油氣斷層封閉性評價探討

王凱軍 明武輝

摘 要：通過綜合地質(zhì)分析法、斷裂填充物性質(zhì)、斷移的砂泥比值、是否存在孔隙流體超壓、段移地層內(nèi)垂向地溫梯度變化等來判斷油氣斷層封閉性，充分地揭示斷層封閉性機(jī)理，以預(yù)測斷層封閉性質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)測斷塊油氣和合理的注采系統(tǒng)，從而為油氣開發(fā)提供理論與技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：油氣開發(fā)；油氣斷層；封閉性

油氣斷層對于油氣運(yùn)行移動來說既是通道也是遮擋。所謂的油氣斷層封閉型是指油氣斷層對油氣的封閉能力，它在地質(zhì)空間上主要表現(xiàn)為兩個方面，即斷層的垂向封閉型和側(cè)向封閉型。當(dāng)油氣斷層起封閉作用時，斷層在側(cè)向上可阻止油氣穿過斷層面進(jìn)行運(yùn)行移動。垂向上防止油氣巖斷層向上部儲層運(yùn)行移動。油氣斷層封閉性是控制斷塊油氣藏含油范圍、面積和油氣藏高度的重要因素，也是控制油氣富集程度的主要因素，對于已開發(fā)的油田來說，油氣斷層封閉性也影響注水效果和油水運(yùn)動關(guān)系，只有深入探討影響油氣斷層型封閉性的各種因素，開展油氣斷層封閉性的定性和定量分析和評價，才能充分的解釋封閉性機(jī)理，以預(yù)測油氣斷層封閉性質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)測斷塊油氣藏和合理的注采系統(tǒng)。

1綜合地質(zhì)分析法判斷油氣斷層封閉性

通過油氣斷層封閉機(jī)理可以知道，斷層封閉的本質(zhì)因素主要是取決于差異排氣壓力，即到目的層排替壓力小于與之對置的油氣斷層，另一側(cè)巖層排替壓力，和斷裂帶的牌的壓力時。油氣斷層在側(cè)賂上是封閉的，當(dāng)目的儲集層排替壓力小于上覆蓋層中的斷裂帶的排替壓力時，油氣斷層在垂向上是封閉的，封閉能力用烴柱高度表示。然而，大量測取斷層兩盤巖層的排替壓力是不現(xiàn)實(shí)的，儲集層之上蓋層內(nèi)斷裂帶的排替壓力實(shí)際上無法測得，這樣就會勢必造成斷層封閉性評價的困難。這解決這一難題，人們試圖從研究影響斷層封閉性的地質(zhì)因素入手，首先確定斷層封閉性的影響因素，再確認(rèn)各因素在斷層封閉性中的作用，根據(jù)各地質(zhì)因素存在環(huán)境及特征，間接定性反映斷層兩盤對置巖層及其上覆巖層之間的排替壓力差的大小，從而達(dá)到對斷層封閉性的間接判斷。

2根據(jù)斷裂填充物性質(zhì)判斷油氣斷層封閉性。

如果斷裂充填物以泥質(zhì)為主的話，其泥質(zhì)充填物本身就具備側(cè)向的封閉性，并且該泥質(zhì)充填物本身一定同時也具有垂向封閉性，由此形成油氣斷層的側(cè)向與垂向封閉。但是如果斷裂充填物以砂質(zhì)為主的話，就不具有側(cè)向的封閉性。如果被斷移的地層為較薄的沙泥互層，斷裂充填物的性質(zhì)在互層斷內(nèi)可能沒有大的變化，在這種情況下，不具有側(cè)向封閉性的斷裂填充物，往往在垂向上也不具備封閉性。盡管目的儲集層上油氣斷層兩盤可能為泥砂層相對置，油氣仍可沿著斷裂帶垂向運(yùn)移。

斷裂充填物是一種普遍的現(xiàn)象，同生油氣斷層往充填與圍巖具有相同壓實(shí)程度的堵塞物，而非同生油氣斷層往往充填的是油氣斷層碎裂物，前者裂縫可能較少，后者裂縫發(fā)育。然而，只要充填物較細(xì)，具有比儲集層更高的排替壓力，便具有一定的封閉能力。在較薄的砂泥互層段內(nèi)，斷裂充填物的性質(zhì)是決定斷層封閉與否的重要因素。

3根據(jù)斷移的砂泥比值判斷油氣斷層封閉性

同生油氣斷層的砂泥比值大于1.0，非同生油氣斷層的砂泥比值大于0.8，油氣斷層不具封閉性；封閉油氣斷層斷移地層的砂泥比值一般小于0.6。如果為油氣斷層所錯動的地層中，泥巖層所占比值相對較、砂層含量相對較高，砂層與泥層對置可能性就一定很小，斷裂充填物的性質(zhì)以砂質(zhì)為主。在較高的砂泥比條件下，油氣斷層的封閉能力必然較低，因此，當(dāng)砂泥比值高到一定程度時，無論其他條件如何，斷層都不具備封閉能力。

4根據(jù)是否存在孔隙流體超壓判斷斷層封閉性

當(dāng)斷層兩盤或斷層一側(cè)地層中，帶孔隙流體超壓時，證明斷層面不作為流體泄壓的通道，斷層封閉性好。

5根據(jù)烴藏內(nèi)剩余壓力的大小和壓力系數(shù)的垂向變化判斷斷層封閉性

在地層水流動暢通的情況下，烴藏壓力等于測壓點(diǎn)處的靜水壓力與該點(diǎn)到烴水界面烴柱浮力之和，該浮力也是烴藏在該點(diǎn)的剩余壓力。顯然，剩余壓力的大小與油藏高度、油（或氣）水密度差成正比。

如果烴藏高度很小，烴藏剩余壓力很低，烴藏壓力接近于地層靜水壓力，假設(shè)已知單一儲集層的含烴高度，可計算出該烴藏內(nèi)任何一點(diǎn)的剩余壓力。與實(shí)際烴藏剩余壓力（實(shí)測壓力與靜水壓力之差）相比較，證明該單一儲集層具有獨(dú)立的壓力系統(tǒng)，斷層不作為油氣運(yùn)移的通道，溝通其下部的含烴層（下部含烴層烴水界面至該儲集層的的垂直距離大于該儲集層的含烴高度），斷層是封閉的。

如果實(shí)測剩余壓力高于該單一含烴層的烴柱浮力，說明下部岔烴層對此層有貢獻(xiàn)，兩儲集層是連通的，其連通的原因是蓋層有裂縫或斷層開啟，在斷層附近蓋層中裂縫的產(chǎn)生與斷層活動有關(guān)，因此兩種原因?qū)嵸|(zhì)是一致的，均說明斷層具備開啟性。

6根據(jù)段移地層內(nèi)垂向地溫梯度變化，判斷斷層垂向封閉性

如果斷層作為流體垂向運(yùn)移的通道，被斷層溝通的上下儲集層中流體應(yīng)該相互串通，上下儲層的地溫應(yīng)該處于同一個地溫梯度。若斷層不作為流體運(yùn)移通道，下儲集層不連通，由于該層的隔熱作用或某些地層中放射性元素相對較多，在其蛻變時放出熱量而使地溫增高，造成上下相鄰儲集層內(nèi)的溫度的差異。因此，在斷層附近，如果被斷移的地層各層內(nèi)的地溫梯度不同。且差異較大，在地層剖面上各層的地溫梯度的變化無規(guī)律性，說明斷層是封閉的。

7根據(jù)斷移地層的輸導(dǎo)比判斷斷層側(cè)向封閉性

斷裂側(cè)向封閉性的主要影響因素是斷裂兩盤的砂泥對置狀態(tài)。目的盤砂巖層與對置盤泥巖層對置，斷裂側(cè)向封閉，否則側(cè)向開啟。計算斷裂側(cè)向封閉性，根據(jù)斷層兩舟車所提示的地層及油氣水分布狀況可進(jìn)一步印證斷層的封堵性。

8根據(jù)斷面力學(xué)性質(zhì)判斷斷層垂向封閉性

這個方法是結(jié)合東營凹陷油氣分布的規(guī)律，從理論上對斷層封閉性的評價方法進(jìn)行的探討，斷層封閉性的根本衡量標(biāo)準(zhǔn)是斷面的力學(xué)性質(zhì)，而斷面力學(xué)性質(zhì)又取決于地質(zhì)歷史時期中，斷面上的直應(yīng)力和剪應(yīng)力的大。，如果剪應(yīng)力為零的斷面為簡單的張性，如果剪應(yīng)力不為零，則斷面為張剪性或壓剪性，張剪性和壓剪性斷面具有封閉性，而張性和張剪性斷面則是開啟的。對不同時期不同應(yīng)力場條件下斷裂的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行評價，就可以得到該斷層力學(xué)性質(zhì)在地質(zhì)時期中的動態(tài)演化過程。

事實(shí)上斷層的封閉性研究，是目前油氣地質(zhì)理論中的一大難題，只有深入探討影響斷層封閉性的各種因素，開展斷層封閉性的定性和定量分析和評價，才能充分地揭示斷層封閉性機(jī)理，以預(yù)測斷層封閉性質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)測斷塊油氣和合理的注采系統(tǒng)。

作者簡介：

王凱軍（1970—），男，山東滕州人，輸氣責(zé)任技師，現(xiàn)于油氣集輸大隊采氣隊從事技術(shù)工作。