四川页岩气WY区块走滑断层特征及其油气地质意义

时间：2024-07-28

郭豫辰，李阳静，李赫，张入月，谭荣彪

(中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司西南物探研究院，四川成都 610000)

走滑断层，是受剪应力作用下，两盘顺断层面沿走向出现相对移动形成的一种断层。走滑断层形成活动过程中，可伴生断块、背斜等有利构造；形成裂缝和小微断裂，为油气提供储集空间；沿断面可形成良好的油气运移通道；断面具有致密性特征，可对油气起到遮挡、封盖作用[1-2]。所以对油气勘探开发而言，走滑断层的研究是一项十分具有意义和价值的工作。

四川盆地经历多期构造运动，受多个方向应力作用，具有形成走滑断层的良好条件。邻区新疆塔里木盆地通过开展走滑断层研究，在油气勘探开发方面已经取得显著的成效和发现[3-6,8-17]。说明在四川盆地内，同样有必要开展走滑断层的研究工作，可以从另一个角度和方向来研究解决目前四川盆地在油气勘探开发过程中遇到的瓶颈和存在的困难。

本次研究以非常规气藏页岩气为目标，针对WY区块开展了走滑断层研究工作。通过一系列的工作，一是搞清了区内走滑断层特征及形成活动特点；二是对区内走滑断层的油气地质意义进行了一定探索，分析评价了走滑断层与页岩气井产量之间的关系。能够从走滑断层这个角度和方向，为该区后期的产能建设提供一定的技术支撑和指导。

1 研究区域概况

研究区域WY区块主要位于四川盆地南部川中古隆平缓构造带和川西南低褶构造带过渡带，区块北部发育威远穹隆构造，西南部发育唐家坝构造带，东南部发育自流井构造带，构造轴向主要呈北东向；地层表现为由西北向东南方向逐渐变深的趋势，总体来说区内构造背景和条件比较简单。

2 WY区块走滑断层特征

区内地震资料品质良好，信噪比较高，成像质量较好，具有优越的研究基础。本次研究，主要采用“地震属性平面识别+剖面精细解释”的方法进行识别解释[7]:①首先对比优选地震属性，确定相似属性为本区敏感属性（断层预测吻合率大于77%）；②切取对应属性沿层切片，按照走滑断层平面特征，在属性平面上对走滑断层进行识别解释；③结合平面解释成果，在地震剖面上进行精细解释，与平面解释成果互为验证，确保解释成果的可靠性，完成走滑断层的识别解释；④最后，结合WY 地区构造演化历史、区域构造动力学背景等资料以及走滑断层形成机制等理论，对区内走滑断层进行综合的分析评价。

WY区块由北至南主要发育三套走滑断层带，1号走滑断层带沿北东东—南西西方向展布，2、3号走滑断层带沿北西—南东方向展布，平面上具有走滑断层典型特点，呈雁列样式依次展布（表1，图1）。

图1 WY区块走滑断层平面位置图

表1 WY区块走滑断层要素表

区内走滑断层，主要发育为局部走滑断层，区域性大型走滑断层不发育，总体规模相对有限。断裂主要向下断至震旦系（Z）地层内，向上断至志留系（S）地层内，部分向上断至二叠系（P）或三叠系（T）地层内（表1）。在地震剖面上，区内走滑断层同样具有走滑断层的典型特征：①主断层断面高陡直立，向下断入基底震旦系（Z）地层内（图2、图3）。②纵向上，断面倾向反转变化；在不同层位断开位置，可见断层性质存在反转变化（图2、图3）。③沿断层走向方向，同一层位的不同位置切取剖面，可见断层性质反转变化，呈现出一种“丝带效应”的特征（图3）。④在平面上走滑断层拐弯或走向变化位置，切取剖面通常可见发育花状构造（图3）。

图2 WY区块走滑断层地震剖面特征图（a.逆断层；b.正断层）

图3 WY区块走滑断层地震剖面特征图（a.逆断层；b.正断层）

根据WY区域构造运动[18]情况和区内断层要素，并通过走滑应力椭圆进行断层受力分析，对区内走滑断层的形成活动特点进行分析研究。根据1号走滑断层带的产状展布情况，判断1号走滑断层带主要受北东—南西向范围内应力控制，与海西—印支期的区内主要应力方向匹配，说明1号走滑断层带主要形成和活动于海西—印支运动时期（图1）。根据2号和3号走滑断层带的表现出产状特点，可以判断2、3号走滑断层带主要是受北西—南东向范围内应力控制，与加里东、燕山—喜山时期的主应力方向比较匹配，这说明2、3号断层带的形成时间不早于震旦纪，在加里东运动和燕山—喜山运动时期发生活动（图1）。总体来说，区内走滑断层经历多次构造运动，结合地震剖面上的特征，在断层活动方面表现出了具有明显多期叠加继承性发育的特点。

3 油气地质意义

区内已经测试产量的页岩气平台开发井，目前主要分布在1号走滑断层带所在区块（图4）。1号走滑断层带范围内，各平台井位处于WY构造东南翼斜坡上，地层产状呈北高南低，具有基本相同的构造背景。区内的孔隙度、总含气量、压力系数、储层厚度等参数范围基本相同，具有相似的储层条件。根据钻井工程资料显示，区内各平台开发井水平井段优质页岩钻遇率均达到95%以上，压裂和完井的施工参数流程统一，具有类似的工程背景。在其他背景因素基本一致的基础上，区内各平台开发井之间区别主要在于与1号走滑断层带之间的邻近程度不同，断层成为比较单一的影响因素。对区内井位进行统计分析，结果显示，与断层带距离较远的平台开发井，平台单井平均测试产量和总的单井平均测试产量比较明显地高于与断层带距离比较邻近的平台开发井（表2、图4）。

图4 1号走滑断层带与页岩气开发井位置图

表2 平台测试产量分析统计表

页岩气井产量之间的差异说明，走滑断层对于邻近页岩气开发井产量是具有一定影响作用的。结合断层特征和断层活动特点等因素，主要原因是断层带中有断层向上断穿上覆的二叠系盖层或以上地层，形成逸散运移通道，对页岩气储层的后期保存造成破坏，导致断层周围邻近平台的产量降低。例如带内F2断层在海西—印支期形成或活动时，向上断穿上覆盖层至当时地表或浅层，沿断面形成向上沟通运移通道，现今地震剖面上则表现为断至三叠系中、下统地层内部；与此同时，川南志留系龙马溪组在印支期进入生烃高峰期[19]，此时储层内的油气会沿断层通道向上运移发生逸散流失（图5），导致储层的保存受到一定程度的破坏作用，最终影响断层周围邻近页岩气井产量。

图5 走滑断层破坏页岩气保存示意图

所以，从以上的结果和分析可以说明，区内走滑断层的油气地质意义主要在于对页岩气储层后期的成藏保存具有一定控制作用，主要表现为具有一定的破坏作用，可以对断层周围邻近的页岩气井产量造成降低的影响。尤其是当走滑断层向上断穿二叠系盖层至以上地层的情况，会比较明显地对断层周围的页岩气储层的保存造成破坏，从而导致断层周围的页岩气井产量会呈现比较明显的低测试产量。这说明，在开发井位部署过程中，除了要考虑常规断层对开发井的影响之外，如果区内发育走滑断层，同样要注意走滑断层所带来的影响作用，尤其要注意规避区内规模较大向上断开层系较多的走滑断层。