復雜斷塊油田斷層封閉性分析

摘要：在復雜斷塊油田，斷層封閉性的研究對于確定油氣藏的分布有著極為重要的意義。以唐莊地區為例，應用斷面壓力法，結合斷層活動性分析了斷層的垂向封閉性，同時應用巖性對接法對斷層的側向封閉性進行識別。總結了唐莊地區不同級別斷層的封閉性。

關鍵詞：唐莊地區；斷層垂向封閉性；斷層側向封閉性

油氣勘探的實踐表明，斷層在油氣藏的形成過程中起著重要作用，它不僅可以作為油氣從烴源巖運移到圈閉的通道，而且更重要的是它還可以作為遮擋物，阻止油氣的運移，使油氣聚集與保存下來，當起通道作用時，油氣可沿斷層面做垂向運移，斷層錯斷地層的層位不同，油氣運移的層位也不同，其活動時期控制著天然氣的二次運移的時期；當起封閉作用時，斷層在側向上可阻止油氣穿斷層面運移，垂向上防止油氣沿斷面向上部儲層運移。因此斷層封閉性的研究是油氣藏形成與分布研究中的重要內容，搞清斷層的封閉程度，可認清油氣的分布規律，確定油氣的勘探目的層，同時研究與斷層有關的封閉，對于有效尋找油氣藏具有重要的指導意義。

斷層封閉性受多種因素影響，目前斷層封閉性的研究從機理認識、因素分析及方法研究等方面都取得了豐碩的成果，眾多學者針對不同地區，不同類型斷層和不同的側重點從側向和垂向兩個方面總結出了多種評價斷層封閉性的方法。側向封閉性分析的方法主要有巖性對置法、Allan斷面圖法、“Knipe圖”法、砂泥對接概率法、斷移地層砂泥比值、泥巖涂抹系數法（Bouvier等，1989；Lindsay等，1993；Yielding等，1997）等。垂向封閉性分析方法主要有斷層活動性分析法、斷面壓力法（付廣等，1998）、構造應力場分析法、聲波時差法、斷裂帶泥巖含量法等。

1 斷層垂向封閉性研究

斷層垂向封閉性是指斷層對沿斷層面切線方向順斷層運移油氣的封閉能力。通過綜合分析斷面壓力、斷層活動性分析來研究斷層的垂向封閉性。

1.1 斷面壓力法

斷面承受應力及力學性質是使斷層具有封閉性的必要條件。斷層的垂向封堵性在某種程度受到斷面正應力的控制。斷面所承受的應力，是兩盤相互之間的作用力。斷面所承受的應力包括兩部分，即剪應力與正應力。剪應力引起斷層的活動，而與封閉性沒有直接的關系，這里只討論正應力。斷面承受的正應力一般為正值，即壓應力，偶爾為負值，即張應力。斷層如果承受張應力就會張開，呈現開口狀態，這時斷層成為油氣運移的通道；如果要使斷層側向封閉，則斷層承受較大的壓應力，成為閉口狀態是斷層封閉的必要條件之一。因此確定斷面上應力的大小和性質對于揭示控油斷層的垂向封閉性極為重要。

通過構造應力場模擬，發現東營期唐莊地區主要承受近南北向的張應力，這與我們前面分析的斷層性質也相吻合，因此唐莊、張集斷層在成藏期應呈現開口狀態，為油氣運移的通道。且由于南北向拉張中它們處于斜向拉伸而會產生一右行平移分量，對內部的三、四級斷層產生一定的擠壓，有利于斷層封堵。

1.2 斷層活動性分析

唐莊斷層、張集斷層都屬于生長斷層，正是這些生長斷層的幕式活動，導致斷層對油氣具有輸導作用。斷層的活動規律是揭示斷層輸導油氣的重要研究內容之一。生長斷層對研究區油氣的運移、聚集有直接的控制作用。

唐莊、張集斷層二條大斷層在對應的二個鼻狀構造主體活動最為強烈，斷層活動時期與油氣運移時期的良好匹配是研究區內油氣成藏的關鍵，構成了油氣垂向運移的通道，且唐莊、張集斷層向西深入臨南生油洼陷，可作為油氣運移的良好通道。

2 斷層側向封閉性研究

唐莊地區斷層封閉以對置封閉為主，巖性配置是側向封閉性的基本條件之一，當斷層兩盤砂巖與泥巖對接時，斷層封閉性好；當砂巖與砂巖對接，斷層封閉性差。唐莊地區主要圈閉類型為斷層圈閉，側向由封堵性較好的斷層遮擋成藏，在對斷層側向封閉性評價中，主要選擇三、四級控藏斷層進行分析。

1.1儲層特征

唐莊地區位于中央隆起帶的西段，其沉積主要受西部陵縣隆起和中央隆起帶的控制。物源來自于西部和西北部。受構造活動差異、沉積物供給等因素影響，沙河街組三段下亞段—東營組沉積類型呈多樣化，不同時期沉積類型及組合不同。

沙三段沉積時期，來自北部物源的唐莊三角洲、盤河三角洲向唐莊地區推進，在唐莊地區沙三上、下發育三角洲前緣相砂體。沙三段儲層砂體厚度最大，橫向分布穩定，分布范圍廣，砂體連通性好，孔滲性好，是本區最好的儲集層段。該套儲層既是良好的儲集層，也是良好的輸導層。同時，在儲層的上部沙三上上部、沙三中、沙四段頂部發育三套穩定的泥巖，厚度達20米至百米。即是良好的蓋層又是側向封堵的主要泥巖層。

1.2 沙三上斷層封堵性分析

解剖已鉆油藏，針對反向、順向斷層分別建立了TA7、XI4兩種封堵模式（圖4-7、圖4-8），通過統計斷層斷距與上下盤巖性的對接關系，得到了沙三上斷層的有利封堵條件，反向斷層當斷距小于270米時，沙三上儲層與沙三上上部發育穩定的泥巖對接，封堵條件好。而當大于270米時就與沙二段的儲層對接了，不利于封堵。順向斷層的封堵條件則比較復雜，只有當斷距位于25-65米之間時，沙三上的儲層與沙三中的泥巖對接，當斷距位于90-115米之間時沙三上則與沙四段頂部泥巖對接，封堵條件較好。可見，反向斷塊成藏條件有利。

.3 沙三下斷層封堵性分析

針對沙三下也分別建立了反向和順向兩種斷層封堵模式（圖4-9、4-10），發現反向斷層當斷距小于290米時，沙三下的儲層與沙三中段的泥巖對接，有效封堵；當斷距大于290米，沙三下的儲層與沙三上的大套唐莊砂體對接，封堵性差。所以反向斷塊：斷距不是太大時（H<290m），沙三中段較厚的泥層封堵，成藏最有利。順向斷層當斷距小于180米時，沙三下的儲層與沙三下地層對接，沙三下泥巖夾層比較厚，可以封堵，但具有一定風險；只有斷距位于180米與230米之間時，沙三下的儲層才與沙四段頂部的泥巖對接，封堵性最好。

3 結論

（1）二級大斷層唐莊、張集斷層主要承受張應力，表現為走滑—拉張斷裂，油氣成藏期呈開口狀態，斷層活動性強、封堵性差，應是油氣運移的良好通道。

（2）三、四級斷層受右行平移分量的擠壓，垂向上封閉；側向上可依據兩盤巖性對接模板確定斷層的封堵。

參考文獻

[1]許建華. 惠民凹陷唐莊地區油氣地質條件分析[J]. 油氣地質與采收率，2001，8（4）：21-23

作者簡介：湯夢靜，女，1983年生，工程師，工學學士，現主要從事地震地質綜合研究。

（作者單位：中國石油化工股份有限公司

勝利油田分公司物探研究院）