断层的封闭性

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。

从断裂带内部结构出发评价断层垂向封闭性的方法断裂带是地质结晶环境中十分重要的一种特征，它是构成大地构造体系的重要组成部分。

断层垂向封闭性对控制断裂带内部结构影响至关重要。

断层垂向封闭性表示断裂垂直于轴向的切变滑动自由度，此外，它还决定了断层破裂的可能性。

因此，评价断层垂向封闭性的方法对了解断裂带的发育过程十分重要。

根据断层垂向封闭性的定义，可以从两个方面进行评价。

第一，针对构造体系内部结构的评价。

通常，构造体系存在断裂带，而该断裂带需要满足一定切变滑动自由度的要求。

因此，检查断裂带内部结构可以推断出断层垂向封闭性的状况。

具体而言，断层内的构造、断层轴线测量、断层应力计算等技术可以进行研究。

第二，针对断层变形特征的评价。

断层变形特征的变化可以反映断层剪切的大小，进而可以推断断层垂向封闭性的情况。

例如，利用测量轴线变形的方法，可以计算断层活动度，这可以反映断层垂向封闭性的状况。

断层垂向封闭性的评价可以通过定量分析来完成。

主要有两种定量分析方法。

第一种方法是基于变形特征的定量分析方法。

利用这种方法，可以根据测量的轴线变形和断层变形特征来计算断层活动度，这可以反映断层垂向封闭性的状况。

第二种方法是基于构造体系内部结构的定量分析方法。

利用这种方法，可以根据断层构造特征、断层轴线测量、断层应力计算等技术，对断层垂向封闭性进行评价。

断层垂向封闭性的评价对于断层带发育过程的解释非常重要。

断层垂向封闭性的评价可以通过两种定量分析方法来完成，分别是基于构造体系内部结构的定量分析方法和基于变形特征的定量分析方法。

我们可以利用上述定量分析方法来检查断层带内部结构，从而确定断层垂向封闭性的情况，进而为断层带发育过程的解释提供有力的支持。

总之，断层垂向封闭性是断裂带内部结构的重要指标，可以用来衡量构造体系内部结构的稳定性。

断层垂向封闭性的评价可以通过基于构造体系内部结构的定量分析方法和基于变形特征的定量分析方法来完成。

利用这种方法，可以确定断层垂向封闭性的情况，进而为断层带发育过程的解释提供有力的支持。

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。

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]。

断层封闭的差异性和有限性一、国内外研究现状油气运移是连接源岩和圈闭的桥梁和纽带，而断裂是这个桥梁和纽带的重要通道之一，也是形成断块圈闭的重要组成部分。

世界油气田的勘探和研究表明，没有断裂的作用照样可以形成油气藏甚至大型油气藏，这在海相盆地中是存在的，但在断裂比较发育的陆相盆地中，由于断裂构造这个地质因素的加入，它便迅速上升为各种地质作用的主控因素，从而起到了控运控藏的重要作用。

关于断裂在油气运聚和成藏中的作用，国内外开展研究主要形成了4种观点:①断裂一般是油气运移的通道;②断层面是油气运移的屏障;③断裂既不是油气运移通道,也不是封堵面,以Allan 和Dowrey为代表,认为断裂封堵性取决于断裂两盘的岩性对接关系和地层形态;④断裂既是油气运移通道, 又是油气封堵面,很多油气藏实例为此观点提供了证据.目前我国绝大多数学者认为，断层既可作为油气的通道,也可作为油气的遮挡面,具有开启和封闭双重性：当断层在某一部位开启,会导致油气的纵向或侧向的运移,而在某一部位封闭时,则会导致油气的聚集成藏。

二、断层对油气运聚控制的几点认识（一）断层封闭能力的差异性1.断裂封堵模式及封堵能力影响因素-统计分析按断层两盘岩性配置关系分：砂－泥封堵模式、砂－砂封堵模式只根据砂—泥对接关系判断断层封闭性是具有局限性的！！油柱高度的大小是断层封闭能力的直观体现2.根据断层泥比率法（SGR）评价断层封闭性SGR =Σ泥岩厚度/断距x 100%泥岩厚度指对某一点来说对盘地层中滑过此点的所有泥岩厚度的总和，泥岩厚度除以断距就得到SGR。

由于砂泥岩互层的地层中被断地层不是单纯的泥岩或砂岩，因此，断层泥比率应取决于被断岩柱内泥岩的总含量，因此，在计算SGR过程中采用下面的公式：⋅SGR= ΣHi*Vsh/D *100%式中：SGR－断层泥比率，％；Hi－滑过计算点的第i层岩层厚度，m；Vsh－某层岩层的泥质含量，％；D－断层垂直断距，m ;n－滑过计算点的对盘岩层个数。

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。