新西兰塔拉纳基盆地断裂浊积层序露头研究所得出的断层渗透率预测方法

新西兰塔拉纳基盆地上中新统信使峰（Mount Messenger）组浊积层序中的后沉积期正断层，是以砂岩的粒化和碎裂作用以及粘土岩层的涂抹作用为特征的。如果断层垂直断距与粘土来源岩层厚度之比很大（大约为8），粘土涂抹层可以保持连续性，但其厚度变化也很大。但如果上述比值更大，那么在粘土来源岩层的断层切割点之间的任一点位都可以出现缺口。虽然碎裂断层岩的渗透率可以远低于砂岩母岩的渗透率（大约低两个数量级），但连续的粘土涂抹层的出现以及很低的粘土渗透率（10到100nD），都意味着断层岩渗透率的主控因素是粘土涂抹层的连续性。文中提出了一种新的渗透率预测方法，即概率页岩涂抹因子（PSSF）法，它结合考虑了塔拉纳基盆地粘土涂抹作用的主要特点。PSSF方法是根据断层带内有多个粘土涂抹层的简单模型来计算断层渗透率的，所预测的断层岩构造要比其他方法（例如页岩断层泥比值法，SGR）更具非均质性和更真实。但在垂直断距与岩层厚度比值较大的情况下，这种方法的平均化效应可以成为在适当标度应用其他断层岩混合模型（例如SGR）的一条基本原理。为了研究断裂的硅屑岩储层的流动特征，需要有很多参数来确定一个断层系的模型。这些参数可以分为两大类，第一类是限定断层系几何形态特征的，第二类则限定断层的流动特性。断层性质一般是作为传导率倍增系数纳入储层模拟模型的，它可以改变流体从断层一侧流向另一侧的势能（Manzocchi等．1999）。要计算具有地质意义的断层传导率系数，就要有预测断层岩厚度和渗透率的方法。根据断层岩厚度和断层位移十分明确的正相关关系就可以预测这一厚度。而要选择断层岩渗透率的预测方法则要困难得多，因为断层岩有很强的非均质性和各向异性。渗透率的预测方法必须建立在高度简化和理想化的断层岩概念模型之上，因为人们希望这些模型能够捕捉到主控因素。断层渗透率的常规预测方法多有不同，有的含蓄假定断层岩是平均渗透率相当的断裂层序的混合物，例如＂页岩断层泥比值＂（SGR）法（Yielding等，1997；Manzocchi等，2002；Sperrevik等，2002）就是这样，有的则提供了模拟断层带内粘土涂抹的简易途径，例如＂页岩涂抹因子＂（SSF）法（Lindsey等。1993）。这些方法普遍得到了以往出版的露头研究定性和定量资料以及露头和地下数据集的断层渗透率测量数据的支持。然而前人的研究有一个不足之处，那就是对非均质层序的断层岩分布研究较粗，同时很少全面考虑与断层性质计算有关的问题，包括描述内容到预测方法。本文要详细描述新西兰北岛塔拉纳基（Taranaki）盆地一套弱岩化砂-泥质浊积层序中与正断层有关的断层岩分布。露头研究的定量数据与断层岩渗透率的测量数据相结合，就可以成为断层渗透率一种新型预测方法的开发基础。这种新方法就是概率页岩涂抹因子（PSSF）法。文中还把这一新方法与原有的方法（例如页岩断层泥比值法）进行了对比，并就其在储层建模中的应用提出了建议。虽然本文的PSSF是为研究弱岩化浊积岩的断层而开发的，但它的应用范围不一定局限于这种层序，因此可以应用于任何有连续泥岩涂抹的层序。