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。     

自然界可能存在的断层体圈闭

根据石油地质理论，如果一个具有储集条件的断层体周缘被封闭，且其上方又有良好的封盖条件，便可形成断层体圈闭，若有油源供给，就可能聚集油气形成断层体油气藏。自然界可能存在沥青封堵型、断层交汇型、断层尖灭消失型和层间滑动型等4种成因类型的断层体油气藏(圈闭)。柴达木盆地北缘的冷湖三号石深1井侏罗系油气藏可能是典型的沥青封堵型断层体油气藏。断层体圈闭位于地质情况复系的断裂发育区，油气成藏条件优越，但保存条件差，具有很大的隐蔽性，是值得探索的新勘探领域。图4表1参9     

焉耆盆地博湖坳陷断层封闭性与油气藏形成

焉耆分地是新疆地区一个侏罗系含油气盆地。与断层有关的圈闭已成为焉耆盆地未来油气勘探的重要目标。运用断层涂抹系数，结合断层活动历史研究了焉耆盆地博湖坳陷几条重要断层的封闭性，并分析了它们对油气运移和聚集的作用，为焉耆盆地油气成藏机理研究和断层圈闭评价提供了依据。     

金湖凹陷断层封闭性研究及应用

针对金湖凹陷阜宁构造层断层封闭具多样性,通过解剖不同类型油气藏和不成藏断块,发现断层活动性对封闭性能影响显著,按照断层活动时间与含油气系统关键时刻的相对关系,划分为早期断层和长期断层。通过对断层封闭成因机理的分析,认为两类断层活动性质和作用不同,控制着断块圈闭油气聚集及油、水分布。早期断层封闭性好,断块圈闭形成多油、水系统的层状油气藏;长期断层封闭性具多样性,断块可形成具统一油、水系统的层状油气藏或向上调整成藏或不成藏。该认识在勘探中可用于目标、井型选择及预测油水边界。     

东海西湖凹陷平北地区断裂发育特征与油气聚集

西湖凹陷平北地区断层发育,圈闭以复杂断块为主,断裂与油气藏关系密切,断层的发育期次、开启与封闭、组合样式,直接影响到油气的运移、聚集和富集程度。平北地区发育了全盛型、早盛型和中盛型3种类型断层,断层的活动时期、断层两盘的岩性配置以及泥岩涂抹等是影响断层封闭性的主要因素。平湖组早盛型断层封闭性最好,平湖组—花港组全盛型断层封闭性相对较差。不同断层组合圈闭的油气富集程度具有明显差别,顺倾向断层组合圈闭油气富集程度最高,反倾向断层组合圈闭油气富集程度相对较低,顺倾向与反倾向断层组合圈闭油气富集程度居于中等,根据以上认识优选目标钻探效果良好。     

不同类型断层控制油气垂向富集的差异——以渤海湾盆地歧口凹陷歧南斜坡区为例

渤海湾盆地历经多期构造变动，断层圈闭发育普遍。断层作为断层圈闭的边界条件，在油气成藏过程中起着至关重要的作用。以断层圈闭较发育的歧南斜坡区为例分析了同向断层和反向断层控制油气垂向富集的差异，基于三维地震资料，从断层形成过程和断层圈闭分布出发，剖析了断层遮挡圈闭的成因及分布规律。结合油水分布规律，基于油藏解剖并应用储层定量荧光技术明确了不同类型断层控藏的差异及其形成机理。研究表明：①断层分段生长作用和断层上盘与下盘的差异活动是同向断层控制下断层遮挡圈闭形成的主要原因，斜坡区反向断层控制形成的断层圈闭则是断块掀斜翘倾作用所致；②同向断层圈闭发育在断层上盘分段点位置，只有当同向断层进入"硬连接"阶段方可形成断层圈闭，反向断层圈闭形成在断层下盘，在反向断层活动初期便可形成；③同向断层既可以控制油气在多套含油气系统中聚集成藏，也可在一套含油气系统中富集，而反向断层往往控制油气在一套含油气系统中富集；④不同类型断层控制油气垂向聚集的差异与圈闭发育位置以及断-盖配置有关。采用泥岩涂抹系数对沙河街组一段中部盖层控制的含油气系统的垂向调整进行定量评价，泥岩涂抹系数低于3.5时油气保存，泥岩涂抹系数高于3.5时油气垂向渗漏。     

金湖凹陷断层封闭性研究及应用

针对金湖四陷阜宁构造层断层封闭具多样性，通过解剖不同类型油气藏和不成藏断块，发现断层活动性对封闭性能影响显著，按照断层活动时间与含油气系统关键时刻的相对关系，划分为早期断层和长期断层。通过对断层封闭成因机理的分析，认为两类断层活动性质和作用不同，控制着断块圈闭油气聚集及油、水分布。早期断层封闭性好，断块圈闭形成多油、水系统的层状油气藏；长期断层封闭性具多样性，断块可形成具统一油、水系统的层状油气藏或向上调整成藏或不成藏。该认识在勘探中可用于目标、井型选择及预测油水边界。     

乌尔逊凹陷北部大一段断层封闭性演化及对成藏的控制作用

在乌尔逊凹陷北部大一段断层发育及活动特征研究的基础上,利用断层带填充物岩性和泥岩塑性变形强度评价了其主要断层在大一段的垂向封闭性,通过断层封闭性及其演化史与油气运聚成藏之间关系研究认为,只有晚期和继承性断裂才能作为南屯组源岩的油气运移通道,大一段内较好的垂向封闭性有利于油气在南二段聚集,与断裂有关的圈闭是乌尔逊凹陷北部的主要圈闭类型。     

不同运移方向下断—砂配置聚集油气的差异性

为了研究含油气盆地油气成藏规律,在断裂和砂体空间配置类型及特征研究的基础上,通过不同运移方向下断—砂配置与所形成油气分布之间关系的分析,对不同运移方向下断—砂配置聚集油气的差异性进行了研究。结果表明,油气运移方向不同,断—砂配置聚集油气存在着3方面的差异:断—砂配置聚集油气所需断裂类型不同,垂向运移条件下断—砂配置聚集油气所需的断裂类型是长期活动断裂;侧向运移条件下断—砂配置聚集油气所需的断裂类型是短期活动断裂;断—砂配置聚集油气圈闭类型不同,垂向运移条件下油气聚集圈闭主要有断块、断背斜、断层遮挡、断层—岩性和岩性上倾尖灭圈闭;侧向运移条件下油气聚集圈闭主要有断块和断层遮挡圈闭;断—砂配置油气聚集部位不同,垂向运移条件下油气主要聚集在断—砂反向配置的上盘砂体中;侧向运移条件下油气主要聚集在断—砂反向配置中的下盘砂体中。     

东濮凹陷东倾同沉积断层与油气聚集

分析了东濮凹陷东倾同沉积断层的发育特征及其成因，将该断层及下降盘断层组合概括为四种形式，并总结了不同断层组合中油气的分布特点。综合研究认为，东倾同沉积断层控制了构造圈闭的发育和不同断层组合的油气富集。这类断层具有通道和封闭双重作用，有利于油气的运移聚集。     

地震构造解释中断层阴影区假断层现象分析——以松辽盆地北部敖古拉断层为例

敖古拉断层及其附近的构造落实对松辽盆地北部齐家古龙凹陷区的勘探开发有重要意义。在敖古拉断层下盘地震构造解释研究过程中,从区域构造规律、过断层井测井曲线对比、密井网构造解释和地震正演分析4个方面,证明了敖古拉断层下盘地震构造成像不准确,存在断层阴影,以往地震构造解释的一条近似直立的断层为假断层。分析认为,在松辽盆地北部由于大断距正断层断穿下白垩统嫩江组二段低速地层,造成局部低速地层全部断失或部分断失,导致断层两侧地层速度横向突变,在大断层下盘形成地震成像不准确的断层阴影区。提出在高精度速度建模基础上的叠前深度偏移技术可以消除断层阴影现象;针对常规时间域地震资料,可根据地震正演结果,井震结合开展构造解释。断层阴影区假断层的识别为敖古拉油田周边井位部署提供了技术支撑。     

昆北断阶带断裂形成机制构造模拟实验

昆北断阶带构造形成与发展受多种条件的限制,应力作用机制各有不同,格局较为复杂。针对一、二级主控断裂和三级及次级断裂分别设计了2组构造模拟实验。第一组通过对一、二级主控断裂构造模拟,揭示了在喜马拉雅运动期南北向构造动力持续挤压作用下,昆北断阶带发育一系列不均衡的前展式逆冲断裂体系;与研究区5条地震解释剖面吻合度较高。第二组通过对三级及次级断裂构造模拟,表明平面上三级及次级断裂由最大剪切应力控制,主要发育共轭型和撕裂型2种逆断裂体系,与研究区时间切片上的断裂系统特征吻合。数值模拟分析结果进一步证实了2组实验的结论,并表明,次级断裂系统改善了储集层的储集性能。昆北油田切16井区、切6井区、切12井区和切4井区均证实为油气富集区,实验结论与之对应较好,对油气勘探有指导和借鉴意义。     

松辽盆地徐家围子断陷断裂变形特征及控藏机理

徐家围子断陷为“西断东超”的箕状断陷,伸展断裂和走滑断裂这2种性质断裂对天然气成藏具有明显的控制作用。伸展断裂系统在控盆同时控制有效烃灶分布,近SN向张扭断裂即徐西断裂与NNE向断裂共同控制了沙河子组煤层分布,形成有效烃源灶。走滑断层为火山喷发的通道,徐中断裂和徐东断裂控制营一段和营三段火山分布,与之相交的北北东向断裂有诱导火山喷发作用,交点位置火山规模最大。徐中断裂在泉头组沉积晚期到青山口组沉积早期再次强烈活动,右旋走滑变形使火山岩产生大量裂缝,特别是在断层交点处最发育,形成优质储层。徐东断裂此时无明显活动,优质储层不受裂缝控制。与此同时断裂强烈活动配合沙河子组气源岩大量生排气,成为气源断层,徐中断裂是最主要的气源断裂,由于岩性对接封闭作用,天然气主要分布在气源断裂下盘,因此,天然气围绕倾向变化的徐中断裂两盘呈“正弦曲线”状分布。反转断层和盖层控制天然气富集层位,火山岩顶面的“混岩”盖层品质好,在反转断层不发育区使天然气富集在火山岩储层中。反转断层发育区,易将火山岩中天然气调整到青山口组区域性盖层下的扶杨油层中聚集,调整期为明水组沉积末期。走滑断裂是天然气成藏的主控因素,明水末期没发生强烈反转是保存的关键。     

准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带断裂活动与油气运聚

准噶尔盆地西北缘冲断带东段的乌夏断裂带是西北缘构造活动最为强烈的地区。由于多期的构造活动,断裂的平面和剖面形态呈现出复杂化和多样性。在垂向上,以侏罗系底界为界,将断裂划分为深层断裂体系和浅层断裂体系,由于深、浅层断裂体系活动时间和活动强度的差异,对油气成藏的控制作用也有明显的不同。从断裂的活动期与油气的运聚期配置关系来看,三叠纪至侏罗纪的断裂活动与烃源岩的主生排烃期相匹配,对油气的运聚产生了重要的影响。断裂与不整合构成“之”字型运移网络,使油气从凹陷中心向盆地边缘、从深层向浅层呈台阶式运聚成藏。     

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。     

利用断裂填充物中泥质含量研究断层封闭性的改进方法

在深入研究断裂填充物岩性影响因素的基础上，指出以往断裂填充物中泥质含量的计算方法存在的问题，并以此为基础，提出了一种考虑因素更全面的断裂物中泥质含量的计算方法，交其应用于松辽盆地北部汪家屯气田W1和W5断裂填充物的预测研究中，研究结果与该区实际地区条件十吻吻合，证明该方法用于层封闭性评价，结果是可信的。     

准噶尔盆地夏红北断裂带结构及其封闭差异性评价

断裂不仅是一个面,有时能形成具有复杂结构的体,可划分为多个单元,不同结构单元封闭机理不同,评价方法也应存在差异。在大量岩心观察基础上,结合地震资料解释,将准噶尔盆地西北缘夏红北断裂在平面上划分为东、西两段,剖面上划分为滑动破碎带与诱导裂缝带两个结构单元。滑动破碎带受挤压、扭动、研磨强烈,岩石碎裂化、岩粉化严重,故采用断面应力、涂抹作用、充填作用定量评价其封闭性;诱导裂缝带岩石破碎较弱,裂缝发育,致密性差,孔渗性好,易受后期流体作用,故利用薄片与扫描电镜分析技术,采用成岩胶结作用或原油稠化作用评价其封闭性。结果表明：夏红北断裂滑动破碎带封闭性西段好于东段;诱导裂缝带西段为矿物胶结封闭,而东段为原油稠化充填,封闭较晚。镜下鉴定及流体包裹体测试分析表明：夏红北断裂至少发生3期大规模的流体活动,其中第一期为地层水活动,第二期、第三期流体活动伴随油气运移作用。故断裂带的封闭性是多期流体作用的结果。     

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。     

张家口—蓬莱断裂带渤海段断裂特征及其与油气差异成藏的关系

利用高分辨率三维地震资料解释成果对张家口—蓬莱断裂带渤海段(简称沙北走滑带)的断裂几何学及动力学特征进行了较系统的分析,结合钻井资料,明确了沙北走滑带各区段在构造特征上的差异性,揭示其对油气差异性成藏的控制作用。根据构造特征的不同,沙北走滑带由西至东明显分为3段,西段表现为一条走向由北东向转为北西向并逐渐收敛相交的弧形走滑压扭断裂,呈左旋右阶帚状排列;中段由于受南北两大凸起的限制,发育北西向左旋、北东向右旋共轭走滑断裂体系;东段在开阔的变形空间下受郯庐断裂的影响,以北东向右旋张扭断裂为主。沙北走滑带整体表现为负花状或"Y"字型构造,表现出古近纪拉张和新近纪走滑的2期演化特征。沙北走滑带经历印支期、燕山期和喜马拉雅期3期构造运动改造后基本定型,受变形空间和区域大型走滑断裂带的控制,由西向东逐渐由相对挤压应力背景过渡为相对拉张背景。沙北走滑带走滑断裂的各段差异性特征不仅控制了断裂带不同部位圈闭发育状况和古近纪各时期沉积相的展布,还控制着各段油气运移和输导的效率,进而控制了油气的差异成藏。沙北走滑带石油地质条件呈现出由西向东逐渐变好的特征,东段和中段的油气富集程度明显高于西段。     

正断层形成机理及其对断层泥的控制作用

断层泥是影响断层封闭性的主要因素之一。对正断层的形成机理进行了动力学和运动学分析,从时间和空间上探讨了正断层上、下盘的应力分布特征及其断层泥的分布规律。分析认为,断层泥受控于断层的特征规律,属于断层形成发育过程的伴生现象。而正断层的上盘为主动盘,下盘为被动盘,正断层中的断层泥则随正断层的生长表现为剪薄、拉长、涂抹和拖曳的动态发育演化过程,断层泥主要形成在正断层上盘一定宽度的范围内。