含油气盆地中的断层研究

自Frederick Clapp于1910年在其划时代的论文中将断层构造划为有意义的石油圈闭以来,在沉积盆地中断层对石油运移、聚集、成藏所起的各种作用逐渐引起了人们的关注。对石油圈闭中的断层分析已经沿两条清晰而连续的思路进行:①断层圈闭;②断层岩封闭。历经20世纪大部分时光,断层圈闭的几何形状以及断层并置作用对储层的封闭性已成为研究与应用的焦点。由于构造地质学为沉积盆地几何学、运动学分析发展了各种定量方法,并且以板块边缘力学特性为基础的板块构造学为研究盆地与断块的关系提供了统一工具,此类研究与应用便得以实施。近20年来,由于三维地震成像能更好地分辨断层构造,对由断层封闭引起的储层分隔问题有了更为深入细致的研究。本文的撰写目的是,通过回溯断层圈闭分析中一些概念和方法的历史发展状况,简要论述含油气盆地中断层的作用。     

断层圈闭及其封堵性分析

断层圈闭较简单的背斜构造在含油气方面具有更大的风险，合理地评价断层圈闭的含油气风险需要进行断层封堵性分析。对断层圈闭的良好评价开始于精确地断层成图，Allan剖面图是评价并置圈闭的一种基本而实用的图件。对断层封堵圈闭的评价，需要考虑泥岩涂抹、岩石破碎作用和成岩作用，采用计算机软件进行定量计算。     

泰国湾爱侣湾凝析气田的断层封堵性分析

爱侣湾凝析气田位于泰国湾海域，其特点是中斯统碎屑岩储层被一系列向东倾和向西倾的正断层错断。采用砂岩-页岩并置图、页岩涂抹参数和断层封堵失效概率评价了断层封堵能力（根据地下应力条件）。在本次研究中，选取了爱侣湾N台地5个向东倾的断层（断层E-16，E-17，E-18，E-20和E-27）作为研究对象。在这些断层的下盘已钻探了几口斜井，其中4个断层的页岩涂抹因子较小（小于6），而粘土含量比很高（大于30％），说明这些断层的断层面具有封堵能力。与这4个断层相反，E_27号断层在某些层段起着流体通道的作用，而在另一些层段则起着封堵作用。未圈闭油气层段的页岩涂抹因子较大，表明断层在局部有渗漏。这5个断层圈闭了15个含气层，其中有8个气层在断层两侧存在砂岩-页岩并置现象。采用这种并置现象可以解释这15个天然气聚集中的8个。而采用页岩涂抹参数可以解释所有的15个天然气聚集。把爱侣湾气田的粘土含量比和当前应力状态下断层滑动和膨胀的概率综合起来，可以计算出这些断层中一个断层（E-16）出现断层封堵失效的概率。断层封堵失效概率较低说明，在正断层所处的地下应力场条件下，断层封堵层似乎还没有被突破。     

小型断块圈闭综合评价--以钱官屯地区为例

小型断块圈闭是陆相断陷盆地最重要的圈闭类型之一。本文以钱官屯地区为例，从圈闭规模、几何形态、断层活动、构造背景等几个方面对断块圈闭进行了定性评价。根据地层对接和泥岩涂抹两种封闭机理，应用计算机手段开展了断层封闭性的定量预测，并结合地质条件，分析了涂抹作用对断层封闭性的影响程度。     

定量预测断层封堵

储层／非储层并置或发育具有高排替压力的断层岩可形成断封堵，采用详细的地震作图和井数据分析方法评估封堵的可能性，断层封堵一级分析包括通过已绘制的层位图和由断面处等值线所确定的精储集地层来识别断层面上的储层并置区，二级分析评价砂岩／砂岩接触是否能维持一个压差，我们定义两类与岩性相关的属性，断层泥比和涂扶因子，断层泥比指从岩进入断层泥中的细粒物质的比例估算值，涂抹因子少（包括黏土涂抹势和页岩涂抹因子）估算断裂基间沿断带移动的页岩厚度，整个断层面上的这些参各不相同，说明不能简单地判定断层是封堵的还是非封堵的。应用上术参数的重要一步是，在据断层两侧钻井资料已知其压差的地区，对这些参数进行标定，我们已标定过许多数据集，尽管它们的背景多咱多样（如布伦特（Ｂrent)地区，尼日尔三角洲，哥份布盆地），但所得结果相当一致，例如页岩断层泥比为２０％（滑动段中的岩体积）是产生最小过断层差和有效封堵的典型门限值。     

珠江口盆地（东部）断裂与油气运聚

珠江口盆地断裂比较发育，大多数二级构造带及其圈闭均与断层有关，认识断层与油气运聚的关系是正确评价构造带和圈闭的前提。用断层封堵分析法对珠江口盆地与断层有关的构造圈闭研究认为，断层一侧封堵盘的岩性是断层封堵与否的关键，若为泥岩形成油气聚集，砂岩则造成油气横穿断层或“之”之形向上运移，形成阶状油藏、多层状油藏或遭散失。经分析认为白云凹陷北坡是盆地内一个重要的勘探领域，翘倾半背斜是一个重要勘探圈闭类型。     

断层封堵性分析技术及其在舞阳--襄城凹陷的应用探讨

对于由断层控制的圈闭 ,断层封堵性研究是油气勘探阶段此类圈闭的油气保存条件、可能运移路线和储量评估的一个重要手段。断层封堵分析主要包括岩性并置分析、泥岩涂抹分析和综合分析三个方面 ,通过分析得出断层封堵油气的泥岩涂抹因子范围值 ,并最终解释出沿断层出现的可能油气封堵段和泄露段     

流体势分析技术在岩性油气藏勘探中的应用

以沉积层序油气运移期的古构造形态为边界条件,系统考虑沉积层序内部与流体运移有关的参数(储集层厚度、孔隙度、渗透率、压力等),在划分流体运聚单元的基础上,依据流体从高势区向相对低势区运移的普遍规律,采用Petro Charge系统模拟流体运移轨迹,以此来评价处于含油气沉积盆地斜坡带等非有利构造位置的岩性圈闭接受流体的能力,通过分析岩性圈闭在流体势场中的位置来综合评价其含油气性。通过在江汉盆地潜江凹陷和吐哈盆地胜北洼陷的应用,初步证实了该方法在岩性圈闭含油气性综合评价方面的辅助参考作用。      

走滑断层的识别标志及其石油地质意义

按照断层规模和石油地质控制作用的差别,走滑断层分为板块级、盆地级、区带级、圈闭级和显微级五大类。断面陡立、发育花状构造、平面形迹丰富、空间常见海豚效应、断层两侧地层厚度突变等现象是识别走滑断层的主要标志。综合利用地面地质、航磁、重力、卫星照片、三维地震等资料,可以更加有效地解释和评价走滑断层。走滑断层对油气勘探的重要意义主要体现在控制沉积盆地的构造格局和沉积体系,从而影响油气系统、形成有效的聚油气圈闭、充当油气运移通道和改善储层的储集物性等,有时也有破坏圈闭的保存条件和沟通油田底水影响开发效率的负面影响。     

断层封绪性的定量预测

断层封堵性取决于储层与非储层的并置接触关系，或具有较高毛管入口压力的断面岩性发育情况。我们可以采用精细地震编图和并资料分析来评价断层的封堵性，主要分为以下两个步骤：第一步是通过编绘某一层位的构造图及断面等值线图来识别断面附近的储层并置区；第二步是分析砂岩与砂岩接触是能形成一个压力差。我们定义两种与岩性相关的属性：断层泥比率和滑抹因子。断层泥比率是根据井中的岩石估算细粒物质夹杂带入断层泥中的比例；滑     

在特立尼达近海哥伦布盆地应用断层封闭分析了解复杂断背斜圈闭中的石油运移

在特立尼达近海哥伦布盆地，评价断层封闭控制因素是了解油田如何充填的先决条件。在本中，我们描述了Mahogany油田的一个实例研究，该油田上新世一更新世页岩和储集砂岩夹层分布在一个为许多正断层所切割且四面封闭的平缓背斜中。使用断层泥比值(SGR)可以成功地评价该套地层层序内断层的封闭性，由封闭性向非封闭性断层转换，其对应的SGR值在0．15-0．25之间。由于单砂体有效厚度与总厚度的比值较高，因而低SGR值一般与储层同层并置地区相对应，而在不同层砂体相互并置的地区则封闭性较好(SGR≥0．2)对较大的构造几何形体，从浅储层到深储层变化很大，它严密控制着油田内叠置的断层封闭油气藏的分布。在构造内，各单个断块中油气柱的高度或受断块西端低SGR窗横断层溢出点的限制，或受断块内向斜溢出点的限制，石油是通过这些溢出点而从四面完全封闭的圈闭中向外运移的。该油田油水界面的模式表明石油是从东北向西南穿过构造而充填和溢出的，单个砂体构成一个分层流动体系。尽管砂体互相并置，但是不同地层的砂体之间几乎没有联通。不需要用石油沿断层垂向运移来解释充油砂体的分布，这与岩石物性资料和已知的断层封闭特征一致。这种石油运移模型可以作为评价该地区未经测试断块充填风险和油气柱高度的工具。     

不同类型断层控制油气垂向富集的差异——以渤海湾盆地歧口凹陷歧南斜坡区为例

渤海湾盆地历经多期构造变动，断层圈闭发育普遍。断层作为断层圈闭的边界条件，在油气成藏过程中起着至关重要的作用。以断层圈闭较发育的歧南斜坡区为例分析了同向断层和反向断层控制油气垂向富集的差异，基于三维地震资料，从断层形成过程和断层圈闭分布出发，剖析了断层遮挡圈闭的成因及分布规律。结合油水分布规律，基于油藏解剖并应用储层定量荧光技术明确了不同类型断层控藏的差异及其形成机理。研究表明：①断层分段生长作用和断层上盘与下盘的差异活动是同向断层控制下断层遮挡圈闭形成的主要原因，斜坡区反向断层控制形成的断层圈闭则是断块掀斜翘倾作用所致；②同向断层圈闭发育在断层上盘分段点位置，只有当同向断层进入"硬连接"阶段方可形成断层圈闭，反向断层圈闭形成在断层下盘，在反向断层活动初期便可形成；③同向断层既可以控制油气在多套含油气系统中聚集成藏，也可在一套含油气系统中富集，而反向断层往往控制油气在一套含油气系统中富集；④不同类型断层控制油气垂向聚集的差异与圈闭发育位置以及断-盖配置有关。采用泥岩涂抹系数对沙河街组一段中部盖层控制的含油气系统的垂向调整进行定量评价，泥岩涂抹系数低于3.5时油气保存，泥岩涂抹系数高于3.5时油气垂向渗漏。     

葡北鞍部地区断层封闭性演化及其对成藏的控制作用

在系统描述葡萄花油田北部鞍部地区断裂体系及分布特征的基础上,将影响断层封闭性的主要因素,即断层两盘的岩性对置关系、泥岩涂抹系数、断层带内泥质含量作为评价参数,结合盆地构造演化,综合分析了鞍部地区断块边界断层的封闭性演化史,同时还分析了它们对油气运移和聚集的作用,为葡萄花油田油气成藏机理研究和断层圈闭评价提供了依据.     

焉耆盆地博湖坳陷断层封闭性与油气藏形成

焉耆分地是新疆地区一个侏罗系含油气盆地。与断层有关的圈闭已成为焉耆盆地未来油气勘探的重要目标。运用断层涂抹系数，结合断层活动历史研究了焉耆盆地博湖坳陷几条重要断层的封闭性，并分析了它们对油气运移和聚集的作用，为焉耆盆地油气成藏机理研究和断层圈闭评价提供了依据。     

定量评价断层封堵性

断层封堵大致有两种情形：一种是由于断层上下盘砂泥并置引起封堵,另一种是由于断裂作用造成断层岩具有很高的孔渗压力耐而封堵。对于由并置作用引起的封堵,可以建立一个模式,其基本思想是断层既浊输导层也不是阻挡层。由此可以得到一系列断层而剖面图。从而进行并置封堵定量评价。粘土涂抹造成断层某些部分有较高的孔渗压力,从而造成断层封堵。通过定义一些可方便测得的参数,分析这些参数在断层各部分的分布,即可定量预测断层     

预测断层封堵性的FSPS软件系统

预测断层的封堵性对于降低油气勘探风险非常重要.由于断层平面不同部位和同一部位的不同深度封堵性都不同,因此需要采用计算机技术来快速计算断层上每一点与封堵性有关的参数.断层封堵预测系统FSPS采用岩性并置法、泥质涂抹系数法定量分析评价断层封堵性,并定性分析岩石碎裂和胶结成岩作用对断层封堵性的影响,可以确定断块的油气溢出点,圈定可能的圈闭范围,得到圈闭幅度、圈闭面积等要素,从原始数据输入、评价参数计算到结果输出方便快捷.给出在我国东部某小断块区应用FSPS系统预测7个目标砂岩层断层封堵性的实例,对其中两个小断块预测的断层最大封堵油气的高度与用毛细管压力数据预测的结果相当,表明用FSPS系统预测的结果是可靠的,具有推广应用价值.图4表2参3(王孝陵摘)     

同沉积构造发育特征及其油气地质意义

同沉积构造是在断层活动与沉积充填压实共同作用下形成的一种构造，是我国东部已进入高勘探阶段的中新生代含油气盆地下一步油气勘探的重要目标。文章系统总结了同沉积构造的发育机理、影响因素，综合分析了同沉积构造对烃源岩、储集体和含油气圈闭的控制作用，并研究了同沉积断层及其次生断层在油气运移和聚集过程中的双重作用。     

辽河盆地西部凹陷清22深层圈闭评价

从油源、构造、沉积、储层等方面对清水区块清22深层圈闭进行了研究，并用Gxii反演模型对目标区储层作了定量预测。根据邻井对比，储层预测及断层封堵性研究，认为清22北断层及大洼断层都是封堵的，因此圈闭是有效的，对清22深层圈闭进行油藏模拟，并以确切井数建立生产模式，对投资规模及回报率进行分析，证明该圈闭具有开采价值，预测可采地质储量为500－800万t，获得该可采地质储量的成功率为36％－48％，以水平井方式生产最为有利。     

断裂在盐城朱家墩气藏成藏中的作用

朱家墩气藏位于苏北盆地盐城凹陷南洋次凹的深洼带，古新统和上白垩统的天然气来自古生界烃源岩。朱家墩构造是被盐2、盐3断层夹持的断鼻构造，根据天然气运移指标、流体包裹体分析及断层演化特征研究，盐2断层是天然气向上运移的主要通道，储集层是侧向运移通道，运移方向总体是从下向上、从南向北，主要成藏期为盐城组沉积期（中新世）。气藏的形成与断层作用密切相关，得益于断层活动性减弱。     

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。