伊通盆地岔路河断陷古近系断层的垂向封闭性及其控藏作用

根据测录井、试油等资料,利用断面正压力法对伊通盆地岔路河断陷古近系控藏断层的垂向封闭性进行了研究。研究结果表明： ①通过油气藏的埋藏深度、上覆地层平均密度、断层倾角等数据可计算出油气藏的现今断面正压力。伊通盆地岔路河断陷古近系油气藏的现今断面正压力值为13.3～56.0 MPa,成藏期断面正压力值为3.8～13.1 MPa,表现为“古开启-今封闭”的特征,因断层面所受压力越大,断层越紧闭,从而形成垂向封闭,反之则开启。②将研究区已知油气藏现今断面正压力值的最小值13.3 MPa定义为岔路河断陷垂向封闭的临界值,并进一步确定了控藏断层现今临界埋藏深度为2 262 m。③断面正压力与断层紧闭指数呈正相关关系,控藏断层的垂向封闭临界压力值、临界埋藏深度和断层紧闭指数等参数可定量评价研究区控藏断层封闭性。④断层既可作为油气运移通道,又可为油气藏的形成提供遮挡作用。岔路河断陷西北缘C43油气藏的控藏断层在成藏期表现为垂向开启,与油气大量生排烃时期相吻合,具有沟通油源、运移油气的作用;C43—C48井区的控藏断层现今处于垂向封闭状态,可有效封堵油气。     

一种生长断层封闭性定量研究方法——以辽河坳陷辽中凹陷JX1-1油田为例

通过对生长断层封闭性的封闭机理和影响因素分析和研究,以断层体为研究对象,提出了断层封闭综合指数（F_ci）的概念,用断面正压力、断层带泥质含量,断层带碎屑物成岩胶结作用三大影响因素量化乘积表示。以辽中凹陷JX1-1油田作为研究实例,建立了该区断层的封闭性评价标准,断层封闭综合指数60作为临界值,高于该值断层具有较好的封闭性,低于该值断层难以封闭住油气,并分析了经过该区的主要断层——辽中一号主干断裂的控藏作用。      

地应力与断层封闭性之间的定量关系

通过建立数学模型,推导出了三向地应力状态下断面正应力和剪应力的计算公式,并选取断层封闭系数、断层紧闭指数和断层剪切指数3个参数作为断层封闭性的定量评价指标。其中,断层封闭系数和断层紧闭指数越大,断层封闭性越强,而断层剪切指数与断层封闭性的关系与断层面所受正应力性质有关。当正应力为压应力时,断层剪切指数越大,断层封闭性越好;当正应力为张应力时,断层剪切指数越大则断层开启程度越高。最后分析了地应力大小和方向对断层封闭性的影响。结果表明,断层走向与最大水平主应力之间的夹角发生改变时,断面正应力和剪应力的变化趋势及其对断层封闭性的影响均是相反的。因此,在实际应用时,应对正应力和剪应力对断层封闭性的影响进行综合考虑。分析结果还表明,压性和压扭性断层的封闭性优于张性和张扭性断层的封闭性。饶阳凹陷中北部第三系构造应力场数值模拟及断层封闭性分析结果显示,沙二段和沙三段应为重点勘探层位,其次为沙一段和东营组。这与饶阳凹陷的勘探开发实际相一致。     

断层不同输导通道封闭机理及其研究方法

在断层内输导通道类型及其特征研究的基础上,将断层垂向封闭性分为2种类型:一种是针对倾斜裂缝或以泥质为主的断裂带连通孔隙的紧闭愈合封闭机理;另一种是针对垂直裂缝或以砂质填充为主的断裂带连通孔隙的成岩胶结封闭机理。利用断层压力和泥岩塑性变形极限之间的关系建立了断层紧闭愈合封闭机理的研究方法;利用SiO₂和CaCO₃的是否沉淀建立了断层成岩胶结封闭机理的研究方法。并以乌尔逊凹陷北部主要断层为例,利用上述方法对其在大一段内的的垂向封闭性进行了研究。研究结果符合实际地质情况,表明该方法用于研究断层内不同输导通道的垂向封闭性是可行的。      

断层封闭机理及主要影响因素研究

在总结前人成果研究的基础上,通过研究断层面是否紧闭及对断裂带物质上下排压力的分析,提出了断层垂向封闭性形成的两种机理,即断层压力引起的断层面紧闭封闭机制和由断裂带上下物质的排替压力差形成的封闭机制。而影响断层垂向封闭性的主要影响因素是断面正压力、断面产伏及断裂填充物的性质。通过对断层两盘接触岩层之间以及两盘与断裂填充物之间排替压力的相对大小和是否有泥岩涂层形成的分析,提出了断层侧向封闭性形成的３种     

断层开启与封闭的定量分析

断层的开启与封闭性与断面正压力和流体压力的耦合关系有关,据此可建立断层开启与封闭的定量数学模型,并可计算断层的封闭系数。根据模型,影响断层开启和封闭的因素主要有构造应力,断层的走向、倾角、深度,两盘岩性,流体压力等。研究表明,随着异常流体压力系数的增大、构造挤压力的减小、岩石泊松比的减小,断层的封闭性都会降低。另外,断层倾角和深度对断层封闭性的影响受构造应力性质控制,在张性盆地中,断层的封闭性随着深度的增加而增加,随倾角增大而减小;在压性盆地中则相反。断层走向对断层封闭性的影响随差异应力增大而增强。     

断层封闭机理及主要影响因素研究

在总结前人成果研究的基础上,通过研究断层面是否紧闭及对断裂带物质上下排替压力的分析,提出了断层垂向封闭性形成的两种机理,即断层面压力引起的断层面紧闭封闭机制和由断裂带上下物质的排替压力差形成的封闭机制。而影响断层垂向封闭性的主要影响因素是断面正压力、断面产伏及断裂填充物的性质。通过对断层两盘接触岩层之间以及两盘与断裂填充物之间排替压力的相对大小和是否有泥岩涂抹层形成的分析,提出了断层侧向封闭性形成的3种机制:①由砂泥对接形成的侧向封闭机制;②由断裂带高排替压力形成的侧向封闭机制;③由泥岩涂抹层形成的侧向封闭机制。而影响其侧向封闭性的主要因素有断移地层的砂泥比值、泥岩涂抹的程度和断裂填充物质的性质。     

胜利油区车古20潜山断层侧向封闭性研究

胜利油区车古20潜山断层侧向封闭有3种模式：即岩性对接封闭、泥岩涂抹封闭和断裂带高排替压力封闭模式。利用岩性对接剖面和泥岩涂抹系数对该地区断层侧向封闭性进行了评价，结果表明：二台阶断层和F₁断层侧向是封闭的，对车古20潜山整体油气的富集起到遮挡作用；主力油层层段内潜山内幕断层开启的多，封闭的少，油层的连通性好，车古20潜山为层状油藏且大面积连片。     

基于三维SGR模型的断层侧向封闭性定量表征——以尼日尔M油田为例

前人对断层封闭性的研究很多,但大多都基于断层受到的正压力大小对其进行表征,而对于断层压实成岩时间这一因素考虑较少。本文定义岩石压实强度,并利用该参数与断层岩的断层泥比率（SGR）值计算断层的排替压力;根据断层岩与储层的排替压力差定量表征断层侧向封堵性,最后将该方法应用到M油田。研究表明,在M油田,SGR值小于11时,断层岩没有封闭能力;SGR值大于40时,断层岩具有很强的封闭能力;介于两者之间时,断层岩SGR值与其能够封闭的最大烃柱高度（H_max）存在线性关系。     

八面河北区孔店组断层封堵与输导性研究

主要对八面河北区孔店组8条主要断层开展研究,计算其断面正压力和泥岩涂抹系数,对其断面正压力值和垂向输导能力、SSF值和有效封堵能力进行了分析研究,揭示了八面河北部地区圈闭主控断层对油气运移和聚集的关系。研究表明,研究区的断层侧向上均具有较好的封闭性,对油气都具有一定的侧向封堵作用,而油气在广6-斜9-角斜19井一线以南断层断面正压力小,断层有利于油气垂向运移。     

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。     

断裂作用对北大港构造带潜山油气藏的控制

北大港构造带经历了多期构造活动,发育印支早中燕山期逆冲断裂体系和晚燕山喜山期伸展断裂体系,对该构造带下古生界古潜山油气藏的缝洞性储层发育、油气潜力以及封闭条件等方面具有明显的控制作用。研究表明,与冲断作用及其相关褶皱作用形成的裂缝促进岩溶作用的进行,导致缝洞性储集层的形成;古潜山油气藏的油气源、油气成熟度和油气充注与新生代伸展断层作用有关;潜山圈闭的封闭条件是由基底卷入正断层的侧向封闭、盖层正断层发育特点及其对盖层的破坏程度确定的。     

断裂沥青带及其油气地质意义

断裂作为油气运移的垂向通道与油气聚集的侧向遮挡条件,在断裂发育区的油气运移聚集中具有重要作用,其输导机理也是油气运移研究的热点之一。以在渤海湾盆地东辛复杂断块油气田发现的断裂沥青带为研究对象,对其成因及油气地质意义进行了探讨。研究表明,控制构造带形成的主干生长断层在其活动期间可以产生一些较大的“空洞”,即“断裂空腔”。“断裂空腔”的形成受断层活动期的应力状态、两侧岩性、断面形态以及石油充注等因素的控制,断面形态的突变处是“空腔”产生的有利地区。“断裂空腔”发育的位置及规模不同,导致断层不同部位流体输导能力的差异,“断裂空腔”是油气沿断层运移的优势通道和汇聚区。油气进入“空腔”并聚集后,轻组分逐渐散失,重组分残留形成沥青。     

塔里木盆地柯坪隆起推覆作用对断裂封闭性的影响

针对塔里木盆地巴楚隆起南缘色力布亚断裂受柯坪隆起推覆作用的影响,并由此带来的断裂封闭性能的变化,开展了色力布亚断裂的三维地质建模和构造应力场的数值模拟。通过三维应力模拟所得数据,分析在柯坪隆起SE向应力作用下,色力布亚断裂断面滑移率具有差异分布的特点:整体表现为弱滑移特征,断裂中段与南段的滑移率较大。滑移率差异分布的特征是由断裂带空间几何形态决定的。结合色力布亚断裂两侧断褶带先巴扎、亚松迪油气藏的实例分析,认为柯坪隆起SE向应力对色力布亚断裂封闭性的影响仅限于中段与南段。对于色力布亚断裂中段的亚松迪气藏,SE向应力能够促进油气的垂向连通与充注,有利于油气的晚期成藏。     

断层垂向封闭的断-储排替压力差法及其应用

为了更准确地研究油气纵向分布规律,在前人断层垂向封闭的断-储排替压力差法的基础上,考虑了排替压力方向对断层垂向封闭性的影响,建立了一套新的断层垂向封闭的断-储排替压力差法,选取歧口凹陷板桥断裂为例,利用该方法对其在沙河街组一段（沙一段）中部泥岩盖层内的垂向封闭性进行了定量评价,结果表明：歧口凹陷板桥断裂在13条测线处沙一段中部盖层内垂向上均是封闭的,可封闭住的最大油气柱高度为2.3~67.1 m,低于以往方法的评价结果,但与目前勘探确定的油气柱高度吻合关系更好,表明该方法用于断层垂向封闭性定量评价是可行的。     

一种利用断层岩泥质含量判断断层侧向封闭性的方法及其应用

为了更简便地判断断层侧向封闭性,在断层侧向封闭机理及其影响因素研究的基础上,通过断层岩 排替压力与所封闭储层排替压力对比,预测了断层侧向封闭所需断层岩泥质含量的下限值,以此建立了 一套利用断层岩泥质含量判断断层侧向封闭性的方法,并将其应用于南堡凹陷 5 号构造 f-np5-2 断层 对东三段下部 1～7 号储层侧向封闭性的判断中。 结果表明：f-np5-2 断层在东三段下部 1～3 与 6 号 储层处断层岩泥质含量均大于其侧向封闭所需断层岩泥质含量的下限值,断层侧向上封闭,有利于油气 聚集,钻探结果为油层;f-np5-2 断层在东三段下部 4～5 与 7 号储层处断层岩泥质含量均小于其侧向 封闭所需断层岩泥质含量的下限值,断层侧向上不封闭,不利于油气聚集,钻探结果为干层。 利用断层 岩泥质含量判断断层侧向封闭性的结果与目前 NP503 井东三段下部油气分布相吻合,表明该方法用于 判断断层侧向封闭性是可行的。     

断层对接型和断层岩型侧向封闭的差异性

在碎屑岩地层中,断裂侧向封闭分为断层岩型侧向封闭和对接型侧向封闭2种类型,过去对这2种类型封闭油气的机理、封闭能力强弱等未进行过对比研究。为正确认识断裂在油气成藏与分布中的作用,分析了断层岩型侧向封闭和对接型侧向封闭的封闭机理和封闭条件;在此基础上,对比研究了这2种断裂侧向封闭的差异性。结果发现,由于起封闭作用的遮挡物和封闭条件不同,造成了对接型与断层岩型侧向封闭的差异性主要表现在以下2个方面：①受其影响形成的圈闭,其油（气）—水界面分布的控制因素不同,受对接型侧向封闭影响形成的圈闭,油（气）—水界面分布受对接岩性控制,而受断层岩型侧向封闭影响形成的圈闭,油（气）—水界面分布受断层岩排替压力大小控制;②侧向封闭能力明显不同,断层对接型的侧向封闭能力明显强于断层岩型的侧向封闭能力。以歧口凹陷板桥断裂为例,相同条件下,板桥断裂对接型侧向封闭油气的能力为断层岩型侧向封闭油气能力的25~43倍。这一显著的差异,造成板桥断裂古近系沙河街组一段,其上部对接型侧向封闭段富集的是天然气,而在其之下的断层岩型封闭段却聚集的是原油。     

断裂垂向封闭性演化定量研究方法及其应用

在断裂垂向封闭机理及其评价方法研究的基础上,利用不同地质时期最大主应力方向与断裂走向之间夹角大小建立了一套断裂垂向封闭性演化的定量研究方法,并将其应用于乌尔逊凹陷北部5条主要断裂在大一段盖层内垂向封闭性演化的定量研究中,结果表明5条断裂在同一地质时期有着不同的垂向封闭性,而不同地质时期垂向封闭性的演化规律也是不同的。正是这一差异造成了它们在油气成藏与分布中的作用也就不同,F76号断裂垂向封闭性演化与南一段源岩排烃史匹配关系好,有利于油气聚集与保存,油气井分布最多;其次是F39和1721号断裂,有少量工业油气井分布;F80和F16号断裂最差,无工业油气井分布。这一结果表明该种方法用于断裂垂向封闭性演化的定量研究是可行的。     

反向和顺向断裂侧向封闭油气的差异性研究

为了研究含油气盆地中断裂对油气成藏与分布的控制作用,在断裂侧向封闭油气机理及影响因素 研究的基础上,采用反向和顺向断裂特征对比的方法,对反向和顺向断裂侧向封闭油气的差异性进行了 研究。 结果表明,反向和顺向断裂侧向封闭油气的差异性主要有 3 个方面： ① 反向和顺向断裂与储层对 接的断裂带部位不同,反向断裂与储层对接的是滑动破碎带,而顺向断裂与储层对接的是诱导裂缝带; ② 反向和顺向断裂侧向封闭油气的遮挡物不同,反向断裂封闭油气的遮挡物为泥岩,而顺向断裂封闭油 气的遮挡物为断层岩; ③ 反向和顺向断裂侧向封闭油气的能力不同,理论分析和实例均表明反向断裂侧 向封闭油气的能力较顺向断裂强。     

断层对南堡凹陷潜山油气藏的控制作用

断块型潜山油气藏是渤海湾盆地的一种重要油气藏类型,断层对该类油气藏具有重要的控制作用。为了揭示断层对南堡凹陷断块型潜山油气聚集与保存的作用,利用三维地震、钻井、测井等资料进行断层面形态的刻画、断层封闭性的计算及断层对储层改造作用的分析,重点剖析了南堡凹陷内5条断层对油气的优势运移通道、油气保存、油气的储集空间等方面的控制作用。研究结果表明：①油气的运移方向受断层面形态的控制,汇聚型输导体系有利于油气的运移,且断层面曲率大的部位试油中可获得较高的产能;②成藏期后断层的启闭系数控制着油气的保存及现今的含油气性,潜山顶部的断层启闭系数小于1时,断层纵向封闭好,油气保存条件好,后期含油气性高,大于3时,断层纵向封闭差,油气向浅部运移;③断层改造潜山储层的储集性能主要体现在裂缝的差异性分布,储层的裂缝密度与其距二级断层的距离呈现出较好的负相关性,且在一定程度上储层产能随裂缝密度的增加而增大。