断裂输导-封闭转换部位预测...在渤海湾盆地歧口凹陷的应用_王羽君.pdf

大庆石油地质与开发 Petroleum Geology Oilfield Development in Daqing2023 年 2 月 第 42 卷第 1 期Feb.，2023Vol.42 No.1DOI：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202204076断裂输导-封闭转换部位预测方法及其在渤海湾盆地歧口凹陷的应用王羽君（中国石化中原油田分公司油田开发管理部，河南 濮阳457001）摘要：为了研究含油气盆地输导断裂附近的油气分布规律，在断裂输导-封闭转换机制及部位分布研究的基础上，通过活动期断裂有利与不利输导部位和确定停止活动后断裂封闭与不封闭部位，建立了一套预测断裂输导-封闭转换部位分布的方法，应用其对渤海湾盆地歧口凹陷板桥断裂在沙一下亚段内输导-封闭转换部位进行预测。结果表明：板桥断裂输导-封闭转换有3种部位，有利输导-封闭转换部位分布在其西部和东部绝大部分部位，有利于下伏沙三段源岩生成的油气在沙一下亚段内运聚成藏；不利输导-封闭转换部位仅分布在其东部端部，不利于下伏沙三段源岩生成的油气在沙一下亚段内运聚成藏；不利输导-不封闭转换部位仅分布在其中部局部，更不利于下伏沙三段源岩生成的油气在沙一下亚段内运聚成藏，预测结果与板桥断裂附近沙一下亚段内目前已发现的油气分布一致。研究成果可准确预测断裂输导-封闭转换部位，可为含油气盆地油气勘探提供理论支持。关键词：断裂输导；断裂封闭；转换部位；预测方法；板桥断裂；歧口凹陷；渤海湾盆地中图分类号：TE122 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2023）01-0050-07Prediction method and application of fault conductionseal transform location in Qikou Sag in Bohai Bay BasinWANG Yujun（Oilfield Development Management Department of Sinopec Zhongyuan Oilfield Company，Puyang 457001，China）Abstract：In order to study the distribution law of oil and gas near transport fault in hydrocarbon basin，based on research of mechanism and distribution of fault transport-seal transform，a set of method for predicting fault transport-seal transform location is established by determining favorable and unfavorable transport location of fault during active period and seal and unseal location after activity stopped，and is applied in predicting fault transport-seal transform of Banqiao fault in Es1x in Qikou Sag in Bohai Bay Basin.The results show 3 types of locations of fault transport-seal transform of Banqiao fault.Favorable transport-seal transform locations mainly distribute in western and eastern parts of Banqiao fault，which is conducive to the hydrocarbon migration and accumulation in Es1x.Unfavorable transport-seal transform locations only distribute in eastern end of the fault，which is not conducive to migration and accumulation，especially in Es1x.Unfavorable transport-unseal transform locations only distribute in local middle part，which is much less conducive to hydrocarbon generated from source rocks of underlaying Es3 to mi收稿日期：2022-04-27 改回日期：2022-07-20基金项目：国家自然科学基金项目“砂泥岩层系中油源断裂输导油气优势路径演化及识别研究”（41872157）；国家自然科学基金项目“断砂配置侧向分流运聚油气机理及有利部位识别研究”（42072157）。作者简介：王羽君，男，1983年生，硕士，高级工程师，从事石油地质与开发研究。E-mail：第 42 卷 第 1 期王羽君：断裂输导封闭转换部位预测方法及其在渤海湾盆地歧口凹陷的应用grate and accumulate in Es1x.Prediction result is consistent with hydrocarbon distribution in west and east of Es1x near Banqiao fault.This research can accurately predict fault transport-seal transform locations，and provide theoretical support for guiding oil and gas exploration in hydrocarbon basins.Key words：fault transport；fault seal；transform location；prediction method；Banqiao fault；Qikou Sag；Bohai Bay Basin0引言在含油气盆地中断裂既可以为油气的运移提供输导条件，又可以为油气聚集提供封堵条件，油气能否运聚成藏还要受到断裂输导-封闭转换部位的影响，只有位于有利的断裂输导-封闭转换部位处及附近，油气才能运聚成藏；否则油气不能运聚成藏15。由此不难看出，断裂输导-封闭转换部位的准确预测，不仅是搞清含油气盆地断裂附近油气分布规律的关键，还能够保证油气勘探顺利进行。以往关于断裂输导向封闭转换的研究可概括为以下 2个方面：第 1个方面是根据活动期断裂输导油气优势运移通道与停止活动后断裂封闭部位之间的空间配置关系，研究断裂输导向封闭转换的有利条件611，将断裂输导油气优势通道与断裂侧向封闭部位的耦合作为断裂输导向封闭转换的有利条件；第2个方面是根据断裂断层岩排替压力随时间变化关系和储层岩石排替压力随时间变化关系，研究断裂输导向封闭转换时期1215，将断层岩排替压力与储层岩石排替压力相等时所对应的时期作为断裂输导向封闭转换时期。前人的这些研究对揭示含油气盆地输导断裂附近的油气分布规律起到了促进作用，对油气勘探也具有一定指导意义。然而，以上研究仅能给出断裂输导-封闭转换的有利条件，但不能厘定出不同类型断裂输导-封闭转换部位，这会导致含油气盆地输导断裂附近的油气分布规律刻画时出现偏差，油气勘探失利。由上可知，开展断裂输导-封闭转换部位的预测方法研究，对正确认识含油气盆地断裂附近油气分布规律及指导其油气勘探均具有重要意义。1断裂输导-封闭转换机制及部位活动期断裂伴生裂缝发育，具有相对较高的孔隙度和渗透率，油气可沿伴生裂缝向上覆地层中运移，如图 1（a）所示。断裂停止活动后，受到上覆沉积载荷重量、区域主压应力和地下水胶结3个因素的共同影响，断裂伴生裂缝渐渐闭合，已无法继续输导油气。但断裂填隙物仍具有孔隙，能否封闭油气主要取决于断裂在区域性泥岩盖层内断层岩的封闭性，若断层岩封闭，那么断裂输导向封闭转换，否则断裂输导不能向封闭转换，如图 1（b）所示。由于断裂不同时期输导和封闭油气特征在空间分布上的差异，造成断裂输导-封闭转换部位不同，断裂输导-封闭转换主要有 4 种部位：第 1 种为断裂有利输导-封闭转换部位，该部位活动期断裂为有利输导部位，停止活动后断裂为封闭部位，有利于油气运聚成藏；第 2 种为断裂有利输导-不封闭转换部位，该部位活动期断裂为有利输导部位，但停止活动后断裂为不封闭部位，不利于油气运聚成藏；第 3 种为断裂不利输导-封闭部位转换部位，该部位活动期断裂为不利输导部位，而停止活动后断裂为封闭部位，也不利于油气运聚成藏；第 4 种为断裂不利输导-不封闭转换部位，该部位图1断裂输导和封闭油气模式示意Fig.1 Schematic diagram of pattern of fault transporting and sealing hydrocarbon512023 年大庆石油地质与开发活动期断裂为不利输导部位，停止活动后断裂为不封闭，更不利于油气运聚成藏。2断裂输导-封闭转换部位预测方法由上可见，只有先厘定出活动时期断裂有利与不利输导部位及停止活动后断裂封闭与不封闭部位，才能准确地预测出断裂输导-封闭转换部位。要确定出活动期断裂有利和不利输导部位，先由三维地震数据读取不同部位断裂的断距，再根据最大断距相减法16恢复活动期断裂古断距，将之与断裂活动时期相除，求出活动期断裂古活动速率。由断裂输导油气所需的最小活动速率确定方法17确定，研究区断裂输导油气所需的最小活动速率，将断裂古活动速率大于等于断裂输导油气的最小活动速率的部位作为断裂的有利输导部位，而将断裂古活动速率小于断裂输导油气的最小活动速率的部位作为断裂不利输导部位（图2（a）。要确定出停止活动后断裂封闭与不封闭部位，就必须确定出停止活动后不同部位断裂在区域性泥岩盖层内断层岩排替压力和下伏储层岩排替压力。要确定出断层岩排替压力，就必须确定出断层岩泥质含量和压实成岩埋深。由井震资料，确定区域性泥岩盖层内断裂断距和被断裂错断的区域性泥岩盖层厚度及断裂带内泥质含量，公式为Rf=ni=1HiRfL（1）式中：Rf断层岩泥质体积分数，%；Hi被断裂错断第i层岩层厚度，m；Ri被断裂错断第 i 层岩层泥质体积分数，%；n被断裂错断岩层层数；L断裂断距，m。利用断裂倾角、停止活动时期、与断层岩具有相同埋深的围岩埋深与压实成岩时期，由断层岩压实成岩埋深确定方法18确定出断层岩压实成岩埋深，将已确定出断层岩泥质含量和压实成岩埋深代入研究区围岩实测排替压力与压实成岩埋深和泥质含量之间的经验关系式19中，可得到停止活动后不同部位断裂断层岩的排替压力（图 2（b）。要确定出下伏储层岩石排替压力，可利用钻井资料确定压实成岩埋深（若地层未发生明显的抬升剥蚀，可用其现今埋深代替）和泥质含量（根据自然伽马测井资料，由岩石泥质含量计算方法20求得），将其代入到研究区储层实测排替压力与其压实成岩埋深和泥质含量之间的经验关系式19中，可以确定出不同部位下伏储层岩石的排替压力。将上述已确定出的停止活动后断裂不同部位处断层岩排替压力与下伏储层岩石排替压力叠合，便可以得到断裂封闭与不封闭分布部位，断层岩排替压力大于或等于其下伏储层岩石排替压力的部位即为断裂封闭部位；反之，则为断裂不封闭部位，如图 2（b）所示。将上述已确定出的活动期断裂有利与不利输导部位与停止活动后断裂封闭与不封闭部位叠合，可以预测出断裂输导-封闭转换部位，如图2（c）所示。3应用实例本文以渤海湾盆地歧口凹陷板桥断裂作为实例进行方法应用，通过文中所述方法对其在沙一下亚段内输导-