油氣斷層封閉性評(píng)價(jià)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(cè)斷層封閉性質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)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(duì)于油氣運(yùn)行移動(dòng)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(duì)油氣的封閉能力，它在地質(zhì)空間上主要表現(xiàn)為兩個(gè)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(shí)，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(dòng)。垂向上防止油氣巖斷層向上部?jī)?chǔ)層運(yùn)行移動(dòng)。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(duì)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(dòng)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(píng)價(jià)，才能充分的解釋封閉性機(jī)理，以預(yù)測(cè)油氣斷層封閉性質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)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(duì)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(shí)。油氣斷層在側(cè)賂上是封閉的，當(dāng)目的儲(chǔ)集層排替壓力小于上覆蓋層中的斷裂帶的排替壓力時(shí)，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(cè)取斷層兩盤巖層的排替壓力是不現(xiàn)實(shí)的，儲(chǔ)集層之上蓋層內(nèi)斷裂帶的排替壓力實(shí)際上無法測(cè)得，這樣就會(huì)勢(shì)必造成斷層封閉性評(píng)價(jià)的困難。這解決這一難題，人們?cè)噲D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(duì)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(duì)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(shí)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(chǔ)集層上油氣斷層兩盤可能為泥砂層相對(duì)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(chǔ)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(cuò)動(dòng)的地層中，泥巖層所占比值相對(duì)較、砂層含量相對(duì)較高，砂層與泥層對(duì)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(shí)，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(shí)，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(dòng)暢通的情況下，烴藏壓力等于測(cè)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(chǔ)集層的含烴高度，可計(jì)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(cè)壓力與靜水壓力之差）相比較，證明該單一儲(chǔ)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(chǔ)集層的的垂直距離大于該儲(chǔ)集層的含烴高度），斷層是封閉的。

如果實(shí)測(cè)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(duì)此層有貢獻(xiàn)，兩儲(chǔ)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(dòng)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(chǔ)集層中流體應(yīng)該相互串通，上下儲(chǔ)層的地溫應(yīng)該處于同一個(gè)地溫梯度。若斷層不作為流體運(yùn)移通道，下儲(chǔ)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(duì)較多，在其蛻變時(shí)放出熱量而使地溫增高，造成上下相鄰儲(chǔ)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(duì)置狀態(tài)。目的盤砂巖層與對(duì)置盤泥巖層對(duì)置，斷裂側(cè)向封閉，否則側(cè)向開啟。計(jì)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(gè)方法是結(jié)合東營凹陷油氣分布的規(guī)律，從理論上對(duì)斷層封閉性的評(píng)價(jià)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(shí)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(jiǎn)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(duì)不同時(shí)期不同應(yīng)力場(chǎng)條件下斷裂的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，就可以得到該斷層力學(xué)性質(zhì)在地質(zhì)時(shí)期中的動(dòng)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(píng)價(jià)，才能充分地揭示斷層封閉性機(jī)理，以預(yù)測(cè)斷層封閉性質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)斷塊油氣和合理的注采系統(tǒng)。

作者簡(jiǎn)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(duì)采氣隊(duì)從事技術(shù)工作。