文西断裂带断层封闭性研究
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摘 要：断层封闭性研究是一项难度大但又是现代油气地质理论中极其重要的课题。针对对文南油田文西断裂带特点，根据已有资料，我们对文西断裂带主要采用了泥岩涂抹系数法和声波时差的方法对主要断层的侧向和垂向封闭性分别进行了讨论，通过对文西断裂带主控断层封闭机理以及断层封闭性的研究，得出该区断层的封堵模式。
关键词：泥岩涂抹 涂抹系数 声波时差 封闭性 封堵模式
一、断层封闭性研究现状
断层封闭性研究是一项难度大但又是现代油气地质理论中极其重要的课题。最早对断层封闭性研究的是A.D.Smith，他于1966年从理论上阐述了断层封闭与不封闭的本质，建立了断层封闭性差别的理论模型。我国学者陈章明（1992）利用逻辑信息法建立了勘探早期阶段判断断层封闭性的数学地质模型。国内外专家学者在断层封闭性研究方面取得的成果，为后人继续研究奠定了扎实的基础。然而，断层封闭性的研究仍然是石油地质理论中极为薄弱的环节之一，其中存在的最主要问题是：
1.由于断层两盘岩层对置情况不易知晓，而使Smith理论的实际应用发生困难。
2.断层具有侧向与垂向封闭的双向性，以往研究中没有给与足够的重视。
3.笼统将断层分为封闭与不封闭两类是片面的，实际上同一条断层在其剖面上的不同处，在沿其垂向的不同位置封闭性都是不同的，到目前为止还没人能将一条断层上述差异准确的给予描述。
4.过去断层封闭性研究只是定性的，还没有找到定量或半定量的研究方法。
二、文西断裂带断层封闭性的研究方法
目前，对断层封闭性的研究方法很多，根据已有资料，我们对文西断裂带主要采用了泥岩涂抹系数法和声波时差的方法对主要断层的侧向和垂向封闭性分别进行了讨论。
1.泥岩涂抹系数法
fm=L/ L≥H fm=1/Rm L
式中，fm为泥岩涂抹系数；L为断层断距，单位m；hi为被断层错开的第i层泥岩岩层厚度，i=l，2，……..，n，m；N为被断层错开的泥岩层数；H为被断层错开地层厚度，单位m； Rm为被断层断开地层的泥岩厚度与地层厚度的比值。
泥岩涂抹系数越小，泥岩涂抹层在空间上分布的连续性越好，侧向封闭也越好，反之则越差。据付广等调研结果，只要泥岩涂抹系数小于4，其泥岩涂抹层就能保持空间分布上的连续性，所形成的断层侧向封闭性就好[2]。
2.利用声波时差资料研究断层封闭性。
为断层充填物声波时差与围岩声波时差三种情况的相对关系。一种是断层声波时差低于围岩的声波时差值，即声波在断层充填物中的传播速度高于其在围岩中的传播速度，表明断层充填物较围岩致密，渗透性差，因此应具有垂向封闭性。当断层充填物的声波时差高于围岩的声波时差时，又可分为两种情况：一种情况为断层处于欠压实泥岩带内，此时由于欠压实泥岩塑性强，容易发生流动，在超压的作用下，可以堵塞断层面紧闭后遗留下来的孔隙和裂缝，所以尽管其声波时差高于围岩声波时差，但其仍具垂向封闭性；另一种则为断层未处于欠压实泥岩带中，其声波时差值高于围岩的，表明充填物具有较好的渗透性，不具有垂向封闭性。
三、文西断裂带主要断层封闭性研究
在充分考虑文西断裂带的实际构造背景的情况下，对该区的主要二级断层主要应用了泥岩涂抹系数法和声波时差的方法进行了断层侧向和垂向的评价
1.运用泥岩涂抹系数进行评价
充分运用录井资料和测井资料，计算了不同平面位置不同层段的砂泥比，再计算出主控断层的泥岩涂抹系数结果如表。再对次级断层的泥岩涂抹系数进行了计算总结，结果见下表，然后结合文西断裂带的实际情况，最终将文西断裂带断层封闭性划分为四个等级。
最终确定该区断层封闭性较好。对部分断块进行分析，可以得出断层封闭性较好的区块，沙三中只有253块。沙三上由好到差排列：123块、153块、266块、188块、184块、219块、256块。沙二下由好到差排列：188块、184块、123块、256块、ps14块、266块。
2.利用声波时差资料对主要断层进行断层封闭性评价
本次研究主要选取了8口井进行声波时差的研究，其结果中可以看出，同一条断层在不同的目的层段、以及同一目的层段不同的平面位置，其封闭性存在很大的差异，这与用泥岩涂抹系数法得出的结论一致。从图中分析结果：A、B、D、G、H所反映出来的断裂带的声波时差值明显高于围岩的声波时差，分析其原因是由于断裂带填充物具有较好的渗透性，因此断层封闭性较差；C、E、F反映出来的断裂带的声波时差值低于围岩的声波时差，说明断层填充物较围岩致密，渗透性差，因此断层的垂向封闭性较好。
四、文西断裂带断层封堵模式
断层封堵模式是断层在形成过程中或形成以后，由于构造、沉积、成岩等各种地质因素的影响而形成的对地层流体的封堵机制。
通过对文西断裂带主控断层封闭机理以及断层封闭性的研究，得出该区断层的封堵模式：
1.岩性配置封堵模式
岩性配置封堵模式是指控油断层的封堵性和封堵能力主要受对盘岩石岩性的控制。由于断层的断距在横向和纵向上有变化，在沉积盆地内岩性组合也是变化多端的。因此，断层能否起封闭作用也是变化不一的。但其最基本的条件是断层两侧渗透性岩层不直接接触（即俗称的“砂岩不见面”）就可起封闭作用。
文西断裂带沙二上下部有大套泥岩可以作为沙二下段的良好盖层，同样，由于断层的错断也有可能对沙二下的油气起到侧向封堵的作用。
2.时间配置封堵模式[3]
时间配置封堵模式是指控油断层的封闭性主要受控油断层发育时期与油气运移聚集时期的匹配关系的控制。若两者匹配得当，油气就可被断层封堵住，若两者匹配不适当，则不能形成油气的富集。研究表明，在油气大量运移聚集之前就己停止活动的断层，一般都具较好的封堵性，从而使油气在断层附近聚集起来而形成油气藏；反之，在油气大规模运移聚集期间内或之后一直强烈活动的断层由于油气运至断层附近时都会顺着断层面而逸散，从而不能造成油气封堵而成藏，故其封闭性也就差。
本区断层的活动时期与油气运移时期是相匹配的，即大规模的油气运移期正是主控断层强烈活动期，此时断层正好可以作为油气运移的通道；而油气停止运移以后，断层活动也逐渐减弱，封闭性变好，此时正好可以封堵住油气。因此，本区断层活动与油气运移具有很好的时间配置关系。
3.断裂带压实封堵模式
这种封堵模式是由于断裂带内的填充物压实性强，使得较围岩致密，渗透性差，从而断层封闭性较好，这可以利用声波时差资料来验证。右图所示为过W243井声波时差散点图，图中标示的为梁庄断层在沙三上段的声波时差值明显低于围岩的值，可以断定梁庄断层在该层段的垂向封闭性较好，可以封堵住油气。
4.泥岩沾污带封堵模式
泥岩沾污带封堵模式主要受断层活动过程中形成连续分布的泥岩沾污带控制。
文西断裂带砂泥岩互层非常发育，断层活动过程中，在泥岩分界处极易形成一个天然的“泥饼”，造成不渗透的侧向遮挡，封堵效果比较好。
参考文献
[1]鲁兵等，断层封闭性研究进展，地质科技情报 1998，Vol.7，No.3.
[2]吕延防等，断层的封闭性的定量研究方法，石油学报，1996，17，39-45.
[3]李令喜； 东濮凹陷断层封堵模式探讨. 西安石油工程学院学报 1993年03期.