斷距系數(shù)在南陽凹陷張店油田的應(yīng)用

王 冶

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斷距系數(shù)在南陽凹陷張店油田的應(yīng)用

王 冶

（中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450000）

南陽凹陷為斷陷盆地，斷層控制著盆地的生長發(fā)育與構(gòu)造格局、也控制凹陷的沉積體系，絕大多數(shù)圈閉的形成與發(fā)展都與斷層有關(guān)，斷層在一定程度上決定了油氣的運(yùn)移、聚集、保存等條件。提出了應(yīng)用斷距系數(shù)研究斷層活動(dòng)強(qiáng)度的方法，并結(jié)合油氣分布特征分析斷層的活動(dòng)強(qiáng)弱與油氣聚集之間的關(guān)系，對基本以斷塊油藏為主的南陽凹陷張店油田進(jìn)行分析，并總結(jié)出了一套適用于該區(qū)的斷距系數(shù)法控制油氣成藏作用的評價(jià)技術(shù)，從而為有利目標(biāo)的可靠性評價(jià)提供了依據(jù)。

南陽凹陷；張店油田；斷距系數(shù)；油氣成藏

大量的油氣勘探實(shí)踐和石油地質(zhì)研究已證實(shí)，斷層活動(dòng)易形成地壘、地塹、斷鼻、反向屋脊斷塊等多種圈閉，為油氣聚集創(chuàng)造了良好的空間環(huán)境。許多斷塊內(nèi)部構(gòu)造形態(tài)受斷層控制，并伴隨斷裂活動(dòng)同步發(fā)育[1–3]，準(zhǔn)確分析斷層活動(dòng)的時(shí)間和強(qiáng)度對油氣勘探有重要的意義。由于南陽凹陷斷裂多為分期次的發(fā)育特征，同生斷層并不常見，斷層生長指數(shù)法研究斷層活動(dòng)強(qiáng)度在本地區(qū)并不適用，因此本次研究采用斷距系數(shù)法來研究張店油田斷層活動(dòng)強(qiáng)度對油氣成藏的控制作用[4–7]。

1 構(gòu)造背景及斷裂體系特征

南陽凹陷屬于南襄盆地的一個(gè)相對獨(dú)立的斷陷構(gòu)造單元，位于秦嶺造山帶內(nèi)部。南陽凹陷是一個(gè)南深北淺的箕狀扇形斷陷，盆地面積約3 600 km2，其形成與發(fā)展受控于南部的新野斷裂，該斷裂走向由北西向轉(zhuǎn)北東向，呈“之”字形展布。凹陷內(nèi)發(fā)育NW和NE向兩組斷裂，盆地具有南北分帶、東西分塊、凸凹相間的構(gòu)造格局[8]。

張店油田位于南陽凹陷東部，面積約為200 km2，處于張店鼻狀構(gòu)造帶內(nèi)。該區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，整體為軸向北西向的鼻狀構(gòu)造，局部有所差異，其中北部和東北部為單斜構(gòu)造，主要發(fā)育北東向、近東西向、北西向三組斷層，斷層斷距大、延伸距離遠(yuǎn)，鼻狀構(gòu)造被斷裂復(fù)雜化，形成眾多的斷塊、斷鼻圈閉[9]。近年來區(qū)內(nèi)多口井獲工業(yè)油流，形成了南37塊、南38塊、南79塊、南99塊等多個(gè)含油斷塊，張店油田探明儲(chǔ)量1 736.80×104t，占南陽凹陷總探明儲(chǔ)量的58%。

研究區(qū)斷層多、斷距大小不等、延伸距離長短不一。共發(fā)育90多條斷層（表1），以北東向、近東西向、北西向?yàn)橹鳌嗔训钠矫娼M合比較復(fù)雜，西側(cè)和東側(cè)斷裂的展布特征和組合特征各有差異?？傮w上，研究區(qū)存在4種基本的斷裂剖面組合形態(tài)：“Y”型組合、反“Y”型組合、階狀斷裂組合、“Y”型與反“Y”型復(fù)合。

2 斷距系數(shù)的應(yīng)用及效果

2.1 斷距系數(shù)的概念與原理

前人定性或定量地研究斷層的活動(dòng)時(shí)間、活動(dòng)強(qiáng)度，及其對油氣成藏的控制作用，多采用“斷層活動(dòng)速率”法和“斷層生長指數(shù)”法。斷層活動(dòng)速率是指某一地層單元在一定時(shí)期內(nèi)，因斷裂活動(dòng)形成的落差與相應(yīng)沉積時(shí)間的比值，具體可理解為下降盤地層厚度減去上升盤地層厚度，再除以沉積時(shí)間；斷層生長指數(shù)是指某一地層單元被斷層所切割，其下降盤與上升盤的比值[1]。

南陽凹陷張店油田斷層多發(fā)育形成于喜山期，核桃園組地層屬于“先沉積后斷裂”的構(gòu)造特征，僅有馬店地區(qū)存在少數(shù)的同生斷層，絕大多數(shù)區(qū)域斷層兩盤地層厚度無差異或差異很小，且核桃園組不同的層段沉積的時(shí)間難以精確落實(shí)。因此，采用“斷層活動(dòng)速率”法和“斷層生長指數(shù)”法在本地區(qū)并不適用。

表1 張店構(gòu)造帶主要斷層要素

本文研究提出了斷距系數(shù)法來分析斷層活動(dòng)強(qiáng)度及對油氣藏的控制作用。斷距系數(shù)是指某一地層單元在一定時(shí)期內(nèi)，因斷裂活動(dòng)形成的落差與相應(yīng)地層沉積厚度的比值。即：

f=f/d

式中：f為斷距系數(shù)；f為斷層斷距，m；d為上升盤地層厚度，m。

2.2 斷距系數(shù)法的研究方法和成果

在研究區(qū)內(nèi)，沿西北–東南的三維地震主測線方向選擇12條過主要斷塊的測線進(jìn)行研究分析，統(tǒng)計(jì)每條深度測線上的斷層的斷距f，上升盤的地層厚度d（下降盤地層厚度易受沉積、構(gòu)造作用影響），將這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總（表2）。

將統(tǒng)計(jì)匯總的各條深度測線上的斷層的斷距f，上升盤的地層厚度d，導(dǎo)入計(jì)算公式，算出平面上各個(gè)位置的斷距系數(shù)值f，將散點(diǎn)化的斷距系數(shù)值在平面上進(jìn)行等值線的勾繪，形成不同沉積時(shí)期的斷距系數(shù)的平面圖。

表2 不同時(shí)期主要斷距系數(shù)Rf統(tǒng)計(jì)

Eh22沉積時(shí)期，斷層斷距多為0～130 m，斷距系數(shù)多為0.2～0.7，從工區(qū)南部到南108井—龍14井—南137井一帶，斷距系數(shù)較小。從西南部向東北部，斷距系數(shù)逐漸增大，在南130井、唐6井、南140井，金1井附近有異常髙值區(qū)，這些區(qū)域斷層活動(dòng)性強(qiáng)。張店油田Eh22地層探明儲(chǔ)量為509×104t，含油面積主要分布于張店油田中部及中南部地區(qū)，這些地區(qū)斷距系數(shù)普遍較小[10]（圖1）。

圖1 張店油田Eh22斷距系數(shù)平面分布

Eh23沉積時(shí)期，斷層斷距多為0～150 m，斷距系數(shù)多為0.2～0.8，從研究區(qū)南部到南108井—龍14井—南137井一帶，斷距系數(shù)較小。從南部向西北、東北方向，斷距系數(shù)逐漸增加。在南130井、唐6井、南99井北部、金3井附近有異常髙值區(qū)，這些區(qū)域斷層活動(dòng)性強(qiáng)。

張店油田Eh23地層探明儲(chǔ)量為720×104t，含油面積主要分布于張店油田中部地區(qū)，少數(shù)分布于中部偏北地區(qū)，這些地區(qū)斷距系數(shù)普遍較?。▓D2）。

圖2 張店油田Eh23斷距系數(shù)平面分布

Eh31沉積時(shí)期，斷層斷距多為0～130 m，斷距系數(shù)多為0.3～0.9，從研究區(qū)西南部到東北部，斷距系數(shù)逐漸增加，其中以金8井—南99井—南137井連線為分隔，西部斷距系數(shù)較小，東部斷距系數(shù)較大。在南140井、金1井附近有異常髙值區(qū)，這些區(qū)域斷層活動(dòng)性強(qiáng)。

張店油田Eh31地層探明儲(chǔ)量為282×104t，含油面積主要分布于張店油田中部偏西的地區(qū)，同樣，這些地區(qū)斷距系數(shù)普遍較?。▓D3）。

圖3 張店油田Eh31斷距系數(shù)平面分布

3 結(jié)論

張店油田各個(gè)沉積時(shí)期斷層的斷距系數(shù)各有不同，但各時(shí)期斷距系數(shù)與含油面積的分布都有一個(gè)共同的特點(diǎn)：斷距系數(shù)較大的地區(qū)，斷層活動(dòng)性強(qiáng)，強(qiáng)烈的斷層活動(dòng)性主要起油氣的垂向疏導(dǎo)作用，不利于油氣的聚集和保存；斷距系數(shù)較小的地區(qū)，斷層的活動(dòng)性較弱，對油氣的聚集成藏起到了有利的作用。含油面積多分布于斷距系數(shù)較小的地區(qū)，說明斷距系數(shù)對油氣的聚集成藏具有一定的控制作用。

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編輯：蒲洪果

1673–8217（2017）05–0047–03

TE111.2

A

2017–04–12

王冶，工程師，1984年生，2006年畢業(yè)于西南石油大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣勘探研究。