断层破碎带识别及其在断块油田开发中的应用

断层破碎带是由断面附近派生裂缝和断面充填物组成的地质体,在地表露头容易识别,但是在地下油田的鉴别还是一个难题。利用测井信息结合相关地质资料在东辛断块油田尝试了此项研究,在反复的测井曲线对比基础上,利用裂缝发育系数（F_dr）识别出了派生裂缝（F_dr≥0.35）和断面充填物（F_dr <0.35）。通过对永3块和辛109块不同级别断层的研究,发现了4种类型的断层破碎带：①派生裂缝 断面充填物 派生裂缝组成的对称结构断层破碎带;②派生裂缝 断面充填物组成的非对称结构断层破碎带;③结构不完整的断层破碎带,可进一步细分为只有派生裂缝的断层破碎带和只有断面充填物的断层破碎带两种;④结构复杂的断层破碎带。对永3块不同级别断层的断层破碎带结构及展布特征的研究表明,断面充填物、派生裂缝及周围储层具有不同的岩石物性和排替压力,并在讨论断块油田剩余油挖潜问题的基础上,部署了3口水平井。     

从断裂带内部结构探讨断层封闭性

断裂带内部结构具有分带特征,包括破碎带和裂缝密集带,破碎带中有黏结力断层岩带低孔低渗有效阻止油气穿越断层侧向运移,断层岩发育的断层侧向应该是封闭的。裂缝密集带和无黏结力断层岩带都有可能保持较高的孔渗性,成为油气垂向运移的有利通道,因此断层垂向封闭的条件是：裂缝封闭,同时无黏结力断层岩带高含断层泥使孔渗性低于围岩。一条断层同时断开储层和盖层,由于储层和盖层岩性不同,其变形特征不同,断裂带内部结构特征存在差异。盖层往往是由塑性的岩石组成,其内断裂具有塑性断层特征,断裂带内部结构表现为裂缝密集带不发育的软泥充填的大裂缝组合,有效阻止油气穿越盖层散失,断层垂向封闭。     

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。     

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。     

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,断裂填充物泥质成分越高,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。     

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,断裂填充物泥质成分越高,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.     

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,断裂填充物泥质成分越高,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。     

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。     

地质模式约束的断层破碎带内部结构地震识别——以东营凹陷樊162井区为例

断层破碎带可分为断层核部及其周围的诱导裂缝带,研究其内部结构可以帮助评估地下流体在其中的流动效果。为此,以“断层地质模式—地震正演模拟—多属性综合识别”的思路和方法对樊162井区断层破碎带开展研究。结果表明：①断层核部与诱导裂缝带均对原状地层的地震波形产生影响,利用小道间距地震资料识别内部结构效果更好;断层核部在地震频带范围内有响应;诱导裂缝带的波形在低频情况下易被断层核部影响,在高频情况下分辨率变高、干涉效应减弱,据此可以分辨诱导裂缝带。②断层核部振幅弱,在地震频带范围内相干性较差;诱导裂缝带振幅较弱、高频相干性较差;原状地层带相干性好、振幅较强。③利用低频与高频相干的差异区和瞬时振幅属性值可区分断层核部与诱导裂缝带;利用曲率和高频相干属性可识别断层破碎带范围。     

断层封闭性的定量预测

断层的封闭性取决于储集层与非储集层相互叠置关系或断层岩中高的排替压力。目前常利用详细的地震图及测井分析评价断层封闭与否。首先利用平面图及等厚图研究断面附近储集层叠置关系及地层特征。其次研究砂岩接触带是否存在压力差以及断层泥比率、封闭系数两种参数。断层泥比率为围岩细粒物质卷入断层泥的比例；封闭系数法（包括粘土封闭位函数的页岩封闭系数）为断层作用期间沿断面卷入页岩的厚度。这些参数的非均质性暗示不能简单     

Limitation of fault-sealing and its control on hydrocarbon accumulation—An example from the Laoyemiao Oilfield of the Nanpu Sag

Based on previous studies on the internal structures of fault belts, the fault belts in the Laoyemiao Oilfield of the Nanpu Sag can be divided into three units, a crushed zone, an upper induced fracture zone and a lower induced fracture zone according to the log response characteristics. The upper induced fracture zone is characterized by the development of pervasive fractures and has a poor sealing or non-sealing capability. It therefore can act as pathways for hydrocarbon migration. The lower induced fracture zone consists of fewer fractures and has limited sealing capability. The crushed zone has a good sealing capability comparable to mudstone and can thus prevent lateral migration of fluid. Through physical modeling and comparing laboratory data with calculated data of oil column heights of traps sealed by faults, it is concluded that the fault-sealing capability for oil and gas is limited. When the oil column height reaches a threshold, oil will spill over from the top of reservoir along the lower induced fracture zone under the action of buoyancy, and the size of reservoir will remain unchanged. Analysis of the formation mechanisms of the fault-sealed reservoirs in the Nanpu Sag indicated that the charging sequence of oil and gas in the reservoir was from lower formation to upper formation, with the fault playing an important role in oil and gas accumulation. The hydrocarbon potential in reverse fault-sealed traps is much better than that in the consequent fault-sealed traps. The reverse fault-sealed traps are favorable and preferred exploration targets.     

梨树断陷基岩潜山油气成藏主控因素分析与勘探前景

松辽盆地南部梨树断陷基底结构复杂,潜山形成机制多样,潜山的分布预测、储集性能评价及油气成藏规律研究是进一步评价潜山勘探潜力面临的主要问题。在钻井岩心分析测试的基础上,运用地质、地球物理技术,研究了潜山油气成藏主控因素。结果表明:潜山的形成主要与控盆断裂、褶皱构造、反转构造的发育相关;基岩储层普遍低孔低渗,构造裂缝是改善储集性能的关键,总体上越靠近断裂带,裂缝越发育;潜山能否富集成藏取决于基底与烃源的接触方式、裂缝的方向及开启性与烃类运移方式是否一致;桑北、桑南基底潜山直接与烃源岩接触,供烃有利,有利于形成基底油气藏;中央构造带、七棵树和秦家屯等地区基底潜山幅度低,距离大断裂位置相对较远,基底主要以断层和不整合面与烃源岩呈间接接触,对基岩油气成藏相对有利;通过该研究在梨树断陷识别出20多个潜山圈闭,显示出良好的勘探前景,西部桑树台潜山带和中央构造潜山带为下步潜山勘探的重点区带。研究成果可为该区基岩油气资源预测与勘探提供重要理论支撑。     

断裂带封闭势研究及应用

断层是由一系列破裂面或次级断层组成的带,断层规模越大,断裂带也越宽且结构越复杂。这种断裂带对断层封闭性有重要影响;断裂带能否封堵油气,取决于断裂带能否在空间上形成连续的遮挡以及断裂带连通的孔隙喉道是否足够小,并能够封闭烃柱;断裂带封闭势的值越大,越有利于断层封闭。东辛油田营1断块营32断层由北向南、从沙二段第1砂层(Es21)到第11砂层(Es211)断裂带封闭势逐渐减小,反映了营32断层北部封闭性好于南部,上部封闭性好于下部。这说明了同一条断层封闭的差异性及动态性。     

东辛油田东营组泥岩沾污因子与断层封闭性关系探讨

断层泥在断层封堵油气中起重要作用 ,研究断层泥分布的指标有多种。前人多认为断层泥岩沾污因子(SSF)值越接近 1.0 ,断层封闭性越强 ,断层封闭性随着该值增大而逐渐减弱。泥岩沾污因子小是断层封闭的必要条件 ,但不是充分条件。对东辛油田东营组的研究结果表明 ,SSF值约 2 .0时断层封闭程度最高 ,其油层的SSF界限值约为 4.3,低于此值断层的封闭性较好。由于泥岩沾污因子无法反映断层的断距、力学机制、生长性等因素对断层泥形成的影响 ,在具体研究中 ,应综合考虑其它因素对断层泥形成的影响 ,使计算结果更符合客观实际。图 2表 1参 4(王孝陵摘 )     

由地震资料预测断-盖配置有效封闭部位

当盖层受到断裂破坏后,其能否封闭油气不再取决于其本身的封闭能力,而取决于断—盖配置的封闭能力,即：断层岩石排替压力大于或等于下伏储层岩石排替压力,则油气被断—盖配置封闭;相反,油气则不被断—盖配置封闭。基于上述原理,研究了含油气盆地断—盖配置对油气的控制作用。从断—盖配置封闭油气机理及其影响因素研究入手,通过计算一条断裂不同点处的断—盖配置封闭油气所需的最大破坏程度值,比较断—盖配置破坏程度与其封闭油气所需的最大破坏程度的相对大小,建立了一套利用地震资料预测断—盖配置有效封闭部位的方法。该方法在渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造的NP5-1断裂与东二段泥岩盖层配置封闭部位的预测结果与已发现油气藏分布相吻合,表明该方法是可行的。     

川西龙门山前缘主要断层封堵性评价

川西龙门山前缘地区是上三叠统的生烃中心，具有良好的生油气条件，油气圈闭保存条件对油气成藏显得尤为重要。川西龙门山前缘带发育多条断裂带，区内油气圈闭与断层发育密切相关，研究区主要断层的封堵性是油气成藏条件的重要方面，特别是影响制约了须家河组气藏的油气富集及保存条件。断层封堵性研究对于揭示该区的油气成藏机理及确定下一步的勘探方向具有重要意义。在对研究区主要断层发育及演化特征、断层封堵机理及其影响因素进行研究的基础上，重点对断层封堵性参数的计算方法进行了深入的分析，并结合研究区主要断层现有资料，对断面压力及断裂带填充物中泥质含量两个参数进行了计算，并编制程序绘制成图，对主要断层的封堵性进行了定量评价。结果表明，该区主要断层在须家河组地层具有良好的封堵性，能有效的封闭油气，有利于须家河组气藏的聚集与保存。     

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。     

海拉尔盆地乌东地区三维地震裂缝预测方法及应用

目前由于油气勘探技术的提高,国内物性较好的沉积岩储层油气资源逐步被发现和开发,而火成岩和基岩变质岩中裂缝储层在华北、辽河油田、大庆等油田相继发现巨大的油气资源,也使裂缝储层成为油气勘探的新领域。以海拉尔盆地乌东地区为例,基于三维地震资料,在建立层序格架和精细断层解释基础上,进行构造应力场模拟,通过构造曲率、最大主应变、最大主应力等参数对构造裂缝分布进行预测,结果表明构造应力场分布与构造断裂体系之间具有较好的相关关系,裂缝发育带分布在不同方向的两组断层相交部位、正断层或逆断层的上盘附近。裂缝预测的影响因素主要是断层的位置和方向的精度,地层横向厚度和密度变化较大也对预测精度产生影响。