斷層流體鍶、碳、氧同位素示蹤評價斷層垂向封閉性
——以焦石壩背斜帶為例

馬強，張殿偉，王貴文，朱東亞，張榮強，李天義

1.中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102249 2.中國石化石油勘探開發研究院，北京 100083

斷層流體鍶、碳、氧同位素示蹤評價斷層垂向封閉性
——以焦石壩背斜帶為例

馬強1,2，張殿偉2，王貴文1，朱東亞2，張榮強2，李天義2

1.中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102249 2.中國石化石油勘探開發研究院，北京 100083

鍶同位素不易分餾、年代可對比的特性決定其能夠作為有效的斷層流體示蹤指標。氧同位素能反映溫度、流體等因素，碳同位素能反映有機質的影響，是鍶同位素的有力補充。利用流體示蹤圖可以判斷斷層不同部位開啟的期次與可能聯通范圍。針對四川盆地焦石壩背斜帶周緣的斷層，利用脈體鍶、碳、氧同位素開展斷層垂向封閉性評價。評價結果表明：焦石壩地區志留系以下地層聯通，存在一期深部殼源富鍶流體，志留系下部的流體未通過斷層向上運移。該地區后期至少經過兩期構造運動，針對志留系龍馬溪組頁巖氣，焦石壩背斜帶周邊不同斷層的垂向封閉性具有明顯差異。從平面上看，方斗山斷裂帶中部、大耳山斷裂帶南部、烏江斷裂帶南部斷層垂向封閉性差；大耳山斷裂帶北部、烏江斷裂帶北部、天臺場斷裂帶南部斷層垂向封閉性中等；方斗山斷裂帶北部、南部、天臺場斷裂帶北部垂向封閉性好。

鍶同位素；碳、氧同位素；斷層垂向封閉性；焦石壩

0 引言

針對斷層封閉性，國內外學者做了大量研究[1-15]。斷層對油氣藏的形成與分布具有重要作用[1-2,8]，封閉的斷層可參與形成斷層圈閉[3-5]，開啟的斷層可作為油氣運移的通道，也可破壞已經形成的油氣藏[2,6-7]，因此，準確評價斷層封閉性對正確認識油氣運移、聚集、散失過程及油氣分布規律具有重要意義[8]。

斷層封閉性評價包括側向封閉性和垂向封閉性評價兩方面[8-9]。斷層的垂向封閉機理包括斷層面緊閉封閉機理和斷裂帶高排替壓力封閉機理[10]。針對斷層封閉機理，前人的評價方法主要從斷層內部結構和斷層正面壓力兩方面入手[8-9,11-14]。周慶華[12]指出破碎帶填充大量斷層泥是斷層垂向封閉的關鍵，付曉飛等[14]將斷層帶細分為脆性地層斷層帶、塑性斷層帶并分別提出評價指標。針對斷層正面壓力表征，學者也進行了深入的研究[8-9,10-11,13,15]，這些方法能夠在一定程度上表征斷層的垂向封閉性。前人的評價方法較少使用地球化學手段。根據斷層兩側流體的地球化學差異評價斷層側向封閉性已經建立了成熟的方法[16-19]。表征斷層垂向封閉性的地球化學方法近年發展較快，地球化學方法具有直接反映斷層封閉性、精度高的特點。前人運用構造解析等方法對焦石壩地區斷層封閉性進行了大量研究，但精度較低，隨著焦石壩一期產區開發的深入，需要明確斷層封閉性對保存條件的影響。本研究利用斷層流體鍶、碳、氧同位素示蹤開展斷層垂向封閉性評價，取得良好效果。

鍶同位素近年來常用作研究地下流體差異的重要指標。鍶同位素在同一地質時期、同一水域87Sr/86Sr的值基本不變[20]。前人運用鍶及其同位素開展了大量的水巖作用和地下水循環與演化的研究[21-23]。與其他地球化學指標相比，鍶同位素分餾作用弱[24]，干擾因素較少；此外，任一時代全球海水鍶元素在同位素組成上是均一的，不受緯度、深度的影響[25]，可進行時代對比。在碳酸鹽巖地層中斷層帶被方解石所充填，方解石脈體是流體與巖石相互作用的產物，能夠反映流體的活動特性[26-27]。封閉斷層上下屬于不同的流體系統，會有不同的鍶同位素組成，鍶同位素特征會有很大的差別，這種差別會繼承在其沉淀形成的方解石脈中。測量方解石脈鍶同位素數值，輔助以碳、氧同位素特征，可獲得斷層的垂向封閉性。

1 斷層發育特征及樣品測試

焦石壩背斜帶位于川東高陡褶皺帶，東側以齊岳山深大斷裂為界與鄂西端相連，西側為華鎣山深大斷裂，多期構造運動造成大量斷層[28-33]。距今135～100 Ma，地層受南東—北西向擠壓，該時間段地層縮短率為5.6%，斷層基本不發育。斷層的形成主要集中在喜馬拉雅中晚期(25～15 Ma)，形成一系列由南東向北西方向逆沖的斷層，包括大耳山、天臺場、方斗山、烏江等多條斷裂(圖1)。斷層從基底斷穿至地表，焦石壩地區共發育四套滑脫層：分別為嘉陵江組膏巖層、志留系泥巖層、寒武系頁巖層以及深層基底—震旦系滑脫層。多套滑脫層及復雜的地應力造成斷層在垂向上的封閉性具有明顯的差異。根據區域應力場及構造樣式的分析，方斗山斷裂形成時間最早，規模最大，所受應力場復雜，斷層封閉性差；天臺場斷裂帶遠離方斗山斷裂帶，且形成時間相對較晚，斷層封閉性較好；大耳山斷裂是方斗山斷裂的伴生構造，越靠近方斗山斷裂，斷層活動越強烈，封閉性越差；烏江斷裂為北西—南東走向，形成晚，活動弱，斷層封閉性較好。

地表出露下二疊統、上二疊統，三疊系飛仙關組、嘉陵江組、雷口坡組地層，為研究斷層的垂向封閉性，圍繞焦石壩背斜帶及周圍采集方解石脈樣品81塊，其中野外樣品79塊，涵蓋了不同期次的方解石脈樣品。此外由于地表缺乏志留系的地層出露，為了便于研究，采集JY51-2HF井志留系龍馬溪組的方解石脈樣品兩塊以便對比，采集樣品的位置見圖1。

室內結合鏡下鑒定等手段對采集的樣品進一步篩選，運用陰極發光對方解石脈期次進行識別，部分方解石脈較細，為避免圍巖影響，采用專用鉆頭及顯微鏡鏡下挑選樣品的方法保證所取樣品的純凈。取樣量大于1 000 mg，經瑪瑙研缽研磨至小于200目并充分混合。碳、氧同位素測試依據DZ/T 0184.17—1997《碳酸鹽礦物或巖石中碳、氧同位素組成的磷酸法測定》標準進行測定。儀器為北京核工業地質研究院同位素實驗室MAT253型。鍶同位素在南京大學完成，儀器型號為Neptune Plus的MC-ICP-MS，采用醋酸、硝酸溶樣法進行測試。測試結果見表1。

圖1 焦石壩一期產區斷層及樣品分布圖Fig.1 Distribution of faults and simples around the first producing area in Jiao Shiba

層位樣品號87Sr/86Srδ13CV?PDB/‰δ18OV?PDB/‰δ18OSMOW/‰Z值層位樣品號87Sr/86Srδ13CV?PDB/‰δ18OV?PDB/‰δ18OSMOW/‰Z值大耳山斷裂帶方斗山斷裂帶P1FD?080．708456-0．7-13．317．2119．2P1FD?110．7079943．5-7．523．3130．7P1WL?140．707406-2．4-12．418．2116．2P1FD?100．7078072．7-7．423．3129．1P1FD?490．7076222-10．420．2126．2P1FD?360．7078774．1-7．423132P1WL?200．707689-2．5-7．922．8118．2P1FD?120．7081173．7-7．223．1131．3P1WL?190．707698-6．5-7．723110．2T1fFD?440．707409-0．7-14．516118．6P1FL?190．7072741．4-7．723126．3T1fFD?380．7078974．3-10．819．8130．7P1FD?090．7076211．8-7．523．2127．3T1fFD?480．7077043．3-10．819．8128．7P1FL?180．7073331．7-723．7127．3T1fFD?240．707762-12．1-10．220．497．4P1FL?200．7073131．2-723．7126．3T1fFD?460．7075030．8-9．321．3124．3P1WL?260．7075184．5-6．324．4133．4T1fFD?340．7079152．2-7．722．9128P2FD?070．708298-2．3-12．518116．4T1fFD?470．7074440．6-7．423．3124．8P2FD?060．708255-1．9-12．218．3117．3T1fFD?430．7075661．2-7．323．4126．1P2FL?100．707653-9．4-8．622103．8T1fFD?350．7078262．5-723．7128．9P2FL?110．7074492．9-8．422．2129．1T1jFD?450．708341-0．9-12．418．2119．3P2FL?120．7075964．2-7．523．1132．2T1jFD?370．7078974．3-10．819．8130．7P2FL?070．7073902．6-7．323．4129T1jFD?420．707866-0．6-7．923．4122．1P2FL?080．7073993．8-6．923．8131．6T1jFD?410．7078930．3-7．722．7124．1P2FL?090．7072843．5-6．724131．1T1jFD?400．7076733．2-7．423．3130．2P2FL?170．7074933．7-6．424．3131．7T1jFD?390．7076333．3-0．822．6133．7P2WL?250．7091114．5-6．324．4133．4烏江斷裂帶T1fFL?210．7077361．5-1119．6124．9P1WL?090．707580-1-822．7121．3T1fWL?180．7075622．2-8．622．1127．5P1WL?080．7071022．2-7．723128T1fFL?140．7073803．7-8．622．1130．6T1fWL?070．7076043．2-9．821．3129T1fWL?170．7082643．4-7．922．8130．3T1fWL?040．7073390．5-6．324．4125．2T1fWL?120．707952-1．8-7．523．1119．9T1jFL?150．7077643-8．523．1129．2T1fWL?160．7074592．4-6．923．8128．8T1jFL?030．707971-1．5-7．723120．4T1fWL?150．7074513．4-6．823．9130．9T1jFL?020．707890-0．9-7．523．2121．7T1fFL?130．7071234．5-5．824．9133．6T1jFL?160．7073832．9-7．123．6129．7T1jFL?050．708173-1．8-13．117．4117．1T1jFL?010．7081892．4-6．324．4129．1T1jWL?110．708328-1．4-12．118．4118．4T2lWL?060．708113-1．5-12．717．8117．9T1jWL?220．7082812．1-10．819．8126．2T2lWL?050．708937-9．9-822．6103T1jFL?240．7082132．4-10．320．3127．1天臺場斷裂帶T1jFL?220．7081760．3-9．720．9123．1T1fFU?100．7074611．8-426．8129T1jFL?250．708422-4．7-8．722113．3T1fFU?090．707895-1．4-5．225．6121．8T1jFL?040．708394-1．1-8．222．4121T2lFU?010．708363-12．1-8．921．798．1T1jFD?290．708251-1．7-7．922．8119．9T2lFU?020．708292-5．6-8．522．1111．6T1jFD?270．707969-2．1-7．723119．2T2lFU?030．708290-4-1020．6114．1T1jFD?280．707918-1．7-7．323．3120．2T2lFU?060．7082331．6-4．726128．2T1jFL?230．7083160．6-7．323．4124．9T2lFU?070．708474-4．7-822．7113．7T1jFD?260．708086-1．8-7．223．5120T2lFU?080．707913-1．6-5．525．2121．3T1jWL?130．707969-1．5-7．223．5120．6JY51-2HFT1jFD?250．708108-0．2-6．424．3123．7S1l鉆井10．727327-2．9-1317．5116S1l鉆井20．726713-3．2-12．717．8114

注：δ13CV-PDB、δ18OV-PDB代表PDB標準的穩定碳、氧同位素；δ18OSMOW是SNOW標準的穩定氧同位素；Z值是根據Keith等提出的區分侏羅紀和世代更新的海相灰巖和淡水灰巖的經驗公式求得：Z=2.048×(δ13C+50)+0.498(δ18O+50)，能夠用來指示古鹽度，其中的同位素數值均為PDB標準。鍶同位素數值用87Sr/86Sr表示。

2 研究方法及測試結果分析

斷裂帶附近方解石脈是斷層開啟期間流體充填形成的。流體來源可分為原地流體、內源異位流體和外源流體。通過對外源流體形成的方解石脈的鍶同位素的測定，可以追蹤流體可能的來源地層。其地質意義在于在地質歷史時期，來源地層和方解石脈充填地層之間曾被斷層溝通。海水的鍶同位素組成主要受殼源和幔源兩個來源控制：殼源鍶主要由大陸古老巖石風化提供，87Sr/86Sr的全球平均值為0.711 9[34]；幔源鍶主要由洋中脊熱液系統提供，87Sr/86Sr平均值為0.703 5[35]。鍶同位素數據庫隨著時間的積累和數據量的擴大，已經越來越完善。國外學者已經建立了不同時代的海水鍶同位素數據庫[36-37]，針對四川盆地不同時期地層的鍶同位素數據，黃思靜、王國芝等做了大量的工作[22，38]，形成了完善的數據庫，這些地質歷史時期的海水鍶同位素數值可以作為對比的標準，確定形成方解石脈的成巖流體的來源地層。脈體氧同位素受溫度、大氣淡水影響，碳同位素受有機質、成巖的影響較大[39]，可以作為一種補充。根據δ13C、δ18O計算的Z值能夠反映鹽度[40]，當Z>120時為海相灰巖，當Z<120時為淡水灰巖，從表1中可知大部分方解石為海相成因。

分析時選擇距離接近、垂直斷層分布樣品進行組合對比。根據表1中的鍶、碳、氧同位素數據繪制流體示蹤圖。通過繪制流體示蹤圖可對斷層帶某一位置的流體期次，單期流體的聯通范圍做出明確的說明。以圖2為例，圖中的藍線為同時期海水鍶同位素的數值范圍，紅色短線為外源流體形成的方解石脈的鍶同位素數值范圍，紅色圓點為外源流體形成的方解石脈的鍶同位素數值的平均值。以三疊系嘉陵江組地層為例：外源流體形成的方解石脈的鍶同位素數值范圍為0.708 173～0.708 210，通過對比同時期海水的鍶同位素數值范圍，來自于上志留統地層，證明期間發生過一次斷層活動，上志留統地層和三疊系嘉陵江組地層垂向聯通。

2.1 方斗山斷裂帶垂向封閉性評價

方斗山斷裂帶呈北東走向，位于焦石壩地區的東南部，延伸較遠，中部與大耳山斷裂帶交匯，南部與烏江斷裂帶交匯。方斗山斷裂帶流體示蹤圖見圖2—圖4。斷裂帶各個位置的志留系充填一期外源流體形成的方解石脈，方解石脈的鍶同位素數值范圍為0.726 713～0.727 327，遠大于同時期地層海水，來自于下部的富鍶流體；除這一期流體，在方斗山斷裂帶中部，下二疊統、上二疊統、三疊系嘉陵江組充填的外源流體形成的方解石脈的鍶同位素數值范圍為0.707 620～0.708 456、0.707 807～0.708 298、0.708 173～0.708 210。根據鍶同位素數值可知從下二疊統到三疊系嘉陵江組有一期鍶同位素為0.707 80～0.707 840的流體形成的方解石脈充填，氧同位素負漂移，證明受深部熱流體的影響。結合同時期地層海水的數值，推測為上志留統來源的流體；下二疊統有一期鍶同位素數值為0.707 62左右的方解石脈充填，碳、氧同位素正常，推測為鄰層上二疊統的流體充填形成；在方斗山斷裂北部，上二疊統、三疊系飛仙關組充填鍶同位素數值范圍為0.707 566～0.707 936的方解石脈。大部分方解石脈的δ13CV-PDB的范圍為1.2‰～4.3‰、δ18OV-PDB的范圍為-8.6‰～-6.3‰，碳同位素偏正，可能來自于含膏巖鹽地層，與地層流體濃縮有關，氧同位素輕度負漂移，Z值<120，可能是受大氣淡水影響，對比同時期海水鍶同位素范圍，其來源為嘉陵江組地層的流體；方斗山南部斷層流體示蹤圖見圖4，僅部分位置下二疊統、三疊系飛仙關組充填鍶同位素數值范圍為0.707 339～0.707 604的方解石脈，δ13CV-PDB的范圍為-1‰～3.2‰、δ18OV-PDB的范圍為-9.3‰～-6.3‰，氧同位素偏負，受溫度的影響。對比同時期海水鍶同位素范圍，其來源為上二疊統地層的流體。

圖2 方斗山斷裂帶中部流體示蹤圖Fig.2 Fluid tracing of the middle Fangdoushan fault zone

圖3 方斗山斷裂帶北部流體示蹤圖Fig.3 Fluid tracing of the north Fangdoushan fault zone

圖4 方斗山斷裂帶南部流體示蹤圖Fig.4 Fluid tracing of the south Fangdoushan fault zone

斷層的垂向封閉性針對志留系龍馬溪組頁巖氣產層。綜合分析認為，在方斗山斷裂帶整體，志留系以下為一套流體系統，以重鍶同位素為特征，流體來源可能為深大斷裂形成時溝通的深部殼源富鍶流體，在斷層形成時志留系以下地層通過斷層聯通，斷層垂向封閉性差，但受志留系泥巖的保護，志留系下部的流體無法通過斷層向上運移。晚期構造活動造成斷層活動，斷裂帶中部開啟過兩次，一次志留系上部至三疊系地層通過斷層垂向聯通，充填志留系上部流體；一次上下二疊統地層通過斷層垂向聯通，充填上二疊統地層流體。斷裂北部開啟過一次，上二疊統至三疊系嘉陵江組地層通過斷層垂向上聯通，充填嘉陵江組流體；斷裂南部開啟過一次，下二疊統至三疊系飛仙關組地層通過斷層垂向上聯通，充填上二疊統流體。方斗山中部由于受到大耳山斷裂帶的影響，有上志留統的地層流體向上運移，對志留系龍馬溪組頁巖氣儲層來說，垂向封閉性最差，方斗山南部、北部沒有志留系地層流體通過斷層向上運移，對志留系龍馬溪組頁巖氣儲層來說，垂向封閉性較好。

其他各條斷裂帶也存在早期志留系以下地層充填重鍶流體的情況，與方斗山斷裂情況相同，僅對晚期的活動的差異進行說明。

2.2 大耳山斷裂帶垂向封閉性評價

大耳山斷裂帶呈北東走向，位于焦石壩地區東南部，南部與方斗山斷裂帶交匯。大耳山斷裂帶流體示蹤圖見圖5，圖6。大耳斷裂帶南部，下、上二疊統二疊統、三疊系飛仙關組、嘉陵江組充填的外源流體形成的方解石脈的鍶同位素數值范圍為0.707 406～0.707 698、0.708 255～0.709 111、0.707 451～0.708 264、0.708 200～0.708 328。由鍶同位素數值可知從下二疊統到三疊系嘉陵江組有一期鍶同位素為0.707 800～0.707 911的流體形成的方解石脈充填，氧同位素負漂移，證明受深部熱流體的影響。結合同時期地層海水鍶同位素數值，推測源自上志留統流體；下二疊統、三疊系飛仙關組充填一期鍶同位素數值為0.707 752左右的方解石脈，碳、氧未有明顯負偏移，可能為鄰層上二疊統流體充填形成；大耳山斷裂北部，三疊系嘉陵江組充填鍶同位素數值范圍為0.708 086～0.708 424的方解石脈，δ18OV-PDB范圍為-8.7‰～-7.2‰，主要受溫度影響，對比同時期海水鍶同位素，來源為上志留統地層流體。

圖5 大耳山斷裂帶北部流體示蹤圖Fig.5 Fluid tracing of the north Daershan fault zone

圖6 大耳山斷裂帶南部流體示蹤圖Fig.6 Fluid tracing of the south Daershan fault zone

綜合分析認為，晚期斷層活動，二疊系至三疊系地層充填第二期流體系統，二疊系、三疊系地層通過斷層聯通，在地質歷史期曾發生過志留系的流體充填。此外大耳山斷裂南部，在第二套流體系統內曾發生過局部的二疊系內的流體活動。對志留系龍馬溪組頁巖氣儲層來說，大耳山斷裂帶整體封閉性差，北部封閉性相對較好。

2.3 烏江斷裂帶垂向封閉性評價

烏江斷裂帶呈北北西走向，位于焦石壩主產區西部，與方斗山斷裂帶、天臺場斷裂帶交匯。烏江斷裂帶流體示蹤圖見圖7，圖8。在烏江斷裂帶北部三疊系嘉陵江組充填的外源流體形成的方解石脈的鍶同位素數值范圍為0.707 383～0.708 189。其中，鍶同位素數值在0.708 189左右的方解石的碳同位素為2.4‰，碳同位素偏正，與地層流體濃縮有關，可能與來自于膏巖鹽地層，結合同時期地層海水的數值，推測為三疊系雷口坡組來源的流體受到三疊系嘉陵江組膏巖的影響；鍶同位素數值在0.707 383左右的方解石的氧同位素偏負，推測受溫度影響，結合同時期地層海水的數值，推測為上二疊統來源的流體。在烏江斷裂帶南部下二疊統、三疊系嘉陵江組充填的外源流體形成的方解石脈的鍶同位素數值范圍分別為0.707 580、0.708 173～0.708 394。根據鍶同位素數值可知從下二疊統的方解石脈來自相鄰的上二疊統的流體活動、三疊系嘉陵江組充填的方解石脈來自于上志留統地層的流體。

圖7 烏江斷裂帶北部流體示蹤圖Fig.7 Fluid tracing of the north Wujiang fault zone

圖8 烏江斷裂帶南流體示蹤圖Fig.8 Fluid tracing of the south Wujiang fault zone

斷層的垂向封閉性針對志留系龍馬溪組頁巖氣產層。分析認為，在烏江斷裂整體，后期斷層活動斷裂南部開啟過兩次，一次志留系上部至三疊系地層通過斷層聯通，充填志留系上部流體，一次上下二疊統地層通過斷層聯通，充填上二疊統地層流體；斷裂北部流體連通限于三疊系雷口坡組到上二疊統。斷裂南部由于受到方斗山斷裂帶的影響，有來自于上志留統地層的流體沿斷層向上運移，垂向封閉性最差；斷裂北部斷垂向封閉性相對較好。

2.4 天臺場斷裂帶垂向封閉性評價

天臺場斷裂帶北部呈北西走向，南部轉換為南北走向，位于焦石壩地區的西北部。天臺場斷裂帶流體示蹤圖見圖9、圖10。除志留系充填一期外源流體形成的方解石脈外。在天臺場斷裂帶北部三疊系雷口坡組、飛仙關組分別充填鍶同位素數值為0.707 913、0.707 889 5的外源流體形成的方解石脈，碳同位素偏正，可能來自于含膏巖鹽地層，結合同時期地層海水的數值，推測為三疊系嘉陵江組來源的流體；在天臺場斷裂帶南部三疊系雷口坡組充填的外源流體形成的方解石脈的鍶同位素數值范圍為0.708 363～0.708 474。根據鍶同位素數值可知方解石脈來自于上志留統地層的流體。

在天臺場斷裂整體，后期斷層活動，斷裂北部發生過三疊系內流體連通，沒有來自產層的地層流體，垂向封閉性最好。斷裂南部部垂向封閉性較差，后期活動造成上志留統到雷口坡組地層連通。

圖9 天臺場斷裂帶北部流體示蹤圖Fig.9 Fluid tracing of the north Tiantaichang fault zone

圖10 天臺場斷裂帶南部流體示蹤圖Fig.10 Fluid tracing of the south Tiantaichang fault zone

位置流體期次流體聯通范圍斷層垂向封閉性方斗山斷裂帶北部1期上二疊統—三疊系嘉陵江組好中部2期上志留統—三疊系嘉陵江組差二疊系內部南部1期下二疊統—三疊系嘉陵江組好大耳山斷裂帶北部1期上志留統—三疊系嘉陵江組中等南部2期上志留統—三疊系嘉陵江組差下二疊統—三疊系飛仙關組烏江斷裂帶北部2期三疊系內部中等上二疊統—三疊系飛仙關組南部2期上志留統—三疊系嘉陵江組差二疊系內部天臺場斷裂帶北部1期三疊系內部好南部1期上志留統—三疊系雷口坡組中等

注：斷層各部位早期志留系以下地層通過斷層垂向聯通，受志留系泥巖滑脫層控制，流體無法向上運移。

圖11 斷層垂向封閉性綜合評價圖Fig.11 Evaluation of vertical sealing of faults

2.5 綜合評價

通過不同部位的流體示蹤圖可對斷層垂向封閉性進行評價，斷層的垂向封閉性針對志留系龍馬溪組頁巖氣產層。評價結果見表2和圖11。各斷裂帶早期志留系以下地層流體通過斷層聯通，受志留系泥巖的保護，志留系下部的流體無法通過斷層向上運移。晚期構造運動使斷層開啟。實驗結果表明，焦石壩背斜帶及周邊不同位置斷層的垂向封閉性具有明顯差異。根據流體期次和聯通范圍對焦石壩背斜帶周圍斷層垂向封閉性進行評價，認為斷層晚期開啟一次且沒有志留系流體沿斷層向上運移的部位斷層垂向封閉性好、斷層晚期開啟過兩次且有志留系流體沿斷層向上運移的部位斷層垂向封閉性差、斷層晚期開啟過一次但有志留系流體向上運移的部位或斷層晚期開啟過兩次但沒有志留系流體沿斷層向上運移的部位斷層垂向封閉性中等。結果表明：方斗山斷裂中部、大耳山斷裂南部、烏江斷裂南部充填多期流體且充填志留系流體形成的方解石脈，斷層垂向封閉性差；大耳山斷裂北部、烏江斷裂帶北部、天臺場斷裂帶南部后期經過一期流體充填但充填志留系流體形成的方解石脈或經過多期流體充填，斷層垂向封閉性中等；方斗山斷裂帶北部、南部、天臺場斷裂帶北部晚期僅經歷一期流體充填且沒有來自志留系的流體，斷層垂向封閉性好。

斷層的形成晚于頁巖氣的生烴高峰，處于頁巖氣的散失階段，斷層垂向封閉性越差，頁巖氣越可通過斷層散失，其產能越差。因此可通過生產動態數據證實上述結論，焦石壩一期產區主體區的平均無阻流量為52.1萬方/天。靠近烏江斷裂南部的生產井存在井漏、壓力降低的現象，平均無阻流量為9.1萬方/天，證明該區斷層對頁巖氣產層影響較大，斷層封閉性差。此外統計發現，靠近大耳斷裂帶北部的生產井的無阻流量明顯大于南部，證明了大耳山斷裂北部斷層垂向封閉性好于南部。

3 結論

(1) 以鍶同位素為主體、輔助以碳、氧同位素建立的斷層流體示蹤斷層垂向封閉性評價方法能夠對碳酸鹽巖地層中的斷層垂向封閉性進行評價，是對其他方法的有力補充。

(2) 焦石壩地區志留系以下地層早期充填一期深部殼源富鍶流體，受志留系泥巖滑脫層的保護，志留系下部的流體未通過斷層向上運移。晚期斷層活動，針對志留系龍馬溪組頁巖氣儲層，評價認為方斗山斷裂中部、大耳山斷裂南部、烏江斷裂南部斷層垂向封閉性差；大耳山斷裂北部、烏江斷裂帶北部、天臺場斷裂帶南部斷層垂向封閉性中等；方斗山斷裂帶北部、南部、天臺場斷裂帶北部斷層垂向封閉性好。

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好幾次，蔣春豬想跳下來，可馬跑得太快，他跳下來，不死也得重傷，他又是呼喝又是扯韁繩，藍晶馬終于停了下來。蔣春豬撥轉馬頭就往回跑。

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EvaluationofVerticalSealingofFaultsbyStrontium,CarbonandOxygenIsotopeTracingofFaultFluid:AcasefromtheanticlinalbeltinJiaoshibaarea

MA Qiang1,2, ZHANG DianWei2, WANG GuiWen1, ZHU DongYa2, ZHANG RongQiang2,LI TianYi2

1.CollegeofGeosciences,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China2.ResearchInstituteofPetroleumExploration&Production，SINOPEC，Beijing100083,China

Because the strontium isotope is not easy to be fractionated and can be compared with the time, the strontium isotope can be used as an effective index of fluid tracing. Oxygen isotopes can reflect the temperature, fluid and other factors, and carbon isotopes can reflect the organic matter, so they can be used as the strontium isotope supplement. The time and possibility of opening of in different parts of the fault can be judged by using fluid tracing diagram. In this paper, we take the example of faults around the anticlinal belt Jiao Shi Ba and make use of strontium, carbon and oxygen isotopes in the veins to study the vertical sealing of faults. The evaluation results show that the strata under the Silurian strata are communication in this area and there is a period of strontium-rich fluid from deep crust. But protected by decollement from mudstone in the Silurian strata, the period of strontium rich fluid cannot migration to upper strata through faults. This area was at last through two times of tectonic movement in the late period. Aiming at Silurian Longmaxi shale gas reservoir, different faults have obvious differences. From the plane of view, the vertical sealing of faults in the middle of Fangdoushan fault zone, and the south of Daershan fault zone, the south of Wujiang fault zone is bad. The vertical sealing of faults in the north of Wujinag fault zone, the south of Tiantaichang fault zone is medium. The vertical sealing of faults in the north of Fangdoushan fault zone, the south of Fangdoushan fault zone, and the north of Tiantaichang fault zone is good.

strontium isotope; carbon and oxygen isotope; vertical sealing of fault; Jiaoshiba

1000-0550(2017)06-1205-12

10.14027/j.cnki.cjxb.2017.06.012

2016-11-14；收修改稿日期2016-12-04

中國石化科技部項目(P16083)[FoundationScience and Technology Department of the SINOPEC, No. P16083]

馬強，男，1992年出生，研究生，碩士，地球化學、測井地質學，E-mail: qiangmade@163.com

P597+.2

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