断层的封闭性
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
碎裂作用
孔隙度 渗透率
一个数量级 三个数量级
Diagenesis(成岩胶结作用)
成岩胶结作用使原来渗透的断层选择性胶结，孔隙度部分或全部降 低，最终实现封堵。
胶结物的多少取决于流体渗进岩石的距离、流体中溶解物的多少和 渗透过程中流体压力的大小。
成岩胶结作用
孔隙度 渗透率
一个数量级 一个数量级
关于封闭机理
断层的封闭性
引言 断层封闭理论和机理 断层封闭性的分类 断层封闭性的研究方法
断层封闭史研究 断层封闭模式
第一节 引言
概念
断层封闭性是指断层上下盘岩石或断裂带与断层上下盘岩 石由于排替压力的差异,而阻止流体继续流动的性质。
我们为何研究断层封闭性？
研究断裂上下盘、深浅部位断裂的封闭性能的差异及其封 闭油气的高度，对油气勘探有实际意义。 断裂封闭性研究还可以为油气储量计算提供基础资料。
Zmቤተ መጻሕፍቲ ባይዱx
(w
Pd
h)g
式中：Pd为封闭层的排驱压力；ρw为水的密度；ρh为烃的密度； g为重力加速度。
排替压力与孔喉半径有关，即
Pd
2r
cos
R
式中：r为烃－水界面张力，θ为润湿角，R为孔喉半径。
如果封堵层的岩石物性差，孔喉半径小，封堵能力强，排驱压力也 必然大，能封闭的烃柱高度也越大。
二、断层封闭机理-- 泥岩涂抹作用
覆盖区断层力学性质的判断（选学）
利用录井信息鉴别断层的力学性质 压性断层：钻井录井、泥浆录井信息表明，比同岩性非构造岩 钻时慢，位于断裂带的井一般无漏失现象 。岩心录井法，是利用在 断裂带所取的岩心，直接观察和描述，或用显微镜、扫描电镜等先 进手段，进行岩组和应力矿物等微观研究，从而确定断层的力学性 质。
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。
研究历史及主要进展
D.A.Smith(1966) : Fault-seal 断层封闭性 Pdf
Pd1 Pd2
Pdf Pd1, Pd2
断层与岩层间的排替压力差越大，断层封闭性能越好
H A点
Pd2<Pd
第二节 断层封闭理论及封闭机理
一、断层的封闭理论
静水条件下断层所能封闭的最大烃柱高度可用下式表示
sands (green = oil, red = gas). （a）下盘岩性分布（黑色－页岩，白色－砂岩）和油气显示（绿 色－油，红色－气）
(b) Juxtaposition diagram showing footwall shales in black [as in (a)] and hanging-wall shales in gray. White areas are sand/sand overlaps. Blue arrows indicate examples of sand/sand contacts where hydrocarbons are trapped at the fault [compare with arrowed locations in (a)].
利用液体性质鉴定断层的力学性质 压性、压扭性断层：断层两盘原油密度、粘度和地层水矿化度 变化大，原油产能和含油气贫富差异也很大，两盘无统一的油水关 系，从原油性质来看，在封闭性断层两盘原油物性好，在平面上， 靠近断层附近原油密度低，产能高，而远离断层原油密度相对升高， 则产能相对降低 。
1. 泥岩涂抹大都发生在压实阶段初期或有异常超压存在 的地层中；
2.碎裂作用主要发生在脆性地层中, 与成岩作用成消长关 系；因此,
3.碎裂作用和成岩作用的封闭机理主要用于脆性地层的断 层中,而泥岩涂抹主要用于塑性状态的地层中。
第三节 断层封闭性的研究方法
一、定性－半定量方法
①根据断层力学性质及转化判识封闭性; ②根据断层走向与水平最大主压应力方向的关系判识封闭性; ③断面两侧岩性接触关系分析法,即Allan图分析法; ④根据断层产状与地层产状组合样式或配置关系分析封闭性; ⑤据断层活动史与油气运聚史对比分析封闭性; ⑥从断层活动强度(生长指数和活动速率、断层变形带宽度等)及断 层活动同生与否的角度分析封闭性; ⑦对比断层两侧地层压力系统、流体物理化学性质等来分析封闭性; ⑧断块圈闭封闭样式分析。
压性或扭性断层封闭性好
(2)张性断层 张性断层封闭性视具体情况而言
张性断层活动时,断裂带附近的砂岩一般破碎成为碎裂岩,断层泥往 往只来源于泥岩段,只有在地层中泥岩占较高比例的情况下才会形 成泥岩沾污带。
扭压性断裂在转弯处对油气聚集有利；发育在帚状构造型式中的局 部构造上的逆断层对找油有利，并对油气起封闭作用；局部构造上 的放射状断裂，对油气起破坏作用。--孙宝珊（1995）
并列图象：下盘页岩黑色（同图a），上盘页岩灰色，白色是砂岩／砂岩对阶层
蓝色箭头指示由砂／砂对接形成的断层圈闭中的油气（与a图对比）
Mechanism of fault sealing(断层封闭机理)– Cataclasis(碎裂作用)
Cataclasis, which is the crushing of sand grains to produce a fault gouge of finer grained material, again giving the fault a high capillary entry pressure. And decreasing the permeability of the fault zone . 断层发育期间岩石的挤压和破碎作用，可导致断层带岩石破碎，碎屑颗粒粒径变 小，形成的断层泥明显降低了断层带的渗透性。
塑性的泥质物或其他非渗透岩层 拖曳 进入断层并涂抹在断层面上
泥岩涂抹
Pdf 100P ds
(a) Distribution of footwall lithologies (black = shale, white =
sandstone) and proven hydrocarbons in the footwall
孔隙度 渗透率
一个数量级 三个数量级
Diagenesis(成岩胶结作用)
成岩胶结作用使原来渗透的断层选择性胶结，孔隙度部分或全部降 低，最终实现封堵。
胶结物的多少取决于流体渗进岩石的距离、流体中溶解物的多少和 渗透过程中流体压力的大小。
成岩胶结作用
孔隙度 渗透率
一个数量级 一个数量级
关于封闭机理
断层的封闭性
引言 断层封闭理论和机理 断层封闭性的分类 断层封闭性的研究方法
断层封闭史研究 断层封闭模式
第一节 引言
概念
断层封闭性是指断层上下盘岩石或断裂带与断层上下盘岩 石由于排替压力的差异,而阻止流体继续流动的性质。
我们为何研究断层封闭性？
研究断裂上下盘、深浅部位断裂的封闭性能的差异及其封 闭油气的高度，对油气勘探有实际意义。 断裂封闭性研究还可以为油气储量计算提供基础资料。
Zmቤተ መጻሕፍቲ ባይዱx
(w
Pd
h)g
式中：Pd为封闭层的排驱压力；ρw为水的密度；ρh为烃的密度； g为重力加速度。
排替压力与孔喉半径有关，即
Pd
2r
cos
R
式中：r为烃－水界面张力，θ为润湿角，R为孔喉半径。
如果封堵层的岩石物性差，孔喉半径小，封堵能力强，排驱压力也 必然大，能封闭的烃柱高度也越大。
二、断层封闭机理-- 泥岩涂抹作用
覆盖区断层力学性质的判断（选学）
利用录井信息鉴别断层的力学性质 压性断层：钻井录井、泥浆录井信息表明，比同岩性非构造岩 钻时慢，位于断裂带的井一般无漏失现象 。岩心录井法，是利用在 断裂带所取的岩心，直接观察和描述，或用显微镜、扫描电镜等先 进手段，进行岩组和应力矿物等微观研究，从而确定断层的力学性 质。
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。
研究历史及主要进展
D.A.Smith(1966) : Fault-seal 断层封闭性 Pdf
Pd1 Pd2
Pdf Pd1, Pd2
断层与岩层间的排替压力差越大，断层封闭性能越好
H A点
Pd2<Pd
第二节 断层封闭理论及封闭机理
一、断层的封闭理论
静水条件下断层所能封闭的最大烃柱高度可用下式表示
sands (green = oil, red = gas). （a）下盘岩性分布（黑色－页岩，白色－砂岩）和油气显示（绿 色－油，红色－气）
(b) Juxtaposition diagram showing footwall shales in black [as in (a)] and hanging-wall shales in gray. White areas are sand/sand overlaps. Blue arrows indicate examples of sand/sand contacts where hydrocarbons are trapped at the fault [compare with arrowed locations in (a)].
利用液体性质鉴定断层的力学性质 压性、压扭性断层：断层两盘原油密度、粘度和地层水矿化度 变化大，原油产能和含油气贫富差异也很大，两盘无统一的油水关 系，从原油性质来看，在封闭性断层两盘原油物性好，在平面上， 靠近断层附近原油密度低，产能高，而远离断层原油密度相对升高， 则产能相对降低 。
1. 泥岩涂抹大都发生在压实阶段初期或有异常超压存在 的地层中；
2.碎裂作用主要发生在脆性地层中, 与成岩作用成消长关 系；因此,
3.碎裂作用和成岩作用的封闭机理主要用于脆性地层的断 层中,而泥岩涂抹主要用于塑性状态的地层中。
第三节 断层封闭性的研究方法
一、定性－半定量方法
①根据断层力学性质及转化判识封闭性; ②根据断层走向与水平最大主压应力方向的关系判识封闭性; ③断面两侧岩性接触关系分析法,即Allan图分析法; ④根据断层产状与地层产状组合样式或配置关系分析封闭性; ⑤据断层活动史与油气运聚史对比分析封闭性; ⑥从断层活动强度(生长指数和活动速率、断层变形带宽度等)及断 层活动同生与否的角度分析封闭性; ⑦对比断层两侧地层压力系统、流体物理化学性质等来分析封闭性; ⑧断块圈闭封闭样式分析。
压性或扭性断层封闭性好
(2)张性断层 张性断层封闭性视具体情况而言
张性断层活动时,断裂带附近的砂岩一般破碎成为碎裂岩,断层泥往 往只来源于泥岩段,只有在地层中泥岩占较高比例的情况下才会形 成泥岩沾污带。
扭压性断裂在转弯处对油气聚集有利；发育在帚状构造型式中的局 部构造上的逆断层对找油有利，并对油气起封闭作用；局部构造上 的放射状断裂，对油气起破坏作用。--孙宝珊（1995）
并列图象：下盘页岩黑色（同图a），上盘页岩灰色，白色是砂岩／砂岩对阶层
蓝色箭头指示由砂／砂对接形成的断层圈闭中的油气（与a图对比）
Mechanism of fault sealing(断层封闭机理)– Cataclasis(碎裂作用)
Cataclasis, which is the crushing of sand grains to produce a fault gouge of finer grained material, again giving the fault a high capillary entry pressure. And decreasing the permeability of the fault zone . 断层发育期间岩石的挤压和破碎作用，可导致断层带岩石破碎，碎屑颗粒粒径变 小，形成的断层泥明显降低了断层带的渗透性。
塑性的泥质物或其他非渗透岩层 拖曳 进入断层并涂抹在断层面上
泥岩涂抹
Pdf 100P ds
(a) Distribution of footwall lithologies (black = shale, white =
sandstone) and proven hydrocarbons in the footwall