Structural analysis and reservoir-controlling significance of No.19 strike-slip fault in the eastern Aman transition zone, Tarim Basin

doi:10.13745/j.esf.sf.2025.2.1

Abstract

Abstract:

Strike-slip faults are well developed in the northern depression of the Tarim Basin, playing a crucial role in controlling the development of fault-controlled reservoirs in the Ordovician carbonate rocks in the eastern Aman Transition Zone. Based on 3D seismic data and Ordovician geological information, and from the perspective of reservoir characterization and development needs of the No.19 strike-slip fault-controlled oil reservoir, this study conducts a detailed analysis of the layered deformation characteristics, segmented deformation features, activity patterns, evolutionary stages, and fault evolution process of the No.19 strike-slip fault zone, with particular emphasis on its reservoir-controlling significance. The main findings are as follows: (1) The No.19 strike-slip fault zone can be divided into four structural layers from bottom to top: the subsalt Cambrian structural layer, Middle Cambrian evaporite structural layer, Middle-Lower Ordovician carbonate structural layer, and Silurian clastic structural layer. (2) Based on fault strike and combination characteristics of faults at the top of Ordovician carbonate rocks, the fault zone is classified into horsetail, en echelon, braided, overlapping, and linear segments. (3) The Middle-Lower Ordovician section of the No.19 strike-slip fault zone exhibits strong overall activity with significant deformation, and can be subdivided into seven transtensional segments, seven transpressional segments, and three translational segments. The fault zone underwent multistage tectonic evolution, with the Early and Middle Caledonian being the key active periods. (4) Different planar segmentation patterns exert varying controls on reservoir development: braided and overlapping segments show relatively better reservoir development, while horsetail, en echelon, and linear segments exhibit poorer reservoir development. Profile structural styles significantly influence reservoir development, with transtensional segments favoring large-scale reservoir formation, transpressional segments promoting reservoir development, and translational segments yielding limited reservoir scale. The superposition of planar segmentation patterns and profile structural styles leads to notable differences in hydrocarbon accumulation scale across different superimposed segments of the same fault zone. (5) The layered deformation, planar segmentation patterns, activity characteristics, and profile structural styles collectively contribute to variations in reservoir development along different sections of the same fault zone. Research significance: This study provides an important structural foundation for investigating the vertical development patterns and connectivity of strike-slip fault-controlled reservoirs, and offers valuable insights for further research on the reservoir-controlling significance of strike-slip fault-controlled reservoirs.

Key words: eastern Aman Transition Zone, strike-slip fault, Ordovician, planar segmentation pattern, profile structural style, superimposed reservoir control

CLC Number:

LIU Binglei, ZHAO Yonggang, ZHANG Yintao, ZHOU Fei, XIE Zhou, YAO Chao, YIN Shuai, DING Liuyang, ZHAO Longfei, SUN Chong. Structural analysis and reservoir-controlling significance of No.19 strike-slip fault in the eastern Aman transition zone, Tarim Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2025, 32(4): 453-470.

Figures/Tables 14

References 69

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文章研究方法		研究内容	文献来源
几何学、运动学、动力学特征	几何学	主要研究断裂浅层构造变形特征,深层构造变形特征;依据断裂走向划分断裂横向分段特征	[11, 15-19, 22, 27, 31-33, 51]
	运动学	依据三维地震资料,研究走滑断裂滑移方向、断裂剪切方式,断裂断距升降幅度与破碎带宽度
	动力学	基于板缘应力场、模拟实验,运用多学科动静态一体化分析方法,揭示塔里木盆地走滑断裂生长发育机制
断裂展布特征及石油地质意义	断裂展布特征	从剖面形态和平面展布特征探讨走滑断裂构造样式,主次级断裂关系和断裂活动期次	[10, 13, 21, 24, 34-35, 40, 42-43, 45, 47, 49-50, 53]
断裂展布特征及石油地质意义	石油地质意义	走滑断裂纵向分层结构对油气的控制作用,平面分段对储层发育与油气富集的控制作用	[10, 13, 21, 24, 34-35, 40, 42-43, 45, 47, 49-50, 53]
断裂平面分段样式及控储作用	羽状段	羽状段为应力集中区,区域内P型剪切和Y型剪切发育,裂缝较发育,为岩溶水提供通道	[12, 23, 25-26, 28, 30, 41, 44, 52]
	马尾段	马尾段为应力分散区,分支断裂大量发育,区域内破碎带连接成片,储层发育较分散
	辫状段	辫状段破碎带宽度较宽,破碎带规模大,裂缝大量发育,储层通过断裂相互连通
	叠覆段	叠覆段分支断裂与主干断裂组合成拉分下掉段或挤压隆升段,区域内断裂活动较强,储层连片发育
	线性段	线性段单一主干走滑断裂产状高陡直立,直插基底,通源性更强,储层沿断裂两侧呈零星分布
断裂剖面构造样式及控储作用	张扭段	张扭段地震剖面显示同相轴呈较窄的拉张下掉形态,为负花状构造,主要以汇水区为主,有利于岩溶作用	[14, 20, 29, 36-39, 46, 48]
	压扭段	压扭段地震剖面显示同相轴具有明显的挤压上拱特征,为正花状构造,破碎带宽度较宽,为岩溶水的分流区,储层发育较分散
	平移段	平移段地震剖面上表现为发育直立型走滑断裂,两侧地层接触关系良好,垂直断距较小,储层发育于断裂两侧,储层规模有限

文章研究方法		研究内容	文献来源
几何学、运动学、动力学特征	几何学	主要研究断裂浅层构造变形特征,深层构造变形特征;依据断裂走向划分断裂横向分段特征	[11, 15-19, 22, 27, 31-33, 51]
	运动学	依据三维地震资料,研究走滑断裂滑移方向、断裂剪切方式,断裂断距升降幅度与破碎带宽度
	动力学	基于板缘应力场、模拟实验,运用多学科动静态一体化分析方法,揭示塔里木盆地走滑断裂生长发育机制
断裂展布特征及石油地质意义	断裂展布特征	从剖面形态和平面展布特征探讨走滑断裂构造样式,主次级断裂关系和断裂活动期次	[10, 13, 21, 24, 34-35, 40, 42-43, 45, 47, 49-50, 53]
断裂展布特征及石油地质意义	石油地质意义	走滑断裂纵向分层结构对油气的控制作用,平面分段对储层发育与油气富集的控制作用	[10, 13, 21, 24, 34-35, 40, 42-43, 45, 47, 49-50, 53]
断裂平面分段样式及控储作用	羽状段	羽状段为应力集中区,区域内P型剪切和Y型剪切发育,裂缝较发育,为岩溶水提供通道	[12, 23, 25-26, 28, 30, 41, 44, 52]
	马尾段	马尾段为应力分散区,分支断裂大量发育,区域内破碎带连接成片,储层发育较分散
	辫状段	辫状段破碎带宽度较宽,破碎带规模大,裂缝大量发育,储层通过断裂相互连通
	叠覆段	叠覆段分支断裂与主干断裂组合成拉分下掉段或挤压隆升段,区域内断裂活动较强,储层连片发育
	线性段	线性段单一主干走滑断裂产状高陡直立,直插基底,通源性更强,储层沿断裂两侧呈零星分布
断裂剖面构造样式及控储作用	张扭段	张扭段地震剖面显示同相轴呈较窄的拉张下掉形态,为负花状构造,主要以汇水区为主,有利于岩溶作用	[14, 20, 29, 36-39, 46, 48]
	压扭段	压扭段地震剖面显示同相轴具有明显的挤压上拱特征,为正花状构造,破碎带宽度较宽,为岩溶水的分流区,储层发育较分散
	平移段	平移段地震剖面上表现为发育直立型走滑断裂,两侧地层接触关系良好,垂直断距较小,储层发育于断裂两侧,储层规模有限

断裂叠合分段类型	断裂平面分段样式	剖面构造样式	走向	断裂活动性	代表井	累产量/t
平移马尾段	马尾段	平移段	NE	弱	MS704	8 000
压扭斜列段	斜列段	强压扭段	NNE	强	MS7-H6	1.0×10⁴
压扭辫状段	辫状段	强压扭段	SN	强	MS7	6.19×10⁴
张扭辫状段	辫状段	强张扭段	SN	强	MS701	3.73×10⁴
压扭叠覆段	叠覆段	弱压扭段	NNE	中	MS705-H10	1.26×10⁴
张扭叠覆段	叠覆段	弱张扭段	NNE	中	MS72	6.05×10⁴
平移线性段	线性段	平移段	NNE	中	MS707	1.38×10⁴

断裂叠合分段类型	断裂平面分段样式	剖面构造样式	走向	断裂活动性	代表井	累产量/t
平移马尾段	马尾段	平移段	NE	弱	MS704	8 000
压扭斜列段	斜列段	强压扭段	NNE	强	MS7-H6	1.0×10⁴
压扭辫状段	辫状段	强压扭段	SN	强	MS7	6.19×10⁴
张扭辫状段	辫状段	强张扭段	SN	强	MS701	3.73×10⁴
压扭叠覆段	叠覆段	弱压扭段	NNE	中	MS705-H10	1.26×10⁴
张扭叠覆段	叠覆段	弱张扭段	NNE	中	MS72	6.05×10⁴
平移线性段	线性段	平移段	NNE	中	MS707	1.38×10⁴