静止期未成岩断裂侧向封闭能力评价方法及其应用

为了研究含油气盆地断裂发育区油气分布规律,探讨静止期未成岩断裂侧向封闭机理及影响因素;通过比较断裂断层岩开始压实成岩时间与断裂停止活动时间,确定断裂填充物是否压实成岩;再比较断裂填充物排替压力与油气所在盘储层岩石排替压力的相对大小,建立一套静止期未成岩断裂侧向封闭能力评价方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷5号构造区f1断裂在东营组一段、二段、三段侧向封闭能力评价中。结果表明:f₁断裂在东营组一段、二段、三段填充物排替压力分别为0.70、0.73、0.74 MPa,与之对应的油气所在盘储层岩石排替压力分别为0.19、0.15、0.10 MPa,f1断裂在东营组一段、二段、三段填充物排替压力均大于油气所在盘储层岩石排替压力,断裂侧向上均可封闭,有利于油气的聚集与保存,与目前南堡凹陷5号构造区f₁断裂附近东营组一段、二段、三段已发现油气分布(东营组二段未见油气是因其无圈闭)相吻合,表明该方法用于静止期未成岩断裂侧向封闭能力评价是可行的。     

油气沿断裂垂向与砂体侧向运移转换条件分析——以渤海湾盆地局部构造为例

为了研究新生代断陷盆地中油气分布规律,在油气沿断裂垂向运移与沿砂体侧向运移转换条件研究的基础上,通过比较断裂填充物排替压力与两侧砂体排替压力相对大小、泥岩盖层断接厚度与其封存油气的最小断接厚度相对大小,提出了一套油气沿断裂垂向运移向沿砂体侧向运移转换的判别方法:如果断裂填充物排替压力大于两侧砂体排替压力,油气沿断裂垂向运移向沿砂体侧向运移转换,反之则不能转换;如果泥岩盖层厚度小于其封存油气的最小断接厚度,油气沿砂体侧向运移向沿断裂垂向运移转换,反之则不能转换.将此方法分别应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡1号和2号构造和冀中坳陷文安斜坡沙一段油气运移转换的判别中,结果表明:南堡1号和南堡2号构造油气沿断裂垂向运移向沿东营组34个砂层侧向运移转换,有9个砂层未发生侧向运移转换;文安斜坡在东部和西部的中部地区沙一段油气沿砂体侧向运移向沿断裂垂向运移转换,而其余地区未发生沿断裂垂向运移转换.这些判别结果分别与目前南堡1号和2号构造东营组、文安斜坡沙一段和东营组已发现油气分布相吻合,表明该方法用于判别沿断裂垂向运移与沿砂体侧向运移转换的合理性.     

断层岩古排替压力恢复及其封闭性能研究

为了研究断层古封闭能力及封油气有效性,在兼顾了断面正应力和断层岩压实成岩作用时间两方面因素控制的断层岩现今排替压力的定量研究方法的基础上,采用本文所建立的一套断层岩古排替压力的恢复方法,对海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁构造带B29号断层在大磨拐河组二段泥岩盖层内部断层岩排替压力演化和封闭性能进行了研究.结果表明,其断层岩在伊敏组二段和三段沉积后期开始形成对油气的封闭能力,该时期晚于南屯组源岩第1次大量排烃期,不能有效的封闭住其第1次排出的油气,但与南屯组第2次大量排烃期同期,可以封闭住其第2次大量排出的油气,这一应用结果表明该方法定量恢复断层岩古排替压力是可行的.     

油气垂向和侧向倒灌运移条件及其聚集规律的差异性

以松辽盆地三肇凹陷扶杨油层和渤海湾盆地南堡凹陷中浅层为例,对油气垂向和侧向倒灌运移条件及聚集规律的差异性进行研究.在系统阐述油气侧向倒灌运移所需条件和聚集规律的基础上,从油气运移所需动力条件和聚集分布部位上探讨了二者的差异性.研究结果表明:油气垂向和侧向倒灌运移所需条件不同,油气垂向倒灌运移所需条件是上覆源岩具有超压和发育输导断裂,三肇凹陷青一段源岩古超压约为5 MPa,大于所有遇到的各种阻力之和,且发育有大量SN向展布、断裂密度为0.5~1.8条/km的输导断裂;而油气侧向倒灌运移条件是受到上覆区域性盖层的阻挡,油气不能通过断裂穿过区域性盖层向上运移.垂向和侧向倒灌运移油气聚集规律也不同,垂向倒灌运移油气聚集从上至下逐渐减小,主要聚集在顶部储层中,而侧向倒灌运移油气则主要聚集在区域性盖层之下高的砂地比地层中;垂向倒灌运移油气主要聚集在输导断裂下盘,而侧向倒灌运移油气则主要聚集在输导断裂上盘.     

黄骅坳陷歧南西斜坡断层封闭与油气运移特征

断层封闭性可表现为侧向封闭性和垂向封闭性.针对这两方面利用断裂带泥质含量和断层面物质涂抹分析法对歧南西斜坡的8条断层在沙三段的封闭性进行了研究,并借助于平衡剖面对其中五条主要断层(F2、F3、F6、F7、F8)的封闭性进行了动态分析,进而得出该区的油气运移特征.结果表明:断层无论是在侧向还是在垂向上其封闭性在纵向上是变化的;断层对该区沙三段的油气运移起遮挡的作用;砂体为该区沙三段油气运移的主要通道.     

断层在东辛浅层油气成藏中的作用

东辛浅层主要有平行状断块、环状-放射状断是、羽状断块、帚状断块四种断块模式。断层的输导性主要受断层级别、断层活动的周期性以及断层产状的控制。二、三级断层向下多断至沙三段烃源岩,向上可断至东营、馆陶组、明化镇组,为主要的控油断层;断层活动周期性控制油气垂向周期性运移;东辛浅层断面形态有同向断层、反向断层、地堑状、地垒状和“Y”型断层。断层的封闭性主要受断层性质、落差大小、断面形态及断层两盎地层接触关系、断面能否形成较大排替压力的低渗带等多种因素控制。可以根据断裂充填物、断移地层的砂泥比值、断层面倾角陡缓、是否存在孔隙流体超压、压力系数的垂向变化、断移地层内垂向地温梯度的变化以及泥岩涂抹分析来综合判断断层的封闭性。     

泥岩涂抹形成演化与油气运移及封闭

泥岩涂抹是断层封闭的主要机制之一,为了建立合理的断层封闭性评价方法,系统研究了泥岩涂抹类型、形成和演化规律.结果表明:泥岩涂抹主要有3种类型:即研磨型、剪切型和注入型.泥岩、页岩、煤层、膏岩、泥质盐岩、碳酸盐岩和粉砂岩均可成为涂抹的原岩,由原岩与周围岩石的强度差异所决定的拉张型叠覆带是泥岩涂抹形成的关键地质因素.叠覆区的几何学特征、断距与泥岩厚度的比率、有效正应力控制着泥岩涂抹的连续性,亚地震断层(断距小于15m)泥岩涂抹连续临界SSF值范围很大,最大可达到50,规模较大的断层(断距大于15m)临界SSF值一般为5～8,有效正应力越大,临界SSF值越大.连续的泥岩涂抹导致断层在盖层段垂向封闭.断层侧向封闭取决于多次涂抹形成断层泥含量,可建立SGR,SSF和CSP与过断层面压力差之间的关系,从而计算断层所能封闭的最大油气柱高度,实现断层侧向封闭性定量评价.     

南堡凹陷断裂封闭性与油气运聚的关系

断层的开启与封闭性对油气的运聚起着重要的作用。通过对南堡凹陷内主要断层的主活动期统计分析,发现东营末期和明化镇中期是断裂的主要活动时期。采用模糊定量统计方法,运用构造主应力方向与断裂走向的线性关系计算了各断裂在不同时期的封闭系数,综合分析断裂封闭性与油气运聚的关系,指出NE、NNE向断裂在东营末期,有利于油气聚集;NW-SE向断裂、近WE向在明化镇期,有利于油气聚集。滩海F2、F4、F7、F9断裂是今后评价油气聚集的重点区带。     

碎屑岩地层中形成断层眚向封闭的有利深度及确定方法

在深入分析断层眚向封闭机理及其影响因素的基础上,提出了断层眚向封闭形成有利深度的概念,并建立了利用作用于断裂带正压力与泥岩弹性极限和强度极限相等来确定形成断层垂向封闭上、下限深度的方法。将此方法应用于松辽盆地汪家屯气田一些重要断层垂向封闭性的研究,结果与实际情况相吻合。     

高邮凹陷断层控油气作用的多样性

在探讨高邮凹陷断层发育时期和分布特点的基础上,结合油气分布特点,分析了断层在油气成藏中的作用类型,并探讨了其作用机理。依据断层在油气生成、运移、聚集和分布环节中的作用,把断层分为控源断层、供烃断层、改向断层、成圈断层和调整破坏断层。控源断层控制有效烃源岩展布和生烃时期的早晚,高邮凹陷控源断层下降盘为有效烃源岩分布区,而且西部地区早于东部地区生烃; 供烃断层控制油气主运移通道的走势,其陡断面和凸断面为高邮凹陷断裂带油气的主运移通道; 改向断层影响油气的富集层位和油气富集区的位置,其对高邮凹陷油气分布的影响存在“分散”和“富集”两种效应; 成圈断层控制圈闭的类型及分布; 调整破坏断层导致圈闭充满程度和原油物性的改变,高邮凹陷调整破坏断层为盐城期和三垛期活动断层。高邮凹陷断层的多期性和多样性导致断层体系中各断层封闭性在时空上的差异性和多变性,从而形成对油气控制的多面性和复杂性。     

南堡凹陷东营组同沉积构造活动性与沉积格局的配置关系研究

应用构造-层序地层分析的思维,通过构造格架与地层格架的关联分析,对南堡凹陷东营组沉积充填样式与过程、控制要素进行了综合研究。通过沉降史分析,并结合区域构造演化特征,古近纪可划分为4个次级构造幕。凹陷内断裂发育,同沉积断裂及其时空配置关系对凹陷内结构和沉积体系类型及其展布起着重要的控制作用。控凹断裂直接控制了局部构造带的可容纳空间变化和古地貌形态,从而形成不同的沉积展布特征。高柳断层是南堡凹陷内最为重要的二级断裂,其活动始于Es₁沉积时期,在东营组沉积时期活动最为强烈。在东营组沉积时期,高柳断层将凹陷分为南、北两个独立的沉积系统,尤其在Ed₃沉积期其强烈的翘倾作用使高柳地区成为一个孤立的湖盆,直接影响到了高柳地区的沉积充填。根据东营组沉积时期同沉积断裂组合样式划分出4种断裂坡折带:断崖型、断坡型、同向断阶型和反向断阶型,为研究南堡凹陷东营组同沉积断裂对沉积格局的控制作用提供了有利的指导,具有重要的石油地质意义。     

莺歌海盆地莺歌海组二段泥岩盖层封闭性综合评价

通过实测莺歌海盆地莺歌海组二段泥岩盖层的排替压力,建立了盖层排替压力与声波时差的线性关系,进而提出了利用声波时差及地震速度资料求取排替压力的方法。接着,利用测井声波时差和地震速度资料,按等效深度法确定莺歌海组二段下部泥岩盖层的超压分布。综合考虑盖层累计厚度、排替压力、剩余压力、气藏内部压力、断裂对盖层破坏程度和天然气本身性质(比如流动黏度),提出了盖层封闭能力综合评价指数,并据此对莺歌海组二段泥岩盖层综合封闭能力进行评价。结果表明:莺歌海组二段泥岩盖层封闭能力强的地区分布在乐东区大部、临高区南部及东方区东部到一号断裂之间的地区,一号断裂南段、东方区东部和北部地区则为盖层封闭能力较强的地区,研究区边部由于地层上倾出露地表,盖层封闭能力逐渐减弱。莺歌海组二段泥岩盖层封闭能力中等及以上地区可作为天然气的有效盖层;由现有气藏分布可知,莺歌海组二段泥岩盖层封盖能力良好,中深层的天然气保存条件优越。     

琼东南盆地梅山组泥岩盖层封闭性综合评价

通过单井资料统计和沉积相研究,对琼东南盆地梅山组泥岩盖层进行宏观评价,认为盖层岩性以浅海—半深海相泥岩为主,主要发育于北部隆起带与中央坳陷带,侧向连续性好。其最大单层厚度、累积厚度以及含砂量等宏观参数显示,优质泥岩呈现沿北西—南东方向展布的特征。利用测井声波时差和实测岩石样本排替压力之间的关系,计算三亚组一段砂岩和梅山组泥岩的排替压力差,并进行微观评价,认为单井上排替压力差呈凸起高、凹陷低的特点。选取岩性、沉积环境、最大单层厚度、累积厚度、含砂量以及储层与盖层排替压力差作为参数,分别赋予相应的权值和权重,对泥岩盖层封闭性进行综合评价,认为梅山组泥岩盖层综合品质呈规律性变化,表现为北部坳陷低、中部隆起和中央坳陷高的特点,对三亚组发育于北部隆起带周缘的滨海相砂体和发育于中央坳陷带附近的浊积砂体起到了良好的封盖作用。     

大庆长垣以东地区泉一、二段泥岩盖层封气能力综合评价

为了准确评价盖层毛细管封闭能力 ,综合考虑盖层本身封闭性和宏观发育特征及天然气本身性质对封闭能力的影响 ,给出了假定外力作用下天然气通过泥岩盖层渗滤速度的计算公式及参数确定方法 ,并根据泥岩盖层渗滤速度的大小 ,提出了泥岩盖层封气能力等级划分标准 .采用该方法综合评价了大庆长垣以东地区泉一、二段泥岩盖层封气能力 ,结果表明 :泉一、二段泥岩盖层在安达 -肇洲背斜带具有好的封气能力 ,由此向东北和东南封气能力由好变差     

西斜坡区萨二、三油层油气保存条件

通过西斜坡区嫩一段泥岩盖层封闭特征,研究萨二、三油层地层水保存条件和侧向遮挡条件,阐述其油气藏形成与保存条件的作用,分析了油气在纵向和侧向上的保存条件,结果表明:西斜坡区嫩一段泥岩盖层具有中等至较好的封闭能力;西斜坡区萨二、三油层油气在纵向上只有保存在一般浓缩亚区才能阻止氧化和菌解作用的破坏;其油气侧向遮挡条件不发育,主要是一些低幅度的鼻状构造和面积较小的背斜圈闭,还有一些地层超覆,砂岩上倾尖灭和断层遮挡可为油气聚集提供侧向遮挡条件.     

惠民凹陷临北地区基山砂体油气成藏主控因素研究

临北地区位于惠民凹陷中央隆起带中部,针对该区沙三中亚段基山砂体的储层类型、圈闭规模及储层有效性不清等问题,从烃源条件、储层物性、沉积相展布以及构造特征等方面入手,通过钻井和试油成果资料,综合应用地质、地化分析和地球物理研究手段,剖析了油气成藏条件及主控因素。结果表明,紧邻的临南洼陷沙三段优质烃源岩是临北基山砂体的主要来源,和区内各期砂体在时空上的良好配置是油气藏形成的基础;区内发育的断裂和骨架砂体输导体系之间的相互配置关系,为油气提供良好的运移通道,使油气藏沿南北向成断阶式带状分布;沙三上亚段的泥岩及基山砂体顶部稳定的厚层泥岩、各期次砂体之间被泥岩分隔,且东西向上倾尖灭、沙三段发育封闭性较好的高矿化度原生CaCl2水型,同时部分断层侧向封堵,这些因素的共同作用为油气藏提供良好的保存条件。     

辽西凹陷古近纪沙三中期1 000 m极超深水的发现及其地质意义

辽西凹陷是辽河油田重要的油气产区,发育了世界上最好的烃源岩。优质烃源岩主要发育在古近系。辽西凹陷古近纪覆水深度可达1 000 m,是一个极超深水凹陷;超深水的发现主要是通过地震剖面解析古近纪齐家扇体来获得,通过解析1518和1631两条测线(结合岩芯沉积特征)获得了沙三中期扇三角洲前缘前积层的最大高度为1 000 m,并将其反演成古水深,发现辽西凹陷在古近纪沙三中期最大水深约为1 150 m,在这种极超深水的条件下发育了非常特殊的以含大量泥漂砾的砂砾重力流为主的沉积;扇三角洲前积层倾角为26°~29°;辽西凹陷古近纪的水深变化经历了一个极快速变深和缓慢变浅的演化过程,其快速沉陷是岩浆底辟热侵蚀塌陷及地表侵蚀使得盆地基底快速大幅沉降所致;辽西凹陷的极超深水在这种极端的裂谷快速沉降的动力背景下形成的,为沙三段优质烃源岩及油气藏的形成奠定了基础;辽西凹陷沙三中期与东营凹陷沙三中期极超深水的发现还揭示了渤海湾盆地沙三中期可能存在超大规模的深水或超深水坳陷,进而揭示了渤海湾盆地和黄海可能存在大范围的优质烃源岩和油气资源。     

南堡凹陷3号构造区古近系东营组/沙河街组不整合结构特征

南堡凹陷古近系东营组/沙河街组(Ed/Es)不整合结构普遍发育,不同区域的发育特征不尽相同,其中南堡凹陷3号构造区就显示出了明显的差异性。综合三维地震、测井曲线、钻井岩芯、物性分析等资料,系统分析南堡凹陷3号构造区Ed/Es不整合结构岩石学、测井响应、物性以及空间分布特征。结果表明:Ed/Es不整合结构可以划分为不整合面之上的岩石、风化黏土层和半风化层3层,其中风化黏土层发育程度较低;不整合结构具有不同的岩石学特征,不整合面之上的岩石风化程度最低,泥质含量高,风化黏土层风化程度高,物性最差,半风化层受改造程度高,物性最好;不整合结构的分布在平面和空间上较为一致,不整合面之上的岩石和半风化层岩石在顺物源方向上较为发育,在垂直物源方向上发育程度较低,风化黏土层在垂直物源方向上中部地区较为发育,在顺物源方向上欠发育;不整合结构发育程度上的非均一性对油气产生不同影响,其中不整合面之上的岩石和风化黏土层主要作为油气的封盖层,半风化层则主要作为油气运移的输导层。