中国石油大学(北京)油矿地质学第四章构造研究

1、地层对比（地层对比（3）地下构造地下构造（4）油气储层（油气储层（5）流体分布（流体分布（6）压力、温度（压力、温度（7）储量计算（储量计算（8）钻井地质（钻井地质（1）测井测井地层测试（地层测试（2）地震地震资料录取油藏地质研究陈堡油田陈陈堡油田陈3断块断块K2t1-K2c油藏剖面图油藏剖面图教材第五章勘探部署、储量计算、开发设计及动态分析的重要依据 陈堡油田陈陈堡油田陈3断块断块K2t1-K2c油藏剖面图油藏剖面图地震资料 钻井（录井、测井）资料 动态资料 研究资料断层研究构造剖面图的编制构造平面图的编制本章内容井下断层的识别断点组合断层形成时期和发育历史断层封闭性研究一、井下断层的识别一

2、、井下断层的识别（应用井资料研究断层） 断层研究井下断层的识别井下地层的重复与缺失短距离内同层厚度突变近距离内标准层海拔高程相差悬殊石油性质的变异折算压力和油水界面的差异地层倾角测井矢量图上的特征1. 井下地层的重复与缺失井下地层的重复与缺失井下断层性质井下断层性质逆断层正断层 断层研究 正断层断点：正断层断点： 缺失层段的起始点。 对于铅直井，缺失层段的厚度为垂直断距，亦称断层落差。断点井深断点井深断失层段断失层段（与正常井对比）（与正常井对比）断距大小断距大小正常剖面正常剖面断点断点若为铅直井，此厚度即为地层垂直断距 断层研究钻遇倒转背斜：地层层序 由新到老，再由老到新， 反序重复。 注意

3、区分注意区分倒转背斜倒转背斜与与逆断层逆断层造成的地层重复。造成的地层重复。钻遇逆断层：地层层序 由新到老， 再由新到老， 正序重复。 断层研究注意区分不同成因的注意区分不同成因的地层缺失地层缺失断层缺失断层缺失剥蚀缺失剥蚀缺失仅在部分井中出现缺失具有区域性与剥蚀程度有关BDEACBDEADEABDEA1234超覆缺失超覆缺失 断层研究2. 短距离内同层厚度突变短距离内同层厚度突变井下地层的重复与缺失短距离内同层厚度突变近距离内标准层海拔高程相差悬殊石油性质的变异折算压力和油水界面的差异地层倾角测井矢量图上的特征地层重复或缺失造成的同层厚度突变 断层研究3. 近距离内标准层海拔高程相差悬殊近距

4、离内标准层海拔高程相差悬殊井下地层的重复与缺失短距离内同层厚度突变近距离内标准层海拔高程相差悬殊石油性质的变异折算压力和油水界面的差异地层倾角测井矢量图上的特征 断层研究 井下断层的识别4. 石油性质的变异石油性质的变异井下地层的重复与缺失短距离内同层厚度突变近距离内标准层海拔高程相差悬殊石油性质的变异折算压力和油水界面的差异地层倾角测井矢量图上的特征原因：原因：各断块油气聚集和保存的地球化学条件不同 断层研究 井下断层的识别5. 折算压力和油水界面的差异折算压力和油水界面的差异井下地层的重复与缺失短距离内同层厚度突变近距离内标准层海拔高程相差悬殊石油性质的变异折算压力和油水界面的差异地层倾角

5、测井矢量图上的特征原因：原因：断层分隔两个油藏，断层两侧油层互不连通，形成各自独立的压力系统。同一压力系统中， 压力平衡， 各井油层折算压力相等。 折算压力：折算压力：井内静井内静液面距某一折算基液面距某一折算基准面的垂直高度准面的垂直高度（折算压头）的静（折算压头）的静水压力水压力 断层研究 井下断层的识别6. 地层倾角测井矢量图上的特征地层倾角测井矢量图上的特征井下地层的重复与缺失短距离内同层厚度突变近距离内标准层海拔高程相差悬殊石油性质的变异折算压力和油水界面的差异地层倾角测井矢量图上的特征断层上下盘地层产状变异断层面附近形成破碎带断层附近发生牵引现象二、断点组合二、断点组合井下断层的识

6、别断点组合断面构造图的编制 断层形成时期和发育历史断层封闭性研究 断层研究 在多断层地区，多口井都钻遇了几个断点，哪些断点属于 同一条断层? 几条断层之间的关系如何? 断点组合：断点组合：把属于同一条断层的各个断点联系起来 断层研究（一）断点组合的一般原则（一）断点组合的一般原则 同一条断层各井钻遇的的断点， 其断层性质应该一致， 断层面产状和铅直断距应大体一致或有规律地变化； 断层同一盘的地层厚度不能出现突然变化； 各井钻遇的断缺层位应有一定规律； 断层两盘的地层产状要符合构造变化的总趋势。 * 断层研究（二）断点组合方法（二）断点组合方法 断块内各地层界面的高低关系、厚度稳定或渐变； 断块

7、之间，同一地层界面的高低关系突变。1作构造剖面图组合断点作构造剖面图组合断点AABBAABB 断层研究断点组合方法同一断层的断面等值线 是有规律地分布的；不同的断层， 断面等值线的变化趋势不同。 2作断面等值线图组合断点作断面等值线图组合断点单井单断点区单井多断点复杂区 以等高线表示断层面起伏形态（倾向、倾角、走向及分布范围）的图件。概念：概念： 断面构造图的编制断面构造图的编制 断层研究（断面等值线图）（断面等高线图）作图原始资料：各井属同一断层的断点 的标高和井位图。作图方法：三角网法、剖面法。 作业5 断层研究 断点组合方法井下断点多，断点组合往往具多解性，需综合分析各项资料，互相验证，

8、确定合理的断点组合方案。3综合分析综合分析断面等值线图、构造剖面图和构造草图 地震资料流体与动态资料 （地层流体性质、油气水分布关系和压力恢复曲线特征）地下构造复杂的地区三、断层形成时期和三、断层形成时期和 发育历史的研究发育历史的研究井下断层的识别断点组合断层形成时期和发育历史断层封闭性研究 断层研究断层形成时期 根据断层切割的地层、岩体的时代关系来确定。对于一次性断裂活动形成的断层，总是形成于被错断的 最新一套地层时代之后。 abcdeabcde 断层研究 活动强度通常用“生长指数”来表征。 生长指数= 上升盘地层厚度下降盘地层厚度地层 下降盘厚度 m 上升盘厚度 m 差 值 生长指数 1

9、0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 200 215 595 540 610 675 300 562 1234 400 200 200 545 435 510 535 228 312 1025 400 0 15 50 105 100 140 72 250 209 0 1.00 1.08 1.09 1.24 1.20 1.26 1.31 1.80 1.20 1.00 同生断层同生断层边断裂、边沉降、边沉积四、断层封闭性研究四、断层封闭性研究井下断层的识别断点组合断层形成时期和发育历史 断层封闭性研究 断层研究封闭？意义？开启？意义？ 断层研究（一）断面两侧的岩性条件（一）断面两侧的岩性条件断面

10、两侧的岩性条件断层的力学性质断层面及两侧岩层的排驱压力断层两盘的流体性质及分布钻井过程中的显示单井断点的测井曲线特征断层活动时期与油气聚集的关系断层两侧若为渗透性与非渗透性岩层相接触， 通常认为是封闭性的。注意：沿断层走向，断面两侧岩性接触关系是变化的，因此在断层的不同位置，其封闭差异是很大的。断层具封闭性的基础 断层研究（二）断层的力学性质（二）断层的力学性质断面两侧的岩性条件断层的力学性质断层面及两侧岩层的排驱压力断层两盘的流体性质及分布钻井过程中的显示单井断点的测井曲线特征断层活动时期与油气聚集的关系P= cos100)H(Wr式中p断层缝所承受的压应力，MPa； H断点井深，m； r岩

11、石密度，103kgm3； w地层水的密度，103kgm3； 断面倾角。对断层面缝的压应力： 上覆地层压力与静水柱压力之差垂直于断层面的分力张性断裂压扭性断裂（P大于泥岩抗压强度，则断层封闭）H增加，封闭性增强* 断层研究（三）断层面及两侧岩层的（三）断层面及两侧岩层的 排驱压力排驱压力断面两侧的岩性条件断层的力学性质断层面及两侧岩层的排驱压力断层两盘的流体性质及分布钻井过程中的显示单井断点的测井曲线特征断层活动时期与油气聚集的关系断层两侧岩层的排驱压力相同或接近，则断层不封闭；差别很大，则断层封闭。差值越大断层封闭越好。确定断层封闭性的决定因素 断面物质的排驱压力大于断面两侧岩层的排驱压力，

12、断层封闭；反之，断层开启。 断层研究断面封闭Homax= RdBp 油柱增加到Homax。 断面A点毛管压力pc=pdB， 断层的封闭性不是一成不变的。储层1 pdR储层2 pdB断面开启pc=pdBpdRpdB断层下盘储层1的排驱压力pdR断面物质的排驱压力pdB 断面封闭断面开启 断层研究（四）断层两盘的流体性质（四）断层两盘的流体性质 及分布及分布断面两侧的岩性条件断层的力学性质断层面及两侧岩层的排驱压力断层两盘的流体性质及分布钻井过程中的显示单井断点的测井曲线特征断层活动时期与油气聚集的关系断层两盘流体性质的差异 油 - 水界面高度的悬殊 断块名称 代表井 相对密度 粘度(50) mP

13、as 凝固点, 含蜡量 油水界面高度 m 兴 42 块 兴 42 井 0.8979 24.33 -28 5.46 -2050 马 7 块 马 7 井 0.8468 6.54 15.07 15.07 -2300 断层研究（五）钻井过程中的显示（五）钻井过程中的显示断面两侧的岩性条件断层的力学性质断层面及两侧岩层的排驱压力断层两盘的流体性质及分布钻井过程中的显示单井断点的测井曲线特征断层活动时期与油气聚集的关系开启性断层：开启性断层： 钻井液漏失、井涌及油气显示； 岩心有断层角砾岩； 岩屑中存在次生方解石，石英含量增高； 钻时减小。 否则为封闭性断层。 断层研究（六）单井断点的测井（六）单井断点的

14、测井 曲线特征曲线特征断面两侧的岩性条件断层的力学性质断层面及两侧岩层的排驱压力断层两盘的流体性质及分布钻井过程中的显示单井断点的测井曲线特征断层活动时期与油气聚集的关系 封闭性断层：断层面不具有渗透性。 开启性断层：断层和断裂破碎带具有渗透性 一般声波时差大，密度和电阻率降低，井径扩大 断层研究断面两侧的岩性条件断层的力学性质断层面及两侧岩层的排驱压力断层两盘的流体性质及分布钻井过程中的显示单井断点的测井曲线特征断层活动时期与油气聚集的关系（七）断层活动时期与（七）断层活动时期与 油气聚集的关系油气聚集的关系 油气运移的通道（活动期） 油气藏的隔挡层。 断层封闭与开启的动态性 概念：概念：

15、沿油气田某一方向切开的垂向剖面图。横剖面纵剖面构造剖面图构造剖面图储层剖面图储层剖面图油藏剖面图油藏剖面图地质剖面图的编制一、资料的准备和比例尺的选择一、资料的准备和比例尺的选择根据钻井资料编制油气田地质剖面图的资料：井位图；井口海拔数据(补心海拔)；各井分层数据和岩性、接触关系资料；各井含油、气井段数据；各井断层数据，包括断点位置、断层落差、断失层位。此外，还要参考地震 构造图和剖面图。 资料准备：资料准备： 比例尺的选择比例尺的选择 横向比例尺通常与油气田地质图、构造图的比例尺一致。 特殊情况下也可以放大一些。 垂直与横向比例尺一般相同。 （也可使垂直比例尺适当地大于水平比例尺。地质剖面图

16、的编制二、剖面位置的选择二、剖面位置的选择 1)应尽可能垂直或平行于地层走向 2)应尽量穿过更多的井， 以提高剖面的可靠程度。3)应尽量均匀分布于油田构造其他：剖面线穿越指定的目标 在井位图上选定合适的剖面方向和位置地质剖面图的编制1. 井位投影井位投影井位投影：将不在剖面线上的井投影到 剖面线上。第一种情况：第一种情况：当剖面线垂直或斜交地层走向时，沿地层走向投影。高程被歪曲，导致错误的“断层”结论 地质剖面图的编制x三、井位与井斜投影三、井位与井斜投影 校正前后井位标高不变 井位投影井位投影第二种情况：第二种情况：当剖面与地层走向平行， 井点不能沿地层走向投影。剖面线附近的井不得不沿地层倾

17、向投影剖面线上。制图标准层的标高发生了变化。需要进行标高校正。 地质剖面图的编制= L*tg 投影后的标高校正值；L投影前后井位间的距离； 地层倾角。 2井位置的地层标高为： =+ x3井位置的地层标高为： = - x 标高校正标高校正地质剖面图的编制LL（注意：断点也需要作标高校正）2. 井斜投影井斜投影 将斜井的井身沿地层走向投影到剖面上。地质剖面图的编制ABDACD 井斜角； 井斜方位角； 1地层走向方位角； 2剖面线方位角； L斜井段长度； S L段水平投影； SL段水平投影； 剖面方向与井斜方向间的夹角； 1地层走向与井斜方向间的夹角； 2地层走向与剖面方向间的夹角。主要任务：求得空

18、间井段沿地层走向 投影到剖面上的井斜角()、 投影到剖面上的井斜段长度(L)。A已知参数已知参数ABDACD在ABD中，BDSADtg在ACD中，CDSADtg所以：tgtgSS在BDC中， 12sinsinSS所以12sinsintgtg)sinsin(21tgarctg1. 计算法计算法 求出和L 当剖面方向垂直于地层走向时，即2=90时，则sin 2=1，sin 1 =cos ，所以上式可简化为：cos tgtg求取求取在ABD中，ADLcos在ACD中， ADL cos coscoscosLADL求得和L后，便可以在剖面上画出该井斜段来。 地质剖面图的编制求取求取L作图求和L 1）利用

19、井斜资料求井斜段的 垂直投影和水平投影：H=LcosS= Lsin 2)把剖面DM置于水平位置， 以D作井位点，过D作井斜方向线， 并在其上截取DB=S；3)过B点作地层走向线， 与剖面线DM相交于C点， 过C点作 CA DM（取CA= H = DA）；4)连接DA，即为该井斜段在剖面的投影长度L， ADA就是投影到剖面上的井斜角。2作图法作图法HM分段分段进行整个斜井井身的校正地质剖面图的编制四、油气田地质剖面图四、油气田地质剖面图 的基本编绘方法的基本编绘方法 1)作剖面线：并标出海拔零线。 2)标注井位点： 3)标绘井身：校正后的井身、地层界线、断点等。 4)地层界面及断点连线： 注明各

20、项图件要素，包括图名、比例尺、剖面方向、 制图日期、制图单位和制图人 地质剖面图的编制第三节第三节 油气田构造图的编制油气田构造图的编制构造图的编制概念：概念：表示地下油层或油层附近标准层构造形态的 等高线图。意义：意义：构造图是油田地质研究的成果图，又是油气田勘 探开发中新井设计、储量计算、拟定开发方案及 动态分析的重要底图。 （平面图）油气田构造图的编制一、准备工作一、准备工作1. 选择制图目的层选择制图目的层通常选择油层或油层附近的标准层为制图目的层 除了侵蚀突起油藏或生物礁块油藏，一般不选择不整合 面和冲刷面为制图标准层。通常把海平面作为制图基准面，海平面的高程作为零， 其 上为正，其

21、下为负。 准备工作2. 井斜校正井斜校正求出斜井钻达制图目的层顶（底）界面的油气田构造图的编制NAM地下井位 X,Y铅直井深 TVD由高斯定理求整口斜井的水平位移： 22Y)(X)(S由三角关系求斜井总水平位移的方位角： )YXarc(tgn1iin21XXXXn1iin21YYYY全井矢量求和cos sin cos LSYsin sin Lsin SX（1）地下井位的计算）地下井位的计算单单井井斜斜段段（ S= Lsin）(2)铅直井深的计算铅直井深的计算nn22110cosLcosLcosLLh油气田构造图的编制各井斜段的铅直投影的总和：H=Lcos单井斜段铅直井深：(3)目的层海拔深度的计算目的层海拔深度的计算 h = kh 油气田构造图的编制海拔深度