断裂—盖层耦合封闭机理及断层圈闭油气聚集模式

为了探讨常规储层和致密储层内断层封闭机理及油气聚集差异性,以松辽盆地徐家围子断陷和渤海湾盆地冀中坳陷束鹿凹陷为研究对象,从断裂变形机制出发,剖析了不同类型储层断裂—盖层耦合封闭机理,建立了不同类型储层内断层圈闭油气聚集模式。研究结果表明：(1)常规砂岩储层内断裂带断层核发育碎裂岩和泥岩涂抹,破碎带内发育变形带,断层封闭类型为断层岩;致密火山岩储层内断裂带断层核发育无内聚力角砾岩,破碎带内发育裂缝,断层封闭类型为岩性对接。(2)断层封闭油气具有“漏水桶短板原理”,断层岩封闭烃柱高度取决于最小断层泥含量分布位置及封闭能力;岩性对接封闭烃柱高度取决于圈闭范围内最大断距和最小断距之差,具有统一油水界面。(3)致密储层断层油气藏一般为块状油气藏,油气主要分布在断裂上升盘,且受区域性盖层控制;常规储层断层油气藏一般为层状油气藏,受局部性盖层和断层联合控制即可成藏。结论认为,断—盖耦合封闭机理的认识和油气聚集模式的建立,为不同类型储层断控型油气藏勘探部署提供理论基础。     

沿不同时期断裂运移的油气被泥岩盖层封闭所需条件的差异性——以三肇凹陷青一段和南堡凹陷5号构造东二段为例

为了研究含油气盆地下生上储式断裂发育区油气分布规律,在不同时期断裂本身特征及其附近压力条件差异性研究的基础上,对油气沿断裂运移特征及其泥岩盖层封闭运移油气所需条件进行了研究。结果表明,泥岩盖层封闭沿不同时期断裂运移油气所需的条件不同。油气沿活动断裂运移的动力既有地层剩余压力,又有油气本身浮力;以伴生和诱导裂缝为输导通道,孔渗性相对较好,阻力相对较小,易于油气穿过泥岩盖层运移;泥岩盖层封闭沿活动断裂运移油气的条件是断裂在泥岩盖层内上下不连接。而油气沿静止期断裂运移的动力仅为油气本身浮力;以断层岩孔隙为输导通道,孔隙性相对较差,阻力相对较大,不易于油气穿过泥岩盖层运移,泥岩盖层封闭沿静止期断裂运移油气所需的条件是断层岩排替压力大于或等于其下储层剩余压力。     

渤海湾盆地新太古代结晶岩潜山裂缝发育的露头模型

新太古代结晶岩基底潜山是渤海湾盆地重要的油气勘探领域,裂缝的发育与分布是该类潜山油气成藏研究的重点与难点,通常潜山裂缝储层发育于断裂带。通过对秦皇岛地区鸽子窝与北戴河新太古代结晶岩露头断裂带与区域性构造节理带裂缝观测与描述,建立了裂缝发育的露头模型。研究表明,断裂带由核部碎裂带与两侧节理密集带组成,单侧节理密集带的宽度大于40m,整个断层带的宽度大于100m。节理密集带的线密度可达到28条/m,而且裂缝尺度长,多个方向的裂缝构成连通的网络系统,是该类裂缝储层发育的最有利部位。节理密集带以外的区域性节理发育带,因裂缝发育密度低、尺度小、彼此不连通,不能形成有效裂缝储层。潜山裂缝储层的分布受断层的控制呈现高度的非均质性,裂缝发育带与致密带在空间上构成不规则块状分布。     

泥岩盖层内断裂垂向封闭油气能力综合评价方法

泥岩盖层内断裂垂向封闭油气能力主要受断层岩排替压力、泥岩盖层断接厚度和下伏储层油气剩余压力的影响,断层岩排替压力越大、泥岩盖层断接厚度越大、下伏储层油气剩余压力越小,泥岩盖层内断裂垂向封闭油气能力越强;反之则越弱。通过确定断层岩排替压力、泥岩盖层断接厚度和下伏储层剩余压力,根据油气在下伏储层剩余压力的作用下通过泥岩盖层内断裂渗滤、散失速度的相对大小,建立了一套泥岩盖层内断裂垂向封闭油气能力的综合评价方法。对海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁构造的断裂垂向封闭油气能力综合评价结果表明：油气在剩余压力作用下通过14个测点处大一段泥岩盖层内断裂F1渗滤、散失速度均小于0,表明大一段泥岩盖层内断裂F1垂向封闭油气能力均相对较强,有利于油气在南二段聚集与保存,与目前断裂F1附近南二段已发现大量油气分布相吻合,说明文中方法适用于综合评价泥岩盖层内断裂垂向封闭油气能力。     

断裂及其伴生微构造对不同类型储层的改造机理

断裂带具有典型的二元结构,即断层核和破碎带。由于断层核、破碎带与母岩间的物性具有一定差异,断裂在低-非孔隙性岩石和高孔隙性岩石中的表现形式明显不同,使其对储层物性具有相反的改造作用。传统观点认为,储层受力变形均会形成裂缝,而实际上高孔隙性储层中发育的是变形带,会降低储层的物性。中国含油气盆地多为陆相盆地,储盖层普遍为砂泥互层地层,受岩石固结程度、泥质含量、物性等因素影响,断裂在砂泥互层地层中具有6种断裂带结构类型:解聚型断裂带、碎裂型断裂带、层状硅酸盐-框架断层岩型断裂带、断层角砾岩型断裂带、断层泥型断裂带和涂抹型断裂带。以松辽盆地大庆长垣葡萄花油层高孔隙性储层和徐家围子断陷营城组致密火山岩储层为例,系统剖析断裂伴生微构造类型及其对储层反向改造作用。通过对大庆长垣杏树岗背斜带过断裂带钻探X7-20-S632井的岩心观察,发现断裂滑动面周围伴生大量变形带,且随着距滑动面距离增加,变形带密度越来越小。微观结构特征研究表明,变形带具有比母岩更低的孔渗性。徐家围子断陷营城组为致密的火山岩储层,储层变形后形成裂缝,徐中、徐东断裂两侧伴生裂缝密度随着距断裂距离增加逐渐减小,统计表明,断裂附近火山岩储层较远离断裂储层的孔隙度明显提高。依据断层核、破碎带的分布规律,建立了理想的地质模型,模拟了断裂伴生微构造的发育对流体流动效率的影响。结果表明,当储层中的变形带或裂缝发育达到一定程度时,对流体流动具有明显的阻滞或输导作用,因此,断裂及伴生微构造对储层物性具有反向改造作用。     

东海盆地西湖凹陷平湖斜坡K构造带油气沿断层走向运聚模式及控制因素

东海盆地西湖凹陷平湖斜坡K构造带油气资源丰富,油气运聚过程复杂,研究油气沿断层走向运聚模式及控制因素,可以为相似区带油气勘探提供理论依据。为此,综合利用天然气组分和碳同位素等分析测试数据,研究K构造带天然气成因及运移路径,总结油气沿断层走向运移聚集模式,明确油气可以沿断层走向运移的影响因素。结果表明：K构造带天然气以煤型气为主,等效RO值高于本地烃源岩,以东部洼陷烃源岩供烃为主;运移路径示踪参数变化趋势指示研究区主要存在3个天然气运移方向,均为沿断层走向运移。油气具有“破碎带垂向运移、破碎带—砂体走向运移、断层—盖层封堵、构造高点圈闭聚集”的运聚模式。油气可以沿断层走向长距离运移的条件为具有断裂带和砂体输导通道及断层具有好的垂向和侧向封闭性。研究区发育宽度较大的断裂带,破碎带物性好,为油气垂向和走向运移通道。平湖组砂体具有厚度大、连通性高、物性好的特征,为油气走向运移的有利输导层;平湖组盖层封盖石油和天然气的断接厚度下限值分别为6 m和10 m。主干断层附近盖层的断接厚度均大于10 m,垂向封闭性好,油气难以突破盖层向上部层系逸散;主干断层不同位置和深度的SGR值为32.1%～91.1...     

超压泥岩盖层中断层垂向封闭能力研究方法及其应用

为了研究断裂在油气聚集与保存中的作用,在有、无超压泥岩盖层中断裂垂向封闭油气作用及差异性研究的基础上,针对断层垂向封闭能力的对比,利用围岩排替压力与其泥质含量和压实成岩埋深之间的经验关系,计算并求取断层岩排替压力,从而建立了一套超压泥岩盖层中断裂垂向封闭能力的研究方法,并将其应用于海拉尔盆地乌尔逊凹陷苏仁诺尔断裂带内,定量得出断层岩排替压力,完成苏仁诺尔断裂超压泥岩盖层内的垂向封闭性评价。结果表明,苏仁诺尔断裂在大磨拐河组一段具有较弱的封闭能力,不利于油气聚集与保存,这与该断裂带油气分布广但储量丰度低这一现象吻合较好,由此证实,该方法用于定量研究超压泥岩盖层中断裂垂向封闭能力是可行的。     

低—非孔隙岩石中走滑断裂带内部结构的形成演化

文中描述了低—非孔隙岩石中走滑断裂带特征,分析了断裂带内部结构的物性特征,研究了走滑断裂带的形成过程。研究表明,低—非孔隙岩石中走滑断裂带具有典型的"二元结构",即断层核和破碎带。当围压和有效压力上升时,断层核和破碎带的孔渗性均降低,但破碎带的物性要好于断层核。另外,低—非孔隙岩石中走滑断层成核作用,具有破碎带成核、压溶缝成核和先存节理成核3种形式。早期碳酸盐岩中普遍存在破碎带,并且在应力集中处破碎程度严重,随着断层逐渐演化形成断层核;早期低孔隙灰岩中会形成开启型雁列岩脉,在雁列脉间的压性岩桥内形成第1期压溶缝,其持续开启时,沿岩脉形成的剪切作用使岩块滑动,导致压溶缝受到剪切,形成第2期压溶缝,最终形成断裂带;低孔砂岩、花岗岩及变质岩中存在早期形成的节理,在剪切作用下,形成次级裂缝,次级裂缝与小型断层逐渐连接起来,形成了走滑断裂带。     

断裂带内部结构特征及其与油气运聚关系

含油气盆地中断层的发育及其内部结构的变化对油气运聚成藏具有很大的影响。在前人研究的基础上,结合断裂带野外划分,综合运用地震、钻井、成像测井等资料对断层进行了定性的内部结构划分和常规测井刻度标定,总结测井响应特征,并运用指示曲线计算法和交会图法对其进行定量分析。结果表明断裂带主要由位于中部的滑动破碎带和其两侧的上、下盘诱导裂缝带等具有不同变形和物性特征的结构单元组成,而且断裂带内部结构具有明显的时空差异：时间上,同一断裂不同地质历史时期内部结构存在差异;空间上,断裂带具有横向上的不对称性、垂向上的分层性和走向上的分段性。正是这些差异引起断裂带内部不同结构单元物性的非均质特点,致使断裂带对油气的输导和封堵能力也存在时空差异。     

断层封闭性影响因素的理论分析

在研究断层侧向封闭机理的基础上，分析了断层封闭性的各种影响因素。断移地层砂泥比值越低，砂泥对接可能性越大，断裂带填充物破碎程度越高，侧向和垂向封闭性越大。断层面压力越大，断裂带填充物破碎程度越高，泥岩变形程度越高，垂向封闭性越强。断层面倾角越缓，断层面压力越大，垂向封闭性越好。压性和压扭性断层紧闭程度高，发育压性断层岩，泥岩涂抹层发育，垂侧向封闭性好；张性和张扭性断层开启程度高，发育张性断层岩，泥岩涂抹层不发育，垂侧向封闭性差。     

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。     

徐家围子地区深层天然气成藏机制及有利勘探区预测

通过天然气藏分布与其成藏条件叠合研究,得到徐家围子地区深层天然气成藏与分布的主控因素是气源、盖层、断层与不整合面。充足的气源不仅是气藏形成的物质基础,而且控制其分布;优质盖层的分布控制着天然气的分布,盖源的时间匹配关系控制着该区深层天然气富集数量;断裂空间延伸层位控制着天然气垂向上的运聚层位,断裂活动时期控制着天然气垂向运聚时期,断裂封闭为天然气聚集提供了遮挡条件;不整合面是天然气侧向运移的输导通道,且为天然气的聚集提供了场所。天然气主要有泉头组、嫩江组和明水组沉积末期3次成藏期。天然气成藏具有4种模式,宋西断裂带、徐西断裂带、榆西断展构造带、宋站低隆起、丰乐低隆起和安达次坳是天然气勘探的有利地区。     

库车坳陷逆掩断裂输导通道及输导天然气特征

通过野外观察与描述，将库车坳陷逆掩断裂带内部划分为断裂岩、破碎岩和裂缝发育三个带，存在空腔、裂隙和连同孔隙三种输导通道。在断裂活动时期，断裂岩带和破碎岩带具有相对较高的孔渗性，天然气主要是通过裂缝扩张形成的空腔进行加速输导运移。断裂静止裂缝未充填期前，裂缝发育带具有相对较高的孔渗性，天然气主要是通过裂缝快速输导运移。断裂静止期裂缝充填期后，破碎带具有一定的孔渗性，天然气主要是通过其连通孔隙进行缓慢输导运移。库车坳陷天然气藏主要是通过断裂岩带和破碎带内部裂缝扩张形成的空腔进行输导运移形成的。     

渤海海域辽中凹陷LD油田油源断层运移能力定量评价及运移模式

渤海海域辽中凹陷多个复杂断裂带内受次级调节正断层的控制形成了数量众多的断块圈闭,探井已经证实位于成熟烃源岩层系之上的断块圈闭其油源断层的垂向输导能力对不同断块的油气富集程度具有非常重要的影响。本文分析认为研究区油源断层的断面形态及其与成熟烃源岩段的接触面积是油气运移能力的主控因素,在此基础上,充分利用地震资料对油源断层进行精细解释,刻画断面三维形态展布及其与成熟烃源岩的接触,通过数值模拟方法定量计算了这两个地质因素控制下不同油源断层油气运移能力的大小,并结合测井资料对断层伴生裂缝带的发育特征进行了识别,建立了LD油田油气运移模式,研究结果表明：研究区内6条油源断层的油气运移能力存在明显差别;在整个油田范围内含油层段有24个油气充注点,且充注能力不同,控制了不同断块储量丰度的差异;油源断层伴生裂缝带的发育在断层两盘存在横向不对称性,在下降盘附近的裂缝更为发育,孔渗得到改善,从而导致这些充注点的油气在下降盘发生明显的分流作用。基于上述成果建立了研究区的油气运移模式,与实际钻探结果吻合较好。     

饶阳凹陷大王庄地区东营组岩性油藏成藏条件研究

饶阳凹陷大王庄地区油气资源丰富,具有良好的构造背景,东营组曲流河河道砂体发育,储层物性主要为中孔—中渗储层,东营组一段为区域性盖层,断层是油气垂向运移的主要通道,油气运移方式以阶梯状运移方式和"T"形或网状运移方式为主,具有形成源外下生上储河道砂岩岩性油藏的良好条件。新近系明化镇期油气聚集成藏后,该区构造运动减弱,断层不发育,具有良好的保存条件。区内发育两种典型的东营组河道砂岩岩性油藏成藏模式,分别是同生断层下降盘负向区河道砂岩上倾尖灭岩性油藏模式和构造翼部河道砂岩侧向尖灭岩性油藏模式。东营组河道砂油藏的形成与分布主要受油气资源、构造和岩性三重控制,油藏类型主要为岩性油藏和构造—岩性油藏。     

济阳坳陷古近系—新近系泥质岩盖层及其与油气的关系

为了加强对盖层的研究,在泥质岩盖层演化的基础上,综合考虑裂缝和断层对盖层的改造程度,分析不同类型泥质岩盖层对油气富集程度的影响。根据埋深与压实程度、裂缝和断裂对泥质岩盖层封闭性的影响,将济阳坳陷古近系—新近系泥质岩盖层分为孔隙性盖层、缝改盖层和断改盖层3个大类,7个亚类。不同类型泥质岩盖层封闭性不同,孔隙性盖层整体较好,缝改盖层局部遭受破坏,断改盖层差中有好。通过对泥质岩盖层与济阳坳陷古近系—新近系已探明油气藏关系的分析认为,济阳坳陷古近系—新近系油气藏主要位于缝改盖层、断改盖层与缝改盖层转换带、断改盖层与孔隙性盖层转换带、缝改盖层与孔隙性盖层转换带中。济阳坳陷油气富集主要受控于泥质岩盖层的不同叠置组合类型,储层下方或下倾方向盖层的破坏以及储层上方或上倾方向盖层的相对有效封盖(封闭性应好于储层下方或下倾方向)是控制油气富集的重要因素。     

查干凹陷苏红图组火山岩储层及其油气成藏特征

岩心地球化学特征分析结果表明,查干凹陷苏红图组火山岩主要以玄武岩类和粗安岩类为主,通过测井交会图可以较好地识别出不同的岩石类型。根据火山岩的岩相标志及地震剖面特征,结合单井相划分,确定查干凹陷主要发育火山通道相、爆发相、溢流相和火山沉积相,不同的岩相发育不同的岩石组合。钻井资料揭示,研究区苏二段火山岩的物性好于苏一段,苏二段为中低孔特低渗透储层,苏一段为特低孔特低渗透储层;其储层物性主要受裂缝发育程度控制,具有较强的非均质性。勘探实践证实,查干凹陷火山岩的油气成藏特征主要表现为近源聚集、有利火山岩岩相带与断裂带联合控藏;研究区乌力吉构造带与中央构造带为临近生烃中心的圈闭发育带,由于其断裂发育,不仅改善了储集空间,而且沟通了烃源岩,是查干凹陷油气聚集成藏的有利地区。     

滦平盆地白垩系陆相页岩油储层特征

滦探1井首次在滦平盆地白垩系发现页岩油,填补了燕山构造带中生界油气发现的空白。综合岩心、镜下薄片、测井资料、录井资料和X射线衍射等分析化验资料,对滦平盆地白垩系西瓜园组页岩油储层特征展开研究。研究区西瓜园组页岩油储层主要包括泥页岩、粉砂岩、白云岩、长英质混合细粒岩、碳酸盐型混合细粒岩和黏土型混合细粒岩6种岩石类型。储集空间类型以孔隙和裂缝为主,裂缝包括构造缝、异常高压裂缝和层间缝,孔隙以晶间孔和溶蚀孔为主。页岩油储层孔隙度平均为1.6%,渗透率平均为0.265 mD,整体为低孔超低渗储层。根据岩性组合和录井显示,垂向上识别出2套页岩油储层。下部页岩油储层为火山—湖泊沉积,主要包括泥页岩、粉砂岩、白云岩、长英质混合细粒岩和碳酸盐型混合细粒岩等岩石类型,储集空间以孔隙为主,油气显示以黄绿色轻质油为主,见天然气产出;上部页岩油储层属于正常湖泊沉积,岩石类型以泥页岩、粉砂岩、碳酸盐型混合细粒岩、黏土型混合细粒岩和长英质混合细粒岩为主,储集空间以裂缝为主,见黑色重质油和天然气析出。分析认为,沉积环境、成岩作用、构造背景和总有机碳含量是西瓜园组页岩油储层发育的主要控制因素。     

滦平盆地白垩系陆相页岩油储层特征

滦探1井首次在滦平盆地白垩系发现页岩油,填补了燕山构造带中生界油气发现的空白。综合岩心、镜下薄片、测井资料、录井资料和X射线衍射等分析化验资料,对滦平盆地白垩系西瓜园组页岩油储层特征展开研究。研究区西瓜园组页岩油储层主要包括泥页岩、粉砂岩、白云岩、长英质混合细粒岩、碳酸盐型混合细粒岩和黏土型混合细粒岩6种岩石类型。储集空间类型以孔隙和裂缝为主,裂缝包括构造缝、异常高压裂缝和层间缝,孔隙以晶间孔和溶蚀孔为主。页岩油储层孔隙度平均为1.6%,渗透率平均为0.265 mD,整体为低孔超低渗储层。根据岩性组合和录井显示,垂向上识别出2套页岩油储层。下部页岩油储层为火山—湖泊沉积,主要包括泥页岩、粉砂岩、白云岩、长英质混合细粒岩和碳酸盐型混合细粒岩等岩石类型,储集空间以孔隙为主,油气显示以黄绿色轻质油为主,见天然气产出;上部页岩油储层属于正常湖泊沉积,岩石类型以泥页岩、粉砂岩、碳酸盐型混合细粒岩、黏土型混合细粒岩和长英质混合细粒岩为主,储集空间以裂缝为主,见黑色重质油和天然气析出。分析认为,沉积环境、成岩作用、构造背景和总有机碳含量是西瓜园组页岩油储层发育的主要控制因素。     

塔里木盆地桑塔木断垒带奥陶系裂缝特征及成藏意义

塔里木盆地塔北隆起桑塔木断垒带奥陶系碳酸盐岩储层油气资源丰富,裂缝在油气藏的形成中起很重要的作用。通过大量的岩心观察和统计,发现取心段平均裂缝密度为3.3条/m,以小的半充填的斜交缝为主;裂缝主要发育2个带,第1条发育带位于不整合面之下,厚20～50m;第2条裂缝带与第1条相距约100m。通过分析化验资料的观察和分析,认为主要发育2期构造裂缝;综合分析测井、试油和构造等多方面的研究成果,认为裂缝的发育程度主要受断裂、不整合面和岩性等因素控制。裂缝发育程度与油气关系密切,裂缝发育区域油气高产的可能性大。裂缝发育于油气大规模运聚之前,为油气成藏提供通道。同时定量分析了裂缝对储层的贡献,认为其为储层提供一定的储集空间和绝大部分渗透率。