石油圈闭中断层的作用

自Frederick Clapp于1910年在其具有里程碑论文中将断层构造作为有意义的石油圈闭描述以来，断层在沉积盆地石油运移和聚集中的各种作用越来越得到人们的重视。石油圈闭中的断层分析向两个截然不同但又相关的思路发展：1）断层闭合，和2）断层岩封堵。在上世纪大部分时段，断层圈闭的几何闭合以及断层形成的储层封闭并置成为研究和工业应用的焦点。这些研究和应用工作之所以能够顺利进行是因为人们研究出了一些有关沉积盆地几何形态和运动分析的构造地质定量方法，以及板块构造学提供了一种根据产生应力的板块边界特性来探讨断层和盆地关系的综合方法。在过去20年中，由于3-D地震成像技术能更好地分辨出断层构造，对断层封堵产生的储层封隔进行了更加透彻地研究。近几十年，对断层构造的几何特征，断层带各种封堵作用的识别，以及断层岩石物性的定量评价都有了显著的发展。 断层封堵分析已经从2-D断层并置分析向包含有断面、断层传导率、以及并置储层单元的3-D模型方向发展。目前的断层封堵评价方法大都集中在碎屑岩储集层中的正断层上。在冲断层和碳酸盐岩储集层中，断层封堵作用为我们的知识盲区。页岩涂抹已经有效的应用于砂泥岩层序中同生沉积断层的封堵评价。然而，断层封堵分析如果仅考虑页岩涂抹，则会忽视断层带其它重要的封堵作用，特别是破碎作用和胶结作用。无论断层破裂前曾遭受过什么封堵作用。断层在其活跃时期都是地下流体的运移通道。因此，断层封堵评价应当采用包含断层运动、断层带作用和流体流动的4-D模型。这又是一个巨大的挑战。不过，地下断层应力分析和断层封堵的综合分析已经取得了技术上的突破。对沉积盆地中断层岩的低渗透性、高毛细管作用特征的认识促进了断层圈闭的油气勘探工作。从单相流模拟转向沿断层带的多相流或者混相流模拟对油气勘探将有更大的帮助。近期研究，已经将断层要么渗漏、要么封堵这种陈旧的两极化观点转化为更为复杂的、反映断层流体流动特征的现实观念。目前断层封堵评价的主要缺陷是缺乏详细的资料，以及需要对数值模型进行精确的标定。这表明经验数据仍将构成近期断层封堵方法发展的基礎。