断层封堵研究
断层封闭性
断层封闭性的研究现状一、概述早期人们对油气（二次）运移理解为油气沿连通砂体的横向运移。
随着世界各主要油区勘探经验的丰富，尤其是墨西哥湾钻进垂直断层带的实例(Durhsm， 1994)以及我国准噶尔盆地西北缘克拉玛依大逆掩断裂带的油气富集规律的发现，人们开始把目光转向一种新的勘探领域-以断层作为运移通道的勘探区。
目前，对运移通道的研究正不断深入。
连通砂体、断层、不整合面均可作为油气从烃源岩到圈闭聚集的运移通道。
各类不同运移通道运移油气的形式、效率等都不尽相同。
储层运载层主要是通过其连通孔隙系统进行横向运移，断层通过其裂缝系统进行垂向运移，不整合面以其良好的孔渗性能可横向也可垂向运移油气。
断层对油气成藏控制作用主要研究断层在不同时期的封闭性与油气成藏的配合关系。
断层封闭性是指断层与地层物性的各向异性相配合，能够阻止油、气继续运移，使其聚集起来形成新的物性和压力系统。
它在空间上表现为侧向封闭性和垂向封闭性。
二、断层封闭机理断层的封闭程度主要取决于断层带物质及其两侧岩石的封闭能力,概括而言，主要存在以下几种方式：（1）涂抹作用指塑性的泥质物或其它非渗透性岩层被拖拽进断层带敷在断层面上。
有的学者用实验模拟了这种作用现象。
Berg 1995年解释了其产生的力学机制。
Lehner和Pi-laar提出了泥岩涂抹的拉分机制，此作用通常与同沉积断层或超压有关，因为在这些情况下，泥岩可以保持好的塑性。
（2）碎裂作用指断层位移期间的颗粒挤压和破碎作用，形成的断层泥明显降低了断层带的渗透性。
在断层变形带内，由于碎裂作用使得孔隙度值比围岩的小一个数量级，渗透率比围岩中的小3个数量级。
对断层岩岩芯微观结构的研究表明，碎裂产生的断层泥可以封住300m高的油柱或更多的烃柱。
实验数据表明，断层泥的形成主要受控于断层的初始位移量，随后沿断层泥发生滑动，但不再产生破碎带。
控制碎裂物发育的主要因素是断层移动时作用在断层面上的有效法向应力的大小。
断层封闭性研究现状分析
［ 关键词 ］ 断层
断层 作 为一 种重要 的油气输导体 系 ， 它 既可 以为油 气运移提供 良 好的通道 ， 又可以作为遮挡物 为油气 的聚集提供圈闭 ， 同时又 可以对早 期形成 的油气 藏起破坏 作用 ， 因而断层对 油气 的聚集 分布有重要 的控 制作用 。正确的理解断层 开启性 和封闭性的关系将有助 于理 解油气成 藏 的动态过程 ， 预测 油气 的富集层位 ， 揭示 油气的分布规 律 ， 从而有 效 地指 导油气勘 探 。断层 在油气运 聚过程 中究 竟起何种作 用 ， 关键 在于 其封 闭与开启 性。 １ ＿ 断层封 闭机理 及其影响因素 断层封 闭性系指 断层对 油气 的封闭能力 。它在地质空 间上表现为 断层 的侧 向封闭性和垂向封闭性 。 断层 侧 向封闭机理 主要有五种 ： 对置封 闭 、 充填封 闭 、 涂抹作 用封 闭、 碎裂 作用封闭 、 成岩胶 结作用 封闭。断层侧 向封闭 的主要影响因素 有： 断裂 带充填物 的性质 、 断层两盘对置岩性 、 断移地层 的砂泥比 、 泥岩 涂抹层分 布的连续性等。 断层垂 向封闭机理 主要有 以下三种 ： 充填 封闭 、 碎裂 作用封 闭 、 成 岩胶 结作用 封闭 。断层 垂 向封 闭性影响 因素 主要有 ： 断裂带充填 物的 性质、 断层 的力学性 质 、 断层 的几何要素 、 埋深等 。通 常认为 断面倾 角 越缓 ， 断层埋深越大 ， 上覆 地层压力越大 ， 垂 向封 闭性越好 ， 反之则封闭 性 越差 ； 断层埋深越 大 ， 上覆地 层静压力越 大 ， 孔 隙度 和渗透率 的减小 幅度也相应 增加 ， 断裂带封 闭性 越好 ， 反之 封闭性越 差。但是 ， 张性盆 地 断层 的封 闭性随倾 角的减小 而增大 ； 挤 压性盆地 断层的封 闭性 随着 倾 角的减小 而减小 ； 扭性盆地 介于压性盆 地和张性盆 地之间 。对 于伸 展 性盆地 ， 断层封 闭系数随深 度增加而增加 ； 而对 于挤压性盆地 ， 随着 深度 的增加 ， 封闭系数反而减小 。 ２ ． 断层封闭性评价 ２ ． １ 传统的岩性配置评价： 传统方法在对 断层 封闭性 研究的过程 中， 认 为断层 两盘是 以“ 面” 接 触的 ， 断层封 闭性主要决 定于断层 两盘对接 岩层的排替压力 的相对大小。 以这种岩性配置理论 为基础的研究方法 主要有 ： 断层两侧地层对置 分析法 、 Ａ ｌ ｌ ａ ｎ 断面图法 、 地震 断层切片法 和 砂泥对接 概率等 。这些方法尤 其适合 于较 浅部位 、 断层力学性 质为张 性和扭性 、 断裂带厚度 较薄和不能连续分布 的情 况 ， 两侧岩石近似直接 接触 。然 而 由于大 多数断层两 盘多以 “ 带” 接触 ， 因而这些方 法现在应 用 的不是很多 。 ２ ． ２ 断层 活动分析 法 ： 应用 断层埋藏 史 、 演化 史结合 区域构造 的演 化， 分析断层 的性 质 、 活动的大小程度 、 时间与油气 的运 聚关系 ， 定性评 价 断层的封闭性 。 ２ ． ３ 数学地 质方法 ： 断层封 闭性是 多种地质 因素共 同作用 的结果 ， 因而选择适 当的数学 地质方法将诸多的地质 因素通过 数学变换与计算 （ 上接第 ４ １ ４ 页） 防外破方面应用最 为广泛 的是输电线路视频 图像 在线监 测系统 ， 截至 ２ ０ １ １ 年送 电部累计 已在输 电线路杆 塔易遭偷 盗 、 易受外力破坏 的外破 隐患点附近杆塔上安装视频 图像 在线监控装置共 ２ ８ 套， 收到了 良好的防外破效果 。 输 电线路视频 图像在线监测 系统具有 以下特 点 ： ① 安装简单 ， 维护量小 。 ② 自动 运行 ， 无需 人为 干预 ， 自动记 录报警 状态 ， 可 随时显示 、 调
断层封闭性研究综述
断层封闭性研究综述姓名：邓力铭专业班级：地质工程11-7班指导老师：蒋有录（教授）日期：2012/7/18断层封闭性研究综述引言断层既作为油气运移的重要通道，也作为油气聚集的遮挡条件，对油气聚集成藏具有双重作用。
其封闭性是形成油气藏及控制油气成藏规模的重要因素，控制圈闭油气的多少，油气运移的路径，烃类的纵横向分布，以及油田开发过程中烃类的运动过程。
分析断层封闭性的影响因素，探讨各种评价断层封闭性的方法具有重要的学术和应用价值。
一、断层封闭原理断层封闭能力主要取决于断裂带物质及其两侧岩性的排替压力, 即烃类进入水湿岩石的最大孔喉所需的毛管压力[1],其公式为:Pc = 2R cosH/R (1)式中: pc为排替压力, MPa; R 为流体界面张力, Pa;H 为流体浸润角,(b);R为相互联结的粒间孔喉半径,m。
而地层中烃类的压力可以通过浮力求得:p=( Qw - Qh )gh(2)式中: Qw 为储层中水的密度,g /cm3; Qh 为储层中烃的密度, g/cm3; g为重力加速度,m / s2; h 为储层中烃柱的高度,m。
当pc大于P时, 断层的封闭性好, 能封住储层中的油气; 反之, 则断层的封闭性差, 不能封住储层中的油气。
根据流体运移的方向可将断层封闭分为垂向封闭和侧向封闭2种。
断层垂向封闭是指油气不能沿断层垂直向上运移, 但可能穿越断层面运移至对置的储集层中。
侧向封闭是指油气不能穿越断层面运移到对置的储层中去。
二、断层封闭影响因素影响断层封闭性的因素很多, 可以分为以下这些方面[2-3]: （1）断层性质通常断层的倾角越小，区域主应力越大且与断层走向越接近垂直，断层埋深越深，一定程度内断距越大，断层封闭性越好;走滑断层封闭性最好，压性、扭性断层封闭性较好，张性最差; 断层在静止期封闭性相对较好，活动期封闭性差。
（2）断层两盘岩性配置如果两盘是渗透性地层相对置，则封闭性差; 反之，封闭性好。
普光气田普光3断层封堵性研究
期、 气水关系、 断层两侧投产井动态特征及流体性质 等 多种 地 质影 响条件 的 。本次 研 究 主要 针 对普 光 ３
收 稿 日期 ： ２ Ｏ ｌ ３ 一ｏ ３ 一Ｏ ５
２ ０ １ ３ 年第 １ ２ 期
内蒙 古石 油化 工
１ ３ ９
低渗 透油 田高效开发对策研究
移、 聚集起 着重 要 的控制 作 用 ， 它与 油气 藏 的形成 和
破 坏 有 着密 切 的关 系 ， 为 了更 好 地 评 价 断层 控 制 圈
闭的含油气性和断块 圈闭的预测储量 与控制储量 ， 对控 制 圈 闭 的断层 封 堵 性 进 行 分 析研 究 ， 在 油 气 勘
探开发 和 油气藏 评 价 中具 有 重要 意 义 。
３ ． 中 原 油 田天 然 气 管理 部 ； ４ ． 中原 油 田勘 探 开 发 科 学 研 究 院 Ｉ ５ ． 中 原 油 田采 油 二 厂 ， 河南 濮 阳 ）
摘
要： 普 光 气 田大部 分 海相 圈 闭及 气藏 形 成与 岩性 、 断裂作 用 密切相 关 ， 在 明确相 带 变化 确定 岩
断层 的封 堵性 是 指 由于 断 层 上 下 盘 岩 石 或 断 裂 带 与断层 上下 盘岩 石排 替 压力 的差 异 而阻 止流体
继 续流 动 的性质 。在 以寻找 油气 为 目的的油气 勘探
断层 ， 针 对 上述 各 种 影 响对 其 断层 封 堵性 做 定性 分
析。
中， 圈闭 的 有效 性 分 析 是极 其 重 要 的 ， 而在断块、 断 背斜 等 圈 闭 中 ， 断层在油气 圈闭的形成、 油 气 的运
随着 采 出程度 的加 大 ， 气藏 地层 压 力下 降较 快 ， 避免
断层封堵研究方法
a、“Allan断面图”法“Allan断面图”以断面为叠合面，将断层两侧的地层几何形态、岩性叠加在一张图上，展现储集层和盖层沿断层倾向和走向的岩性接触关系，评价断层的横向封闭性。
其基本假设是：断层在横向上的封闭性取决于断层两盘的岩性组合及其接触关系，一般认为砂岩储层上倾方向与泥岩相接触易于形成封闭。
b、岩性配置法一般认为，当断层两盘是砂泥岩对接时，封闭性好；当砂岩与砂岩对接时，断层的封闭能力取决于两盘砂岩的排替压力之差。
该方法尤其适合较浅部位，断层力学性质为张性和张扭性，断裂带厚度较薄和不能连续分布的情况。
c、断层活动性分析断层在静止期以封闭作用为主，在活动期以开启作用为主。
应用断层埋藏史、演化史、区域构造演化史、构造活动程度、时间与油气的运聚关系等，评价断层的封闭性。
d、断移地层砂泥比值法当断层填充物在某处为泥质成分时，便可对其下油气形成垂直封闭，可以利用断层断移地层的砂泥比值来预测断层填充物的岩性。
如果被断层错动的地层中泥岩层所占比值相对较高，砂岩层含量相对较低，那么断层填充物则以泥质为主；相反以砂质为主。
同生断层断移地层的砂泥比值大于1.0，非同生断层断移地层的砂泥比值大于0.8，断层即不具侧向封闭性。
e、砂泥对接概率法在砂泥岩地层剖面中，将砂岩视为渗透性地层，泥岩层视为非渗透性地层。
砂泥对接概率指占断层目的盘砂岩层总厚度的某一百分数的砂岩层被对置盘泥岩层封堵的可能性大小。
在断层的目的盘一侧，通过模拟计算，相对目的盘砂岩层总厚度而言，如果仅有少部分砂岩层被对置盘泥岩层封堵的概率高，而大部分砂岩层被封堵的概率小，则说明该断层侧向封闭性差，相反，封闭性好。
由于断层两盘垂向地层剖面是根据钻井所揭示地层通过计算机模拟出来的，而地层剖面的模拟受多种复杂因素影响，同一刻面不同层次模拟结果之间存在着一定的差异，因此，通过模拟建立的断层两盘地层剖面及砂泥对接情况具一定的随机性，故而用砂泥对接概率来描述断层侧向封堵可能性的大小。
断层封闭性的研究方法222
断层封闭性的研究方法引言： 油气勘探开发过程中，断层封闭性研究日益为人们所重视。
所谓断层封闭性是指断层而或断裂带对地层流体封堵并阻止流体渗流的能力。
断层的几何学、形态学或断层面物质涂抹等方面是当前研究所涉及到的主要内容;研究思路则从单一学科、单一手段向多学科、多角度方向发展,研究手段以现代测试和数学分析方法为主，实现了从定性研究到定量研究发展。
一、断层封闭性机理及其影响因素1.1 断层封闭性机理[1]烃类进入水湿岩石的最大孔喉所需的压力：式中R 指相互联结的粒间孔喉半径，r 指烃水界面张力，θ指浸润角。
烃柱的浮力:式中ρw 指储层中水的密度，ρh 指储层中烃的密度，g 指重力加速度，h 指储层中烃柱的高度。
当P C>P 时，断层的封闭性好;当P C <P 时，断层的封闭性较差，不能封住储层中的油气。
综上所述，断层封闭性最终体现在排驱压力这一关键因素上，或者为充填物的排驱压力，或者为断层两侧排驱压力差达到一定极限，则断层一定具有封闭性。
因此，断层封闭性机理分析也应以排驱压力为基本点展开。
具体体现在以下几个方面:a.岩性封闭[2]主要体现在两方面:其一，断层断移的地层中泥岩含量对断层封闭性有重要影响。
断层断移地层中泥岩含量高，则断裂充填物以泥质充填为主，在适当压力条件下，泥岩发生塑性变形，涂抹在断层而上，使断裂带具有高的排驱压力，增强了断层的封闭性。
这里强调压力适当(即恰好使泥岩发生塑性变形的压力区间)，因为如果压力过大，则使岩石发生破裂变形，形成裂缝，反而使断层不具备封闭性。
中国东部盆地泥岩中构造裂缝可说明压力对地层渗透性的影响。
其二，断层两侧岩性配置关系，是影响断层封闭性的一个重要因素。
断层活动引起断层两盘的相对滑动，断层两侧对置的岩石之间存在着排驱压力的差异，具有较高排驱压力的岩石对另一侧起到封闭层的作用。
b.物性封闭若断层带内孔渗性很差，则排驱压力较大，断层封闭作用较强。
c.成岩封闭断层破碎带的产生有利于流体流动，提供了成岩作用所必须的通道和流体，在适当的条件下，更容易发生成岩胶结作用，从而使断层的孔渗性大幅度降低，最终形成封闭。
断层的封闭性研究综述
断层的封闭性机理研究中国石油大学（华东）目录第1章前言 (1)1.1 研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1断层的封堵原理 (1)1.2.2 断层的封闭机理研究 (1)1.2.3 地层封闭性评价 (2)第2章断层的封闭机理 (6)2.1 对接封闭机理 (6)2.2 断裂带高排替压力封闭机理 (7)2.3 泥岩涂抹形成的封闭机理 (9)2.4 断层面紧闭封闭机理 (10)2.4.1 断面压力 (10)2.4.2 断面产状 (11)第3章综合评价方法 (12)3.1 断层封堵系数法 (12)3.2 连通概率综合评价 (13)3.3 模糊数学综合评价 (14)3.4 声波测井信息法 (15)参考文献 (17)第1章 前 言1.1 研究的目的和意义在断层油气田，油气在运移过程中会遇到断层面。
在不同的条件下，有的断层是开启的，可以作为油气运移的通道；而有的断层是封闭的，阻止油气的运移。
当断层开启时，油气可以通过断层面侧向运移，由断层的一盘运移的另一盘，也可以沿着断层面做垂向运移；当断层是封闭时，断层可以在侧向上阻止油气穿过层面运移，垂向上防止油气沿断面向上部储层运移。
地层中砂泥比值，断层填塞物的性质，泥岩涂抹层的厚度和连续性，地层深部流体以及断面所受的主应力都会对断层的封闭性和开启性造成影响。
断层在不同地区和不同时期具有不同的封闭和开启性，使得他在油气藏形成和保存中所起的作用不同。
研究断层的封闭与开启性不但可以认清油气的运行和分布规律，确定油气的勘探目的层，还可以合理的开发断层油气藏，保护其在开发过程中不至于受到伤害。
断层的封闭性研究还可以为油气储量计算提供基础资料。
1.2 国内外研究现状断层在油气运移和聚集成藏中起重要作用，受到石油地质界广泛关注。
关于断层的封闭性，前人的研究主要体现在断层的封闭原理、影响因素及其评价分析方法等等。
1.2.1 断层的封堵原理Smith 等论述了断层封闭性的基本原理：封闭层封闭烃类的能力是由烃类排替水所需要的最小排替压力(即毛细管压力P C )所决定的。
断层封闭性影响因素研究
断层封闭性影响因素研究关键词：断层封闭性封闭机理影响因素一、断层封闭性的影响因素断层的封闭性对油气的运聚具有重要影响，影响断层封闭的因素很多归纳起来大约有以下十五点。
1.断层的埋深深度因素既可以影响断面压力。
也可以改变流体压力。
在不考虑构造应力的情况下，σn和p都随深度h线性增加，断层封闭系数if常数。
对于挤压性盆地，随着深度的增加，封闭系数减小；对于伸展性盆地，断层封闭系数则随深度增加而增加。
因此，一概说断层的埋深越大，上覆地层静压力越大，则断层封闭性越好，反之，则封闭性较差是不确切的。
2.断层的力学性质一般来说，张性断层封闭性较差，挤压断层封闭性较好，扭性断层垂向上封闭性较好[4]。
3.断层的产状主要是断层的走向和倾角具有较大影响。
断层的走向：构造应力影响断层走向的封闭性变化，构造应力越大，断层走向封闭性的变化就越大；构造应力越小，断层走向封闭性的变化就越小。
断层倾角：断层的倾角与断层的封闭性关系密切：张性盆地，断层的封闭性随倾角的减小而增大；挤压性盆地，断层的封闭性随着倾角的减小而减小；扭性盆地介于压性盆地和张性盆地之间。
4.构造应力大小和方向挤压性盆地，在3000m 的深度，最大主压应力可达到150mpa，平均主压应力可达100mpa；而张性盆地，在同样深度，构造张应力一般为5mpa到 20mpa。
这样在其他条件相同的情况下，压性盆地断层的封闭系数比张性盆地要大得多。
当最大主压应力方向与断裂走向几乎垂直时，断裂趋向于闭合状态，封闭性好；当最大主压应力方向与断裂走向几乎平行时，断裂趋向于张开，封闭性差。
5.断层带内充填物质5.1泥质粘土涂抹是指断层形成过程中，断层带内泥页岩层变薄夹在砂岩断面上形成泥质薄层，即断层泥。
泥质成分的含量与排替压力有正相关关系。
如果泥质成分的含量高，预示着断层封闭性好[5]。
5.2砂质如果断裂填充物以砂质为主且无胶结时，其致密程度差，孔渗条件好，难以直接成为油、气侧向运移的遮挡物[6]。
高邮凹陷断层封闭性研究
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５８ ・
石油天然气学报 （ 汉石油学院学报） ２１年 ４ 江 ００ 月 第３ 卷 第 ２ ２ 期 Ｊ ｕ ｎ ｏ ｌ ｎ ａ ｅｈ ｏ ｇ （ ． Ｐ ） Ａ ｒ ０ ０ Ｖ １ ２ Ｎ ． ｏ ｒＭ ｆ ｄ Ｇ ｓＴ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｊ Ｊ Ｉ Ｏｉ ａ ｏ ｐ． １ ２ ｏ ３ ｏ ２ ．
高 邮凹陷 的油藏 类型 以断块 油藏 为主 ，断裂 系统 发育 是高 邮 凹陷的主要 构造 特点Ⅲ 。规模 各异 的 断
层是 构成 圈闭 的要 素 ，断 层封 闭性决 定 圈闭 的有效性 。因此 ，断层封 闭性研 究 是评 价 高邮 凹陷圈 闭 。 的重 要 内容 。所 谓 断层封 闭性 是指 断层 面或断 裂带 对地层 流体 封堵并 阻止 流体 渗 流 的能力 ］ 。经 历半 个多世 纪 的研究 ，断层封 闭性 的研 究 思 路 已从 单 一 学 科 、单 一 手 段 向多 学科 、多 角度 方 向发 展
晚期断 层 。
１２ 断层封 闭基 本特征 ．
在 高邮 凹陷 ，控制 凹 陷的边界 大断 层为 一 、二 级 断层 ，断距 大 、活动时 间长 ，在静 止期 ，其 断层封 闭性 较好 。而 在活 动期 ，断层 往往 是开启 的 ，它一 方 面在纵 向上可 沟通 油源 ，促进 油气 运移 ；另一 方面 也 可导致 油藏 遭 到调整 或破 坏 ，并 可在 上覆 层系形 成次 生油 气藏 。而北 部斜坡 带 的断层 多为 三 、四级断
按 断层规模 大 小将 断层分 为 ５级 ：一 级 断层为 控制盆 地边 界和盆 地形 成 的深大 断裂 ，在高 邮 凹陷包
断层封堵性研究——以青西油田青南次凹为例
挤压推覆过程 中，除了应力场的因素外 ，加上上 、下 盘岩性差异 的因素 ，形 成了这一带的逆掩推覆构 造 。从断层 上 、下 两 盘的沉 积 厚度 分析 ，下 盘 的地层 厚度均 大于上 盘 地层 的厚 度 ，这种 断层 往往具 有封
堵性 。
．
表 １ 青 西 油 Ｉ 下 沟 组 岩性 厚度 百分 比表 ｔ ｔ
维普资讯
石油天然气学报 （ 江汉石油学院学报） ２０ 年 ２ ０８ 月 第３卷 第１ ０ 期 Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｉａ ｄＧ ｓＴ ｃｎ ｌｇ （． Ｐ ） Ｆ ｂ２０ Ｖ １３ Ｎ ． ｏｒ ａ ｏ ｌ ｎ ａ ｅｈ ｏｏｙ ＪＪ Ｉ Ｏ ｅ．０８ ｏ ０ ｏ１ ．
究认为 ，青西油 田青南次 凹在 晚燕 山末期 形成 的 ２组 断裂，后期具 封堵 性 ，有利 于 油 气的聚 集 和保存 ；
喜 山期 形 成 的 一 系 列 北 西 向逆 冲 断 层 和 近 南 北 向 的 压 扭 性 断 层 是 开 启 的 ，对 后 期 裂 缝 的 形 成 起 封 了 重 要
勘探 风 险的一个 重要 指标 Ⅲ 。尤其 是对 于青 西 油 田这 样复杂 的裂 缝性 油气 藏 ，研究 断 裂带 附近裂 缝 发育
状 况 ，至关重 要 。因此 有 必要 开 展该 区裂缝 性油 藏 断层 的封堵性 研究 ，对 今后 的勘探 开发 部署有 着重
要 的指 导意义 。
酒泉盆地酒西坳 陷青西凹陷青南次凹为一典型的东断西超箕状断陷。盆地演化过程经历了晚燕山早 期 、晚燕 山末 期 和喜 山多期 构造 运 动 ，形 成 复杂 岩性 、复 杂构 造 裂 缝一 Ｌ 型储 层 。其 断裂 格 局 中 ，有 孑隙
油气 藏 。
１ ）晚 燕山 末期形 成 的 东西向 断层 具有 同沉积 性 质 三维 地震 资 料解 释表 明 ，该 பைடு நூலகம்东 西 向 断层 发生 在 晚燕 山运动 晚期 的挤 压推 覆 阶段 ，由南 向北推覆 ，至西 向东推覆 距 离逐 渐减 小 。从 断层 上 、下 两盘 的 岩 性上 看 （ １ ，断层 附近 上盘 的泥 岩含 量大 多 比下 盘 的泥 岩含 量 高 ，因 此认 为 ，在 受 到 出南 向北 的 表 ）
一种改进后的断裂封堵性研究方法——以龙门山冲断带为例
一种改进后的断裂封堵性研究方法——以龙门山冲断带为例吕志洲;李旻;田军;黎青【摘要】保存条件是前陆冲断带油气成藏的关键因素,其中断层的封堵性能起到至关重要的作用.由于断层两盘岩性对接关系在三维空间上的差异,致使同一断层在不同走向或者不同深度上封堵性存在差异.该文应用改进后的Allan剖面研究断层侧向封堵性,应用断面压力联合断移地层砂地比评价断层垂向封堵性.将同一断层垂向与侧向封堵性相结合,从而实现半定量综合评价.在低勘探程度尤其是无井地区,应用此方法可以初步判断断层封堵性.在勘探程度相对较高地区,可以充分应用勘探资料,将评价结果由半定量向定量化推进.%Preservation condition is a key element of oil and gas accumulation in foreland thrust belt, and fault sealing capacity plays a vital function. Due to the difference of lithologic interface of fault plates in three-dimensional space, the sealing capacity of the identical fault is different along different orientations or at different depths. The improved Allen section was applied in this paper to sludy the lateral sealing capacity of fault. The vertical sealing capacity of fault was evaluated based on the pressure of fault section and the net-to-gross ratio of displaced layers. Semi-quantitative comprehensive evaluation was made by means of the studies of vertical and lateral sealing capacity of fault. This method might be used to judge the fault sealing capacity initially in the places with low exploration degree, especially in those places without wells. And the places with high exploration degree, we could develop the results of evaluation from semi-quantitation to quantification based on exploration data.【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2012(034)003【总页数】5页(P325-329)【关键词】断面剖面分析法;断裂封堵性;油气保存;油气成藏;龙门山冲断带【作者】吕志洲;李旻;田军;黎青【作者单位】中国石化西南油气分公司勘探开发研究院,成都610081;中国石化西南油气分公司勘探开发研究院,成都610081;中国石化西南油气分公司勘探开发研究院,成都610081;中国石化西南油气分公司勘探开发研究院,成都610081【正文语种】中文【中图分类】TE122.3+4保存条件是前陆冲断带油气成藏的关键因素。
地质断层封堵性评价
谢谢大家！ 恳请老师批评指导！
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泥岩涂抹系数
（shale smear factor）
泥质断层泥比率
（shale gouge ration）
断层的封堵系数
横向封堵系数表征的是断层两盘砂 泥的配置几率,一般横向封堵系数 值越大,断层的横向封堵能力越强。
2.2断层封堵性的三级评价方法(Three-stage evaluation method for fault sealing property)
以泌阳凹陷新庄油田为例
3.1 新庄油田概况
构造内发育有大小层30多条,断层延伸距离在0.4~4.1km之间,断距在20~280m之间。
3.2 断层封堵性研究
地层为薄砂泥岩互层，泥岩占地层比率为40%~50%，油田的断层封堵主要以泥岩涂抹为主，但由于泥岩含 量不高,所形成的涂抹层封堵能力有限。
关健断层的确定
断面受力状况——断面承受的应力方式和应力强度是决定断层是否具有封 堵性及其封堵程度的主导因素。
断面地应力包括两个方面,一是地壳重力作用和均衡作用产生的静地应力,二是地壳水 平运动产生的构造应力,两者叠加构成了地应力场。求取最大、最小水平主应力的大 小和方向之后,就可以计算断面正应力。
评价方法研究程序 断层面评价 断层封堵性并不简单地受相邻两盘的排驱压力差所控制,很可能是断裂带内的不渗透物质 封堵所致,需要评价断层面中物质对于断层封堵性的总体影响,包括断层岩、剪切带、缝 合线、沥青充填及泥岩涂抹作用等 地层配置与活动时间配置评价 地层与岩性配置评价——研究岩性配置关系直接最有 效的方法是制作ALLAN断面图，封堵层砂岩与储集层砂 岩存在一定的排驱压力差,断层能封堵油气。另外,岩 性配置封堵程度还与油气性质有关,研究表明,断层封 堵油气的机理在于封堵层的排驱压力与储集层的排驱 压力之差大于油柱浮力的结果。 断层活动时期与油气运移时期的配置——在油气聚集期 已停止活动的断层,特别是停止时间较长的断层,多数情 况下都有较强的封堵性,对油气的聚集起良好的封堵作 用;在油气大规模运移期仍然活动的断层, 封堵能力取 决于这一时期的活动强度,活动强度大,则封堵能力弱; 而在油气运移期过后仍然强烈活动的断层对油气主要起 破坏作用。
断层封闭性的研究进展_王来斌
油气 。 在国内 , 吕延防等[ 13 , 14] 应用“非线性映射 分析
法”和“概率模拟分析法”研究断层封闭性 。 张树林 等[ 15] 利用对断面剖面分析和差异聚集模式研究断 层封闭性 。曹瑞成[ 16] 利用“逻辑信息法” 建立起勘 探初期的 断层封闭 性的判 别 、预 测模式 。 赵永 祺 等[ 17] 以枣北孔一段为实例 , 研究在原始条件下 , 断 层封闭性和注水开发后断层封闭性的变化 。 杨克 明等[ 18] 探讨了塔里木盆地断裂的输导性和封闭性 ,
(4)断层埋深 :随断层埋深增加 , 上覆地静压力 增大 , 孔隙度和渗透率的减小幅度也相应增加 , 封 闭性较好 。 反之 , 则封闭性较差 。
(5)断距 :断层带物质随断距的增大 , 遭受的摩 擦强 , 形成断层泥的机会就多 , 容易形成 好的封闭 物 。但是 , 如果断距超过区域盖层的厚度 , 就可能 造成断层垂向的导通 。
3 断层封闭性的影响因素
12
断层封闭性是由于断层上下盘岩石 或断裂带 与断层上下盘岩石排驱压力的差异 , 阻止油气水等 流体的继续流动 , 不同地区影响因素不同 。 影响断 层封闭性的因素有很多 , 主要有 :
(1)断层的力学性质 :一般情况 , 张性断层封闭 性较差 , 挤压性断层封闭性较好 , 扭性断 层在垂向 上封闭较好 。
Lindsay(1993)[ 10] 提出了“泥岩玷污因子 SSF” ,
提出断层的断距越大 , 断开泥岩的厚度越小 , 泥岩
涂抹层在空间上的连续性越差 ;断层的断距越小 ,
断开泥岩的厚度越大 , 泥岩涂抹层在空间上的连续 性越好 。SSF 与源岩层的厚度 、层数成反比 , 而与断 距成正比 。
文西断裂带断层封闭性研究
二 、文西 断裂带 断层封 闭性 的研究 方法
目前 ，对 断层 封 闭性 的研 究方 法很 多 ，根 据 已有资 料 ，我 们对 文 西 断裂 带主 要 采用 了泥 岩涂 抹 系数 法和 声波 时差 的 方法 对主 要 断层 的 侧 向和垂 向封 闭性 分别进 行 了讨论 。 １ ． 泥 岩涂 抹系数 法
毒 油伯士
～
摘
要：断层封 闭性研 究是 一项难度大但又是现代 油气地质理论 中极其重要 的课题 。针 对对文南油田文西断裂带特点 ，根据 已有资料 ，我们对
文西断裂 带主要采 用了泥岩涂抹 系数 法和声 波时差 的方 法对主要 断层的侧 向和垂向封 闭性分别进行 了 讨论 ， 通过对文 西断裂带主控断层封 闭机理 以及断
渗透 性差 ，因此应 具 有垂 向封 闭 性 。当断 层充 填 物的 声波 时差 高 于 围 岩 的声波 时差 时 ，又可 分 为两 种情 况 ：一 种情 况为 断 层处 于欠 压实 泥 岩带 内 ，此 时 由于 欠压 实 泥岩 塑性 强 ，容 易发 生 流动 ，在 超压 的作 用 下 ，可 以堵塞 断层 面 紧 闭后遗 留下来 的孔 隙和 裂缝 ，所 以尽管 其 声波 时差 高于 围岩 声波 时差 ，但 其 仍具 垂 向封 闭性 ；另一种 则 为断 层未 处 于欠 压实 泥岩 带 中 ，其 声 波时 差值 高于 围岩 的 ，表 明充 填 物具 有较 好 的渗透 性 ，不具 有垂 向封 闭性 。 三 、 文 西 断 裂 带 主 要 断 层 封 闭 性 研 究 在 充 分考 虑文 西断 裂 带 的实 际构造 背 景 的情况 下 ，对 该 区的主 要 二级 断层 主要 应用 了泥 岩 涂抹 系数 法和 声 波 时差 的方 法进 行 了断层 侧
ｆ ． ＝ Ｌ／ ∑ｈ Ｌ≥Ｈ ｆ ｏ ｒ ＝１ ／ Ｒ Ｌ ＜ Ｈ
断层封堵研究
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提纲
断层封堵的基本原理 FSPS系统的预测方法 FSPS系统简介 FSPS系统的应用示例
FSPS系统简介
数据管理
FSPS系统简介
数据输入
FSPS系统简介
数据输入
地层深度等值线数据
FSPS系统简介
数据输入
FSPS系统简介
井 位 数 据
数据输入
FSPS系统简介
数据输入
FSPS系统简介
泥岩涂抹的定量评价
算法 2： Yielding等人（1997）
(Shale bed thickness)n Smear Factor =
(Distance from source bed)m
FSPS系统的预测方法
2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹的定量评价
算法 3： Lindsay等人（1993）
FSPS系统的应用示例 现今断层的侧向封堵性分析
目的层： 东营3段（Ed3）
目的层构造图： Ed2底现今断层构造
FSPS系统的应用示例 现今断层的侧向封堵性分析
FSPS系统的应用示例 现今断层的侧向封堵性分析
1号断层Ed3两盘并置图
FSPS系统的应用示例 现今断层的侧向封堵性分析
现今断层封堵性总体评价:
Fault throw SSF =
Shale layer thickness
FSPS系统的预测方法 2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹的定量评价
算法 4： Yielding等人（1997）
SGR = ( ShaFleaubletdththriocwkness) 100%
FSPS系统的预测方法
杨武寨地区断层封堵性研究
渗透层和非渗透层的组合关系。配置得当, 断层封堵 性好, 反之, 断层封堵性比较差, 也就很难在断面处 形成有效油气藏。
杨武寨构造带绝大多数断层都是伴随杨武寨断 层的拆离滑动而形成的补偿断层或伴生断层, 属于 早期同生或伴生活动断层, 因此沿断层面易形成剪 切带, 有利于断层封闭。 21112 渗透性储层与非渗透性泥岩对接是最有利 的岩性配置关系。杨武寨断层上升盘形成的断鼻、断 块圈闭其上倾方向基本受反向断层侧向封堵。 研究 区内部成藏主要目的层段为沙二、沙三段。其油层组 均为正旋回的岩性组合特征。各油组上部均发育 30 - 50 米的较稳定的泥岩段, 所以断层两盘易形成沙 泥岩对接的配置关系, 有利于断层封堵形成有效油
关键词: 断块油气藏; 砂泥岩配置关系; 断层侧向封堵性
断层的封堵性是指由于断层上下盘岩石或断裂 带与断层上下盘岩石排替压力的差异而阻止流体继 续流动的性质。影响断层封闭性的因素也比较多, 包 括断层的受力关系、断层泥岩涂抹程度、断层两侧砂 泥岩配置关系、断层面产状、断层活动期与油气运聚 期的配置关系等多种地质条件的控制。 本次研究以 武强杨武寨地区为例, 针对上述各种影响对其断层 封堵性做定性分析。 1 杨武寨断层结构概要
时间配置封堵模式是指控油断层对油气的有效 封闭性和封堵能力主要受控油断层发育时期与油气 运聚时期的匹配关系控制, 也是断层封闭有效性的 主要控制因素之一, 若两者时间配置得当, 断层对处 于运移期的油气起遮挡作用, 就可以形成一定规模 的油气聚集; 相反, 二者配置不当, 断层只能充当油 气运移的通道, 导致油气逸散, 不能形成具有工业价 值的油气藏。
断层的封闭性
Quality analysis methods of fault sealing（断层封闭性的定性研究方法） -mechanical property of faults and their sealing capacity 1. 断层及其封闭性的力学性质
(1)压性或扭性断层
在压性或扭性断层活动的过程中,断层两盘紧密研磨,砂岩颗粒被碾 碎为泥质物,增加了断层泥的来源,在地层中泥岩比例不很高的情况 下也可能形成泥岩沾污带,当地层中泥岩比例较高时则易形成分布 较连续的泥岩沾污带。
式中,Ｒｍ为断裂带中泥质所占的百分含量;Ｌ为断层 的断距;ｈｉ为被断层错开的第ｉ层泥岩厚度;ｎ为被 断层错断的泥岩层层数。
利用这种资料计算地震层砂泥含量的方法步骤如下: ①在地层剖面上读取目的地震层(厚度为Ｌ)顶、底处的反射波ｔ0 时间,分记为ｔａ和ｔb。 ②在对应点的速度谱图上读取与ｔａ和ｔb时间对应的最佳叠加 速度(在水平层状介质中叠加速度等于均方根速度)ｖａ和ｖb。 ③根据Dix公式计算目的地震层对应点的层速度 ｖａｂ=[(ｖｂ2ｔｂ-ｖa2ｔa )/(ｔｂ-ｔa )]1/2 (2) ④计算出所有谱点下目的地震层的 层速度ｖｉ(ｉ=1,2,…,ｎ表示谱点数), 将其点入ｖｉ=f(Ｚｉ)图版(图6)中。
压性和压扭性断层：受挤压研磨强烈，呈舒缓波状，破碎物呈 定向排列，易导致地震波传播和屏蔽作用，多构成地震波良好的反 射界面，在这种界面上的反射波易形成同向轴，沿这类断裂可形成 一组倾角较大、密集、沿断裂面呈断续分布的断面波。 张性断层：断裂带物质杂乱，形成的反射界面较差，一般无断 面波，有回转波。且浅层断点明显，深层断点模糊消失。
正常压实情况下
欠压实情况下 欠压实、断裂带疏松 (b)垂向封闭 (c)垂向不封闭
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FSPS系统的预测方法
2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹系数的封闭门限值
❖储层含油性分析法：
根据对已知储层含油性的盆地中断层 实测资料，计算不同储层的泥岩涂抹 系数，统计与其储层含油性之间的对 应关系，确定封闭门限值。
FSPS系统的预测方法
2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹系数的封闭门限值
❖不同断层的开启和闭合分析法：
Fault throw SSF =
Shale layer thickness
FSPS系统的预测方法 2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹的定量评价
算法 4： Yielding等人（1997）
SGR = ( ShaFleaubletdththriocwkness) 100%
FSPS系统的预测方法
根据断层两侧目的层段的分析， 判断断层的开启和闭合，计算 不同断层的储层泥岩涂抹系数， 统计得出封闭门限值。
FSPS系统的预测方法
3.毛细管(排替)压力的评价方法
封堵的油气柱临界高度计算：
H = ( Pb – Pr ) / (1000 ( w - h ) g ) 式中：
H---断层所能封闭的临界油气柱高度(m)； g---为重力加速度(m/s2)； w, h---分别为水、油(或气)的密度
提纲
断层封堵的基本原理 FSPS系统的预测方法 FSPS系统简介 FSPS系统的应用示例
FSPS系统的预测方法
1. 断层两盘岩性并置图 2. 泥岩涂抹系数 3. 毛细管(排替)压力 4. 断面压力
FSPS系统的预测方法 1.断层两盘岩性并置图评价方法
绘制断层走向投影剖面 ，以此分析评价断层 侧向封闭性 ，称为岩性并置图 。
当断层带中发育有泥岩涂抹时，它不但遮挡了油 气的侧向运移，而且阻止了油气作垂向的运移。
断层封堵的基本原理 2.断层侧向封堵的形成机制 岩石形变破裂作用(Cataclasis)
断层封堵的基本原理 2.断层侧向封堵的形成机制 胶结作用(Diagenesis)
断层封堵的基本原理
3.断层带与应力分析
断面的应力状态与断层垂向封 闭性有非常密切的关系，断层的封 闭必须以断层面呈紧闭状态为前提， 即断面呈压性状态。
FSPS系统的预测方法 2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹的定量评价 FSPS系统的泥岩涂抹定量评价 泥岩涂抹系数的封闭门限值
FSPS系统的预测方法
2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹的定量评价 泥岩涂抹的特性：
1）较厚的源岩层会产生较厚的泥质涂抹； 2）典型的剪切涂抹的厚度随着与源岩层的
距离的增大而减小； 3）典型的磨损涂抹的厚度随着断距的增大
断层封堵的基本原理 2.断层侧向封堵的形成机制 储集层与非渗透层对接(Juxtaposition)
即岩性配置（或并置），是指断层两盘不同渗透 性岩层之间的对接。
断层封堵的基本原理 2.断层侧向封堵的形成机制 储集层与非渗透层对接(Juxtaposition)
断层封堵的基本原理 2.断层侧向封堵的形成机制
2.泥岩涂抹系数的评价方法
FSPS系统的泥岩涂抹定量评价
泥岩涂抹系数（SSF*） 越小， 泥岩涂抹层在空间上的 连续性越好， 反之，连续性越差。
FSPS系统的预测方法
2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹系数的封闭门限值
泥岩涂抹的封闭门限值是 作为评价断层侧向封闭与否的标准值。
如果泥岩涂抹系数（SSF*） 小于封闭门限值， 那么断层侧向是封闭的， 反之，断层侧向是开启的。
而减小； 4）若干泥岩层能产生一层混合的连续涂抹。
FSPS系统的预测方法 2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹的定量评价
算法 1： Fulljames等人（1996）
(Shale bed thickness) 2 CSP =
Distance from source bed
FSPS系统的预测方法 2.泥岩涂抹系数的评价方法
断层封堵预测系统 FSPS
提纲
断层封堵的基本原理 FSPS系统的预测方法 FSPS系统简介 FSPS系统的应用示例
断层封堵的基本原理
1.断层封堵的定义 断层封堵是指断层面
或断层带在侧向或垂向上阻 滞油气的运移，形成对油气 的封堵，也被称为断层封闭。
——70%以上的圈闭与断层有关
断层封堵的基本原理 2.断层侧向封堵的形成机制 储集层与非渗透层对接 (Juxtaposition)； 泥岩粘抹作用(Clay Smear)； 岩石形变破裂作用(Cataclasis)； 胶结作用(Diagenesis)。
泥岩粘抹作用(Clay Smear)
泥岩涂抹是通过泥 页岩岩层的泥化 并进入发展中的断 层带而形成。
断层封堵的基本原理 2.断层侧向封堵的形成机制 泥岩粘抹作用(Clay Smear)
剪切涂抹 磨损涂抹
嵌入涂抹
砂岩
断层封堵的基本原理 2.断层侧向封堵的形成机制 泥岩粘抹作用(Clay Smear)
泥岩涂抹的定量评价
算法 2： Yielding等人（1997）
(Shale bed thickness)n Smear Factor =
(Distance from source bed)m
FSPS系统的预测方法
2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹的定量评价
算法 3： Lindsay等人（1993）
FSPS系统的预测方法 2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹系数的封闭门限值
封闭门限值必须通过分析研究 区已知断层的封闭性来确定。
FSPS系统的预测方法
2.泥岩涂抹系数的评价方法
泥岩涂抹系数的封闭门限值
❖烃柱高度统计法：
根据对已知断层圈闭的盆地实测资 料，计算泥岩涂抹层的泥岩涂抹系 数，统计与其所封闭住的烃柱高度 之间的对应关系，确定封闭门限值。
通过不同深度断面的正应力 计算，定量分析在不同应力条件 下的断层垂向封闭性。
断层封堵的基本原理
3. w）cosθ + σ1sinθ · sinβ 式中：
P ------ 断面所受的正压力（MPa）； Z ------ 断面埋深（m）； r ------ 上覆地层的平均密度（g/cm3）； w ------ 地层水密度（g/cm3）； σ1 ------ 区域主压应力（MPa）； θ ------ 断面倾角（°）； β ------ σ1 与断层线的交角（°）。