探讨裂缝发育的主控因素及机制（地质灾害论文） ㊣ 精品文档 值得下载

立的裂缝与应力应变关系力学模型，同时结合库伦摩尔剪切破裂准则和格里菲斯张性破裂准则可计算得到不同时期产生的裂缝的线密度和力学性质分布特征。

从裂缝模拟结果看，晚燕山期构造活动较弱，受到大规模断层初始迹面的影响，断层上盘的侏罗系白垩系和古近系地层内发育少量剪切裂缝，线密度普遍小于条，在断层前缘的古近系内零星发育密度低于条的裂缝，而在断层下盘裂缝密度值更低，大部分小于，但在靠近基底的叠系平面上内存在稳带，呈近东西向展布，是个油气非常富集的构造带，纵向上由系列逆冲推覆的断裂控制，平面上具东西分段南北分带的特征，以克拉苏断裂为界，可划分为北部构造带与南部深层构造带两个次级构造单元，地面构造则有南北两个背斜带组成，北背斜带从西到东依次由库姆格列木背斜巴什基奇克背斜和坎亚肯背斜组成。

南背斜带从西到东依次由吐孜马扎背斜喀桑托开背斜吉迪克背斜组成图。

作为克依构造带的南部深层未出露的地表部分，主要包括两个大型的被动顶板双重构造和由相互叠臵的断弯褶皱组成的复合构造，即克拉苏背斜和巴深背斜。

秋里塔格构造带整体为向南凸出的弧形带，分为西秋里塔格和东秋里塔格两个构造带，东秋里塔格带又包括东秋里塔格背斜和东秋深背斜。

古应力场及裂缝发育演化基于弹塑性有限元法对不同阶段的构造应力场进行了数值模拟，模拟结果显示晚燕山期，库车坳陷处在由伸展向挤压过渡的时期，早期正断层开始反转，台阶状逆断层的初始迹面开始形成，但背斜尚未发育，系统演化地质模式，并评价了优势裂缝发育带，如克深大北气田为典型的顶部冲起型褶皱共生裂缝模式，迪那克拉气田为典型的顶部地堑型共生裂缝模式，为库车坳陷山前冲断带的高效勘探部署和老油气田综合治理提供有效指导。

关键词共生裂缝模式冲断带地质灾害塔里木盆地库车坳陷断层褶皱共生裂缝系统构造演化世纪以来，随着认识深入理论突破和技术进步，以及世界范围油气勘探开发进程的持续推进，深层超深层已逐步成为未来油气资源发展的重点新领域，并不断有新发现，从而成为了近来勘探的热点。

国外般将埋深处在以下的油气资源作为深层油气，而我国则按照油气藏的埋藏深度划分为浅层中深层深层和超深层等几个主要类型，。

作为我国深层超深层致密砂岩气的重要产区，塔里木盆地已在库车坳陷的大北克深迪那克拉等气田的白垩系和古近系内实现了勘探突破，。

与常规储层相比，致密砂岩储层表现为成岩作用强烈低孔低渗裂缝发育等地质特征，原生孔隙在后期的成岩演化过程中探讨裂缝发育的主控因素及机制地质灾害论文合岩石复合破裂准则进行了不同构造演化阶段的应力场模拟和裂缝定量预测，同时提取了裂缝密度倾角等参数图。

由模拟结果可以看出，在断层活动的初始阶段，由于摩擦作用，在断层的下盘和尖端处，裂缝相对发育，而此时褶皱幅度仅有，尚未形成局部应力场，因此裂缝很不发育图随着断层位移的增加，褶皱开始隆升，幅度达到了，裂缝发育区逐渐向断层上盘或褶皱核部迁移，但褶皱顶部裂缝仍不发育，总体上裂缝密度由山前向盆地内逐渐降低随着断层的继续活动，当褶皱幅度达到时，褶皱顶部的砂岩地层内裂缝开始发育，尤其当达到后，裂缝密度值在褶皱顶部地层内已经达到了条，而且此时，裂缝发育区主要位于断层周围及褶皱顶部和中部的砂岩地层内，结合应力应变分布特征，发现褶皱紧邻中和面之上的砂岩层内直是裂缝最为发育的位臵，且随着褶皱的隆升或中和面的上移，裂缝密度高值区也逐渐有深部向浅部迁移但褶皱不断隆升并发展到定型阶段褶皱幅度为时，尽管裂缝密度低于地内巨厚沉积地层的阻挡，形成反冲断裂控制了浅部的秋里塔格背斜快速隆起。

此种构造环境下，裂缝开始在库车坳陷内大面积发育，克深背斜克拉苏背斜以及巴深背斜内的裂缝密度明显变大，尤其是克深背斜内裂缝密度达到了条以上，明显高于克拉苏背斜和秋里塔格深背斜。

对比发现，构造幅度较低的克深背斜和库车塔乌背斜翼部裂缝密度明显高于核部，构造幅度相对大的巴什基奇克背斜和喀桑托开背斜裂缝发育区主要位于翼部和核部位臵，而构造幅度最大的秋里塔格背斜背斜核部裂缝最为发育，密度值超过了条。

由图看出，此阶段内的张性缝明显增多，主要位于浅部的高幅度背斜顶部，也可以说位于背斜较陡的侧顶部。

综上所述，库车河剖面中裂缝的发育和分布特征与前面统计结果十分相似，即受区域应力场作用，水平地层中以发育高角度共轭剪切缝为主，但密度很低，断裂和褶皱的出现改变了区域应力场的分布，从而导致局部裂缝的发育，且断裂和褶皱作为特殊构造在区域挤压应力向前传递的过迹面的影响，断层上盘的侏罗系白垩系和古近系地层内发育少量剪切裂缝，线密度普遍小于条，在断层前缘的古近系内零星发育密度低于条的裂缝，而在断层下盘裂缝密度值更低，大部分小于，但在靠近基底的叠系平面上内存在稳定的裂缝发育区，这主要是由于此阶段最大主应力值由深向浅逐渐降低的原因喜马拉雅运动早期，随着天山挤压活动的增强，裂缝的分布趋势与晚燕山期基本相似，由于此阶段巴什基奇克背斜和喀桑托开背斜受控于断层，已经开始形成雏形，但裂缝的发育仍然首先受控于断层的活动，尤其是在两个背斜中间的断层台阶处，即白垩系地层内裂缝密度达到条以上，而且山前的喀桑托开背斜顶部裂缝密度也达到了条以上图，说明此阶段内裂缝主要受控于断层活动，前缘背斜裂缝密度低于山前背斜，而且裂缝类型仍为剪切构造缝图。

进入喜马拉雅运动中期阶段后，随着构造应力强度的增加以及断层的再次强烈活动，巴什基奇克背斜以断展褶皱形式迅速抬升并在背斜前缘形古应力场及裂缝发育演化基于弹塑性有限元法对不同阶段的构造应力场进行了数值模拟，模拟结果显示晚燕山期，库车坳陷处在由伸展向挤压过渡的时期，早期正断层开始反转，台阶状逆断层的初始迹面开始形成，但背斜尚未发育，最大主应力高值区主要位于叠系白垩系和古近系内的初始断层拐弯处图，总体上，深部应力强度应力差大于浅部地层，初始断层尚已经对区域应力场造成了影响喜马拉雅运动早期，控制巴什基奇克背斜和巴深背斜的和断层开始发育，且断层的位移量约为，模型的构造缩短量为，此阶段受断层活动的影响应力强度高值区开始向浅部和山前方向转移，断层带内及断层转折处应力出现低值，说明断层形成后加剧了应力和能量的释放，而初始开始发育的背斜应力场较前阶段发生了定程度的改变喜马拉雅运动中期，随着天山挤压强度的增大，断层的位移量约为，断层的位移量约为，模型缩短量达到，从而导致巴什基奇克背斜的继续抬升和喀桑托开背斜的迅速隆升，巴深背层斜交的共轭剪切缝为主，高角度缝直立缝为辅，两翼网状缝发育且密度高，开度小，充填程度高，核部直立剪切缝渗透性好，规模大，张性缝密度低，但渗透性好，开度大，由北向南裂缝密度逐渐降低，主要受控于喜马拉雅期天山向盆内的前展式冲断强度逐渐消耗降低有关。

迪那克拉气田裂缝分布特征岩心统计结果表明，迪那裂缝主要为构造缝为主，背斜顶部裂缝走向以和为主，两翼以近和为主，两组均组成共轭缝。

以垂直缝和高角度缝斜交缝为主，低角度斜交缝少量图。

网状剪切网状缝占裂缝总数量的，张剪缝占，张性缝占，说明迪那背斜的隆升幅度大，超过，背斜顶部不仅具有大的曲率值，同时发育张性应力环境，为张性断层和裂缝的发育提供了必要条件。

纵向上，由上至下裂缝密度降低趋势不明显，但低值区主要受大套隔层发育的影响。

除个别井点外，裂缝线密度总体偏低，大部分低于条了裂缝的空间分布特征，总结了裂缝发育的主控因素，认为背斜翼间角大埋藏深度大储层压实强烈的克深大北气田内断层数量少裂缝密度高，且背斜翼部裂缝密度明显高于核部，而背斜翼间角相对小埋藏深度相对小储层压实相对差的迪那克拉气田内断层数量多裂缝密度低，且背斜核部裂缝密度明显高于翼部。

另外，迪那背斜在构造的定型期，即喜马拉雅运动晚期，由于强烈的构造挤压作用和隆升导致形成超压，气田中部地层压力达到，压力系数超过，进步促进了背斜顶部大量横张型裂缝的产生。

同时，克拉气田尽管目前压力为，但压力系数为，也属于超压气藏，且由于超压的存在而在孔隙中滞留了大量流体，超压带与孔隙发育带有着良好的对应关系。

克深大北气田尽管埋藏深度大，但压力系数仅位于左右，尚未达到超压的状态。

裂缝发育模地质模式按照褶皱翼间角的几何分类方案，可将库车坳陷内的褶皱划分为种基本类型，具体地，迪那背斜为闭合型，克拉背斜山前和褶皱后翼迁移集中，从而导致后翼裂缝较前翼更为发育。

探讨裂缝发育的主控因素及机制地质灾害论文。

对系列有限元模拟结果进行数据统计，发现以迪那背斜为代表的断层相关褶皱内裂缝的发育和分布除了与岩性和中和面直接相关外，还明显受控于褶皱隆升幅度与断层面距离和断层滑动位移等因素图。

由图可以看出，随着褶皱隆升幅度的不断增加，裂缝密度总体呈现增大趋势，但当褶皱幅度大约超过之后，裂缝密度值又逐渐变得平稳甚至有降低趋势，即当幅度位于范围内时，裂缝密度值最大，这正是大北克深背斜的幅度低于克拉和迪那背斜幅度，但裂缝仍然非常发育的原因。

由图可以看出，剔除数据异常点后，离断层面距离与裂缝密度呈定的幂指数关系，相关性达到了且随着离断层面距离的增大，裂缝密度值逐渐降低，大约距离值超过后，裂缝密度变得稳定，可以认为般断层对裂缝的最大控制有效距离为左右。

随着断层活动的持续或断层位移的变大，裂缝密度值逐渐升高，且整部局部应力场的改变以及次级张性断层的活动。

图库车河地区南北向剖面应力差及最大主应力方向分布特征图库车河地区南北向剖面裂缝密度分布及力学特征图库车坳陷断层相关褶皱地质模型及裂缝模拟结果断层相关褶皱裂缝发育主控因素在构造类型上，迪那背斜属于断弯褶皱类型，而克拉背斜大北背斜和克深背斜属于