断裂输导流体的机制及输导形式探讨

张性正断层断裂带一般具有二分结构,即断层核和破裂带,断层核伴生裂缝、连通孔隙及破裂带诱导裂缝均可作为输导流体的通道.断裂活动具有幕式的特征,一次活动周期可以分为活动期、活动—间歇过渡期和间歇期3个阶段,断裂活动期以伴生裂缝为优势输导通道,一般以“地震泵”控制下的幕式运移机制为主;活动间歇期输导能力较弱,通道为连通孔隙,遵循浮力控制下的缓慢渗流机制;而活动—间歇过渡期兼具有活动期和间歇期的部分特征,主要输导通道为破裂带诱导裂缝.断裂输导具有3个方向的运移分量,即沿断裂纵向方向、沿断裂走向方向和横穿断层面方向,与此相对应,目前断裂输导形式分为“2型4类”,包括沿断层面输导和横穿断层面输导两大类型,其中,沿断层面输导型又可分为沿断裂纵向向上输导、沿断裂走向输导和沿断裂向下“倒灌”式输导3类.沿断裂纵向向上输导是目前最重要的断裂输导形式,进一步分为3种亚类,即线性输导、“Y”形输导和似花状输导,似花状输导所占比例最大.具体的输导形式及方向取决于活动时期断裂与两侧地层的配置关系及多种运移动力、阻力的矢量合.     

油气输导体系研究现状及存在问题的探讨

油气输导体系是油气成藏体系的必要元素,也是油气运移研究的薄弱环节。人们对于这一概念的阐述各不相同,绝大多数学者将其划分为高孔渗砂体、断层及裂缝、不整合面以及它们两两或全部的复合输导体系四种类型,目前对输导体系的研究也集中在这四种类型上。对高孔渗砂体的研究主要集中在孔隙结构、渗透率和优势运移通道上;对断层的研究主要集中在断层泥、非渗透性物质、两盘特征、断层面应力及断层活动性上;对不整合面的研究主要集中在其产状、性质、类型及岩性组合等方面。输导体系的类型划分应当以渗透率非均质性为依据,同时充分考虑烃源岩。从盆地沉积演化的角度出发研究各类输导体系的分布,也是油气运移研究领域中的薄弱环节。     

松辽盆地滨北地区油气运移输导体系分析

传统的围绕生烃洼陷的油气勘探在滨北地区受到了严峻的考验,面积占整个松辽盆地1/3的滨北地区的油气勘探一直没有取得突破性进展.分析认为滨北地区存在三大背斜构造带(绥棱背斜带、乾元背斜带和克山-依龙背斜带)和滨州走滑断裂带所构成的输导体系.三大背斜带的形成和定型均早于盆地青山口组主力烃源岩大规模生排烃时间(白垩纪末),并分别倾没于齐家-古龙凹陷北部、黑鱼泡凹陷和三肇凹陷,凹陷生烃潜力的差异决定了紧邻输导体系油气勘探潜力的差异,其中齐家北凹陷和三肇凹陷已经发现了较丰富的油气资源,决定了绥棱背斜带和克山-依龙背斜带油气勘探的潜力较大.乾元背斜带临近黑鱼泡凹陷,由于黑鱼泡凹陷烃源岩成熟度低,烃源岩没有进入大规模生排烃阶段,因此勘探潜力有限;滨州走滑断裂带横穿齐家-古龙凹陷和三肇凹陷,断裂活动时间与烃源岩成熟时间一致,有利于油气的定向运移,同时晚期构造活动西段强而东段弱,从油气保存的角度看,有可能东段优于西段,但从油气的垂向运移看,西段更有可能形成垂向上多层系含油的复式油气聚集带,因此沿整个滨州走滑断裂带是有利的勘探领域.     

输导体系研究综述

输导体系作为联结生、储、盖、圈的桥梁和纽带,是油气运移成藏研究的关键,也是现油气运移研究的薄弱环节。输导通道宏观上主要分为储集层、断裂和不整合输导体系,且其具有独立性、时空性、复杂性、输储转化性以及运移油气时的非均一性和幕式运移等特点。储集层、断裂、不整合输导体系及各输导体系的空间组合或时空配置不同时,其输导机制和输导性能不同。在综述前人对输导体系的研究后,总结现输导体系研究的问题并提出今后研究的主要体现。     

油源断裂输导油气优势路径预测方法及其应用

在油源断裂厘定及其输导油气优势路径控制因素分析的基础上, 利用三维地震和测井、录井资料, 对油源断裂活动性优势路径、内部岩性优势路径和断面油气势能优势路径进行研究, 综合预测油源断裂输导油气优势路径. 通过加权赋值计算油源断裂输导油气优势路径综合评价参数, 确定油源断裂附近油气成藏有利范围. 利用该方法预测渤海湾盆地冀中拗陷廊固凹陷大柳泉地区F3油源断裂输导油气优势路径, 结果表明: F3断裂共发育3个活动性优势路径、2个内部岩性优势路径和6个断面油气势能优势路径. 油源断裂输导油气优势路径综合评价参数大于1.65的范围为F3断裂附近油气成藏有利范围, 与研究区目前已探明油气分布相吻合. 表明该方法用于油源断裂输导油气优势路径预测是可行的, 有助于寻找油气勘探有利目标.     

断裂输导向遮挡油气转换时期厘定方法及其应用

为了研究含油气盆地下生上储式受断裂控制油气分布规律,在断裂输导向遮挡油气转换时期及其与油气运聚成藏之间关系研究的基础上,通过确定断裂在盖层内填充物排替压力随时间变化关系和盖层之下储层岩石排替压力随时间变化关系,取二者相等时所对应时期,建立了一套断裂输导向遮挡油气转换时期的厘定方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷老爷庙构...     

油气输导体系研究进展

输导体系是油气成藏的一个必要的元素,也是油气地质研究领域的薄弱环节,目前输导介质主要包括储集层、断层、裂缝、不整合面四种;综合分析各输导介质的特点以及前人在输导体系方面的研究成果,提出输导体系类型划分应充分考虑烃源岩,并研究不同输导介质中油气输导性能的差异性。从而深化对油气输导体系的认识。     

准噶尔盆地陆梁地区断裂-不整合面输导体系与油气运聚

断裂是准噶尔盆地陆梁隆起油气远距离从源(盆1井西凹陷)到藏(陆梁油田)的主要通道,其中基东断裂作为油源断裂起了关键性的作用。不整合面也是该区油气顺利从源到藏的必要条件,不整合面分布的非均质性是造成该区油气分布差异性的一个重要影响因素。断裂与不整合面形成的断裂-不整合面输导体系是一个高效的输导网络,是油气顺利运聚、成藏的重要条件:二叠系顶面的不整合面与深部断裂组成的输导体系是沟通盆1井西凹陷二叠系油源向上部侏罗系运移的主要通道,而白垩系底面的区域不整合面与中浅层正断层组成的输导体系是头屯河组和呼图壁河组油气成藏的主要因素。     

油源断裂优势通道输导油气能力综合评价方法及其应用

为了研究断裂在下生上储式油气成藏中的作用,在油源断裂优势通道输导油气能力影响研究的基础上,利用油源断裂优势通道本身的发育特征和源岩品质,构建了油源断裂优势通道输导油气能力综合评价参数指标,建立了一套油源断裂优势通道输导油气能力综合评价方法,并将其应用于渤海湾盆地冀中坳陷留楚地区东三段储层10条主要油源断裂优势通道输导油气能力的评价中。结果表明,留楚地区东三段储层10条主要油源断裂共34条优势通道,其中:有8条输导油气能力综合评价等级为强,主要分布在北部留楚背斜区;有15条输导油气能力综合评价等级为中等,主要分布在留楚南背斜区;有11条输导油气能力综合评价为弱,主要分布在南部和东部边部地区。这与目前留楚地区东三段储层只在北部留楚背斜核部找到大量油、中部留楚南背斜找到少量油相吻合,表明该方法用于油源断裂优势通道输导油气能力综合评价是可行的。     

油源断裂油气成藏期优势通道输导能力综合评判方法及其应用

本文通过油气成藏期油源断裂不同部位古活动速率相对大小分布,确定其油气输导的优势通道。并基于优势输导通道的断裂古活动速率、古倾角、目的层古埋深和源岩古剩余地层压力等指标,建立了一套油源断裂在油气成藏期优势通道输导能力的综合评判方法。以渤海湾盆地冀中坳陷廊固凹陷为靶区,对大柳泉区块旧州油源断裂带在成藏期沙三中下亚段内的优势通道进行了厘定和油气输导能力综合评判。评判结果表明：旧州油源断裂6条分支断裂油气成藏期——沙二段沉积时期发育了10个优势通道,其油气输导能力以F₁和F₂分支断裂的6个优势通道输导油气能力相对较强,有利于油气运移,F₃、F₄、F₅和F₆分支断裂发育4个优势通道,其输导油气能力相对较弱,不利于油气运移。此评判结果与目前旧州断裂带附近沙三中下亚段内的油气分布现状相吻合,表明用此方法进行油源断裂成藏期优势通道的输导能力综合评判是可行性的。     

高邮凹陷汉留1号断层输导通道的时空分布特征

汉留1号断层是苏北盆地高邮凹陷深凹带北侧边界断层。为了明确该断层输导通道的时间与空间分布特征,通过断层面几何形态、关键时期断层活动速率计算,阐释了汉留1号断层在两个油气主运移时期的输导能力,判识了输导通道的空间位置。研究表明,汉留1号断层在三垛组沉积期活动速率>25 m/Ma,断层开启具有输导能力,另一方面,汉留1号断层的断层面存在3个明显的凸面和2个凹面区域,因此,在该沉积期该断层在3个凸面区域发育3条输导通道。而在随后的盐城组至今的沉积期,断层活动强度减弱,活动速率<10 m/Ma,输导能力弱,垂向上主要起封闭作用。因此,空间上断层通道发育于断层面凸面位置;时间上,断层活动速率>25 m/Ma时通道开启,<10 m/Ma时通道关闭。就聚集而言,断层通道开启时油气沿断层向上运移聚集于上部滚动背斜圈闭中,闭合时聚集于下部断层圈闭中。     

辽河滩海地区油气藏断压控藏特征及勘探意义

辽河滩海地区是典型的中—新生代陆相断陷盆地,构造上具有东西分带、南北分区的特点,不同构造带油气运聚成藏及分布都与温压场特征密切相关。运用整体、耦合的观点和地温-地压系统理论,在详细分析对比东部凹陷和西部凹陷温压场分布特征的基础上,发现辽河滩海地区主要发育单一型、低压型和高压型3种地温-地压系统。其中:西部凹陷西部斜坡带发育单一型地温-地压系统,笔架岭构造带发育低压型地温-地压系统;东部凹陷海南月东地区和太葵地区则普遍发育高压型复式地温-地压系统。同时,对比分析东、西部各构造带油气藏的形成与分布特征,不同类型地温-地压系统与断裂配置表明辽河滩海地区为明显的断压控藏特征:西部斜坡带主要为单一型和低压型断压控藏;东部斜坡带则主要为高压型断压控藏。     

库车坳陷迪那2构造油气运聚模拟实验

为了研究油气运聚过程, 以迪那2构造为地质模型, 在构造特征、储盖组合、油气来源分析的基础上建立油气运聚过程物理模拟的二维实验模型.通过模拟实验, 揭示: (1)断层是迪那2构造中油气运移的主要通道; (2)泄压区是油气运移的有利指向区; (3)毛管力及浮力在渗透性相近的砂岩中起重要作用; (4)油气总是选择优势通道运移, 在沿断层运移的同时, 也向两侧砂体中扩散; (5)油驱水之后的气驱油运移通道具有继承性的特点.      

准噶尔盆地腹部断裂控油的物理模拟实验及其成藏意义

根据准噶尔盆地腹部地区二维和三维地震断裂构造样式解释、深浅层断裂生长指数和活动速率计算及声发射各主要构造运动期最大主应力值测试, 结合盆地区域构造演化与油气成藏等研究成果, 研究了盆地腹部地区断裂系统的形成演化、基本特征及其控油模式, 并转化为实验模型, 模拟了单一相(油相)连续、稳态流体运动条件下, 深、浅两套断裂输导体系中石油的运移和聚集过程.结果表明盆地腹部地区受周缘板块的相互碰撞产生的挤压和走滑构造作用及多期次构造运动的影响, 断裂发育, 纵向上明显存在深、浅层两套不同性质的断裂系统, 深层为基底卷入式压扭性逆冲断裂系统, 浅层为盖层滑脱型张扭性正断层系统, 其分别形成于海西运动中晚期和燕山运动早中期等强烈构造活动时期; 高渗透性断裂带的确是油气快速运移的优势通道, 盆地腹部地区深、浅层断层均是石油向上运移的主要输导体, 断裂带渗透率大小决定着石油运移的方向和路径.在断层带顶部存在盖层封闭的条件下, 石油在断层带中的运移呈不均匀地向上运动, 断层带中含油饱和度自上而下增加, 在向下增加的过程, 石油倾向于在区域性盖层之下储层物性好的砂层中运移, 而且是优先进入断裂上盘渗透率较大的砂层中, 随着断裂带含油饱和度的不断地增加和断裂上盘储层物性好的砂层中进油量不断增多, 进行侧向运移, 最终聚集成藏, 尔后再进入断裂下盘相应的砂层中, 进油量较少; 而物性较差的砂层中很少有石油进入.该实验结果得到了盆地腹部地区断裂两侧储层流体地球化学分析测试数据的佐证, 对深化断裂输导体系下石油运移聚集成藏的理论认识与指导该地区的油气勘探实践均具有重要意义.      

渤海湾盆地南堡凹陷断层对油气运聚的控制作用

在对南堡凹陷断层类型划分的基础上,利用地质统计法和地化分析等技术手段,从宏观到微观多个方面阐述了南堡凹陷断层对油气运聚的控制作用。根据断层的发育历史,将南堡凹陷断层划分为3类：长期活动型(Ⅰ类)、早期活动型(Ⅱ类)和晚期活动型(Ⅲ类)。其中Ⅰ类断层大多沟通油源,是油气纵向运移的主要通道,由于其多期活动,形成了南堡凹陷多套含油层系纵向上相互叠置的局面。断层活动的时期和强度控制油气纵向上的分配,而且油气在平面上主要分布在油源断层附近的断块圈闭中。断层封闭性在时间上具有明显的差异性,在油气运聚过程中扮演输导和封堵双重角色。反向遮挡断层圈闭无论在油气藏数量还是在烃柱高度方面均明显好于顺向断层遮挡圈闭,是南堡凹陷油气勘探的有利目标。断层遮挡圈闭的储量规模受断层封闭性影响,准确评价遮挡断层的封闭能力对于提高钻探成功率具有重要意义。     

南堡凹陷断层对中、上部含油组合油气成藏的控制作用

南堡凹陷断层极其发育,依据断层形成时期、变形特征及形成演化机制,可将南堡凹陷断裂系统划分6种类型(ⅠⅥ).其中,Ⅲ型、Ⅴ型和Ⅵ型断裂系统是中、上部含油组合的主要断层类型,也是重要的控藏断层类型;Ⅲ型断裂系统为晚期形成的断层,主要对中上部含油组合的油气起封闭或调节作用;Ⅴ型和Ⅵ型断裂系统为长期发育的断层,是油气从源岩层向中浅层储层垂向运移的主要通道.晚期活动断层形成的断层相关圈闭是形成油气藏的主要圈闭类型;晚期形成的断裂密集带控制油气藏的分布;断层分段生长形成的古转换带控制了沉积体系及砂体的展布,控制了油气藏的分布;断层对盖层的破坏程度控制了油气聚集的层位;断层封闭性演化控制了断层圈闭中油气的富集程度.     

断层纵向输导与储层非均质性耦合控运模拟实验研究

在物理模拟实验的基础上探讨了断层输导能力与储层非均质性对油沿断层垂向运移和侧向分流的控制机理与模式。研究结果表明,断层输导能力与储层非均质性对油运移的控制本质上表现为“物性”（断层与储层渗透率比值）与“动力”对油垂向运移和侧向分流的耦合控制作用。两者对油的运移和纵向分布的耦合控制作用可概括为强输导能力断层-反韵律储层控运、弱输导能力断层-反韵律储层控运和强输导能力断层-正韵律储层控运3种模式。第一种模式中,油沿断层垂向运移的过程中不易侧向分流,油主要富集在直接位于区域性盖层之下的储层中;第二种模式中,油沿断层垂向运移的过程中较易侧向分流,油在纵向上各储层中均有一定的富集;第三种模式中,油沿断层垂向运移的过程中极易侧向分流,油大多富集在下部物性最好的储层中。