0 引言

英雄岭构造带位于柴达木盆地西南部富油凹陷，自西向东依次划分为英西、英中、英东三个构造段，其中英中地区主要产油层系为新生界下干柴沟组上段(E₃²段)。2010年以来，通过在英雄岭构造带分批实施三维地震勘探，发现了一批有利目标，为E₃²油藏规模突破奠定了基础。同时，明确“突出断裂精细解释，厘清断控油藏主控因素”的研究思路，强调断裂是英中地区油气藏形成与分布的重要控制因素，表现在其控制了盆地构造与沉积演化，烃源岩、储层与盖层的分布，以及圈闭形成、油气生成、油气运聚与油气藏改造过程等。柴达木盆地地表及地下地质条件复杂，受新生代构造运动影响，盆地内断裂发育，加之主要含油气层段位于大型盐滑脱构造之下，致使研究区目的层段的断裂识别难度大，断裂平面展布规律不清。对研究区资料开展攻关试验表明，为了在该区断裂体系研究中获得突破，进一步提高地震资料品质是基础，优选敏感地震属性是关键。

多方位网格层析成像技术能够更好地刻画速度异常体，准确反映地层倾角变化特征，为复杂断裂解释提供了可能。本文在新处理地震资料基础上，针对下干柴沟组盐间地层(K17油组)提出新的断裂体系样式，并结合分方位倾角属性开展断裂平面展布特征分析，取得了较好效果。

1 区域构造背景

柴达木盆地位于青藏高原北部，受印度洋板块和亚欧板块南北向挤压以及阿尔金断裂左旋走滑影响，北东向差异挤出而成，发育阿尔金斜坡等五个一级构造单元。英雄岭构造带位于阿尔金斜坡南侧，整体呈北西—南东向展布(图 1左)。以往研究证实，构造带烃源岩条件优越、油气资源基础好，储层类型多样、储集性能优越，晚期构造活动与油气生、排烃期匹配性好，油气持续充注条件优越^[1]。主要烃源岩分布在古近系下干柴沟组上段(E₃²)及上干柴沟组(N₁)。发育湖相碳酸盐岩和混积岩等多种类型油气储集体。其中，英中地区位于英雄岭构造带地形条件最复杂的区域，区内地形起伏剧烈，山体陡峭、深沟密布，出露地层产状变化大，地面海拔为2850~3640 m，最大落差达800 m。盆地构造演化经历了3个阶段^[2]：①古新世—始新世裂陷阶段，古近纪早期由于印度洋板块的持续北移和陆内俯冲，在青藏高原整体处于近南北向挤压应力的背景下，柴达木盆地西部受北东东向阿尔金断裂的左旋走滑断裂控制，盆地整体向东迁移、伸展，柴西坳陷进入走滑—拉分的弱裂陷阶段，这一时期的拉张正断层控制了柴达木盆地雏形湖盆的范围及含盐地层的发育。②渐新世—中新世弱挤压阶段，此时下干柴沟组上段沉积期是柴达木盆地湖盆发育的鼎盛时期，沉积了大套盐岩层(图 1右)。③上新世至今的强烈挤压阶段，表现为上油砂山组底界发育角度不整合界面，同时形成生长背斜和滑脱褶皱等构造^[3]。

通过对地表及地下构造条件分析可以看出，研究区属于典型的“双复杂”构造单元，地表条件复杂，地下构造及断裂复杂，加上大套岩性异常体(下干柴沟组盐岩层)的出现，给该区断裂体系识别及展布特征研究带来挑战。

2 关键地震技术

地震资料具有连续采样和压缩视野范围的优势，通过开展地震剖面断裂精细解释，结合地震属性对断裂进行分析、识别，能把宏观范围内大套地层的断裂系统以多种方式整体呈现在“一眼之内”。基于多方位网格层析的叠前深度偏移技术和分方位倾角扫描技术在本次复杂断裂体系识别及其展布特征研究中发挥了关键作用。

2.1 多方位网格层析的叠前深度偏移成像技术

英中地区早期地震资料以Krichhof叠前深度偏移处理为主，速度建模过程基于共炮检距道集，受观测系统的局限，地震道集包含的浅层信息较少，无法获得精确的浅层速度，难以适应英中地区“双复杂”构造特点。此外，共炮检距道集缺少角度信息，模糊了不同方位传播路径对速度的影响，无法精确刻画研究区下干柴沟组广泛发育的盐岩地质异常体。解决英中地区“双复杂”构造和地质异常体刻画难题，合理的速度求解流程是关键。经过多次攻关试验，形成了基于多方位网格层析的叠前深度偏移成像技术流程，为解决上述地质难题提供了很好的思路。

基于多方位网格层析的叠前深度偏移成像具体实施过程包括：①采用地表高程小圆滑面作为偏移基准面，充分利用英中地区表层调查资料(地质露头、测井信息等)，约束层析反演建立近地表速度模型。②结合研究区VSP测井、声波速度、重磁电、构造解释方案等资料，综合约束并构建中、深层速度模型，并将近地表速度模型嵌入作为初始速度模型。③针对中、深层复杂构造难点，在沿层优化大套层速度的基础上，充分利用反射角道集浅层信息丰富以及共炮检距道集深层信息丰富的特点，进行分层系、多方位网格层析建模处理，保证了速度建模的准确性。同时，该建模技术充分利用全方位反射角道集以及多方位共炮检距道集资料保留的反射角和方位角信息，准确求取不同方位RMO(剩余深度差)，并通过对反演矩阵中不同方位RMO与不同方位射线建立对应关系，有效解决了地层非均质性引起的速度差异问题，对盐岩地质异常体刻画更准确。总体来看，基于“真”地表TTI各向异性叠前深度偏移思路的多方位网格层析技术速度求解能力更强，速度更新量求解更准确，为叠前深度偏移成像奠定了可靠的速度基础。

图 2为采用不同速度优化方法处理的过S65井任意线叠前深度偏移剖面(测线位置见图 4a)。对比波组特征可见，两条剖面上E₃²盐间油层段(K17油组附近)均为一套强振幅反射特征的同相轴(图 2中蓝色框位置)，上覆及下伏盐岩层段则表现为弱振幅反射特征；对比、分析构造成像效果，基于多方位网格层析的叠前深度偏移剖面上能够看到这套油组被多条东倾、低角度断层分割，地层视倾角范围为20°~40°，断层纵向延伸至上覆和下伏的盐岩层段内，表现出明显的盐间滑脱特征，并形成一系列微幅褶皱构造(图 2b)，而这些构造特征在基于常规速度优化的叠前深度偏移剖面上并不明显(图 2a)。

地层倾角测井资料能够直观反映多方位网格层析成像技术对陡倾地层的刻画精度。从S65-1井倾角测井结果可知，该井在4806 m深度的地层产状为北倾，地层倾角约为60°(图 3a中红色框位置)，常规叠前深度偏移资料受含盐层段的影响，速度归位不准确，在4806 m深度附近的地层倾角约为20°，与实测地层产状相差较大(图 3b中红色框位置)，而应用多方位网格层析速度优化处理的叠前深度偏移资料则能很好地还原地层真实产状（图 3c中红色框位置）。

2.2 分方位倾角扫描技术

用于识别断裂的地震属性以高精度相干技术为代表，能够有效提高断层解释效率及精度^[4-5]，但笔者通过在英中地区资料实际应用发现，该技术有明显局限性。受上新世强烈挤压应力影响，英中地区下干柴沟组盐间地层断裂极其发育，特别是在XI号断裂和IV号断裂形成的“夹角区”内(图 4a)。由于常规相干属性对微小断裂过于敏感，导致在相干属性平面图(沿下干柴沟组K17油组)中代表主干断裂的相干异常响应特征被细小断层淹没，断裂主、次关系模糊不清。

地层倾角和倾向方位角可以突出展示地震资料特定方向反射特征的不连续性。从地震剖面(图 2b、图 3c)上不难看出，英中地区下干柴沟组盐间地层产状变化大，地层倾角变化剧烈，采用本文方法的叠前深度偏移资料能够对地层倾角进行准确刻画，为倾角扫描属性提取提供了很好的资料基础。

在地震资料解释过程中，倾角数据体及方位角数据体通常做为求取构造导向滤波体的参考数据，而其本身所具备的指示地层产状、反映反射层不连续性的作用却被忽略，目前，基于地层倾角属性进行区域范围内断裂识别及组合的相关文献很少。针对英中地区下干柴沟组地层产状特点，通过地层倾角变化指示地层产状变化，间接反映断裂平面展布特征，为英中地区断裂体系研究提供了新思路。

目前业界主要采用基于相似性的离散倾角扫描方法，通过地震数据体求取地层倾角，即以一定间隔的视倾角增量对地震波形进行相似性扫描，进而计算得到视倾角^[6-7]。之后Marfurt等^[8-9]对扫描方式进行改进，将原来单一的矩形或椭圆形扫描窗口改为多窗口，通过扩大扫描覆盖范围进一步提高断层两侧的倾角计算精度。本文求取的分方位倾角体采用了基于相似性的多窗口离散倾角扫描方法。

以60°方位角的倾角扫描属性求取过程为例。首先基于相似性多窗口离散倾角扫描方法求取60°方位角的倾角属性体，然后沿目的层下干柴沟组K17油组对该属性体进行瞬时振幅属性提取，得到目的层分方位倾角扫描属性（图 4b）。与常规相干属性（图 4a）相比，图 4b中断裂的主、次关系更清楚、展布方向更清晰，在XI号断裂和IV号断裂形成的“夹角区”内，通过地层倾角变化异常识别出7条断层（断层编号①~⑦）。进一步通过“夹角区”内的一条任意线地震剖面进行平、剖对比验证（图 5），通过精细解释认为，在下干柴沟组K17油组层段内发育7条小型滑脱断层，与倾角属性平面图上识别的7条断层平、剖对应关系一致。

通过分方位倾角扫描技术进行断裂识别的步骤如下：①开展研究区应力分析，判断主干断裂展布方向，根据区域主应力方向选取观测方位角范围，为倾角体求取提供参数依据；②基于叠前深度偏移资料提取不同观测角度（方位角）的地层倾角属性体及平面属性图，结合地震剖面上的断裂解释进行断裂识别；③完成断裂平面组合，达到全面、准确厘清研究区复杂断裂系统展布规律的目的。

从提取地震数据中的地层倾角信息入手，是研究英中地区下干柴沟组复杂断裂展布特征的有效途径。但值得注意的是，地下构造条件复杂，随着地层走向的改变，地层方位角和真倾角都会相应发生变化，需要根据地层走向选取不同观测方向，求取不同方位下的地层倾角体，尽可能使方位视倾角值逼近真倾角值。

3 应用效果分析 3.1 下干柴沟组盐间复杂断裂体系剖面识别

多方位网格层析成像技术在陡倾地层及复杂断裂成像方面优势明显，本文以新处理的叠前深度偏移资料为数据基础，重点针对英中地区XI号断裂与IV号断裂相交形成的“夹角区”开展下干柴沟组盐间复杂断裂体系剖面识别。

图 6为过S65井任意线新、老资料剖面复杂断裂体系解释方案对比（测线位置见图 4b）。整体来看，古近系被下干柴沟组盐岩分隔为盐下地层（K17以下地层）、盐间地层（N₁至K17之间地层）、盐上地层（N₁以上地层），其中盐上地层构造以狮子沟和油砂山两个大型逆掩滑脱断层为典型构造样式，新、老解释方案差别不大，差异主要体现在对盐间及盐下地层的断裂解释方案。受地震资料成像品质限制，老资料解释方案中（图 6下）XI号断裂及IV号断裂间的三条逆冲断层叠置，向上延伸至盐岩层，形成盐下叠瓦冲断构造组合样式；而新资料解释方案中可以明显看到盐间地层受挤压变形，出现了多个小型逆冲叠瓦断裂，断裂长度较短，向上延伸至盐岩层内，向下滑脱消失在K17油组之下的泥岩层内，并伴生多个盐间滑脱褶皱构造，这一组小型滑脱断裂与XI号、IV号断裂间的三条逆冲断层分属于两套断裂系统。整体构造样式表现为：盐上地层发育大型逆掩滑脱断层，盐间地层发育小型滑脱断层，盐下地层发育叠瓦冲断断层，同时XI号、IV号两条延伸至基底的早期大型走滑断层，受上新世—第四纪强烈挤压作用的影响，断层倾向已经发生反转。

新资料为研究区下干柴沟组盐间复杂断裂解释带来全新思路，而如何精确刻画盐间小型滑脱断裂平面展布特征，进而寻找构造有利区带，则需要借助地震敏感属性开展进一步研究。

3.2 盐间复杂断裂体系平面展布特征分析

前人研究表明，影响英中地区构造变形的区域应力方向主要为北东东、北东以及北北东向，区内主干断层走向也大致呈北西—南东向展布^[10-12]，这为求取研究区倾角体的观测角度（方位角）提供了依据。基于新处理叠前深度偏移资料，分别计算0°、30°、60°、90°方位角的地层倾角属性体，沿目的层提取4个不同方位角的倾角属性（图 7）。只有当观测方向与地层走向垂直时，地层视倾角才更接近地层真倾角。由图可见，通过改变观测方向，求取不同方位角的视倾角，可以清楚看到不同走向地层倾角发生突变的位置，直观反映不同走向地层断层的展布特征。将不同观测方位倾角属性图中识别的断层进行平面组合，可得到英中地区下干柴沟组K17油组盐间断裂展布平面图。

图 8为英中地区断裂平面展布新、老方案对比，可以看出，断裂剖面解释方案的改变以及断裂敏感属性的优选对确定最终断裂平面展布方案影响巨大。

总体而言，英中地区下干柴沟组盐间复杂断裂展布是围绕XI号和IV号两条主干断裂展开。XI号断裂整体走向为近北西—南东向，IV号断裂走向为近南北向，且向南延伸与XI号断裂相交合并成为一条主断裂（图 8），两条主干断层的平面展布特征通过相干属性、分方位倾角扫描属性均已得到验证（图 4），可以看出，新、老方案差异主要出现在XI号断裂与IV号断裂形成的“夹角区”内。受老地震资料品质限制，老解释方案未能识别出下干柴沟组盐间地层中的小型滑脱断层，尽管在相干属性平面图中能够明显看到“夹角区”内发育大量伴生断裂（图 4a），但展布特征不清晰，无法指导断裂平面组合，因此在老断裂展布图中，“夹角区”内断裂平面组合被简化成若干个断块（图 8右）。而基于新资料解释的断裂平面展布图中（图 8左），“夹角区”内北西—南东向断层与近南北向断层均有发育，两组断裂相交组成反“S”型，基于前人研究成果及地震剖面解释结果，认为这种展布特征反映了英中地区区域构造应力特点。

Yin等^[11]对青藏高原中部地区晚新生代广泛分布的两组具有相反剪切性质的共轭走滑断裂进行了深入研究，提出“V”形复合共轭断裂产生的陆内断裂呈反“S”形特征，认为两组共轭左旋走滑断裂构成的组合最终产生了一系列压扭挤压构造（图 9a、图 9b）。阿尔金断裂与昆仑断裂的组合系统在几何形态上与这种“V”形共轭走滑模型类似，尽管这两条断裂的走滑“年龄”仍存在争议，但其共轭左旋走滑的特征已经被很多学者研究证实。从本质上来说，柴达木盆地是在这两条大型左旋走滑断裂耦合作用下形成的走滑叠合盆地，内陆断裂及构造的形变是大规模走滑边界断裂调节下的侧向挤出以及持续向北的应力传递和积累的共同结果，XI号、IV号断裂以及狮子沟、油砂山断裂都是很好的例证。

在大规模走滑边界断裂的调节作用下，英西—英中地区乃至柴西地区普遍产生北东向的拉张逃逸作用^[12-13]，使得原本北西西向一系列先存基底断裂发生右行走滑，并在深层形成对古近纪沉积具有控制作用的近北西西向主控正断层及其伴生的正断层组合（XI号断裂、IV号断裂），这两条断裂不仅控制着下干柴沟盐岩层段的发育范围，同时也对盐间滑脱断层展布方向起到控制作用。上新世末期，受喜马拉雅晚期运动影响，昆仑山隆升，柴达木盆地内主应力场转变为北北东向的挤压^[13-15]作用，阿尔金断裂的剪切应力不再集中于断裂本身，而是开始遍布于阿尔金断裂附近乃至高原东北部地区，这一时期断裂的左旋滑移量被柴达木盆地和祁连山内部变形所吸收，靠近阿尔金断裂的南侧地区由于断裂另一侧块体的左旋走滑拖曳而形成显著逆时针旋转的构造带^[16-19]，最终形成包括XI号、IV号在内的一系列反“S”形断裂。在几乎同一时期（下油砂山组沉积时期），随着青藏高原整体快速隆升，英雄岭构造带开始崛起，位于构造带南部的狮子沟—油砂山构造带地层率先开始变形，狮子沟、油砂山断裂开始发育。图 9c为上干柴沟组断裂与下干柴沟组断裂平面叠合图（三维框外借用部分英西三维地震资料），可见狮子沟、油砂山断裂的平面展布形态与XI号、IV号基本一致，均显示出“V”形复合共轭断裂产生的陆内断裂反“S”形特征，但倾向却相反。从过“夹角区”的典型地震剖面可以看出（图 5），XI号、IV号属于盐下断裂，而狮子沟、油砂山断裂属于盐上断裂；XI号、IV号断裂发育时期长，经历由正转逆的过程，而狮子沟、油砂山断裂未经历反转；在XI号、IV号断裂形成的夹角区内，越靠近挤压端（北东向），盐下地层的抬升幅度越大，断层（①~⑦号断裂）及地层的倾角均增大，具有典型的逆冲叠瓦特征，说明作为控制下干柴沟组盐岩沉积的主干断裂，XI号、IV号断裂控制着盐间滑脱断裂的平面展布范围。但是这组盐间滑脱断裂倾向均以北北东—北东东向为主，与XI号、IV号两条主干断裂倾向相反（图 6上、图 9a），与狮子沟断裂、油砂山断裂倾向一致，表明夹角区盐间滑脱断裂的产生时期为上新世晚期—第四纪强烈挤压定型阶段，正是由于受到北北东向挤压应力作用影响，“夹角区”内的下干柴组盐间滑脱断裂平面展布也呈反“S”形，符合柴达木盆地“V”型共轭走滑断裂组合特征（图 9b）。

基于新的解释方案，在“夹角区”下干柴沟组盐岩层间新发现6个滑脱构造及相关圈闭（图 9a），圈闭类型为断背斜，具有“一断、一块、一藏”的平面展布特征，有效圈闭总面积超过10 km²，滑脱断层在成藏组合中起到形成有利圈闭、沟通深层源岩的重要作用。目前已在部分圈闭内提出建议井位并获得油气发现，其中6号圈闭内的SX58井在下干柴沟组地层日产油135 m³，且持续稳产；4号圈闭内的S65井在下干柴沟组地层试油最高日产油95 m³，同时测井见到较好的油气显示。充分证明XI号断裂和IV号断裂相交形成的“夹角区”是英中地区断裂最为复杂的区域，但很可能成为下一步最有勘探价值的成藏区带。

4 结论

（1）基于新的叠前深度偏移资料，优选倾角扫描属性，在区域构造应力分析结果的指导下，分区、分方位对下干柴沟组复杂断裂进行解释、识别，能够大幅提高识别精度，弥补相干等常规属性的不足。

（2）下干柴沟组盐间地层中识别出多个小型滑脱断层，与盐下地层发育的叠瓦冲断断裂分属于不同断裂体系。

（3）通过进一步提取分方位倾角扫描属性，证实这些盐间小型滑脱断层在平面上呈反“S”形展布，与北北东向的区域挤压应力背景吻合，特别是XI号断裂和IV号断裂相交形成的“夹角区”内，反“S”形滑脱断裂对局部构造控制作用明显，形成的相关圈闭是下一步重点勘探的有利区带。