断层的封闭性研究综述

从断裂带内部结构出发评价断层垂向封闭性的方法研究浅层断裂带内部结构对评价断层垂向封闭性的重要作用是地震学和石油地质学的重要内容。

近年来，由于国内外许多学者及有关部门的精心研究，研究浅层断裂带内部结构对断层垂向封闭性的重要性已经得到越来越多的关注和肯定。

本文详细阐述了从断裂带内部结构发现断层垂向封闭性的方法，它主要分为以下三种：一是从构造变形特征出发，二是从断裂密度比较出发，三是综合断裂带内部结构出发。

首先，从构造变形特征来看，断层的垂向封闭性可以用不规则的断层带、断层走向的变化、断层折返和断层折线的配置等特征来表示。

断层走向变化是一个重要的指标，变异性越大表明断层垂向封闭性越强。

断层折返和断层折线的配置也会影响垂向封闭性，正常情况下，断层折返点越多，断层折线越复杂，断层垂向封闭性越强。

另外，断层的不规则度也会影响断层垂向封闭性。

通常情况下，断层的变化程度越大，断层的垂向封闭性就越强。

其次，从断裂密度比较来看，可以通过比较断裂带内部结构的密度变化，得出断层垂向封闭性的评价。

一般来说，断裂带内部结构的密度越大，表明断层垂向封闭性越强。

另外，断层垂向密度还可以通过比较断层中改造带和断层以外的普通岩层或构造单元来表示，断层垂向密度越大，断层垂向封闭性就越强。

最后，从综合断裂带内部结构出发，也可以明确断层垂向封闭性。

例如，可以通过建立断裂带内部结构的模型，并对各构造单元附加权重，根据模型结果推断断层垂向封闭性。

此外，还可以采用多因子综合评价技术，将断裂带内部结构的多种构造特征综合考虑，以此来评价断层垂向封闭性。

总之，从断裂带内部结构发现断层垂向封闭性，是一种重要的方法。

断层垂向封闭性的评价是基于构造变形特征、断层密度和断层的综合构造结构的多种综合技术。

为了更准确地评价断层垂向封闭性，在实际工作中，我们应当熟练掌握相关技术，综合利用各种技术，做到客观科学，从而更好地发掘研究断层垂向封闭性。

研究浅层断裂带内部结构对评价断层垂向封闭性的重要作用，不仅可以为断层垂向封闭性的研究和评价提供有效的方法，而且可以为地震勘探技术提供有效的参考。

断层封闭性的定量预测G. Yielding, B. Freeman, and D. T. Needham摘要：断层的封闭性机理有两类：一是储层/非储层的对置；二是断层岩的发育过程中具有较高的排替压力。

评价这些可能性的方法要用到详细的地震制图和钻井测井等井资料。

封闭性分析的第一步是利用绘制的水平线识别断面上的储层的对置区域和利用断面上的等高线识别储积地层。

分析的第二步是评估砂岩与砂岩对接可否提供压力的差异。

我们定义了两种依赖岩性的属性：断层泥比和涂抹因子。

断层泥比是一种评估细粒物质从围岩进入断层泥的比例的系数。

涂抹因子（包括粘土涂抹势CSP和泥岩涂抹因子SSF）是指在断裂发生过程中泥岩沿断层涂抹的剖面厚度。

所有这些参数在断层面上都是不断变化的，这也说明断层并不能简单地称为封闭的还是不封闭的。

在由断层两侧的井明确知道断面两侧压力差别的区域，校正这些参数是应用这些参数的一个重要步骤(例如英国布伦特油区, 尼日尔河三角洲, 哥伦布盆地)。

例如，20%的断层泥比（在下跌区间的泥岩体积）是一个区分最低存在断层压力差和典型封闭的一个门限值。

简介断层在形成油气圈闭中起到了很重要的作用。

为了评价和断层控制的的储量有关的风险与断层带的开发，了解有利于断层封闭的过程是很重要的。

假定已经得到了一个断层切断一个储层层序的信息，那么利用这些信息去预测断层系统的任何部位的封闭性就是可以实现的。

断层薄膜封闭的主要控制因素是盖层的毛管排替压力（即油气能够进入盖层相互连通空隙中的最大喉道所需要的压力）；但排替压力超过破坏盖层所需要的岩石强度的时候，盖层被认为是压力封闭。

很多机械原理已经被认识到可以使断面起到封闭的作用。

（1）一个渗透性储层与一个具有较高排替压力的低渗地层对置。

（2）泥岩在断面上的涂抹（例如泥岩或页岩带）使断层具有了较高的排替压力。

（3）碎裂作用，砂粒破碎成由细粒物质构成的断层泥，又为断层提供了高毛管排替压力。

（4）成岩作用，胶结作用优先沿着最初渗透性的断面进行，可能会部分或者全部失去孔隙，最终造成了压力封闭。

断层封闭性分析在解释油气在 Trinidad近海岸哥伦布盆地复杂断陷油气藏中运移的应用摘要：在Trinidad近海岸哥伦布盆地，估定断层封闭性的控制因素是理解油气藏成藏的先决条件。

本文中，我们阐述了一个Mahogany地区的实例，Mahogany地区的互层上新世到更新世的泥页岩和储层砂岩产生在一个四周被正断层所封闭的广阔地区。

利用页岩和断层泥比率可以成功的评估断层的封闭性，比值在0.15-0.25之间的是封闭和不封闭断层的转折点。

由于极细颗粒和粗颗粒比率，低断层泥比率相当于储层与储层毗邻的地区，然而好的封闭性是砂岩与泥页岩毗邻在一起。

在本区，从浅水储层到深水储层变化明显的更大的构造单元基本上控制了叠加的断层封闭的油气藏的油气聚集。

在单个的断层块中，油柱的高度，或者由在断块西部低页岩断层泥比值构造窗的交叉断层溢出点所限制，或者在四面封闭的圈闭中由岩层倾斜而产生的溢出点所决定。

本区油水接触的样式表明油气注入和流出的路径是从东北向西南方向利用单独的砂体充当一个分开的流动系统而通过本区。

尽管互相毗邻，但各层中的不同砂体之间的油气的流通却很少。

油气沿断层垂向的运移是不需要用储集砂体的贡献来解释的，这些与岩石的物性数据以及已知的断层封闭类型是一致的。

本区，这个油气运移模型给没经过检验的断层块，评估充注危险和油柱高度提供了工具。

前言最近几年，在硅质岩层，粘土物质掺和到断层岩石中已经被看成是生成断层圈闭中底层水的重要因素(比如.,韦伯等., 1978;希莱纳和Pilaar, 1997)，基于这个条件，定量技术的应用已经成为地下断层封闭性分析的标准程序。

在众多学者发表的关于断层封闭和非封闭的文章，已经中对SGR、SSF或者其它相似参数地层断面处的断层排水量和沙泥岩的（史密斯,1980;布维耶, 1989; 林赛等人., 1993,乙脑等人., 1993, 吉布森, 1994; 布鲁萨尔和锁定, 1995; 卡内坡等人, 1997; 高产等人., 1997, 亚历山大和汉蒂, 1998）。

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。

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。

断层侧向封闭性定量评价在东濮油藏评价中的应用断层封闭性研究是油气勘探开发各阶段对圈闭评价、油气保存、储量评估的一个重要的研究手段。

通过岩石物理分析及利用高精度三维地震数据，建立弹性参数与泥质含量的对应关系，利用地震反演约束泥质含量的空间展布，应用泥岩涂抹及烃柱高度法定量分析断层封堵性，该方法在东濮地区油藏滚动评价中取得了良好效果，证实方法切实可行。

标签：断层封堵性;定量分析;封堵机理1引言东濮地区地质构造复杂，断层十分发育。

断层在油气成藏中，即可作为油气运移的通道，也可作为阻止油气继续运移的遮挡面，这主要取决于它的形成机制与特征。

因此，要确定一个局部构造中的断层在三维空间中能否构成圈闭，油气能否聚集成藏，是油气勘探工作中的关键环节。

2 主要的封堵模式及定量评价方法2.1主要封堵模式断层封堵模式是断层在形成过程中或形成以后，由于构造、沉积、成岩等各种地质因素的影响而形成的对地层流体的封堵机制。

建立了岩性配置封堵模式、时间配置封堵模式、主应力封堵模式、泥岩塑性流动封堵模式及排替压差封堵模式5种（表1-1）主要封堵类型。

在东濮凹陷乃至整个渤海湾含油气盆地内的各个沉积凹陷中，不同级别、不同期次的同生断层发育广泛，加上陆相沉积的砂泥岩互层，从而为泥岩涂抹封堵模式创造了良好的条件，因此，这种封堵类型在我国东部油区比较普遍。

2.2侧向封堵定量评价方法通过分析前人的研究成果认为断层侧向封堵的决定性因素为排替压差，当储层与非渗透性储层对置，断层充填物的排替压力大于储层的排替压力，产生并置封堵;储层与储层直接对接时，当储层的排替压力大于断层充填物排替压力时，断层开启产生过断层泄露，反之封堵油气。

目前断层侧向封堵定量评价的方法主要有三种，分别为排替压力法、泥岩涂抹法、烃柱高度法，排替压力发主要适合岩心数据较多，已建立岩性-埋深-排替压力压力关系图版地区;泥岩涂抹法主要适用于预测井的邻近地区，已确定断面岩层分布及其泥质含量;烃柱高度法主要适用于主要受断层因素控制地区，已油气藏的高度，SGR值的计算。

第一章油区构造分析的主要内容石油和天然气的生成、运移和聚集与地质构造有着密切的关系。

在油区，构造活动通过对沉积环境的控制能够导致烃源岩的形成，构造沉降作用造成烃源岩在埋藏条件下产生石油和天然气，岩层和断裂为袖气的运移提供了通道和路径，构造应力是油气运移的重要动力，构造圈闭为油气的聚集提供了场所和条件，构造作用伴随着袖气藏形成的全过程，在石油和天然气的勘探和开发过程中，地质构造是必须首先考虑的问题。

为了服务于石抽和天然气的勘探和开发，油区构造分析应主要包括如下五个方面的内容。

1、含油气盆地随着石油勘探的发展，含油气盆地的概念自本世纪五十年代被提出后不断完善和发展。

含袖气盆地是指在一个相当长的地质时期内，在一种构造成因的不规则平面上，由沉积物沉降堆积所形成的并在其以后地质历史中有油气生成和聚集过程的实体（信荃麟等，1993）。

从盆地尺度上讲，含油气盆地主要的构造研究内容包括盆地的关型、形成环境和成因机制。

六十年代及以前，盆地构造研究的理论基础是地槽—地台说，六十年代晚期以后。

板块构造理论被应用到盆地构造研究中，并不断深化。

在我国，六十年代和七十年代地质力学观点被广泛应用在盆地构造研究中。

盆地类型反映着盆地形成的大地构造环境和地球动力学条件，不同类型的盆地常有不同的油气成藏过程和含油气远景。

盆地的形成主要受地球动力学环境控制，软流圈和岩石圈板块的变化和活动决定着盆地的性质和空间位置。

另外，负荷作用、岩浆岩塌陷、非均衡作用等也可造成地表下陷形成沉积盆地。

2、油区构造样式油区构造样式是指含油气地区具有相同或相近成因和形态特征的地质构造组合，它们在类似的变形条件下将会重复出现。

在油气勘探中，构造样式研究是为了预测油气圈闭类型，同时为解释地震资料提供合理的地质模型。

构造样式分析所要考虑的问题主要包括几何学、运动学、动力学和时间这四个因素有一定联系。

几何学分析是通过地表观察及地震剖面解释来获得三维构造几何特征，将各种变形组合的应变场与应力场结合起来。

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]。

断层封闭性研究现状赵密福【摘要】通过泥岩沾污潜力、泥岩沾污因子及断层泥比率表征公式及应用条件的对比分析,指出了泥岩涂抹的4种成因及其公式的局限性;总结了岩性配置的各种研究方法及应用条件,阐述了岩性配置研究中断层面和断裂带对封闭性的影响,认为岩性配置分析面临的一个最大挑战就是确定断层的规模、断层岩的总厚度及小断层的分布等;提出断层封闭机理的3个方面及相关的8种类型;把断层封闭性研究方法归纳为14种,并加以讨论;最后从断层封闭机理、断层封闭性研究思路、计算机应用等方面对断层封闭性的进一步研究方向进行了展望.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2004(025)003【总页数】4页(P333-336)【关键词】断层;封闭性;断距;断层面;走向;机理【作者】赵密福【作者单位】中国地质大学(北京)和胜利油田联合培养博士后站,山东,东营,257015【正文语种】中文【中图分类】TE111.2Smith等论述了断层封闭性的基本原理［1－6］。

在断层封闭性预测与评价方面，Bouvier等提出了三维地震断层切片的判别方法；Allan提出了“断面剖面分析法”；曹瑞成等阐述了逻辑信息法［7］；吕延防等应用非线性映射法和概率模拟法建立了早期探区断层封闭性的判别预测模型［8，9］；Knipe提出了简易岩性并置图的制作及应用［10］，Bouvier等、Lindsay、Yielding等对泥岩涂抹、研磨及挤入等方面进行了定量研究［11，12］。

最近在断层作用、断层岩的演化、断层的几何形态、断层群等认识上取得了进展［13－19］，尤其是油藏动力学分析方法、新的取心技术、露头区断层结构的研究和三维地震的问世，都为改进断层封闭性分析提供了条件。

最近几年，采用油田开发的动态数据对与流体流动有关的断层封闭性作进一步的讨论［20－23］。

在断层岩的微观结构和岩石物性研究方面也有很大的进展［16，24］。

虽然国内外地质工作者对断层封闭性进行了研究和探索，并取得了一定的进展和成果，但也存在一些问题，具体可以概括为如下几个方面。

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。