斷層封閉性研究展望

摘 要：從勘探開發(fā)不同階段的斷層封閉性、不同類型斷層的封閉性、碳酸鹽巖和變質(zhì)巖以及火山巖的斷層封閉性等方面對斷層封閉性的進(jìn)一步研究方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：斷層封閉性；不同階段；不同類型；非碎屑巖

斷層在油氣運(yùn)聚過程中究竟起何種作用，關(guān)鍵在于其封閉與開啟性。關(guān)于斷層封閉性的研究，開始于20世紀(jì)50-60年代，至今已有半個多世紀(jì)。國內(nèi)外許多學(xué)者在斷層封閉機(jī)理、斷層封閉性預(yù)測與評價等方面做了大量研究工作，取得了很大的進(jìn)展和一系列可喜的成果，但是由于斷層封閉性的復(fù)雜性，有些方面還需進(jìn)一步深入研究。

1 勘探開發(fā)不同階段的斷層封閉性評價

斷層封閉性的影響因素眾多，在勘探、開發(fā)的不同階段，由于研究對象和現(xiàn)有資料的不同，研究的思路和方法也有一定的差別。

研究對象方面：目前國內(nèi)外主要側(cè)重于勘探階段，主要以較大規(guī)模的斷層為研究對象。而對于油田開發(fā)階段小斷層的封閉性研究，還遠(yuǎn)未引起重視。規(guī)模較大的斷層，斷裂帶的厚度也相對較大，此時斷層的封閉性與斷裂帶本身的物性是密切相關(guān)的，應(yīng)注重從斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā)研究斷層封閉性。而對于小斷層而言，應(yīng)主要考慮斷層兩盤巖性配置關(guān)系、泥巖涂抹及斷面應(yīng)力等因素的影響。

現(xiàn)有資料方面：勘探初期或井少的勘探區(qū)，主要依賴地震資料和一些原始地質(zhì)資料，評價方法以定性分析為主，也可以通過定量模擬的方法，如呂延防等提出的砂泥對接概率的方法；到了勘探中后期以及開發(fā)階段，由于各方面資料都較為豐富，相應(yīng)的定性定量研究方法也就很多，且已經(jīng)從單一學(xué)科和單一手段走向多學(xué)科、多角度研究。除了常用的泥巖涂抹、斷面應(yīng)力、斷裂帶泥質(zhì)含量等方法外，在開發(fā)初期，可以利用斷層兩側(cè)油水界面關(guān)系判斷斷層封閉性。在開發(fā)的中后期，從動態(tài)角度分析出發(fā)，利用開發(fā)區(qū)流體性質(zhì)、溫壓系統(tǒng)研究斷層封閉性也日益受到重視，根據(jù)斷層兩側(cè)油水井連通情況、生產(chǎn)形勢變化和投注聚合物后的一些反應(yīng)，結(jié)合靜態(tài)資料說明斷層的封閉性，使判斷結(jié)論更具有說服力。

2 不同類型斷層的封閉性

斷層按照兩盤的相對運(yùn)動方向，分為正斷層、逆斷層和平移斷層。目前國內(nèi)外斷層封閉性的研究對象大都是正斷層，相應(yīng)的評價方法也都是針對正斷層提出的，只有少數(shù)涉及到逆斷層和平移斷層。因?yàn)閷τ谟烧龜鄬咏M成的斷塊來說，一般背斜圈閉不是很發(fā)育，這時就需要斷層提供封閉，因此研究的重點(diǎn)是封閉程度。但對于逆斷層來說，其形成時往往伴隨有背斜的產(chǎn)生，可以提供良好的圈閉，斷層的封閉性顯得不是太重要，開啟性反而顯得比較重要，可以為油氣提供良好的運(yùn)移通道。由此可見，正、逆斷層所研究的側(cè)重點(diǎn)是不一樣的。

平移斷層的封閉作用與油氣也有著密切的關(guān)系，如蘇門答臘島地區(qū)，起封閉作用的斷層均與平移斷層有關(guān)。此外，松遼盆地內(nèi)的許多油氣藏也與平移斷層有關(guān)。但目前國內(nèi)外對平移斷層的研究均較少，這在一定程度上限制了油氣勘探領(lǐng)域。

一般認(rèn)為平移斷層的兩盤沿?cái)鄬用孀呦蛳鄬σ苿樱o密摩擦和研磨往往會產(chǎn)生大量的斷層泥，從而使斷層排驅(qū)壓力增大，對油氣起到封閉作用。然而是不是平移斷層都具有封閉性，這一點(diǎn)還是很值得懷疑的。常用的評價斷層側(cè)向封閉性諸如巖性配置關(guān)系、泥巖涂抹等計(jì)算方法對于平移斷層并不完全適用，常用的垂向封閉性評價諸如斷裂帶泥質(zhì)含量計(jì)算方法也不適用于平移斷層，只有斷面應(yīng)力的方法可以從一定程度上反映其垂向封閉性。平移斷層的封閉與否主要是取決于斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，評價其封閉性能，首先應(yīng)該搞清其斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，繼而才能找出相應(yīng)的定性定量研究方法。

3 碳酸鹽巖、變質(zhì)巖和火成巖的斷層封閉性

目前國內(nèi)外斷層封閉性研究的著作和文獻(xiàn)大部分都是與碎屑巖相關(guān)，碎屑巖斷層封閉性的研究已經(jīng)較為成熟，而研究碳酸鹽巖、變質(zhì)巖和火成巖斷層封閉性的甚少。

我國碳酸鹽巖分布區(qū)是一個潛力巨大的勘探領(lǐng)域，像四川盆地、塔里木盆地、鄂爾多斯盆地等都蘊(yùn)含著豐富的油氣資源尤其是天然氣資源，但總體上勘探程度較低，只有少數(shù)學(xué)者對其封閉性進(jìn)行了初步的探討。王一剛（1998）通過對四川石柱地區(qū)斷層的研究，認(rèn)為穩(wěn)定期內(nèi)斷裂破碎帶及其變形帶內(nèi)的巖石在地靜分壓力作用下發(fā)生壓溶是碳酸鹽斷層封閉的重要機(jī)制。研究認(rèn)為，碎裂作用也可能使碳酸鹽巖斷層封閉，斷層的錯動使巖石顆粒破碎，造成這些顆粒粒度降低并重新排列，進(jìn)而使斷面處巖石的孔滲減小，毛細(xì)管壓力增大，為斷層封閉油氣創(chuàng)造條件。對于發(fā)育膏鹽巖的地區(qū)，由于膏鹽巖具有很強(qiáng)的塑性，隨著斷層的錯動會發(fā)生流動，類似于泥巖涂抹，膏鹽巖也會擠入斷層面而愈合斷層面，使其具有封閉性。借鑒泥頁巖涂抹等方法，可以用膏鹽巖涂抹法來預(yù)測斷層的封閉能力。王洪輝通過對川南二疊系一些大斷裂的研究，提出利用高壓異常地層壓力、水型及其礦化度、縱向上的多產(chǎn)層、多壓力系統(tǒng)和多種水型判斷碳酸鹽巖斷層封閉性。然而由于多數(shù)的碳酸鹽巖地區(qū)是新勘探區(qū)塊，井少，要獲取地層壓力、水型等資料是十分困難的；近年來在渤海灣盆地及松遼盆地相繼都發(fā)現(xiàn)了變質(zhì)巖和火成巖儲層，而目前基本沒有關(guān)于該類儲層的斷層封閉性研究文獻(xiàn)。

通過研究碎屑巖建立起來的斷層封閉性理論及一系列評價方法是否適用于碳酸鹽巖、變質(zhì)巖和火成巖地區(qū)，到目前為止還沒有得到可信的論證。總體而言，關(guān)于碳酸鹽巖、變質(zhì)巖和火成巖斷層封閉性的研究還處在起步和摸索階段，如何揭示其封閉機(jī)制以及建立一套可行可信的評價方法是今后斷層封閉性研究的一個重要方向。

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作者簡介：王東曄，男，工程師，從事油氣勘探綜合研究工作。