断层的封闭性研究综述
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。P C 得自方程：
R P C θγcos 2?= (1-1)
式(1-1)中，R 为相互胶结的孔隙喉径；γ为半径界面张量；θ为润湿角。毛细管压力P C 能封存P 不大于P C 的烃柱，烃类的压力P 由浮力得来：
θρρcos 0098.0)(??-?=w r H P （1-2）
式（1-2）中，w ρ为水的密度；r ρ为烃类的密度；H 为封存的烃类的高度。
当P C >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较差不能封住储层中的油气。从公式1-1中可知，据R 的大小可以判断封闭层的封闭能力。
1.2.2 断层的封闭机理研究
D.A.smith(1966)最早论述了断层封闭性的基本原理，根据排替压力及岩性配置关系提出了断层封闭性的判别模式[1，2]。在国内方面，吕延防等提出了详细的断层封闭机理。
断层的封闭性在空间上主要表现为侧向上的封闭性和垂直上的封闭性。
侧向封闭性常用的评价方法有砂岩百分比含量、砂岩连通率以及Allan断面图来研究岩性配置情况等，其中以Allan断面图应用最广。垂向封闭性是指沿断层面切线方向顺断层运移油气的封闭作用(吕延防等，1996)。根据断层两盘之间有无填充物、填充物成分以及是否经受过成岩改造等特征，可将断层垂向封闭性形成机制划分为两种形式:即断层面紧闭封闭机理和断层带高排替压力封闭机理。断层面紧闭封闭机理适用于断层两盘之间无断裂填充物、以“面”接触的断层，断面所受应力状态是造成断层垂向封闭性形成的主导因素。
断层的封闭机理可以概括为即并置对接、泥岩涂抹、断裂带填充封闭、成岩胶结作用(Knipe[3]、Watts[4])，动力变质作用以及深部流体影响。砂泥岩并置对接只能起到侧向封堵油气的作用；断裂带填充封闭，泥岩涂抹的方法均可达到断层垂向和侧向封闭的效果；而成岩作用、深部流体的影响是通过改变充填物质的性质，从而达到提高断层封闭性的效果。
1.2.3 地层封闭性评价
目前关于断层封闭性评价的方法很多，总的来说主要有定性和定量方法评价方法。
1.2.3.1 定性评价方法
常用定性评价法有地层对接样式法、油水界面分析法、声波时差分析、声波时差分析、Allan断面图法、断层活动性分析、断层活动性分析、物化性质指示法。
（1）地层对接样式法
断层侧向封闭性取决于断层两侧地层岩性对置情况，对于勘探程度较高、资料较充足的研究地区，断层两侧对置的岩性及其在三维空间的分布都比较清楚，根据不同岩性所要求的排驱压力不同来评价断层的封闭性。
（2）油水界面分析法
利用目前的油水关系可以判断当前的断层封闭性，其方法是：当一条断层两侧对应层位的断块油水界面一致时，断层可能是不封闭的；当油水界面不同时，断层则一定是封闭的。
(3)声波时差分析
国内外大量文献表明，测井声波时差与岩石排驱压力之间具有明显的反比关系，即声波时差越小，其排驱压力越大；反之则越小。因此，当声波通过封闭断层的充填物时，速度明显较其通过围岩的速度大而通过开启断层的充填物时，速度就明显较通过围岩的小。这样，可根据断层充填物的声波时差与围岩的声波时差的相对关系来确定断层的封闭性。但该法属于定性评价，且不能评价未钻遇断层的封闭性。
(4)Allan断面图法
通过做出某一断层断面图，依据断层上下盘岩层接触面积和岩性分布情况，直观、
准确地判断断层两侧的岩性配置及断层面物质涂抹的情况，用来评价的侧向封闭性。
(5)断层活动性分析
应用断层埋藏史和断层演化史，结合区域构造的演化，分析断层的性质、断面应力大小、活动的大小程度、时间与油气的运聚关系，评价断层的封闭性。
(6)物化性质指示法
断层两盘油、气、水物理化学性质不同，对断层封闭性的判断有很好的指示作用。开启断层两盘是连通的，有统一的油水界面，油气水性质也基本相同。但封闭断层两盘在纵横向上是独立的油气水系统，两盘的流体密度、粘度、地层水矿化度往往有差别，且油气产能和油气贫富差别也较大。
1.2.3.2 定量评价方法
地层对接样式法等方法只是宏观地、定性地分析断层两盘的岩性、油气性质等方面的差异性，存在较大的疑议，因此，可以从断层的一些参数、断层综合信息、断层模拟等综合、定量地判定断层封闭与否及封闭能力强弱。
(1)地质参数分析方法
断层横向封堵系数法
横向封堵系数用来评价断层面将两盘油气封闭起来，互不相串的一个参数，是构造封堵系数C与储集系数R之和再与岩性封堵系数G相乘之积其值越大，横向封堵能力越强；反之，封堵性较差岩性封堵系数G，其值在0-1之间，封堵层为纯砂岩，G为0；泥质砂岩G为0.5；砂质泥岩G为0.75泥岩G为1。其计算方法为(图1-1)。
图1-1 断层横向封堵烃柱示意图
)sin(sin βαα
+?=
H L C (1-3) αβαsin )
sin(+?=h L
R (1-4)
)(R C G F += (1-5)
式1-3，式1-4，式1-5中，C 为构造封堵系数；R 为构造储集系数；G 为岩性封堵系数；F 为横向封堵系数；L 为断层垂直落差；H 为盖层厚度：α为断层倾角；β为储层倾角：h 为储层厚度。
断层面物质涂抹分析法
断层面物质涂抹分析法是近些年来定量确定断层封闭性的一种有效方法，也是定量判断在断层面附近形成的泥岩涂抹带是否连续分布的一个重要的参数。
Bouvier(1989)提出“泥岩玷污潜力CSP ”，可以判断断层的相对封闭程度，表示沿断面某点某泥岩层被涂抹的相对量值，其值随泥岩厚度或泥岩层数的增加呈正相关关系，随断距的增大呈相反关系。其计算方法为(图1-2a)：
CSP=∑(泥岩层厚度)2/断距内某点至泥岩层距离。
Lindsay(1993)提出了“泥岩玷污因子SSF ”，表示泥岩涂抹层在空间上的连续性好坏程度，SSF 与源岩层的厚度、层数成反比，而与断距成正比。其计算方法为(图1-2b)。
SSF=断距/泥岩层厚度CSP 适用于断面剪切型的涂抹，SSF 适用于压层。
Yielding(1997)等提出了“断层泥比率SGR ”，即涂抹因子，对于砂泥岩层序，用断面中各泥岩层的厚度之和与断距之比SGR 来评价断面的封闭性，其方法比较实用简单。
SGR=∑(泥岩层厚度)n ／(断距内某点至源岩距离)m
断层泥比率法就是在断层位移段内测定泥和页岩所占的比例。用上盘或下盘均可以测定。其使用的前提条件是把进入断层带的非渗透性物质作为断层泥。它提供了一种更“平均”化或“夸张”化的断层封闭性评价方式。
（a ） (b) (c)
图1-2 泥岩涂抹层分析因子示意图
地震速度谱识别法
断裂带排驱压力与断裂带中泥质百分含量有良好的相关性。断裂带泥质百分含量越高，其孔渗性越差，排驱压力越大，形成封闭的可能性越大；反之越小。利用地震速度谱资料求取各地震层的层速度，利用地震层砂泥含量与层速度的相关性求取砂泥含量，进而求得泥质百分分量，评价断层封闭性。该法适用于勘探程度较低、探井较少或没有的地区。但该法泥质含量只是一个预测值而非真实值，又未考虑后期成岩作用，且只能判断断距大于20m的断层。
(2)数学地质分析方法－逻辑信息法
逻辑信息法研究断层封闭性的基本原理是将影响断层封闭性的各种地质因素用0和1表示，认为具有相同封闭能力的断层具有类似的地质条件，即类似的影响因素[5]。通过对标准对象（典型已知封闭性的断层）影响因素的逻辑运算，筛选出最主要的地质参数，并计算这些参数的权重（贡献率），得到这些参数的权重构成的断层封闭性判别模型。对未知封闭性断层选择变量并赋值，利用判别模型进行计算，通过分析计算结果就可以达到评价断层封闭性是有效的判别其封闭性的目的。
（3）综合地质分析方法
以构造地质理论为依据，从分析影响断层封闭性的地质因素人手，结合定性评价等方法，根据各种地质资料综合性地判断对断层的封闭性与能力大小，所研究的地质资料主要涉及断层几何特征、断层力学性质、断移地层的地层学特征、断层活动性、断层两盘流体性质和流体压力特征。如在绘制Allan断面图的基础上，采用断层两盘砂泥对接概率模拟的方法，计算各地史时期断层的侧向封闭程度。根据研究层段古埋深、断层倾角，计算古断层压力。根据各地史时期泥质岩的变形强度研究断层的封闭性能，可作出断层封闭性的综合定量评价。
第2章断层的封闭机理
断层的封闭性是指断层上下盘岩石或断裂带与上下盘岩石由于岩性、物性等差异导致排替压力的差异，从而阻止流体继续通过断裂带或对应上下盘的性质。在地质的空间上可以分为两个方面，断层的垂向封闭性和侧向封闭性。
断层侧向封闭性是指断层在侧向上对断层两盘对置层中沿断层面发现方向穿过断层面运移油气的封闭能力。断层垂向封闭性是断层对沿断层面切线方向顺断层运移油气的能力。断层的上下盘的岩性配置，断层两盘之间填充物的成分及后期成岩改造，都可影响断层的封闭性。
2.1 对接封闭机理
当断层两盘的岩层以面接触时，断层能否形成侧向封闭主要取决于断层两侧对接岩层排替压力的相对大小。如图2-1所示，如果位于油气运移方向上近油源的一盘的岩层的排替压力P A小于远油源的一盘的岩层的排替压力P B，则B盘可以阻止A盘油气的侧向运移，断层具有侧向封闭性。否则，油气将由A盘穿过断层面向B盘运移，断层不能形成侧向封闭。由于泥岩与砂岩相比，泥岩的孔渗性较差，排替压力高，当砂岩泥岩对置时，泥岩便可以对砂岩中的油气起到封闭作用，即所谓的砂泥对接原理。
图2-1 断层两盘以面接触的侧向封闭机制
（a）砂泥对接；（b）砂砂对接
砂泥对接封闭要求与砂岩层对置的泥岩层的厚度要大于砂岩层。对接的泥岩层的厚度越大，层数越多，封堵效果越好。如果泥岩层较小，只能封堵部分砂岩层，如图所示，油气会从砂岩未封堵部位进入对接盘的砂岩层，断层并不能起到封堵作用。
砂泥对接只能对油气的运移起到侧向封闭性的作用，对垂向油气的运移不能形成封堵。如图所示，尽管有泥岩对接，油气可以绕过泥岩层，穿插迂回向上运移。
图2-2 对接盘泥岩含量过少
图2-3 油气迂回向上运移
2.2 断裂带高排替压力封闭机理
当断层两盘岩层为带接触时，断层能否形成侧向封闭主要取决于断层内部充填物质的排替压力的相对大小。如果断层带的排替压力大于油气运移盘的排替压力，断裂带就能阻止油气的侧向运移，断层具有侧向封闭性。否则，油气将向断层带中运移进入对置盘发生侧向运移。依据高排替压力的形成原因，将此种封闭作用分为两种形式。
（1）泥质填充封闭机理
如果断层带的填充物以泥质成分为主，由于泥质成分孔渗性差，排替压力高，与断层两侧的目的层形成排替压力差，阻止油气的运移，不仅形成侧向封闭，同时形成垂向上的封闭。相反，如果断裂带的填充物以砂质成分为主，由于砂质成分的孔渗性好，排替压力较低，不能阻止油气运移。如图2-4所示。
图2-4 填充封堵
（2）后期成岩封闭机理
如果断层的填充物皆为砂质成分，如图2-5所示，其较高的孔隙度和渗透率必然使其成为地下流体向地表运移和地表水向地层中渗漏的通道。地下流体在由下至上的过程中，由于温度压力等条件的改变，地下水所携带的大量矿物质由于压力和温度的改变，造成过饱和而发生沉淀，例如碳酸钙沉淀形成方解石，二氧化硅沉淀形成石英，二硫化铁沉淀形成黄铁矿等，油气也可因为地表游离氧和细菌的作用而发生氧化作用，轻质成分减少重质成分增加，使其粘度加大变成固体沥青。地表水在沿断层向上渗滤的过程中，同样也会带来大量的矿物质，因其饱和而在其内部形成次生方解石、黄铁矿和石英等。后期形成的矿物沉淀和固化沥青，胶结了疏松的沉淀物，并堵塞了原来断裂带中砂质成分的孔隙，使其在局部的渗透性变差，排替压力增大，与其下部未胶结和堵塞程度较差的部分形成排替压力差，从而使断层形成垂向封闭。
图2-5 断裂带后期形成成岩作用机理
不同时期的深部流体，影响到沉积盆地尤其是断层附近的成岩作用。深部流体富含C02、CO、H2、K+、Na+、卤素等，其向上运移过程中与浅部流体发生混合作用，通过流体的温度、压力和化学性质的改变，影响断层两盘的成岩作用。在孔隙体热对流过程中，随着流体温度由低到高、或由高到低的变化，会引起一些矿物的溶解和另一些矿物的沉淀。深部流体通过影响断层附近储层砂岩填系物的充填，影响储层的物性，进一步影响断层的封闭性。如果断裂充填物以砂质成分为主，也有可能形成封闭。这是因为地下水流动可以造成填充物发生交接作用，使填充砂岩孔渗性变差，排替压力升高，从而与油气的运移盘形成排替压力差，形成封闭性。
2.3 泥岩涂抹形成的封闭机理
这种封闭是由于断层在活动的过程中，由于构造应力和上浮岩层重量的作用，断层两盘的未固结或半固结的泥岩层被削截、挤压进入断裂空隙，在断层两盘削截砂岩层上形成的一层薄的泥质岩层。由于泥岩涂抹层在形成过程中受到较大地剪应力和地层重力的共同作用，使其孔渗性明显低于相应深度的泥岩层的孔渗性，故具有较高的排替压力，可形成对目的层的侧向封闭。如果泥岩的涂抹层与两侧的泥岩相连，还可以起到垂向上的封闭作用。如图2-6所示，泥岩涂抹层在侧向上和垂向上封堵油气，这种封闭主要取决于泥岩涂抹层空间分布的连续性，空间分布的连续性越好，泥岩涂抹的侧向封闭性越好，反之越差。
图2-6 泥岩涂抹层侧向封闭机理
2.4 断层面紧闭封闭机理
这种封闭机制的形成所需要的地质条件是两盘间无断裂填充物，断层两盘之间以面接触。在这种情况下，断层面主要依靠上覆岩层重力或区域主压应力使其发生紧闭。然而，由于断层面的凸凹起伏，仍会遗留渗漏空间，通常在断层缓角处紧闭，陡角处开启造成油气渗滤散失。因此，仅仅依靠断层面所受到压力，还不能使断层对油气在垂向上形成完全封闭，还必须借助于泥岩的塑性流动，来堵塞断层紧闭后遗留下来的渗透空间。使其愈合起来在垂向上形成对油气的封闭作用。否则，断层在垂向上难以形成封闭。
2.4.1 断面压力
断面压力是造成断层在垂向上封闭的最重要的因素。断层面压力越大，断层的紧闭程度越高，垂向封闭性越好，反之越差。断面上所承受的正压力包括：地应力和上覆地层重量产生的压力的叠加。
地壳中的地应力包含两个因素：①地壳重力作用和均衡作用产生的静地应力(或称重力应力)，②地壳水平运动产生的构造应力，两者叠加在一起构成了地应力场(王平，1994)。静地应力官随深度增加而增大，所以盆地浅层静地应力较小，地应力以构造应力占主导地位；而在深部地层中，重力应力相对于构造应力占主导地位。因此，如果忽略岩层的孔隙性特征而把岩层看成均质体，则作用于任意截面上的直应力可以直接来计算。根据地下任一已知断层面的产状特征和地应力场的特征，可以求出该断面上任一点的直应力(如图2-6所示)。由三维应力关系可知:
v n m I h H δδδδ2
22++= （2-1） θθαθαcos ,cos ,sin sin =?=?=n tg m I (2-2)
上式中，I 、m 、n 分别为断面法线与三个主应力方向夹角的余弦，α为断面走向与最大水平主应力之间的夹角，θ为断面的倾角。
由式2-1、式2-2可知，应力σ的大小与研究点断面层的产状及有效地应力的大小和方向有关，而有效地应力的又决定于地应力和地层压力。如果地应力越大，地层压力越小，则有效应力值越大。
图2-6 三维应力状态下任意截面上的正应力
（2）上覆地层重量产生的压力分析
断面紧闭程度与断层面所受到的压力大小有关，断面所受的正压力包括两部分：上覆地层重量对断层面产生的压力N 1和区域主压应力σ对断层面产生的压力N 2。即：
αθδθρρsin sin cos )(21??+??-?=+=g H N N P w r (2-3)
式中，P 为断面所承受的正压力，MPa ；N l 为上覆地层重量对断层面产生的压力，MPa ；N 2为区域主压应力对断层面产生的压力，MPa ；H 为断面埋深，m ；r ρ为上覆地层的平均密度；w ρ为地层水密度；g 为重力加速度，m/s 2；δ为区域主应力，MPa ；θ为断面倾角，度；α为区域主应力与断层走向之间的夹角，度。
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。
2.4.2 断面产状
断面所受到正压力取决于断面的倾角和断面的埋深，倾角越大埋深越浅，断面正压力越小，越不利于断层垂向封闭。反之，倾角越小，埋深越深，越有利于断层的垂向封闭。
相同的条件下，反向断层所受的正压力较大，垂向封闭性较好。顺向地层所受的正压力较小，剪压力较大，一般断层是开启的
第3章综合评价方法
影响断层封闭性的因素较多，如地应力的大小和方向，断层的产状，断层填充物物性，断距等，断层的封闭性绝不可能由单一的因素造成，而是由多种因素综合造成的。我们要研究的是把这些因素结合起来综合评价断层封闭性。
3.1 断层封堵系数法
吕延防[6]（1996）曾给出判断断面紧闭程度的一种方法，提出了砂泥对接概率的概念指占断层目的盘研究层段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，如果目的层段内绝大部分砂岩被对置盘泥岩封堵的概率高，说明该段断层侧向封闭性好，仅少部分或没有砂岩被对盘泥岩封堵的概率高，则说明断层在该段封闭性差，但其没有考虑构造应力的影响。田辉[7]对断面正应力及泥岩涂抹分析的基础上，提出了断层紧闭系数的概念，将断层紧闭系数I FT定义为断面正应力δF与断裂带物质抗压强度δC相比，认为当I FT大于1时，断面紧闭，封闭性较好，反之封闭性较差，不过没有考虑流体压力的影响。高丽华[8]在综合了断面带泥岩含量，区域应力和流体压力影响的基础上，提出了断层封闭系数C，为流体压力、泥岩涂抹系数以及断面正应力的函数。
β(3-1)
?
=δ
C?
SGR
式中，β为流体压力系数；σ为构造正应力；SGR为泥岩涂抹系数。
高丽华运用断层封闭系数，对临南洼陷区块进行评估，如图3-1所示，发现断层封闭系数能够综合反映断层的封堵能力，其相关系数达到0.9137。
图3-1 临南洼陷封堵系数与油柱高度关系
3.2 连通概率综合评价
断层连通概率法是张立宽[9]以大港油田埕北断阶带作为研究对象，提出的一种定量评价启闭特征的新方法。该方法将影响断层启闭性的主要因素归结为三个：泥岩流体压力(δ)，断面正压力(P)和断层泥岩比（SGR ）。根据其各自的影响断层封闭性的机理构建出一个无量纲的断层启闭性C ，即为 C=SGR p ?δ
（3-1）
式中，C 为断层启闭系数，无量纲；P 为断层正压力，MPa ；SGR 为泥岩的泥岩比，%。 SGR 可由式求出 SGR=%1001?∑=L h
n
i i
（3-2）
式中，h i 为被断层错开的第i 层泥岩层的厚度，L 为断层的断距。n 为被断层错断的泥岩层的层数。
由式可以看出，断层的启闭系数与断裂两侧泥岩层内的流体压力成正比，与断面所承受的正应力成反比，与断层泥岩涂抹因子成反比。断层启闭系数越小，断层的封闭性越好。
图3-2 断层启闭性的识别方法示意图
断层的启闭系数只能表明断层某一点在断层活动期间开启而形成流体连通条件的趋势。要判断要研究地区整体的地质情况，要在此基础上，大量随即选取横切断层的已知典型油气藏剖面，根据其上下两盘储层内是否含油气来判断其启闭性，计算断面不同位置出的启闭系数，并统计不同启闭系数范围所具有的连通概率（将启闭系数最小与最大值间等分，在每等分中统计开启油藏所占比例，即为等分启闭系数所对应的连通概率），建立研究区断层连通概率与断层启闭性间的相关关系。对研究区未知油藏断层区
域，通过计算断层的启闭系数C，代入连通概率与启闭系数关系式中求取断层处的连通概率，从而定量获得断层的封闭性[10]。如图3-2所示。
3.3 模糊数学综合评价
如前所述，影响断层启闭性的因素很多，而各种因素所起的作用又各不相同，为了准确的预测各个因素所起的作用，采用模糊数学评价技术对断层的封闭性加以评价。
在模糊综合评价的过程中，要综合列出各种因素，如岩性配置关系，主应力的方向，主应力的性质，断距，断面产状，与岩层产状配置关系，断层活动期与油气运移期的关系，流体压力的系数等等，确定各个因素的权重系数[11,12]，并建立单因素评价矩阵，这是进行模糊评价的关键环节。在断层模糊评价模型中，经检验，加权平均型最佳，并以最大隶属度原则对断层做出综合评价。
孙国强[13]等人以琼东南盆地为例（见表3-1），依据油田断层特点，研究程度及评价方法的可操作性，提取了该油田中影响断裂封闭性能的七个主要因素指标，确定了其评价标准，且根据专家经验依次给定各指标权重表，运用模糊数学原理，对断层的封闭性进行了定量化综合评判。该研究方法综合考虑了断层封闭性的多个影响因素，较为准确地评价了断层封闭性。但统计各要素数据工作量较大，在实际应用中首先需要筛选出对工区断层封闭性具有影响的主要因素和各因素所具有的权重，再进行模糊数学综合评价。
表3-1 琼东南盆地2号断裂带乐东段断层单因素评价矩阵和缘合评价结果
U
1-断面力学性质 U
2
-断层两侧岩性配置
U
3-断层泥比率 U
4
-断层活动强度
U
5-断层活动期与油气运聚物的配置关系 U
6
-断面产状与断层两侧岩层产状配置关系
U
7
-断层走向与现今最大水平主应力方向夹角 M-评价结果
3.4 声波测井信息法
断层能否形成封闭性，要受多种地质因素的制约。这些地质因素仅仅通过钻井取心获得是非常困难的，因此研究断层的封闭性，必须借助地球物理等间接资料。断层的启闭性不同，则组成断层的岩层的物性也不同，这些可以通过声波测井测得。研究声波时差的变化幅度和异常井段可以定性判断断层的力学性质及断裂充填物的致密程度，从而分析判断断层的封闭性。
该方法主要是利用声波时差曲线判断地层的岩性。声波在岩石中的传播速度与岩石的密度成正比，如果断裂带处声波时差值低于正常压实地层的声波时差，表明断裂带岩性较正常压实地层致密，孔隙性差，则具有垂向封闭性；如果断裂带处得声波时差值高于正常压实地层的声波时差，且断裂带位于非欠压实泥岩中，表明断裂带岩性疏松，孔渗性好，则断层处于开启状态。见图3-3。
图3-3 声波时差判断断层性质
如果断裂带位于欠压实泥岩带内，泥岩的欠压实存在着异常高孔隙流体压力，断裂带处声波时差值也高于正常压实地层的声波时差值，断层在垂向是封闭的，因为欠压实泥岩塑性强，容易发生流动，在超压的作用下，可以堵塞断层紧闭后遗留下来的孔隙和裂缝，使其断裂带愈合起来。
刘玉梅等人以红柳地区三级以上断层为例，通过分析声波时差在断层上下盘及断点表现出的异常值幅度，判断断层的力学性质和断点泥岩的致密程度，总结了3种封闭模式[14]。
（1）在断层上下盘地层及断点处均表现为正常地层声波时差值。这是受地层压力和地层岩性的影响，改造断裂处的结构造成的。此种形式，断层的封闭性要采用气态方
法。
（2）断点处与上下地层具有一致的异常值，往往具有渐变的特征，包括异常高值和异常低值。这种形式是典型反映力学性质与断层封闭性的相关性，即异常高值代表力的张性特征，其断层开启，异常低值代表力的压性特征，其断层封闭。
（3）断点处与上下地层具有不同的异常值，其中，上下盘地层的声波时差特征反映该地层的力学性质，断点处得异常值井段很短反映断层处的致密程度，主要受泥岩涂抹层和断裂充填物的影响。当上下盘地层声波时差为正常值时，断点处为异常低值，认为断层具有封闭性；断点处为异常高值时认为断层开启；当上下盘声波时差为异常低值，断点处为异常高值时，要考虑其它方面，断点处为正常值时，认为断层封闭。
声波时差判断断层封闭性，具有方便快捷性。声波时差要受很多因素的影响，并且声波是定性判断方法，不能评价未钻遇断层的封闭性。
因此必须要明确断层存在的位置。
中国石油大学华东
参考文献
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断层封闭性的研究方法
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。
断层封闭性研究展望
断层封闭性研究展望 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。 标签：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。目前国内外断层封闭性的研究对象大都是正断层，相应的评价方法也都是针对正断层提出的，只有少数涉及到逆断层和平移断层。因为对于由正断层组成的断块来说，一般背斜圈闭不是很发育，这时就需要断层提供封闭，因此研究的重点是封闭程度。但对于逆断层来说，其形成时往往伴随有背斜的产生，可以提供良好的圈闭，断层的封闭性显得不是太重要，开启性反而显得比较重要，可以为油气提供良好的
断层封闭性研究综述
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。一般认为，当断层两盘砂岩与泥岩对接时，断层封闭性好。 （3）断层泥岩涂抹 断层活动将塑性层带入断裂带未经研磨、重结晶作用或将岩石研磨成泥状再经过重结晶都可以形成断层泥，导致断层的封闭性。其中泥质含量越高封闭性越好。 （4）断层组合形式 一定面积内，断层条数越多，岩石破碎得越严重，封闭性越差。相同条件下，地垫錾型断层从上到下逐渐收敛，断面摩擦力和压力增大，比地垒型断层封闭性要好。 （5）填充物 断层两盘泥岩含量越高，断裂带填充物泥质含量越高，断裂面压力大于泥质成分塑性变形极限，封闭性越好。此外，地下流体携带的成岩物质胶结成岩以及油气沿断裂带运移中，原油氧化形成固体沥青等均
断裂控藏作用及封闭性研究现状与展望
断裂控藏作用及封闭性研究现状与展望 1前言 在含油气盆地中，断层对油气的成藏起着重大的作用。垂向上，它沟通了源岩与储层，为油气的穿层运移提供了重要的通道。侧向上，它可以进行封堵，为油气圈闭的形成提供有利的遮挡条件。L.C.Price的研究表明，尼日尔和墨西哥湾地区断层的断距与油气田规模具有明显的相关性，即油气田规模随断距增大而增大(L.C.Price,1994年)。可见，对于油气的成藏，断层至关重要。 断层封闭性的研究自20 世纪50—60 年代起步以来,，国内外很多学者对断裂的控藏作用及封闭性进行了多方面的讨论。Smith最早根据排替压力等物性参数及岩性配置关系提出了断层封闭性的判别模式（Smith，1966）。Engelder研究了碎裂作用与断层泥生成的关系（Engelder，1974）。Weber等研究了生长断层中的泥岩涂抹现象（Weber，1978）。Watts研究了单相烃柱与两相烃柱的断层封闭问题,并提出了“压力-深度图”的分析方法（Watts，1987）。Allan提出“断面剖面图”(Allan，1989),开始了定量研究断层的封闭性。Bouvier等将三维地震断层切片应用于断层封闭性研究,并提出“泥岩涂抹潜力”的判别方法（Bouvier等，1989）。在研究断层封闭性的基础上,Harding讨论了不同性质断层形成圈闭的可能性（Harding，1988）。详细论述了断层封闭物中微组构的演化和发展过程,分析了影响封闭物的形成时间、封闭能力、连通性和封闭强度及稳定性的因素,并在改进Allan图后提出了断层封闭性的“图示分析法”（Knipe,1992,1997）。Lindsay 提出“泥岩涂抹因子”概念(Lindsay,1993)。Antonellini等研究了断层作用对断层带物性的影响及其形成的空间几何形态和变形结构(Antonellini等,1994)。Gibson认为断层封闭主要取决于断层带内的封闭物(Gibson,1994)。Berg等提出“泥岩剪切带”,通过试验证实了断层面泥岩对油气的封闭作用(Berg,1995)。Yielding等提出了“泥岩涂抹断层泥比率”(Yielding,1997)。Peter等在整理了世界范围的大量断层资料的基础上,提出了利用SGR值估算断层可支持烃柱的最大高度的方法(Peter等,2003)。Kim等通过对德克萨斯州一个过断层钻孔岩心的详细研究,了解了断层带的微观构造及断层岩的物理属性(Kim等,2003)。Doughty的研究表明了断层面上低渗透岩层处泥岩涂抹的有效性,同时也评价了泥岩涂抹不同算法的长处与缺陷(Doughty,2003)。Jones等在对澳洲西北陆架的研究中总结了断层封堵评价的风险性(Jones等,2003)。Bailey等利用多种学科结合的手段对澳大利亚某油气
青东凹陷走滑断层识别及其封堵性评价
青东凹陷走滑断层识别及其封堵性评价 青东凹陷是一个新生代走滑—拉张断陷盆地，走滑构造较为发育，且对油气成藏要素及油气藏形成与分布具有重要的控制作用。本文总结梳理走滑断层识别特征的基础上，并运用时间切片技术，对青东凹陷西次洼走滑断层进行了精细识别及描述，重新落实大量走滑伴生构造圈闭，并利用断层两盘岩性对接及断层泥涂抹进行了断层封堵性分析，研究表明走滑伴生构造圈闭具有较好的封堵性，成藏条件较为优越。 标签：石炭～二叠系；微量元素；地球化学特征；沉积介质；沉积环境；银根-额济纳旗 青东凹陷位于济阳坳陷东部，郯庐断裂带以西，面积近1200km2，是一个新生代走滑—拉张断陷盆地。受断裂带走滑活动的影响，凹陷内构造表现出走滑特征，对于青东凹陷油气成藏要素及油气藏形成与分布具有重要的控制作用（詹润等，2012；杨贵丽，2014）。但走滑断层以侧向位移为主，垂向段距较小或者没有垂向段距，难以有效识别。 1 走滑断层识别标志 走滑断层是指两盘断块体以相对走滑位移为主要运动特征的断层。由于产生于独特的应力背景之下，走滑断层具有一系列独特的几何学特征，这也是判识其是否存在的重要标志（夏义平等，2006）。在青东凹陷西次洼，走滑断层识别标注主要包括以下几种： ①断面陡直，直插基底。在地震剖面上，走滑断层大多表现为上缓下陡，到深部近于直立，深深插入沉积基底的形态。 ②发育花状构造。花状构造是走滑断层最典型的变形构造样式，主要特征是在横切走滑带的剖面上一条主干断层和若干派生断层共同组成一個类似“花”的结构。在聚敛型走滑断层或走滑断层的聚敛部位，在压扭作用下形成正花状构造；在离散型走滑断层或走滑断层的离散部位，在张扭作用下形成负花状构造。 ③“海豚效应”或“丝带效应”。海豚效应指在走滑断层倾斜方向相同的情况下，在一个横切剖面上显示为正断层，在另一个剖面上显示为逆断层。丝带效应指走滑断层总的看来近于直立，但沿其走向其倾向有变化，造成有正断层和逆断层交互的表现。 ④断层两侧地层产状、厚度及沉积相不协调。走滑断层两侧块体不同向走滑会造成两侧地层产状、厚度及沉积相突变、不协调的现象。在青东西部斜坡带，走滑压扭断层两侧地层产状发生突变，导致两侧地层产状成“V”字形。 ⑤断层处常见走滑伴生构造。走滑压扭断层常伴生走滑压扭褶皱构造，比如
断层封闭性研究现状分析
科技信息 防外破方面应用最为广泛的是输电线路视频图像在线监测系统，截至2011年送电部累计已在输电线路杆塔易遭偷盗、易受外力破坏的外破隐患点附近杆塔上安装视频图像在线监控装置共28套，收到了良好的防外破效果。 输电线路视频图像在线监测系统具有以下特点：①安装简单，维护量小。②自动运行，无需人为干预，自动记录报警状态，可随时显示、调取。 ③成熟的太阳能技术供电，可连续7个阴雨天工作。④适用于各种电压等级电网。⑤强大的后台分析软件，提供海量的图片，方便运行人员管理。⑥采用GPRS 无线数据远传方式，网络覆盖无处不在。通过不断增加视频图像在线监控装置数量后，输电线路易遭偷盗、易受外力破坏等外破隐患点已基本实现24小时连续监控，大大地减轻了输电线路运行维护人员的劳动强度，节省了大量的人力、物力。 6、标识设施的投入 ①制作吊车作业安全防护示意图张贴在大型施工机械驾驶室挡风玻璃上。 在输电线路保护区内各类大型施工机械驾驶室挡风玻璃上张贴吊车作业安全防护示意图后，吊车司机在施工作业时由于得到有效的安全提示，能始终保持施工机械与带电导线的安全距离，就能有效避免施工机械因与带电导线安全距离不足而引发输电线路外破故障跳闸。 ②在各类施工外破隐患点安装安全警示宣传牌。 通过在输电线路保护区内各类重要施工外破隐患点安装相应的安全警示宣传牌后，大多数施工作业人员由于受到安全警示宣传牌的安全警示教育，能充分意识到自己的行为已经触犯了电力设施保护的相关法律法规，认识到自身的违章施工作业行为已威胁到人身及电力设施的安全，均能够自觉停止危害电力设施的行为。 7、电力设施保护宣传力度 ①配合公司政工部开展保杆护线相关工作，召开输电线路保杆护线员培训会议。 ②制作电力设施保护宣传明信片发放到输电线路沿途乡镇、村落。③召开电力设施保护宣传工作专题宣贯会议。总之，晋江电力公司送电部从2011年开始按以上7种措施开展输电线路的防外破工作，2011年晋江公司输电线路外破跳闸7次，2012年跳闸5次，而且送电部对辖区内的输电线路防外破工作做到可控、在控。当然，防止和遏止输电线路外部破坏的发生，是一项长期而艰巨的工作。本着行业管理与治安管理相结合、行业管理与群众护线属地化管理相结合的原则，还需要坚持不懈去做许多说服、教育和宣传工作，使沿线群众爱线、护线意识得到不断提高，努力营造“破坏电力设施为耻，爱护电力设施为荣”的良好环境。只有这样，才能最大限度地消除和限制外界一切损害输电设施的不安全因素，确保电力设施安全、可靠供电。今后将继续细化和完善输电线路防外破旁站监控各项管理措施，与其他部门积极进行交流学习，不断克服电力设施防外破工作中的种种困难，为电网的安全稳定运行做出更大的贡献。 （上接第414页）断层作为一种重要的油气输导体系，它既可以为油气运移提供良好的通道，又可以作为遮挡物为油气的聚集提供圈闭，同时又可以对早期形成的油气藏起破坏作用，因而断层对油气的聚集分布有重要的控制作用。正确的理解断层开启性和封闭性的关系将有助于理解油气成藏的动态过程，预测油气的富集层位，揭示油气的分布规律，从而有效地指导油气勘探。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。 1.断层封闭机理及其影响因素 断层封闭性系指断层对油气的封闭能力。它在地质空间上表现为断层的侧向封闭性和垂向封闭性。 断层侧向封闭机理主要有五种：对置封闭、充填封闭、涂抹作用封闭、碎裂作用封闭、成岩胶结作用封闭。断层侧向封闭的主要影响因素有：断裂带充填物的性质、断层两盘对置岩性、断移地层的砂泥比、泥岩涂抹层分布的连续性等。 断层垂向封闭机理主要有以下三种：充填封闭、碎裂作用封闭、成岩胶结作用封闭。断层垂向封闭性影响因素主要有：断裂带充填物的性质、断层的力学性质、断层的几何要素、埋深等。通常认为断面倾角越缓，断层埋深越大，上覆地层压力越大，垂向封闭性越好，反之则封闭性越差；断层埋深越大，上覆地层静压力越大，孔隙度和渗透率的减小幅度也相应增加，断裂带封闭性越好，反之封闭性越差。但是，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。对于伸展性盆地，断层封闭系数随深度增加而增加；而对于挤压性盆地，随着深度的增加，封闭系数反而减小。 2.断层封闭性评价 2.1传统的岩性配置评价:传统方法在对断层封闭性研究的过程中，认为断层两盘是以“面”接触的，断层封闭性主要决定于断层两盘对接岩层的排替压力的相对大小。以这种岩性配置理论为基础的研究方法主要有：断层两侧地层对置分析法、Allan 断面图法、地震断层切片法和砂泥对接概率等。这些方法尤其适合于较浅部位、断层力学性质为张性和扭性、断裂带厚度较薄和不能连续分布的情况，两侧岩石近似直接接触。然而由于大多数断层两盘多以“带”接触，因而这些方法现在应用的不是很多。 2.2断层活动分析法：应用断层埋藏史、演化史结合区域构造的演化，分析断层的性质、活动的大小程度、时间与油气的运聚关系，定性评价断层的封闭性。 2.3数学地质方法：断层封闭性是多种地质因素共同作用的结果，因而选择适当的数学地质方法将诸多的地质因素通过数学变换与计算进行综合分析，可以更确切地反映断层实际的封闭情况。如非线性映射分析法、逻辑信息判断法、模糊综合评判判断法等。 2.4泥岩涂抹系数法：也有人称之为泥岩涂抹因子或泥岩沾污因子等，是近年来新兴起的一种定量确定断层封闭性的有效方法。断层封闭与否，断裂带中充填物的性质非常重要，而泥岩涂抹是断裂带中普遍存在的地质现象。Bouvier 、Lindsay 和Yielding 等分别提出用泥岩涂抹能力(CSP)、泥岩涂抹系数（SSF ）和断层泥比率(SGR)的计算方法来定性判断断层的侧向封闭性。CSP 只适用于断面剪切型的涂抹，SSF 适用于压入型的涂抹。但它们是对于单层泥页岩的厚度和断距而言，不适合厚层非均质的碎屑岩层序，而实际地层常常是非均质的厚层，SGR 的计算方法便是针对非均质的厚层提出来的。 2.5断裂带充填物泥质含量研究：断裂带充填物泥质含量影响了泥岩涂抹效果，决定了断裂带的性质。当断裂带内充填物泥质含量高时，可在断裂带内形成高的排驱压力，有效封堵油气；当泥质含量低于一定标准时，断裂带以砂岩为主，流体可通过断层移动，或沿断层向上运移，封堵油气效果差。目前应用较广的是由付广提出的泥质含量Rm 计算公式。 2.6断面应力分析：包括断面力学性质、区域主应力方向及断面应力大小的分析。断面所承受的应力包括剪应力与正应力。由于剪应力对断层封闭性影响相对较小，因此目前研究对象主要是正应力。一般认为，张性和张剪性断面多具有开启性，这时断层成为油气运移的通道；对于压性和压剪性断面，如果正应力大于岩层的抗压强度，则断层可对油气起到垂向封闭作用。在地下断面上所承受的应力应该为重力应力、构造应力和流体压力的叠加，以往研究中往往忽略了区域构造应力的影响，近年来学者们已经将其作为一个重要的影响因素进行分析。参考文献 ［1］吕延防，李国会，王跃文等.断层封闭性的定量研究方法［J ］.石油学报，1996，17(3)：39-45 ［2］童亨茂.断层开启与封闭的定量分析［J ］.石油与天然气地质，1998，19(3)：215-220 ［3］赵密福，李阳，张煜等.断层两盘岩性配置关系及断层的封闭性［J ］.中国石油大学学报(自然科学版)，2006，30(1)：7-10 ［4］Allan A S.Model for hydrocarbon migration and entrapment with-in faulted structures ［J ］.AAPG Bulletin ，1989，73：803-811［5］Barton C A ，Zoback M D ，Moos D.Fluid flow along potentially active faults in crystalline rock ［J ］.Geology ，1995，23：683-686 断层封闭性研究现状分析 胜利油田分公司地质科学研究院王东晔 ［摘要］本文通过断层封闭机理及其影响因素、评价方法两方面对断层封闭性的研究现状进行了总结。［关键词］断层封闭机理封闭性评价 — —415
断层封闭性研究方法
断层封闭性研究方法 赵佳慧地质11-9班 2011011739 摘要： 断层封闭性是指断层阻止流体通过的能力大小，包括侧向封闭性和垂向封闭性两种。断层封闭性与油气藏形成、破坏关系密切，其研究意义在于它能揭示油气运移的方向和途径，认识烃源岩与储集层、圈闭的沟通关系，明确成藏期后新生断层和继承性断层对油气的控制和再分配作用等。针对断层封闭性的研究方法，国内外学者提出了各种不同的方法技术，这些方法有的是从定性角度对断层封闭性进行简单的预测分析，有些是学者根据实践结果和经验所总结的对断层封闭性可以进行定量评价的因子。通过阅读大量的有关断层封闭性的文献，我将从定量方法和定性方法两个方面对断层封闭性的研究方法进行详细的介绍。 1 断层封闭性的定性评价方法 断层封闭性的形象因素是各种各样的，主要包括断层的性质（如张性或压性、产状），被断层错断的地层中泥岩的含量，以及断层带内流体性质等。定性研究方法就是从这些角度出发提出的。 1.1 岩性配置分析法 当储集砂岩层与对盘泥岩层对接时断层具侧向封闭性；当储集砂岩层与对盘砂岩层对接时，断层在侧向上可能不具封闭性。如果断移地层岩性以泥岩为主或泥地比值较高，那么断层两盘砂泥对接的可能性就大，侧向封闭性好；反之，断层两盘砂泥对接的可能性则小，侧向封闭性差。
Allan 断层截面图是最常用的来研究砂泥对接关系的一种方法[1]，它是以断层面作为镜面。将断层两盘砂泥岩的几何形态投影到断面上，直观地展现上、下盘砂泥岩层沿断面垂向和走向的接触关系。下图所示是准南安集海河地区安集海河北断层Allen图，图中明显的表示了泥岩与砂岩的对接关系，其中蓝色区块没的部分为砂泥岩对接良好的地区，这些区域的断层封闭性较好。 1.2 断层的力学性质 断面的紧闭程度是影响断层垂向开启与否的关键因素之一。如果断面紧闭，断层垂向封闭性好，油气难以沿断面作垂向运移；否则，断层开启，断层可作为油气运移的通道。断面的紧闭程度通常取决于断面所受正压力的大小，较大的正压力使得断面两侧地层在断层活动过程中趋于变形，减小了断层面的孔隙，甚至导致断层裂缝闭合。泥岩所受压力达到其弹性极限后，会发生塑性变形。但不同地区和层位泥岩塑性变形的弹性极限压力不尽相同，在具体研究时需要重新确定。另外，断层封闭性好坏还与地层的异常高压有关。泥页岩地层如果具有异常压力，就会降低其弹性极限，使其塑性增强发生流动。当断层两侧的泥岩具有异常压力，那么断层面就容易被塑性流动的泥岩充填造成封堵[2]。 1.3 断层两盘流体的性质 1.3.1 断层两盘油气藏性质 对于断层上下盘均有油气藏的断层来说可以根据油气藏的一些性质来判断断层的封闭性。开启性断层两盘油气水物理、化学性质基本相同，具有统一的油水界面[3]；而封闭性断层两侧油气水性质存在较大差异，各自具有独立的、纵（横）向上极为复杂的油、气、水关系，可形成特殊的油气藏。另外如果断层两侧具有同一的油气水界面那 么说明断层的封闭系 较差，两个油气藏在一 定程度上是统一的，相 反如果两个油气藏的 油水界面不是一个那 么说明断层封闭性良 好。
断层的封闭性研究综述
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。P C 得自方程： R P C θγcos 2?= (1-1) 式(1-1)中，R 为相互胶结的孔隙喉径；γ为半径界面张量；θ为润湿角。毛细管压力P C 能封存P 不大于P C 的烃柱，烃类的压力P 由浮力得来： θρρcos 0098.0)(??-?=w r H P （1-2） 式（1-2）中，w ρ为水的密度；r ρ为烃类的密度；H 为封存的烃类的高度。 当P C >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较差不能封住储层中的油气。从公式1-1中可知，据R 的大小可以判断封闭层的封闭能力。 1.2.2 断层的封闭机理研究 D.A.smith(1966)最早论述了断层封闭性的基本原理，根据排替压力及岩性配置关系提出了断层封闭性的判别模式[1，2]。在国内方面，吕延防等提出了详细的断层封闭机理。