断层封闭性研究展望

断层封闭性的研究方法陈晶地质11-7班 2011010949摘要在阅读文献的基础上，本文将断层封闭性研究方法概括为定性评价方法及定量或半定量评价方法，并就大量方法中的地震资料评价法进行了详细说明。

定性评价方法中包括岩性配置识别法、断层活动性分析、声波时差分析法、物化性质指示法、油水界面分析法、流体包裹体、断裂带填充物七种，定量或半定量评价方法包括断层封堵系数法、地震速度谱识别法、断层压力计算法、地球化学分析法、断层面泥岩涂抹分析法、连通概率综合评价、逻辑信息法七种。

关键字断层封闭性定性评价定量或半定量地震资料评价1 引言所谓断层封闭性是指断层面或断裂带对地层流体封堵并阻止流体渗流的能力。

断层封闭性是一个极为复杂的地质问题,它不仅受断层的力学性质、断面承受应力状况、断层剪切带、泥岩玷污带、断层两盘储层排驱压力、断层两盘岩性配置关系、断层两盘地层产状配置关系和断层活动时期与油气运移聚集期的配置等多种地质条件制约,而且受构造演化史、应力场演化史、盆地充填史制约探讨各种评价断层封闭性的方法具有重要的学术和应用价值。

2 定性评价方法2.1 岩性配置识别法岩性配置是经典断层封闭性研究的主要手段，尤其是地层埋藏较浅、断层力学性质为张性或张扭性、断层断距较小时，及断裂带厚度一般较薄或不能连续分布，导致断层两侧岩石直接相遇时，其岩性配置对断层封闭性起至关重要的作用。

一般认为，当断层两盘砂岩与泥岩对接时，断层封闭性好；当砂岩与砂岩对接，且有相同或相近的排驱压力时，断层封闭性差；当断层两侧接触的砂岩具有不同排驱压力时，断层的封闭程度取决于封堵砂岩的排驱压力与储集层的排驱压力差。

目前，常用砂岩百分比含量、砂岩连通率以及Allan断面图来研究岩性配置情况。

2.2 断层活动性分析据相关研究成果, 断层在静止状态下以封闭作用为主, 在活动期以开启作用为主。

同时, 应用断层埋藏史、演化史, 结合区域构造的演化, 构造活动的大小程度、时间与油气的运聚关系等, 评价断层的封闭性也具有重要意义。

断层封闭性研究现状及发展趋势矿谱10级S100010139徐满一前言在油气成藏理论研究与勘探实践中，断层封闭性研究历来是是石油地质学家研究的热点和难点。

早在20世纪60年代，人们就开始尝试对断层封闭性进行评价，Smith D A（1966年）首先提出了断层封闭性判别的砂泥对接模型[1]，继Engelder J T研究了碎裂作用与断层泥生成关系之后[2]，Weber K J（1978年）等利用环形剪切试验证实了断层泥存在与分布[3]，Smith D A（1980年）通过野外地质观察与样品测试，证明了泥岩涂抹层具有较强的封闭能力[4]．以此为基础，Bouvier J A（1989年）等提出了泥岩涂抹势（CSP）的概念及其计算方法[5]，Lindsay A G（1993年）等提出了泥岩涂抹因子（SSF）概念及其计算方法[6]，在此期间，Allan U S（1989年）以砂泥对接封闭为理论基础，提出了利用断面剖面图解法研究断层两盘砂泥对接状态的概念模型[7]．到目前为止，人们主要的一些主要认识有有：(1) 明确断层封闭的本质因素是差异排替压力；（2）指出断层封闭性具有侧向和垂向的双向性（3）确认砂泥对接和泥岩涂抹可以使断层形成侧向封闭；（4）提出影响砂泥对接和泥岩涂抹层分布的地质因素；（5）对于封闭的机理、封闭类型、封闭性影响因素等有了比较深入的认识（6）基于对封闭机理封闭性影响因素的认识，人们也不断的探索了一些评价断层封闭性的方法，并且由定性的评价不断地向精细化的定量评价发展。

随着人们认识的不断深入，将会运用多学科、多手段研究，进行断层的物理模拟与数值模拟深入刻画断裂带内部的地质结构和断层岩的破坏程度。

总而言之，断层是石油地质不可回避的问题，随着人们对断层封闭性的研究的深入，会对断层控制油气的运移和成藏有更深入的认识，为油气勘探提供新的思路，开拓新的勘探领域。

二详述自从1966年Smith D A 发表的第一篇关于断层封闭性研究论文到现在，人们对断层封闭性研究已经经历了四十多年的探索，在这四十年里人们对于断层的封闭性的认识不断深入并且取得了丰硕的认识。

碎裂作用
孔隙度 渗透率
一个数量级 三个数量级
Diagenesis(成岩胶结作用)
成岩胶结作用使原来渗透的断层选择性胶结，孔隙度部分或全部降 低，最终实现封堵。
胶结物的多少取决于流体渗进岩石的距离、流体中溶解物的多少和 渗透过程中流体压力的大小。
成岩胶结作用
孔隙度 渗透率
一个数量级 一个数量级
关于封闭机理
利用这种资料计算地震层砂泥含量的方法步骤如下: ①在地层剖面上读取目的地震层(厚度为Ｌ)顶、底处的反射波ｔ0 时间,分记为ｔａ和ｔb。
②在对应点的速度谱图上读取与ｔａ和ｔb时间对应的最佳叠加 速度(在水平层状介质中叠加速度等于均方根速度)ｖａ和ｖb。
③根据Dix公式计算目的地震层对应点的层速度 ｖａｂ=[(ｖｂ2ｔｂ-ｖa2ｔa )/(ｔｂ-ｔa )]1/2 (2)
当圈闭内聚集的烃柱高度达到断层所能封闭的最大烃柱高度 以后，由于烃柱产生的浮力大于遮挡体的排替压力，油气突破遮挡 体发生运移，直到烃柱高度降至遮挡体所能封闭的高度为止。
流体性质与断层的封闭性
从上式可以看出，在地层水密度一定的情况下，烃的密度越小， 断层所封闭的烃柱高度就越小，说明断层的封闭能力就越差，反之 亦然。因此，能封闭油的断层，不一定能封闭天然气，能封闭稠油 的断层，不一定能封闭稀油。
H (PB - PR ) 103
(W - n )g
H-断层所能封闭的临界油（气）柱高度；g-重力常数；
ρw、ρ n分别力水和油（气）的密度；P B、P R分别为遮挡体和储 层的排替压力。
故有： P B>P R,则断层起封闭作用。 P B与P R差值越大，断层的遮挡能力越强，所能封闭的烃柱高度越 大。
2二级指标由其所属的三级指标y为第i个三级指标对于f的重要性或贡献事先由评价人员给出且满足应用实例他拉哈地区4条断裂的封闭性评价利用钻井地震及有关地质资料分析了影响这4条断层封闭性的因素据表1的标准对其量化得到各个叶点的值见表2

断层封闭性的研究现状一、概述早期人们对油气（二次）运移理解为油气沿连通砂体的横向运移。

随着世界各主要油区勘探经验的丰富，尤其是墨西哥湾钻进垂直断层带的实例(Durhsm， 1994)以及我国准噶尔盆地西北缘克拉玛依大逆掩断裂带的油气富集规律的发现，人们开始把目光转向一种新的勘探领域-以断层作为运移通道的勘探区。

目前，对运移通道的研究正不断深入。

连通砂体、断层、不整合面均可作为油气从烃源岩到圈闭聚集的运移通道。

各类不同运移通道运移油气的形式、效率等都不尽相同。

储层运载层主要是通过其连通孔隙系统进行横向运移，断层通过其裂缝系统进行垂向运移，不整合面以其良好的孔渗性能可横向也可垂向运移油气。

断层对油气成藏控制作用主要研究断层在不同时期的封闭性与油气成藏的配合关系。

断层封闭性是指断层与地层物性的各向异性相配合，能够阻止油、气继续运移，使其聚集起来形成新的物性和压力系统。

它在空间上表现为侧向封闭性和垂向封闭性。

二、断层封闭机理断层的封闭程度主要取决于断层带物质及其两侧岩石的封闭能力,概括而言，主要存在以下几种方式：（1）涂抹作用指塑性的泥质物或其它非渗透性岩层被拖拽进断层带敷在断层面上。

有的学者用实验模拟了这种作用现象。

Berg 1995年解释了其产生的力学机制。

Lehner和Pi-laar提出了泥岩涂抹的拉分机制，此作用通常与同沉积断层或超压有关，因为在这些情况下，泥岩可以保持好的塑性。

（2）碎裂作用指断层位移期间的颗粒挤压和破碎作用，形成的断层泥明显降低了断层带的渗透性。

在断层变形带内，由于碎裂作用使得孔隙度值比围岩的小一个数量级，渗透率比围岩中的小3个数量级。

对断层岩岩芯微观结构的研究表明，碎裂产生的断层泥可以封住300m高的油柱或更多的烃柱。

实验数据表明，断层泥的形成主要受控于断层的初始位移量，随后沿断层泥发生滑动，但不再产生破碎带。

控制碎裂物发育的主要因素是断层移动时作用在断层面上的有效法向应力的大小。

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［ 关键词 ］ 断层
断层 作 为一 种重要 的油气输导体 系 ， 它 既可 以为油 气运移提供 良 好的通道 ， 又可以作为遮挡物 为油气 的聚集提供圈闭 ， 同时又 可以对早 期形成 的油气 藏起破坏 作用 ， 因而断层对 油气 的聚集 分布有重要 的控 制作用 。正确的理解断层 开启性 和封闭性的关系将有助 于理 解油气成 藏 的动态过程 ， 预测 油气 的富集层位 ， 揭示 油气的分布规 律 ， 从而有 效 地指 导油气勘 探 。断层 在油气运 聚过程 中究 竟起何种作 用 ， 关键 在于 其封 闭与开启 性。 １ ＿ 断层封 闭机理 及其影响因素 断层封 闭性系指 断层对 油气 的封闭能力 。它在地质空 间上表现为 断层 的侧 向封闭性和垂向封闭性 。 断层 侧 向封闭机理 主要有五种 ： 对置封 闭 、 充填封 闭 、 涂抹作 用封 闭、 碎裂 作用封闭 、 成岩胶 结作用 封闭。断层侧 向封闭 的主要影响因素 有： 断裂 带充填物 的性质 、 断层两盘对置岩性 、 断移地层 的砂泥比 、 泥岩 涂抹层分 布的连续性等。 断层垂 向封闭机理 主要有 以下三种 ： 充填 封闭 、 碎裂 作用封 闭 、 成 岩胶 结作用 封闭 。断层 垂 向封 闭性影响 因素 主要有 ： 断裂带充填 物的 性质、 断层 的力学性 质 、 断层 的几何要素 、 埋深等 。通 常认为 断面倾 角 越缓 ， 断层埋深越大 ， 上覆 地层压力越大 ， 垂 向封 闭性越好 ， 反之则封闭 性 越差 ； 断层埋深越 大 ， 上覆地 层静压力越 大 ， 孔 隙度 和渗透率 的减小 幅度也相应 增加 ， 断裂带封 闭性 越好 ， 反之 封闭性越 差。但是 ， 张性盆 地 断层 的封 闭性随倾 角的减小 而增大 ； 挤 压性盆地 断层的封 闭性 随着 倾 角的减小 而减小 ； 扭性盆地 介于压性盆 地和张性盆 地之间 。对 于伸 展 性盆地 ， 断层封 闭系数随深 度增加而增加 ； 而对 于挤压性盆地 ， 随着 深度 的增加 ， 封闭系数反而减小 。 ２ ． 断层封闭性评价 ２ ． １ 传统的岩性配置评价： 传统方法在对 断层 封闭性 研究的过程 中， 认 为断层 两盘是 以“ 面” 接 触的 ， 断层封 闭性主要决 定于断层 两盘对接 岩层的排替压力 的相对大小。 以这种岩性配置理论 为基础的研究方法 主要有 ： 断层两侧地层对置 分析法 、 Ａ ｌ ｌ ａ ｎ 断面图法 、 地震 断层切片法 和 砂泥对接 概率等 。这些方法尤 其适合 于较 浅部位 、 断层力学性 质为张 性和扭性 、 断裂带厚度 较薄和不能连续分布 的情 况 ， 两侧岩石近似直接 接触 。然 而 由于大 多数断层两 盘多以 “ 带” 接触 ， 因而这些方 法现在应 用 的不是很多 。 ２ ． ２ 断层 活动分析 法 ： 应用 断层埋藏 史 、 演化 史结合 区域构造 的演 化， 分析断层 的性 质 、 活动的大小程度 、 时间与油气 的运 聚关系 ， 定性评 价 断层的封闭性 。 ２ ． ３ 数学地 质方法 ： 断层封 闭性是 多种地质 因素共 同作用 的结果 ， 因而选择适 当的数学 地质方法将诸多的地质 因素通过 数学变换与计算 （ 上接第 ４ １ ４ 页） 防外破方面应用最 为广泛 的是输电线路视频 图像 在线监 测系统 ， 截至 ２ ０ １ １ 年送 电部累计 已在输 电线路杆 塔易遭偷 盗 、 易受外力破坏 的外破 隐患点附近杆塔上安装视频 图像 在线监控装置共 ２ ８ 套， 收到了 良好的防外破效果 。 输 电线路视频 图像在线监测 系统具有 以下特 点 ： ① 安装简单 ， 维护量小 。 ② 自动 运行 ， 无需 人为 干预 ， 自动记 录报警 状态 ， 可 随时显示 、 调

断层封闭性研究综述姓名：邓力铭专业班级：地质工程11-7班指导老师：蒋有录（教授）日期：2012/7/18断层封闭性研究综述引言断层既作为油气运移的重要通道，也作为油气聚集的遮挡条件，对油气聚集成藏具有双重作用。

其封闭性是形成油气藏及控制油气成藏规模的重要因素，控制圈闭油气的多少，油气运移的路径，烃类的纵横向分布，以及油田开发过程中烃类的运动过程。

分析断层封闭性的影响因素，探讨各种评价断层封闭性的方法具有重要的学术和应用价值。

一、断层封闭原理断层封闭能力主要取决于断裂带物质及其两侧岩性的排替压力, 即烃类进入水湿岩石的最大孔喉所需的毛管压力[1],其公式为:Pc = 2R cosH/R (1)式中: pc为排替压力, MPa; R 为流体界面张力, Pa;H 为流体浸润角,(b);R为相互联结的粒间孔喉半径,m。

而地层中烃类的压力可以通过浮力求得:p=( Qw - Qh )gh(2)式中: Qw 为储层中水的密度,g /cm3; Qh 为储层中烃的密度, g/cm3; g为重力加速度,m / s2; h 为储层中烃柱的高度,m。

当pc大于P时, 断层的封闭性好, 能封住储层中的油气; 反之, 则断层的封闭性差, 不能封住储层中的油气。

根据流体运移的方向可将断层封闭分为垂向封闭和侧向封闭2种。

断层垂向封闭是指油气不能沿断层垂直向上运移, 但可能穿越断层面运移至对置的储集层中。

侧向封闭是指油气不能穿越断层面运移到对置的储层中去。

二、断层封闭影响因素影响断层封闭性的因素很多, 可以分为以下这些方面[2-3]: （1）断层性质通常断层的倾角越小，区域主应力越大且与断层走向越接近垂直，断层埋深越深，一定程度内断距越大，断层封闭性越好;走滑断层封闭性最好，压性、扭性断层封闭性较好，张性最差; 断层在静止期封闭性相对较好，活动期封闭性差。

（2）断层两盘岩性配置如果两盘是渗透性地层相对置，则封闭性差; 反之，封闭性好。

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图 ｌ 断层 侧 向 封 闭机 理
Ａｔ 气 运 移 盘 ； Ａ的 对 舷 油 Ｂ！
＝、 断层侧 向封闭性的研究 方法
由上可知 ， 断层在侧向上可形成泥岩涂抹 、 泥质填充和 Ｓ ： Ｃ Ｃ ｉ 或 ａ Ｏ 沉淀胶结 ３ Ｏ 种封
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第１ ８卷 第 １ 期
是一种特殊现象。在大多数情况下 ， 构造应力使断层两盘岩石发生破碎 ， 断层两盘岩石被破 裂带分隔 ， 形成“ 断裂带接触 ” 。此时断层 在侧 向上能否形成封闭， 不再取决于断层两盘砂 泥岩是否对接， 而取决于断裂带本身特征与断层运移盘储集层之间的对置关系。因此 ， 研究 断层侧 向封闭机制 ， 对于完善断层封闭理论及断层在油气运聚成藏过程 中的作用研究均具
付广等 ： 一种断层侧 向封 闭性研究思路及方法的探讨
３
闭机理 ， 然而 ， ３ 这 种封闭并非一条断层可同时具备 ， 可能仅具有一种或某两种 ， 甚至没有。 那么如何对其进行研究呢？本文按照图 ２中的研究思路框图对断层的侧 向封 闭性进行判别 研究 ， 体研究 方法 如下 ： 具 １ 泥岩涂抹侧 向封闭 的研 一 ． 上
电话 ：０ ５ ）５ ０４ （４ ９ ６０ ２ 。 ４
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２
西北油气勘探
２０ ０ ６芷
力） 断裂带岩石便可以对油气形成侧向封闭； ， 反之 ， 油气将穿过断裂带岩石进行侧 向运移， 即断裂带岩石不能对油气形成侧向封闭。根据断裂带岩石形成高排替压力 的原因 ， 可将断
前
言
油气勘探实践表明， 断层与油气有着密切关系 ， 它不仅可 以作为油气运移的通道 ， 而且 还可以成为油气聚集的遮挡物 。断层能否成为油气聚集的遮挡物， 关键取决于其在侧 向上 的封闭与开启性。长期以来人们对断层侧向封 闭性的研究较少¨ 引， 主要有 Ｓ ｉ ｍｔ ｈ的砂泥

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２０ ０ ７年 １月
断
块
油
气
田
第１ ４卷第 １期
封 闭性 。１８ ９０年 他 提 出 了 断 层 封 闭性 与 非 封 闭 性 断层 的判别 模式 。之 后 国 内外 许多 学者从 断 层 封 闭理论 ¨ ． 断 层 封 闭 性 影 响 因素 ¨ ， 层 】 ， 断 的封 闭模 式 ¨ 断 层封 闭性 评价 及 断层 封 闭 与圈 ， 闭 的 关 系 几 个 方 面 展 开 了 对 断 层 封 闭 性 的 研 究 ¨’ 。断层 的封 闭机 理 主 要包 括 Ｉ 层 两侧 岩 ９ 断 性 配置 ； 泥岩 涂抹 作用 ； 颗粒 碎 裂作用 及成 岩胶结 作 用 。断层 封 闭性 的影 响因素 重点包 括 ： 断层 泥 ； 流体性 质及 温压 系统 ； 岩性 配置 ； 断层 的组合形 式 和断 层封 闭史 等影 响 因素 。断层 封堵模 式 主要有
流体流动关系， 以及断层带多相流和定量模 拟等 诸 方面 还存 在很大 差距 。下 面从 ４个方 面概 述其
最新进 展及 层总体［ ］ ④ ８ 。特 别是
油藏 水动 力学 分析 方法 的改 进 、 的取 心技 术 、 新 露
１ 断层 封 闭性 特 征
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第ｌ ４卷第 １ 期
Ｆ Ｕ Ｔ ＢＪＣ ０Ｌ＆ Ｇ ＳｎＥ Ｄ Ａ Ｌ —Ｉ Ｋ Ｉ ０ Ａ Ｌ
断 层 封 闭性 与 流 体 流 动 研 究 进 展
张 云秋 孙 钰
（．中国科学 院广州地球化学研究所 ， １ 广东 广州 ５ ０４ ２ １６０； ．中国石油大学地球资源与信息学 院， 山东 东营 ２ ７６ ） ５０ １

断层的类型及研究现状断层在我们工程应用中有着重大的影响，对断层进行分类，并对研究现状进行总结分析。

可为今后断层的研究，以及活断层引发的地质现象的研究提供了可靠地理论依据。

标签：断层；活断层；现状1 引言由于我国是一个地质灾害多发的国家，海啸，地震，泥石流，矿难等等频繁的发生严重威胁人们的生命财产安全，这些灾害产生不仅是动力地质条件的原因，还有人为的影响，所以我们必须研究并了解断层及其形成机制。

对那些在地质方面有浓厚感情的学者或科学家而言断层的研究是任重而道远的，由于地震是因为地下岩层受力达到一定程度后产生断层并且顺着断层突然的运动，所以研究断层的形成机制对发现地震的产生有重大意义。

在地质学家眼里：地震和断层间的联系是密不可分的，两者大多数同时出现。

并且他们有信心：随着科学技术的不断前进，仪器越来越先进，对于断层的了解及其形成机制不断加深，在地震造成的损失会极大的降低，更有甚者相信有一天我们能阻止地震的发生。

近些年来我们对于断层的认识已经取得了很大的前进。

有学者认为地下不断出现的一些对我们生活生产没有造成危害的较小型地震，比如火山地震，陷落地震等。

通过对他们的研究，发现大地震产生所必需的条件，并且像拆解炸弹一样解除这些潜在威胁，进一步实现对有威胁的大地震的控制和不能控制的大地震的预报[1]。

当然这只是一方面，在采矿过程中研究断层，可以确定采掘方向，降低风险。

对于汽液能源，比如天然气、瓦斯、石油等对于石油和天然气来说，断层为其提供了很好的运输巷道[2]。

断层构造与地下水运移和存储也密切相关，它的研究对于我们开采地下水源有重要作用。

一句话，学习地质研究地质构造，都必须在断层方面作大手笔，只有这样我们才能学好地质，更好的造福人类。

2 断层的分类断层的定义——两盘出现一定位移的裂隙，可是现实是，大自然中有相对位移的裂隙是一定不存在的，同时断层的数量比节理的数量要少很多。

它反应了从裂隙发展至断层还要一定的力学条件。

a、“Allan断面图”法“Allan断面图”以断面为叠合面，将断层两侧的地层几何形态、岩性叠加在一张图上，展现储集层和盖层沿断层倾向和走向的岩性接触关系，评价断层的横向封闭性。

其基本假设是：断层在横向上的封闭性取决于断层两盘的岩性组合及其接触关系，一般认为砂岩储层上倾方向与泥岩相接触易于形成封闭。

b、岩性配置法一般认为，当断层两盘是砂泥岩对接时，封闭性好；当砂岩与砂岩对接时，断层的封闭能力取决于两盘砂岩的排替压力之差。

该方法尤其适合较浅部位，断层力学性质为张性和张扭性，断裂带厚度较薄和不能连续分布的情况。

c、断层活动性分析断层在静止期以封闭作用为主，在活动期以开启作用为主。

应用断层埋藏史、演化史、区域构造演化史、构造活动程度、时间与油气的运聚关系等，评价断层的封闭性。

d、断移地层砂泥比值法当断层填充物在某处为泥质成分时，便可对其下油气形成垂直封闭，可以利用断层断移地层的砂泥比值来预测断层填充物的岩性。

如果被断层错动的地层中泥岩层所占比值相对较高，砂岩层含量相对较低，那么断层填充物则以泥质为主；相反以砂质为主。

同生断层断移地层的砂泥比值大于1.0，非同生断层断移地层的砂泥比值大于0.8，断层即不具侧向封闭性。

e、砂泥对接概率法在砂泥岩地层剖面中，将砂岩视为渗透性地层，泥岩层视为非渗透性地层。

砂泥对接概率指占断层目的盘砂岩层总厚度的某一百分数的砂岩层被对置盘泥岩层封堵的可能性大小。

在断层的目的盘一侧，通过模拟计算，相对目的盘砂岩层总厚度而言，如果仅有少部分砂岩层被对置盘泥岩层封堵的概率高，而大部分砂岩层被封堵的概率小，则说明该断层侧向封闭性差，相反，封闭性好。

由于断层两盘垂向地层剖面是根据钻井所揭示地层通过计算机模拟出来的，而地层剖面的模拟受多种复杂因素影响，同一刻面不同层次模拟结果之间存在着一定的差异，因此，通过模拟建立的断层两盘地层剖面及砂泥对接情况具一定的随机性，故而用砂泥对接概率来描述断层侧向封堵可能性的大小。

断层封闭性的研究方法引言： 油气勘探开发过程中，断层封闭性研究日益为人们所重视。

所谓断层封闭性是指断层而或断裂带对地层流体封堵并阻止流体渗流的能力。

断层的几何学、形态学或断层面物质涂抹等方面是当前研究所涉及到的主要内容;研究思路则从单一学科、单一手段向多学科、多角度方向发展,研究手段以现代测试和数学分析方法为主，实现了从定性研究到定量研究发展。

一、断层封闭性机理及其影响因素1.1 断层封闭性机理[1]烃类进入水湿岩石的最大孔喉所需的压力：式中R 指相互联结的粒间孔喉半径，r 指烃水界面张力，θ指浸润角。

烃柱的浮力:式中ρw 指储层中水的密度，ρh 指储层中烃的密度，g 指重力加速度，h 指储层中烃柱的高度。

当P C>P 时，断层的封闭性好;当P C <P 时，断层的封闭性较差，不能封住储层中的油气。

综上所述，断层封闭性最终体现在排驱压力这一关键因素上，或者为充填物的排驱压力，或者为断层两侧排驱压力差达到一定极限，则断层一定具有封闭性。

因此，断层封闭性机理分析也应以排驱压力为基本点展开。

具体体现在以下几个方面:a.岩性封闭[2]主要体现在两方面:其一，断层断移的地层中泥岩含量对断层封闭性有重要影响。

断层断移地层中泥岩含量高，则断裂充填物以泥质充填为主，在适当压力条件下，泥岩发生塑性变形，涂抹在断层而上，使断裂带具有高的排驱压力，增强了断层的封闭性。

这里强调压力适当(即恰好使泥岩发生塑性变形的压力区间)，因为如果压力过大，则使岩石发生破裂变形，形成裂缝，反而使断层不具备封闭性。

中国东部盆地泥岩中构造裂缝可说明压力对地层渗透性的影响。

其二，断层两侧岩性配置关系，是影响断层封闭性的一个重要因素。

断层活动引起断层两盘的相对滑动，断层两侧对置的岩石之间存在着排驱压力的差异，具有较高排驱压力的岩石对另一侧起到封闭层的作用。

b.物性封闭若断层带内孔渗性很差，则排驱压力较大，断层封闭作用较强。

c.成岩封闭断层破碎带的产生有利于流体流动，提供了成岩作用所必须的通道和流体，在适当的条件下，更容易发生成岩胶结作用，从而使断层的孔渗性大幅度降低，最终形成封闭。

断层的封闭性机理研究中国石油大学（华东）目录第1章前言 (1)1.1 研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1断层的封堵原理 (1)1.2.2 断层的封闭机理研究 (1)1.2.3 地层封闭性评价 (2)第2章断层的封闭机理 (6)2.1 对接封闭机理 (6)2.2 断裂带高排替压力封闭机理 (7)2.3 泥岩涂抹形成的封闭机理 (9)2.4 断层面紧闭封闭机理 (10)2.4.1 断面压力 (10)2.4.2 断面产状 (11)第3章综合评价方法 (12)3.1 断层封堵系数法 (12)3.2 连通概率综合评价 (13)3.3 模糊数学综合评价 (14)3.4 声波测井信息法 (15)参考文献 (17)第1章 前 言1.1 研究的目的和意义在断层油气田，油气在运移过程中会遇到断层面。

在不同的条件下，有的断层是开启的，可以作为油气运移的通道；而有的断层是封闭的，阻止油气的运移。

当断层开启时，油气可以通过断层面侧向运移，由断层的一盘运移的另一盘，也可以沿着断层面做垂向运移；当断层是封闭时，断层可以在侧向上阻止油气穿过层面运移，垂向上防止油气沿断面向上部储层运移。

地层中砂泥比值，断层填塞物的性质，泥岩涂抹层的厚度和连续性，地层深部流体以及断面所受的主应力都会对断层的封闭性和开启性造成影响。

断层在不同地区和不同时期具有不同的封闭和开启性，使得他在油气藏形成和保存中所起的作用不同。

研究断层的封闭与开启性不但可以认清油气的运行和分布规律，确定油气的勘探目的层，还可以合理的开发断层油气藏，保护其在开发过程中不至于受到伤害。

断层的封闭性研究还可以为油气储量计算提供基础资料。

1.2 国内外研究现状断层在油气运移和聚集成藏中起重要作用，受到石油地质界广泛关注。

关于断层的封闭性，前人的研究主要体现在断层的封闭原理、影响因素及其评价分析方法等等。

1.2.1 断层的封堵原理Smith 等论述了断层封闭性的基本原理：封闭层封闭烃类的能力是由烃类排替水所需要的最小排替压力(即毛细管压力P C )所决定的。

断层封闭性影响因素研究关键词：断层封闭性封闭机理影响因素一、断层封闭性的影响因素断层的封闭性对油气的运聚具有重要影响，影响断层封闭的因素很多归纳起来大约有以下十五点。

1.断层的埋深深度因素既可以影响断面压力。

也可以改变流体压力。

在不考虑构造应力的情况下，σn和p都随深度h线性增加，断层封闭系数if常数。

对于挤压性盆地，随着深度的增加，封闭系数减小；对于伸展性盆地，断层封闭系数则随深度增加而增加。

因此，一概说断层的埋深越大，上覆地层静压力越大，则断层封闭性越好，反之，则封闭性较差是不确切的。

2.断层的力学性质一般来说，张性断层封闭性较差，挤压断层封闭性较好，扭性断层垂向上封闭性较好[4]。

3.断层的产状主要是断层的走向和倾角具有较大影响。

断层的走向：构造应力影响断层走向的封闭性变化，构造应力越大，断层走向封闭性的变化就越大；构造应力越小，断层走向封闭性的变化就越小。

断层倾角：断层的倾角与断层的封闭性关系密切：张性盆地，断层的封闭性随倾角的减小而增大；挤压性盆地，断层的封闭性随着倾角的减小而减小；扭性盆地介于压性盆地和张性盆地之间。

4.构造应力大小和方向挤压性盆地，在3000m 的深度，最大主压应力可达到150mpa，平均主压应力可达100mpa；而张性盆地，在同样深度，构造张应力一般为5mpa到 20mpa。

这样在其他条件相同的情况下，压性盆地断层的封闭系数比张性盆地要大得多。

当最大主压应力方向与断裂走向几乎垂直时，断裂趋向于闭合状态，封闭性好；当最大主压应力方向与断裂走向几乎平行时，断裂趋向于张开，封闭性差。

5.断层带内充填物质5.1泥质粘土涂抹是指断层形成过程中，断层带内泥页岩层变薄夹在砂岩断面上形成泥质薄层，即断层泥。

泥质成分的含量与排替压力有正相关关系。

如果泥质成分的含量高，预示着断层封闭性好[5]。

5.2砂质如果断裂填充物以砂质为主且无胶结时，其致密程度差，孔渗条件好，难以直接成为油、气侧向运移的遮挡物[6]。

断层封闭性研究展望摘要：从勘探开发不同阶段的断层封闭性、不同类型断层的封闭性、碳酸盐岩和变质岩以及火山岩的断层封闭性等方面对断层封闭性的进一步研究方向进行了展望。

关键词：断层封闭性；不同阶段；不同类型；非碎屑岩断层在油气运聚过程中究竟起何种作用，关键在于其封闭与开启性。

关于断层封闭性的研究，开始于20世纪50-60年代，至今已有半个多世纪。

国内外许多学者在断层封闭机理、断层封闭性预测与评价等方面做了大量研究工作，取得了很大的进展和一系列可喜的成果，但是由于断层封闭性的复杂性，有些方面还需进一步深入研究。

1 勘探开发不同阶段的断层封闭性评价断层封闭性的影响因素众多，在勘探、开发的不同阶段，由于研究对象和现有资料的不同，研究的思路和方法也有一定的差别。

研究对象方面：目前国内外主要侧重于勘探阶段，主要以较大规模的断层为研究对象。

而对于油田开发阶段小断层的封闭性研究，还远未引起重视。

规模较大的断层，断裂带的厚度也相对较大，此时断层的封闭性与断裂带本身的物性是密切相关的，应注重从断裂带内部结构出发研究断层封闭性。

而对于小断层而言，应主要考虑断层两盘岩性配置关系、泥岩涂抹及断面应力等因素的影响。

现有资料方面：勘探初期或井少的勘探区，主要依赖地震资料和一些原始地质资料，评价方法以定性分析为主，也可以通过定量模拟的方法，如吕延防等提出的砂泥对接概率的方法；到了勘探中后期以及开发阶段，由于各方面资料都较为丰富，相应的定性定量研究方法也就很多，且已经从单一学科和单一手段走向多学科、多角度研究。

除了常用的泥岩涂抹、断面应力、断裂带泥质含量等方法外，在开发初期，可以利用断层两侧油水界面关系判断断层封闭性。

在开发的中后期，从动态角度分析出发，利用开发区流体性质、温压系统研究断层封闭性也日益受到重视，根据断层两侧油水井连通情况、生产形势变化和投注聚合物后的一些反应，结合静态资料说明断层的封闭性，使判断结论更具有说服力。

2 不同类型断层的封闭性断层按照两盘的相对运动方向，分为正断层、逆断层和平移断层。

带”的概念 , 认为泥质剪切带能较好地封堵本盘的
油气 。 在国内 , 吕延防等[ 13 , 14] 应用“非线性映射 分析
法”和“概率模拟分析法”研究断层封闭性 。 张树林 等[ 15] 利用对断面剖面分析和差异聚集模式研究断 层封闭性 。曹瑞成[ 16] 利用“逻辑信息法” 建立起勘 探初期的 断层封闭 性的判 别 、预 测模式 。 赵永 祺 等[ 17] 以枣北孔一段为实例 , 研究在原始条件下 , 断 层封闭性和注水开发后断层封闭性的变化 。 杨克 明等[ 18] 探讨了塔里木盆地断裂的输导性和封闭性 ,
(4)断层埋深 :随断层埋深增加 , 上覆地静压力 增大 , 孔隙度和渗透率的减小幅度也相应增加 , 封 闭性较好 。 反之 , 则封闭性较差 。
(5)断距 :断层带物质随断距的增大 , 遭受的摩 擦强 , 形成断层泥的机会就多 , 容易形成 好的封闭 物 。但是 , 如果断距超过区域盖层的厚度 , 就可能 造成断层垂向的导通 。
3 断层封闭性的影响因素
12
断层封闭性是由于断层上下盘岩石 或断裂带 与断层上下盘岩石排驱压力的差异 , 阻止油气水等 流体的继续流动 , 不同地区影响因素不同 。 影响断 层封闭性的因素有很多 , 主要有 :
(1)断层的力学性质 :一般情况 , 张性断层封闭 性较差 , 挤压性断层封闭性较好 , 扭性断 层在垂向 上封闭较好 。
Lindsay(1993)[ 10] 提出了“泥岩玷污因子 SSF” ,
提出断层的断距越大 , 断开泥岩的厚度越小 , 泥岩
涂抹层在空间上的连续性越差 ;断层的断距越小 ,
断开泥岩的厚度越大 , 泥岩涂抹层在空间上的连续 性越好 。SSF 与源岩层的厚度 、层数成反比 , 而与断 距成正比 。

国外断层封闭性评价方法研究进展作者：吴克峰来源：《中国科技博览》2015年第14期[摘要]断层既可以作为流体流动和压力传递的通道，也可以作为阻碍流体流动的屏障。

断层封闭性研究是油藏勘探、开发和工程建设中的一项重要研究内容，其重要性历来受到学者们的重视。

断层是否封闭对于油气的运移、油藏的分布、储量大小、开发方案的部署等都具有重要意义，即便是在开发后期，断层的研究依然是油藏研究的主题之一。

[关键词]断层封闭性油藏研究中图分类号：TEl22.32 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0308-01引言从1989年Allan提出断面图开展定性分析至今，断层封闭性分析经历了一个逐步发展和完善的过程。

国外S. R. Freeman，R. J. Knipe，H. Fossen，G. Yielding等人都在此方面做了大量研究[1-3]。

断层封闭性评价方法大体可以划分为定性评价和定量评价两大类，定性评价方法主要研究断层两盘岩层的对接关系，即岩性对置分析法，用于评价流体穿过断层的可能性；定量评价主要是研究断裂带内泥岩涂抹情况，以涂抹算法为主，主要是评价断裂带内断层岩粘土含量的分布。

1 岩性对置定性评价法评价流体穿过断层流动情况的一种重要手段是绘制断层走向视图，或是断层上盘和下盘相交处在断层面上的岩性重叠图，这种方法统称为岩性对置分析法。

目前，对置分析法主要有两种，分别为Allan图解法和三角图法。

1.1 Allan图解法Allan图通常利用地震解释的层位来确定断层上盘和下盘的位移，并根据测井资料岩性解释结果来识别地震层位之间地层的变化[1]。

根据地震和测井资料绘制的Allan图直观地说明了断层面两侧地层的对置关系。

通常使用这样的图来识别沿断层走向上可能的流体运移通道、油气泄漏点。

1.2 三角图法评价断层面上地层分布的另一种方法是使用简化的对置关系三角形图。

利用三角图可以简单、迅速地评价地层的各种对置关系，进而快速地对断层的封闭能力作出初步的分析和预测[2]。

二 、文西 断裂带 断层封 闭性 的研究 方法
目前 ，对 断层 封 闭性 的研 究方 法很 多 ，根 据 已有资 料 ，我 们对 文 西 断裂 带主 要 采用 了泥 岩涂 抹 系数 法和 声波 时差 的 方法 对主 要 断层 的 侧 向和垂 向封 闭性 分别进 行 了讨论 。 １ ． 泥 岩涂 抹系数 法
毒 油伯士
～
摘
要：断层封 闭性研 究是 一项难度大但又是现代 油气地质理论 中极其重要 的课题 。针 对对文南油田文西断裂带特点 ，根据 已有资料 ，我们对
文西断裂 带主要采 用了泥岩涂抹 系数 法和声 波时差 的方 法对主要 断层的侧 向和垂向封 闭性分别进行 了 讨论 ， 通过对文 西断裂带主控断层封 闭机理 以及断
渗透 性差 ，因此应 具 有垂 向封 闭 性 。当断 层充 填 物的 声波 时差 高 于 围 岩 的声波 时差 时 ，又可 分 为两 种情 况 ：一 种情 况为 断 层处 于欠 压实 泥 岩带 内 ，此 时 由于 欠压 实 泥岩 塑性 强 ，容 易发 生 流动 ，在 超压 的作 用 下 ，可 以堵塞 断层 面 紧 闭后遗 留下来 的孔 隙和 裂缝 ，所 以尽管 其 声波 时差 高于 围岩 声波 时差 ，但 其 仍具 垂 向封 闭性 ；另一种 则 为断 层未 处 于欠 压实 泥岩 带 中 ，其 声 波时 差值 高于 围岩 的 ，表 明充 填 物具 有较 好 的渗透 性 ，不具 有垂 向封 闭性 。 三 、 文 西 断 裂 带 主 要 断 层 封 闭 性 研 究 在 充 分考 虑文 西断 裂 带 的实 际构造 背 景 的情况 下 ，对 该 区的主 要 二级 断层 主要 应用 了泥 岩 涂抹 系数 法和 声 波 时差 的方 法进 行 了断层 侧
ｆ ． ＝ Ｌ／ ∑ｈ Ｌ≥Ｈ ｆ ｏ ｒ ＝１ ／ Ｒ Ｌ ＜ Ｈ