第六讲 断裂构造与油气成藏关系

克拉2气田的 气源为来自中上三 叠统，中下侏罗统 的暗色泥岩，储集 层为下白垩统巴什 基奇克组合下第三 系底砂岩，盖层为 下第三系泥岩、膏 泥岩和岩盐。
克拉2构造总发育6条逆断裂，断裂的拟和相态为“人”字型和“入”字型。除F5和F6断裂 外，其他4条断裂均断穿储层与原岩层，并向上终止于下第三系膏泥岩层中，只有F1断裂断穿老 第三系膏泥岩之中。F1断裂上部及F6断裂属于盖层内滑脱断裂。
2016/2/2
30
China University of Geosciences
断裂输导实验（据吕延防，2006）
模型装载完毕后，开始注人氨气， 打开排气阀
氨气沿底部石英砂层平行推进
关闭排气阀，向上同时抽提各 胶皮至要求部位
氨气在压力差作用下迅速沿断裂 空腔向上运移 2016/2/2
氨气顺着断裂临近砂体发生侧 向运移
3、根据力学性质
剪节理
2016/2/2
6
3、根据力学性质
wenku.baidu.com
张节理
2016/2/2
7
China University of Geosciences
断层构造
断层（Fault）是地壳岩石体（地质体）中顺破裂面发 生明显位移的一种破裂构造；是地壳表层岩石的一种 脆性破裂；
2016/2/2
8
2016/2/2
九十年代以前，主要 是断层圈闭样式及断 层带毛细管力相对遮 挡能力的评价（Smith,
1966, 1980; Schowalter, 1979; Watts, 1987; Allan, 1989; Bouvier等，1989）。
2016/2/2
28
China University of Geosciences
2016/2/2 12
China University of Geosciences
逆断层(Reverse fault)：上盘上升，下盘下降的断层。 高角度逆断层：断面倾角在45度以上。 低角度逆断层：断面倾角小于45度。 逆冲断层：位移量很大的低角度逆断层，倾角在30度左右。 推覆构造，推覆体，飞来峰，构造窗
AAPG Theme Issue 《Fault Sealing》(2003,87-3).
AAPG Memoir（2005，85）《Faults, fluid flow, and petroleum traps》
2016/2/2 27
China University of Geosciences
最终形成共轭断层
21
China University of Geosciences
断层带立体示意图
2016/2/2
22
China University of Geosciences
断裂与油气成藏关系
封闭（Seal）？
输导（Transport）？
2016/2/2
23
China University of Geosciences
2016/2/2 24
China University of Geosciences
断裂与油气成藏关系的研究开始于上世纪60年代
Smith, D. A., 1966, Theoretical consideration of sealing and nonsealing faults: AAPG Bulletin, v. 50, p. 363–374. Smith, D. A., 1980, Sealing and non-sealing faults in Louisiana Gulf Coast salt basin: AAPG Bulletin, v. 64, p. 145– 172.
2016/2/2 13
China University of Geosciences
2016/2/2
14
平移断层(Strike-slip faults)：断层两盘顺断面走向相对运动 的断层。 特征：断面近于直立。 左行(left-lateral)平移断层；右行(right-lateral)平移断层 走滑断层：规模巨大的平移断层。
通过上述两个模拟实验，可以发现天然气通过活动开启断裂的运移具有 以下四个特点： （1）断裂活动形成的空腔为天然气的运移提供了畅通的通道。
倾向节理
斜向节理 顺层节理
1、根据节理产状与岩层产状的关系分为： 走向节理、倾向节理、斜节理、顺层节理 2016/2/2
China University of Geosciences
4
2、根据节理与褶皱轴方位的关系分为： a.纵节理；c.横节理；b.斜节理
2016/2/2 5
China University of Geosciences
九十年代以后，断层与油气成藏研究才真正进入到实质性 阶段： 1、断层损伤带、断裂岩物理特性及其封闭性分析； 2、断裂带古流体温压条件和流体化学特性； 3、断裂带与汇聚式流体流动； 4、断层封闭性定量分析。
2016/2/2
29
China University of Geosciences
克拉2构造
2016/2/2
1
China University of Geosciences
石油构造分析——第六讲
断裂构造与油气成藏关系
Faulting, Fracturing and Hydrocarbon accumulation
2016/2/2
2
China University of Geosciences
Anderson,R.N., 1994, Gulf of Mexico growth fault drilled, seen as oil, gas migration pathway, Oil & gas Journal, June 6, 97-104 Knipe,R.J., 1997, Juxtaposition and seal diagrams to help analyze fault seals in hydrocarbon reservoirs, AAPG, v.81, n.2, p187-195 Yielding,G., 1997, Quantitative fault seal prediction, AAPG, v.81, n.6, p897-917 Alexander,L.L., 1998, Fluid flow in a faulted reservoir system: fault trap analysis for the Block 330 field in Eugene island, south addition, Offshore Louisiana, AAPG, v.82, n.3, p387-411
最后，氨气充注到克拉2构造圈 闭中 31
China University of Geosciences
东秋5构造
东秋5构造发育两条北倾滑脱性质逆断裂F4和F5。圈闭形成于库车期，定性于第四 系，与烃源岩排烃期相匹配。但该构造只受 F1一条穿盐断裂控制，且被F1断裂相连通 的盐上康村组储层物性远远高于下第三系和白垩系储层物性。
2016/2/2 26
China University of Geosciences
Losh,S., 1998, Oil migration in a major growth fault: structural analysis of the pathfinder core, south Eugene island Block 330, Offshore Louisiana, AAPG, v.82, n.9, p1694-1710 Losh,S., 1999, Vertical and lateral fluid flow related to a large growth fault, South Eugene Island Block 330 field, Offshore Louisiana, AAPG, v.83, n.2, p244-276 G. Jones、Q.J. Fisher和R.J. Knipe (1998) 著《Faulting , Fault sealing and Fluid Flow in Hydrocarbon Reservoirs》 吕延防等编著《断层封闭性研究》（2002），石油工业出版社
断 裂 构 造
当作用于岩石上的力超过其强度界限时，岩石就会发
生断裂。根据断裂面两侧岩石位移的程度，可将断裂分为
两种基本类型：其一，断裂面两侧的岩石位移不明显，称
之为节理；其二，断裂面两侧的岩石位移明显，称之为断 层。
2016/2/2
3
China University of Geosciences
一、节理及节理分类 走向节理
9
China University of Geosciences
2016/2/2
10
China University of Geosciences
上盘（下降盘）
下盘（上升盘）
2016/2/2 11
China University of Geosciences
断层分类
正断层：上盘下降，下盘上升的断层。 特 征：断面产状陡，倾角一般在45度以上，大型正断层 往往上陡下缓呈铲状。
2016/2/2 32
实验现象
F4
F2
F1
模型装载完毕后，开始注人氨气， 打开排气阀
氨气沿底部石英砂层平行推进
关闭排气阀，向上同时抽提各 胶皮至要求部位
氨气在压力差作用下迅速沿断裂 空腔向上运移 2016/2/2
氨气顺着断裂临近砂体发生侧 向运移
氨气充注到顶部砂体中，进而 通过F4断裂散失掉 33
2016/2/2
25
China University of Geosciences
Allan, U. S., 1989, Model for hydrocarbon migration and entrapment within faulted structures: AAPG Bulletin, v. 73, p. 803–811.
2016/2/2 15
China University of Geosciences
斜向滑动断层(Oblique-slip fault) ，命名采用组合命名法。
2016/2/2
16
China University of Geosciences
断层的两盘以断层面上某一点为轴作旋转运动称之为枢纽断层。 枢纽断层分两种类型，旋转轴位于断层的一端，其特点为断层各 处的断距不等，近轴处短，远处大；旋转轴位于断层的中间，其 特点为断层的一侧如为正断层，另一侧则为逆断层。
2016/2/2
17
China University of Geosciences
断层分类
2 1
3
4
5
7 6
2016/2/2
1、正断层 2、逆断层 3、平移断层 4、正平移断层 5、逆平移断层 6、7、枢纽断层
18
China University of Geosciences
断层组合
阶梯状断层 地堑
断裂作用与油气成藏关系研究意义
Faulting, Fault Sealing and Fluid Flow in Hydrocarbon Reservoirs
1、在勘探方面，断层开启性—沉积盆地穿层、汇聚式流动， 即油气垂向输导系统；封闭性—侧向遮挡形成圈闭。 2、在开发方面，因断层分隔作用而造成油气藏的非均质性 和截然不同油气水界面。 3、断层作用对原生油气的破坏作用。 4、通过断层的流体流动而造成储层的溶蚀/胶结作用。 归纳起来，可分为五个方面： （1）断层对油气聚集的“集中效应”； （2）断层对油气藏的“分散效应”； （3）断层对油气藏的“连通效应”； （4）断层对油气藏的“分隔效应”； （5）断层对油气储、盖层的“改造作用”。
地垒
2016/2/2 19
China University of Geosciences
断层组合
叠瓦状断层
对冲式断层
背冲式断层
2016/2/2
20
China University of Geosciences
平行于最大压应力方向产生节理
形成雁行排列节理带
节理带渐进演化成连续的角砾岩带
2016/2/2
在2007中国科协学术建设发布会上，中国科协副主 席、中国科学院常务副院长白春礼表示, 目前地质
学的研究工作存在着“三多三少”现象，即：
1）证明西方学者提出的假说和理论的研究多， 提出中国自己的假说和理论少； 2）单一学科封闭式研究多，真正意义上的多学 科交叉与综合集成研究少；
3）模仿性研究多，独创性的成果少。