第4章油气田构造分析

(3)在近距离内标准层海拔高程相差悬殊 相邻两井虽未钻遇断层，但发现标准层的标高相差悬殊。这种 不正常现象可能预示着相邻井间存在着未钻遇的断层。 相邻井标准层标高相差悬殊也可能是其他因素引起的。比如构 造产状的剧变、单斜和背斜一翼的扰曲都会引起类似现象。这时必 须参考地震资料和区域地质构造特征，进行综合判断。 (4)同层内流体性质的变异 由于断层的切割，同一油层成为互不连通的断块，各断块中的 油气是在不同地球化学条件下聚集并保存起来的，因而流体性质出 现明显差异。 (5) 折算压力和油水界面的差异由于断层的切割作用，使其两侧 的油层处于不同深度，互不连通，各自形成独立的压力系统。在同 一压力系统中，压力互相传导直到平衡，各井油层的折算压力相等 。而在不同压力系统中，其折算压力完全不同。同理，油水界面的 高程在断层两侧也是完全不同的。
油气田开发地质学
Development Geology of Oil and Gas Fields
第四章
油气藏构造特征研究
第四章 油气藏构造特征研究
Research on the structure of oil and gas pools
为了有效地勘探和开发油气田，正确认识油气 田地下构造十分重要。研究地下构造的成果，是勘 探部暑、储量计算、开发设计、动态分析等工作的 重要依据。由于地震、钻井、测井、动态等研究地 下构造方面的资料备有其特点，必须结合各地区地 质情况，加以综合分析，灵活运用。
通常在研究断层封 闭性时主要考虑两个方 面：一是断层具有侧向 封闭性(阻止油气穿过 断面运移)；二是断层 具有垂向封闭能力(阻 止烃类沿断面向上逸 散)。影响断层封闭性 的主要地质因素可能有 下列6个方面 。
第二节 油气田地下断层研究
Research on faults in oil and gas fields
在研究地下断裂时，除了弄清断层性质、延伸状 况、形成时期外，还应该分析其对流体的封闭性的影 响。 一、井下断层的识别 钻井过程中有可能钻遇断层，那如何进行识别 ? 实际上断裂活动将引起一系列地层与构造变化，将改 变油气层的埋藏条件，引起流体性质和压力的变异。 利用与断层共存的各种标志，有助于判断地下断层的 存在。
(2)钻井和测井方法(Drilling and logging method) 通过钻井能够得到各井各层的分层数据、岩性特征、 层位的重复与缺失及断层断点的深度等资料。利用这些资 料不仅可以建立起钻井地层剖面，还可恢复地下构造。利 用倾斜测井，可以确定沿井身剖面的地层产状，提供反映 地下构造形态的基础资料。由于钻井资料可靠，用它去校 正地震构造图，就能为详探和开发提供与实际情况相吻合 的构造特征图件。在钻井资料较多的情况下，通过钻井剖 面的地层对比，可获得各地层界面的实际高程，起伏情况， 岩性特征，含油、气、水情况及断点的位置、层位、落差 等资料。结合地震资料，据此绘制而成的构造图件，能进 一步加深对地下构造的认识。
二、断点组合
在单井剖面上确定了断点，只能说明钻遇了断层，还不能确切 掌握整条断层的特征。在多断层地区，几口井都钻遇了几个断点， 哪些断点属于同一条断层?几条断层之间的关系如何?这些都需要对 断点进行研究。把属于同一条断层的各个断点联系起来，全面研究 整条断层的特征，这项工作称为断点组合。 (1)断点组合的一般原则 在组合并间断点时，应遵循如下基本的原则： 1)各并钻遇的同一条断层的断点，其断层性质应一致，断层面产状 和铅直断距应大体一致或有规律地变化。 2)组合起来的断层，同一盘的地层厚度不能出现突然变化。 3)断点附近的地层界线，其升降幅度与铅直断距应基本符合，各井 钻遇的断缺层位应大体一致或有规律地变化。 4)断层两盘的地层产状要符合构造变化的总趋势。
(3)动态方法(Dynamic method) 生产过程中可以获得井下地层的含油、 气、水资料，以及井间油水动态资料等。应 用这些资料既可检验构造研究成果的准确性， 如断层的连通与否、分层对比是否正确等。 在注水开发的油田中其作用尤其明显。这是 构造特征分析的辅助方法。
2．构造研究的主要内容
Main research content on structures
3 2 1
562 1234 400
312 1025 400
250 205 0
1.80 1.20 1.00
4．断层封闭性研究
断层对油气具有双重作用，一是能阻挡油气运 移，形成油气圈闭，它是油气藏的天然边界；二是 成为油气运移的通道或注水开发时的水窜通道。 即使是同一条断层，在它活动时期通常是开启 性的，形成期后由于上覆地层的压实或其他作用， 可以转化为封闭性。因此，研究断层的封闭性，无 论在理论上，还是在油气勘探与开发的实践中，都 是十分重要的。
第一节 构造特征研究方法与内容
Research Method and content on structural features
1．构造研究的方法(Research method on structures) 油气田勘探阶段构造研究的重点是构造演化与油气成 藏的关系。油气田开发阶段，构造研究的内容更多、更细， 主要是进行微构造的分析，以便对构造进行精细描述，研 究地下构造的性质、形态特征及分布范围；断层性质、封 闭性及裂缝分布与发育规律。 油气田地下构造特征的研究有多种手段，各有其特点。 (1)地震方法(Seismic method ) 地震勘探可以提供油藏的测线剖面图及构造图。利用 这些图件可分析一个地区的构造形态、高点位置、闭合面 积、闭合高度以及断层特征，其具有完整、齐全、连续的 特点，在钻井资料校正后能较真实地反映构造特征，是目 前研究构造的主要方法。
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(1)井下地层的重复与缺失
将单井综合解释的地层剖面 与该区的综合柱状剖面对比，可 以确定该井剖面上地层的重复或 缺失，以及同层厚度的急剧增厚 或减薄。在地层倾角小于断层面
倾角阶情况下，钻遇正断层出现地层缺失，钻遇逆断层出 现地层重复，如图4—11所示。反之，当断层面倾角小于 地层倾角且断层面倾向与地层倾向一致的情况下，穿过正 断层则地层重复，穿过逆断层则地层缺失。
3)综合分析
在地下构造复杂的地区，井下断点多，断点组合往往 具多解性，需综合分析各项资料，互相验证，选出较合理的 断点组合方案。 首先将断面等值线图、构造剖面图和构造草图互相验证， 同时参考地震资料所提供的区域构造特征和分布模式，若有 矛盾，查明原因，调整断点组合方案，直到前述各项原则与 各种构造图件互相吻合为止。只要有条件，还应尽量利用地 层流体性质，油、气、水分布关系和压力恢复曲线特征来验 证所组合成的断层。
(6)断层在地层倾角测井矢量图上的特征 由于断裂作用，使断层上下盘的地层产状发生变化，在 倾角矢量图上表现出明显的差异。构造力使岩石破裂，在断 层面附近形成破碎带，在倾角矢量图上呈现杂乱模式或空白 带。由于构造应力的作用，通常在断层附近发生牵引现象， 使局部地层变陡或变缓，这种畸变带在倾角矢量图上表现为 红模式或蓝模式。根据倾角矢量图的变异特征，可以比较准 确地确定断点位置、断层走向及断面产状(如图4—14所示)。 利用地层倾角矢量图判断断层的最大优点是直观，仅一 口井资料便可以作断层产状预测。然而应用地层倾角测井资 料判断断层具多解性，应结合其他测井曲线和地质资料进行 综合分析。
当井下断层的性质确定后， 还应进一步确定断点井深及断距 大小。图4—12中乙井是正常剖面， 甲井剖面中的Dl，D2，E，F地层 重复，表明它钻遇了逆断层，断 点在第一次出现的F层底界，井深 为851m。两次出现的F层底界之差 (876—851m)，即重复地层钻厚为 2７m。如果是铅直井，此厚度就 是地层铅直断距。正断层断点确 定方法与此相同，缺失层段的点 即为断点。对于铅直井，缺失层 段的厚度为垂直断距，亦称断层 落差。
2)作断层面等值线图组合断点。 断层面图即断层面等高线图，同 一断层，用井下钻遇的所有的断点海拔 高度作等高线图，该图可以表现一条断 层的倾向、倾角、走向及分布范围。同 一断层的等值线应该是有规律地分布的。 不同的断层，其断面等值线的变化趋势 则是不同的。如果断层面图发生畸变， 可能断层组合不合理。 因此，为了区分复杂区同井钻遇 的多个断点，可以在远离复杂区的单断 点区先编制断面等值线图，在获得该断 层的基本要素后，再由已知的走向、倾 向、倾角、落差等，逐渐向复杂区延伸， 把多断点区分开，进而作出各条断层的 断面等值线图(图4—5)。
下降盘地层厚度 生长指数 上升盘地层厚度
生长指数小于或等于1时，表明断层停止活动或无断裂 活动；生长指数大于1时，表明断层发生或有断裂活动。生 长指数越大，断裂活动越强烈.
断层两盘地层厚度对比表
地层 下降盘(米) 上升盘(米) 两盘厚度差值(米) 生长指数 10 200 200 0 1.00 9 215 200 15 1.08 8 7 6 5 4 595 540 610 675 300 545 435 510 535 228 50 105 100 140 72 1.09 1.24 1.20 1.26 1.31
(2)断点组合方法
断点组合的首要原则是将性质相同的断点组合起来， 不同性质的断点自然就分开。某种性质的断层往往是区 域性分布的，如大庆、胜利油田主要是正断层，四川地 区主要是逆断层。同一性质的断点往往分属于不同的断 层，因此断点组合应按组合的原则进行。 1)作构造剖面图组合断点。断裂切割作用把完整构造分 割成许多断块，在每个断块内(即断面的一侧)各地层界 面的高低关系是相对的，厚度是稳定的或渐变的；而不 同断块(即断面两侧)的同一地层界面的高低和厚度可能 是变化的。根据这些特征就能够把同一条断层的各个断 点组合起来。
油气藏(田)构造研究是采用地震、地质、测井和开发 动态等资料，尽可能地把油气构造特征描述清楚。常见的 背斜型或断块型油气藏(田)构造研究的主要内容为：

(1)构造位置及其与周围构造的关系 (2)构造高点的位置及特点 (3)圈闭面积及幅度 (4)构造性质 (5)断层情况 (6)构造纵向的继承性、复合性
，但其共同特征为：断层下降盘地层厚度明显增大，落差一般随深
度增加而增大。
同生断层的活动可根据断层两侧同层厚度的变化来分 析，若断层两侧同层厚度发生明显变化，表明断层在该层 沉积时期是活动的。地层沉积期间断层的垂直位移 ( 古落 差 ) 大约等于断层两侧的地层厚度之差。同生断层的活动 强度通常用“生长指数”来表征，即
3．断层形成时期和发育历史的研究
断层形成的相对时期是根据被它切割的地层、岩体的时代关系
来确定的。断层总是形成于被错断的最新一套地层时代之后。这种 方法对于确定一次性断裂活动所形成的断层是适用的，但对同生断
层就显得太笼统了。
同生断层是沉积盆地发育过程中边断裂、边沉降、边沉积形成 的。这种断层在我国东部油区特别发育，虽然它的成因是多方面的
倒转背斜也可造成地层 重复，那如何区分正断层 与倒转背斜所造成的地层 重复，从图4—13可以发现， 钻遇倒转背斜时，地层层 序是由新到老，再由老到 新，即对称重复。而钻遇 逆断层，地层层序则是由 新到老，再由新到老，即 不对称重复。
此外，还必须注意区分不整合面上地层超覆造成的地层缺失。 在新探区，仅凭一口井的地层缺失来判断是正断层还是不整合面是 困难的，但在研究了区域地层剖面后是不难区别的。断层仅在钻遇 它的部分井中出现地层缺失；而不整合面具有区域性，更多的并中 都出现地层缺失，而且它们缺失地层的层序是不同的。正断层造成 的地层缺失，当与断层面的走向不一致时，缺失地层有规律的变化； 而不整合造成的地层缺失的多少和新老由剥蚀程度决定，是按平面 分布的。 另外，断层往往伴有牵引、摩擦、挤压等现象及破裂作用造成 的岩石破碎带，而不整合面上常有砾岩、粗砂岩及风化产物，地质 录井中应细心观察，注意区别。 (2)在短距离内同层厚度突变 地层部分重复或缺失造成同层厚度突变，可以通过地层的细分 对比把这种小断层判断出来。