断层输导作用与油气充注作用关系分析

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1、万方数据2014年10月地质科学CHINESEJOURNALOFGEOLOGY断层输导作用与油气充注作用关系分析术刘震1张旺1曹尚1刘明洁1张威1董冬2(1．中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室北京102249；2．中国石化胜利油田鲁明油气勘探开发有限公司山东东营257000))摘要断层是控制油气藏形成的重要因素之一，断层的开启及闭合影响到油气运移与聚集的效率。但油气在断层中的运移与在砂层中的充注存在差异性这一问题长期被忽视。一般认为，只要发育断层，其断开的渗透层就会被油气充注，极少关注地层水和石油的压缩特性对充注的影响。本文提出，地

2、下单断层活动时，深部油气在超压作用下以涌流方式难以快速充注进入中浅层被切割的砂体，因此，单砂体至少要存在一条断层作为泄水出口，石油才能通过其余断层充注进入砂体，即单砂体要发育两条及两条以上断层，石油才能注入砂体。在断层静止期，油气通过渗流方式沿特定深度范围断面垂向运移，对油气垂向运移距离影响较小。本文运用4个大型盆地的典型油气藏与断层分布关系讨论了本文观点。该观点对油气成藏规律研究及成藏目标评价有较重要参考意义。关键词断层垂向输导超压烃类充注砂岩体中图分类号：P542，TEl22文献标识码：A文章编号：0563—5020(2014)04—

3、1302—12断层作为油气成藏的重要因素之一，对油气藏的影响贯穿整个油气藏勘探及开发领域。在成藏期，断层活动影响了超压烃源岩的排烃和油气二次运移，与砂岩输导层和不整合面构成油气运移的优势运移通道；成藏期后，断层的闭合促使油气聚集成藏，形成断层油气藏；成藏后断层的再次活动，可破坏原始油气藏，使油气再次运移并重新聚集。断层的封闭性受到国内外学者的长期重视，Webereta1．(1978)研究了生长断层中泥岩涂抹现象；Watts(1987)研究了单相烃柱与两相烃柱的断层封闭问题，提出了“压力一深度”图的分析方法；Allan(1989)通过对圈闭

4、内被断层面连接的地层构造产状的作图来研究断层封闭性；Bouviereta1．(1989)提出用“泥岩玷污潜力CSP”判别断层的相对封闭程度；Doweny(1990)认为，在埋深浅的张性环境下，断层活动期间，断层通常是开启的；Lindsayeta1．(1993)提出了“泥岩玷污因子SSF”判断断层的封闭性；陈发景等(1989)研究断层封闭性与流体沿着断面运移的关系；吕延防等(1995)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；杨克明等(1996)认为断裂的封闭性是因断裂系统及断层的几何学和运动学特征存在差异造成的；鲁兵等(

5、1996)研究了不同类型、不同形态的断层封闭性特点；邹华耀等(1999)认为断层在活动停止期主要起封闭作用，但在正常压实层序段仍有少量轻组分的烃类沿断层发生运移而引起差异聚集；而在欠压实}国家重大科技专项(编号：20l1zx05001．OOl-04)资助。刘震，男，1963年2月生，博士，教授，石油地质学专业。E—mail：liuzhenjr@163．corn2013-07-06收稿，2014—04—16改回。万方数据4期刘震等：断层输导作用与油气充注作用关系分析1303带，异常高孔隙流体压力使断层在纵向上具有很强的封闭性。关于断层输导能

6、力的研究也取得较多成果。Sibson(1994)应用“地震泵”模式来解释含矿热液的运移过程，认为含矿热液是通过较深古断裂呈幕式运移的，通过断层带运移至具较低正应力的张裂隙中，并指出地震泵作用有利于油气在构造活动区运移；Hooper(1991)认为，通常流体沿断层运移是一个幕式流动过程，该过程与断裂活动期次和性质密切相关，且流动速度较快，释放出的流体赋存于断裂上部的储层之中；Hippler(1993)对拉张型断层附近砂岩的显微变形构造与成岩作用研究发现，盆地中与油气二次运移同期活动的断层对油气运移起重要的通道作用；Hindle(1997)认

7、为油气沿断裂带的运移特征既与断层本身的特征有关，又受被断层断开的地层在断裂两侧的构造形态的影响；邹华耀等(1999)讨论了断层对油气二次运移的影响并提出油气沿断层向上运移有两种途径：一是断层在活动过程中沿断层面可产生裂缝，形成运移通道；二是如果断层横向上是开启的，油气可沿断层面两侧连通的渗透性砂岩呈“之”字形途径向上运移。从前人观点综述可知，当断层沟通了烃源岩与储层时，一般认为油气就必然会顺利充注进入储集体。但作者认为，在这里可能存在两个关键性问题：一是忽略了地层水和石油的压缩性问题，即油气充注单砂体时必须要排替地层水，但由于地层水的可压

8、缩性很小，甚至可认作不可压缩流体，则在只存在单断层输导时，油气很难大量注入砂体；二是断层输导与充注存在显著差异，两者为两种不同的作用，断层输导强调油气在断层通道中的运移，而断层充注作用则是油气