超压泥岩盖层中断裂垂向封闭性的定量评价

超压泥岩盖层内断裂能否形成垂向封闭,关键取决于其断裂带内泥岩盖层岩石排替压力的大小,排替压力越大,封闭能力越强;反之则越弱。根据不被破坏泥岩盖层与断层带内泥岩盖层岩石排替压力之间的关系,利用超压使断裂带内泥岩盖层排替压力的改变系数,建立了一套超压泥岩盖层内断裂垂向封闭能力的评价方法,并将其应用于海拉尔盆地乌尔逊凹陷苏仁诺尔断裂在大一段超压泥岩盖层内断裂垂向封闭性评价中,结果得到其均具有较好的封闭能力,较大一段泥岩盖层封闭能力还强,与目前该凹陷南二段油气分布十分吻合,表明该方法用于超压泥岩盖层内断裂垂向封闭性评价是可行的。     

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。     

断裂对盖层封闭时间有效性破坏程度的研究方法及其应用

为了研究含油气盆地断裂发育区油气分布规律,在盖层封闭时间有效性研究的基础上,通过确定断裂与盖层的封闭能力形成时期,建立了一套断裂对盖层封闭时间有效性破坏程度的研究方法,并将其应用于海拉尔盆地乌北凹陷苏仁诺尔油田F1断裂研究中。研究表明:苏仁诺尔油田大一段泥岩盖层约在伊敏组沉积末期开始形成封闭能力,而F1断裂与大一段泥岩盖层内断层岩封闭能力形成时期约为青元岗组二段沉积时期;F1断裂对大一段泥岩盖层封闭时间有效性破坏程度较高,使原来大一段泥岩盖层封油气较好的时间有效性变成现今断层岩封闭油气较差的时间有效性,不利于油气在其下聚集与保存。研究结果与苏仁诺尔油田油气分布相吻合,表明用该方法研究断裂对盖层封闭时间有效性破坏程度是可行的。     

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。     

断盖配置封闭油气时期预测方法及其应用

为了准确地反映含油气盆地断盖配置之下油气富集规律,从断盖配置封闭油气机理出发,由断盖配置古断接厚度与断盖配置泥岩封闭油气所需的最小断接厚度,确定了断盖配置封闭油气部位;由泥岩盖层、断层岩和下伏储层岩石排替压力随时间变化关系,确定了断盖配置封闭油气时期,二者结合建立了一套断盖配置不同部位封闭油气时期的预测方法。应用结果表明：大张坨断裂与沙一中亚段区域性泥岩盖层配置泥岩封闭油气时期（东营组沉积中期至现今）主要在其中西部,少量在其东部的中部,且时期相对较长,有利于油气在沙一下亚段内聚集与保存;断层岩封闭油气时期（明化镇组沉积末期至现今）主要在东部泥岩封闭油气时期的两侧,且时期相对较短,不利于油气在沙一下亚段内聚集与保存,这与大张坨断裂处沙一下亚段目前已发现油气分布相吻合,表明该方法用于预测断盖配置封闭油气时期是可行的。研究成果可为断盖配置之下油气勘探提供依据。     

世界低渗透油气田开发技术现状与展望

为定量研究盖层内断裂垂向封闭性,通过断裂带岩石与盖层岩石压实成岩所受压力大小的比较,利用盖层岩石排替压力和断裂对盖层封闭能力的破坏程度系数得到的断裂带内岩石排替压力,建立了一套盖层内垂向封闭性的定量评价方法.该方法可应用于含油气盆地盖层内断裂垂向封闭性的定量评价,在乌尔逊凹陷评价大一段盖层内主要断裂垂向封闭性的现场应用取得较好的效果.     

盖层内断裂垂向封闭性定量评价新方法

为定量研究盖层内断裂垂向封闭性,通过断裂带岩石与盖层岩石压实成岩所受压力大小的比较,利用盖层岩石排替压力和断裂对盖层封闭能力的破坏程度系数得到的断裂带内岩石排替压力,建立了一套盖层内垂向封闭性的定量评价方法.该方法可应用于含油气盆地盖层内断裂垂向封闭性的定量评价,在乌尔逊凹陷评价大一段盖层内主要断裂垂向封闭性的现场应用取得较好的效果.     

断盖配置垂向封油气所需的最小断距预测方法及其应用

为方便地判断断盖配置是否垂向封闭油气,在断裂破坏泥岩盖层封闭机理及其与断距关系研究的基础上,通过确定断裂停止活动时期、泥岩盖层厚度、压实成岩时间和下伏储层岩石泥质体积分数,建立了断盖配置垂向封油气所需最小断距预测方法。以渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造F3断裂为例,利用钻井和地震等资料得到F3断裂在9条测线处断距,结果表明:南堡5号构造F3断裂与东二段泥岩盖层配置垂向封油气所需最小断距在不同测线处存在差别,在测线L1、L4、L6、L8和L9处F3断裂断距小于其与东二段泥岩盖层配置垂向封油气所需最小断距,断盖配置垂向封闭,有利于油气在其下聚集与保存;而在测线L2、L3、L5和L7处F3断裂断距大于其与东二段泥岩盖层配置垂向封油气所需最小断距,断盖配置垂向不封闭,不利于油气在其下聚集与保存。研究结果与南堡5号构造F3断裂附近东二段泥岩盖层之下油气分布相吻合,证明该方法用于预测断盖配置垂向封油气所需最小断距可行。     

断裂致泥岩盖层封闭形成期滞后程度的预测方法及其应用

准确地预测断裂导致泥岩盖层封闭形成时间滞后程度对于正确认识断裂附近油气分布的规律至关重要,但是目前相关研究却很少且缺乏理论依据。为了正确地认识断裂附近油气分布的规律,在研究断裂导致泥岩盖层封闭形成时间滞后程度及其影响因素的基础上,厘定泥岩盖层和断层岩封闭形成的时间,提出了一套评价断层导致泥岩盖层封闭形成时间滞后程度的方法,并进行了实例验证。研究结果表明:(1)断裂导致泥岩盖层封闭形成时间的滞后程度主要受到泥岩盖层封闭形成时间和断层岩封闭形成时间相对早晚的影响,断层岩封闭形成时间相对于泥岩盖层封闭形成时间越晚,断裂导致泥岩盖层封闭形成时间滞后程度越大,反之则越小;(2)新方法克服了以往的方法难以准确求取断层岩压实成岩埋深和将1 MPa作为盖层和断层岩封闭形成时间下限的不足;(3)新方法预测渤海湾盆地南堡2号构造F4断裂在古近系东营组二段(以下简称东二段)泥岩盖层内断层岩封闭形成时间为距今1.1 Ma,东二段泥岩盖层封闭形成时间为距今25.8 Ma,F4断裂导致东二段泥岩盖层封闭形成时间滞后程度为0.96,F4断裂不利于古近系沙河街组三段和沙河街组一段源岩生成的油气在东二段砂岩储层中聚集和保存。结论认为,新方法对F4断裂的预测结果与目前的油气勘探实际情况相吻合,可用于预测断裂导致泥岩盖层封闭形成时间滞后的程度。     

被断裂破坏后盖层封闭能力的评价方法

根据断裂对盖层破坏程度与盖层原始封闭能力的关系,在利用盖层被断裂破坏后与破坏前所受压力的比值求取断裂对盖层封闭能力的破坏程度基础上,建立了一套被断裂破坏后盖层封闭能力评价方法.将该方法应用于海拉尔盆地乌尔逊凹陷被断裂破坏的大一段泥岩盖层封闭能力评价的结果表明,大一段泥岩盖层Wu80断裂北部、Wu39号断裂西南部、Wu16号断裂南部和巴彦塔拉断裂中北部无封闭能力,其余均具有好的封闭能力.大一段泥岩盖层较强的封闭能力有利于南二段油气聚集与保存,这是乌尔逊凹陷南二段油气相对富集的重要原因.实践证明了该方法在定量评价被断裂破坏后的盖层封闭能力的可行性.     

贝尔断陷布达特群泥岩盖层综合评价

在全面分析了海拉尔盆地贝尔断陷布达特群泥岩盖层宏观发育特征及地球物理信息所反映的微观封闭特征的基础上，选取排替压力、盖层厚度、单层厚度、泥地比、沉积环境和成岩程度等参数，对贝尔断陷布达特群泥岩盖层进行了综合评价。结果表明，该区布达特群泥岩盖层发育较差，单层厚度小，横向连续性差，多以叠合累加方式对潜山油藏起封盖作用；盖层不具有压力封闭能力，只具有较弱的烃浓度封闭作用；盖层封闭能力中等以上的区域主要分布在贝31-霍9井一线以北和德2-贝D2-贝46井所在的中部区域。该区布达特群泥岩盖层决定了“多源一储”和“新生古储”的成藏模式，不利于形成气藏；其主力油源位于上覆岩层，油藏应呈层状分布。     

南堡凹陷中浅层盖-断组合控油模式及有利含油层位预测

对南堡凹陷中浅层油气的垂向分布起控制作用的盖层有3套,分别是明化镇组下段泥岩、馆陶组三段火山岩和东营组二段泥岩。由于受到断层的切割,盖层封闭油气的能力受到了不同程度的破坏。通过对各盖层封闭油气的断接厚度临界值进行研究,结合断层垂向断穿层位、平面分布以及活动历史等特点,配合油气纵向和平面分布规律的分析,发现上述3套盖层与断层组合的空间匹配控油模式有3种：①下全封模式,油气有利于在东营组二段盖层之下聚集成藏;②下开中封模式,油气有利于在馆陶组三段盖层之下聚集成藏;③中下有限封盖模式,从下至明化镇组底部皆可能有油气聚集成藏。利用所提出的3种封盖模式,在研究了南堡1-5区块盖层与断层等特征的基础上,对该区的油气有利聚集层位进行了预测,指出f1-3断裂和f2-12断裂控制区域属于下开中封模式,有利油气聚集层位为馆陶组四段、东营组一段及二段以下的各套地层;f4-48断裂控制区域属于下全封模式,有利油气聚集层位在东营组二段盖层之下;f13-1断裂控制区域属于中下有限封盖模式,明化镇组下段盖层之下的所有储层均可能有油气的聚集。提出的模式有效地指导了研究区有利含油层位预测。     

盖层、压力封盖和异常压力系统研究

通过对四川盆地川西坳陷中生界非常规致密砂岩气藏的研究,认为物性盖层的遮盖能力不仅取决于其孔隙,还取决于其缝隙及其孔隙水的压力。对辽河西部凹陷第三系油气藏的研究发现,欠压实超压封盖是一种非常有效的封盖,并将盖层分为微孔型、微缝型和欠压实超压型3种类型,提出应用饱和度与对应毛细管压力的比值,即主峰饱压比,作为区分微孔型和微缝型盖层的参数。盖层的孔隙水异常压力常常是由泥岩欠压实形成的,与通常的泥岩遮盖机理并不相同,欠压实泥岩盖层在埋藏浅—中等的地层中具有重要作用,对于浅层气更加重要。微孔型盖岩的发育可以导致封存箱的形成,在埋藏中等—深的地层中最为重要,也是最常见的具封存和遮挡作用的盖岩类型。异常压力系统是具有一定体积的地质体,根据其成因可分为封闭型(封存箱)、滞排型(与欠压实有关的超压带)、顶封滞排型和入侵型4种类型。根据异常压力和压力遮盖封闭研究,勘探的优先目标是一大(体积大)、一高(压力系数高)、一低(压力梯度低)的封存箱或封存包,或者是欠压实滞排超压带压力遮盖闭合区主遮盖面的紧下方,可概括为异常压力系统封存或遮盖聚集油气,也简称为超压封盖油气的理论认识。      

井-震结合泥岩盖层分级评价在乍得D盆地的应用

为定量评价乍得D盆地下白垩统泥岩盖层封闭性能,利用测井资料获取单井泥岩盖层厚度、孔隙度、突破压力等参数,通过分析突破压力与层速度的关系、泥地比与地震属性的关系,明确突破压力和泥岩厚度平面展布特征,建立了以突破压力和泥地比为主要评价参数的评价标准,刻画了D盆地泥岩盖层平面分级特征。结果表明,D盆地Kedeni组泥岩为Ⅰ类和Ⅱ类盖层,Doba组泥岩为Ⅱ类和Ⅲ类盖层,Kedeni组泥岩盖层封闭能力强于Doba组;平面上,北部陡坡带和洼槽带泥岩盖层封闭能力最好,为Ⅰ类和Ⅱ类泥岩盖层发育区,中部低隆带和南部缓坡带次之,以Ⅱ类和Ⅲ类泥岩盖层为主,东北部转换带泥岩盖层品质最差,为Ⅳ类泥岩盖层。该评价结果与实钻吻合良好,表明此评价方法有效,可供类似低勘探程度盆地泥岩盖层封闭性能评价所借鉴。     

准噶尔盆地南缘吐谷鲁群盖层评价及对下组合油气成藏的意义

通过分析准噶尔盆地南缘下储盖组合吐谷鲁群盖层岩性、泥岩累计厚度和泥岩单层厚度等宏观评价参数以及渗透率和排替压力等微观评价参数,认为下储盖组合主力盖层为呼图壁组,岩性表现为泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩薄互层,泥地比以80%~95%为主,平均泥岩累计厚度为337 m,泥岩最大单层厚度达138 m。吐谷鲁群泥岩渗透率为（0.000 001 84~0.000 24）×10^-3 μm²,排替压力为4.72~44.85 MPa,根据国内盖层封闭能力分类评价标准属Ⅰ-Ⅱ类盖层。通过恢复盖层排替压力的动态演化过程,认为泥岩封闭能力形成时期与烃源岩生、排烃时期具有较好的匹配关系,盖层能够封闭侏罗系烃源岩生成的石油及晚期生成的天然气,同时后期抬升运动及喜马拉雅构造活动产生的多条逆冲断层对盖层的封闭能力未产生较大影响。综合分析认为,吐谷鲁群盖层具有封闭大中型气田的能力。     

泥岩盖层对各种相态天然气封闭能力的综合评价研究

在深入分析泥岩盖层对各种相态天然气的封闭机理及主要影响因素的基础上，选取排替压力，异常孔隙流体笔异常含气浓度或扩散速度分别作为盖层对游离相，水溶相和扩散相天然气封闭能力的评价参数，通过对其进行划分等级，赋予权值，再加权平均的方法，     

砂泥岩薄互层段中断层封闭性的定量研究

砂泥岩薄互层段内断层是否具有封闭性取决于断层岩与储层的排替压力差。断层岩的排替压力又取决于断层岩泥质含量和成岩程度,断层岩的成岩程度取决于断层岩承受的断面压力,断面压力的大小与断层倾角和断层岩埋深有关。而储层排替压力与其泥质含量和埋深有关。根据岩石的排替压力封闭原理,提出了砂泥岩薄互层段中断层封闭性的定量评价方法。操作步骤如下：①视断层岩的泥质含量等于断移地层的泥岩层厚度与地层厚度的比值;②建立不同泥质含量岩石排替压力随埋藏深度的变化关系;③计算断点处断面的正压力;④根据地静压力与地层埋深关系,计算该断面压力所相当的地层埋深;⑤在不同泥质含量排替压力与埋深关系图上确定断层岩排替压力;⑥根据储层的泥质含量及埋深,确定储层的排替压力,用断层岩排替压力减去储层排替压力,得到两者排替压力差,该排替压力差即为所研究断层点处的断层封闭能力。在海拉尔盆地贝尔凹陷已知封闭能力断层的验证表明,该方法具有非常好的可行性。     

南堡凹陷断裂对油气运聚成藏的控制作用

为了揭示南堡凹陷断裂对油气分布规律的影响,以断裂为主线,结合成藏地质条件,系统研究了断裂对油气运聚成藏与分布的控制作用,并通过建立断裂输导模式指出了有利勘探方向。研究表明,地垒或半地垒、背斜负花状组合和背斜断阶等正向局部构造是油气富集的有利部位。东营组二段盖层断接厚度小于90~95 m时,断裂对盖层的破坏程度大,油气可跨越盖层在中、浅层聚集成藏;且盖层段断裂密度越大,油气穿越盖层富集的层位越浅。Ⅴ型和Ⅵ型断裂为油源断层,且两条或多条交叉断裂是油气垂向运移的优势通道,并选择砂地比大于20%的储层中发生断储分流运移。充注到断层圈闭中的油气在断层古、今封闭性均较强下才能大规模聚集和保存。与Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅳ型断裂相关且高砂地比储层的正向局部构造,以及与Ⅴ型和Ⅵ型断裂相关且东营组二段盖层断接厚度大于90~95 m的高砂地比储层的正向局部构造,是深层油气的有利勘探方向。与Ⅴ型和Ⅵ型断裂相关且东营组二段盖层断接厚度小于90~95 m、高砂地比储层以及断层侧向封闭性好的正向局部构造是中、浅层油气的有利勘探方向。