断层封闭性与流体流动研究进展

断层在油气运移、断层圈闭及油气藏分隔和连通性中的作用成为当今国内外油气勘探和开发研究的热点。我国断块型油气藏占有很大比例，加强断层封闭性与流体流动关系研究不仅具有理论意义，而且对生产具有经济价值。文中从断层封闭特征、断层带成图及演化、流体包裹体地层学评价断层带封闭性及油气田构造和盖层分析4个方面介绍了国内外在“断层”领域的最新研究成果和发展趋势。     

复杂断块油藏断层封闭性研究

油气在运移过程中遇到断层，由于断层两侧岩层排替压力差别足够大，油气便停止运移而聚集成油藏；断层两侧油藏特征不同，油水关系，温压系统、流体性质等存在一定差异，这个差异表明了断层封闭性。     

石油与天然气运移研究综述

石油与天然气都是流体矿产,在岩石中的运移主要是一种地球物理作用。油气运移研究的主要问题是动力学和运动学机制,也就是运移的动力、相态、通道和数量。初次运移的动力主要是异常高压,二次运移的动力主要是浮力和流体势差。石油运移的相态主要是油相,天然气可以是水溶相、油溶相、气相和扩散相。石油以油相运移、天然气以气相运移最为有效,无需相态转变就能直接成藏。初次运移的通道主要是微裂隙。并不是所有可渗透岩石都是二次运移通道,有效运移通道和主流向是二次运移的特征。断层在活动时具通道性,活动期后的封闭与成岩作用有关,长期活动的断层是油气运移的通道。油气运移动力的积蓄与释放和通道的开启与封闭交替出现,决定了排烃和二次运移都是幕式的,从而决定了充注圈闭和成藏的幕式性,这已得到油藏地球化学研究的证实。油气幕式运移与地流体的幕式流动都与地壳的幕式构造活动相辅相成、互为因果。油气运移是发生在地质历史过程中的事件,因此其研究方法应当是动态分析和综合研究。目前油气运移研究仍存在很多理论和方法上的问题,加强基础理论的研究、总结各类盆地的运聚规律、提高计算机模拟和实验室模拟的水平,是今后油气运移研究的当务之急     

断层在油气二次运移中的作用研究

对柴达木盆地尕斯断陷与苏北盆地洪泽凹陷中断层的作用进行了研究。结果表明，断层在静止状态对油气运移主要 起封闭作用，在断距大于储层单层厚度以及断开层序的净毛比较小的情况下，断层横向上主要起封闭油气的作用，而纵向上对油气的封闭能力与泥岩欠压实带有关，欠压实带的过剩孔隙流体压力可阻止其下方的油气沿断层向上运移，欠压实带之上的油气则可以沿断层向上运移，并引起油气差异聚集。     

断层形态及其封闭特征对油气成藏的控制作用

本文通过断层精细解释与三维模拟技术结合应用,分析油气优势运移路径,建立充注层优选模式,进一步细化、深化油藏动力学理论研究。三维模型显示断层面形态存在多样化,整个断面对储层的封堵性也存在差异,针对断面三维要素及流体运移势能特征分析,研究断层疏导油气的最优势通道,并通过断面封闭性分析论述断层对油气向储层注入的控制作用。油气运聚成藏过程受断层面形态及其横向封闭、开启状态控制,油气在势能约束下沿断层面优势路径向上运移,只有路过储层处于开启段,为油气充注入口,且势能较入口低的位置也存在开启段,为储层流体出口,在势能差的作用下,油气才会规模性的进入储层,油气在密度差异作用下向构造高部位聚集成藏,建立了断层开启段组合、油气优势运移路径沟通的"高势进,低势出"油气充注模式。本次研究创新性对断层面结构要素开展三维研究,应用流体势分析方法,识别出断层疏导油气的优势路径,同时提出"高势进,低势出"的油气充注模式,对油气勘探开发具有重要的指导意义。     

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延吉盆地是吉林省东部的一个山间断陷盆地，其东部坳陷下白垩统大拉子组一、二段为天然气的区域性盖层，盖层的排替压力在１１～１３ＭＰａ范围内，属强封闭能力盖层。研究区断层发育，断层在大一、二段内封闭性好，在下白垩统铜佛寺组内封闭性差；边界断层封闭性差，盆地内部断层封闭性从古至今逐渐变好。研究区主要储层为铜佛寺组和大一、二段，均属低孔、低渗储层。通过对古流体势场的恢复发现，德新凹陷的油气运移以汇聚流形式为主，清茶馆凹陷的油气运移以发散流和平行流形式为主。根据生、储、盖、断层及流体势场等特征的研究，总结出东部坳陷油气运聚模式有３种，即背斜聚敛型油气运聚模式、断层部分截流型油气运聚模式和汇聚流运移断层泄漏型假聚集模式。     

王家岗油田断层启闭性的地球化学判识方法

断层的启闭性是控制油气运移和聚集的关键因素,但对此一直缺少有效的判识方法。文中以东营凹陷南斜坡王家岗油田为研究区,根据断层带流体活动的方式和地化生标参数的运移示踪作用,在原油地化特征分析及其来源确定的基础上,通过断层两盘油藏中原油成因类型的对比分析,对典型剖面控油断层在油气运移时期表现出来的启闭性特征进行了判识,分析了断层对油气运聚成藏的控制作用。研究表明,该方法作为一种新的断层启闭性研究手段,能够更为科学、有效地提供断层启闭性的信息,对断层启闭性的判识具有一定的应用价值。     

断层在油田不同开发阶段的封闭能力及对剩余油分布的影响——以渤海L油田为例

断层作为流体运移通道的同时也具有对流体的遮挡作用,油田开发中后期地层压力平衡被破坏,断层封闭性可能随之改变,因此评价不同阶段断层的封闭能力,可帮助判断油田开发中后期剩余油的分布,能有效指导油气田开发过程中注水方案和挖潜策略。以L油田为例,开展基于断层封闭类型的开发初期断层封闭性评价及基于断面封闭能力的开发后期断层封闭性评价,并指导开发中后期剩余油挖潜取得较好效果。     

断层封闭与油气运移和聚集

在总结国内外断层封闭与油气运移和聚集研究成果的基础上,系统讨论了碎屑岩层序中断层的封闭机理,断层与油气运移的关系以及断层圈闭的油气差异聚集作用。通过黄骅坳陷北塘凹陷断层的封闭性及断层油气藏差异聚集分析,表明断层在活动停止期主要起封闭作用,但在正常压实层序段仍有少量轻组分的烃类沿断层发生运移而引起差异聚集;而在欠压实带,异常高孔隙流体压力使断层在纵向上具有很强的封闭性。     

断层幕式活动期和间歇期流体运移与油气成藏特征

断层的周期性幕式活动导致沿断层带流体运移具有周期性幕式运动的特点。断层的一次周期性幕式活动分为活动期和间歇期两个阶段。断层幕式活动期,深部流体在超压作用或地震泵作用下以在断层带内的垂向运移和进入储层后的侧向运移为主,流体运移的相态为油、气、水的混合相态。断层幕式活动间歇期,当断层带尚未完全封闭、输导系统内压力尚未平衡时,流体在断层带及其两侧储层之间流动,直至达到压力平衡。断层完全封闭后,流体运移则不再发生。断层幕式活动期对油气的输导能力强,而断层幕式活动间歇期对油气的输导能力相对较弱。断层幕式活动期导致断层带附近形成同层混源或异层同源的多层系(或多构造层)含油气复式油气聚集带;而断层幕式活动间歇期使已经形成的油气藏发生再分配,导致断层带垂向上形成欠饱和油藏—高饱和油气藏—油气藏及纯气藏的完整序列。      

准噶尔盆地陆梁隆起断层侧向封闭性研究

陆梁隆起是准噶尔盆地腹部重要的油气勘探区，受断裂封闭性的控制，该区的油气沿断裂两侧呈阶梯状、环状等多种形式分布，故断裂侧向封闭性的研究对该区的油气勘探开发起着重要的指导作用。由于研究区内钻井很少穿过断层，运用常规方法研究该区断层侧向封闭性具有一定困难。而断层两侧的流体性质受断层侧向封闭性控制，侧向封闭性差的断层两侧流体性质具有相似性，侧向封闭性好的断层两侧流体性质具有较大的差异性，根据该原理，结合模糊数学知识，提出一种新的评价断层侧向封闭性方法——流体性质模糊评价法。分析结果与实际勘探状况比较一致，说明运用该方法可以对那些直接获取断层面资料比较困难的断层进行侧向封闭性研究。     

断层封闭性的研究进展

对断层封闭性的 研究现状进行了总结,论述了泥岩沾污带、流体性质、温压系统、砂泥匹配、断层的组合型式、断层封闭史、断层封闭性评价等方面在断层封闭性研究中的最新进展,并对其中存在的一些问题如断层面物质涂抹法的定量表征、油气的纵向封闭性等问题进行了讨论。     

永安镇地区断层特征及其与油气成藏的关系

永安镇地区油藏丰富,断层不仅控制着构造带的形成,而且对油气的运聚成藏也起到非常关键的作用.在对大量地震及岩心资料研究的基础上,对主干断层的发育特征进行了分析;并结合断层活动速率及断层不同部位在不同地质时期封闭性的模糊综合评价,对主干断层不同部位的油气输导能力进行分析,明确研究区断层与油气成藏的关系.结果表明,永3断层东段和永41断层东段的活动时期与生、排烃期相匹配,但封闭性好,不利于油气的侧向输导;永3断层西段、永41断层西段及永67断层的活动持续时间长,与生、排烃期具有良好的匹配关系,且封闭性差,可以为油气的侧向运移提供运移通道,是研究区油气成藏的有利地区.主干断层的组合方式及其输导性和封闭性的差异使研究区油气藏的分布层位由南向北依次变浅,形成了阶梯状的油气成藏模式.     

断层封堵性的三级评价方法

断层的封堵性不仅直接控制着油气分布,而且影响开发设计和开采动态。封闭性断层可形成流体渗流的屏 障,而开启性断层则为渗流通道。在大量的评价断层封堵性实例的基础上,研究了低序级断层的封堵机理以及控 制封堵性的关键因素,总结出基于构造样式分析的断层力学研究评价、断层面评价、地层配置与活动时间配置评价 的三级评价方法。在每级评价中建立断层封堵性评价的临界封堵界限,可实现对于断层封堵性关键因素的评价。 经现场验证,断层封堵性三级评价方法简洁、实用,适合于滚动勘探开发及油田内部流体单元分析。与传统断层封 堵性评价方法相比,该方法能更真实地反映断层封堵性,能够更加有效地指导断块油田开发阶段的断层封堵性研 究,带来可观的经济和社会效益。     

珠江口盆地断层封堵特征及其影响因素

珠江口盆地在南东—近南北向拉张应力的作用下形成了北西、近东西和北东向3组断层,其中以正断层为主,正、反向正断层共存。断层两盘的毛管压力差与油气排替压力的关系决定了断层的封堵能力,不同性质的断层在流体运移过程中的作用不同,同一断层在不同时期对流体的控制作用也不同。对珠江口盆地断层的形成机制、发育特征、断面内部结构和应力状态进行了研究,对珠江口盆地断层封堵的特点及其影响因素进行了综合分析。结果表明,封堵盘泥岩含量是断块构造封堵成藏的主要因素,同时断层的断距、起伏状态、走向、倾角、活动时间及次生后期断层均对断层的封堵能力有一定的影响。     

高邮凹陷陈堡及陈堡东地区断层封闭性研究

在复杂断块地区．断层封闭性的研究对于确定油气藏的分布有着极为重要的意义。通过研究断层两盘的岩性配置关系、泥岩涂抹分析、断层活动期与生排烃期的配置及断面力学性质等影响封闭性的因素，对苏北盆地高邮凹陷陈堡及陈堡东地区主要断层进行封闭性分析．最后应用模糊综合评价方法进行综合评判。结果表明：各断层在三垛组沉积期封闭性较差，可作为油气运移的通道，凹陷内生成的油气在此时期可沿断层向上运移，在构造高部位聚集成藏；三垛组沉积末期至今．断层封闭性较好，有利于油气藏的保存。图6表3参9     

用模糊综合评判方法研究断层封闭性——以高邮凹陷陈堡地区为例

运用模糊综合评判方法,并结合泥岩涂抹系数法对高邮凹陷陈堡地区的断层封闭性进行了定量评价,分析结果与实际勘探状况相吻合。研究表明,吴1、吴2等主控断层在不同位置的封闭性存在很大的差异,具有“下开上闭”特征,表现为断层在深部位开启,成为油气运移的主要通道;在浅部闭合,从而有效地封闭油气。小断层封闭性较好,在局部形成断层遮挡油气藏。     

莱州湾凹陷中央构造带断层活动性及其控藏作用

莱州湾凹陷中央构造带油气藏分布具有"纵向上分层,平面上分带"的特征。为研究同一构造带上油气藏分布差异性,利用前人对断层封闭性评价的方法对莱州湾凹陷中央构造带上控藏断层的封闭性进行了系统评价,并采用了地球化学手段和盆地模拟手段将构造演化史与其油气成藏史相结合,厘清了莱州湾凹陷中央构造带的油气成藏规律。研究结果表明:断层活动史与油气充注过程相匹配是莱州湾凹陷中央构造带油气成藏的关键因素,早期活跃的断层活动有利于油气的向上运移聚集成藏,晚期活动较弱的断层相对利于油气的保存;不同断层封闭性的差异导致了油气藏平面上分布的差异性,同一断层垂向封闭性的不同控制了油气纵向的分层性。在勘探过程中应结合断层的封堵性来确定勘探目的层位,降低勘探风险。