苏北盆地高邮凹陷断层-岩性油藏断层封闭性研究

董才源，刘震，李储华，刘启东

（1.中国石油勘探开发研究院，北京 100083；2.中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；3.中国石化江苏油田分公司地质科学研究院，江苏扬州 225009）

苏北盆地高邮凹陷断层-岩性油藏断层封闭性研究

董才源1，2，刘震2，李储华3，刘启东3

（1.中国石油勘探开发研究院，北京 100083；2.中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；3.中国石化江苏油田分公司地质科学研究院，江苏扬州 225009）

基于苏北盆地高邮凹陷戴南组断层-岩性油藏断层现今与成藏期垂向正应力研究，分析了断层垂向封闭性演化规律。高邮凹陷主要断层-岩性复合油藏现今断层正应力分布在13.8～25.0MPa，断层垂向封闭性正应力临界值为13.8MPa，成藏期正应力分布于8.9～20.2MPa，多数控藏断层成藏期开启作为输导通道，现今封闭成为遮挡条件，但偶有例外，邵深1油藏控藏断层成藏期与现今皆封闭，此类油藏极有可能自生自储。

断层-岩性油藏；正应力；断层封闭性；高邮凹陷；苏北盆地

1 研究区断层-岩性油藏勘探概况

高邮凹陷为苏北盆地东台坳陷内一典型的南断北超的箕状凹陷，南与通杨隆起和吴堡低凸起相邻，北为平缓的斜坡，与柘垛低凸起相通，东接白驹凹陷，面积达2 670 km2，可划分为南部断阶带、中央深凹带和北部斜坡带3个次级构造单元[1]。高邮凹陷纵向上发育上、中、下3个含油气系统，其中上含油气系统自下而上依次发育阜宁组四段、戴南组和三垛组地层。从资源探明程度来看，高邮凹陷仍处于储量发现的平稳阶段，勘探前景较为乐观，尤其是岩性类油气藏勘探认识程度低，潜力较大[2]。断层-岩性油藏作为高邮凹陷主要油藏类型之一，近年来在戴南组和三垛组屡有发现，岩性油藏将成为高邮凹陷增储上产的重点领域（见图1）。

断层在油气运聚过程中，或作为油气运移通道，或起到遮挡作用[3-6]，其关键在于断层的封闭性。高邮凹陷含油气系统断层广布，现已发现的油气藏大都与断层有关。阜四段烃源岩层下伏于戴南组和三垛组储集层，与大部分油气藏隔层相望，因而运移须通过断层，断层成为工区最重要的油气运移通道[7-8]。专家学者对高邮凹陷断层封闭性开展过多次研究，如陈强等[9]划分了输导体系类型，并分析了二、三、四级断层封闭性的差异；刘玉瑞归纳出苏北盆地断层封闭4种基本类型及影响断层封闭性的4项基本参数，据此建立断层封闭性定量评价体系[10]；刘启东等认为高邮凹陷断层封闭性的影响因素包括断层类型、断距、断层两侧岩性及泥质体积分数[11]。但前人的研究多关注于宏观平面大断层，针对断层-岩性油藏的控藏断层封闭性的研究较少，定量研究更为薄弱。

图1 高邮凹陷断层-岩性油藏分布

本文旨在通过计算断层-岩性油藏控藏断层现今及成藏期的正应力值，研究断层封闭性能演化史，并对比不同次凹、不同构造带的断层封闭性能。以期有助于深入理解断层对断层-岩性油藏的控制作用，为深化高邮凹陷油气勘探提供理论指导。

2 断层现今封闭性

断层封闭性指断层对油气的遮挡作用，受制于断层性质、产状、断层两侧岩石类型等诸多地质因素，从这些错综复杂的信息中提取正确的评价方法是断层封闭性研究的关键[12-15]。本文研究的各油藏断层类型皆为正断层，且大多从垛二段断至阜四段，断层两侧岩性以砂泥对接为主，各断圈中断层特征较为一致，因此选用断层正应力作为断层封闭性评价指标较为合理。若断层正应力值大于临界值，则断面紧闭，油气不能沿断面作垂向运移；反之，则断面开启，断层可作为油气输导通道。断层正应力计算公式为

p=0.009 876H（ρr-ρw）cosθ（1）式中:p为断面所受正应力，MPa；H为断面埋深，m；ρr为上覆地层密度，g/cm3；ρw为地层水密度，g/cm3；θ为断面倾角，（°）。

断面埋深由油层中点埋深取均值得出，断层倾角由地震剖面求取。通过计算，高邮凹陷主要断层-岩性油藏现今断层正应力分布在13.8～25.0MPa。由于油藏上倾方向遮挡的断层现今一般封闭，因此，确定现今正应力最小值（13.8MPa）为断层封闭性临界值，若断层正应力大于此值，则断层封闭（见图2、表1）。

图2 戴南组主要断层-岩性油藏古今封闭性对比

3 断层成藏期封闭性

成藏期断层正应力求取的关键在于成藏期油藏埋深和断层倾角的恢复。断面古埋深可由油藏单井埋藏史分析获得；平衡剖面恢复显示，成藏期（三垛组沉积末期）断层倾角与现今相比变化微弱，因此本文假定断层倾角不变。根据古埋深计算结果，利用式（1），得到高邮凹陷主要断层-岩性油藏成藏期正应力分布范围为8.9～20.2MPa（见图2、表1）。

表1 戴南组主要断层-岩性油藏断层现今及成藏期正应力分布

4 现今与成藏期垂向封闭性对比

高邮凹陷主要断层-岩性油藏现今断层正应力分布在13.8～25.0MPa，断层垂向封闭性临界值为13.8 MPa；成藏期正应力分布于8.9～20.2MPa，其中，大多数油藏控藏断层现今正应力大于临界值，成藏期正应力小于临界值，此类断层古启今封，在成藏期是重要的油气输导通道，现今作为油气封闭的有利条件，如马31油藏（见图2、图3a）。但邵深1油藏的控藏断层现今以及成藏期正应力都大于封闭性临界值，断层古今皆封闭，无法成为油气的运移通道，说明这类油藏极有可能为自生自储型（见图3b）。

图3 典型油藏现今与成藏期断层封闭性对比

高邮凹陷3个次凹及2个构造带不同的构造演化和沉积特征，决定了其断层封闭性也各不相同。通过各次凹内油藏断层正应力均值比较可得，断层现今封闭性好—差依次为樊川次凹、刘五舍次凹、邵伯次凹，成藏期输导性好—差依次为樊川次凹、刘五舍次凹、邵伯次凹（见图1、图4）。鉴于陡坡带油藏和缓坡带油藏断层正应力均值计算，认为现今封闭性陡坡带略优于缓坡带，成藏期输导性缓坡带略优于陡坡带（见图5）。樊川次凹断层成藏期的畅通及现今优质的封闭可能是其成为主要含油气次凹的重要原因之一。缓坡带与陡坡带断层相似的输导和封闭能力则揭示了缓坡带不亚于陡坡带的勘探前景，为下一步勘探提供了理论支持。

图4 高邮凹陷各次凹断层古今封闭性对比

图5 高邮凹陷陡坡带、缓坡带断层古今封闭性对比

5 结论

1）高邮凹陷戴南组主要断层-岩性油藏控藏断层封闭性临界值为13.8MPa，多数断层古启今封，成藏期提供重要输导通道，现今作为主要遮挡条件。但邵深1油藏控藏断层古今皆封闭，断层无法作为运移通道，油藏可能为自生自储型。

2）高邮凹陷3个次凹及2个构造带不同的构造演化和沉积特征，决定了其断层封闭性也各不相同。通过各次凹范围内油藏断层正应力均值的比较可得出，断层现今封闭性好—差依次为樊川次凹、刘五舍次凹、邵伯次凹；成藏期输导性好—差依次为樊川次凹、刘五舍次凹、邵伯次凹,现今封闭性陡坡带略优于缓坡带，成藏期输导性缓坡带略优于陡坡带。

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（编辑 赵旭亚）

Fault sealing study on fault-lithologic reservoirs in Gaoyou Depression of SubeiBasin

Dong Caiyuan1，2,Liu Zhen2,Li Chuhua3,Liu Qidong3

(1.Research Institute of Petroleum Exp loration&Developm ent,PetroChina,Beijing 100083,China;2.State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;3.Research Institute of Geological Science,Jiangsu Oilfield Comm any,SINOPEC,Yangzhou 225009,Ch ina)

Faultsealingevolution isanalyzed based on thenormalstresscalculation ofDainan Formation reservoir.The favorablearea of fault-lithologic reservoirs is predicted in Gaoyou Depression of SubeiBasin.It is concluded that the presentnormal stressofmajor faultsin fault-lithologic reservoirsis from 13.8 to25MPaand thecriticalvalueof faultsealing is13.8MPa.Thenormalstressof faults in fault-lithologic reservoirs in accumulation period is from 8.9 to 20.2MPa,mostof the reservoir faultsare open in the accumulation period,butthey are closed now.However,there isone reservoirwith faultsealingall the time,which isShaoshen 1 reservoir thoughtto be theown source type.

fault-lithologic reservoir；normal stress；faultsealing；Gaoyou Depression;SubeiBasin

国家科技重大专项“中国大型气田形成条件、富集规律及目标评价”（2008ZX05007）

TE122.3+22

A

2013-05-08；改回日期：2013-09-15。

董才源，1986年生，男，工程师，在读博士研究生，主要从事地层岩性油气藏勘探、天然气地质与勘探研究工作。E-mail: dcaiyuan@163.com。

董才源，刘震，李储华，等.苏北盆地高邮凹陷断层-岩性油藏断层封闭性研究[J].断块油气田，2013，20（6）:686-689.

Dong Caiyuan，Liu Zhen，Li Chuhua，et al.Fault sealing study on fault-lithologic reservoirs in Gaoyou Depression of Subei Basin[J].Fault-Block Oil&Gas Field，2013，20（6）:686-689.

10.6056/dkyqt201306002