逆掩断层垂向封闭性定量模拟实验及评价方法

在正确分析逆掩断层形成的地质条件和封闭机理的基础上,本文认为与逆掩断层相伴生的塑性岩石的变形特征、断面压力和断裂带中泥质含量是影响断层垂向封闭性的主要因素。进行了断裂带填充物中泥质含量与断层封闭性定量关系物理模拟实验,并分析了岩石变形特征对断层封闭性的影响,建立了断层封闭性评价标准,提出了利用断裂带填充物质的性质、断面压力和膏泥岩变形特征评价断层封闭性方法。选择了库车坳陷克拉 3号构造进行了实例分析,结果表明该方法具有可靠性     

断层垂向封油气性综合定量评价方法探讨及应用

在断层垂向上封油气机理及影响因素分析的基础上,通过物理模拟建立了原油通过断裂带运移速度与断层填充物粒度、倾角和泥质含量之间的函数关系。根据断裂带粒度、泥质含量和倾角,基于求取油气通过断裂带运移速度的大小,建立了利用油气通过断裂带运移速度研究断层垂向封油气性的综合定量评价方法。将该方法分别应用于库车坳陷克拉2气田和车古20潜山主要断层垂向封气和油性评价中,评价结果与实际地质条件吻合较好,表明该方法用于评价断层对油气的垂向封闭性均是可行的,是一种综合定量的评价方法。     

南堡凹陷1号构造断层垂向封闭能力定量评价

通过对断裂带内部结构及其特征研究发现,断层岩是断层构成的重要部分,断层垂向封闭能力的强弱关键取决于油气运移方向断层岩与下伏储层岩石的排替压力差.若断层岩排替压力大于等于储层岩石,断层垂向封闭,其封闭能力的大小取决于二者排替压力差值的大小,差值越大,断层垂向封闭能力越强;反之断层垂向开启.断层岩的排替压力大小受泥质含量、压实成岩程度、岩石结构方向性等因素的影响,其泥质含量越高、压实成岩程度越大、断面方向与铅直方向夹角越小,断层岩排替压力越大.基于断层垂向封闭机理及影响因素,综合实验室不同角度泥岩样品排替压力测试结果与岩石力学分解关系,在确定与目标点断层岩具有相同压实成岩程度围岩地层的基础上,建立了一套定量评价断层垂向封闭能力的方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷1号构造内典型断层垂向封闭能力评价中,结果表明:f1断层在不同测线处的断-储排替压力差为-0.114~1.035 MPa,除L7~L11测线处其他测线内断层岩排替压力均大于储层岩石,断层垂向封闭,与油气分布吻合关系较好.通过与未考虑岩石结构方向性方法的比较,证实该方法具有更好的可行性和更高的可信度.      

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。     

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。     

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.      

松辽盆地葡西地区葡萄花油层断层垂向封闭性研究

在对松辽盆地葡萄花油层断层特征及构造发育史研究的基础上,计算了控制葡西地区断层垂向封闭性的断层带泥质含量和断面压力参数,评价了区内7条主要断层在姚家组沉积末、嫩二段沉积末、嫩三段沉积末以及现今4个时期对葡萄花油层的垂向封闭性,并简要地探讨了断层封闭性与油气成藏之间的关系。研究结果表明:在姚家组沉积末,断层垂向呈开启状态;在嫩二段沉积末,4号和5号断层呈开启状态,其余断层呈封闭状态;在嫩三段沉积末至现今,断层垂向均呈封闭状态。整体而言,葡西地区北北西向断层封闭性好,有利于封闭油气在葡萄花油层成藏;北北东向断层持续活动时间较长,是青山口组源岩油气的运移通道。     

断层成岩封闭及其应用

影响断层封闭性的成岩作用类型主要包括:充填作用、压实作用和胶结作用。断裂带充填物中泥质含量越高, 其孔渗性越差, 形成封闭的可能性越大。压实作用是控制断裂带充填物致密性和断裂静止期封闭强度的关键, 压实作用越强, 断裂带越紧闭, 封闭性越好。流体进入断裂破碎带, 随压力和温度的降低, 热液矿物发生沉淀结晶, 逐渐胶结裂缝和角砾岩。断裂带胶结矿物主要有方解石和石英, 温度和压力是控制胶结作用发生的主要因素。夏503井断裂带内泥质充填物发育, 厚1 m左右, 由于埋藏深, 压实作用强, 断裂带充填物致密坚硬。扫描电镜观察, 裂缝和岩石孔隙中充填有沉淀结晶矿物, 这种胶结作用发生的范围大致在断裂带附近3 m左右。在充填、压实、胶结共同作用下, 夏503井断层封闭性强, 是控制江家店油田成藏的关键。      

珠江口盆地恩平凹陷断层封闭性评价

为了综合评价断层的封闭性,以珠江口盆地恩平凹陷新近系为例,通过实钻断层圈闭油藏的封堵规律研究,标定断裂带泥质含量、泥岩涂抹系数和断面正压力临界值,建立了适合勘探实践的断层封闭性评价的新方法。结果表明：断层油藏与断层涂抹量呈现出泥岩涂抹因子随深度逐渐递增的趋势;断裂带泥质含量与泥岩发育情况是断层能够封堵的先决条件,断层的封闭性受构造图精度、构造调整和控圈断裂断层活动影响。应用该方法能有效评价未钻断层圈闭油气保存条件,有助于提高断层圈闭的勘探成功率,可推广至具有相似构造成因和沉积背景的勘探新区进行断层封闭性分析,是勘探早期评价断层封闭性有效的方法。     

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。     

断层侧向封闭性及对断圈油水关系的控制

张性正断层断裂带内部结构具有二分性:即断层核和破碎带,断层核由多个滑动面和不同类型的断层岩组成,其渗透性取决于带内泥质含量所决定的断层岩的类型,破碎带表现为高密度裂缝切割围岩,总体表现为高渗透的特征,因此,断裂带渗透能力取决于断层核与破碎带相对发育程度,侧向封闭能力主要取决于断裂带中泥质含量.存在5种侧向封闭类型:即对...     

黏土涂抹充填方法评价断层封闭性研究

断层封闭性的评价是研究控制油气运聚的断裂输导体系的核心问题.黏土涂抹充填评价方法是评价断层封闭性的方法之一.断层封闭与否的机理是断裂带及断层两盘存在排驱压力差,黏土涂抹充填方法将断裂带中的泥质百分含量与排驱压力差的相关关系很好地反映出来.列举影响断层封闭性的诸多要素,探讨因黏土涂抹充填封闭断层的机理,进而总结了国内外用黏土涂抹充填方法研究断层封闭性的进展,重点讨论了断层泥比率法（SGR）及与其相关的定量评价方法.     

泥岩盖层内断层垂向封闭能力综合定量评价:以南堡凹陷5号构造东二段泥岩盖层为例

为了更加准确地评价盖层内断层垂向封闭能力,在利用实验验证岩石各向异性对排替压力影响的基础上,结合断层岩与储层岩石的力学分解关系,综合考虑不同类型岩石压实成岩时间对排替压力的影响,对断层垂向封闭的断-储排替压力差法进行改进,并以此来定量评价渤海湾盆地南堡凹陷5号构造F_(np5-3)和F_(np5-5)两条主要断层的垂向封闭能力。研究结果表明:存在一个断-储排替压力差封油气下限值,只有当断层岩排替压力大于储层岩石排替压力且二者差值大于等于封油气下限值时,断层垂向封闭。由此确定反向断层F_(np5-3)的封油气下限值为0.221 MPa,顺向断层F_(np5-5)的封油气下限值为0.311 MPa;受油气富集部位及断裂带内部结构发育特征的影响,反向断层较顺向断层更易形成封闭,此评价结果与油气分布规律吻合关系较好。而利用改进前方法得到的评价结果(断层垂向不封闭)与实际钻井含油气性相矛盾,表明改进后方法在综合定量评价断层垂向封闭能力时的合理性与可行性。     

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。     

从内部结构出发探讨断裂控藏机理及模式:以珠江口盆地珠一坳陷为例

断层是珠一坳陷油气成藏重要的控制因素。从断裂带内部结构出发,通过认识断层核及破碎带特征和差异性,进而分析断层输导与封闭的机制。综合分析表明:1断移期与过渡期断层输导油气的机制有所不同,断移期主要沿滑动面和伴生缝以"地震泵"形式垂向输导,侧向分流受控于断层末端未被断穿的厚层泥岩;过渡期主要沿破碎带中的诱导裂缝以浮力流或渗流的方式垂向输导,侧向分流在多套泥岩的遮挡下均会产生分流。2断层封闭又分为垂向封闭和侧向封闭。垂向封闭首先取决于泥岩塑性变形的连续性,珠一坳陷新近系断层错断泥岩的SSF值为5,当SSF值小于5时,泥岩连续垂向封闭;当SSF值大于5时,只有当断层核及破碎带中的通道均无法连通时,垂向才封闭。侧向封闭包括对接封闭和断层岩封闭2种形式,对接封闭依赖于泥岩的塑性变形;断层岩封闭取决于断层岩的岩性、厚度及物性。在断裂带内部结构和断裂控藏机制认识的基础上,总结了珠一坳陷4种(Ⅰ~Ⅳ)断裂控藏的模式,分别为上盘输导上盘成藏型、下盘输导下盘成藏型、侧向遮挡成藏型与组合控藏型,并通过实例进行了详细解析。综合认为,Ⅰ型为珠一坳陷最有利的成藏类型,Ⅲ型和Ⅳ型其次,Ⅱ型发现较少。     

断层封闭性影响因素及类型划分

影响断层封闭性的因素很多，但归结起来主要有3个，即断距、断裂充填性质和断面的紧闭程度。断距影响着断层两盘砂泥岩层的对置状态，断裂充填性质决定了断层的垂向和侧向封闭性，断面的紧闭程度决定了断层的垂向封闭能力。考虑断层在油气运移聚集过程中的作用，将断层封闭性分为侧向封闭性和垂向封闭性两大类，再根据断层在侧向和垂向的封闭程度，将断层封闭性分为完全封闭、部分开启、部分封闭和完全开启4个亚类。     

盖层内断层垂向封闭性定量评价方法及应用

为了更准确地研究盖层内断层垂向封闭能力,综合前人对断层封闭性定量研究,在考虑了压实成岩压力对断层岩排替压力形成演化影响的基础上,又考虑了断层岩压实成岩时间同围岩压实成岩作用时间的比值对其排替压力形成演化的影响,改进了盖层内断层垂向封闭性定量研究方法。利用该方法,选取歧口凹陷板6井区内板桥断层为实例,对沿板桥断层13条测线处沙一段中部泥岩盖层内断层岩的排替压力和相应下伏储层排替压力进行了计算。研究得到各条测线处断层岩的排替压力均大于相应储层的排替压力,并通过两者之间排替压力差预测了各条测线处能够封闭的最大油气柱高度,最后综合圈闭顶面构造幅度因素界定了板6井圈闭内理论含油气范围。其与目前油气藏提交的储量面积基本吻合,证实了建立的盖层内断层垂向封闭性定量评价方法的正确性。     

断层流体锶、碳、氧同位素示踪评价断层垂向封闭性--以焦石坝背斜带为例

锶同位素不易分馏、年代可对比的特性决定其能够作为有效的断层流体示踪指标。氧同位素能反映温度、流体等因素,碳同位素能反映有机质的影响,是锶同位素的有力补充。利用流体示踪图可以判断断层不同部位开启的期次与可能联通范围。针对四川盆地焦石坝背斜带周缘的断层,利用脉体锶、碳、氧同位素开展断层垂向封闭性评价。评价结果表明:焦石坝地区志留系以下地层联通,存在一期深部壳源富锶流体,志留系下部的流体未通过断层向上运移。该地区后期至少经过两期构造运动,针对志留系龙马溪组页岩气,焦石坝背斜带周边不同断层的垂向封闭性具有明显差异。从平面上看,方斗山断裂带中部、大耳山断裂带南部、乌江断裂带南部断层垂向封闭性差;大耳山断裂带北部、乌江断裂带北部、天台场断裂带南部断层垂向封闭性中等;方斗山断裂带北部、南部、天台场断裂带北部垂向封闭性好。     

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。     

塔里木盆地吐木休克断裂带断层封闭性研究

吐木休克断裂带位于塔里木盆地的西北部,是研究区规模最大、最具有研究意义的走滑断裂。油气勘探表明,吐木休克断裂带及邻区发育一系列大型背斜油气圈闭,它们受到了吐木休克断裂带的切割,所以对吐木休克断裂带断层封闭性研究对油气的勘探具有重要意义。根据断层封闭性影响因素的分析,选取断层的活动性、断层两盘地层的对置关系、断层断面图、断移地层的砂泥比、涂抹系数、断层面的压力与砂泥比的关系等6个参数作为断层封闭性研究综合评价指标,确定吐木休克断裂带中的主要断层都不具有封闭性,对先存的油气圈闭主要起破坏和改造作用。