斷層封堵性研究在復(fù)雜斷塊油氣藏勘探開發(fā)中的應(yīng)用

【摘要】斷層對烴類的運移、聚集和成藏有十分重要的控制作用，從而使得判斷斷層的封堵性在復(fù)雜斷層油氣藏勘探開發(fā)中起著至關(guān)重要的作用。本文以大港南部油區(qū)復(fù)雜斷塊油田為例，在精細研究其斷裂構(gòu)造的基礎(chǔ)上，應(yīng)用斷層封堵性分析研究軟件TrapTester5.2中斷面圖分析法，斷面兩側(cè)巖性并置關(guān)系、封堵量及斷層泥涂抹封堵量計算法等方法，結(jié)合鉆井，測井，巖心等資料，對官197—官87地區(qū)控制油藏形成的斷層封堵性進行定性，定量研究，在此基礎(chǔ)上，對斷層封堵性與油氣分布進行了分析，總結(jié)出了復(fù)雜斷塊油田油氣勘探開發(fā)的有效方法。

【關(guān)鍵詞】斷層封堵性；復(fù)雜斷塊；勘探開發(fā)；大港油田

前言

由于斷層對烴類的運移、聚集和成藏有十分重要的控制作用，斷層在油氣勘探和開發(fā)中是一種重要的構(gòu)造。斷層對烴類流動的影響是復(fù)雜的，有些斷層允許流體過斷層發(fā)生流動，有些斷層不允許流體通過，導(dǎo)致形成了各種復(fù)雜的油氣藏。斷層的封堵性對斷塊圈閉的預(yù)測資源量及各級儲量計算也有重要影響，斷層帶的屬性還影響到油藏數(shù)值模擬的精度。為了提高油氣勘探和開發(fā)的效益，研究斷層的封堵性是十分必要的。

一、斷層封堵分析技術(shù)

為什么要進行斷層封堵分析呢？原因是多方面的：首先斷層可以作為封堵和運移通道；其次斷層封堵能力的大小影響含烴體積的評價；最后斷層帶屬性影響油藏模擬。

1、斷層封堵的主要機制

評價斷層的封堵性，了解斷層封堵的作用和過程十分重要。通常，有四種機制可以導(dǎo)致斷層的封堵。

第一種是并置，即斷層作用使得具有不同封堵能力和毛管排替壓力的巖性或巖石類型形成地層并置。

第二種是粘土涂抹，即沿斷層帶泥質(zhì)單元變形所形成的粘土涂抹，沿斷層面中形成一個低滲透性粘土礦物連續(xù)帶。

第三種是破裂作用，由低黏土含量的凈砂巖所形成的碎裂斷層巖產(chǎn)生封堵。

第四種是成巖作用，即沿斷層面發(fā)生的選擇性膠結(jié)作用，部分或全部改變斷層破碎帶的孔隙度和滲透性，使原來滲透性的斷層面喪失孔滲性，最終產(chǎn)生水壓封堵。在斷層封堵性研究中，主要研究的是前兩種封堵類型。

2、斷層封堵性研究方法

研究斷層的封閉性，可以分成定性研究和定量研究兩個階段進行，可相應(yīng)地稱為定性研究方法和定量研究方法。

（1）定性研究階段

對斷層的幾何描述包括對斷層形成時間、發(fā)育歷史、斷層的走向、傾向、傾角、斷層斷距大小及橫向變化情況、以及斷層面的形態(tài)特征進行分析。

（2）定量研究階段

對斷層封閉性進行定量研究主要是提出一些數(shù)據(jù)計算方法，用來估算斷層上砂巖/砂巖并置區(qū)的粘土涂抹的可能性。目前，公開的關(guān)于斷層封堵的算法主要包括以下三種：

①泥巖斷層泥比（Shale Gouge Ratio，即SGR）

在斷層的每一點，SGR算法計算斷層上滑過那一點的巖石的體積泥質(zhì)/粘土凈含量。其計算公式為：SGR=∑（Vsh·ΔZ）/t×100% 。

②粘土涂抹潛力（Clay Smear Potential，即CSP）

粘土涂抹潛力CSP是估算斷層帶上砂巖/砂巖并置區(qū)的粘土涂抹的可能性。其計算公式為：CSP=∑（頁巖層厚度）2/與源頁巖層的距離。

③泥巖涂抹因子（Shale Smear Factor，即SSF）

泥巖涂抹因子SSF主要模擬研磨型涂抹剖面。SSF的計算公式為：SSF=垂直斷距/頁巖層厚度。

二、封堵性研究在復(fù)雜斷塊油藏中應(yīng)用

大港南部油區(qū)王官屯油田是一個發(fā)育了多套含油層系、地質(zhì)構(gòu)造破碎的復(fù)雜斷塊油田，由于各層系斷塊圈閉受斷層控制，因此對斷層封堵性的研究十分地重要。本研究主要是運用斷層封堵分析軟件TrapTester5.2，對官197-官87開發(fā)區(qū)塊內(nèi)9條斷層及其控制的9個斷塊圈閉的封堵性進行研究。

1、模擬步驟

在建立了合理的三維構(gòu)造框架之后，結(jié)合輸入的井資料，就可以按照TrapTester5.2軟件內(nèi)體積編輯器中的模擬步驟進行模擬，從左至右共七個步驟進行模擬。

2、模擬結(jié)果

（1）三角圖

從幾口井的三角圖來看，該區(qū)地層相對穩(wěn)定，橫向?qū)Ρ刃暂^好，帶的泥質(zhì)百分含量變化不明顯，因此其三角圖上反映的特征比較相似。模擬結(jié)果顯示，在斷距大于15m以上時，斷層就有一定的封堵性，如果斷距大于50m，則斷層的封堵條件將很好。

（2）斷層面屬性模擬結(jié)果

通過模擬，我們得到了研究工區(qū)內(nèi)各斷層的許多屬性，包括斷層面的構(gòu)造屬性如斷距、封堵屬性如并置圖、SGR圖等等。

3、圈閉評價

基于上述各斷層的封堵性分析結(jié)果，我們對研究區(qū)內(nèi)受這些斷層控制的9個斷塊圈閉進行了評價。根據(jù)控制斷塊圈閉的各斷層的封堵能力，與構(gòu)造圈閉幅度相結(jié)合，綜合確定斷塊圈閉的有利烴柱高度和預(yù)測有利的圈閉范圍。

4、井位部署

本區(qū)共部署新井28口，18油10水，新增地質(zhì)儲量306萬噸，平均單井控制儲量11萬噸。新井初期平均單井日產(chǎn)油12噸，日產(chǎn)水平216噸，新建產(chǎn)能6.48萬噸，取得了較好的開發(fā)效果。

三、結(jié)論

1、影響烴柱高度估算的因素包括①儲層并置圖，要得到正確的估算結(jié)果，精細的地震解釋和合理的三維地質(zhì)模型是基礎(chǔ)。②SGR到壓差的轉(zhuǎn)換關(guān)系，在方程AFPD中，d和c取值不同，計算結(jié)果將不一樣。③烴類密度，對于一定的封閉壓差，從方程Hmax可知，烴類密度直接影響烴柱高度。

2、研究表明，本區(qū)9條斷層的斷層面上砂砂并置區(qū)較發(fā)育-發(fā)育，表明斷層不能通過巖性并置形成封堵，但這些斷層通過泥巖涂抹均具有一定的封堵能力和可以支撐一定的烴柱高度，并基于模擬結(jié)果對9個斷塊圈閉有利的烴柱高度進行了預(yù)測。

3、通過后期的井位部署，實際鉆探的油水界面與預(yù)測結(jié)果較吻合，取得了較好的開發(fā)效果，證明斷層封堵性研究對復(fù)雜斷塊的油水界面預(yù)測和井位部署是很必要的，可能用其指導(dǎo)復(fù)雜斷塊的油氣藏勘探開發(fā)。