断层封闭性研究方法

断层封闭性研究方法

赵佳慧地质11-9班 2011011739 摘要：

断层封闭性是指断层阻止流体通过的能力大小，包括侧向封闭性和垂向封闭性两种。断层封闭性与油气藏形成、破坏关系密切，其研究意义在于它能揭示油气运移的方向和途径，认识烃源岩与储集层、圈闭的沟通关系，明确成藏期后新生断层和继承性断层对油气的控制和再分配作用等。针对断层封闭性的研究方法，国内外学者提出了各种不同的方法技术，这些方法有的是从定性角度对断层封闭性进行简单的预测分析，有些是学者根据实践结果和经验所总结的对断层封闭性可以进行定量评价的因子。通过阅读大量的有关断层封闭性的文献，我将从定量方法和定性方法两个方面对断层封闭性的研究方法进行详细的介绍。

1 断层封闭性的定性评价方法

断层封闭性的形象因素是各种各样的，主要包括断层的性质（如张性或压性、产状），被断层错断的地层中泥岩的含量，以及断层带内流体性质等。定性研究方法就是从这些角度出发提出的。

1.1 岩性配置分析法

当储集砂岩层与对盘泥岩层对接时断层具侧向封闭性；当储集砂岩层与对盘砂岩层对接时，断层在侧向上可能不具封闭性。如果断移地层岩性以泥岩为主或泥地比值较高，那么断层两盘砂泥对接的可能性就大，侧向封闭性好；反之，断层两盘砂泥对接的可能性则小，侧向封闭性差。

Allan 断层截面图是最常用的来研究砂泥对接关系的一种方法[1]，它是以断层面作为镜面。将断层两盘砂泥岩的几何形态投影到断面上，直观地展现上、下盘砂泥岩层沿断面垂向和走向的接触关系。下图所示是准南安集海河地区安集海河北断层Allen图，图中明显的表示了泥岩与砂岩的对接关系，其中蓝色区块没的部分为砂泥岩对接良好的地区，这些区域的断层封闭性较好。

1.2 断层的力学性质

断面的紧闭程度是影响断层垂向开启与否的关键因素之一。如果断面紧闭，断层垂向封闭性好，油气难以沿断面作垂向运移；否则，断层开启，断层可作为油气运移的通道。断面的紧闭程度通常取决于断面所受正压力的大小，较大的正压力使得断面两侧地层在断层活动过程中趋于变形，减小了断层面的孔隙，甚至导致断层裂缝闭合。泥岩所受压力达到其弹性极限后，会发生塑性变形。但不同地区和层位泥岩塑性变形的弹性极限压力不尽相同，在具体研究时需要重新确定。另外，断层封闭性好坏还与地层的异常高压有关。泥页岩地层如果具有异常压力，就会降低其弹性极限，使其塑性增强发生流动。当断层两侧的泥岩具有异常压力，那么断层面就容易被塑性流动的泥岩充填造成封堵[2]。

1.3 断层两盘流体的性质

1.3.1 断层两盘油气藏性质

对于断层上下盘均有油气藏的断层来说可以根据油气藏的一些性质来判断断层的封闭性。开启性断层两盘油气水物理、化学性质基本相同，具有统一的油水界面[3]；而封闭性断层两侧油气水性质存在较大差异，各自具有独立的、纵（横）向上极为复杂的油、气、水关系，可形成特殊的油气藏。另外如果断层两侧具有同一的油气水界面那

么说明断层的封闭系

较差，两个油气藏在一

定程度上是统一的，相

反如果两个油气藏的

油水界面不是一个那

么说明断层封闭性良

好。

1.3.2 流体包裹体研究方法

沉积物在沉积、成岩过程中，由于温压逐渐升高，沉积矿物进行着结晶或重结晶作用，可捕获正在活动的流体，使其成为流体包裹体[1]。断层在开启活动过程中，流体十分活跃，此时断裂中若有结晶或重结晶矿物存在就容易捕获到流体，并形成流体包裹体。断沿断裂带走向提取不同深度的流体包裹体，测定其均一化温度，并根据包裹体流体性质确定断裂中流体活动的时间，进而获得断层的启闭时间。若流体活动时间连续，说明断裂长期开启；若流体活动时间间断，说明断裂在流体活动间断期封闭层两侧的流体包裹体的性质[4]。这种方法对于断层在历史期间的封闭性研究具有十分重要的作用，他可以通过研究不同时期的流体包裹体的性质分析其所对应的时期的断层的封闭性。

1.4 声波时差法

声波时差与断层的排替压力之间具有明显的负相关，如果声波通过断层填充物得速度小于围岩的速度，则封闭性好; 反之，封闭性差。付广等利用声波时差在断点反映的岩性致密程度来推测断层的封闭性。该方法为定性评价，且需要钻遇断层的测井资料。

2 断层封闭性的定量研究方法

2.1 断层泥岩涂抹

目前，泥岩涂抹的计算方法主要有 3 种[2]：（1）断层封闭性研究Bouvier 运用三维地震切片技术提出泥岩玷污潜力( CSP)，表示断面某点、某泥岩层被涂抹的相对量；( 2) 泥岩玷污因子( SSF)，是断层沿一个横截面内的位移倾斜断距( L)断面附近发生明显位移的泥页岩厚度( H) 之比；( 3) 断层泥岩比率( SGR)，就是在断层位移段内测定泥和( 或) 页岩所占的比例。三种表示方法如

下图所示。

2.2 地震速度普识别法

该方法的目的是求取地层泥质含量来评价断层的封闭性，利用地震速度谱资料求取地层的层速度，然后根据速度与地层泥质含量的相关性求取地层泥质含量。该方法适用于探井少，勘探程度

低且断距大于20m 的地区，而且泥质的质量分数是预测值而非真实值。

2.3 断层横向封堵系数法

横向封堵系数用来评价断层面将两盘油气封闭起来，互补相串的一个参数。是构造封堵系数C与储集系数G 的乘积。越大表示封堵性越好。计算方式如下：

其中C为构造封堵数，R：储集系数；G：岩性封堵系数；F:横向封堵系数；L：断层垂直落差；H：盖层厚度；α断层倾角β储层厚度。

一般来说，纯砂岩G为0，泥质砂岩G为0.5，砂质泥岩G 为0.75左右，泥岩则为1。

2.4 模糊数学综合评价

断层封闭性能在不同地史时期可能不同，它与断层发育史，断层本身的几何学、运动学和动力学特征参数密切相关。该研究方法综合考虑了断层封闭性的多个影响因素，较为准确地评价了断层封闭性。在实际应用中，首先需要筛选出对工区断层封闭性具有影响的主要因素和各因素所具有的权重，不同的地区因素可能不同，相同因素的权重也可能也不同，再进行模糊数学综合评价。

总结：

断层封闭性研究，首先需要优选出工区断层封闭性的主控因素来确定研究角度，再针对现有资料条件，选择最合适的方法进行研究。另外，随着对工区研究的不断深入，现有资料条件逐渐完善，寻找最恰当的研究方法将是一个不断探索和更新的过程。

参考文献：

[1]宋来明,贾达吉,徐强,王志君. 断层封闭性研究进展[J]. 煤田地质与勘探,2006,05:13-16.

[2]孟祥宏,王多云,李树同,赵敏,李晶,张其超. 断层封闭性研究[J]. 复杂油气藏,2011,01:1-4+13.

[3]任森林,刘琳,徐雷. 断层封闭性研究方法[J]. 岩性油气藏,2011,05:101-105+126.

[4]于水明. 断层封闭性研究方法新进展[J]. 内江科技,2012,02:89+72.

[5]唐文旭. 断层封闭性研究综述[J]. 江汉石油科技,2009,01:10-14+21.

[6]郑秀娟,于兴河,王彦卿. 断层封闭性研究的现状与问题[J]. 大庆石油地质与开发,2004,06:19-21+90.

[7]沈传波,梅廉夫,汤济广,杜学斌. 含油气盆地断层封闭性研究探讨[J]. 断块油气田,2002,04:1-5+89.

[8]鲁兵,丁文龙,刘忠,黎冰. 断层封闭性研究进展[J]. 地质科技情报,1998,03:76-81.

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