準噶爾盆地南緣齊古背斜復雜構造建模技術應用

王俊 肖立新 劉翔

摘 ?要：齊古背斜構造復雜，變形強烈，地震資料相對較差，構造樣式建立存在多解性。為準確落實該區構造特征，從地質“戴帽”、傾角標定及平衡恢復與幾何變形正演等關鍵技術出發，對齊古背斜進行精細構造解析，確立齊古背斜為早期構造三角楔與晚期沖斷褶皺復合疊加的構造樣式。該背斜主體部位具分層、分塊構造特征，西段以南傾沖斷斷裂為主，東段以北傾反沖斷裂為主。復雜構造建模技術的應用將有助于建立更為合理的構造解釋方案，大大降低油氣勘探風險。

關鍵詞：準噶爾盆地;齊古背斜;復雜構造;建模技術

齊古背斜位于準噶爾盆地南緣齊古斷褶帶中段，西側是清水河鼻狀構造，東側是昌吉背斜（圖1）。該區經多期構造運動，構造復雜、變形強烈[1]。解釋方案存在多解性，是制約該區圈閉落實的主要因素。目前常規構造建模方法主要據地震資料，采用層位標定、相干切片等技術解釋層位和斷裂[2-3]，復雜構造區地震資料相對較差的情況下，層位追蹤范圍有限，切片斷裂特征不明顯，解釋難度大，缺少模型合理性驗證。針對復雜構造，需綜合各種地表、地下地質資料構建多重約束模型，并在此基礎上開展構造變形機理研究，推斷構造模型的合理性。

本次研究在常規構造建?；A上，采用地質“戴帽”、傾角標定等技術約束模型構建，應用現代構造地質學斷層相關褶皺原理與方法[4-6]，推斷地層及斷裂形態展布，對齊古背斜進行精細構造解析，明確其構造樣式及特征。采用平衡恢復與幾何變形正演技術，數值模擬建立構造幾何模型，再現齊古背斜構造變形運動學過程，驗證模型合理性，將構造模型多解性降至最小，極大地降低油氣勘探風險。

1 ?復雜構造建模技術

1.1 ?地質“戴帽”技術

地質“戴帽”是通過野外露頭標定，將工區地層層位、巖性、產狀、斷層、地表高程等信息準確地標定在地震剖面上。首先利用數字高程模型獲取野外實測剖面的地表高程線，把野外實測產狀及地層界線等投影到地表線上;其次根據地面露頭走向，將地面實測地層產狀換算成沿標定測線的產狀;最后制作沿地震測線的時間域地表構造剖面圖，完成測線的地質“戴帽”，為構造分析與建模提供依據。由于背斜南北兩翼未有井鉆揭，對應地層在背斜核部已剝蝕，因此，地質“戴帽”對確定背斜南北兩翼地層歸屬起重要作用。

齊古背斜地表地層出露較豐富，背斜核部出露中侏羅統頭屯河組，北翼連續出露上侏羅統、白堊系、古近系和新近系，南翼出露侏羅系、白堊系。背斜兩翼地層產狀不對稱，南翼緩北翼陡，北翼地層傾角50°～60°，南翼地層傾角25°～45°（圖2）。南翼白堊系清水河組與侏羅系喀拉扎組呈角度不整合接觸（圖2中②），背斜北翼缺失侏羅系喀拉扎組（圖2中③），白堊系清水河組與侏羅系齊古組呈不整合接觸。北翼沿白堊系吐谷魯群及古近系安集海組發育北傾層間逆斷層。Inline205線是齊古背斜一條近NS向三維主測線地震剖面，從野外露頭地質“戴帽”標定成果來看（圖2），地面地質層位與地震剖面層位一致，確定了齊古背斜構造南北兩翼地層歸屬及侏羅系和白堊系之間不整合接觸關系，白堊系與古近系內部層間斷層地面位置的確定（圖2中④，⑤），進一步確定了地下斷層解釋方案。

1.2 ?傾角標定技術

齊古背斜地下構造褶皺強烈，斷裂發育，地層傾角變化大，介質速度縱橫向變化劇烈，造成地震資料反射失真，無法準確識別地下地質構造形態。地層傾角標定技術可精確處理井筒地層真實產狀，結合地震反射特征，確定斷層準確位置，指導地下地質構造解釋。充分利用測井縱向分辨率高優勢，達到提高地震資料解釋精度的目的。地層傾角標定關鍵技術環節包括：地層構造傾角的處理和人工拾取、測井曲線的環境校正及時深關系的確定、過井剖面視傾角的計算及傾角桿狀線角度的確定、深度空間域的傾角轉換為地震時間空間域的顯示方法。圖3為齊古背斜過A井的傾角標定地震剖面，A井地層傾角與剖面相位特征較一致，沖斷斷裂上盤地層較高陡，地層傾角大于50°，沖斷斷裂下盤地層較寬緩，地層傾角20°～30°，推斷侏羅系八道灣組中部地層傾向轉變處存在一條沖斷斷層（F）。

1.3 ?平衡恢復與幾何變形正演技術

在地質“戴帽”與地層傾角標定基礎上，運用斷層相關褶皺原理與幾何分析方法，配合平衡地質剖面技術，可有效提高山前復雜構造的解釋精度，并建立合理的構造樣式，確定構造變形演化機理及期次[7-9]。

圖4-a顯示齊古背斜深部隱伏構造為疊加型基底卷入構造楔，上部構造楔由前沖斷層F1和反沖斷層F2組成，反沖斷層F2位于侏羅系底部，為順層滑脫斷層。該構造楔位于齊古向斜南翼，構造楔的楔點位于齊古向斜核部軸面。通過向斜南翼形態，據斷層轉折褶皺理論，可確定前沖斷層F1的形態。深部構造楔由前沖斷層F3與反沖斷層F2組成，形成F2上盤的褶皺傾斜區。深部構造楔形成后，在前沖斷層轉折端發育突破斷層F4（霍瑪吐斷裂）。據前述斷層分析，突破斷層F4為多折斷層，以傾角30°向上切過侏羅系、白堊系后，轉為7°繼續向上切入古近系，在古近系安集海河組轉平，轉平位置為確定齊古背斜北翼的軸面上，成為順層滑脫斷層，向北滑脫后以27°的傾角轉為斷坡，出露于地表。據構造解析結果，齊古背斜為早期構造三角楔與晚期沖斷褶皺復合疊加的構造樣式。在構造解析基礎上，一方面應用平衡剖面技術開展構造變形恢復，尋求地震剖面最合理的構造解釋方案，確定構造動態運動的幾何學變形過程;另一方面通過二維正演模擬技術，可再現構造演化歷史，開展斷裂發育順序和變形速率、沉積速率、變形期次定量分析[10]。

齊古背斜構造演化可分為3個期次，分別為燕山期古構造背景、喜馬拉雅早期構造三角楔、晚期沖斷改造（圖4-b）。晚侏羅世末受燕山期構造活動影響，齊古背斜南部山前存在一期擠壓變形，局部構造高部位遭受剝蝕，上覆白堊紀地層，形成白堊系與侏羅系之間的角度不整合接觸。此后一直到新近系早期都為構造穩定期，白堊系之上沉積了古近系和新近系早期地層。在新近紀，由于古天山活動，山前發育了多個疊加的構造楔，山前整體抬升，并形成褶皺，有一部分斷層的位移量傳遞到盆地中，形成第二排構造。第四紀晚期，發育一條突破型逆沖斷層（霍瑪吐斷裂），在早期盆地中形成的背斜核部突破出地表，并在齊古背斜構造北翼白堊系吐谷魯群與安集海河組內部形成反沖斷層。該區構造進一步擠壓變形，背斜頂部進一步破碎，發育一系列與F4斷層伴生的次級沖斷與反沖斷層，受次級斷裂控制，背斜主體部位具分層分塊構造特征。

2 ?齊古背斜構造特征

齊古背斜為一個向北凸出的弧形背斜，走向近NW向，背斜主體主要受北傾反沖斷裂（齊古南斷裂F2）與南傾沖斷斷裂（齊古北斷裂F1）所夾持，地層南緩北陡，內部被多條斷裂分割成不同斷塊，構造主體東、西段構造樣式存在差異（圖5）。從西段Inline140地震剖面上看（圖5-a），西段以南傾沖斷斷裂為主，伴生北傾反沖斷裂，南傾沖斷斷裂上盤地層傾角較大，構造較窄陡，斷裂下盤侏羅系八道灣組及三疊系小泉溝群構造較完整，形態寬緩;從東段Inline460地震剖面上看（圖5-b），背斜主體同樣被多條斷裂切割，斷裂以北傾的反沖斷裂為主，背斜南翼抬升，地層傾角較小，構造相對寬緩，齊古南斷裂斷距較大，已沖出地表?？傮w上，齊古背斜具構造樣式東西分段、南北分塊、上下分層、斷裂發育、多期構造疊置特征。

3 ?結論

（1） 齊古背斜構造變形強烈，復雜構造建模技術對該區構造解析起重要作用。地質“戴帽”與鉆井傾角的標定可確定背斜地面地層歸屬、落實背斜地層產狀及斷裂位置;平衡恢復與幾何變形正演技術可推斷構造演化過程，驗證解釋方案合理性。

（2） 齊古背斜為早期構造三角楔與晚期沖斷褶皺復合疊加的構造樣式。齊古背斜構造主體部位具有分層、分塊的構造特征，東、西段構造樣式有差異。西段以南傾沖斷斷裂為主;東段以北傾反沖斷裂為主。

（3） 齊古背斜構造演化可分為3個期次，分別為燕山期古構造背景、喜山早期構造三角楔、晚期沖斷改造。

參考文獻

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Abstract：Qigu anticline formation is complex， its seismic data is relatively poor， and there are multiple solutions for the formation. Proceeding from geological “Capping”， angle calibration， forward modeling for balance restoration and geometry deformation and other key technology for complex formation modeling， fine structure analysis is conducted for Qigu anticline， so as to confirm that Qigu anticline is the structural pattern complexly superimposed by the triangular wedge formed at early stage and the thrust faulted-fold at late stage. The major part of Qigu anticline formation is characterized by layering and blocking.The south-dipping thrust fault is dominant in the western，and the north-dipping recoil fault is dominant in the eastern.The modeling technology application of complex formation will be conducive to establish more reasonable formation interpretation scheme， so as to decrease of risk of oil-gas exploration significantly.

Key words：Junggar Basin;Qigu anticline;Complex formation;Modeling technology