渤海海域遼中凹陷LD油田油源斷層運(yùn)移能力定量評(píng)價(jià)及運(yùn)移模式

田立新 ，王冰潔(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津300452)

郯廬斷裂帶整體上呈北東-南西向貫穿整個(gè)渤海海域東部地區(qū)[1]，自新生代以來漸新世的右旋走滑伴隨拉分活動(dòng)和新近紀(jì)的右旋走滑壓扭活動(dòng)[2]形成了一系列復(fù)雜斷裂帶，最典型的特征是組成復(fù)雜斷裂帶的調(diào)節(jié)斷層異常發(fā)育[3]。渤海油田的勘探實(shí)踐證實(shí)，這些次級(jí)調(diào)節(jié)斷層均具有正斷層的特征。對(duì)于局部構(gòu)造而言，大多受多條次級(jí)調(diào)節(jié)正斷層的切割作用，形成復(fù)雜的斷塊圈閉群。位于成熟烴源巖層系之上(“源上”)的斷塊圈閉，油氣富集程度與深切烴源巖油源斷層的垂向輸導(dǎo)能力具有極其密切的關(guān)系。海域油氣勘探受鉆井成本的影響，當(dāng)面對(duì)復(fù)雜斷塊進(jìn)行井位部署時(shí)，往往第一口探井成功發(fā)現(xiàn)油氣“富集塊”非常重要，因此油源斷層垂向輸導(dǎo)能力的成功評(píng)價(jià)對(duì)于海域“源上”斷塊圈閉的成藏研究和勘探實(shí)踐具有重要意義。

關(guān)于斷層油氣運(yùn)移能力的評(píng)價(jià)國內(nèi)外眾多學(xué)者很早就注重對(duì)斷面形態(tài)[4-5]和斷層結(jié)構(gòu)[6-10]兩個(gè)方面的研究，其中對(duì)斷面形態(tài)控制油氣運(yùn)移的分析大多是基于地震資料解釋斷層結(jié)果進(jìn)行定性判斷，這對(duì)于區(qū)域性的勘探目標(biāo)優(yōu)選具有一定幫助，但很難區(qū)分出局部構(gòu)造不同斷層的運(yùn)移能力的大小；而對(duì)斷層結(jié)構(gòu)的研究更多的是依賴于地表露頭和鉆井取心資料的直接觀察，這對(duì)于未獲取相關(guān)地質(zhì)資料的未鉆井地區(qū)也很難實(shí)現(xiàn)。針對(duì)上述問題，在前人研究的基礎(chǔ)上，本文以渤海海域遼中凹陷LD油田的復(fù)雜斷塊為研究對(duì)象，基于斷面形態(tài)對(duì)油源斷層的運(yùn)移能力進(jìn)行鉆前綜合定量評(píng)價(jià)，并基于斷層結(jié)構(gòu)判別對(duì)局部構(gòu)造多個(gè)斷塊的成藏特征進(jìn)行分析，研究結(jié)果一方面解釋了LD油田的原油富集規(guī)律，另一方面對(duì)于“源上”斷塊圈閉優(yōu)選提供了一種不依賴于鉆井的評(píng)價(jià)方法和思路。

1 LD油田基本地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

渤海海域東北部的遼東灣坳陷整體呈北東-南西向展布，是下遼河裂谷盆地向渤海海域的自然延伸，遼東灣海域整體表現(xiàn)為“三凸三凹”的構(gòu)造格局，包括遼西凹陷、遼中凹陷和遼東凹陷3個(gè)負(fù)向構(gòu)造單元以及分隔凹陷的遼西南凸起、遼西凸起以及遼東凸起3個(gè)正向構(gòu)造單元(圖1a)。新生代經(jīng)歷了古近紀(jì)裂陷和新近紀(jì)—第四紀(jì)后裂陷兩個(gè)階段[11-12]。遼中凹陷位于遼東灣坳陷的中部，隸屬于新生代沉積盆地，古近系由深至淺發(fā)育地層有孔店組(Ek)、沙河街組(Es)和東營組(Ed)，主要為多期扇三角洲、辮狀河三角洲和湖湘泥巖的旋回沉積，新近系發(fā)育館陶組(Ng)和明化鎮(zhèn)組(Nm)，主要為辮狀河到曲流河陸源粗碎屑的砂礫巖和砂泥巖互層沉積[13]。

1.2 LD油田構(gòu)造特征

在遼中凹陷南部，受貫穿遼中南洼的郯廬斷裂帶的影響，在區(qū)內(nèi)發(fā)育了多支走滑斷層，并且斷層的發(fā)育與里德爾右旋剪切模型相吻合。根據(jù)走滑斷層的走向以及次級(jí)調(diào)節(jié)斷層的組合關(guān)系，將其劃分為西部走滑斷裂帶、遼中1號(hào)走滑斷裂帶和中央走滑斷裂帶。其中，LD油田位于西部走滑斷裂帶的中部，該構(gòu)造的發(fā)育整體受控于FS1和FS2兩支主干走滑斷層(圖1b)，位于兩支走滑斷層的疊覆帶。伴隨著新生代強(qiáng)烈的右旋走滑作用[14-15]，這兩支走滑斷層在平面上的分布具有明顯的右旋右階特征，在疊覆帶(LD油田發(fā)育位置)整體處于局部拉張的構(gòu)造應(yīng)力環(huán)境。以此為動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，發(fā)育了一系列近EW向和NNE向橫向搭接兩支走滑斷層的次級(jí)調(diào)節(jié)正斷層，并在其控制下形成多個(gè)斷塊，斷塊高點(diǎn)的位置位于斷層上升盤靠近斷層一側(cè)，在剖面上表現(xiàn)為明顯的受正斷層控制形成的反向斷階帶(圖2)。

1.3 LD油田油源斷層特征

鉆探結(jié)果證實(shí)，LD油田在東一段(Ed1)和東二上亞段(Ed2(上))發(fā)現(xiàn)大規(guī)模油氣聚集，在次級(jí)調(diào)節(jié)正斷層的控制下形成一典型的斷塊油田。這些在拉張作用下形成的次級(jí)調(diào)節(jié)正斷層均為有利的油源斷層(正斷層F1—F6)，并控制圈閉的形成及其高點(diǎn)的發(fā)育，形成斷塊圈閉群(圖1c)。受FS1和FS2兩支走滑斷層及其次級(jí)調(diào)節(jié)正斷層的影響，該構(gòu)造走向整體上呈NNE向，地層傾向SW。其中F1斷層呈NE-SW向展布，延伸長(zhǎng)度超過20 km，為油田范圍內(nèi)規(guī)模最大的次級(jí)調(diào)節(jié)正斷層，其最大斷距為60 m，斷層傾角約為50°～55°。F2—F4斷層呈近E-W向展布，延伸長(zhǎng)度為3.5～6.0 km，最大斷距為40 m，斷層傾角約為45°～50°。F5和F6斷層與F1斷層走向一致，延伸長(zhǎng)度為2.5～3.5 km，最大斷距為50 m，斷層傾角約為50°。整體上來看，這些次級(jí)調(diào)節(jié)斷層均為拉張作用形成的正斷層，剖面特征相似，均表現(xiàn)為鏟狀，受其控制所形成圈閉面積分布在1.5～5.0 km2，閉合幅度可以達(dá)到100 m以上，是有利的油氣聚集圈閉。

2 次級(jí)調(diào)節(jié)正斷層垂向輸導(dǎo)能力

2.1 斷層運(yùn)移能力主控因素

油氣沿?cái)鄬哟瓜蜉攲?dǎo)能力的大小受到地層的蓋層條件、斷層的活動(dòng)強(qiáng)度、斷層的性質(zhì)、油源條件[16]及成巖作用[17]等多種因素的制約和影響，從LD油田的成藏模式圖可以看出來(圖2)，該油田東一段和東二上亞段不具備生烴條件，原油主要來自于下伏的沙三段烴源巖[18]，各個(gè)斷塊的原油均通過切入成熟烴源巖段的次級(jí)調(diào)節(jié)正斷層(F1—F6)進(jìn)行垂向輸導(dǎo)，成為有利的油源斷層。但根據(jù)鉆探結(jié)果來看，各個(gè)斷塊油藏的儲(chǔ)量豐度存在明顯差別，說明不同的運(yùn)移正斷層在垂向上的輸導(dǎo)能力存在著明顯的區(qū)別。該構(gòu)造作為一局部構(gòu)造，其不同的斷塊具有相同的油源條件，而且鉆井揭示的各個(gè)斷塊之間巖性組合相一致，斷層的活動(dòng)強(qiáng)度和活動(dòng)時(shí)期也具有一致性，其保存條件和經(jīng)歷的成巖作用也相似。斷層性質(zhì)均為拉張應(yīng)力環(huán)境中形成，具有正斷層特征，所以眾多影響油氣垂向運(yùn)移的地質(zhì)條件均具有一定的相似性。根據(jù)地震資料三維空間精細(xì)解釋結(jié)果，該油田各個(gè)油源斷層的三維形態(tài)具有明顯的差別，這成為控制研究區(qū)斷層運(yùn)移能力的主要因素[19-20]，即深切入成熟烴源巖段(鏡質(zhì)體反射率Ro>0.5%)受斷層形態(tài)控制所形成“源內(nèi)斷層脊”的深度和規(guī)模，決定了該斷層在開始輸導(dǎo)油氣之初的聚油氣能力，進(jìn)而影響整個(gè)輸導(dǎo)通道的運(yùn)移能力，這往往也是斷層油氣運(yùn)移能力分析過程中容易忽略掉的一個(gè)重要控制因素。從油源斷層形態(tài)分析結(jié)果來看(圖3)，油源斷層斷面與成熟烴源巖的接觸面積受斷層規(guī)模和形態(tài)的影響，F(xiàn)1斷層(NW-SE向展布)的延伸長(zhǎng)度最長(zhǎng)，斷面面積可以達(dá)到19.6 km2，其斷面和成熟烴源巖的接觸面積也達(dá)到了9.7 km2，從北往南，F(xiàn)2—F6斷層斷面面積相差較大，分別為7.8，11.4，8.3，7.3和8.8 km2，斷面和成熟烴源巖的接觸面積分別為3.1，3.9，2.1，2.2和3.7 km2。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置和構(gòu)造特征Fig.1 Structure location and characteristics of the study areaa.遼東灣坳陷;b.遼中凹陷南部;c.LD油田東一段油層頂面構(gòu)造

圖2 遼中凹陷LD油田東一段和東二上亞段成藏模式(剖面位置見圖1所示)Fig.2 Oil accumulation model of the Dongying Formation in the first and upper section of the second member in LD oilfield,Liaozhong Sag(profile location seen in Fig.1)

2.2 基于斷面空間形態(tài)的輸導(dǎo)能力評(píng)價(jià)方法的建立

上述斷層與成熟烴源巖的接觸面積在一定程度上反映了整個(gè)斷層斷面上的油氣運(yùn)移能力的大小。但實(shí)際上，當(dāng)油氣從烴源巖內(nèi)沿?cái)嗝骈_始運(yùn)移之后，在流體勢(shì)[21]的控制下，會(huì)形成多條油氣輸導(dǎo)通道，這些輸導(dǎo)通道運(yùn)移能力的大小決定了整條斷層對(duì)目的層系斷塊充注能力的強(qiáng)弱，而油源斷層斷面上不同的輸導(dǎo)通道受到斷面空間形態(tài)控制，形成多個(gè)“斷層脊”。精細(xì)的地震解釋可以在空間上細(xì)微地表征“斷層脊”的數(shù)量，但如圖3所示，一方面，當(dāng)斷面整體上較為平緩時(shí)，定性識(shí)別“斷層脊”具有一定的難度；另一方面，對(duì)識(shí)別出的“斷層脊”，當(dāng)源內(nèi)烴源巖面積相差不大時(shí)，難以刻畫其運(yùn)移能力的大小。

為了定量表征切入成熟烴源巖的“斷層脊”的運(yùn)移能力，刻畫出斷面上油氣運(yùn)移有效的輸導(dǎo)通道，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)斷層的垂向輸導(dǎo)能力，并對(duì)比不同的斷層的輸導(dǎo)能力的大小，本文采用斷面油氣運(yùn)移數(shù)值模擬的方法來進(jìn)行刻畫，在源內(nèi)斷面上油氣運(yùn)移的初始數(shù)量采用成熟烴源巖段的初始排烴量來進(jìn)行控制，油氣在斷面上運(yùn)移過程中的散失量采用運(yùn)移效率來進(jìn)行控制，而在斷面的匯聚則受斷面空間形態(tài)的控制，利用地震解釋來進(jìn)行精細(xì)的三維空間建模。上述3個(gè)因素的計(jì)算如公式(1)所示。油氣在斷面上的運(yùn)移方向采用“烴勢(shì)能面”(即烴勢(shì))的概念來計(jì)算油氣運(yùn)移的勢(shì)能，即運(yùn)移路徑垂直于烴類勢(shì)能面上的等值線。其中，烴類勢(shì)能的計(jì)算結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件設(shè)定地層壓力均為常壓，在油氣沿整個(gè)斷面運(yùn)移過程為凈水驅(qū)動(dòng)條件下的運(yùn)移，所以采用凈浮力的計(jì)算方式來表征凈水壓頭代表其勢(shì)能[公式(2)]。

圖3 遼中凹陷LD油田斷層平面分布與成熟烴源巖接觸特征Fig.3 Distribution of fault plane and contact with mature source rocks in LD oilfield,Liaozhong Saga.F1斷層;b.F2斷層;c.F3斷層;d.F4斷層;e.F5斷層;f.F6斷層

Qh=QpShEm

(1)

Hbuoy=-[(ρw-ρhc)/ρhc]Zcarrier

(2)

式中：Qh為油氣運(yùn)移量，kg；Qp為單位面積排烴量，kg/m2；Sh為排烴面積，m2；Em為運(yùn)移效率，%；Hbuoy為凈浮力壓頭，m；ρw為水的密度，kg/m3；ρhc為烴的密度，kg/m3；Zcarrier為儲(chǔ)層海拔，m。

圖4為基于斷面空間形態(tài)評(píng)價(jià)垂向輸導(dǎo)能力的方法過程。在實(shí)際計(jì)算中，首先建立斷面空間模型，并確定成熟烴源巖段與斷面的接觸范圍，通過刻畫的精確三維模型來確定在成熟烴源巖段和斷面的接觸面積，該范圍即為油源斷層的供烴范圍(圖4a)；其次通過流體勢(shì)的計(jì)算來確定流體在斷面上的運(yùn)移方向，以此確定出斷面上油氣運(yùn)移的輸導(dǎo)通道(圖4b)，最后對(duì)成熟烴源巖段和斷面接觸面積內(nèi)的排烴量和運(yùn)移效率進(jìn)行賦值。為了對(duì)比斷面內(nèi)部不同“斷層脊”輸導(dǎo)能力的相對(duì)強(qiáng)度以及不同的斷層之間輸導(dǎo)能力的相對(duì)強(qiáng)度，在賦值時(shí)將單位排烴量和排烴效率設(shè)置為相同的數(shù)值。本次研究將這兩個(gè)參數(shù)分別設(shè)置為2 000 g/km2和50%(隨機(jī)賦值結(jié)果)并進(jìn)行計(jì)算，便可得到有效的輸導(dǎo)通道，剔除掉無效輸導(dǎo)通道(圖4c)，通過上述賦值設(shè)置后，可以進(jìn)行斷面內(nèi)和斷層間輸導(dǎo)能力的對(duì)比(圖4d)。

3 油氣運(yùn)移模式的建立

3.1 不同控圈斷層油氣輸導(dǎo)能力存在明顯差異

研究區(qū)多個(gè)斷塊的控圈斷層均已深切成熟烴源巖段，其輸導(dǎo)能力必然控制著各個(gè)斷塊在初始聚集期的油氣儲(chǔ)量豐度(即不考慮后期油氣的散失)。通過各個(gè)油源斷層斷面上油氣運(yùn)移的有效輸導(dǎo)通道刻畫，及各個(gè)輸導(dǎo)通道相對(duì)油氣運(yùn)移量的大小計(jì)算，定量表征出了區(qū)內(nèi)不同油源斷層輸導(dǎo)能力的差異性。圖5為油源斷層斷面油氣運(yùn)移量計(jì)算結(jié)果。從圖中可以看出，斷面上油氣的有效輸導(dǎo)通道分布在5～7個(gè)，且不同的通道具有不同的油氣運(yùn)移量，整體上分布在20～120(取相對(duì)值，無量綱)。其中，F(xiàn)1，F(xiàn)4和F5斷層在斷面上的有效輸導(dǎo)通道均位于斷面的東側(cè)，F(xiàn)2和F3斷層斷面上的有效輸導(dǎo)通道分別位于斷面的西側(cè)和中部。通過斷面和含油層系油層頂面埋深的“交線”可以讀取出目的層系平面上斷層的充注點(diǎn)和充注能力的大小(圖5)。

圖4 基于斷面空間形態(tài)評(píng)價(jià)油氣垂向輸導(dǎo)能力Fig.4 Evaluation of oil and gas vertical migration ability based on fault surface geometrya.斷面形態(tài)及供烴面積關(guān)系;b.斷面流體有效運(yùn)移通道提取及刻畫;c.源內(nèi)“匯聚區(qū)”的聚油作用;d.油氣運(yùn)移量的定量表征

圖6所示為求取的充注點(diǎn)及運(yùn)移量的大小在含油層系頂面油源斷層上的分布。從圖中可以看出，在整個(gè)油田范圍內(nèi)含油層系共獲得24個(gè)油氣充注點(diǎn)，所以并非整條油源斷層沿走向展布范圍內(nèi)均對(duì)斷塊的油氣充注具有貢獻(xiàn)。從各個(gè)充注點(diǎn)充注能力的大小來看，研究區(qū)內(nèi)F1斷層的單點(diǎn)充注能力最強(qiáng)，可以達(dá)到125(取相對(duì)值，無量綱，下同)以上，這也是整個(gè)油田范圍內(nèi)充注能力最強(qiáng)的位置，這與F1斷層在成熟烴源巖段的面積較大，其形態(tài)所控制的匯聚能力也相對(duì)較強(qiáng)有關(guān)。從圖5的F1斷層的計(jì)算結(jié)果表明，來自于烴源巖的多條輸導(dǎo)通道在目的層系匯聚成一條有效運(yùn)移通道，這極大的增加了該點(diǎn)的充注能力。將利用含油層段頂面所確定的各個(gè)充注點(diǎn)的充注量之和便為該條油源斷層的供烴能力，依據(jù)結(jié)果可以看出研究區(qū)內(nèi)油源斷層的充注能力F6(370)>F1(211)>F3(147)>F2(128)>F5(51)>F4(40)。其中，F(xiàn)6斷層的發(fā)育規(guī)模及其與烴源巖的接觸面積雖然均要小于F1斷層，但從斷面空間形態(tài)上來看，整個(gè)F6斷層斷面從“源內(nèi)”到“源外”的聚烴形態(tài)要明顯優(yōu)于F1斷層斷面(圖3)。

3.2 研究區(qū)油氣首先沿油源斷層往下降盤運(yùn)移

油氣從深層烴源巖往淺層運(yùn)移時(shí),在淺層沿著斷層兩側(cè)的圈閉，即上升盤和下降盤,均有機(jī)會(huì)成藏[22-23]，本文認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)油氣首先沿油源斷層往下降盤運(yùn)移。因?yàn)閰^(qū)內(nèi)油氣運(yùn)移最初應(yīng)以垂向?yàn)橹鳎煌瑪鄩K的構(gòu)造高部位均位于斷層的上升盤靠近斷層的位置(圖6中“+”)。所以在斷面形態(tài)的控制作用下，如果當(dāng)油氣充注上升盤時(shí)，其充注點(diǎn)沿?cái)鄬幼呦虻姆植挤秶鷳?yīng)與斷塊上的含油范圍相一致或者低于含油邊界的位置，否則油氣充注存在“倒灌”的現(xiàn)象。筆者認(rèn)為此種模式在地質(zhì)環(huán)境常壓系統(tǒng)靜水條件下難以形成大規(guī)模的油氣聚集。

圖5 斷面有效運(yùn)移通道輸導(dǎo)能力定量表征Fig.5 Quantitative characterization for migrating ability of effective channels along fault surfacea.F1斷層;b.F2斷層;c.F3斷層;d.F4斷層;e.F5斷層;f.F6斷層

假設(shè)油氣可以沿?cái)鄬映渥⑸仙P，從圖5中的F2和F3斷層可以看出，這兩條斷層利用輸導(dǎo)通道和含油層段的頂面確定的充注點(diǎn)在橫向上的分布范圍與上升盤的含油邊界具有較好的一致性，這兩條斷層是可以對(duì)上升盤進(jìn)行充注的。但從圖中的F4斷層可以看出，確定的充注點(diǎn)的范圍與含油范圍差別較大，油氣充注點(diǎn)與上升盤圈閉高點(diǎn)范圍相一致，而在沿?cái)鄬觾蓚?cè)圈閉低部位不存在充注點(diǎn)。如果油氣通過該斷層充注上升盤，則為典型的“倒灌”充注成藏。從獲取充注點(diǎn)的充注能力來看，F(xiàn)2和F3斷層的充注能力可以分別達(dá)到128和147，遠(yuǎn)大于F4斷層的40，因此如果采用這種模式成藏，F(xiàn)4斷層所控制的斷塊儲(chǔ)量規(guī)模應(yīng)遠(yuǎn)小于F2和F3斷層所控制的斷塊。實(shí)際上，目前鉆井揭示的儲(chǔ)量規(guī)模和上述模式得到的結(jié)論恰恰相反，因此油氣主要通過斷層垂向輸導(dǎo)然后往下降盤運(yùn)移，油氣在沿?cái)鄬哟瓜蜻\(yùn)移的過程中，下降盤對(duì)油氣產(chǎn)生了明顯的“分流作用”。

根據(jù)上述油氣沿油源斷層運(yùn)移特征，F(xiàn)2斷層的3個(gè)充注點(diǎn)對(duì)整個(gè)油田范圍內(nèi)成藏的貢獻(xiàn)來說，均為無效充注點(diǎn)。因此基于充注點(diǎn)和充注方向分析，在油田范圍內(nèi)平面上共形成了兩個(gè)有效的油氣充注路徑，分別位于研究區(qū)的西側(cè)和東側(cè)(圖6)。其中西側(cè)的油氣充注能力(496)在含油層段要明顯高于東側(cè)的油氣充注能力(273)，大約是其1.81倍。這種油氣運(yùn)移模式得到的結(jié)果也與實(shí)際探井所揭示的儲(chǔ)量分布相吻合，研究區(qū)油氣儲(chǔ)量主要集中在西側(cè)油氣充注路徑所控制的斷塊上。

3.3 下降盤油氣分流作用

上述提到油氣沿油源斷層垂向運(yùn)移時(shí)在下降盤產(chǎn)生了油氣分流作用，本文認(rèn)為這種分流作用產(chǎn)生的原因與油源斷層的結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)。斷層結(jié)構(gòu)一般包括上升盤誘導(dǎo)裂縫帶、滑動(dòng)破碎帶和下降盤誘導(dǎo)裂縫帶，具有“三元結(jié)構(gòu)”的特征。這種結(jié)構(gòu)發(fā)育的差異性與油氣的運(yùn)聚具有密切的關(guān)系，其中誘導(dǎo)裂縫帶和滑動(dòng)破碎帶內(nèi)發(fā)育的大量脆性巖石破裂，導(dǎo)致沿?cái)嗔褞У目诐B性發(fā)生明顯改善，成為油氣運(yùn)移的有利通道[10,24-27]。郯廬斷裂帶呈NE-SW向貫穿整個(gè)研究區(qū)，直接導(dǎo)致該區(qū)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，形成了一系列深切烴源巖層系的次級(jí)調(diào)節(jié)正斷層。伴隨著構(gòu)造活動(dòng)，這些斷層附近的脆性巖石發(fā)生破裂，沿著斷層的空間展布形成一系列的裂縫，可以改善烴類沿?cái)鄬舆M(jìn)行垂向運(yùn)移的條件，形成有利的油源斷層?？碧綄?shí)踐表明，對(duì)于地下非露頭斷層，往往受地震和測(cè)井資料分辨率的限制。在缺乏巖心的情況下，準(zhǔn)確識(shí)別并劃分?jǐn)鄬悠扑閹Ш驼T導(dǎo)裂縫帶的難度相對(duì)較大，但仍可以借助測(cè)井資料觀察到宏觀裂縫發(fā)育帶(包括誘導(dǎo)裂縫帶和滑動(dòng)破碎帶)的存在，本文將其統(tǒng)稱為“斷層伴生裂縫帶”。

圖6 遼中凹陷LD油田充注點(diǎn)和充注能力平面分布Fig.6 Distribution of charging points and charging ability in LD oilfield,Liaozhong Sag(注：充注能力為相對(duì)值，無量綱)

許多斷層的發(fā)育并不完全呈現(xiàn)出完整的三元結(jié)構(gòu)，具有明顯的橫向不對(duì)稱性[26]，在斷層兩盤(主動(dòng)盤和被動(dòng)盤)表現(xiàn)出明顯的差異發(fā)育特征。為了對(duì)研究區(qū)內(nèi)油源斷層伴生裂縫帶發(fā)育情況進(jìn)行識(shí)別，本文選取穿過斷層面的鉆井，基于單分量偶極橫波遠(yuǎn)探測(cè)成像測(cè)井技術(shù)[28]、“三孔隙度”測(cè)井曲線[29]和光電吸收截面指數(shù)測(cè)井曲線對(duì)伴生裂縫發(fā)育段進(jìn)行綜合判別，它們均對(duì)裂縫發(fā)育段具有很好的響應(yīng)特征。圖7所示為研究區(qū)LD-1井(穿過F1正斷層)斷點(diǎn)(1 980 m)上下2 50 m厚的地層內(nèi)測(cè)井特征。從圖中可以看到在斷點(diǎn)之上的下降盤1 830 m至斷點(diǎn)深度范圍的地層內(nèi)，橫波反射波徑向深度內(nèi)觀察到明顯的斷層伴生裂縫反射體的存在，由于裂縫段的存在，導(dǎo)致流體體積增加，對(duì)應(yīng)深度內(nèi)的聲波時(shí)差增大，密度減小，偏離正常趨勢(shì)，而且光電吸收截面指數(shù)呈現(xiàn)出增大的現(xiàn)象；在斷點(diǎn)之下的地層內(nèi)，偶極橫波遠(yuǎn)探測(cè)揭示的斷層伴生裂縫反射體未發(fā)育，聲波時(shí)差和密度測(cè)井都恢復(fù)正常趨勢(shì)，光電吸收截面指數(shù)與伴生裂縫帶相比具有明顯減小的特征，這說明了下降盤作為構(gòu)造活動(dòng)中平衡區(qū)域應(yīng)力的主動(dòng)盤，產(chǎn)生了明顯的斷層伴生裂縫帶，而上升盤作為被動(dòng)盤則伴生裂縫帶不發(fā)育或發(fā)育規(guī)模較小以至于測(cè)井資料無法識(shí)別。因此研究區(qū)油源斷層兩側(cè)的伴生裂縫帶具有上述橫向不對(duì)稱性特征，這一針對(duì)地下斷層兩盤伴生裂縫帶發(fā)育差異性的識(shí)別結(jié)果與地表斷層露頭觀察結(jié)果具有一致性。根據(jù)對(duì)安徽巢湖地區(qū)某斷層野外觀察統(tǒng)計(jì)，其下降盤(主動(dòng)盤)的伴生裂縫帶發(fā)育的規(guī)模(伴生裂縫帶中裂縫發(fā)育的密度)可以達(dá)到上升盤(被動(dòng)盤)的6倍以上[26]，差異明顯。

圖7 遼中凹陷LD油田斷層(F1)伴生裂縫帶測(cè)井綜合識(shí)別結(jié)果Fig.7 Comprehensive logging identification of fault (F1)-associated fracture zone in LD oilfield,Liaozhong Sag

圖8 遼中凹陷LD油田東一段和東二上亞段油氣充注模式Fig.8 Oil and gas charging model of the Dongying Formation and the first and upper section of the second member in LD oilfield,Liaozhong sag

圖8所示為研究區(qū)反向斷階帶油氣充注模式圖，根據(jù)上述斷層伴生裂縫帶橫向不對(duì)稱性發(fā)育特征的識(shí)別結(jié)果，研究區(qū)油源斷層(次級(jí)調(diào)節(jié)正斷層)伴生裂縫帶表現(xiàn)為下降盤裂縫異常發(fā)育，當(dāng)鉆井穿過斷層時(shí)，在其斷點(diǎn)之上可觀察到裂縫帶的發(fā)育，而斷點(diǎn)之下則剛好相反，未見裂縫帶的發(fā)育。同時(shí)在下降盤地層靠近斷層一側(cè)的孔滲性由于伴生裂縫帶的存在具有明顯的改善作用，在斷裂帶內(nèi)形成了相對(duì)較高的滲透率級(jí)差[20]。當(dāng)油氣沿?cái)鄬油线\(yùn)移時(shí)，首先遇到高孔滲的下降盤砂體，導(dǎo)致油氣優(yōu)先沿下降盤砂體進(jìn)行橫向輸導(dǎo)。綜上，研究區(qū)內(nèi)由于構(gòu)造活動(dòng)所產(chǎn)生的油源斷層兩盤伴生裂縫帶發(fā)育的差異性引起了下降盤油氣的分流作用。

4 結(jié)論

1) 研究區(qū)油源斷層的斷面形態(tài)及斷面與烴源巖的接觸程度控制了其運(yùn)移量的大小,刻畫了研究區(qū)6條油源斷層在含油層系的24個(gè)油氣充注點(diǎn)及充注能力。

2) 研究區(qū)同一油源斷層內(nèi)部的不同位置及不同油源斷層之間，油氣的運(yùn)移能力均存在較大的差別。同時(shí)，利用定量表征的結(jié)果確定了油氣在研究區(qū)沿油源斷層垂向運(yùn)移之后首先往斷層下降盤運(yùn)移，產(chǎn)生下降盤分流作用。這種下降盤分流作用的產(chǎn)生與其作為構(gòu)造活動(dòng)主動(dòng)盤所發(fā)育的規(guī)模性的油源伴生裂縫帶密切相關(guān)。

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