复杂断块区断层封闭性多因素综合分析——以金湖凹陷东阳地区为例

张伟忠，张卫海，张秋实

（1．中国石化胜利油田分公司物探研究院，山东东营257000；2．中国石油大学（华东）地球科学与技术学院；3．中国石化胜利油田分公司地质科学研究院）

断裂作为油气输导体系的重要组成部分对油气运聚具有决定性的意义，特别是在中国东部裂谷型盆地，断裂极其发育，对油气藏形成、演化和分布的控制作用比较明显。国内外许多学者就断裂对油气藏形成与分布的控制作用从不同的方面和角度进行了深入研究，取得了许多规律性的重要认识［1－9］，总结出了不同类型、不同级别及不同时期断层对油气生成、运移及聚集的作用，进一步将断裂形成机制与其演化过程与油气生运聚散成藏机理及油气藏分布有机地联系在一起。断裂不但可以作为主要的垂向运移通道输导油气，也能作为侧向封挡条件圈闭油气，这种对油气藏的控制作用的双重性已为绝大多数人所接受［10－14］。

金湖凹陷位于苏北盆地东台坳陷西部，是晚白垩世发育起来的南断北超的箕状凹陷，地质条件复杂，先后经历了吴堡、真武、三垛、盐城四期构造运动，发育多期不同规模不同性质的断裂。凹陷内油气资源丰富，是重要的油气产区。断裂体系广泛发育，油气富集程度较高，断层控藏作用十分明显。复杂的断裂体系和油气分布规律的多样性使得对断层封闭性的研究变得较为迫切和重要。

1 断裂基本特征

金湖凹陷从晚白垩世开始发育，至新近纪结束，形成了南断北超的箕状凹陷。凹陷内主要发育NEE、EW、NE和NS向四组断裂，其中NEE和EW方向的断裂为主导断裂（图1）。主要的断裂体系有杨村断裂系和铜城断裂系。受到郯庐断裂带右旋扭动的影响，金湖凹陷整体上处于拉张－扭动并存的应力场中。凹陷内断层在表现为张性特征的同时，也产生了右旋扭动作用。在这拉张－扭动并存的应力场中，断裂不同剖面组合样式反映在平面上主要表现为平行式、斜交式及帚状。东阳次凹位于金湖凹陷南部，发育多条北东南西走向的三四级断裂（表1），断距最大达350 m，主要活动期在古近纪－新近纪，在新近纪三垛期停止活动，不同级别断层对油气控制作用有差异［12］，一级、二级断层控制整体的油气运移，三、四级断层控制了构造块的形成，对油气藏的形成起到了直接控制作用。

2 断层封闭性多因素综合分析

2．1 断层封闭性影响因素及研究方法

针对目前金湖凹陷断层封闭性存在的问题及东阳地区地层结构、断裂特点，提出应用多因素综合分析的方法研究本区断层的封闭性特征。在众多断层封闭性影响因素中遴选出主要因素5种，并对应选择不同的研究方法，综合判断断层封闭性特征（表2）。

2．2 侧向封闭性综合分析

图1 金湖凹陷南部断裂体系分布

表1 东阳地区所选断层性质

表2 断层封闭性影响因素及研究方法

通过对现今含油性层段对接系数的计算发现，当对接系数K值分布在1．0～1．5之间时，储层的含油性表现为油干层、油水同层、低产油层与油层的混合（图2），这表明对接系数处于这个范围内断层封闭性较好，能在一定程度上封挡油气；当对接系数K值小于1时，储层含油性主要表现为水层、含油水层、油水同层及低产油层，表明当对接系数小于1时断层侧向封闭能力变差，基本不能封挡油气；当对接系数大于1．5时储层以油层为主，表明当对接系数大于1．5时断层侧向封挡性较好。

通过东阳地区砂层含油性与SGR分布散点图看 出，东阳地区油层SGR均大于0．6，0．4～0．6之间分布低产油层，含油水层和水层，低于0．4均为水层。油层厚度主要1．0～3．5 m之间（图3）。

图2 含油性与对接系数相关性散点分布

对比分析发现，东阳地区断层侧向封闭层段主要分布在对接系数大于1．5，泥岩涂抹SGR大于0．6的范围内。根据这一判断标准研究认为，除了次凹边部的阳5断层阜四段封闭性较差外，其余断层阜四段侧向封闭性均较好，阜三段侧向封闭性中等，阳5断层较差，天59断层侧向封闭性好。

图3 含油性与SGR散点分布

2．3 断层垂向封闭性综合分析

利用断面压力及断裂带泥岩含量［13］两种方法分析了东阳地区主要控藏断层垂向封闭性特征，通过不同层段开启性、封闭性与断距、倾角和断移地层泥岩含量三个因素的关系确定出三个因素对断层垂向封闭性的影响程度，并且用已知可能开启的层段进行标定，从而对其他断层进行垂向封闭性的分析。最终建立了封闭性与三种影响因素的对应关系。

分析断层封闭性特征与断距、倾角、断移地层泥岩含量的关系，若断距小于120 m，倾角小于60°，断移地层泥岩含量大于于60%，断层倾向于封闭。根据这一判断标准，次凹边部的阳5断层阜四段垂向封闭性差，其余断层阜三段及阜二段垂向封闭性中等－差，油气可沿断层垂向调整层位。

图4 垂向封闭性与断距、断移地层泥岩含量关系

3 东阳地区断层控藏分析

断层对油气成藏控制作用的双面性在本区体现的较为明显，由于东阳地区各主要断层在阜二段与阜三段侧向与垂向均具有一定的开启性，因此对油气侧向的运移限制性较小，为侧向运移提供了良好的通道和可能性，而断层在侧向的泥岩涂抹和对接关系又在局部层段形成较好的断层封挡圈闭，形成油气藏（图5）。

整体看来本区断层对油气的控制作用主要表现在两个方面：近源区油气沿断层垂向运移；斜坡带油气穿越断层侧向运移并逐次向上倾方向调整。本区的油气成藏规律可以总结为“纵向多层系，横向远距离”的成藏模式。

图5 东阳地区断层控藏模式

4 结论

（1）金湖凹陷东阳次凹断裂发育，以三四级断层为主，主要活动期在古近纪－新近纪，在新近纪三垛期停止活动。

（2）东阳地区不同断层在不同层位上封闭性有所差异，大多数断层在阜三段及阜二段具有中等的侧向及垂向封闭性，油气可沿断层垂向运移也可穿越断层侧向运移，使得油气横向上远距离，垂向上多层系成藏。

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