复杂断块油田断层封闭性分析

摘要：在复杂断块油田，断层封闭性的研究对于确定油气藏的分布有着极为重要的意义。以唐庄地区为例，应用断面压力法，结合断层活动性分析了断层的垂向封闭性，同时应用岩性对接法对断层的侧向封闭性进行识别。总结了唐庄地区不同级别断层的封闭性。

关键词：唐庄地区；断层垂向封闭性；断层侧向封闭性

油气勘探的实践表明，断层在油气藏的形成过程中起着重要作用，它不仅可以作为油气从烃源岩运移到圈闭的通道，而且更重要的是它还可以作为遮挡物，阻止油气的运移，使油气聚集与保存下来，当起通道作用时，油气可沿断层面做垂向运移，断层错断地层的层位不同，油气运移的层位也不同，其活动时期控制着天然气的二次运移的时期；当起封闭作用时，断层在側向上可阻止油气穿断层面运移，垂向上防止油气沿断面向上部储层运移。因此断层封闭性的研究是油气藏形成与分布研究中的重要内容，搞清断层的封闭程度，可认清油气的分布规律，确定油气的勘探目的层，同时研究与断层有关的封闭，对于有效寻找油气藏具有重要的指导意义。

断层封闭性受多种因素影响，目前断层封闭性的研究从机理认识、因素分析及方法研究等方面都取得了丰硕的成果，众多学者针对不同地区，不同类型断层和不同的侧重点从侧向和垂向两个方面总结出了多种评价断层封闭性的方法。侧向封闭性分析的方法主要有岩性对置法、Allan断面图法、“Knipe图”法、砂泥对接概率法、断移地层砂泥比值、泥岩涂抹系数法（Bouvier等，1989；Lindsay等，1993；Yielding等，1997）等。垂向封闭性分析方法主要有断层活动性分析法、断面压力法（付广等，1998）、构造应力场分析法、声波时差法、断裂带泥岩含量法等。

1 断层垂向封闭性研究

断层垂向封闭性是指断层对沿断层面切线方向顺断层运移油气的封闭能力。通过综合分析断面压力、断层活动性分析来研究断层的垂向封闭性。

1.1 断面压力法

断面承受应力及力学性质是使断层具有封闭性的必要条件。断层的垂向封堵性在某种程度受到断面正应力的控制。断面所承受的应力，是两盘相互之间的作用力。断面所承受的应力包括两部分，即剪应力与正应力。剪应力引起断层的活动，而与封闭性没有直接的关系，这里只讨论正应力。断面承受的正应力一般为正值，即压应力，偶尔为负值，即张应力。断层如果承受张应力就会张开，呈现开口状态，这时断层成为油气运移的通道；如果要使断层侧向封闭，则断层承受较大的压应力，成为闭口状态是断层封闭的必要条件之一。因此确定断面上应力的大小和性质对于揭示控油断层的垂向封闭性极为重要。

通过构造应力场模拟，发现东营期唐庄地区主要承受近南北向的张应力，这与我们前面分析的断层性质也相吻合，因此唐庄、张集断层在成藏期应呈现开口状态，为油气运移的通道。且由于南北向拉张中它们处于斜向拉伸而会产生一右行平移分量，对内部的三、四级断层产生一定的挤压，有利于断层封堵。

1.2 断层活动性分析

唐庄断层、张集断层都属于生长断层，正是这些生长断层的幕式活动，导致断层对油气具有输导作用。断层的活动规律是揭示断层输导油气的重要研究内容之一。生长断层对研究区油气的运移、聚集有直接的控制作用。

唐庄、张集断层二条大断层在对应的二个鼻状构造主体活动最为强烈，断层活动时期与油气运移时期的良好匹配是研究区内油气成藏的关键，构成了油气垂向运移的通道，且唐庄、张集断层向西深入临南生油洼陷，可作为油气运移的良好通道。

2 断层侧向封闭性研究

唐庄地区断层封闭以对置封闭为主，岩性配置是侧向封闭性的基本条件之一，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，断层封闭性差。唐庄地区主要圈闭类型为断层圈闭，侧向由封堵性较好的断层遮挡成藏，在对断层侧向封闭性评价中，主要选择三、四级控藏断层进行分析。

1.1储层特征

唐庄地区位于中央隆起带的西段，其沉积主要受西部陵县隆起和中央隆起带的控制。物源来自于西部和西北部。受构造活动差异、沉积物供给等因素影响，沙河街组三段下亚段—东营组沉积类型呈多样化，不同时期沉积类型及组合不同。

沙三段沉积时期，来自北部物源的唐庄三角洲、盘河三角洲向唐庄地区推进，在唐庄地区沙三上、下发育三角洲前缘相砂体。沙三段储层砂体厚度最大，横向分布稳定，分布范围广，砂体连通性好，孔渗性好，是本区最好的储集层段。该套储层既是良好的储集层，也是良好的输导层。同时，在储层的上部沙三上上部、沙三中、沙四段顶部发育三套稳定的泥岩，厚度达20米至百米。即是良好的盖层又是侧向封堵的主要泥岩层。

1.2 沙三上断层封堵性分析

解剖已钻油藏，针对反向、顺向断层分别建立了TA7、XI4两种封堵模式（图4-7、图4-8），通过统计断层断距与上下盘岩性的对接关系，得到了沙三上断层的有利封堵条件，反向断层当断距小于270米时，沙三上储层与沙三上上部发育稳定的泥岩对接，封堵条件好。而当大于270米时就与沙二段的储层对接了，不利于封堵。顺向断层的封堵条件则比较复杂，只有当断距位于25-65米之间时，沙三上的储层与沙三中的泥岩对接，当断距位于90-115米之间时沙三上则与沙四段顶部泥岩对接，封堵条件较好。可见，反向断块成藏条件有利。

.3 沙三下断层封堵性分析

针对沙三下也分别建立了反向和顺向两种断层封堵模式（图4-9、4-10），发现反向断层当断距小于290米时，沙三下的储层与沙三中段的泥岩对接，有效封堵；当断距大于290米，沙三下的储层与沙三上的大套唐庄砂体对接，封堵性差。所以反向断块：断距不是太大时（H<290m），沙三中段较厚的泥层封堵，成藏最有利。顺向断层当断距小于180米时，沙三下的储层与沙三下地层对接，沙三下泥岩夹层比较厚，可以封堵，但具有一定风险；只有断距位于180米与230米之间时，沙三下的储层才与沙四段顶部的泥岩对接，封堵性最好。

3 结论

（1）二级大断层唐庄、张集断层主要承受张应力，表现为走滑—拉张断裂，油气成藏期呈开口状态，断层活动性强、封堵性差，应是油气运移的良好通道。

（2）三、四级断层受右行平移分量的挤压，垂向上封闭；侧向上可依据两盘岩性对接模板确定断层的封堵。

参考文献

[1]许建华. 惠民凹陷唐庄地区油气地质条件分析[J]. 油气地质与采收率，2001，8（4）：21-23

作者简介：汤梦静，女，1983年生，工程师，工学学士，现主要从事地震地质综合研究。

（作者单位：中国石油化工股份有限公司

胜利油田分公司物探研究院）