石油地球物理勘探  2023, Vol. 58 Issue (s1): 112-117  DOI: 10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.S1.018
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孙维昭, 王中凡, 贺金胜, 刘强. 尼日尔Trakes斜坡走滑断裂特征及其对油气藏的控制作用. 石油地球物理勘探, 2023, 58(s1): 112-117. DOI: 10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.S1.018.
SUN Weizhao, WANG Zhongfan, HE Jinshen, LIU Qiang. Characteristics of strike-slip fault and its control on oil and gas accumulation in the Trakes slope, Niger. Oil Geophysical Prospecting, 2023, 58(s1): 112-117. DOI: 10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.S1.018.

作者简介

孙维昭  高级工程师,1974年生;1997年毕业于原长春地质学院应用地球物理专业,获学士学位,2009年获中国石油大学(北京)地质工程专业硕士学位;现就职于中国石油集团东方地球物理公司研究院,主要从事地震资料解释和地质综合研究等工作

王中凡,河北省涿州市华阳东路东方地球物理公司科技园研究院海外业务部,072751。Email:wangzhf02@cnpc.com.cn

文章历史

本文于2023年3月24日收到,最终修改稿于同年8月22日收到
尼日尔Trakes斜坡走滑断裂特征及其对油气藏的控制作用
孙维昭 , 王中凡 , 贺金胜 , 刘强     
东方地球物理公司研究院海外业务部, 河北涿州 072751
摘要:因断裂发育模式及展布规律不清楚,尼日尔Trakes斜坡圈闭识别困难,油气勘探一直未取得突破。为此,利用三维地震资料,通过构造导向滤波及本征值相干等断裂精细刻画技术,明确了断裂展布特征及成因。结果表明:研究区发育NNW-SSE和NW-SE向两组共轭的走滑断裂,在地震剖面上呈花状或半花状。其中,NW-SE向的走滑断裂为R右行同向剪切破裂形成的断裂,控制了Trakes斜坡南北分带的构造格局;NNW-SSE向的走滑断裂为R′左行反向剪切破裂,与NW-SE向断裂配合,控制了Trakes斜坡构造圈闭的分布。另外,走滑断裂也是油气自下向上运移的重要通道,对油气成藏具有控制作用。
关键词Trakes斜坡    走滑断裂    成因    控藏作用    
Characteristics of strike-slip fault and its control on oil and gas accumulation in the Trakes slope, Niger
SUN Weizhao , WANG Zhongfan , HE Jinshen , LIU Qiang     
Oversea Business Department, Geophysical Research Institute, BGP Inc., CNPC, Zhuozhou, Hebei 072751, China
Abstract: Due to the unclear fault pattern and distribution rules, it is difficult to identify traps in the Trakes slope, Niger, and thus there is no breakthrough in oil and gas exploration.Therefore, based on 3D seismic data, this paper clarifies the distribution characteristics and formation mechanism of faults by fine characterization techniques for faults such as constructing guided filtering and eigenvalue coherence.Results show that two groups of NNW-SSE and NW-SE conjugate strike-slip faults are developed in the studies area, with floral or semi-floral characteristics in seismic profiles.The NW-SE strike-slip fault formed by the simultaneous shear rupture on the right side of R controls the tectonic pattern of the north-south zoning of this slope.The NNW-SSE strike-slip fault is an R′ left-lateral reverse shear fracture, which, in conjunction with the NW-SE fault, controls the trap distribution on the Trakes slope.Additionally, strike-slip faults are also an important channel for hydrocarbon migration from bottom to top, controlling hydrocarbon accumulation.
Keywords: Trakes slope    strike-slip fault    formation mechanism    control on oil and gas accumulation    
1 概况

尼日尔Trakes斜坡位于Termit盆地东南部,面积约为15000km2,西南低,东北高[1-3]。钻探揭示,Trakes斜坡主要发育三套成藏组合,其中Yogou组和Donga组泥岩为主力烃源岩,Sokor1组三角洲相砂岩为主要储层[4-7]图 1)。

图 1 Termit盆地地层综合柱状图

Trakes斜坡断裂比较发育,但早期研究时只有二维地震资料,断裂多为板状正断裂,在平面上展布方向为NNW-SSE,呈向西北收敛、向东南撒开的帚状组合(图 2上),难以形成有效构造圈闭,油气勘探潜力不明。

图 2 Trakes斜坡Sokor1组顶面二维(上)与三维(下)构造图

随着高精度三维地震资料的应用和构造成图,发现研究区发育NNW-SSE向、NW-SE向两组走滑断裂,原有NNW-SSE向张性断裂也属于走滑断裂。两组断裂平面上相互交错组合,可以形成一系列构造圈闭(图 2下)。为此,通过研究走滑断裂的特征、形成机制及其对油气的控制作用,指导探井部署,以期获得规模储量的发现。

2 走滑断裂构造特征 2.1 剖面特征

在地震剖面上,研究区走滑断裂呈花状或半花状(图 3)。NW-SE向主断裂上陡下直,从基底延伸到浅层,局部有扭动的特征。沿主断裂带常常发育一系列次级断裂,浅层可见负花状,具典型的张扭走滑断裂特征。自西南至东北,花状构造由复杂逐渐变为简单,这表明了不同位置构造应力强度的变化。

图 3 Trakes斜坡走滑断裂典型地震剖面 剖面位置见图 2下
2.2 平面特征

图 4分别是1500、500 ms相干切片。由图可见,除发育NNW-SSE向(与盆地走向一致)走滑断裂外,还发育一组NW-SE向走滑断裂。NW-SE向走滑断裂由一系列大致平行的平直断裂构成,规模比较大,从基底一直贯穿到浅层。NNW-SSE向展布的走滑断裂,在平面上呈比较短的雁行展布。

图 4 Trakes斜坡区1500(左)、500(右)ms三维相干切片
3 走滑断裂成因分析

Trakes斜坡走滑断裂的发育受控于区域应力场。Termit盆地是在中非剪切带右行剪切应力场作用下形成的被动裂谷盆地[8-12]图 5上)。根据应变椭圆分析(图 5下),北西向展布张破裂在Termit盆地非常发育,是主要的控制圈闭发育和油气藏聚集的断裂。另外,在Trakes斜坡发现两组共轭的剪切破裂中,一组是与主位移带同向的R剪切破裂,另一组是与主位移带反向的R′剪切破裂。

图 5 中非裂谷系盆地位置(上)及其右行力偶应变分析(下)
3.1 R右行同向剪切破裂

NW-SE向走滑断裂对应右旋走滑应力产生的R同向剪切破裂,也是研究区最发育的一组走滑断裂。从Yogou组下段地层时间厚度(图 6)可以看出,在中部发育的一组NW-SE向走滑断裂(粉色线)表现出明显的右行特征,沿断裂两侧出现的地层加厚区呈右行分布。

图 6 Trakes斜坡区Yogou组下段地层时间厚度
3.2 R′左行反向剪切破裂

在平面上呈NNW-SSE向雁行展布的走滑断裂对应右旋走滑应力产生的R′反向剪切破裂。这组走滑断裂(图 7红箭头所指)规模比较小,除了局部左阶特征比较明显外,其他特征难以判断。由于处于两条近乎平行的右行走滑断裂之间,类似于美国圣安德烈斯走滑断裂[13],因此判断其为左行反向走滑断裂,这也与本区右旋走滑应力一致。

图 7 Trakes斜坡NNW-SSE左行左阶走滑断裂雁列展布
4 走滑断裂对油气的控制作用

走滑断裂控制了构造圈闭的发育,同时还是本区油气运移的重要通道。

4.1 走滑断裂控制了构造圈闭的发育

在研究区有多条NW-SE向走滑断裂,除Trakes南走滑断裂由雁行排列的小断裂组成外,其他都是由一条断裂而成。就单一断裂而言,右行同向剪切导致在其两端形成不同的应力状态,左侧的挤压隆升端地层上拱,易形成断块构造圈闭(图 8白色箭头所指),是有利的勘探目标。而Trakes南复式走滑断裂具右行左阶特征,在走滑断裂首尾相接的部位呈挤压隆升应力状态,构造圈闭亦比较发育(图 9白色箭头所指)。

图 8 Trakes斜坡Yogou顶面构造立体显视图(示右旋走滑断裂形成的构造圈闭)

图 9 Trakes南走滑断裂Yogou顶面构造立体显视图(示右旋左阶走滑断裂系形成的构造圈闭)

沿走滑断裂形成的构造脊,构造圈闭成排、成带分布,而远离走滑构造带,圈闭不太发育。

4.2 走滑断裂为油气运移的重要通道

在Trakes斜坡,走滑断裂深入基底,沟通了下部油源,是油气运移的通道,控制着油气从深层Yogou组下部油气向Yogou组上部及浅部Sokor 1段储集层的运移。

5 结论

(1)在中非剪切带剪切应力作用下,Trakes斜坡发育与主位移带同向的R剪切破裂和与主位移带反向的R′剪切破裂而形成两组不同方向的走滑断裂。

(2)走滑断裂不仅控制了构造圈闭的发育,还是油气运移的重要通道。

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