局(圖1)。相比南部與北部2大隆起區(qū)，順北地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖構(gòu)造位置相對(duì)南北隆起低近2 000 m，自加里東運(yùn)動(dòng)中期以來(lái)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，目的層系內(nèi)未見(jiàn)明顯的角度不整合發(fā)育，實(shí)鉆也證實(shí)該區(qū)不具備發(fā)育類似塔河大規(guī)模表生巖溶縫洞型儲(chǔ)層的地質(zhì)條件[2]。加里東中期Ⅲ幕、加里東晚期—海西早期，受南緣北昆侖洋關(guān)閉造山及北緣南天山洋俯沖、消減影響，發(fā)生一定程度的抬升剝蝕，形成區(qū)域范圍的角度不整合界面，但地層序列和構(gòu)造格局基本未受到影響。

順北地區(qū)寒武系—中下奧陶統(tǒng)以巨厚碳酸鹽巖為主，隨后碳酸鹽巖克拉通消亡，發(fā)育上覆巨厚陸棚—濱岸相碎屑巖。海西晚期，北天山洋和南特提斯洋關(guān)閉造山，塔里木陸塊成為歐亞大陸的南緣，結(jié)束海相沉積，以陸相濱淺湖及河流相沉積為主，在塔中—塔北2大古隆起多期活動(dòng)產(chǎn)生的斜向和旋轉(zhuǎn)應(yīng)力場(chǎng)控制下，形成了一系列與區(qū)域構(gòu)造事件呈良好匹配關(guān)系的板內(nèi)小尺度走滑斷裂帶(圖1)。走滑斷裂帶高陡直立，貫穿古生界地層序列，在斜壓和斜拉背景下，分別呈現(xiàn)正花狀、負(fù)花狀構(gòu)造，沿?cái)嗔炎呦虺尸F(xiàn)明顯的橫向分段性[1-2]。

圖1 塔里木盆地北部構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨皵嗔逊植?/p>

近年來(lái)，中國(guó)石化西北油田分公司對(duì)順北地區(qū)走滑構(gòu)造開(kāi)展了含油氣性評(píng)價(jià)，利用超深層水平側(cè)鉆工藝，證實(shí)了走滑斷裂帶內(nèi)部發(fā)育規(guī)模縫洞系統(tǒng)，走滑斷裂帶成為具有勘探開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的儲(chǔ)集體，“斷溶體”概念逐漸走進(jìn)學(xué)者視野[1-2,8]。

2 斷溶體定義及其特征

2.1 斷溶體定義

順北地區(qū)鉆井揭示奧陶系碳酸鹽巖主要儲(chǔ)層發(fā)育段為一間房組—鷹山組，儲(chǔ)層基質(zhì)物性較差，孔隙欠發(fā)育。儲(chǔ)層原生儲(chǔ)集空間多已破壞殆盡，現(xiàn)今主要儲(chǔ)集空間是發(fā)育在走滑斷裂帶內(nèi)部斷層附近的洞穴、裂縫[9-10]，主要表現(xiàn)在鉆井過(guò)程中發(fā)生不同程度的放空、泥漿失返或規(guī)模漏失(側(cè)鉆水平井放空寬度一般小于5 m，漏速一般大于10 m3/h)現(xiàn)象，代表鉆遇了大型裂縫—洞穴型儲(chǔ)集體。

斷溶體是指發(fā)育在巨厚致密碳酸鹽巖地層內(nèi)部，依靠走滑斷裂帶的構(gòu)造破裂、巖體錯(cuò)動(dòng)、破碎形成的增容作用為主，同時(shí)疊加多類型流體改造形成的受斷裂帶控制的、具有勘探開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的裂縫—洞穴型儲(chǔ)集體。碳酸鹽巖致密，基巖基本不具備有效儲(chǔ)集空間。斷溶體的分布范圍明顯受走滑斷裂帶控制，埋藏成巖流體的溶蝕、膠結(jié)作用，使儲(chǔ)集體內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜化。斷溶體的主要儲(chǔ)集空間類型為垂向分布的近似板狀“空腔”型洞穴及伴生縫網(wǎng)系統(tǒng)，主要表現(xiàn)為側(cè)鉆過(guò)程中常會(huì)發(fā)生不同程度的放空、漏失現(xiàn)象；其次為沿著裂縫及洞穴發(fā)育的少量溶蝕孔洞及孔隙，其中洞穴和縫網(wǎng)系統(tǒng)為主要的儲(chǔ)集空間。

與塔河地區(qū)喀斯特成因的巖溶縫洞型儲(chǔ)層不同，順北地區(qū)洞穴橫向?qū)挾榷疾淮?，從目前所有鉆遇放空的斜井估算其洞穴寬度一般小于5 m，多數(shù)在數(shù)十厘米到3 m之間，但縱向發(fā)育厚度較大(目前鉆井揭示最大厚度約580 m)，此類儲(chǔ)集體洞穴寬度可能較小[11]，直井一般難以直接鉆遇。塔河地區(qū)巖心沿裂縫溶蝕特征明顯，常見(jiàn)砂泥巖充填、巖溶角礫等現(xiàn)象。而順北地區(qū)巖心與成像測(cè)井識(shí)別的裂縫多呈高角度—近垂直狀，走向多與斷裂帶走向相似或呈小角度斜交，延伸遠(yuǎn)，縫壁較平直，溶蝕現(xiàn)象不明顯[12]。

2.2 斷溶體特征

2.2.1 斷層內(nèi)部結(jié)構(gòu)類型

理論上，走滑斷層在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上可表現(xiàn)為“一元裂縫系統(tǒng)”與“二元核帶系統(tǒng)”兩種結(jié)構(gòu)類型。一元結(jié)構(gòu)斷層表現(xiàn)為單一滑動(dòng)面或雁行式破碎帶形成的裂縫系統(tǒng)(圖2A，a)；二元核帶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)斷層通常被分成兩部分：中低滲透性的斷層核和高滲透率的破碎帶[4]，內(nèi)部可能發(fā)育“空腔型”洞穴，與斷層核相比，破碎帶位于斷層核兩側(cè)且形變程度較低，向外逐漸過(guò)渡為致密圍巖(圖2B，b)。順北地區(qū)鉆井證實(shí)走滑斷裂帶存在規(guī)模縫洞系統(tǒng)，水平井軌跡或側(cè)斜井軌跡橫穿斷層的過(guò)程中，普遍會(huì)發(fā)生不同程度的放空、漏失現(xiàn)象，遠(yuǎn)離斷層破碎帶和裂縫帶的圍巖則相對(duì)致密[11]，鮮有放空、漏失現(xiàn)象，地層結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，與走滑斷裂內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理論模型較吻合。

圖2 走滑斷層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的兩種結(jié)構(gòu)類型

2.2.2 一元裂縫系統(tǒng)

“一元裂縫系統(tǒng)”是斷溶體儲(chǔ)層的重要補(bǔ)充，起到連通“核—帶”系統(tǒng)中各種孔隙空間的作用，其自身也具備一定的儲(chǔ)集性能(圖2A)。巖心觀察和成像測(cè)井是描述井下裂縫發(fā)育情況最直接的方法。通過(guò)統(tǒng)計(jì)裂縫的發(fā)育方位及產(chǎn)狀，計(jì)算裂縫發(fā)育密度，發(fā)現(xiàn)順北地區(qū)主要發(fā)育2種類型裂縫：構(gòu)造縫和成巖縫。構(gòu)造裂縫以剪切裂縫為主，裂縫面平直，橫向延伸較長(zhǎng)，主要介于0～0.5 m之間，裂縫開(kāi)度主要介于0～0.2 mm之間，是有效裂縫[7]。通過(guò)統(tǒng)計(jì)走滑斷裂不同變形強(qiáng)度的鉆井裂縫發(fā)育密度，發(fā)現(xiàn)斷裂變形強(qiáng)度與裂縫發(fā)育密度呈正相關(guān)。成巖縫形成于成巖壓實(shí)作用階段，基本全被方解石、瀝青質(zhì)等充填，規(guī)模較小，無(wú)油氣輸導(dǎo)集聚意義，屬于無(wú)效裂縫。

2.2.3 二元核帶系統(tǒng)

“二元核帶系統(tǒng)”的縫洞系統(tǒng)和儲(chǔ)集結(jié)構(gòu)主要由斷層核和破碎帶構(gòu)成。斷層核內(nèi)集中了斷層大部分應(yīng)變和位移量，碎粒巖/碎粉巖的形成可能破壞了構(gòu)造破裂形成的高孔滲縫洞結(jié)構(gòu)，斷層核演化為流體屏障。破碎帶則在旋轉(zhuǎn)、位移過(guò)程中，形成“點(diǎn)—面”支撐結(jié)構(gòu)的洞穴和縫洞系統(tǒng)(圖2B)。兩者相伴而生，無(wú)法從斷層結(jié)構(gòu)中完全剝離研究。

基于鉆井常規(guī)與成像測(cè)井資料，證實(shí)井下斷層內(nèi)部存在“核—帶”系統(tǒng)。以順北A井為例(圖3)，A井側(cè)鉆穿過(guò)了一條北北東向的斷裂帶，平面上井區(qū)為“左行右階”的疊接隆起段，鉆井從西往東側(cè)鉆穿過(guò)了斷裂帶，鉆遇2個(gè)斷層(圖3a,b)。其中，西側(cè)斷層成像測(cè)井資料揭示核—帶結(jié)構(gòu)清楚，斷層內(nèi)部發(fā)育破碎裂縫帶、破碎角礫帶、洞穴等結(jié)構(gòu)(圖3c)。測(cè)井呈低阻特征，井徑測(cè)井井眼破碎輕微—強(qiáng)烈，破碎帶可見(jiàn)明顯地層垮塌現(xiàn)象；成像測(cè)井顯示正弦曲線狀高角度裂縫和洞穴發(fā)育，裂縫寬度在1～8 mm，多為開(kāi)放性裂縫，裂縫走向與斷裂帶走向呈小角度相交。斷層內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)測(cè)井孔隙度變化快，介于3%～50%之間。其中破碎帶成像測(cè)井上呈現(xiàn)“礫狀亮斑”特征，測(cè)井孔隙度較穩(wěn)定，介于20%～40%之間；洞穴層測(cè)井解釋孔隙度變化大，介于6%～50%之間；裂縫帶電阻率略低于圍巖，基質(zhì)孔隙不發(fā)育，測(cè)井孔隙度介于3%～8%之間(圖3d)。

圖3 塔里木盆地順北A井區(qū)走滑斷層內(nèi)部結(jié)構(gòu)模式

3 斷溶體成儲(chǔ)機(jī)制

順北油氣田勘探實(shí)踐證實(shí)，走滑斷裂帶可以通過(guò)構(gòu)造破裂作用，在巖體錯(cuò)動(dòng)、破碎基礎(chǔ)上，疊加流體改造形成具有勘探開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的儲(chǔ)集體[1-2]。走滑斷裂帶不僅是油氣輸導(dǎo)體系，更成為了“成儲(chǔ)、輸導(dǎo)、控富”于一體的復(fù)合系統(tǒng)，成儲(chǔ)、成藏過(guò)程均與斷裂活動(dòng)關(guān)系密切，這明顯不同于礁灘型、層狀白云巖型、巖溶縫洞型和裂縫型等傳統(tǒng)的儲(chǔ)集體成因及油氣成藏類型，本質(zhì)上是一種新的成儲(chǔ)機(jī)制和特殊油氣藏類型。研究認(rèn)為，斷溶體的形成主要有兩方面的成因機(jī)制：一是走滑斷裂帶構(gòu)造破裂增容機(jī)制，這也是最主要和重要的成因機(jī)制；二是在埋藏流體對(duì)其溶蝕、膠結(jié)作用帶來(lái)的儲(chǔ)集空間調(diào)整改造機(jī)制。

3.1 走滑斷裂構(gòu)造破裂增容機(jī)制

走滑斷裂帶斷裂構(gòu)造增容作用是指在致密地層內(nèi)部，由于斷裂構(gòu)造活動(dòng)致使內(nèi)部巖體錯(cuò)動(dòng)、破碎及在力學(xué)—化學(xué)作用下發(fā)生物質(zhì)空間的調(diào)整，而形成儲(chǔ)集空間。

順北地區(qū)走滑斷層受控于剪切與擠壓兩種應(yīng)力作用，斷層附近巖石會(huì)產(chǎn)生膨脹—剪切作用，斷層兩盤(pán)巖體在曲面化斷層面上發(fā)生剪切—滑動(dòng)，在特定的彎曲部位發(fā)生旋轉(zhuǎn)—撕裂，誘發(fā)局部引張，產(chǎn)生破裂空腔，破裂空腔兩側(cè)發(fā)育的誘導(dǎo)裂縫帶，發(fā)育斷層核、斷層破碎帶及誘導(dǎo)裂縫帶。斷層核與破碎帶往往相伴而生，無(wú)法從斷層結(jié)構(gòu)中完全剝離。

斷層結(jié)構(gòu)中不同部位孔滲條件有差異。斷層核內(nèi)集中了斷層大部分應(yīng)變和位移量，初期構(gòu)造破裂形成的高孔滲縫洞結(jié)構(gòu)可能遭受破壞，形成低孔滲系統(tǒng)，往往不是最有效儲(chǔ)集空間；斷層破碎帶在旋轉(zhuǎn)、位移過(guò)程中形成“點(diǎn)—面”支撐結(jié)構(gòu)的洞穴和縫洞系統(tǒng)，儲(chǔ)集空間往往最為有效；斷層破碎帶兩側(cè)發(fā)育誘導(dǎo)裂縫帶，裂縫系統(tǒng)以壓剪縫為主，裂縫開(kāi)度一般，儲(chǔ)集性能較好。順北地區(qū)鉆井放空漏失位置地震剖面標(biāo)定與成像測(cè)井資料分析表明，井下斷層內(nèi)部存在“核—帶”系統(tǒng)(圖3b)。

基于順北地區(qū)走滑斷裂帶不同構(gòu)造樣式的應(yīng)力—應(yīng)變模擬，可將其構(gòu)造破裂增容機(jī)制細(xì)分為“核—帶”與“脫空”兩種模式。正花狀構(gòu)造以“核—帶”模式為主，負(fù)花狀構(gòu)造以“脫空”模式為主，平移—壓脊構(gòu)造可能同時(shí)存在小規(guī)模的“核—帶”模式和“脫空”模式。

3.1.1 “核—帶”模式

“核—帶”模式指走滑斷層受控于剪切+擠壓兩種應(yīng)力作用，發(fā)育斷層核、斷層破碎帶及誘導(dǎo)裂縫帶。斷層核經(jīng)歷了粉碎、溶解、沉淀、礦物間的反應(yīng)以及破壞原巖結(jié)構(gòu)的力學(xué)—化學(xué)過(guò)程，形成低孔—低滲孔隙系統(tǒng)，不是最有效儲(chǔ)集空間。斷層破碎帶縫網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)育，破碎角礫在旋轉(zhuǎn)、位移過(guò)程中形成“點(diǎn)—面”支撐結(jié)構(gòu)洞穴和縫洞系統(tǒng)，是最有效的儲(chǔ)集空間。斷層破碎帶兩側(cè)發(fā)育誘導(dǎo)裂縫帶，裂縫系統(tǒng)以壓剪縫為主，裂縫開(kāi)度一般，儲(chǔ)集性能較好(圖4)。

圖4 走滑斷層內(nèi)部“核—帶”成儲(chǔ)機(jī)制模式

正花狀構(gòu)造以局部壓扭應(yīng)力場(chǎng)為主，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜；構(gòu)造變形越強(qiáng)，裂縫發(fā)育強(qiáng)度越大，斷層核也越發(fā)育，儲(chǔ)層非均質(zhì)性增強(qiáng)。一般情況下，正花狀構(gòu)造兩側(cè)的邊界斷層集中了斷層大部分應(yīng)變和位移量，“核—帶”結(jié)構(gòu)較發(fā)育。斷裂帶內(nèi)部派生同旋向次級(jí)壓扭斷層和裂縫系統(tǒng)，由于遠(yuǎn)離邊界斷層活動(dòng)區(qū)，應(yīng)力釋放程度較低，因此“核—帶”結(jié)構(gòu)發(fā)育程度較低，形成的儲(chǔ)集規(guī)模有限。

3.1.2 “脫空”模式

“脫空”模式指走滑斷層受控于剪切+拉張兩種應(yīng)力作用，在拉張應(yīng)力作用下，斷層附近巖石會(huì)產(chǎn)生膨脹—剪切作用，斷層兩盤(pán)巖體在曲面化斷層面上發(fā)生剪切—滑動(dòng)時(shí)，會(huì)在特定的彎曲部位發(fā)生旋轉(zhuǎn)—撕裂，誘發(fā)局部引張，產(chǎn)生破裂空腔，形成良好的儲(chǔ)集空間(圖5a)。破裂空腔兩側(cè)發(fā)育的誘導(dǎo)裂縫帶，以張性裂縫為主，裂縫開(kāi)度大，具有良好的儲(chǔ)集性能。相對(duì)于“核—帶”模式，“脫空”模式的儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)模更大。

負(fù)花狀構(gòu)造在走滑運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)派生局部張扭應(yīng)力場(chǎng)。一般情況下，負(fù)花狀構(gòu)造兩側(cè)的邊界斷層在張扭應(yīng)力作用下，在斷層附近會(huì)產(chǎn)生規(guī)模較大的破裂空腔，并派生張性縫網(wǎng)系統(tǒng)，形成良好的儲(chǔ)集空間。斷裂帶內(nèi)部派生高角度張性縫網(wǎng)系統(tǒng)，裂縫型儲(chǔ)層較發(fā)育(圖5b)。

圖5 走滑斷層內(nèi)部“脫空”成儲(chǔ)機(jī)制模式

3.2 流體改造機(jī)制

塔里木盆地北部奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層成巖流體從北往南有顯著的差異(圖6)。塔北主體區(qū)發(fā)育典型的古喀斯特，成巖流體為大氣淡水，儲(chǔ)集體為典型的“層控”巖溶縫洞體[6]。塔河南部至托普臺(tái)—躍進(jìn)地區(qū)，發(fā)育受溶蝕走滑斷裂帶控制的“斷控”型油藏[6]。塔河南部位于塔北古隆起斜坡過(guò)渡部位，古地形有利于大氣淡水在地下水頭壓力驅(qū)動(dòng)下沿走滑斷裂系統(tǒng)，向覆蓋區(qū)下滲、向深部發(fā)生緩慢移動(dòng)，斷層破碎帶由于水流匯集，增大了水—巖接觸面積。在溫度、壓力驅(qū)動(dòng)下沿?cái)嗔褞Оl(fā)生溶蝕改造，不斷補(bǔ)充的CO2和淡水使得巖溶作用持續(xù)進(jìn)行，下降流體不飽和溶蝕帶不斷沿?cái)嗔褞蛏畈壳治g，擴(kuò)溶構(gòu)造增儲(chǔ)空間，形成具有一定規(guī)模并呈線形分布的溶蝕縫洞型儲(chǔ)集體(圖6)。奧陶系成巖流體是北部古喀斯特系統(tǒng)沿深大斷裂帶下滲的大氣淡水，本質(zhì)上仍是古巖溶的理論補(bǔ)充和實(shí)踐延伸。

圖6 塔北—塔中地區(qū)成巖流體類型與溶蝕模式

承壓流體在向深部緩慢流動(dòng)過(guò)程中，會(huì)逐漸演化成深循環(huán)的地層鹵水，溶蝕速率隨溫度、壓力循環(huán)變化，逐漸由不飽和溶蝕向過(guò)飽和沉淀轉(zhuǎn)變，溶蝕—沉淀過(guò)程既可順序進(jìn)行，也可交替發(fā)生，構(gòu)造增儲(chǔ)空間遭受破壞性改造。此外，斷裂的強(qiáng)度和深度也影響著淡水溶蝕的作用范圍，因此，開(kāi)放性的斷裂活動(dòng)是淡水溶蝕的控制性因素。由此可見(jiàn)，貫穿喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的走滑斷裂即使延伸至覆蓋區(qū)，仍可以遭受沿?cái)嗔褞聺B大氣水的溶蝕改造。重力是該類型流體的主要驅(qū)動(dòng)力，地形是控制水頭梯度的重要因素，走滑斷裂則是影響承壓水體流動(dòng)路徑變化和溶蝕—沉淀過(guò)程的主導(dǎo)因素。

順北地區(qū)奧陶系不具備直接暴露的地質(zhì)條件，上覆古生界碎屑巖厚度大于3 000 m，且地層相對(duì)北部平緩，構(gòu)造坡度小；北部大氣淡水沿?cái)嗔褞钛h(huán)難以作用到順北地區(qū)，地層鹵水及深部熱液流體可沿?cái)嗔褞蛏线\(yùn)移(圖6)，對(duì)走滑斷裂帶進(jìn)行溶蝕擴(kuò)大、交代增容、結(jié)晶增孔等改造，形成一定規(guī)模的溶蝕縫洞型儲(chǔ)集體。

順北地區(qū)巖心裂縫縫壁常被瀝青直接充填，并伴隨泥質(zhì)條帶或硅質(zhì)、黃鐵礦、角閃石、長(zhǎng)石、方解石等次生礦物[1，12-13]；儲(chǔ)層最主要的改造流體以通源走滑斷裂導(dǎo)致的上行深埋成巖—成烴流體為主，局部存在熱液流體成巖改造特征[14-15]，表明斷溶體的洞穴、裂縫發(fā)育主要與走滑斷裂帶的多期活動(dòng)有關(guān)，且埋藏?zé)嵋毫黧w對(duì)裂縫的溶蝕作用可能較弱[1-2]。走滑斷裂帶的構(gòu)造破裂作用是儲(chǔ)層形成的主要機(jī)制，走滑斷裂多期活動(dòng)為后期埋藏流體沿?cái)嗔迅脑焯峁┩ǖ?，烴類及時(shí)侵位有效抑制方解石的膠結(jié)，為儲(chǔ)層保存起到了重要的作用[2]。前期報(bào)道的順南4井硅化巖儲(chǔ)層[15-17]，其巖相與地球化學(xué)特征顯示成巖流體受到了高溫和深部碎屑巖的影響，其來(lái)源于前寒武系碎屑巖低溫地層熱鹵水。

走滑斷裂在活動(dòng)過(guò)程中，由于應(yīng)力釋放而構(gòu)成半開(kāi)放的成巖體系，熱液流體在浮力(熱密度)驅(qū)動(dòng)下，沿?cái)嗔?、裂縫上侵，并對(duì)原巖交代、溶蝕改造。由于熱液流體性質(zhì)頻繁變化，多具有混合流體特征，通常會(huì)發(fā)生pH值疊加效應(yīng)、離子強(qiáng)度(鹽度差異)疊加效應(yīng)和鈣離子濃度疊加效應(yīng)，從而導(dǎo)致混合流體對(duì)碳酸鹽巖不飽和。一方面，大量不飽和流體沿?cái)鄬雍涂p網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)構(gòu)造增儲(chǔ)空間發(fā)生溶蝕改造；另一方面，在熱液流體交代原巖過(guò)程中，自形度較高的熱液礦物晶體在新生變形過(guò)程中，以搭建結(jié)構(gòu)堆積成晶間孔隙，可形成沿?cái)嗔颜共嫉摹⒁?guī)模有限的基質(zhì)孔隙型儲(chǔ)層。此外，隨著溫度、pH值等在流體上侵過(guò)程中交替變化與圍巖達(dá)到平衡，將陸續(xù)有序析出熱液礦物組合，導(dǎo)致儲(chǔ)層非均質(zhì)性增強(qiáng)。由此可見(jiàn)，熱液流體的主要驅(qū)動(dòng)力為浮力，其溶蝕—沉淀、交代原巖的范圍明顯受限于走滑斷裂帶。熱液流體只能沿?cái)嗫乜p網(wǎng)系統(tǒng)擴(kuò)溶和交代，形成溶蝕縫洞型儲(chǔ)層和局部的基質(zhì)孔隙型儲(chǔ)層。

4 斷溶體的“三端元”成因模型

在對(duì)順北地區(qū)斷溶體特征及成因機(jī)制分析基礎(chǔ)上，結(jié)合前期塔河南部、順南等地區(qū)研究成果，為更好區(qū)分?jǐn)嗫乇尘跋聝?chǔ)集體成因的差異性，深化了“斷溶縫洞體”概念的內(nèi)涵和外延，提出了斷溶型、巖溶型、熱溶型“三端元”解釋模型(圖7)。

圖7 塔里木盆地北部奧陶系斷溶體“三端元”解釋模型

(1)斷容型成因端元：是指發(fā)育在巨厚致密碳酸鹽巖內(nèi)部，由于盆地內(nèi)部走滑斷裂帶幕式活動(dòng)[18-19]，單純由走滑斷裂的構(gòu)造增容作用所形成的裂縫和斷裂“空腔”型洞穴儲(chǔ)集體。由此可外延出一切發(fā)育于斷裂帶內(nèi)部，由裂縫和斷裂“空腔”型洞穴所構(gòu)成的儲(chǔ)集體，巖性可以為碳酸鹽巖、碎屑巖、火成巖或變質(zhì)巖；其形成的機(jī)理是因塊體的錯(cuò)動(dòng)而發(fā)生的物質(zhì)空間的調(diào)整。包括核帶結(jié)構(gòu)(壓應(yīng)力區(qū))與脫空結(jié)構(gòu)(張應(yīng)力區(qū))兩種成因模式，前者受控于剪切+擠壓兩種應(yīng)力作用，在主干斷裂帶附近發(fā)育斷層核、斷層角礫帶及誘導(dǎo)裂縫發(fā)育帶；后者受控于剪切+拉張兩種應(yīng)力作用，特別是在拉張應(yīng)力作用下，斷裂附近會(huì)產(chǎn)生破裂空腔，形成良好的儲(chǔ)集空間。

(2)巖溶型成因端元：是指主要在水頭壓力驅(qū)動(dòng)下的大氣水，對(duì)區(qū)域潛水面下的碳酸鹽巖，沿?cái)嗔褞芪g擴(kuò)大后形成的具有一定規(guī)模并呈線性分布的溶蝕縫洞型儲(chǔ)集體。包括飽和二氧化碳的地層水在溫度、壓力驅(qū)動(dòng)下，對(duì)可溶巖體進(jìn)行溶蝕擴(kuò)大，并形成一定規(guī)模的縫洞型儲(chǔ)集體。

(3)熱溶型成因端元：是指地層深部高溫?zé)嵋毫黧w沿?cái)嗔褞蛏线\(yùn)移過(guò)程中，對(duì)碳酸鹽巖溶蝕擴(kuò)大，并形成一定規(guī)模的溶蝕縫洞型儲(chǔ)集體。包括一切高于地層溫度(大于5 ℃)的地層流體，沿?cái)嗔褞?duì)基巖進(jìn)行溶蝕擴(kuò)大、交代增容、結(jié)晶增孔等形成一定規(guī)模的儲(chǔ)集體。

不同成因端元儲(chǔ)層發(fā)育主控因素有差異，某個(gè)研究區(qū)儲(chǔ)層發(fā)育具有三種端元類型，可以是其中的一種，也可以是其中的兩種或三種類型的組合。

5 結(jié)論

(1)走滑斷裂作為一個(gè)空間地質(zhì)體，具備物理—化學(xué)機(jī)制下的增容作用，可以在斷裂帶內(nèi)部形成伴生的孔隙空間和縫洞系統(tǒng)，形成具有油氣勘探開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的斷溶體。流體活動(dòng)參與到斷裂形成演化過(guò)程中，對(duì)構(gòu)造增儲(chǔ)空間進(jìn)行二次改造，造成斷溶體成儲(chǔ)機(jī)制復(fù)雜化，是斷溶體成因機(jī)制的理論外延。

(2)塔里木盆地順北地區(qū)走滑斷層在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上可表現(xiàn)為“一元裂縫系統(tǒng)”與“二元核帶系統(tǒng)”兩種結(jié)構(gòu)類型。將斷溶體的成因機(jī)制劃分為“三端元”類型，即斷容型、巖溶型和熱溶型。斷容型可外延至一切發(fā)育于斷裂帶內(nèi)部，由裂縫、孔洞和“空腔”型洞穴所構(gòu)成的儲(chǔ)集體，不受地層巖性約束。巖溶型和熱溶型可外延至喀斯特系統(tǒng)和深循環(huán)地層流體系統(tǒng)中所有的不飽和性流體，流體以重力或浮力為主要驅(qū)動(dòng)力，沿?cái)嗔严到y(tǒng)提供的流動(dòng)路徑網(wǎng)絡(luò)發(fā)生溶蝕—沉淀改造，形成溶蝕縫洞型儲(chǔ)集體。