逆沖斷裂斷層側(cè)向封閉性評(píng)價(jià)
——以柴達(dá)木盆地英東一號(hào)油氣田為例

孟慶洋，賈茹，陳琰，袁莉，楊帆，張靜

（1.中國石油天然氣集團(tuán)公司盆地構(gòu)造與油氣成藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318；4.中國石油青海油田分公司勘探開發(fā)研究院，甘肅 敦煌 736202）

逆沖斷裂斷層側(cè)向封閉性評(píng)價(jià)
——以柴達(dá)木盆地英東一號(hào)油氣田為例

孟慶洋1，2，賈茹3，陳琰4，袁莉4，楊帆2，張靜4

（1.中國石油天然氣集團(tuán)公司盆地構(gòu)造與油氣成藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318；4.中國石油青海油田分公司勘探開發(fā)研究院，甘肅 敦煌 736202）

英東一號(hào)油氣田是一個(gè)受多條逆斷裂控制的高豐度油氣藏，通過對(duì)斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控藏機(jī)理的綜合分析，認(rèn)為斷裂帶內(nèi)部的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)直接影響了斷層對(duì)油氣的封閉能力。因此，文中選取SGR法對(duì)斷層的側(cè)向封閉性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。通過SGR對(duì)斷層圈閉內(nèi)的烴類與斷裂帶中所含的水之間的壓力差進(jìn)行標(biāo)定，利用TrapTester軟件模擬出SGR與臨界壓力關(guān)系式，并計(jì)算出英東一號(hào)構(gòu)造B斷塊和C斷塊所能封閉的烴柱高度范圍分別是137～359 m和85～302 m，說明了控藏?cái)嗔丫哂辛己玫姆忾]性。

逆沖斷裂；斷裂控藏；斷裂封閉性；英東一號(hào)油氣田；柴達(dá)木盆地

0　引言

對(duì)于受斷裂控制的圈閉來說，斷裂的側(cè)向封閉性往往決定了圈閉的有效性和油氣藏的規(guī)模［1］。前人已經(jīng)針對(duì)不同類型和不同封閉機(jī)理的控藏?cái)嗔眩⒘讼鄳?yīng)的評(píng)價(jià)參數(shù)和方法［2-15］。但其所建立的評(píng)價(jià)方法多是針對(duì)正斷層，而對(duì)逆沖斷層的斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其封閉能力的認(rèn)識(shí)仍存在不足。英東一號(hào)構(gòu)造是受多條斷裂共同控制的斷背斜，斷裂在油氣成藏過程中起到了重要的控制作用。孫平等［16］從成巖作用、斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及鉆遇斷裂巖心含油氣性等方面分析認(rèn)為，英東一號(hào)斷裂體系具有“上封下開”的特征，即淺部斷層封閉而深部斷層開啟。張煥旭［17］等通過對(duì)斷層的泥巖涂抹程度與斷裂帶排驅(qū)壓力的計(jì)算，提出油砂山斷裂在垂向深度2 000 m左右是一個(gè)分界點(diǎn)，2 000 m以上部分開啟，以下完全封閉。為進(jìn)一步探索逆沖斷層的側(cè)向封閉能力，本文以英東一號(hào)構(gòu)造為例，定量評(píng)價(jià)構(gòu)造帶內(nèi)主要控藏?cái)嗔训膫?cè)向封閉能力，對(duì)于深化認(rèn)識(shí)英東一號(hào)構(gòu)造圈閉含油氣性及資源潛力具有一定意義。

1　研究區(qū)概況

英東一號(hào)構(gòu)造位于柴達(dá)木盆地西部油砂山—大烏斯構(gòu)造帶油砂山地面構(gòu)造東段部位，其西北為尕斯庫勒油田、東南鄰近烏南油田。油砂山—大烏斯構(gòu)造帶經(jīng)歷了坳陷、逆沖、強(qiáng)烈逆沖和表層滑脫褶皺4個(gè)構(gòu)造演化階段，在南北向的擠壓應(yīng)力和阿爾金斷裂走滑運(yùn)動(dòng)的共同作用下形成了油砂山斷裂［18］。英東一號(hào)構(gòu)造依附于油砂山斷裂展布，受北西向的一系列斷層控制（見圖1），是一個(gè)受斷層切割的斷背斜構(gòu)造，閉合面積約為7 km2。英東地區(qū)目前鉆探共揭示出N22，N21，N1等3套地層，N22和N21是主要含油氣層位。綜合研究表明，英東一號(hào)構(gòu)造儲(chǔ)層主要為辮狀三角洲前緣、三角洲前緣及濱淺湖相沉積的中—細(xì)砂巖、粉砂巖［19］。經(jīng)勘探證實(shí)，英東一號(hào)構(gòu)造油氣藏是高豐度、長井段、多油氣水單元的層狀構(gòu)造油藏，油氣田豐度達(dá)107t/km2，是一個(gè)典型的小而肥的油氣藏［20］。

圖1　英東一號(hào)構(gòu)造下油砂山組頂面構(gòu)造

2　逆沖斷層斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)與封閉機(jī)理

前陸盆地中發(fā)育的斷裂具有明顯的斷層核和破碎帶［21-23］二元結(jié)構(gòu)。斷層核內(nèi)除主滑動(dòng)面外，還存在著大量的不同特征的斷層巖，包括斷層角礫巖、碎裂巖、斷層泥、灰泥涂抹和膠結(jié)的斷層巖。這些不同類型的斷層巖充填在斷層核內(nèi)，使斷裂帶的滲透性具有明顯的差異，在斷層長期活動(dòng)或應(yīng)力集中的區(qū)域，斷層核內(nèi)斷層巖擠壓發(fā)生破裂，斷層角礫巖進(jìn)一步細(xì)化成為斷層泥，增強(qiáng)了斷層對(duì)兩側(cè)儲(chǔ)層的封閉能力。因此，斷裂帶內(nèi)部的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)大小直接影響了斷層對(duì)油氣的封閉能力［24］。

3　逆沖斷層側(cè)向封閉性定量評(píng)價(jià)

3.1斷層側(cè)向封閉性評(píng)價(jià)方法

本次研究應(yīng)用SGR方法對(duì)一個(gè)具體地區(qū)斷層的封堵性進(jìn)行評(píng)價(jià)，首先必須用被鉆井資料證實(shí)了封堵能力的控藏?cái)鄬訉?duì)SGR值進(jìn)行標(biāo)定，推導(dǎo)斷層的封堵強(qiáng)度，從而估算烴柱的高度。在理想情形下，SGR值必須用斷層圈閉的烴類與斷層帶中水之間的壓力差進(jìn)行標(biāo)定（見圖2）。然而，由于很難收集到斷層帶中精確的水的壓力資料，壓力差（AFPD）是通過測(cè)量相同儲(chǔ)層中烴相和水相之間的壓力差或者測(cè)量過斷層的壓力差得到。AFPD是在斷層面上測(cè)量同一深度的上升盤一側(cè)（A）的烴類壓力和下降盤一側(cè)（A′）的水壓力的差，通過建立SGR與AFPD關(guān)系，得到SGR與斷面各點(diǎn)所能支撐的烴柱高度H的對(duì)應(yīng)關(guān)系為

式中：H為斷層面某點(diǎn)支撐的烴柱高度，m；SGR為斷層面某點(diǎn)斷層泥比率；c，d均為常量；ρw，ρo分別為油藏中水和油的密度，g/cm3；g為重力加速度，m/s2。

圖2　斷層能夠承受的最大烴柱計(jì)算模型

3.2英東一號(hào)油氣田斷層封閉性評(píng)價(jià)

英東一號(hào)構(gòu)造帶內(nèi)4條主要斷層將構(gòu)造劃分為4個(gè)斷塊。其儲(chǔ)層為典型的砂泥巖互層沉積，統(tǒng)計(jì)英東區(qū)塊內(nèi)單井的儲(chǔ)層單層砂巖和泥巖層厚度，區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)層單砂體厚度80%分布在0～4 m，絕大部分砂體被錯(cuò)斷，控圈斷層的封閉能力主要取決于斷裂帶內(nèi)充填的泥質(zhì)含量。因此，針對(duì)英東一號(hào)斷裂兩盤砂泥巖薄互層的特征，采用SGR法定量評(píng)價(jià)英東一號(hào)構(gòu)造帶斷層側(cè)向封閉性。

為有效評(píng)價(jià)英東一號(hào)構(gòu)造內(nèi)斷層的側(cè)向封閉能力，預(yù)測(cè)圈閉內(nèi)油氣水界面，利用Traptester軟件，結(jié)合地震與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，初步建立了英東一號(hào)構(gòu)造的三維地質(zhì)模型，并計(jì)算了圈閉內(nèi)各條控圈斷裂的斷層面屬性。本次選取了構(gòu)造內(nèi)斷塊D的2條控圈斷層F3，F(xiàn)4作為標(biāo)定對(duì)象，對(duì)該斷塊的圈閉要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（見表1），基于油田對(duì)地質(zhì)層位進(jìn)一步劃分的標(biāo)準(zhǔn)層，分別統(tǒng)計(jì)了圈閉內(nèi)含油氣的12個(gè)小層的油（氣）-水界面、含油（氣）幅度、斷裂控制幅度等參數(shù)。

通過計(jì)算斷層兩盤不同深度下的烴類壓力和水壓力的差值，確定斷面壓差，即AFPD（其中以氣層（3#）、油氣同層（4#）、油層（6#）為例）（見圖3），統(tǒng)計(jì)斷塊D內(nèi)F3，F(xiàn)4斷層控圈范圍內(nèi)，每一個(gè)小層的AFPD及其相對(duì)應(yīng)深度下斷面SGR值，最終建立AFPD與SGR的關(guān)系，得出斷層封閉上限包絡(luò)線（見圖4），在SGR低于16時(shí)，斷層無法封閉油氣。

表1　英東一號(hào)構(gòu)造斷塊D圈閉要素統(tǒng)計(jì)

圖3　K28，K29，K31標(biāo)準(zhǔn)層F4斷層壓力

根據(jù)上述獲得的參數(shù)，擬合出斷層所能封閉的最大烴柱高度的計(jì)算公式：

據(jù)英東一號(hào)構(gòu)造發(fā)育特征，判斷出斷塊B受F1，F(xiàn)2斷層控制。斷塊C受F2，F(xiàn)3斷層控制，綜合考慮圈閉內(nèi)各因素及流體運(yùn)移規(guī)律，利用擬合公式計(jì)算斷塊B，C控圈斷層斷面臨界壓力、烴柱高度及油水界面（OWC），尋找每條控圈斷層斷面油氣發(fā)生滲漏位置，最終確定斷塊B、斷塊C內(nèi)滲漏點(diǎn)位置，從而對(duì)斷塊內(nèi)油氣水界面及其所封閉的最大烴柱高度進(jìn)行預(yù)測(cè)。斷塊B封閉的最大烴柱高度359 m，最小137 m；斷塊C封閉最大烴柱高度302 m，最小85 m。預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際基本匹配（見圖5）。

圖5　英東一號(hào)構(gòu)造斷塊B，C預(yù)測(cè)與實(shí)際烴柱高度

4　結(jié)論

1）英東一號(hào)構(gòu)造儲(chǔ)層為典型的砂泥薄互層，其封閉能力主要取決于斷層帶內(nèi)充填的泥質(zhì)含量。應(yīng)用SGR法對(duì)英東一號(hào)構(gòu)造帶內(nèi)控圈斷層的側(cè)向封閉性進(jìn)行評(píng)價(jià)，當(dāng)SGR低于16時(shí)，斷層不具封閉能力。

2）應(yīng)用TrapTester軟件模擬，擬合出斷層所能封閉的最大烴柱高度的計(jì)算公式，分別預(yù)測(cè)出斷塊B封閉的烴柱高度為137~359 m，斷塊C所能封閉的烴柱高度為85~302 m，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際烴柱高度吻合度較好，也表明了主要控藏?cái)嗔丫哂辛己玫姆忾]性能。

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（編輯趙旭亞）

Evaluation on lateral fault sealing capacity in thrust fault：taking No.1 Yingdong Oilfield，Qaidam Basin as an example

MENG Qingyang1，2，JIA Ru3，CHEN Yan4，YUAN Li4，YANG Fan2，ZHANG Jing4
（1.Key Laboratory of Basin Structure&Hydrocarbon Accumulation，CNPC，Beijing 100083，China；2.Research Institute of Petroleum Exploration&Development，PetroChina，Beijing 100083，China；3.Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China；4.Research Institute of Exploration and Development，Qinghai Oilfield Company，PetroChina，Dunhuang 736202，China）

No.1 Yingdong Oilfield is a highly abundant reservoir controlled by multiple thrust faults.After synthetic analysis on the internal structure of fault zone and controlling hydrocarbon accumulation mechanism，it is concluded that the shale content in fault zone has a direct impact on the sealing capacity of thrust faults.In this paper，the SGR method is adopted to evaluate the lateral sealing capacity of the thrust faults.Using SGR to calibrate the pressure difference between the hydrocarbon and water in fault trap，the formula of SGR and critical pressure can be simulated by TrapTester software.Then the maximum hydrocarbon column height sealed in other sections of block B and block C can be calculated.The sealed hydrocarbon column height is between 137-359 m in block B and 85-302 m in block C，which demonstrates that the lateral sealing capacity of thrust faults is good.

thrustfault；faultcontrolledreservoir；faultsealingcapacity；No.1YingdongOilfield；QaidamBasin

國家科技重大專項(xiàng)“前陸盆地油氣成藏規(guī)律、關(guān)鍵技術(shù)及目標(biāo)評(píng)價(jià)（二期）”（2011ZX05003）；中國石油科技開發(fā)項(xiàng)目“前陸盆地油氣成藏規(guī)律研究與關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)（2014B-04）”、“柴達(dá)木盆地基礎(chǔ)地質(zhì)深化研究與戰(zhàn)略選區(qū)”（2011E-0303）

10.6056/dkyqt201602002

TE122.3+21

A

2015-08-19；改回日期：2016-01-15。

孟慶洋，男，1979年生，高級(jí)工程師，博士，主要從事油氣成藏機(jī)理與分布規(guī)律研究。E-mail：mqy5948@petrochina.com.cn。

引用格式：孟慶洋，賈茹，陳琰，等.逆沖斷裂斷層側(cè)向封閉性評(píng)價(jià)：以柴達(dá)木盆地英東一號(hào)油氣田為例［J］.斷塊油氣田，2016，23（2）：142-145，150. MENG Qingyang，JIA Ru，CHEN Yan，et al.Evaluation on lateral fault sealing capacity in thrust fault：taking No.1 Yingdong Oilfield，Qaidam Basin as an example［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（2）：142-145，150.