断裂控烃理论及其应用--江汉油田讲课罗群

断裂控烃理论与油气勘探实践,江汉油田学术交流,二零零九年六月二十九日,(北京),断层研究新进展-断层的内部结构及其特点断裂控烃理论的概念、模式与应用1断裂控烃作用研究进展2断裂控烃调研3“断裂控烃理论”有关基本概念和基本原理4“断裂控烃理论”主要观点5“断裂控烃理论”的科学依据和勘探思路6断裂控烃机理与模式7断裂控烃理论的意义8断裂控烃理论运用几个实例,交流提纲,1断层的内部结构及其特点,断裂带内部结构单元组成：,断裂不是一个简单的面，而是具有复杂内部结构的三维地质体,（据吴智平，2008）,1.1断层的内部结构,断层研究新进展-,断裂带,常常是不对称的,认识和弄清断层的内部结构对于评价和判断断层封闭性有重要帮助断层的内部结构决定了断层的封闭与开启,（1）诱导裂缝：主要分布于断裂两侧有限区域或断层末端应力释放区，以断裂伴生的低级别及多次序裂隙发育为特征，岩石保留了原来母岩的基本特征，仅被纵横交错的裂隙切割。,（据吴智平，2008）,（2）破碎带：是在一定岩石体积内复杂的、成组的、交叉排列的断层滑动面和相应断层体的组合，以发育断层岩和伴生裂隙为主要特征。,粘结程度：断层角砾和断层泥：不具粘结力碎裂岩和糜棱岩：具粘结力,断层角砾与断层泥,糜棱岩,(1)断裂性质,张性：断层泥少，发育棱角状角砾岩，排列杂乱，大小不一,无章分布着大致与主断面平行.,压性断裂带,压扭性：断层泥含量较大，角砾因挤压、滚动而圆化，排列具有一定的定向性；碎裂岩和角砾岩粒度较小，断层核部两侧多发育挤压片理和构造透镜体。,扭性断裂带,张性断裂带,剖面图,剖面图,平面图,1.2影响断层内部结构因素,（据吴智平，2008）,正断裂破裂带中发育的断层角砾岩,压(扭)断裂破裂带中发育的角砾岩及断层泥,（据吴智平，2008）,(2)断裂规模,断裂带宽度与断距关系（R.Sorkhabi等，2000；Otsuki，1978；Robertson，1983）,断裂带宽度与断距存在1:101:100的关系,（据吴智平，2008）,宽度,断距,断裂带发宽，结构超完整,不同活动强度断裂的内部结构差异性模式图（断裂带内部结构的演化模式图）,断裂活动弱,断裂活动强,诱导裂缝带主破裂面,诱导裂缝带,诱导裂缝带破碎带,诱导裂缝带破碎带断层泥,（据吴智平，2008）,（3）断裂活动强度,结构不完整-完整,(4)后期的充填与胶结作用影响断裂带的物性特征,断裂带裂隙被方解石充填,莱孔3,断裂缝被上覆未固结沉积物充填,尚未充填的断裂缝,（据吴智平，2008）,同沉积断层的断裂带内部结构模式,深部,浅部,上、下盘诱导裂缝带滑动破碎带,上下盘诱导裂缝带主断面裂缝,诱导裂缝带,塑性变形带,(5)断层活动的同沉积特征,（据吴智平，2008）,(1)滑动破裂带的侧向封堵性好,诱导裂缝带的垂向输导性好,1.3断层内部结构与封闭性,（据吴智平，2008）,(2)生长断层对油气的输导性与封堵性存在垂向差异：下部的侧向封堵性要好于上部,夏口断裂带两盘油层流体静压力的差值变化显示生长断层自下而上的侧向封堵能力逐渐减弱,（据吴智平，2008）,下部,上部,流体压力,(3)断裂带结构的不对称性，导致断裂带对上盘油气的垂向输导性强、对下盘油气的侧向封堵性强。,（据吴智平，2008）,正断层下盘（被动盘）诱导缝带不发育,当上盘为绝对主动盘是,上盘诱导渗透带最发育,是纵向运移的有利通道,而下盘诱导渗透带最不发育,是遮挡油气成藏的有利封闭条件,双南地区东三段断裂控藏模式图,依据双南地区断裂控藏模式，油源断裂上盘的圈闭(背斜、断鼻等构造圈闭（如双76型油藏）和岩性圈闭（双217型）为有利目标。,断裂控烃理论的概念、模式与应用,油气勘探理论发展,起初依据油气苗来寻找石油1885年I.C.怀特提出背斜控油理论1934年Mcollough提出圈闭概念-圈闭控油20世纪五十年代李四光提出构造体系控油观点20世纪六十年代胡朝元总结松辽盆地勘探提出源控论20世纪八十年代总结渤海湾勘探成果提出复式油气聚集区带理论20世纪九十年代含油气系统理论每一个新理论的提出都给石油工业的发展带来勃勃生机和油气储产量的高峰.,讲课目录,断裂控烃作用研究进展断裂控烃调研“断裂控烃理论”有关基本概念和基本原理4“断裂控烃理论”主要观点5“断裂控烃理论”的科学依据和勘探思路断裂控烃机理与模式7断裂控烃理论意义8断裂控烃理论应用,1断裂控烃作用研究进展和问题,断裂对油气运聚成藏的控制作用，早就引起地质家的注意。20世纪50年代李四光结构面（包括断裂面）控油：20世纪6070年代渤海湾石油会战前后，各油田专家和学者不断进行深化和总结，提出了一系列断裂控油的观点和认识。在80年代李德生院士朱夏、陈发景、罗志立，闫敦实、陆克政、漆家福、陈义贤、郭占谦等等总之，相关的文章、论著很多，水平也很高。集中在三个方面:遮挡作用、输导（通道)作用和破坏作用归结到对断层封闭性的研究。认识很深刻。但断裂控油深层次的原因？断裂控油系统性？（断裂活动与油气生运聚散和分布的有机联系）断裂控油的程度？断裂控油的机理与模式？如何利用断裂控油规律指导油气勘探？,2断裂控烃调研,2.1问题的提出,常思考一个问题众所周知，形成油气藏需要六大要素：生、储、盖、运、圈、保。依据唯物辩证法，影响一个事物发展的因素有很多，但必定有一个是最根本的因素，它控制、支配其他因素。那么，哪一个影响油气藏形成与演化的最根本的因素是什么呢？生？储？盖？运？圈？保？结论：都不是！,脑际中不时冒出一个念头：能否存在第七个因素-一个制约这六个控油因素的主控因素？一个鲜为人知的最根本、最重要、支配和控制六大要素的控制因素呢？,第七个因素一定存在！,2.2调研情况-野外调查与地质统计相结合,昆仑山与柴达木盆地盆山接触关系,昆仑山宽沟茫崖湖盆山接触关系卫星照片,干柴沟西南小山沟油苗及成因解释素描,干柴沟西南侧小山沟油砂出露照片,油砂,石膏盖层,细粉砂储层,油浸砂岩,油砂山与油砂山油田照片,百米油砂山,油砂山断层面,开特米里克顶小断裂与油浸关系照片,（1）断裂控烃理论的野外调查柴达木盆地,（2）地质统计分析统计了全国松辽等18个主要盆地大庆等40个典型油气藏的烃源岩、运移、圈闭、油气聚集、保存和分布的控制因素，发现断裂对他们有重要的控制作用,断裂与油气藏控制因素统计表(2001),统计标准：（1）分五个级别，“+”为绝对控制，“+”为明显控制，“+”为一定控制，“无”为没有控制作用，“-”为不利控制。（2）从七个方面进行统计，即：断裂对源岩、运移、聚集、圈闭、储集条件、保存条件和油气藏（田）分布控制作用，其标准是：源岩：是指所评价的油气田中油气来自的母岩（烃源岩），它受断裂控制的情况。“+”指断裂对烃源岩的发育和演化有绝对的控制作用，“+”为明显控制，“+”为具一定的控制。运移：指作为油气运移的通道，断裂在其中所起作用。如果烃源岩中的油气主要通过断裂运移到圈闭中，则为“+”，若有两种运移通道（除断裂外还有不整合面或输导层），则为“+”，如果有三种运移通道（断裂、不整合、输导层），则为“+”，断裂不起通道作用，则为“无”。聚集条件：指油气藏中断裂是否作为遮挡条件，若油气藏完全被断裂遮挡，则为“+”，大部分遮挡（另一部分为被盖层遮挡）则为“+”，小部分遮挡为“+”，油气不受断裂遮挡为“无”。圈闭形成：完全是因为断裂（活动）的原因而形成的圈闭（如断块差异升降，断层反转、潜山披覆等）为“+”，主要是因为断裂（活动）的原因而形成的圈闭为“+”，如滚动背斜，圈闭的形成与断裂的活动有一定关系的用“+”，如断层岩性圈闭，以岩性因素为主。储集条件：储集体的发育或储集性能的改善完全因断裂活动而产生，如断崖扇，产生构造裂缝等，为“+”，主要与断层有关用“+”。保存条件：原生油气藏完全因后期断裂活动而完全破坏用“-”，破坏严重的用“-”，有一定的破坏作用的用“-”。,断裂对各主要成藏主控因素的控制率都在70%以上,中国陆相盆地与主要油气藏分布图,统计结果分析,断裂控烃控藏的八种基本作用,(3)调研总结,调研结论（野外与统计）：断裂是控制生、运、圈、聚、散和分布主要地质因素,3“断裂控烃理论”的有关基本概念和原理,1）断裂控烃：地球上断裂对烃类物质（包括有机烃和无机烃）的控制作用叫断裂控烃。2）控烃断裂：对烃类物质（油气）的生、运、聚、散和分布有重要控制作用的断裂叫控烃断裂。依据断裂控制作用，将控烃断裂分为八种基本类型，即控源断裂、油源断裂、控圈断裂、遮挡断裂、改向断裂、破坏断裂、调整断裂和桥梁断裂,3.1断裂控烃理论基本概念,控烃断裂的基本类型,控源断裂,油源断裂,破坏断裂,调整断裂,桥梁断裂,改向断裂,遮挡断裂,控圈断裂,（1）控源断裂对烃源岩的形成、演化、规模和分布有重要控制作用的断裂叫控源断裂。,这类断裂往往形成于盆地发育的初期或早期，具有强烈的同沉积活动的特征，通常为盆缘断裂或盆地内发育的二、三级控凹（洼）基底断裂。由于其强烈的同沉积活动特征，在其下降盘因欠饱和沉积而形成富含有机质的细粒沉积物烃源层，烃源层的规模、层数、展布、质量（有机质类型）及其热演化成熟度与控源断裂的规模、活动性及其活动历史有密切的关系。控源断裂在中国东部地区主要为张性或张扭性控盆或控洼（凹）正断层，西部地区则为压性、压扭性控盆或控洼（凹）逆断层。,（2）油源断裂沟通成熟烃源岩并使成熟烃源岩中排出的油气向烃源岩外运移的断裂。,油源断裂,这类断裂在烃源岩成熟排烃期是开启的相对低势区，成熟油气通过并沿着油源断裂向更低势的圈闭或与之相连通的其它运移通道运移。通常情况下油源断裂促使成熟油气向高部位运移，在一些特殊情况下，如烃源岩位于高部位且存在异常高压，油源断裂也可能使成熟油气从高部位往低部运移，即所谓的油气运移的“倒灌”现象，“倒灌”的距离与烃源岩与下部储层之间的“压力差”及断裂开启性有关。,（3）控圈断裂对圈闭的形成与分布有直接的控制作用的断裂称控圈断裂。,它所控制的圈闭可以是构造圈闭，也可以是非构造圈闭。断裂活动直接导致圈闭的形成，或圈闭形成的前提是控圈断裂的存在。我国陆相盆地中，（逆）牵引背斜、反转背斜、断块构造、潜山披覆构造、冲起构造、断展背斜、断坡背斜等绝大多数的构造圈闭都是受断层控制的，这些断裂都是控圈断裂。除此之外，发育在断裂坡折带的各种隐蔽圈闭如断层岩性圈闭、透镜体、上倾尖灭圈闭等，均受控制断裂坡折带的断裂控制，这类断裂也属于控圈断裂。,（4）遮挡断裂指阻止油气继续运移而使之聚集成藏的断裂(如断层遮挡油气藏的断裂),遮挡断裂,这类断裂通常是断层遮挡圈闭的遮挡断裂，具有良好的封闭性，位于圈闭的上倾方向，与周边其它封堵条件一起构成断层遮挡圈闭。,（5）改向断裂位于油气运移的路径上，使油气运移的方向发生改变的断裂。,改向断裂,这类断裂既可以是封闭的，也可以是开启的。无论是开启还是封闭，均会改变从下倾方向来的油气的运移方向。改向断裂的存在，改变了油气运移的走势，使位于其上倾方向的圈闭具有巨大的勘探风险。,（6）破坏断裂对已经形成的油气藏产生破坏作用的断裂叫破坏断裂。,破坏断裂,调整断裂,调整断裂,（7）调整断裂破坏已形成油气藏并为新油气藏（次生油气藏）的形成提供运移通道的断裂。,这类断裂一方面破坏已经形成的油气藏，同时又为新的油气藏的形成输送油气，即使原来油气藏中的油气进行重新调整和分配。这类断裂活动于成藏晚期或后期，往往破坏下部的原生油气藏，而在上部断裂附近的圈闭中形成次生油气藏。,（8）桥梁断裂连接不整合面或（和）输导层等运移通道，输导油气通过不同类型运移通道进行长距离、多路段运移的断裂，起连通不同类型运移通道的“桥梁”作用。,以上描述的是控烃断裂的八种基本类型。实际上，一条控烃断裂同一时期或不同时期或不同段可能具有多种控烃控藏作用，因此，在讨论断裂控烃类型及其控制作用时，一定要有针对性，即是针对哪个圈闭，在哪一段、在哪个时期而论。,3.2“断裂控烃理论”的基本原理,“岩石圈的各壳层都是由许多不同大小、不同形状、不同性质及不同年龄的断块断裂所围限的块体组成”（张文佑，1984）。地球的运动促使深部地幔物质的活动,导致断块张开、闭合和错位，张开导致裂谷沉积盆地形成；断块闭合则导致挤压型盆地的形成；错位则导致走滑型盆地的形成。盆地演化过程中断裂强烈的继承性活动导致深水细相带烃源岩形成，并有利于有机质的保存和转化。由于运动体制的改变，断裂活动特征和性质变化，一方面导致频繁的水进、水退而形成多套生储盖组合，另一方面控制了不同类型的圈闭（构造和非构造的）的形成；沟通成熟源岩与圈闭的油源断裂输导油气进入圈闭而聚集成藏；后期断裂活动导致油气藏的破坏和油气重新分配。深大断裂控制着主干断裂及各次级断裂的形成演化，从而也控制或影响着不同规模、不同类型的油气藏（有机的和无机的、构造的和非构造的）形成及其有序的分布。,(1)地质原理,中国板（断）块与油气盆地,(2)断裂控烃（藏）的数学表达,断裂对油气藏的控制作用原理可形象地用以下数学关系来表示i=1，26其中：R代表油气藏：断裂控烃（藏）系数，当时，断裂活动有利于油气藏的形成和保存，时，断裂活动不利于油气藏的形成与保存，通常情况下。只有在油气藏形成以后断裂构造运动比较强烈的地区，。当后期断裂活动将油气藏完全破坏时，。当油气藏形成与断裂活动无关时,1f(Xi)表示函数关系，油气藏形成条件；X1、X2X6分别代表生油条件、储集条件、盖层条件、运移条件、圈闭条件、保存条件这6个因素，是影响油气藏R形成与分布的地质因素。统计表明，在断裂发育的油气区，R与的相关系数达0.7以上。,4“断裂控烃理论”主要论点,（1）“断裂控烃”指深大断裂及其派生断裂对油气控制作用，具有明显的规律性断裂控烃具体指深大断裂及其派生断裂对油气藏形成与分布的控制规律。包括“有利的控制”和“不利的控制”、“直接的控制”和“间接的控制”，“宏观的控制”和“微观的控制”，以“有利的控制”、“直接的控制”和“宏观的控制”为主。（）断裂控烃是陆相盆地的基本特征勘探实践与统计表明，断裂控烃是陆相盆地的基本特征。断裂控烃包括断裂对盆地、烃源岩、油气运移、储集条件、圈闭、油气藏保存条件以及油气藏分布的控制七个方面。控烃断裂的多样性决定了油气成藏的复杂性。,中国东部盆地断裂控烃模式（以箕状断陷为例）,陡坡带,中央构造带,凹陷带,凹陷带,缓坡带,（3）断裂对油气藏形成与分布的控制是一个有机的控制体系断裂对油气成藏形成与分布的控制表现为断裂系统形成演化对油气生运聚散成藏系统形成演化控制，是一个有机的控制体系。一级断裂控盆，二级断裂控凹（区），三级断裂控带，四级断裂控圈（藏），五级断裂复杂化。早期断裂控源，中期断裂控运控藏，晚期断裂破坏、调整。油气沿断裂分布。（4）深大断裂及其活动是陆相盆地各种地质作用及油气藏形成与分布的根本原因和依据深大断裂的活动不仅导致陆相盆地的形成，同时又是盆地构造演化、沉积发育等各种地质作用的边界条件和诱发因素，进而从根本上决定了油气的生成、运移、聚集、保存和分布。,（5）陆相盆地中的断裂发育区带极可能就是油气富集区带陆相盆地中的断裂发育区带，尤其是伸入烃源岩区的断裂发育区带极可能就是油气富集区带。油气藏的规模与控制其的断裂的规模成正相关关系。油气藏沿主控断裂带呈线状、孤状、环状、带状、羽状展布。,（6）断裂不仅控制有机成因烃的形成和分布，也是无机成因烃合成和运移到上地壳聚集成藏的唯一通道。沿深大断裂分布的沉积岩区和非沉积岩区是无机成因烃勘探的有利区域。,5“断裂控烃理论”的科学依据与勘探思路,（1）沉积盆地是有机成因烃形成的基本地质构造单元沉积盆地是有机成因油气藏形成基本地质构造单元，而断裂控制着沉积盆地形成和演化。,（2）地下深处赋存着大量的无机成因烃天然气的非生物成因说认为：地球深部存在大量的天然气（包括烃气）。只要有碳、氢原子的存在就有可能生成无机的石油与天然气，深大断裂为无机成因烃的合成提供了场所，也为无机成因烃从地幔或地壳深处进入断裂，向上运移至地壳表层提供了通道条件，它们单独成藏或与有机成因烃类共同形成（混合）油气富集带(包茨，1988，张义纲，1991，Gold，1980，罗志立，1991，前苏联学者）。,5.1断裂控烃理论科学依据,松辽盆地,渤海湾盆地,鄂氽多斯盆地,四川盆地,准噶氽盆地,塔里木盆地,柴达木盆地,藏北盆地,东海盆地,珠江口盆地,北部湾盆地,海拉尔盆地,吐哈盆地,中国含油气盆地与深大断裂关系(李德生，1985),（3）流行的大地构造理论为“断裂控盆”和“断裂控烃”提供了依据“板块构造说”、“断块构造说”、“槽台说”、“地质力学”等大地构造理论中都有涉及断裂的特征和对盆地（凹陷）、油气的控制规律的描述和解释，为“断裂控烃理论”提供了理论依据。,（1）C、H合成（2）地幔脱气,(4)断裂控烃理论的哲学依据,张文佑（1958）指出“中国大地构造最基本的特征，是它过去和现在都具有断块运动为特征的断块构造性质：无论是东部的拉张裂谷盆地还是西部的挤压造山型盆地，断裂的地质作用都表现得十分突出”。断裂是地球的“伤痕”，是地质作用矛盾运动激化的结果，而断裂的存在又为地球演化过程中各种地质作用的发生提供了边界条件和诱发因素，断裂活动产生地形高差和水进水退，导致了风化、剥蚀和沉积；断裂作为构造应力的集中和释放地带，是构造运动最剧烈的地方，断裂活动产生大量的热能和动力热液，产生变质作用和成藏作用；断裂还是各种流体的良好通道；正因为断裂是这样一个极为特殊的地带，在地史演化过程中，才表现出其独特风格，也正因为地史过程中断裂及其活动，才导致了形形色色的地质运动和地质事件，形成了丰富多彩的地质现象，也从而产生了各式各样的成矿成藏事件，包括油气藏形成事件。所以，我们说，没有断裂，地质历史将变得平淡无奇，没有断裂，就难以有油气成藏过程。,世界统一性哲学思想：认为自然规律是简单的、和谐的。断裂控油气规律也应该是简单的、和谐的（早期断裂控源，中期断裂控运控藏，晚期断裂破坏、调整。油气沿断裂分布）。辩证唯物主义启迪我们：主要矛盾规定事物发展方向，特殊矛盾反映事物本质特征。断裂及其活动作为地质运动独特的地质事件和最活跃的要素，作为地质演化过程中矛盾运动的集中表现和产物，既是主要矛盾，又是特殊矛盾，决定油气成藏过程和结果（控烃）。,如何进行顺藤摸瓜？,5.2基于断裂控烃理论勘探思路顺藤摸瓜,藤上是否有瓜、是生瓜还是熟瓜、大瓜还是小瓜、甜瓜还是苦瓜？具体问题具体分析（藤与瓜的因果关系）。,认为“断裂与油气藏的关系好比藤与瓜的关系，科学勘探思路应以断裂为主控因素（线索），“顺藤（断裂）摸瓜（油气藏）”。,油气盆地中沿断裂带（藤）发育多种类型的圈闭（瓜），由于断裂活动的差异性导致成藏条件的多样性，形成丰富多彩圈闭油气聚集（不同类型的爪）。顺藤摸瓜指沿控烃断裂寻找有利的含油气圈闭。,柴达木盆地北缘断裂（藤）与不同含油性圈闭（瓜）分布图,断裂控烃的“顺藤摸瓜论”,6断裂控烃机理与模式,中国含油气盆地的断裂控盆机理模式,(1)断裂控盆机理与模式,(2)断裂控源机理与模式,盆缘或盆地内的二、三级控洼断裂控制烃源岩分布，传递深部热能,促进有机质成熟和烃的生排.,前陆区凹陷,前缘隆起（台盆区）,前缘斜坡,冲断带,老山,陡破带,缓破带,中央隆起,盆缘断裂,盆缘断裂,西部前陆（或挤压型）盆地,东部拉张裂谷型盆地,烃源岩,烃源岩,烃源岩,烃源岩,渤海湾盆地,控源断裂,控源断裂,控源断裂,断裂对油气运移的控制机理,抽：断裂突然活动或产生，断裂带形成“真空（负压）”，将“抽”、“吸”两盘地层中的油气进入断裂带运移。排：成熟烃源岩中的油气在压力差作用下向断裂带排出油气、集中。在浮力或水动力作用下沿断裂带运移。引：导引油气沿断裂、不整合面、输导层组成的优势运移网络通道向低势区运移。输：由于多期构造运动导致断裂多次开启，使断裂成为比不整合面，输层层更为有利的油气输送优势通道，有利于构造应力沿断裂带传递和对油气的输送。挡:遮挡油气继续往同一方向运移（或成藏）,(3)断裂控运机理与模式,油包裹体,气包裹体和盐水包裹体，硅质胶结物中，透射光+反射荧光x500,冷科1井4415.0m(J1),黑色中细砂岩,石油沿徵断裂优势运移通道运移,断裂产状对油气运移的影响实验（据庞雄奇）,断裂控运模式,油源断裂,油源断裂,油源断裂,(4)断裂控储模式,断裂坡折带,丘陵,湖平面,山间水道,深水浊积扇,补给水道,近岸水下扇,“断裂坡折带”控砂特征,沉积模式,N+Q,Es1-Ed,Es3上-Es2,ES3中-Es3下,Es4上,水下扇,深水浊积扇,三角洲,扇三角洲,冲积扇,滑塌浊积扇,（据李丕龙）,（据李丕龙）,坡折带控隐蔽油气藏理论-坡折带发育储集体大多受断裂控制或与断裂有关,断裂坡折带的控砂控储作用,Es4上-Ek,高台阶,二台阶,低台阶,沟（断裂）扇（储层）对应规律,常见断裂控构造圈的基本类型,(5)断裂控圈机理模式,18个盆地40个油气田统计87%构造圈闭直接受断裂控制。也有相当一部分非构造圈闭（如断裂坡折带扇体圈闭也与断裂有关）。,由于断裂的存在或活动导致各类构造圈闭的形成（1圈闭形成的边界条件如披覆构造，2直接导致圈闭的形成如滚动背斜圈闭）。,断裂活动控制了断裂坡折和挠曲坡折。因而控制了大多数隐蔽圈闭的形成,断裂坡折,挠曲坡折,断裂与隐蔽圈闭形成与分布,断裂对油气藏保存与破坏动态地质模型,(6)断裂控保机理与模式,柴达木盆地油气田分布,油砂山与油砂山油田照片,百米油砂,油砂山断层面,油砂山油田,后期断层对油气藏并非都是破坏作用,7断裂控烃理论的意义,“断裂控烃理论”除了为迅速有效地寻找油气藏提供科学依据和“顺藤摸瓜”思路外，还具有以下两方面的实际意义。(1)为寻找无机成因烃提供理论依据盛行的石油有机成因说将人们的找油气领域限定在“盆地”之中，“没有盆地，就没有石油”的观点牢固地树立在人们的头脑中。而“断裂控烃理论”告诉我们，无论是有机成因的烃还是无机成因的烃，只要有断裂作为运移通道，它们就可以沿断裂运移到地壳的任何部分，包括运移到盆地之外，在断裂周围适宜的圈闭中聚集成藏。目前有许多无机成因天然气沿深大断裂散失于地表的现象，这些现象并非都发生在沉积盆地之中。我国发育众多的切割很深、延伸很远的深大断裂，它们连通着地下巨大的无机成因烃的“仓库”，因此，沿着这些深大断裂（带）分布的圈闭（无论是沉积盆地内还是沉积盆地外）理应成为我们寻找油气的重要目标。值得一提的是，盆地内有机成因的油气毕竟是很有限的，而且已经采走了相当的部分，而地下深处的无机成因烃的数量即是无限的。深大断裂及其附近则是重要的勘探领域。,松辽盆地徐家围子周边气藏分布图（大庆油田，有补充）,昌德气田芳深1无机成因气藏成藏模式（大庆油田，有补充）,无机成因气的基本特征普遍认为归结为两项基本指标：一为甲烷碳同位素-25，二为甲烷同系物碳同位素出现反序现象，即C1C2C3。根据这些标志判定松辽盆地存在无机成因气。古中央隆起带上的肇州西气藏和昌德气藏就是例证（郭占谦1996）。,实例,芳深1,芳深3,芳深4,芳深5,芳深1,芳深5,芳深4,汪家屯气藏,西,部,肇深1,肇洲西气藏,昌德气田,昌德气田,芳深2,芳深3,古中央凸起,甲烷同系物碳同位素值表（郭占谦1996）,有机烃源岩,无机烃气源,深断裂,控源断裂,火山岩,芳深2,中国深断裂与盆地分布图,中国大陆无机烃运聚成藏模式,混合成藏,单独成藏,地幔脱气C、H合成,无机烃,江汉盆地目前有没有无机烃发现?-深大断裂发育,东部火山岩发育,co2?是否该引起关注,(2)突破“源控论”约束，沿断裂到远离油源的领域（包括非沉积岩区）找油“源控论”确实使我们在源岩区及其附近找到了许多的油气藏，可是有谁能保证“源控论”没有使我们失去了不少在远离源岩区找到油气藏的机会呢？诚然，在陆相含油气盆地中，由于相变剧烈，油气难于作长距离运移，油气藏围绕源岩区附近分布，这是主要规律，但是，难道就没有油气沿大断裂的走向作长距离运移，在非源岩区或远离源岩区的圈闭中聚集成藏的可能性？油气能沿多期活动的断裂向上运移在上覆地层中多期成藏，形成叠置连片的油气聚集，难道油气就不能沿多期活动的断层的走向侧向运移在源岩区以外或远离源岩区的地带多期成藏，形成侧向上叠置连片的油气聚集？“油气围绕烃源岩作近距离运移成藏“的传统观念是不是又使我们失去了许多更广阔找油空间和机会呢？实际上油气沿断裂走向从源岩区运移到非源岩区成藏的情况是客观存在的（如冀中凹陷文安斜坡区油藏）。,“地球是一个石油加工厂”，“地球是一个吸足了石油的海绵体”，这些富有哲理的精辟的论述，不仅极大地鼓舞着我们这些找油者，而且也为我们寻找油气提供了更为广阔的思维空间和领域。如果说：“地球是一个石油加工厂”的话，那么断裂便是“石油加工厂”将石油源源不断地输送到地表的“输油管道”。提高了我们沿断裂找油的信心.,1996年,依舒地堑汤源断陷部署吉1井和互1井，各日产气10万方，直接经济效益2.5亿元.该项目获1997年黑龙江省科技进步三等奖,2005年,东营凹陷西部高青地区中生界地层剥蚀尖灭区，运用断裂控烃理论思路，“顺藤摸瓜”，部署的高41-x1井在MZ1地层获10t/d工业油流，在原认为油层剥蚀区发现一个中生界油藏。,2001年,”海南福山凹陷油气资源评价研究”项目,运用断裂控烃理论思路,发现海南福山凹陷的主力生烃洼陷-花南洼陷，改变了福山凹陷构造格局，扩大福山凹陷油气勘探领域.,项目”柴达木盆地中西部地区断裂系统特征及控烃机理研究”,运用断裂控烃理论思路，预测中南隆起等七个有利区,该项目获2003年青海油田科技进步一等奖,近年来，运用断裂控烃理论观点和思路在松辽、渤海湾、柴达木、北部湾、鄂尔多斯等盆地等进行油气勘探实践，取得了较好的效果。,8断裂控烃理论实践,东营凹陷南部纯化地区,运用断裂控烃理论思路及其配套技术，建立三种断裂控油机理模式，部署的纯17-x30获8.3t/d工业油流，扩了油田含油面积1.2Km2，新增控制石油地质储量136万吨,年经济效益达520万元。,2005年,华北油田万庄地区,运用断裂控烃理论思路和储层精细反演技术,部署井18口,累计产油20万吨,直接经济效益5.0亿元,2005、2007年,大庆敖南油田和宋芳屯油田，运用断裂控烃理论观点和沉积相分析技术，分别新增石油探明地质储量2000万吨和1000万吨,1运用断裂控烃理论发现海南福山凹陷的主力富生烃洼陷-花南洼陷,进而发现一个新勘探领域,断裂控烃理论认为：含油气盆地中的烃源岩的位置和展布受控盆或控凹（洼）断裂的控制控源断裂，尤其是盆地内的控凹（洼）断裂，往往是控源断裂。找到了一条控源断裂就很可能找到了一个生烃凹陷，从而很可能发现一个新的油气勘探领域。,福山凹陷是中国南部北部湾盆地的一个次级凹陷，面积2920km2,8.1北部湾盆地福山凹陷,已发现六个油气藏，生排烃凹陷均分布于中央构造带以北，油气勘探领域也位于中央构造带及其以北。勘探长期徘徊不前，主要原因是构造格局及有效烃源岩分布不清。,海口次凹,老城向斜,桥头向斜,和天向斜,美文向斜,锦和向斜,美万向斜,海南福山凹陷勘探成果图,博厚油田,朝阳油田,美台油田,金凤油气田,永安油藏,（1）现状与问题,花场油气田,花场地区线三维地震解释剖面,目前所有的观点都认为花场构造以南为长期的北倾大单斜坡。但我们发现花场南部深层似乎存在一套与花场构造基底不同特征的反射-沉积地层？与花场构造基底呈断裂接触?,设想：在花场构造的南部是否存在一个鲜为人知受隐伏断裂控制的沉积凹陷,海南福山凹陷,N,美台,乌石,乌袅,皇桐,白连,福山,美万,石山,海,口,次,凹,一,长流,秀英区,海口市,流,云,龙,凸,起,断,裂,海,南,隆,起,裂,断,安,定,凸,起,高,临,断,裂,高,临,澄迈县,F28,F23,CH2,FC1,F5,F9,F13,Y1,JY1,M2,M1,M3,JT1,H3,H1,H2,H4,F25,F2,F7,F21,F19,F12,F15,F1,Jf6,Jf1,Jf5,Jfn1,F6,F16,F10,F11,F14,F3,Jfn2,图例,边界断裂,断层,尖灭线,城镇,井,锦和,Rc-240,inline1007,94-245,94-237,256,94-151,发现花南富生烃凹陷的测线位置,a,1.0,2.0,3,0,花场构造,下部为杂乱反射,福井花井三维地震解释剖面,N,沉积反射,杂乱反射,花井,福井,N,（2）疑问,福井,福井,福井,福井,花场潜山,海南隆起,对一条区域大剖面进行详细解释，花南洼陷的“狰容”初露发现控洼断裂,新发现的控洼断裂,如果花场南部确实存在一套沉积地层，那么古隆起与沉积地层之间很有可能是断层接触，这条断层就是控洼断裂，依据断裂控烃理论这条控洼断裂很可能就是控烃断裂，它所控制的洼陷如果是生烃洼陷，那么洼陷及其周过地区很可能导致一批油气藏的形成。,SSE,花南洼陷,以往解释基底,新解释基底,（3）设想,花,福,福,福,福,g,花福三维地震解释剖面（罗群，）,清析可见的花南断洼,花场古潜山,NNW,这是一条典型的证明花南洼陷存在的主干三维地震解释剖面,新发现的控洼断裂,控洼断裂的发现导致新的洼陷的发现,（4）初步证实,海南福山凹陷,N,美台,乌石,乌袅,皇桐,白连,福山,美万,石山,海,口,次,凹,一,长流,秀英区,海口市,流,云,龙,凸,起,断,裂,海,南,隆,起,裂,断,安,定,凸,起,高,临,断,裂,高,临,澄迈县,F28,F23,CH2,FC1,F5,F9,F13,Y1,JY1,M2,M1,M3,JT1,H3,H1,H2,H4,F25,F2,F7,F21,F19,F12,F15,F1,Jf6,Jf1,Jf5,Jfn1,F6,F16,F10,F11,F14,F3,Jfn2,图例,边界断裂,断层,尖灭线,城镇,井,锦和,1500,1000,1250,1000,1000,750,750,花南洼陷流三段地层展布图,750,新发现的花南断裂,老城断裂,皇桐断裂,结合区域断裂分布，地层厚度,最终得到的花南洼陷展布图受花南、老城和皇桐三条基底大断裂控制,位于花场气田东南,新发现的花南洼陷在地质剖面中的表现长流组和流三段凹陷,花南断裂,在原来认为是斜坡的地区发现了深层断洼,（5）证实,有机相原理表明花场构造南面不仅存在一个更深的凹陷,而且为富有机质洼陷,（6）新问题-花南洼陷是生排烃洼陷吗?并求证,（7）结论：花南洼陷受三条基底大断裂控制，资源评价表明其资源潜力占整个福山凹陷的60%以上，为福山凹陷的主力生排烃洼陷，花南断洼的发现，改变了福山凹陷构造格局，扩大福山凹陷油气勘探领域（花南洼陷及其周边地区）。,海南福山凹陷,N,美台,乌石,乌袅,皇桐,白连,福山,美万,石山,海,口,次,凹,一,长流,秀英区,海口市,流,云,龙,凸,起,断,裂,海,南,隆,起,裂,断,安,定,凸,起,高,临,断,裂,高,临,澄迈县,F28,F23,CH2,FC1,F5,F9,F13,Y1,JY1,M2,M1,M3,JT1,H3,H1,H2,H4,F25,F2,F7,F21,F19,F12,F15,F1,Jf6,Jf1,Jf5,Jfn1,F6,F16,F10,F11,F14,F3,Jfn2,图例,边界断裂,断层,尖灭线,城镇,井,锦和,1500,1000,1250,1000,1000,750,750,花南流三段成熟富生烃洼陷最小范围展布图,750,恢复埋藏史后的成熟门限,断裂控烃理论能帮助我们预测和发现新的生烃凹陷和油气勘探领域,花南洼陷,南部斜坡多口井见油气显示,花南断裂,皇桐断裂,老城断裂,所发现的六个油气藏（田）总体无一例外地受控于基底大断裂而成带分布，形成断块、断鼻、滚动背斜、断层岩性等多种类型的断层油气藏-断裂控藏,2.福山凹陷的断裂控烃特征（1）平面上断裂控烃控蒇,海南福山凹陷,N,美台,乌石,乌袅,皇桐,白连,福山,美万,石山,海,口,次,凹,一,长流,秀英区,海口市,流,云,龙,凸,起,断,裂,海,南,隆,起,裂,断,安,定,凸,起,高,临,断,裂,高,临,澄迈县,F28,F23,CH2,FC1,F5,F9,F13,Y1,JY1,M2,M1,M3,JT1,H3,H1,H2,H4,F25,F2,F7,F21,F19,F12,F15,F1,Jf6,Jf1,Jf5,Jfn1,F6,F16,F10,F11,F14,F3,Jfn2,图例,边界断裂,断层,尖灭线,城镇,显示井,锦和,花场油气田（流三段）断鼻、断块油气藏,工业油气流井,博厚油田（涠二、三段）断块油气藏,朝阳油田（流一、二段）断鼻油气藏,永安油藏（涠二、流一段）滚动背斜油气藏,金凤油气藏（流三段）断鼻、断块油气藏,美台油田（流三段）断鼻油气藏,油气分布图,油气藏（田）,海南福山凹陷,N,美台,乌石,乌袅,皇桐,白连,福山,美万,石山,海,口,次,凹,一,长流,秀英区,海口市,流,云,龙,凸,起,断,裂,海,南,隆,起,裂,断,安,定,凸,起,高,临,断,裂,高,临,澄迈县,F28,F23,CH2,FC1,F5,F9,F13,Y1,JY1,M2,M1,M3,JT1,H3,H1,H2,H4,F25,F2,F7,F21,F19,F12,F15,F1,Jf6,Jf1,Jf5,Jfn1,F6,F16,F10,F11,F14,F3,图例,边界断裂,断层,尖灭线,城镇,显示井,锦和,断裂与油气分布及生烃洼陷展布图,老城洼陷,和天洼陷,花南洼陷,美万洼陷,皇桐断裂,老城断裂,花南断裂,美台断裂,花场断裂,金风断裂,朝阳断裂,永安断裂,基底断裂与油气分布及生烃洼陷展布图,基底同沉积大断裂控制了生烃洼陷展布断裂控源,（2）纵向上断裂控烃特征两套断裂系统,纵向上发育两套断裂系统深浅层两套产状相反,特征不同的断裂系统。决定了其控油特征的明显差异,福井,花,井,花南断,洼,花场,古潜山,福井,花,井,花南断,洼,花场,古潜山,两套断裂系统的地震剖面特征,浅层断裂系统,深层断裂系统,南倾同沉积活动顺向盖层滑脱。,北倾反向基底非同生断裂,T7,目前所发现的油气资源绝大多数（80以上）布于深层断裂下盘，这是因为深层为反向非生长断裂，封闭性好、断裂下盘圈闭发育、双源供油，断距与储盖层匹配关系好；浅层油气资源非常有限，分布在断裂上盘，这是这是因为浅层断裂为顺向生长断裂，断裂上盘圈闭不发育、封闭性差、断距与储盖层匹配不好，油气易沿断裂流失。,断裂控油,机理模式,浅层,顺,向断,裂控,油模式,深层反,向断,裂控油,模式,流,二,段,分力,(,挤压,),重力,重力,重力分力,(,拉张,),断裂特征及控油结果,生长,特征,封闭,性,圈闭,条件,控油,机理,油气藏,位置,形成油气,藏难易,与,区域盖,层关系,应力,环境,张,性,压,性,长期静止,长期的沉积活动,封闭,开启,不易形成圈闭,可,形,成多,种类,型的,断层,圈闭,遮挡,油气,聚集,成藏,断,裂,下,盘,断,裂,上,盘,不易,形成,油气,藏，,取决,于上,盘圈,闭闭,合度,容易,形成,油气,藏,位于,区域,盖层,之下,比生,储盖,层匹,配好,位于,区域,盖层,之上,与生,储盖,层匹,配差,示意图,疏导,油气,运移,散失,浅层,顺,向断,裂控,油模式,深层反,向断,裂控油,模式,流,二,段,分力,(,挤压,),重力,重力,重力分力,(,拉张,),断裂特征及控油结果,生长,特征,封闭,性,圈闭,条件,控油,机理,油气藏,位置,形成油气,藏难易,与,区域盖,层关系,应力,环境,张,性,压,性,长期静止,长期的沉积活动,封闭,开启,不易形成圈闭,可,形,成多,种类,型的,断层,圈闭,遮挡,油气,聚集,成藏,断,裂,下,盘,断,裂,上,盘,不易,形成,油气,藏，,取决,于上,盘圈,闭闭,合度,容易,形成,油气,藏,位于,区域,盖层,之下,与生,储盖,层匹,配好,位于,区域,盖层,之上,与生,储盖,层匹,配差,疏导,油气,运移,散失,源、盖层,盖层,油藏,储层,不,整合,油气运移,应力,图例,源、盖层,盖层,油藏,储层,不,整合,油气运移,应力,图例,深浅层断裂系统具有不同的控藏作用,深部反向断裂，分布中央构造带及以南，油藏只位于断裂下盘，油气丰富；浅部顺向断裂，主要分布中央构造带以北，油气只位于断裂上盘，油气富集少,两套断裂系统，不同控藏作用，两种控藏结果,遮挡断裂,遮挡断裂,破坏断裂,破坏断裂,烃,源,岩,油源断裂,油源断裂,断距与储盖层厚度匹配关系是制约深浅层油气富集程度的重要因素之一,深层断裂系统的断层圈闭断距与储盖的厚度匹配关系良好，而浅层的断层圈闭其断距大多与其储盖层匹配不好,深层,浅层,影响遮挡断层封油气高度控制因素断距与盖层、储层厚度关系,并非遮挡断裂都可封堵油气成藏,3探井部署,福探1井,花南洼陷,位于花南富生烃洼陷之中反向断裂遮挡,上下双向供油,断距适宜,油源充足遮挡封闭条件好。,控圈、遮挡断裂,8.2渤海湾盆地北塘凹陷,1、从勘探历程启示看断裂控运与油气区带分布2.北塘凹陷第三系典型油气藏断裂控藏特征3。运用“断裂控烃理论”争取北塘凹陷古生界潜山油气藏勘探取得突破。,北塘凹陷是中国东部典型拉张型盆地渤海湾盆地黄骅坳陷的一个次级凹陷,断裂控烃理论认为，断裂对油气运聚成藏与分布的控制作用是多方面的，既可以控制区域油气运聚，也可能控制具体局部构造或圈闭成藏，应具体问题具体分析,黄骅凹陷及周边基底岩性和主要深大断裂分布,两组断裂将基底切割成菱形块，并控制了基底岩性的分布,基底断裂为沉积盖层的构造演化、沉积发育及油气地质特征奠定了基础,区域构造与断裂控盆,天津,北塘凹陷,北塘凹陷勘探成果图,后来，勘探重点转移到南区，找到五个油气区。,1从勘探历程启示看断裂控运与油气区带分布,依据源控论，勘探早期勘探工作量主要集中在北区，结果没有找到工业油气藏,现今深凹陷,Why？,汉1,BT36-1-1,（2）问题提出,海河断裂,大神堂南断裂,北塘断裂,海井港海井塘参井联井地震剖面（滩海区南北向剖面）,断裂长期同沉积活动导致断块的掀斜运动,一方面在烃源岩区形成掀斜断快圈闭带，同时导致油气大量运移高峰时期区域油气运移方向由向北转为向南。,北,断裂活动控制区域油气运移方向,BT36-1-1,原因是没有认识到断裂对油气运移方向和有利圈闭的控制作用，油气主要位于南区是因为断裂活动控制了区域油气运移的方向和有利圈闭带的形成,ES3烃岩,BT36-1-1,港海3-1,港海3-1,海河断裂,北塘断裂,大神堂断裂,（2）答案,遮挡断裂,控圈、控运断裂,控运断裂,成熟期油气主要向南、西运移，聚集在南区的西部和南部从而形成有利的油气聚集带;向北,没有有意义的油气运移。,断裂活动控制区域油气运移方向和油气聚集区带,BT36-1-1,BT36-1-1,BT36-1-1,BT36-1-1,启示：如果勘探初期认识到断裂对区域油气运移方