0 引言
轮南低凸起是塔里木盆地塔北隆起上的一个次级构造单元，多年的勘探开发实践表明，轮南—塔河大油气田是一个以奥陶系碳酸盐岩潜山为主，石炭系、三叠系等多层系富含油气的复式油气田，具有多个产层、多种油气藏类型和多期油气充注的特点；多种类型的油气藏，垂向上复合叠置，横向上连片成带，共同构成了一个典型的复式油气聚集区［1-2］。深层的寒武系更逼近烃源岩［3］，而且发育台缘丘滩体和礁后滩，中寒武统膏盐岩可以构成良好储盖组合［4-5］。钻揭寒武系丘滩体的塔深1井和于奇6井，由于不具备优质盖层及靠近走滑断裂，导致其钻探失利［6-10］。显然，该区断裂在成藏中起着重要作用，它的开启性及封闭性直接关系到深层和中浅层油气的富集程度［11］。
近期部署在塔里木盆地塔北隆起轮南低凸起的风险探井——轮探1井在寒武系盐下7 940~8 260 m酸压改造测试，折日产油133.46 m3、天然气4.87×104 m3，是塔里木盆地新领域、新层系获得的重大战略性发现，实现了海相盆地勘探的大突破，具有重大意义。
1 轮南低凸起构造背景
1.1 区域构造特征
轮南低凸起为一下古生界隆起构造，走向北东，并在东南翼叠加发育2条近东西向的断垒带，形成由2条断垒带及其分隔的3个向南东倾的斜坡带。轮南低凸起可分为北部斜坡带、轮南断垒带、中部平台区、桑塔木断垒带、桑南斜坡区、轮西平台区及轮东斜坡区等7个次级构造单元。
1.2 构造发育史
晚加里东期，区域性不均衡构造抬升，使轮南地区形成一大型南倾斜坡。早海西期由于区域上的北西—南东方向的构造挤压作用，在大斜坡的背景上形成了一个北东—南西走向的大型背斜，在背斜的高部位，发育着北东—南西走向的轮西断裂。背斜上方因构造抬升，奥陶系碳酸盐岩上覆的泥盆系、志留系、中上奥陶统逐渐被剥蚀，形成奥陶系碳酸盐岩潜山，潜山面遭受大气淡水淋滤作用，形成古岩溶地貌。
中晚海西期—印支期，该区以南北挤压应力和东西向大型断裂活动为特点，在区域挤压应力的作用下，潜山背斜继续隆升，背斜幅度继续增高，石炭系在大型背斜的背景上逐渐超覆，并且逐渐将潜山埋藏，形成了一个盖层厚度超过500 m的大型披覆背斜。晚海西期，在区域上南北向挤压应力的作用下，形成了东西走向的轮南断裂和桑塔木断裂，随着挤压应力的增强，断层上盘隆升得越来越高，形成了轮南断垒带和桑塔木断垒带，轮南断垒带高部位上的石炭系被完全剥蚀，三叠系直接覆盖于奥陶系灰岩潜山之上。
三叠纪后期，轮南断裂和桑塔木断裂继续活动，形成了三叠系的一系列断层相关构造；同时，由于断裂活动使断垒不断隆升，三叠系在潜山高部位沉积不全。燕山—喜马拉雅早期是轮南地区应力的转化时期，受库车坳陷沉降作用的影响，轮南地区轮南断垒、桑塔木断垒上发育一些近东西走向的拉张正断层。喜马拉雅中—晚期，轮南地区相对稳定，断裂基本停止活动。
2 轮南低凸起断裂特征
轮南低凸起主要发育轮南、桑塔木、轮古东、轮西、轮古西和轮台等6条规模较大的断裂（图3）。它们在活动时间、活动规模以及展布方向等方面存在差异。
2.1 轮南断裂
轮南断裂是研究区规模最大的一条基底断裂，形成于海西晚期，印支期仍有活动，断面南倾，倾角较大，逆断层性质。其南侧发育轮南南断裂，位于轮南断裂南约2.5 km处，二者近于平行展布。断层近东西走向，轮南南断裂基本发育于古生界和三叠系中，断面倾向北，倾角较轮南断裂缓，逆断层性质。在剖面形态上，此断裂向下延伸归并于轮南断裂，二者在南北向地震剖面上呈“Y”字型组合，它们是同时期形成，而且轮南南断裂是轮南断裂活动过程中派生出的一条逆断裂，轮南断裂在寒武系底部表现为一条近东西走向的南倾断裂，在其北翼同样发育2条派生断裂［图4（a）］。
2.2 桑塔木断裂
桑塔木断裂是一条规模仅次于轮南断裂的基底断裂，该断裂形成于海西晚期，印支期断裂中段仍有活动，该断裂近东西走向，断面倾向南，倾角较大60°~70°，逆断层性质。桑塔木南断裂位于桑塔木断裂南约1.5 km的地方，近东西走向，断面北倾，倾角较缓，逆断层性质。桑塔木南断裂是与桑塔木断裂同期形成的一条派生逆断裂，向下归并于桑塔木断裂，二者在南北向地震剖面上亦呈“Y”字型组合。该断裂在寒武系底部表现为近东西走向的不连续的断层，与派生断层构成桑塔木断裂带［图4（a）］。
2.3 轮古东断裂
轮古东断裂，位于轮古36井附近，近南北走向，其延伸范围达30 km，是印支—燕山期受北东—南西方向剪切应力作用形成的张性走滑断层。主要表现为东倾，断开地层寒武系至侏罗系，断距20~100 m，在轮古36井以东地区断距最大［图4（b）］。
2.4 轮西断裂
轮西断裂形成于海西期，在南北向区域挤压应力的作用下，在轮南潜山的西部轮南1井区，形成了北东—南西走向的具有压扭性质的逆冲断层，这组断裂自北东向西南方向断距逐渐增大，在印支期之后停止活动（轮南1井区的北东向断裂未断至三叠系），与轮南断裂呈斜交关系［图4（b）］。
2.5 轮古西断裂
轮古西断裂位于轮古9井—轮古40井一线，由一条规模较大的压扭性走滑断裂和一条派生走滑断层组成，与轮西断裂基本平行，呈北东—南西向展布。该断裂形成于海西早期，海西晚期停止活动，断开寒武系、奥陶系，未断穿石炭系［图4（b）］。
2.6 轮台断裂
轮台断裂是一条断面北倾的基底卷入型大断裂，自东向西其走向由近东西向变为北东—南西向，横贯轮南低凸起北端，是轮南低凸起和轮台凸起之间的边界断裂。该断裂纵向上可分成上、下2段。其上段（新近系库车组中下部至侏罗系）为正断层，断距数十米至数百米不等；下段（侏罗系之下的地层）为逆断层，最大断距可达数千米。上、下2段组合为一负反转构造［图4（c）］。
3 轮南低凸起断裂封堵性
深层油气现今能否保存与喜马拉雅期断裂的封堵性有直接关系。断裂开启或封闭可以通过分析断裂性质以及活动性来判断，另外，也可以通过已发现油气田的油气性质及其在纵向上、平面上的分布来辅助判断。
3.1 轮南—桑塔木—轮古东断裂封堵性
轮南地区由于现今处于南北强挤压的构造应力场，东西向的轮南断裂、桑塔木断裂开启程度低，不利于油气的垂向运移。在轮南断裂带、桑塔木断裂带东部奥陶系发现天然气，但上部三叠系—侏罗系以油藏为主，天然气的干燥系数为0.75~0.90，以湿气为主，表明晚期高成熟度天然气尚未运移到三叠系—侏罗系，同时也表明上部地层中断裂在喜马拉雅期是封闭的。轮南低凸起有机包裹体主要有3类，反映该区3期油气运移且成熟度呈由低—高的演化过程；轮南低凸起伊利石类矿物有2期，一期为伊利石，另一期为伊/蒙混层矿物［11］。
从轮南地区南北向油气成藏剖面来看（图5），纵向上晚期的天然气主要分布于下部的奥陶系，上部的三叠系、侏罗系以油为主，而且是沿着正断层向上的调整，表明晚期充注的天然气没有沿轮南断裂、桑塔木断裂向上运移到三叠系—侏罗系。从轮南地区奥陶系原油密度平面分布来看（图6），轮南地区东部轮古东地区以天然气为主，中部轮南断垒—桑塔木断垒以正常油为主，比重在0.82~0.87之间，西部轮西—轮古西地区以重质油为主，比重在0.89~1.03之间。油气的东西相态差异表明，晚期的天然气主要是从轮古东走滑断裂运移上来的，东西向的轮南断裂、桑塔木断裂在喜马拉雅期具有封闭性，而位于寒武系台缘带东部的轮古东走滑断裂具有开启性。轮南断垒带和桑塔木断垒带东端的天然气主要是由东向西通过储层与不整合面侧向运移聚集成藏，而不是原地断裂垂向运移的结果。
另外，从轮南地区天然气的干燥系数来看（图7），轮南断垒带上从老地层奥陶系、石炭系到新地层三叠系、侏罗系天然气干燥系数逐渐降低，从0.99降低到0.75，表明晚期高干燥系数的天然气没有沿轮南断裂运移上来，同样证明喜马拉雅期轮南断裂具有一定封闭性。
研究表明，轮古东走滑断裂带是晚期天然气运聚的有效通道。沿南北走向的断裂带向西气油比、含蜡量（图8）、干燥系数逐渐降低，而原油密度逐渐升高，表明天然气自走滑断裂带垂向运移到奥陶系碳酸盐岩储层部位后自东向西充注。
3.2 轮古西断裂封堵性
轮古西地区奥陶系潜山发现了轮古42、轮古9等重质油藏，而石炭系之上未发现油气，不存在燕山晚期—喜马拉雅期油气充注［14］。塔北古隆起在晩古生代处于右旋压扭性或NW—SE向主应力环境［15］，通过轮古西三维地震精细解释和地震属性分析，发现轮古西走滑断裂具有分段特征，且走向上有变化（图9）。西段为张扭段，走向北东，地震剖面上表现为“负花状”，中下寒武统断距达50 ms，上寒武统—奥陶系为中间地层向下掉受2条断裂夹持［图9（a）］；东段为剪切段，走向北东，地震剖面上表现为只有一条直立断层，断距呈现出上大下小特点［图9（c）］；中段为压扭段，走向北东东向，地震剖面上表现为中寒武统褶皱拱起，下伏发育直立断层，仅断至中寒武统底界［图9（b）］。在中寒武统相干图上［图10（a），图10（b）］，西段、东段断裂平面展布很清楚，而中段断层不明显，但是在寒武系底界相干图上轮古西断裂三段平面展布均很清楚［图10（c）］，这恰恰说明中段断层为压扭性质，由于中寒武统发育膏岩塑性地层［16］，挤压应力使得断开的地层紧密接触，在相干图上很难识别出断层的存在。
该区寒武系玉尔吐斯组烃源岩在加里东—早海西期达生油阶段，生成的黑油通过走滑断裂向上运移，聚集在潜山岩溶缝洞体中，后期遭受生物降解，形成重质油，从目前勘探开发结果来看，没有晚期成熟度很高的油气注入，因此，轮古西断裂尤其是中段现今具有封闭性，海西期形成的油气藏能够在寒武系盐下得以保存。
轮探1井寒武系盐下吾松格尔组具有局部构造背景，且发育滩相白云岩与膏盐岩储盖组合［16］，因此推测轮探1井为构造—岩性复合油气藏。
3.3 轮台断裂封堵性
轮台断裂是一条先逆后正断层，下段古生界表现为逆断层，上段中新生界表现为正断层。位于断层南侧的轮西1井，侏罗系中途测试获工业油气流，经分析为来自北部库车坳陷的陆相油气，而并未发现海相油气。可以推断，轮台断裂上段正断层具有开启性，而下段逆断层具有封闭性。
4 勘探领域方向
轮古西地区仅在中浅层奥陶系潜山发现油气，而且奥陶系油藏在三叠系沉积前遭受降解稠化后，一直处于沉降深埋过程，油藏得到有效保存；由于成藏时间较早，轻质组分散失较多，气油比极低，油质较稠，说明缺乏晚期油气充注。该地区轮探1井钻揭玉尔吐斯组优质烃源岩，这套烃源岩现今仍处于高成熟阶段，因此，轮古西地区深层应该是下一步油气勘探的有利方向，尤其是寒武系膏盐岩层之下的层系更应该给予充分重视。
轮台断裂南侧仅在中浅层见到陆相油气，深层寒武系发育缓坡滩体与膏盐岩层构成的储盖组合，同样发育寒武系玉尔吐斯组烃源岩，源储盖配置条件较优越，虽然，发育一些走滑断裂，但是，这些断裂海西期之后未活动，膏盐层之下油气能够得以保存。因此，轮南低凸起北部轮台断裂南侧的寒武系膏盐岩层之下的层系同样应该给予充分重视。
5 结论
塔里木盆地塔北隆起轮南低凸起发育轮南、桑塔木、轮古东、轮西、轮古西和轮台等6条规模较大断裂，除轮古东断裂现今仍具有开启性外，其余断层现今均具有封闭性，尤其是轮古西断裂，晚海西期之后就已经停止活动，具有封闭性，有利于深层油气的保存，轮探1井在寒武系吾松格尔组获工业油气，也证明了这一点。因此，轮古西地区深层寒武系膏盐岩之下区域是下一步油气勘探有利方向。
甘公网安备 62010202000678号
