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。     

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。     

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分析及其在渤海湾盆地A油田中的应用

在油藏内部,断层垂向封闭程度对原油物性具有重要影响。根据断层封闭机理及其影响因素研究,通过垂直断面方向上的断面正压力(δ_F)及断裂带物质抗压强度(δ_C)对比,建立起利用断层紧闭指数(I_(FT)=δ_F/δ_C)表征断层垂向封闭性的方法,并将其应用于渤海湾盆地A油田原油物性平面差异的研究中。结果表明:①不同断层的I_(FT)不同,I_(FT)越大,垂向封闭性越好,A油田明化镇组下段断至潜山但不沟通海底的断层,I_(FT)最高,来自深层的热量向浅层运移,形成局部高温环境,生物降解弱,原油物性好;②同一断层不同断点的断面正压力和断层缝充填物质相对含量不同,沿断层走向,I_(FT)也不相同;③A油田断块区主控断层从西南往东北I_(FT)逐渐降低,形成差异生物降解,使地层原油黏度向东北逐渐增大。利用断层紧闭指数法判断油藏主控断层的垂向封闭性,并与原油物性分布的差异性进行对比,两者规律相吻合,表明利用断层垂向封闭性判断油藏原油物性是可行的。     

基于SGR算法的断层侧向封闭性评价方法改进及其应用

利用Yielding断层侧向封闭性评价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,经过深入研究表明:是由于未考虑断层侧向封闭油气下限以及封闭区域造成的。当断面上某一深度范围内最小断层泥化率(SGR值)大于断层侧向封闭油气下限时,整条断层在该深度范围内对油气具有侧向封闭能力,Yielding断层侧向评价方法可直接应用,其预测结果与油气吻合度较好;而当断面上某一深度范围内最小SGR值小于断层侧向封闭油气下限时,该点在封闭区域之外,按照Yielding预测方法可能会低估或高估断层的侧向封闭能力。为了更准确研究断层侧向封闭性评价方法,因此针对这种情况对断层侧向封闭评价方法进行了改进,并选取冀中坳陷文安斜坡断层型圈闭为例,利用改进后的断层侧向评价方法对断圈侧向封闭能力进行定量评价,结果表明:沙一段1~2号断圈的预测结果与井含油气性相吻合,表明该方法用于定量评价断层侧向封闭性是可行的,更正了Yielding评价方法低估或高估封闭断圈侧向封闭油气的能力,提高了断层侧向封闭能力预测的准确度。     

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.      

大庆长垣南部浅层气成因及成藏机制

大庆长垣南部浅层气主要为来源于嫩江组一二段的生物气, 混入少量的青山口组热成因气和无机成因的CO₂.明水组沉积末期为嫩江组一二段大量生排生物气时期, 此时断裂活动导致黑帝庙油层背斜和断圈的形成, 并诱导生物气垂向运移, "三期复合"使大量生物气向黑帝庙油层运移.活动断层均为"断裂密集带"的边界断层, 沿其垂向运移的生物气聚集的部位取决于断层与两盘地层的配置关系, 与断层倾向相反的一盘是生物气聚集的主要部位, 大庆长垣南部总体为"西缓东陡"的不对称背斜, 生物气主要富集在断裂密集带东部边界的圈闭中.黑帝庙油层纵向上分为5套储盖组合, 下部3套组合盖层厚度较大, 受断层错断的概率较小, 是主要的目的层.黑帝庙油层大部分圈闭为"断圈", 断层侧向封闭性决定圈闭的潜力, 断层侧向封闭所需SGR低限为0.375, 利用Allan图解标定断层侧向封闭性并分析圈闭的潜力, 与不考虑断层侧向封闭性时圈闭有3种变化: 一是断层侧向封闭, 面积和幅度没有改变的圈闭(Ⅰ型); 二是断层侧向封闭具有分段性, 面积和幅度变小的圈闭(Ⅱ型); 三是断层侧向不封闭, 不存在的圈闭(Ⅲ型).其中Ⅰ和Ⅱ型圈闭是生物气聚集的有利目标.从大庆长垣南部看松辽盆地浅层气成藏关键因素是有沟通气源的断层控制的圈闭的完整性(背斜或断层侧向封闭性较好的断圈)和区域稳定分布的盖层.      

大庆油田朝长地区扶余油层断层封闭性及其演化

使用Allan图法、泥岩涂抹因子法和断层泥比率法对大庆油田朝长地区扶余油层8条断层的侧向封闭性进行了研究,使用断面正压力结合泥岩塑性变形强度极限的方法对其垂向封闭性进行了研究,分别确定各断层在嫩江期末、明水期末和现今3个时期的侧向封闭性和垂向封闭性。嫩江期末除6号断层外其他断层均开启,便于青山口组烃源岩排出油气的充注,6号断层附近区域因其封闭而缺乏油源;明水期末断层开始封闭;到现今时期,除5号断层外其他断层均封闭,能够对已形成油藏提供很好的阻挡。5号断层3个时期对油气都缺乏有效阻挡,基本只起到了通道的作用。     

苏北盆地溱潼凹陷断阶带油气运移路径综合分析

溱潼凹陷断阶带断裂系统发育,控制油气聚集的断层主要有F1、Ⅲ、F2、F3及其相应的分支断层,将断阶带分为北部的草舍扭动断裂带与南部的祝庄扭动断裂带。在断层封闭性定量评价与封闭史研究的基础上,结合研究区生排烃史、油源分布特征、油气成藏期以及含氮化合物示踪分析研究表明,断阶带Ⅲ、F2、F3断层在不同的研究区封闭性存在明显的差异,祝庄断阶带Ⅲ号断层垂向封闭性较好,不能成为油气运移的通道,使得角墩子地区的原油主要来源于阜四段源岩,没有阜二段与泰州组源岩的贡献;而F3断层活动期短,侧向封闭性差,也不为油气的运移通道;相比之下,F2断层活动期长,断层垂向封闭性差,而侧向封闭性好,为祝庄地区主要的运移通道,与油气成藏期具有较好的匹配关系,流体包裹体分布与含氮化合物示踪分析也证明了这一点。研究还表明草舍断阶带F2断层活动期短,垂向封闭性好,侧向封闭性弱,不是油气运移的通道;相比之下,F3断层活动期长,垂向封闭性较弱,可以作为油气运移的主要通道,后期主要通过砂体和不整合面运移聚集成藏,与生排烃史、油气成藏期和含氮化合物示踪也具有较好的匹配关系。     

鄂尔多斯盆地北部泊尔江海子断裂对上古生界天然气成藏的控制

为了揭示泊尔江海子断裂对鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区上古生界天然气成藏的控制作用,应用地震和钻井资料,在断裂活动性分析的基础上,根据断层泥比率和断层连通概率法对泊尔江海子断裂的侧向和垂向封闭性进行半定量评价,探讨断裂和天然气富集区的关系。结果表明：泊尔江海子断裂呈现3次明显的活动高峰期,分别为加里东期-早海西期的断裂形成期、印支期-早燕山期的挤压逆断裂活动期、中晚燕山期的走滑撕裂活动期,而中晚燕山期的走滑撕裂控制了上古生界天然气主要成藏期。断裂的封闭性具有“横向分段、纵向分层”的特点;横向上,以断层泥比率(SGR)等于0.3为界将泊尔江海子断裂分为侧向优势输导区和侧向封闭区;纵向上,在石千峰组和上石盒子组断裂启闭系数基本都小于1.0,断裂垂向封闭,在下石盒子组和山西组断裂启闭系数主要集中在4.0~10.0,断裂垂向开启。在断裂侧向优势输导区,断裂南部主力烃源区生成的天然气,经断裂发生垂向和侧向运移,易在断裂北部地区富集成藏;在侧向封闭区,则易在断裂南部地区富集成藏。     

松辽盆地敖古拉断裂的封烃泄水作用

敖古拉断裂位于齐家一古龙坳陷生油气区向西运移的指向上。且其走向与油气运移方向垂直。该断裂自基底一直断到第四系。具同生正断特征。通过封堵率计算研究表明,该断裂的侧向封烃能力在姚家组和泉头组地层中为中等,在嫩江组和青山口组地层中较好。通过断面压力计算发现,该断裂垂向封闭性在浅部差,深部好;在断裂走向上断裂中部差。向两端逐渐变好。通过地层水矿化度和变质系数等参数的分布规律及一系列折算水位剖面图的分析发现。该断裂对水是不封闭的,并且是盆地西缘大气渗入水向东流动(向心流)及齐家—古龙坳陷沉积压实水向西流动(离心流)的共同泄水带。所以,该断裂是一条封烃泄水断裂。敖古拉断裂封烃泄水的主要机理是毛细管压力作用。由于敖古拉断裂的封烃泄水作用,使其对齐家—古龙坳陷向西运移的油气起到了一定的屏障作用。     

准噶尔盆地车拐地区红车断裂带封闭性评价

本次研究采用断面正应力大小、泥岩削刮比(SGR)、断裂带充填物泥质含量(Rm)和断面紧闭指数等定量参数,对车拐地区红车断裂封闭性进行了详细评价。结果显示泥岩削刮比(SGR)均值为0.6,断裂带充填物泥质含量(Rm)均值为0.51,泥质充填程度较高,断面正应力大小变化不大,为69.54~73.11MPa,整体较大,紧闭指数为1.28~8.25,均值为3.98。从而认为准噶尔盆地车拐地区红车断裂带二叠系及三叠系封闭性较好,侏罗系封闭性差。红车断裂带中部、北部断层封闭性较好,而发育于浅部乌尔禾组、三工河组内的小断层在现今及油气成藏期的封闭性也普遍较好。     

断层封启性的研究现状与发展方向

断层封启性在油气运移和成藏中至关重要。断层封启性是指断层上、下两盘之间岩性和物理性质差异引起的排替压力差，这种压力差控制流体在断层上、下盘之间的通过能力。断层封启性从运移方向上分为垂向封启和侧向封启，从隔离带性质上分为断层面封启和岩性封启。封启性的控制因素有并置作用、碎裂作用、胶结作用、涂抹充填作用以及沥青质沉淀等。其研究方法有Allan图法、断层面压力法、泥岩涂抹法、声波时差法、地震速度谱识别法、逻辑信息法、非线性映射分析法、模糊数学法和连通性概率法等。目前的研究方法均为一定角度下手段单一的定量或半定量分析，因此断层封启性研究方法的突破方向将是在不同角度下的综合定量分析。     

断层内部结构及其对封闭性的影响

先前的研究多考虑断层封堵和开启的2种极端状态,近来的研究认为,在多数情况下断层处于2种之间的状态,只有在静止期具有封闭能力的断层,才有可能对油气起封堵作用。分析断层对流体运移的影响,需要分析断层在演化过程中的内部结构特征。断层可以划分出破碎带、诱导裂缝带和围岩3部分,断层岩和伴生裂缝构成破碎带的主体部分。常见的断层岩包括断层角砾岩、断层泥和部分碎裂岩,它们充填在断层裂缝空间中,断层内部结构受断层形成时的构造应力性质、断层活动强度和围岩岩性因素的控制。从动态角度看,随着断距增加,断层活动伴随着裂缝的发育和岩石的破碎混杂,可用泥质源岩层厚度和断距的比值来划分不同的发育阶段。断层活动期为油气运移通道,在静止时表现出差异性的封闭,通常用断层渗透率和排替压力2个参数来定量评价断层的封闭程度。断层岩渗透率主要受断距、泥质含量、埋深等因素的控制;断层排替压力的预测方法有2种:一种是从断层岩成岩角度分析的"等效埋深法",另一种是分析实测排替压力与主控地质因素的"拟合法"。通过简化的断层模型,建立了渗透率、排替压力与主控因素的预测关系。和储层类似,流体在断层中的运移遵循多孔介质的渗流特征。利用断层两侧的流体压力和油气柱高度并不能直接评价封闭性能,还必须考虑油气充注史和流体压力变化历史。     

胜利油田东营凹陷中央隆起带断层封闭模式研究

东营凹陷中央隆起带断裂系统复杂,断层封闭性直接控制油气藏形盛分布及油气藏规模,封闭性强的断层附近可形成大规模油气藏,封闭性差的断层附近油气藏规模小,甚至无油气藏形成.以岩性配置封闭模式、主应力封闭模式和泥岩沾污带封闭模式3种最主要的封闭模式为例建立了东营凹陷中央隆起带断层封闭模式.定量分析评价了东营凹陷中央隆起带断层封闭性,认为东营凹陷中央隆起带封闭性断层的最佳断面正应力为40~50 MPa,封闭性断层的泥岩沾污因子常小于2.6.针对某一具体断层判断其是否具有封闭性需多方面综合分析,不可简单地进行单因素分析.      

张性断裂带内部结构特征及油气运移和保存研究

断裂带是一个宽度、长度和高度均与断距呈正比关系的三维地质体,具有典型的二分结构：即断层核和破碎带。断层核由多种类型的断层岩和后期胶结物组成,具有分选差,粘土含量高,颗粒粒径小等特征,表现为具有比围岩更低的孔渗性。破碎带同围岩相比发育大量的裂缝,裂缝的密度随着离断层核距离的增大而逐渐减小,孔渗性较高。断层岩类型取决于断移地层的岩性、成岩程度和断裂变形时期。对于同生断层而言,泥岩和不纯净的砂岩主要发生泥岩涂抹作用;纯净砂岩发生解聚作用,形成颗粒重排的变形带。中成岩阶段发生断裂变形,泥岩发生泥岩涂抹作用,不纯净的砂岩发生碎裂作用和层状硅酸盐涂抹作用,形成碎裂岩和层状硅酸盐 框架断层岩;纯净砂岩主要发生碎裂作用,形成碎裂岩。晚成岩阶段发生断裂变形,碎裂作用成为主要的变形机制,泥岩破碎形成大量断层泥,不纯净的砂岩和纯净的砂岩均形成碎裂岩,其中纯净砂岩形成的碎裂岩由于石英的压溶胶结变得更致密。因此不同成岩阶段、不同岩性形成的断层岩类型不同,泥岩涂抹的排替压力高于层状硅酸盐 框架断层岩和碎裂岩,即使都是碎裂岩,其渗透率相差7个数量级。从断裂带结构看油气运移和保存,断层垂向封闭主要靠剪切型泥岩涂抹的连续性,侧向封闭能力取决于断层岩物性,物性很高的碎裂岩自身封闭能力很差,依靠两盘岩性对接封闭油气,最小断距决定油水界面位置。物性很低的断层岩一般能封住一定高度的油气柱,其是断裂带中泥质含量的函数。断层在储盖层段变形机制差异,决定了断裂输导与封闭油气的耦合,即破碎带双向输导充注,盖层段剪切型泥岩涂抹顶部封闭,断层核遮挡成藏。     

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.