用断层面正压力法分析北部湾盆地涠西南凹陷断层垂向封闭性及其演化

北部湾盆地涠西南凹陷油气藏的形成和破坏与断层的垂向封闭性密切相关。通过对该凹陷内已知油藏的解剖,确定出断层垂向封闭性的临界值为12.4MPa。同时,根据平衡剖面技术对成藏期古构造进行了恢复,在此基础上对断层古封闭性进行分析,确定了成藏期古断层面的开启位置,即:1号断层,2号断层东部和西部,3号断层东的6条分支断层及4号断层的4条分支断层。已发现的含油区块位置与成藏期的开启断层面位置的对比研究表明两者有很好的一致性。对凹陷内主要断层的古、今垂向封闭性进行综合分析,认为该区断层垂向封闭性存在3种演化模式:成藏期封闭——现今封闭,成藏期开启——现今封闭和成藏期开启-现今开启。不同类型的封闭性演化模式对油气的运移与保存所起的作用不同,3种演化模式分别对应“成藏期输导性差→现今封闭性好”、“成藏期输导性好→现今封闭性好”和“成藏期输导性好→现今封闭性差”,以“成藏期开启——现今封闭”型断层对油气的运移及保存最为有利。     

盖层内断层垂向封闭性定量评价方法及应用

为了更准确地研究盖层内断层垂向封闭能力,综合前人对断层封闭性定量研究,在考虑了压实成岩压力对断层岩排替压力形成演化影响的基础上,又考虑了断层岩压实成岩时间同围岩压实成岩作用时间的比值对其排替压力形成演化的影响,改进了盖层内断层垂向封闭性定量研究方法。利用该方法,选取歧口凹陷板6井区内板桥断层为实例,对沿板桥断层13条测线处沙一段中部泥岩盖层内断层岩的排替压力和相应下伏储层排替压力进行了计算。研究得到各条测线处断层岩的排替压力均大于相应储层的排替压力,并通过两者之间排替压力差预测了各条测线处能够封闭的最大油气柱高度,最后综合圈闭顶面构造幅度因素界定了板6井圈闭内理论含油气范围。其与目前油气藏提交的储量面积基本吻合,证实了建立的盖层内断层垂向封闭性定量评价方法的正确性。     

关于地下断层封闭性的讨论——以东营凹陷为例

本文回顾并分析了前人进行断层封闭性评价的一些基本思路,并根据孔隙压力和有效应力原理提出了断层封闭性评价的新见解,断面的力学性质取决于该断面上有效直应力和剪应力的大小和方向;有效直应力为压性,则断面为封闭的,有效直应力的性质受控于有效地应力,而有效地应力的大小与流体压力密切相关;以前对断层封闭性的评价中所考虑的影响因素是不全面的,完全忽略了流体压力对断层封闭性的影响;断层封闭性不但是变化的,而且其变化是一种瞬时的、多次所复的过程;在探埋藏条件下,断层一般是封闭的。自然界中至少存在着两种引起地层压力快速上升并导致深部断层开启的机制：一是地震触发高压致裂;二是深部流体注入引最的连锁压裂。     

从断裂带内部结构出发评价断层垂向封闭性的方法

脆性断层和塑性断层断裂带内部结构存在差异: 脆性断层断裂带由以断层岩和伴生裂缝为特征的破碎带和诱导裂缝带2部分组成; 塑性断层断裂带表现为几条充填断层泥大裂缝的组合, 诱导裂缝带不发育.破碎带内部伴生裂缝、无粘结力断层岩带和诱导裂缝带都可能成为油气运移的通道, 只有这3种通道均封闭, 脆性断层垂向才是封闭的.只要伴生裂缝封闭, 塑性断层就是封闭的.基于这种封闭机理, 分析了3种通道封闭的条件: 无粘结力断层岩带是否封闭取决于断层泥含量大小; 破碎带内部伴生裂缝的封闭性取决于断面压力和断层泥塑性强度关系; 诱导裂缝带封闭程度受控于后期成岩充填的程度.提出了利用断面压力、断层泥的含量和塑性强度、后期成岩程度综合判定不同性质断层垂向封闭性评价方法.并利用该方法对克拉2构造F₁断层垂向封闭性进行了评价, 结果表明F₁断层垂向封闭性具有分段性: ①和③段均表现为脆性, 但①段因诱导裂缝没有被充填不封闭, ③段是封闭的; ②段是塑性断层, 垂向封闭性好.这是克拉2构造有大规模天然气聚集成藏的关键因素之一.      

断层垂向封闭性定量研究方法及其在准噶尔盆地白家海凸起东道海子断裂带应用

断层的垂向封闭能力主要取决于断面的紧闭程度和断裂带内填充物的岩性。在定量计算断面正压力和断层两侧地层泥地比的基础上,提出了断层垂向封闭因子(Fvs)的概念,并将其定义为断面正压力与断层两侧地层泥地比的乘积。通过该参数可以定量评价断层的垂向封闭能力。以准噶尔盆地东道海子断裂为例,在建立断层垂向封油、气能力评价标准的基础上,应用断层垂向封闭因子(Fvs)定量评价了该断裂带的成藏期垂向封闭性及现今垂向封闭性,分析了该断裂带对油气成藏的控制作用,得到较好效果。     

逆掩断层垂向封闭性定量模拟实验及评价方法

在正确分析逆掩断层形成的地质条件和封闭机理的基础上,本文认为与逆掩断层相伴生的塑性岩石的变形特征、断面压力和断裂带中泥质含量是影响断层垂向封闭性的主要因素。进行了断裂带填充物中泥质含量与断层封闭性定量关系物理模拟实验,并分析了岩石变形特征对断层封闭性的影响,建立了断层封闭性评价标准,提出了利用断裂带填充物质的性质、断面压力和膏泥岩变形特征评价断层封闭性方法。选择了库车坳陷克拉 3号构造进行了实例分析,结果表明该方法具有可靠性     

从断裂带内部结构出发评价断层垂向封闭性的方法

盾构施工穿越断层破碎带具有普遍性,而现有的黏聚力沿深度线性变化模型不能充分反应断层破碎带的倾斜性和非均质性,针对这一问题,引入非均质方向角和非均质系数角分别描述断层破碎带的倾斜性、非均质性和非均质系数大小,提出空间非均质分布函数模型。将模型应用于极限分析上限法,推导了盾构穿越断层破碎带隧道开挖面极限支护压力的计算公式,通过算例和工程实例验证了空间非均质分布函数模型的合理性,分析了在不同非均质方向下内摩擦角、黏聚力、埋深比、非均质系数对开挖面稳定性的影响。结果表明：非均质系数角α=90°时,非均质方向角μ的变化对隧道开挖面支护压力无影响;非均质方向角μ≠0°且非均质系数ρ>0时,开挖面支护压力随非均质方向角、内摩擦角、黏聚力、埋深比、非均质系数的增加而减小;非均质方向角μ=0°且H/D≥1时,开挖面支护压力不受埋深比变化影响。非均质方向角对破坏模式形状的影响大于对破坏范围的影响,内摩擦角对破坏模式的形状和范围均有较大影响,非均质方向角和内摩擦角的增大使得开挖面前方塌落体由拱顶往下滑的趋势转变为由前方滑落,针对不同非均质方向角和内摩擦角的断层破碎带的加固侧重点应有所不同。研究结果为确定断层破碎带中盾构开挖面极限支护压力提供了一种可行的计算方法。     

松辽盆地葡西地区葡萄花油层断层垂向封闭性研究

在对松辽盆地葡萄花油层断层特征及构造发育史研究的基础上,计算了控制葡西地区断层垂向封闭性的断层带泥质含量和断面压力参数,评价了区内7条主要断层在姚家组沉积末、嫩二段沉积末、嫩三段沉积末以及现今4个时期对葡萄花油层的垂向封闭性,并简要地探讨了断层封闭性与油气成藏之间的关系。研究结果表明:在姚家组沉积末,断层垂向呈开启状态;在嫩二段沉积末,4号和5号断层呈开启状态,其余断层呈封闭状态;在嫩三段沉积末至现今,断层垂向均呈封闭状态。整体而言,葡西地区北北西向断层封闭性好,有利于封闭油气在葡萄花油层成藏;北北东向断层持续活动时间较长,是青山口组源岩油气的运移通道。     

断层封闭性影响因素及类型划分

影响断层封闭性的因素很多，但归结起来主要有3个，即断距、断裂充填性质和断面的紧闭程度。断距影响着断层两盘砂泥岩层的对置状态，断裂充填性质决定了断层的垂向和侧向封闭性，断面的紧闭程度决定了断层的垂向封闭能力。考虑断层在油气运移聚集过程中的作用，将断层封闭性分为侧向封闭性和垂向封闭性两大类，再根据断层在侧向和垂向的封闭程度，将断层封闭性分为完全封闭、部分开启、部分封闭和完全开启4个亚类。     

勘探早期断层封闭性快速评价方法及应用

断层垂向和侧向封闭的主因是剪切型泥岩涂抹发育且保持连续性。SSF为断距与其范围内泥岩厚度的比值、物理模拟和野外露头均证实,当SSF大于一个定值时,泥岩涂抹失去连续性,断层垂向开启。海拉尔-塔木察格盆地塔南凹陷断层遮挡型油藏控藏断裂垂向封闭与开启临界SSF值为5.0,塔南凹陷大部分控圈断裂垂向封闭,能够有效封堵油气。但必须考虑断层形成时间和后期活动性质,盆地回返抬升期形成的断裂不容易形成剪切型泥岩涂抹,断层反转造成泥岩涂抹封闭失效。卷入到断裂带中的泥质不仅是剪切型泥岩涂抹,还有砂岩中硅酸盐,因此SSF不完全代表断裂中泥质含量。SGR是表征断裂带中泥质含量最有效的参数,可以弥补SSF对评价砂-砂对接窗口的不足。将断层遮挡油藏油层对应的断层面最小的SGR值作为断层侧向封闭的临界,将临界SGR值对应的断距称之为风险断距,断距低于风险断距的断层侧向封闭风险性很大。利用这2种方法可以在勘探早期对断层圈闭风险性快速做出评价,以减少钻探风险性。     

胡状集油田断层封闭性研究

断层封闭性与油气的运移聚集密切相关,是油田含油气性评价中一个非常重要的方面.本文从断层封闭性理论、主要影响因素,以及断层封堵模式的分析论述出发,运用声波时差和断层面剖面图等方法,分析了胡状集油田复杂断块区断层封堵性,为该区的滚动勘探提供了一定的指导意义.     

过盖层断裂的垂向封闭性预测方法及其在冀中坳陷中的应用

为了研究含油气盆地断裂发育区油气纵向分布规律,在不同方向运移油气过盖层断裂的垂向封闭机制研究的基础上,通过比较泥岩盖层断接厚度与其油源断裂或输导断裂在泥岩盖层内分段生长连接所需的最大断接厚度的相对大小,建立了一套不同方向运移油气过盖层断裂垂向封闭性的预测方法,并将其分别应用于渤海湾盆地冀中凹陷留楚地区东二、三段垂向运移油气过东一、二段泥岩盖层断裂垂向封闭性和文安斜坡沙二段侧向运移油气过沙一段底部泥岩盖层断裂垂向封闭性的预测中,结果表明:留楚地区东二、三段垂向运移油气过东一、二段泥岩盖层断裂垂向不封闭区主要分布在北部留楚背斜核部局部地区和西南广大地区,其余地区为过盖层断裂垂向封闭区。文安斜坡沙二段侧向运移油气过沙一段底部泥岩盖层断裂垂向不封闭区主要分布在东部和中部地区,其余地区为过盖层断裂垂向封闭区。与目前留楚地区东一段、馆陶组和文安斜坡区沙一段已发现油气分布相吻合,表明该方法用于预测不同方向运移油气过盖层断裂的垂向封闭性是可行的。     

应用地球化学方法评价断层的封闭性

断层的封闭性和连通性研究对于了解断层在油气成藏和石油开发中的影响具有重要的意义.根据断层附近油藏的地球化学特征, 可以研究排烃期断层的封闭性.在涠西南凹陷油田的研究工作中, 通过断层两端油层的化学组成指纹的差异, 证实了断层的存在, 虽然断距较小, 但仍影响了油藏的连通.对欧利坨子地区靠近断层的油藏分析表明, 本区的深大断裂可以作为油气的有效通道, 靠近断层油藏成熟度较高, 且含氮化合物较丰富.本研究提供的2个实例证实地球化学方法用于判断断层的封闭性有着不可替代的优越性.      

断层流体锶、碳、氧同位素示踪评价断层垂向封闭性--以焦石坝背斜带为例

锶同位素不易分馏、年代可对比的特性决定其能够作为有效的断层流体示踪指标。氧同位素能反映温度、流体等因素,碳同位素能反映有机质的影响,是锶同位素的有力补充。利用流体示踪图可以判断断层不同部位开启的期次与可能联通范围。针对四川盆地焦石坝背斜带周缘的断层,利用脉体锶、碳、氧同位素开展断层垂向封闭性评价。评价结果表明:焦石坝地区志留系以下地层联通,存在一期深部壳源富锶流体,志留系下部的流体未通过断层向上运移。该地区后期至少经过两期构造运动,针对志留系龙马溪组页岩气,焦石坝背斜带周边不同断层的垂向封闭性具有明显差异。从平面上看,方斗山断裂带中部、大耳山断裂带南部、乌江断裂带南部断层垂向封闭性差;大耳山断裂带北部、乌江断裂带北部、天台场断裂带南部断层垂向封闭性中等;方斗山断裂带北部、南部、天台场断裂带北部垂向封闭性好。     

一种快速建立上覆岩层压力体的方法

上覆岩层压力是地层沉积压实作用的源动力,也是地层孔隙压力计算的重要基础数据。本文通过Eaton公式推导出密度变化与上覆岩层压力和孔隙压力的计算模型,验证了不同厚度下低密度泥岩对上覆岩层压力以及孔隙压力的影响关系,证实密度差异为0.3 g/cm 3、厚度从100~500 m的低密泥岩对孔隙压力的影响最大仅为0.02 psi,从3~250 Hz的频率扫描密度曲线计算得到的上覆岩层压力几乎无差别,证实上覆岩层压力仅代表沉积地层的低频成分,因此根据正常压实地层有效应力和上覆岩层压力的关系确定了基于井控地震层速度场转换上覆岩层压力体的快速方法。以渤海西部某构造为例,新方法求取的上覆岩层压力体被多口钻井一一验证,满足了快速勘探评价的需求。     

多种方法评价断层封闭性——以金湖凹陷石港断裂带为例

运用断层活动强度、现今应力作用方向与断层封闭效应及模糊综合评判方法,对金湖凹陷石港断裂带地区的断层封闭性进行了评价。研究表明,石港主控断层在不同位置的封闭性存在很大的差异,具有"南开北闭"特征,表现为断层在南部开启,在北部闭合,从而有效地封闭了油气。北部的次级派生断层封闭性较好,在局部形成断层遮挡油气藏。通过模糊综合评判法评价断层封闭性,认识到不同时期各断层封闭成藏情况不同:阜宁组断层封闭性好于戴南组;阜四段主要为泥岩,封闭性最好;阜二段和戴一段封闭性较好。分析结果与实际勘探状况相吻合。     

断盖配置封闭性演化阶段恢复方法及其应用

为了研究含油气盆地断盖配置上下油气分布规律,在断盖配置封闭性演化阶段划分的基础上,通过明确断盖配置断接厚度与时间之间的关系和断裂破坏盖层封闭性所需要的最大断接厚度,确定断裂破坏盖层封闭性开始时期;通过断层岩排替压力随时间的变化关系和储层岩排替压力随时间的变化关系,确定断层岩封闭开始时期,据此建立了一套断盖配置封闭性演化阶段恢复方法,并将其应用于海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁构造F5断裂与下白垩统大磨拐河组一段下亚段（大一下段）盖层配置在测点4、6、9、10、11、12、14这7处封闭性演化阶段恢复中。结果表明,F5断裂与大一下段盖层配置在以上7处测点处不发育盖层封闭阶段,从大一下亚段沉积末期至上白垩统青元岗组沉积早期为不封闭阶段,从青元岗组沉积早期至现今为断层岩封闭阶段。因其在油气成藏期为不封闭阶段,且断层岩封闭开始时期晚于油气成藏期（下白垩统伊敏组沉积末期）,不利于油气在其下下白垩统南屯组二段（南二段）聚集和保存,与目前F5断裂附近南二段油气分布相吻合,表明该方法用于恢复断盖配置封闭性演化阶段是可行的。     

断盖配置封闭性演化阶段恢复方法及其应用

为了研究含油气盆地断盖配置上下油气分布规律,在断盖配置封闭性演化阶段划分的基础上,通过明确断盖配置断接厚度与时间之间的关系和断裂破坏盖层封闭性所需要的最大断接厚度,确定断裂破坏盖层封闭性开始时期;通过断层岩排替压力随时间的变化关系和储层岩排替压力随时间的变化关系,确定断层岩封闭开始时期,据此建立了一套断盖配置封闭性演化阶段恢复方法,并将其应用于海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁构造F5断裂与下白垩统大磨拐河组一段下亚段（大一下段）盖层配置在测点4、6、9、10、11、12、14这7处封闭性演化阶段恢复中。结果表明,F5断裂与大一下段盖层配置在以上7处测点处不发育盖层封闭阶段,从大一下亚段沉积末期至上白垩统青元岗组沉积早期为不封闭阶段,从青元岗组沉积早期至现今为断层岩封闭阶段。因其在油气成藏期为不封闭阶段,且断层岩封闭开始时期晚于油气成藏期（下白垩统伊敏组沉积末期）,不利于油气在其下下白垩统南屯组二段（南二段）聚集和保存,与目前F5断裂附近南二段油气分布相吻合,表明该方法用于恢复断盖配置封闭性演化阶段是可行的。     

油气成藏期断层古侧向封闭性预测方法及其应用

油气成藏期断层古侧向封闭能力的强弱对于油气的聚集和分布有着重要的影响,目前尚无有效的评价方法用于定量分析断层古侧向封闭性,并且在利用断层侧向封闭油气SGR(Shale Gouge Ratio)下限方法预测油柱高度过程中,发现断层侧向封闭油气能力与油气分布呈现部分不吻合现象,即井在预测范围之内,但是该井却不含油气.经过深入研究表明:这种现象可能是由于在油气成藏期断层古侧向封闭能力弱(达不到侧向封闭油气下限)造成的.因此,在断层侧向封闭油气SGR下限方法的基础上,通过恢复油气成藏期的古地层厚度、断层古断距、古泥质含量曲线,建立一套断层古侧向封闭性的评价方法,并以冀中坳陷文安斜坡文13断圈为例,利用断层古侧向封闭性评价法对断圈的古侧向封闭能力进行定量评价.结果表明:文13断圈在油气成藏期侧向封闭油气高度为0 m,与井试油结论相吻合,表明该方法用于定量评价断层古侧向封闭性是可行的,对于准确评价断圈封闭油气能力、降低断圈油气钻探风险以及丰富和完善断层侧向封闭理论均具有实践和理论意义.