復(fù)雜斷塊油田斷層封閉性分析

摘要：在復(fù)雜斷塊油田，斷層封閉性的研究對(duì)于確定油氣藏的分布有著極為重要的意義。以唐莊地區(qū)為例，應(yīng)用斷面壓力法，結(jié)合斷層活動(dòng)性分析了斷層的垂向封閉性，同時(shí)應(yīng)用巖性對(duì)接法對(duì)斷層的側(cè)向封閉性進(jìn)行識(shí)別。總結(jié)了唐莊地區(qū)不同級(jí)別斷層的封閉性。

關(guān)鍵詞：唐莊地區(qū)；斷層垂向封閉性；斷層側(cè)向封閉性

油氣勘探的實(shí)踐表明，斷層在油氣藏的形成過程中起著重要作用，它不僅可以作為油氣從烴源巖運(yùn)移到圈閉的通道，而且更重要的是它還可以作為遮擋物，阻止油氣的運(yùn)移，使油氣聚集與保存下來，當(dāng)起通道作用時(shí)，油氣可沿?cái)鄬用孀龃瓜蜻\(yùn)移，斷層錯(cuò)斷地層的層位不同，油氣運(yùn)移的層位也不同，其活動(dòng)時(shí)期控制著天然氣的二次運(yùn)移的時(shí)期；當(dāng)起封閉作用時(shí)，斷層在側(cè)向上可阻止油氣穿斷層面運(yùn)移，垂向上防止油氣沿?cái)嗝嫦蛏喜績(jī)?chǔ)層運(yùn)移。因此斷層封閉性的研究是油氣藏形成與分布研究中的重要內(nèi)容，搞清斷層的封閉程度，可認(rèn)清油氣的分布規(guī)律，確定油氣的勘探目的層，同時(shí)研究與斷層有關(guān)的封閉，對(duì)于有效尋找油氣藏具有重要的指導(dǎo)意義。

斷層封閉性受多種因素影響，目前斷層封閉性的研究從機(jī)理認(rèn)識(shí)、因素分析及方法研究等方面都取得了豐碩的成果，眾多學(xué)者針對(duì)不同地區(qū)，不同類型斷層和不同的側(cè)重點(diǎn)從側(cè)向和垂向兩個(gè)方面總結(jié)出了多種評(píng)價(jià)斷層封閉性的方法。側(cè)向封閉性分析的方法主要有巖性對(duì)置法、Allan斷面圖法、“Knipe圖”法、砂泥對(duì)接概率法、斷移地層砂泥比值、泥巖涂抹系數(shù)法（Bouvier等，1989；Lindsay等，1993；Yielding等，1997）等。垂向封閉性分析方法主要有斷層活動(dòng)性分析法、斷面壓力法（付廣等，1998）、構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析法、聲波時(shí)差法、斷裂帶泥巖含量法等。

1 斷層垂向封閉性研究

斷層垂向封閉性是指斷層對(duì)沿?cái)鄬用媲芯€方向順斷層運(yùn)移油氣的封閉能力。通過綜合分析斷面壓力、斷層活動(dòng)性分析來研究斷層的垂向封閉性。

1.1 斷面壓力法

斷面承受應(yīng)力及力學(xué)性質(zhì)是使斷層具有封閉性的必要條件。斷層的垂向封堵性在某種程度受到斷面正應(yīng)力的控制。斷面所承受的應(yīng)力，是兩盤相互之間的作用力。斷面所承受的應(yīng)力包括兩部分，即剪應(yīng)力與正應(yīng)力。剪應(yīng)力引起斷層的活動(dòng)，而與封閉性沒有直接的關(guān)系，這里只討論正應(yīng)力。斷面承受的正應(yīng)力一般為正值，即壓應(yīng)力，偶爾為負(fù)值，即張應(yīng)力。斷層如果承受張應(yīng)力就會(huì)張開，呈現(xiàn)開口狀態(tài)，這時(shí)斷層成為油氣運(yùn)移的通道；如果要使斷層側(cè)向封閉，則斷層承受較大的壓應(yīng)力，成為閉口狀態(tài)是斷層封閉的必要條件之一。因此確定斷面上應(yīng)力的大小和性質(zhì)對(duì)于揭示控油斷層的垂向封閉性極為重要。

通過構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)模擬，發(fā)現(xiàn)東營(yíng)期唐莊地區(qū)主要承受近南北向的張應(yīng)力，這與我們前面分析的斷層性質(zhì)也相吻合，因此唐莊、張集斷層在成藏期應(yīng)呈現(xiàn)開口狀態(tài)，為油氣運(yùn)移的通道。且由于南北向拉張中它們處于斜向拉伸而會(huì)產(chǎn)生一右行平移分量，對(duì)內(nèi)部的三、四級(jí)斷層產(chǎn)生一定的擠壓，有利于斷層封堵。

1.2 斷層活動(dòng)性分析

唐莊斷層、張集斷層都屬于生長(zhǎng)斷層，正是這些生長(zhǎng)斷層的幕式活動(dòng)，導(dǎo)致斷層對(duì)油氣具有輸導(dǎo)作用。斷層的活動(dòng)規(guī)律是揭示斷層輸導(dǎo)油氣的重要研究?jī)?nèi)容之一。生長(zhǎng)斷層對(duì)研究區(qū)油氣的運(yùn)移、聚集有直接的控制作用。

唐莊、張集斷層二條大斷層在對(duì)應(yīng)的二個(gè)鼻狀構(gòu)造主體活動(dòng)最為強(qiáng)烈，斷層活動(dòng)時(shí)期與油氣運(yùn)移時(shí)期的良好匹配是研究區(qū)內(nèi)油氣成藏的關(guān)鍵，構(gòu)成了油氣垂向運(yùn)移的通道，且唐莊、張集斷層向西深入臨南生油洼陷，可作為油氣運(yùn)移的良好通道。

2 斷層側(cè)向封閉性研究

唐莊地區(qū)斷層封閉以對(duì)置封閉為主，巖性配置是側(cè)向封閉性的基本條件之一，當(dāng)斷層兩盤砂巖與泥巖對(duì)接時(shí)，斷層封閉性好；當(dāng)砂巖與砂巖對(duì)接，斷層封閉性差。唐莊地區(qū)主要圈閉類型為斷層圈閉，側(cè)向由封堵性較好的斷層遮擋成藏，在對(duì)斷層側(cè)向封閉性評(píng)價(jià)中，主要選擇三、四級(jí)控藏?cái)鄬舆M(jìn)行分析。

1.1儲(chǔ)層特征

唐莊地區(qū)位于中央隆起帶的西段，其沉積主要受西部陵縣隆起和中央隆起帶的控制。物源來自于西部和西北部。受構(gòu)造活動(dòng)差異、沉積物供給等因素影響，沙河街組三段下亞段—東營(yíng)組沉積類型呈多樣化，不同時(shí)期沉積類型及組合不同。

沙三段沉積時(shí)期，來自北部物源的唐莊三角洲、盤河三角洲向唐莊地區(qū)推進(jìn)，在唐莊地區(qū)沙三上、下發(fā)育三角洲前緣相砂體。沙三段儲(chǔ)層砂體厚度最大，橫向分布穩(wěn)定，分布范圍廣，砂體連通性好，孔滲性好，是本區(qū)最好的儲(chǔ)集層段。該套儲(chǔ)層既是良好的儲(chǔ)集層，也是良好的輸導(dǎo)層。同時(shí)，在儲(chǔ)層的上部沙三上上部、沙三中、沙四段頂部發(fā)育三套穩(wěn)定的泥巖，厚度達(dá)20米至百米。即是良好的蓋層又是側(cè)向封堵的主要泥巖層。

1.2 沙三上斷層封堵性分析

解剖已鉆油藏，針對(duì)反向、順向斷層分別建立了TA7、XI4兩種封堵模式（圖4-7、圖4-8），通過統(tǒng)計(jì)斷層斷距與上下盤巖性的對(duì)接關(guān)系，得到了沙三上斷層的有利封堵條件，反向斷層當(dāng)斷距小于270米時(shí)，沙三上儲(chǔ)層與沙三上上部發(fā)育穩(wěn)定的泥巖對(duì)接，封堵條件好。而當(dāng)大于270米時(shí)就與沙二段的儲(chǔ)層對(duì)接了，不利于封堵。順向斷層的封堵條件則比較復(fù)雜，只有當(dāng)斷距位于25-65米之間時(shí)，沙三上的儲(chǔ)層與沙三中的泥巖對(duì)接，當(dāng)斷距位于90-115米之間時(shí)沙三上則與沙四段頂部泥巖對(duì)接，封堵條件較好。可見，反向斷塊成藏條件有利。

.3 沙三下斷層封堵性分析

針對(duì)沙三下也分別建立了反向和順向兩種斷層封堵模式（圖4-9、4-10），發(fā)現(xiàn)反向斷層當(dāng)斷距小于290米時(shí)，沙三下的儲(chǔ)層與沙三中段的泥巖對(duì)接，有效封堵；當(dāng)斷距大于290米，沙三下的儲(chǔ)層與沙三上的大套唐莊砂體對(duì)接，封堵性差。所以反向斷塊：斷距不是太大時(shí)（H<290m），沙三中段較厚的泥層封堵，成藏最有利。順向斷層當(dāng)斷距小于180米時(shí)，沙三下的儲(chǔ)層與沙三下地層對(duì)接，沙三下泥巖夾層比較厚，可以封堵，但具有一定風(fēng)險(xiǎn)；只有斷距位于180米與230米之間時(shí)，沙三下的儲(chǔ)層才與沙四段頂部的泥巖對(duì)接，封堵性最好。

3 結(jié)論

（1）二級(jí)大斷層唐莊、張集斷層主要承受張應(yīng)力，表現(xiàn)為走滑—拉張斷裂，油氣成藏期呈開口狀態(tài)，斷層活動(dòng)性強(qiáng)、封堵性差，應(yīng)是油氣運(yùn)移的良好通道。

（2）三、四級(jí)斷層受右行平移分量的擠壓，垂向上封閉；側(cè)向上可依據(jù)兩盤巖性對(duì)接模板確定斷層的封堵。

參考文獻(xiàn)

[1]許建華. 惠民凹陷唐莊地區(qū)油氣地質(zhì)條件分析[J]. 油氣地質(zhì)與采收率，2001，8（4）：21-23

作者簡(jiǎn)介：湯夢(mèng)靜，女，1983年生，工程師，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)主要從事地震地質(zhì)綜合研究。

（作者單位：中國(guó)石油化工股份有限公司

勝利油田分公司物探研究院）