断层封闭性影响因素研究

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。

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 开 启 时 ， 可作 为 油 气 运 移通 道 ， 断层 是 封 闭 的 ， 若 可 以对 油气 起 到聚集 的效果 。 ］
２ 主控 因素
图 １ 番 禺低 隆起 Ｔ 。 断层 分 布 ５层
影 响断 层封 闭 性 的因素 很多 ，国 内外 学 者对 其 作 了大 量 的研 究 工 作 ， 得 了一 系 列 进 展 和成 果 口 作 取 ，
倾 向相 反 。 禺低 隆起 地 区发 育 了大量 的反 向正 断层 ， 番 这 些反 向正 断层 发育 在 斜坡地 带 ， 生油 洼 陷相邻 ， 与 控 制 与影 响着 油气 的运 移 和 聚集 。深 凹陷 的油 气 由 凹陷 中央 向斜坡 运 移 时 ， 向正 断层 首先 获得 油气 ， 反 当反 向
用下 ， 具有 明显 的扭 性 特征 ， 现为平 面 上 的雁 行 式 排 表
１ 断 裂 构 造 特 征
研究 区 断裂 十分 发育 ， 拉张 应力 的作 用 ， 性 质 受 其
都 为正 断层 ， 向基 本 上 为 Ｎ 走 Ｗ—Ｎ ＷＷ一 近 Ｅ 向 变 Ｗ
化（ 图 １。 见 ）
列 、 入 ” 型 构造 和 “ ” 、 反 Ｓ 型构 造 等 （ 图 １ ， “ 字 Ｓ型 “ ” 见 ）
的油气 运 移及 圈 闭形 成起着 重 要 的控 制作 用 。
由于 整个 盆地 在早 期处 于 张裂 阶段 ，晚期处 于 断
块 升 降 阶段 ， 得早 期 断层 以张 性 为主 ， 现为平 面 上 使 表 呈 齿 状 的弯 曲形 态 （ 图 １ ， 震 剖 面 上 表 现 为 大 都 见 ）地 具 有铲 形 断 面 ，下 降 盘反射 层 沿断层 面 有拖 曳 现象 或 有 上拱 的逆 牵 引现象 ；晚期 断层 在右 旋 剪切 应力 的作

１ ９ ９ ８ ， １ ９ （ ３ ） ： ２ １ ５ — ２ ２Байду номын сангаас０
［ 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。

断层封闭性要素与封闭效应作者：陈永峤， 周新桂， 于兴河， 童卫韶作者单位：陈永峤(中国地质大学(北京);中国石化江汉油田石油勘探开发研究院)， 周新桂(中国地质大学(北京);北京中国地质科学院地质力学研究所)， 于兴河(中国地质大学(北京))， 童卫韶(中国地质科学院地质力学研究所)刊名：石油勘探与开发英文刊名：PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT年，卷(期)：2003,30(6)被引用次数：22次1.钟宏平;傅康英;黄仙英含油气盆地断层封闭性研究进展论述 1991(02)2.孙宝珊;周新桂;邵兆刚油田断裂封闭性研究[期刊论文]-地质力学学报 1995(02)3.周新桂利用排驱压力研究断裂封闭性及其在塔里木盆地北部地区的应用[期刊论文]-地质力学学报 1997(02)4.孙宝珊;周新桂;邵兆刚油田断层的封闭与通道作用的研究方法 19965.孙宝珊;周新桂;邵兆刚塔里木盆地北部油气区断层封闭性研究 19966.鲁兵;丁文龙断层封闭性研究进展 1998(03)7.周新桂;孙宝珊现今地应力与断层封闭效应[期刊论文]-石油勘探与开发 2000(05)8.王仲茂地壳应力在低渗裂缝砂岩油田开发中的应用 1992(04)9.俞言祥;许忠淮地应力信息在改善油田井网布局中的应用 1997(04)10.Harding T P Quantitative Fault Seal Prediction 1997(06)11.傅广;曹成润;陈章明泥岩涂抹系数及其在断层侧向封闭性研究中的应用 1996(06)12.Bouvier J D There-Dimensional Seismic Interpretation and Fault Sealing Investigations, Nun Ricer field, Niggeria 1989(11)13.Harding T P;Tuminas A C Interpretation of Footwall (Lowside)Fault Traps Sealed by Reverse Faulted and Convergent Wrench Faults 1988(72)14.张煜;李亚辉东辛油田东营组泥岩沾污因子与断层封闭性关系探讨[期刊论文]-石油勘探与开发 2000(06)15.刘东周;刘斌生长断层封闭性分析[期刊论文]-石油勘探与开发 2002(03)16.Knott S D Fault seal analysis in the North Sea 1993(05)1.吕延防.马福建断层封闭性影响因素及类型划分[期刊论文]-吉林大学学报(地球科学版)2003,33(2)2.程海生.杨风丽.CHENG Hai-sheng.YANG Feng-li油气田断层封闭性综述[期刊论文]-特种油气藏2008,15(1)3.窦松江.赵平起.Dou Songjiang.Zhao Pingqi断层封闭性在油田开发中的应用[期刊论文]-断块油气田2010,17(1)4.王东晔.查明.吴孔友.WANG Dong-ye.ZHA Ming.WU Kong-you有关断层封闭性若干问题的探讨[期刊论文]-新疆石油地质2007,28(4)5.王奎.杨静.侯光宗.柴浩栋断层封闭性研究现状及其发展趋势[期刊论文]-断块油气田2008,15(3)6.吕延防.黄劲松.付广.付晓飞.L(U) Yanfang.HUANG Jinsong.FU Guang.FU Xiaofei砂泥岩薄互层段中断层封闭性的定量研究[期刊论文]-石油学报2009,30(6)7.刘东周.刘斌.李建英.王津.陈洪涛生长断层封闭性分析[期刊论文]-石油勘探与开发2002,29(3)8.赵密福.信荃麟.李亚辉.高红艳.徐振中断层封闭性的研究进展[期刊论文]-新疆石油地质2001,22(3)9.李功权.曹代勇断层封闭性的不确定性因素分析[期刊论文]-石油天然气学报2006,28(2)10.牟敦山.李润琪.孙源.刘玮盈.石巍.MU Dun-shan.LI Run-qi.SUN Yuan.LI Wei-ying.SHI Wei贝尔凹陷大一段下旋回泥岩盖层内断层垂向封闭性评价[期刊论文]-大庆石油学院学报2010,34(3)1.阳小平.程林松.何学良.郑贤斌.刘翀.何雄涛地下储气库断层的完整性评价[期刊论文]-油气储运 2013(6)2.杨丽娜.陈琳琳.汤健.王楠东海西湖凹陷玉泉构造成藏分析[期刊论文]-海洋石油 2013(2)3.徐长贵.周心怀.邓津辉.魏刚.赖维成辽西凹陷锦州25-1大型轻质油田发现的地质意义[期刊论文]-中国海上油气 2010(1)4.孙万华.王瑞丽.刘明全.杨希冰.邹明生北部湾盆地涠西南凹陷WZ10-8-1井流沙港组三段勘探实践分析[期刊论文]-内蒙古石油化工 2010(24)5.高长海.查明.张新征埕北断坡区断层输导体系与油气成藏模式[期刊论文]-新疆石油地质 2007(6)6.张杰.邱楠生.韦阿娟.王昕.郝立华.段健康黄骅坳陷歧南西斜坡断层封闭与油气运移特征[期刊论文]-西南石油学院学报 2005(5)7.宋成鹏.宋国奇.邱桂强.郝雪峰.张立宽.雷裕红.程明.杨彬王家岗油田断层启闭性的地球化学判识方法[期刊论文]-断块油气田 2012(4)8.王东晔.查明.吴孔友有关断层封闭性若干问题的探讨[期刊论文]-新疆石油地质 2007(4)9.晋香兰南堡凹陷断裂封闭性与油气运聚的关系[期刊论文]-承德石油高等专科学校学报 2010(3)10.王东晔.查明.杨勇运用模糊综合评判方法定量研究断层封闭性[期刊论文]-断块油气田 2006(4)11.付广.杨勉.吕延防.史集建断层古侧向封闭性定量评价方法及其应用[期刊论文]-石油学报 2013(z1)12.张忠涛.施和生.秦成岗.高鹏.屈亮番禺低隆起-白云凹陷北坡断层封闭性研究[期刊论文]-断块油气田 2010(1)13.刘德良.李振生.吴小奇天然气藏相关断裂体系不同断裂性能声学鉴别的探索[期刊论文]-自然科学进展2006(9)14.夏玲娜.付广.王洋苏仁诺尔断裂侧向封闭性空间分布特征研究[期刊论文]-大庆石油地质与开发 2008(4)15.周永炳.王秀娟.沈旭友.王海侨.郭艳平大庆油田朝长地区扶余油层断层封闭性及其演化[期刊论文]-现代地质2009(5)16.王珂.戴俊生地应力与断层封闭性之间的定量关系[期刊论文]-石油学报 2012(1)17.李平平叠合型盆地断层封闭性评价的地质模型[期刊论文]-新疆石油地质 2005(2)18.杨智.何生.李奇艳.王芙蓉黏土涂抹充填方法评价断层封闭性研究[期刊论文]-世界地质 2005(3)19.张杰歧口凹陷隐蔽油气藏成藏机理与成藏模式研究[学位论文]硕士 200520.孟祥宏.王多云.李树同.赵敏.李晶.张其超断层封闭性研究[期刊论文]-复杂油气藏 2011(1)21.王勇海拉尔盆地呼和湖凹陷断层封闭性及成藏研究[学位论文]硕士 200522.李振生油气藏的断裂构造控制作用及声学评价[学位论文]博士 2005引用本文格式：陈永峤.周新桂.于兴河.童卫韶断层封闭性要素与封闭效应[期刊论文]-石油勘探与开发 2003(6)。

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。

文章编号:16715888(2003)02016304断层封闭性影响因素及类型划分吕延防,马福建(大庆石油学院,黑龙江大庆　163318)摘要:影响断层封闭性的因素很多,但归结起来主要有3个,即断距、断裂充填性质和断面的紧闭程度。

断距影响着断层两盘砂泥岩层的对置状态,断裂充填性质决定了断层的垂向和侧向封闭性,断面的紧闭程度决定了断层的垂向封闭能力。

考虑断层在油气运移聚集过程中的作用,将断层封闭性分为侧向封闭性和垂向封闭性两大类,再根据断层在侧向和垂向的封闭程度,将断层封闭性分为完全封闭、部分开启、部分封闭和完全开启4个亚类。

关键词:断层封闭性;断距;断层充填性;断面闭合度中图分类号:P618.13 文献标识码:A收稿日期:20020611基金项目:国家重大基础研究(973)项目(2001CB209104)作者简介:吕延防(1957),男,吉林省德惠市人,教授,博士生导师,主要从事油气保存条件研究11断层封闭性的影响因素1.1断距断层形成以后,由于地层被错断,造成断层两盘非同期沉积地层相对接。

如果断距的大小恰好使断层两盘砂泥岩地层相对置,进入到目的盘储层中的油气再欲向上倾方向运移时被上盘泥岩层所遮挡,此段内断层形成了良好的侧向封闭。

当断距增大到两盘不同时代沉积储层相对置,由于目的盘储层上倾方向无高排替压力地层遮挡而形成侧向开启。

1.2断裂充填的性质断裂充填是一种普遍的地质现象。

如果断裂充填物以泥岩为主,由于其很高的排替压力使其具有很好的侧向封闭性,并且也有很好的垂向封闭性。

由此可形成断层的垂向与侧向双重封闭性。

但如果断裂充填物以砂质为主,且其排替压力不比目的盘储层排替压力高,则该充填物不具备侧向封闭性,同时也不具垂向封闭性。

如果断裂充填物以砂质为主,但后期由于地层水的矿化作用,使得原生孔隙被次生矿物所充填,或者由于石油沿其运移的过程中的降解作用,也会形成断裂充填的封闭。

如果充填物具封闭性,与目的盘砂层对置的断层另一盘为泥岩层,泥岩层可增强断裂充填的封闭能力,减少油气侧向穿断层运移的风险。

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。

出了断层泥 比率（ Ｇ ） Ｓ Ｒ 等计算方法＿ ， ８ 使断层封闭 ］
２１ ０ １年 ３月 １ ４日收到
性 的研究 由定 性描 述 向定量 描述 发展 。
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科
学
技
术
与
工
程
１ 卷 １
对 泥岩 剪 切 带 封 闭 机 理 研 究 贡 献 最 大 的 当属 Ｂ ｒ（ ９ ５ Ｊ 他 系 统 地 研 究 了 泥 岩 剪 切 带 的 起 ｅｇ １ ９ ） ，
⑥
２ １ ＳｉＴ ｃ． ｎｎ ． ０ ｃ ｅｈ Ｅ ｇｇ １ ．
断 层 封 闭性 研 究 中 的 问题 及 应对 策 略 浅 析
张绍 臣 靳 丹 丹 陈 新
（ 东北石油大学地球科学学院 ， 大庆 １ ３ １ ） ６３ ８
摘
要
在 总结 国内外断层封 闭性研 究现状 的基 础上 ， 断层封 闭机理 、 闭史、 闭性评价 等方面 的研 究中所存在 的 问题 ， 对 封 封 断层封 闭性 问题 对策
的“ 断面 图解法 ”４， 在钻 井 较少 的情况 下 这 种 方 ＿ 但 ｊ 法就显 得 无 能 为力 了 。对 此 ， 吕延 防 ， （９６） 等 １９ 提 出 了砂 泥 对 接 概 率 的计 算 方 法 Ｊ较 好 地 解 决 了 ，
这 个 问题 。
最早 注 意到 断层 泥岩涂 抹 封闭现 象 的 当属 Ｐｒ ｅ．
进行 了系统地分 析 ， 而探讨 了解决这 些 问题 的研 究思路和对策 。 进 关键词 断层
中图法分类号
Ｔ ｌ２２ ； Ｅ ２．１
文献标志码
Ａ
油 气 勘 探 的 实 践 业 已证 明 ， 裂 在 油 气 的 运 断 移、 聚集及 保 存 过 程 中起 到 了 至 关 重 要 的作 用 Ｊ 。 在我 国 ， 论 是 西 部 的前 陆 挠 曲盆 地 、 无 中部 的 克 拉

断层封闭性原理及影响因素分析作者：郝守翠来源：《中国科技博览》2013年第26期摘要：断层封闭性是形成油气藏及控制油气藏规模的重要因素，它的研究对于了解断层在油气成藏和石油勘探开发中具有重要意义。

因此，对断层封闭性的研究显得很重要。

同时，影响断层封闭性的因素有很多，对这些因素进行分析是十分必要的。

关键词：断层封闭性毛管压力影响因素中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-357-01断层在油气运移聚集过程中既可成为油气运移的通道，又可成为油气聚集的遮挡物，对油气聚集分布有重要的控制作用。

断层究竟在油气运移、聚集和注水开发过程中起何作用，主要取决于断层的封闭性。

一、断层封闭性的的研究现状自20世纪50年代以来，国内外许多地质工作者对断层封闭性进行了大量的研究工作，取得了一系列的研究成果。

在国外，Perkins首先于1961年最早发现“砂-砂”对接封堵油气的现象，他通过研究认为：泥岩在滑动的过程中，泥岩被挤压注入到砂岩里形成了不渗透的物质，从而导致了断层的封闭。

Bouvier[1]于1989年提出了用“泥岩涂抹潜力（CSP）”判断断层的相对封闭程度，同时指出泥岩涂抹潜力与泥岩的厚度成正比，与断距成反比。

Lindsay等[2]于1993年提出运用泥岩涂抹因子来判别断层的相对封闭程度，且泥岩涂抹因子与泥岩的厚度、层数成反比，而与断层的断距成正比。

Yielding等于1997年提出了断层泥岩比率（SGR）的计算方法，在断层位移段内测定泥岩和页岩所占的比例，用上盘和下盘均可测定。

在国内，1992年曹瑞成等利用“逻辑信息法”建立起勘探初期的断层封闭性判别、预测模式[3]。

1993年张树林等利用对断面分析和差异聚集模式研究断层的封闭性。

吕延防等提出了应用“非线性映射分析法”和“概率模拟分析法”研究断层封闭性[4-5]，提出了砂岩对接概率的计算方法。

1996年鲁兵等基于断裂的理论分析，通过模拟实验确认了断层倾角随岩性变化的规律[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。

图1断层级别对置盘地层砂地比与断层封闭性关系图21断层级别控制断层封闭性在高邮凹陷由一二级大断层控制形成的构造数量相对较少在统计的21个构造中有19个断层封闭性好圈闭成藏占统计总数的905
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石油天然气学报 （ 汉石油学院学报） ２１年 ４ 江 ００ 月 第３ 卷 第 ２ ２ 期 Ｊ ｕ ｎ ｏ ｌ ｎ ａ ｅｈ ｏ ｇ （ ． Ｐ ） Ａ ｒ ０ ０ Ｖ １ ２ Ｎ ． ｏ ｒＭ ｆ ｄ Ｇ ｓＴ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｊ Ｊ Ｉ Ｏｉ ａ ｏ ｐ． １ ２ ｏ ３ ｏ ２ ．
高 邮凹陷 的油藏 类型 以断块 油藏 为主 ，断裂 系统 发育 是高 邮 凹陷的主要 构造 特点Ⅲ 。规模 各异 的 断
层是 构成 圈闭 的要 素 ，断 层封 闭性决 定 圈闭 的有效性 。因此 ，断层封 闭性研 究 是评 价 高邮 凹陷圈 闭 。 的重 要 内容 。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 ］ 。经 历半 个多世 纪 的研究 ，断层封 闭性 的研 究 思 路 已从 单 一 学 科 、单 一 手 段 向多 学科 、多 角度 方 向发 展
晚期断 层 。
１２ 断层封 闭基 本特征 ．
在 高邮 凹陷 ，控制 凹 陷的边界 大断 层为 一 、二 级 断层 ，断距 大 、活动时 间长 ，在静 止期 ，其 断层封 闭性 较好 。而 在活 动期 ，断层 往往 是开启 的 ，它一 方 面在纵 向上可 沟通 油源 ，促进 油气 运移 ；另一 方面 也 可导致 油藏 遭 到调整 或破 坏 ，并 可在 上覆 层系形 成次 生油 气藏 。而北 部斜坡 带 的断层 多为 三 、四级断
按 断层规模 大 小将 断层分 为 ５级 ：一 级 断层为 控制盆 地边 界和盆 地形 成 的深大 断裂 ，在高 邮 凹陷包

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 。

断层圈闭垂向封闭的影响因素在当今油气的勘探中实践表明，断裂在油气藏的形成与分布中起着重要作用，它不仅是油气运移的输导通道,而且是油气聚集的遮挡物, 断裂在地下究竟起何种作用的关键取决于其封闭与开启性。

而断裂在垂向上的开启程度不仅受断裂的活动、性质、产状和断裂填充物质的影响, 而且还是受后期成岩作用改造的影响。

这些因素往往是复杂多变的，这也使得断层垂向封闭的研究具有一定困难，现根据其影响因素从以下几个方面浅谈断裂垂向上的影响因素。

1、断层面紧闭程度只有当断面裂缝紧闭时, 断层才具备垂向封闭能力。

断面的紧闭程度可用断面所受正压力的大小来衡量, 其计算公式为p = H (Qr - Qw) gcosH+ RsinHsin B 。

( 1)式中: p 为断面所承受的正压力, MPa; H 为断面埋深, m; Qr 为上覆地层的平均密度, g / cm3; Qw 为地层水密度, g/ cm3; g 为重力加速度, R 为水平地应力,MPa; H为断面倾角, 度; B为地应力与断层走向之间的夹角。

当断面所承受正压力大于被错断泥岩的变形强度时, 因泥岩的变形而导致断层裂缝的愈合,由此便可造成断层的垂向封闭, 否则断层开启（2003，吕延防, 马福建）。

2 、断裂充填的性质断裂充填是一种普遍的地质现象。

如果断裂充填物以泥岩为主, 由于其很高的排替压力使其具有很好的侧向封闭性, 并且也有很好的垂向封闭性。

由此可形成断层的垂向与侧向双重封闭性。

但如果断裂充填物以砂质为主, 且其排替压力不比目的盘储层排替压力高, 则该充填物不具备侧向封闭性, 同时也不具垂向封闭性。

如果断裂充填物以砂质为主, 但后期由于地层水的矿化作用, 使得原生孔隙被次生矿物所充填, 或者由于石油沿其运移的过程中的降解作用, 也会形成断裂充填的封闭。

如果充填物具封闭性, 与目的盘砂层对置的断层另一盘为泥岩层, 泥岩层可增强断裂充填的封闭能力, 减少油气侧向穿断层运移的风险。

杨武寨 地区 断裂体 系非 常发 育, 断层整 体 以 NN E - N E 走向为主, 其中杨武寨大断层是本区主 干断层。杨武寨断层在沙三段沉积时期开始活动, 沙 一段时期活动最为剧烈, 到馆陶组沉积时期结束。以 下是杨武寨地区沙河街组断层平面展布图 (图 1)。
渗透层和非渗透层的组合关系。配置得当, 断层封堵 性好, 反之, 断层封堵性比较差, 也就很难在断面处 形成有效油气藏。
杨武寨构造带绝大多数断层都是伴随杨武寨断 层的拆离滑动而形成的补偿断层或伴生断层, 属于 早期同生或伴生活动断层, 因此沿断层面易形成剪 切带, 有利于断层封闭。 21112 渗透性储层与非渗透性泥岩对接是最有利 的岩性配置关系。杨武寨断层上升盘形成的断鼻、断 块圈闭其上倾方向基本受反向断层侧向封堵。 研究 区内部成藏主要目的层段为沙二、沙三段。其油层组 均为正旋回的岩性组合特征。各油组上部均发育 30 - 50 米的较稳定的泥岩段, 所以断层两盘易形成沙 泥岩对接的配置关系, 有利于断层封堵形成有效油
关键词: 断块油气藏; 砂泥岩配置关系; 断层侧向封堵性
断层的封堵性是指由于断层上下盘岩石或断裂 带与断层上下盘岩石排替压力的差异而阻止流体继 续流动的性质。影响断层封闭性的因素也比较多, 包 括断层的受力关系、断层泥岩涂抹程度、断层两侧砂 泥岩配置关系、断层面产状、断层活动期与油气运聚 期的配置关系等多种地质条件的控制。 本次研究以 武强杨武寨地区为例, 针对上述各种影响对其断层 封堵性做定性分析。 1 杨武寨断层结构概要
时间配置封堵模式是指控油断层对油气的有效 封闭性和封堵能力主要受控油断层发育时期与油气 运聚时期的匹配关系控制, 也是断层封闭有效性的 主要控制因素之一, 若两者时间配置得当, 断层对处 于运移期的油气起遮挡作用, 就可以形成一定规模 的油气聚集; 相反, 二者配置不当, 断层只能充当油 气运移的通道, 导致油气逸散, 不能形成具有工业价 值的油气藏。

专题三：断裂控藏作用及封闭性研究进展一、断裂带结构及物性变化断裂变形是岩石（岩层）在构造作用中形成的具有一定宽度的结构破坏带，称为断裂带断裂带的结构非常复杂，受断裂位移方式、位移量、被破坏的岩石类型等等影响同一断裂带不同构造部位的内部结构可以发生变化，这可能是导致同一条断裂可以具有“运”和“聚”双重性的重要原因之一在地质演化过程中，断裂带的结构是变化的，增加了对油气运聚评价的复杂性，也可以导致同一条断裂带在不同地质时期具有不同的作用1.断裂不是一个简单的面，而是具有复杂内部结构的三维地质体断裂带内部结构单元组成：压性断裂三分：破碎带变形带微裂隙带张性断裂二分：破碎带诱导裂缝带2. 断裂性质影响断裂带的内部结构张性：断层泥少，表生风化淋滤所致或是上覆未固结沉积物充填形成，发育棱角状角砾岩，大小不一，排列杂乱无章分布着大致与主断面平行（或小角度相交）的张裂隙，或是树枝状不规则张裂隙压扭性：断层泥含量较大，且粒度较小，碎裂岩和角砾岩粒度较小，角砾因挤压、滚动而圆化，排列具有一定的定向性；断层核部两侧多发育挤压片理和构造透镜体，扭性条件下多发育劈理构造或羽裂构造裂隙多样，可见棋盘式的共轭剪裂隙（锐角分角线常平行于主压应力方向）、入字型裂隙，也可见与主压应力方向平行的张裂隙3. 断裂活动强度影响断裂带的内部结构4. 断裂两盘地层单层厚度、岩性的差异，影响断裂带内部结构脆性地层中较塑性地层中诱导裂缝带更发育。

5. 断裂活动时存在主动盘与被动盘的差异，造成了断裂带结构的不对称性正断层的上盘（下降盘）多为主动盘，其诱导裂缝带往往较被动盘（正断层的下盘）发育6. 断裂带内部的各结构单元的物性存在明显差异研究表明断裂带各内部结构单元的渗透性：诱导裂缝带>原岩>滑动破裂带断裂带中如果断层泥的含量超过30%就能封闭住油，超过48%能封闭住天然气断裂带内部各结构单元的测井响应诱导裂缝带：声波时差曲线产生周波跳跃或声波时差的增大；密度测井值整体偏小，且曲线呈正的窄尖峰状显示；电阻率测井曲线一般显示为视电阻率低值；补偿中子测井值偏大滑动破裂带：声波时差值偏小，且稳定；补偿中子测井值普遍偏小；密度测井值偏大如何运用测井曲线准确判识断裂带及其内部结构特征，需进一步研究！7. 后期的充填与胶结作用影响断裂带的物性特征8. 同沉积断层的断裂带内部结构具有垂向差异性二、控烃断裂的基本类型控烃断裂：对烃类物质（油气）的生、运、聚、散和分布有重要控制作用的断裂叫控烃断裂。