断层封闭性研究综述

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。

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。

文西断裂带断层封闭性研究文西断裂带断层封闭性研究摘要：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层封闭性的研究，得出该区断层的封堵模式。

关键词：泥岩涂抹涂抹系数声波时差封闭性封堵模式一、断层封闭性研究现状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。

最早对断层封闭性研究的是A.D.Smith，他于1966年从理论上阐述了断层封闭与不封闭的本质，建立了断层封闭性差别的理论模型。

我国学者陈章明（1992）利用逻辑信息法建立了勘探早期阶段判断断层封闭性的数学地质模型。

国内外专家学者在断层封闭性研究方面取得的成果，为后人继续研究奠定了扎实的基础。

然而，断层封闭性的研究仍然是石油地质理论中极为薄弱的环节之一，其中存在的最主要问题是：1.由于断层两盘岩层对置情况不易知晓，而使Smith理论的实际应用发生困难。

2.断层具有侧向与垂向封闭的双向性，以往研究中没有给与足够的重视。

3.笼统将断层分为封闭与不封闭两类是片面的，实际上同一条断层在其剖面上的不同处，在沿其垂向的不同位置封闭性都是不同的，到目前为止还没人能将一条断层上述差异准确的给予描述。

4.过去断层封闭性研究只是定性的，还没有找到定量或半定量的研究方法。

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fm=L/ L≥H fm=1/Rm L<H式中，fm为泥岩涂抹系数；L为断层断距，单位m；hi为被断层错开的第i层泥岩岩层厚度，i=l，2，……..，n，m；N为被断层错开的泥岩层数；H为被断层错开地层厚度，单位m； Rm为被断层断开地层的泥岩厚度与地层厚度的比值。

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]。

科技信息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2011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28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、调取。

③成熟的太阳能技术供电，可连续7个阴雨天工作。

④适用于各种电压等级电网。

⑤强大的后台分析软件，提供海量的图片，方便运行人员管理。

⑥采用GPRS 无线数据远传方式，网络覆盖无处不在。

通过不断增加视频图像在线监控装置数量后，输电线路易遭偷盗、易受外力破坏等外破隐患点已基本实现24小时连续监控，大大地减轻了输电线路运行维护人员的劳动强度，节省了大量的人力、物力。

6、标识设施的投入①制作吊车作业安全防护示意图张贴在大型施工机械驾驶室挡风玻璃上。

在输电线路保护区内各类大型施工机械驾驶室挡风玻璃上张贴吊车作业安全防护示意图后，吊车司机在施工作业时由于得到有效的安全提示，能始终保持施工机械与带电导线的安全距离，就能有效避免施工机械因与带电导线安全距离不足而引发输电线路外破故障跳闸。

②在各类施工外破隐患点安装安全警示宣传牌。

通过在输电线路保护区内各类重要施工外破隐患点安装相应的安全警示宣传牌后，大多数施工作业人员由于受到安全警示宣传牌的安全警示教育，能充分意识到自己的行为已经触犯了电力设施保护的相关法律法规，认识到自身的违章施工作业行为已威胁到人身及电力设施的安全，均能够自觉停止危害电力设施的行为。

7、电力设施保护宣传力度①配合公司政工部开展保杆护线相关工作，召开输电线路保杆护线员培训会议。

②制作电力设施保护宣传明信片发放到输电线路沿途乡镇、村落。

③召开电力设施保护宣传工作专题宣贯会议。

总之，晋江电力公司送电部从2011年开始按以上7种措施开展输电线路的防外破工作，2011年晋江公司输电线路外破跳闸7次，2012年跳闸5次，而且送电部对辖区内的输电线路防外破工作做到可控、在控。

断裂控藏作用及封闭性研究现状与展望断裂控藏作用是指地质断裂对油气藏形成、分布和储集等方面的影响。

地质断裂的存在会改变地层的物理性质和构造特征，从而对油气藏的形成和分布产生重要影响。

封闭性是指断裂对油气藏的储层封闭作用，影响油气的储集和迁移。

本文将对断裂控藏作用及封闭性的研究现状进行综述，并展望未来的研究方向。

断裂控藏作用的研究在石油地质学和构造地质学等学科领域得到了广泛关注。

研究表明，断裂对油气藏的形成有明显的控制作用。

首先，断裂可以改变地层储集空间的形态，形成较好的储集条件。

其次，断裂可以影响油气藏的分布，形成不同类型的油气藏。

最后，断裂还会改变原油的迁移路径，影响油气资源的分布和开发潜力。

封闭性是断裂对油气藏储集层的封闭作用。

封闭性的研究主要包括断裂对储层渗透性的改变和断裂连接性的影响。

断裂会破坏储集层的连通性，导致油气的泄漏和流失。

此外，断裂还会导致储层渗透性的非均质性增加，使得油气的开采难度增大。

因此，对断裂的封闭性研究对于油气资源的评价和开发具有重要意义。

目前，对断裂控藏作用及封闭性的研究主要集中在以下几个方面。

首先，通过地震资料和地质剖面等方法，对断裂的分布和特征进行详细研究。

其次，通过岩心分析、测井数据解释和油气田实际开发等方法，研究断裂对储层渗透性和连通性的影响。

此外，还通过数值模拟和物理实验等方法，对断裂的封闭性进行定量研究。

未来的研究方向主要包括以下几个方面。

首先，对断裂的探测和描述技术需要进一步改进，以提高对断裂的解析能力。

其次，需要深入研究断裂的形成机制和演化规律，从而更好地解释断裂对油气藏的控制作用。

此外，对断裂对储层渗透性和连通性的影响需要进行更精细的定量研究，以便更准确地评价油气储量和开采潜力。

最后，还需要进一步开展模拟实验和理论研究，以揭示断裂的封闭机制，并提出相应的预测和评价方法。

总之，断裂控藏作用及封闭性的研究是石油地质学和石油工程学等领域重要的研究方向。

随着研究方法和技术的不断发展，可以预期在断裂控藏作用和封闭性研究领域将取得更多的重要成果，为油气资源的勘探和开发提供更科学、准确的依据。

断层封闭性的研究方法摘要：油气勘探的实践表明，断层油气藏是世界各含油气盆地中广泛分布的一种类型。

断层油气藏形成的关键是断层具有封闭作用。

另外，断层对油气运移和聚集可能起到输导层或者遮挡层两种作用，主要取决于断层的封闭性，对断层的封闭性研究具有重要的意义。

本文把断层封闭性的研究方法归纳为断层分析法、地球物理化学分析法和数学地质分析法3大类并做简要分析，认为断层在不同时期、不同位置所表现的封闭性的差异对油气运移的方向、运移时期，油气聚集的的位置以及油气藏的类型等方面都有重要的控制意义，并探讨了断层封闭性研究中存在的问题，如：评价的不确定性、岩性配置研究中的问题和断层封闭性的非均质性等。

关键词：断层封闭性 ；研究方法1.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。

断层封闭性的研究具有很重要的学术和应用价值。

2.断层的封闭研究断层的封闭，不管从横向还是从纵向上，从本质上来说，都受断层面两侧岩层或储层与断裂带的排替压力差。

断层封闭性机理：烃类进入水湿岩石的最大孔喉所需的压力：Pc=2rcos θ /R (1) 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：P=gh h w )(ρρ- (2)式中w ρ指储层中水的密度，h ρ指储层中烃的密度，g 指重力加速度，^指储层中烃柱的高度。

当Pc>P 时，断层的封闭性好；当Pc<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]5[。

断层封闭性影响因素主要可分为断层性质、断层两盘岩性配置、断距、断层泥岩涂抹、断层组合形式、填充物、流体性质、断层封闭程度等]6[。