新开、双台子地区断层封闭性研究.doc

新开、双台子地区断层封闭性研究2001年9月断块油气田FALrLTBLCK0IL&GASFIELD第8卷第5期新开,双台子地区断层封闭性研究李军生(豇河油田分公司勘探开发研究院)摘要运用FAPS软件,对辽河盆地新开地区及双台子地区的2条重要断层新开断层及双42断层进行断层泥比率及滑抹因子计算,结合压力资料对2条断层的封闭性进行分析,以指导该区的勘探部署.分析结果:新开断层封闭性好,对油气威藏有重要的控制作用;双42断层封闭性差,不控制油气成藏.分析结果与地质分析及钻探实践吻合较好,证明该分析方法具有较强的实用性,值得在类似地区的勘探开发中进一步推广应用.关键词断层封闭性研究断层泥比率滑抹因子压力新开地区双台子地区辽河盆地引言石油勘探工作者在科研生产实践中认识到:在油气运聚过程中,断层起着运移通道J和遮挡的双重作用l2J,由于缺乏对断层封闭性的系统研究,往往造成判断失误,从而造成勘探,开发上的极大浪费.辽河盆地是发育在前第三系基底之上的第三系断陷盆地,断裂十分发育,发育很多与断层有关的油气藏,断层的封用性与油气成藏有极为密切的关系.在辽河盆地历年的勘探中,虽然一直重视断层封闭性的研究,但多处于推理判断阶段,没有进行系统的研究及定量的计算.1999年,运用断层封闭性研究软件FAPs,对东部凹陷新开地区和西部凹陷双台子构造带双42井区进行断层封闭性研究,取得了较好的效果,为勘探部署提供了可靠依据.新开地区位于辽河盆地东部凹陷西斜坡南段.以前主要是在该区寻找地层超覆油气藏,没有取得明显效果.1994年,发现了新开断层,部署了开13等井,使该区的勘探取得了重要突破.从此,开始在该区寻找与断层有关的油气藏,同时,断层封闭性的研究也显示出其重要性.本次对该区的重点断层新开断层进行了封闭性分析.双台子地区位于辽河盆地西部凹陷,其构造整体上为一近北东向长轴断裂背斜构造形态,其北东24向构造长袖被近东西向断层切割,呈右旋雁行式排列,近东西向南掉断层是该区沙二段及其以上构造层的主要断层,在工区内分布广泛.该区油气主要分布在构造的高部位,油气呈近南北向连片分布,那么,近东西向断层在油气成藏中的作用.也是勘探工作中需要解决的问题,因此,本次选择了双42断层进行断层封闭性研究.1断层封闭性分析的基本原理1966年,SinaithAD在AAPG上发表文章,从理论上阐述了断层封闭与不封闭的本质,建立了断层封闭性判别的理论模型,其基本含义是:渗透性地层与非渗透性地层对置,断层封闭;否则,断层开启.据此认为:断层两侧砂岩与泥岩并置的部分,断层是封闭的.随着断层封闭性研究的不断深入,研究人员认识到,由于断层活动时,断层中充填来自上,下盘的岩石碎屑,其中,泥岩(断层泥)的存在可增加断层的封闭性,因此,断层泥的多少(断层泥比率)是影响断层封闭性的重要因素;同时,在断层活动时,上,下盘的泥岩在断层中形成一定的泥岩滑抹收稿日期20010607作者简介李军生,1967年生,工程师,1990年毕业于中国地质大学(武汉)石袖地质专业,现在正河油田分公司勘探开发研究院工作,地址(124010):iI宁省盘锦市辽河油田分公司,电话:c0427)7823579,第s卷第5期李军牛新_升,积台子地区断层封团性研究200】年9月(滑抹因子),增加了断层的封闭性.可见,由于断层泥及断层滑抹因素的存在,即使是渗透性地层对置的部位,也有可能形成封闭.断层上某点A处断层泥比率(GR)的计算公式为:GR:(/t)100%式中:h为断层活动时滑过A点的泥岩层累计厚度,f为断距,单位均为m.点A处滑抹因子()的计算公式为SF=(n/d)式中:a为断层活动时滑过A点的单层泥岩的厚度,d为A点距源泥岩的距离,单位均为m.队PS软件即是以上述理论为基础,首先进行断层两侧岩性并置关系分析,然后进行断层泥比率及滑抹因子计算,最后结合断层两侧压力资料进行断层封闭性分析.2断层封闭性分析2.1资料准备a)对新开地区(沙三中,沙三上及沙一段)及双42井区(沙三,沙二,沙一段及东营组)进行三维地震资料精细解释b)对新开,双台子地区十几口井进行小层岩性划分统计;C)利用工区井的分析化验资料进行砂岩泥质含量统计分析;d)统计2个地区十几口井的实测地层压力资料,并利用声波时差资料进行地层压力预测.2.2软件应用首先将新开北部地区和双台子地区高分辨率处理的地震数据体及解释结果输人到FAPS软件中.在新开地区,新开断层是该区油气成藏的主控断层,是本次工作的重点;在双台子地区,对近东西向断层封闭性的研究是该区进一步勘探需要解决的重点问题之一,本次工作选择双42断层作为研究目标.工作中,首先建立断面模型,随后进行岩性编辑.在断层的上盘和下盘分别选一口井,选井的原则要求地层发育具有代表性,距离断层近,资料较为齐全.将新开地区新开断层E升盘的代表井开33井,下降盘的代表井开37井及双42断层上升盘的双42井,下降盘的双49井的岩性进行统计,将岩性剖面按顺序输人到软件中输入岩性之后,输入各岩层的泥质含量,上,下盘的地层压力,压力梯度资料.自此,建立了两盘的地层剖面.建立断面岩性模型之后,可以对断面的岩性并置关系进行分析.根据断层封闭性的基本原理,认为在断面上,砂岩与泥岩并置的部分是封闭的;对于砂岩与砂岩(包括好储层与差储层并置的地层,由于断层泥及滑抹因子的存在,其封闭性需要进一步分析.应用FAPS软件计算出新开断层及双42断层断面的断层泥比率和滑抹因子,并分别绘制了其与断层两侧压差的关系图(见图l4).从图中可以看出,新开断层的断层泥比率值较高,大多数在25%以上,滑抹因子值也较高,大部分在1.5以上双42断层的断层泥比率值则由高到低都有分布,滑抹因子值也相对较低,很多地方滑抹因子低于1.5.由此可以初步判断,新开断层的大部分地区是封闭的,仅局部区域封闭性可能差一些;双42断层则仅局部区域封闭性较好,很多地方是开启的.从这4张图来看,新开断层的封闭性比双42断层的封闭性要好一些.专制.%图l新开断层两盘压差与断层泥比率关系图+.一00一.:?rul4071)层$%固2双42断层两盘压羞与断层泥比率美系固断层两侧压力差(上升盘一下降盘)计算结果:新开断层两侧的压差值较高,一般在5MPa252001年9月断块油气田第8卷第5期以上;双42断层两侧的压差值较低,一般小于1.5MPa.可见新开断层的封闭性较好,双42断层的封闭性较差.23456抹目=新开断层两盘压差与滑抹园子关系圈擒童+毒:甚.+-一Ol245滑抹口子圈4双42断层两盘压差与滑抹园子关系圈从断层泥比率与断层两侧压差关系图来看,新开断层的两侧压差较高,一般大于5MDa,且断层泥比率与断层两侧压差成正相关,即随着断层泥比率的增加,断层两侧压差增加.而双42断层两侧压差较低,很多值在零附近,且断层泥比率与断层两侧压差没有什么对应关系.对于滑抹因子与断层两侧压差关系图来说,也是一样的规律因此,得出这样的结论,新开断层两侧压差大,且两侧压差与断层泥比率及滑抹因子成正相关,断层是封闭的.而双42断层两侧压差小,且两侧压差与断层泥比率及滑抹因子没有什么对应关系,断层是开启的本次研究中发现,滑抹因子与垂直断距呈正相关关系(见图5),由此造成断层两侧压力差也与垂直断距呈正相关关系(见图6),致使断层的封闭性与垂直断距也呈正相关关系,这可能就是有些地区(在其它条件相似的条件下)断层垂直断距相对大的地方,断层封闭性相对较好的原因26+030511il1)Ol103断,m圈5新开断层垂直断距与滑抹园子关系圈1d12皇I861)l50fJlJ距一m圈6新开断层垂直断距与两盘压差关系圈在对断层的封闭性进行计算分析之后,利用该区的地震地质资料再进行定性分析2.2.1断层活动期断层处于活动状态时多具开启性,停止活动时阃较长的断层封闭的可能性较大,随着断层的活动一间歇一再次活动,断层经历了开启一封闭一开启的过程,直到断层停止活动后,断层才可能形成真正的封闭性.因此,早期活动的断层_3l3,对油气藏的形成是有利的,如新开断层,主要活动期为沙三期,至东营期停止活动,断层逐渐封闭,对下降盘圈闭中油气藏的形成起遮挡作用.因此,寻找早期活动的断层,是该区寻找油气藏的一个重要方向,开36,开37井即是在这种思路指导下获得成功的.2.22断层倾角断层倾角在塑性层段缓,脆性层段陡,缓倾角2084=#日=第8卷第5期李军生.新开,叙台子地断层封闭性研究2001年9月断层的封闭能力好于陡倾角断层.在新开地区,主f断层二界沟断层的倾角较陡,封闭性可能差一些,而次级断层(如新开)断层倾角较缓,封闭性相对要好2.2.3断距与盖层厚度当储层之上的盖层很厚,且断层没有将其完全断开时.断层在垂向上是封闭的.如新开北部地区的沙兰下段泥岩盖层,最厚达246m(董3井),该区发育的次级断层断距一般在200m以内,未能断开该套泥岩,因此,在这些部位断层是封闭的,有利于该区沙三下段油气的聚集成藏;在双台子地区,沙一段泥岩发育.厚度达300400m,近东西向断层的断距小.一般仅5O150m,未能断开沙一段厚层泥岩,在浚段断层封闭,因此,该区东营组贫油,此外,对新开,双42断层两侧地层断移地层的砂泥比值及垂向封闭性进行了计算分析影响断层封闭性的还有一些其他因素,如断层带的矿化作用.岩石的成岩作用,断裂带的破碎作用,断层与裂缝,不整合穿插等.3地质应用成果在新开断层的下降盘依附于新开断层的多个圈闭已发现油气藏,在以往的工作中,已经推断新开断层是一条封闭性断层,本次工作的结果用可靠的计算分析证明l这一点.而在双台子地区,油气在构造高部位呈近南北向的条带状分布,受近东西向断层(如双42断层)的影响较小,研究人员普遍认为该区断层的封闭性较差,这一点也在本次工作中得到了证明.在新开北部地区,根据该区构造解释结果,结合断层封闭性的分析结果,下一步将在该区北部部署评价井一口.分析认为,双42井区油气藏聚集主要受构造高点的控制,断层对油气分布的控制作用不明显,只要寻找到良好的构造高点及较好的储层,即可以找到良好的油气藏.通过工作,在该井区沙三层问发现了2个断块圈闭.下一步将在该区部署探井一13,重点勘探沙三段的构造高点4结论断层封闭性分析是断块油气藏勘探开发研究中的重要课题,以往对其研究多为定性及半定量的分析,不能提出令人信服的证据.本文利用FAPS软件在对断层两