基于断层岩压实成岩程度指数的断裂侧向封闭时空分布预测方法及其应用

为了研究含油气盆地受断裂控制圈闭中油气分布规律,在断裂侧向封闭机理及与断层岩压实成岩程度之间关系研究的基础上,通过断层岩压实成岩程度指数空间分布和断裂侧向封闭所需的最小断层岩压实成岩程度指数,确定断裂侧向封闭空间的分布;通过不同地质时期断层岩古压实成岩程度指数恢复和断裂侧向封闭所需的最小断层岩压实成岩程度指数,确定断裂侧向封闭时间的分布;二者结合建立了一套基于断层岩压实成岩程度指数的断裂侧向封闭时空分布预测方法,并利用其预测渤海湾盆地歧口凹陷大张坨断裂在沙河街组一段(沙一段)下亚段内断裂侧向封闭的时空分布。结果表明:除了西部端部外,大张坨断裂其余部位在沙一段下亚段内的皆为封闭部位;从距今1.17 Ma至现今,大张坨断裂在沙一段下亚段内皆处于封闭状态,较有利于下伏沙河街组三段(沙三段)源岩生成油气在大张坨断裂处沙一段下亚段内聚集与保存;与已知大张坨断裂处沙一段下亚段的油气富集规律相吻合。研究成果证实了该方法用于断裂侧向封闭时空分布预测是可行的。

砂泥岩地层断层岩压实成岩埋藏深度预测方法及其应用

为了更加准确地评价砂泥岩地层中断层的封闭性,文中在研究断层岩压实成岩埋藏深度影响因素的基础上,将与断层岩具有相同泥质体积分数的围岩孔隙度随压实成岩埋深变化关系曲线,从围岩停止沉积时间平移至断层岩开始压实成岩处的沉积时间,将平移后的曲线看作断层岩孔隙度随压实成岩埋深变化关系,断层岩现今压实埋深对应的孔隙度看作断层岩现今的孔隙度。据此,由围岩孔隙度与压实成岩埋深和泥质体积分数的关系,建立了一套砂泥岩地层中断层岩压实成岩埋深的预测方法,并以南堡凹陷南堡5号构造F3断裂为例,验证了该方法的可行性。研究结果表明:F3断裂在东营组三段、二段和一段内断层岩压实成岩埋深分别为2486.13,1031.55,847.90 m,压实成岩埋深相对较大,具有一定的封闭能力,有利于油气在东三段、东二段和东一段内聚集和保存,与目前F3断裂附近东三段至东一段储层已发现的油气分布相符,表明该方法用于预测砂泥岩地层中断层岩压实成岩埋深是可行的。

断层岩排替压力间接预测方法改进

断层岩排替压力对于研究盆地的油气聚集和保存非常重要.为了更准确地预测断层岩排替压力,引入了断层岩作用时间这一影响因素,改进了原有的间接预测方法.用新方法对岐口凹陷沙一段中部区域性盖层内板桥断裂的断层岩排替压力进行了预测,结果表明：改进后的断层岩排替压力值约为改进前的65％,明显小于改进前的值;结合板桥断裂的活动史分析认为,新方法预测的断层岩排替压力值更接近地下实际情况.

断层岩封闭性演化阶段确定方法及其应用

为了准确确定断裂的封闭性,在对断层岩形成过程及封闭性演化特征进行研究的基础上,根据断层岩开始压实成岩时间和封闭能力形成时间把断层岩封闭性演化划分为3个阶段:(1)压实不封闭阶段,时间从断裂停止活动至断层岩开始压实成岩;(2)成岩弱封闭阶段,时间从断层岩开始压实成岩至封闭能力形成;(3)成岩强封闭阶段,时间从断层岩封闭能力形成至现今。由此建立了一套断层岩封闭性演化阶段的确定方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造,以确定该构造内的f_1、f_2、f_3这3条断裂在古近系东营组三段(以下简称东三段)断层岩中的封闭性演化阶段。结果表明:(1)f_1断裂在东三段断层岩封闭性演化目前处于第1封闭性演化阶段,即压实不封闭阶段,不利于油气的聚集与保存;(2)f_2、f_3断裂在东三段断层岩封闭性演化目前均处于第3封闭性演化阶段,即成岩强封闭阶段,有利于油气的聚集与保存。结论认为:该方法确定的结果与目前该构造f_1、f_2、f_3断裂两侧东三段已发现的油气分布规律相吻合,表明采用该方法来确定断层岩封闭性演化阶段是可行的。

盖层内断层垂向封闭性定量评价方法及应用

为了更准确地研究盖层内断层垂向封闭能力,综合前人对断层封闭性定量研究,在考虑了压实成岩压力对断层岩排替压力形成演化影响的基础上,又考虑了断层岩压实成岩时间同围岩压实成岩作用时间的比值对其排替压力形成演化的影响,改进了盖层内断层垂向封闭性定量研究方法。利用该方法,选取歧口凹陷板6井区内板桥断层为实例,对沿板桥断层13条测线处沙一段中部泥岩盖层内断层岩的排替压力和相应下伏储层排替压力进行了计算。研究得到各条测线处断层岩的排替压力均大于相应储层的排替压力,并通过两者之间排替压力差预测了各条测线处能够封闭的最大油气柱高度,最后综合圈闭顶面构造幅度因素界定了板6井圈闭内理论含油气范围。其与目前油气藏提交的储量面积基本吻合,证实了建立的盖层内断层垂向封闭性定量评价方法的正确性。

断层侧向封闭性定量研究方法的改进

为了更准确研究断层侧向封闭性,在前人断层封闭性定量研究的基础上,不仅考虑了断层岩压实成岩压力的影响,而且考虑了断层岩压实成岩作用时间的影响,改进了断层侧向封闭性定量研究方法。选取海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁B29号断层为例,利用改进前后断层侧向封闭性定量研究方法,对其在南屯组①～⑨号储层侧向封闭性进行了定量评价,改进后方法研究得到的断层侧向封闭性能力明显低于改进前方法研究得到的断层侧向封闭能力,表明改进前方法的评价结果可能过高地评估了断层侧向封闭能力,而改进后方法研究得到断层侧向封闭能力才更接近地下实际情况。

断层古侧向封闭性定量评价方法及其应用

根据断层侧向封闭机理,以综合考虑断层岩压实成岩压力和压实成岩时间而建立的断层岩现今排替压力计算方法为基础,结合古埋深恢复和断层活动性评价等技术,建立了油气成藏关键时期的断层古侧向封闭性定量评价方法,并利用该方法对海拉尔盆地贝尔凹陷B29断裂在油气成藏期的古侧向封闭性进行了定量评价。结果表明,除了8号储层外,其余储层该断层现今和在油气成藏期(伊敏组沉积末期)侧向上均是封闭的。该评价结果与目前贝302井钻探结果有着较好的吻合关系,表明该方法用于断层古侧向封闭能力评价是可行的。

断层岩古排替压力恢复及其封闭性能研究

为了研究断层古封闭能力及封油气有效性,在兼顾了断面正应力和断层岩压实成岩作用时间两方面因素控制的断层岩现今排替压力的定量研究方法的基础上,采用本文所建立的一套断层岩古排替压力的恢复方法,对海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁构造带B29号断层在大磨拐河组二段泥岩盖层内部断层岩排替压力演化和封闭性能进行了研究.结果表明,其断层岩在伊敏组二段和三段沉积后期开始形成对油气的封闭能力,该时期晚于南屯组源岩第1次大量排烃期,不能有效的封闭住其第1次排出的油气,但与南屯组第2次大量排烃期同期,可以封闭住其第2次大量排出的油气,这一应用结果表明该方法定量恢复断层岩古排替压力是可行的.

南堡凹陷1号构造断层垂向封闭能力定量评价

通过对断裂带内部结构及其特征研究发现,断层岩是断层构成的重要部分,断层垂向封闭能力的强弱关键取决于油气运移方向断层岩与下伏储层岩石的排替压力差.若断层岩排替压力大于等于储层岩石,断层垂向封闭,其封闭能力的大小取决于二者排替压力差值的大小,差值越大,断层垂向封闭能力越强;反之断层垂向开启.断层岩的排替压力大小受泥质含量、压实成岩程度、岩石结构方向性等因素的影响,其泥质含量越高、压实成岩程度越大、断面方向与铅直方向夹角越小,断层岩排替压力越大.基于断层垂向封闭机理及影响因素,综合实验室不同角度泥岩样品排替压力测试结果与岩石力学分解关系,在确定与目标点断层岩具有相同压实成岩程度围岩地层的基础上,建立了一套定量评价断层垂向封闭能力的方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷1号构造内典型断层垂向封闭能力评价中,结果表明:f1断层在不同测线处的断-储排替压力差为-0.114~1.035 MPa,除L7~L11测线处其他测线内断层岩排替压力均大于储层岩石,断层垂向封闭,与油气分布吻合关系较好.通过与未考虑岩石结构方向性方法的比较,证实该方法具有更好的可行性和更高的可信度.