膏盐岩脆塑性变形特征及封闭能力定量评价

膏盐岩盖层作为全球许多含油气盆地最重要的盖层之一,本身物性封闭能力毋庸置疑,野外观察和三轴试验证实随埋深的增加膏盐岩存在脆塑性转化的过程。为了明确其在不同脆塑性域的变形特征和封闭能力定量评价方法,本文以野外露头观测、三轴压缩试验和镜下观察为基础,从变形机制、破裂模式、力学行为和声发射等方面系统总结了不同脆塑性阶段膏盐岩的变形特征。应用莫尔—库伦准则、拜尔利摩擦定律和应力降规律厘定了膏盐岩脆塑性转化的围压和深度。研究结果表明:1针对脆性膏盐岩盖层,首先应用保持力定量评价水力破裂风险性,保持力越小,盖层发生水力破裂的风险就越大。同时利用断接厚度定量表征脆性盖层内断层垂向封闭性;2应用SSF定量评价脆—塑性膏盐岩盖层中涂抹型断裂的垂向封闭性,野外断层解剖确定出膏岩涂抹连续的临界SSF值为3.5~4;3塑性膏盐岩盖层具有流动特征,伴随断层逆冲滑动,膏盐岩沿断面流动,此阶段断层垂向是封闭的,但在差异压实作用下,盐岩流动形成缺失区——"盐窗"可以为油气沿断层向上运移提供通道。因此,膏盐岩盖层封闭性分析要综合考虑盖层脆塑性、不同脆塑性盖层内断裂变形机制及断裂带内部结构,从而完善盖层垂向封闭性评价体系。     

断层圈闭形成机制及时空配置有效性评价——以歧口凹陷歧南斜坡为例

断层的分段生长和连接控制着断层圈闭的形成,为了研究断层形成过程对圈闭形成的控制作用,应用位移/离距法和位移梯度比法判别断层相互作用阶段,落实断层圈闭的空间匹配有效性。针对空间匹配的断层圈闭,应用最大断距相减法开展断层圈闭形成时期的研究,在成藏关键时期前形成的断层圈闭是油气有利聚集的部位。本文以歧口凹陷歧南斜坡的南大港同向断层与扣村反向断层为例,开展断层圈闭时空配置有效性评价,研究结果表明油气多分布在同时具备空间和时间匹配有效的断层圈闭内,仅具备空间或时间匹配有效性的断层圈闭中未见油气聚集。因此,通过对未钻探断层圈闭开展时空匹配有效性评价,能够有效地降低勘探开发的风险。     

断层分段生长定量判别标准的建立及其地质意义—以松辽盆地杏北开发区萨尔图油层为例

为了降低地震断层解释中的不确定性,以松辽盆地杏北开发区三维地震资料为靶区,以断层"转换位移/离距(D/S)"为基础,建立了断层平面分段生长定量判别标准,其中,侧列叠覆、开始破坏和完全破坏3个阶段的临界D/S分别为0.27和1。研究结果表明,1杏北开发区278+273断层是由278断层和273断层侧列叠覆组成,同时验证了断层分段生长定量判别标准的可靠性;2断圈类型由单断下盘翘倾型断圈校正为侧列叠覆断层孤立型断圈,同时断圈范围也明显变小;3断层封闭性评价由整体评价校正为278断层和273断层分别独立评价。因此,断层组合校正对油气田勘探开发方案的精确部署具有重要的指导意义。     

三肇凹陷断层垂向分段生长与扶杨油层油源断层的厘定

野外观察、典型地震解剖和物理模拟证实, 只要岩石存在能干性差, 断层具有典型垂向分段生长特征.岩石能干性差异决定断层演化历经3个阶段: 下部断层形成、断裂上下分段和贯通性断裂形成.以三肇凹陷为例, 应用岩石力学特征和断层相关褶皱理论, 证实扶杨油层砂岩层段普遍形成断裂, 青一段泥岩阻止下部断层向上传播, 从而形成断层垂向分段生长现象.结合油藏精细解剖表明, 三肇凹陷扶杨油层"倒灌"运移的主要油源断层是成藏期活动、沟通源储且垂向分段生长的断裂.      

高孔砂岩断层内部微观结构及渗透性变化规律物理模拟

在油气勘探过程中,对于小位移断层分隔油水封闭能力的控制因素研究尚浅,野外也难以获得不同变形过程的断层带结构及其渗透性变化规律.因此,以高孔隙度纯净砂岩人造岩心为研究对象,采用自主研发的“高压~低速环形剪切装置”开展实验,实验后样品取心分别进行覆压孔渗测试、纳米CT扫描、铸体薄片分析等分析测试.以有效正应力和断层位移为实验变量开展了多组环剪实验,其研究结果表明:宏观上断层面上可观察到明显擦痕与粉末状碎裂岩,微观上确定了断层带内碎裂作用导致的颗粒粒度降低与颗粒的定向排列是孔渗降低的主要原因,断层带渗透率小于10 mD,较母岩降低2~3个数量级.随着断层有效正应力或断层滑动位移增加,断层带碎裂程度增大且粒径和孔径减小,断层带厚度增大,孔隙度和渗透率逐渐减小.这一结果可为小位移断层侧向封闭能力与油气勘探领域的研究奠定理论基础.      

走滑断裂“分期—异向”变形过程砂箱物理模拟：以塔里木盆地顺北5号断层北段为例

塔里木盆地顺北5号走滑断裂是顺北及邻区一条克拉通内小尺度走滑断裂带,整体分为3段：北段、中段和南段.选取顺北5号断层北段为研究对象,结合断层几何学和运动学解析,应用构造物理模拟实验,明确了走滑断层的变形特征与形成机制.结果表明：顺北5号断层北段主体表现为多段式特征,发育平直型、压隆型和拉分型3种类型构造样式.北段主要活动时期为加里东中期Ⅲ幕与加里东晚期,表现为两期异向叠加变形作用,早期（T74界面）表现为多种组合样式分段生长特征,晚期（T70界面）表现为雁列式正断层分布特征.基于顺北5号断层北段砂箱物理模拟证实,早期走滑作用控制断层分段变形特征,晚期张扭作用控制着雁列式断层的分布规律.因此,“分期-异向”叠加变形控制了顺北5号断层北段走滑断层的变形过程和形成机制.     

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔坳陷隆起带类型及对油气成藏控制作用

海拉尔盆地为典型的小型断陷湖盆,具有"下断上凹"的二元结构,"洼槽控油、隆起带控油"特征明显。本文在系统研究构造演化特征的基础上,分析了不同类型隆起带形成演化历史及对油气的控制作用。研究表明,海拉尔盆地构造演化历经了5个阶段:即铜钵庙组山间盆地、南一段和南二段被动裂陷盆地、南三段和南四段主动裂陷盆地、大磨拐河组-伊敏组断-坳转化盆地和青元岗组坳陷盆地。经历了3期强烈变形和2期强烈改造,被动裂陷的走滑作用导致反向断层及其下盘翘倾隆起,形成"长期淋滤造储、近洼不整合输导、反向断层遮挡" 的成藏有利条件,最终成为被动裂陷层序有利油气富集区带。主动裂陷伸展作用形成小型滚动背斜和中央隆起带,小型滚动背斜带形成"小而肥"构造油藏,而中央隆起带形成典型的复式油气聚集带。南屯组沉积末期构造反转,导致部分中央背斜带隆升剥蚀,断裂切割破碎,进而导致大气水下渗淋滤,有效改造基岩潜山储层,成为基岩潜山油藏的富集带。伊敏组沉积末期,形成正反转断层和反转期活动的正断层两种调整型断层,将早期聚集在断陷构造层的油气调整到大磨拐河组,聚集在反转构造及其边部,形成次生油气聚集带。     

渤海湾盆地歧口凹陷断裂活动定量分析和评价对油气成藏的控制作用研究

歧口凹陷是渤海湾盆地重要的含油气凹陷,凹陷内发育多个断层相关圈闭。受多期构造运动作用,研究区发育4组方位断裂。前人从不同角度对断层在油气成藏过程中的作用进行了分析研究,但多以定性研究为主。本文通过构造层序界面、生长指数、断距- 埋深曲线等研究手段,建立系统的断裂活动参数体系、评价标准和评价技术,定量分析断裂活动特征。岐口凹陷古近系断裂主要活动时期为沙三段和沙一段- 东营组沉积时期,沙三段- 沙二段沉积时期受北西- 南东向伸展作用影响,北东- 北东东向断层开始发育;沙一段- 东营组沉积时期区域伸展方向转变为近南北向,发育大量近东西向展布断层。结合断层分布规律,凹陷自下而上划分为前裂陷构造层、裂陷构造层和后裂陷构造层,裂陷阶段进一步划分为裂陷I幕和裂陷II幕。通过对岐口凹陷断裂活动特征的厘定,发现断裂在不同历史时期的活动对于洼槽形成、圈闭演化以及圈闭有效性均有明显的控制作用。断裂在不同历史时期的活动控制了小型断控洼槽的形成与展布,洼槽的迁移规律受控于应力场及断层走向的变化。临近的同向断层分段生长连接过程中,上盘分段生长点位置能够形成局部构造高点,从而形成同向断层相关圈闭。盆地主要生排烃期与断层相关圈闭形成时间的匹配也是影响圈闭有效性的重要因素。     

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.     

裂陷盆地转换带形成演化及其控藏机理

转换带最早是在研究挤压逆冲构造时提出的,是指2条断层间相互作用的构造带。随着进一步研究发现,转换带广泛
发育于伸展、挤压和走滑盆地,而且存在于不同尺度的构造中。目前认为转换带形成机制主要有断层分段生长机制和差异运动机
制,断层分段生长主要经历3个阶段:孤立成核阶段、“软连接”阶段和“硬连接”阶段;差异运动作用往往导致撕裂断层的形成。基
于前人的认识,结合实际地区研究,提出了一套适合裂陷盆地的转换带分类方案,总结了目前裂陷盆地中转换带的识别方法,提出
应用“四图一剥”技术分析转换带的形成演化规律。转换带位置为低势区,是水系入盆的通道,从而控制着沉积作用;在此基础上,
结合“源-储-圈-运-保”的耦合关系,提出裂陷盆地中转换带控藏机理的研究思路。