【文章內(nèi)容簡介】 ，兩者之間沒有數(shù)量上的關(guān)系，同時并不是每部分都會出現(xiàn)在斷層中。需要指出的是斷層對流體的作用是變化的，因此我們所看到的斷層只是斷層活動過程中的一個時間點對應(yīng)的狀況。因此對于特定的斷層帶，在確定其概念模型時，了解被研究斷層所處演化階段是非常重要的。（1）斷層核斷層核吸收了斷層大部分位移，由滑動面（Slip surface）和多種類型斷層巖（Fault rock）構(gòu)成(Sibson，1977。Chester ，Logan．1986)?；谟吞锏恼{(diào)查表明下傾向和走向上的厚度變化和不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)與組分對斷層核部的流體流動起到很重要的作用。粒度減小與細粒沉積都會使斷層核具有相對原巖較低的孔隙度與滲透率。滲透率下降則會使斷層核具有對流體流動的阻礙作用。圖21 斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)及封閉機理模式圖（2）破碎帶破碎帶為與斷層形成統(tǒng)一應(yīng)力場和活動派生的應(yīng)力場中形成的大量裂縫切大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）12割圍巖部分，因此具有比圍巖更高的滲透性。如果不考慮膠結(jié)作用和成巖作用的影響，斷層核滲透性往往比破碎帶低得多(付曉飛，方德慶，呂延防等，2022；Chester，Logan，1986。Scholz，Anders．1994。熊永旭等．1978。 Smith、Forster、Evans，1990。 Andersson、Ekman、Nordqvis、Winberg，1991)，斷層核表現(xiàn)為特低孔特低滲的特征，破碎帶由于大量裂縫的發(fā)育滲透性大大提高（圖 21）。 斷層側(cè)向封閉機理及封閉類型斷層側(cè)向封閉機理主要為薄膜封閉（Membrane seal）即毛細管封閉(Hubbert．1953。Smith，1966。Engelder，1997。Smith，1980)（圖21） ，因此斷層巖性質(zhì)和兩盤對接情況是決定斷層封閉能力的關(guān)鍵因素?；跀鄬臃忾]機理的認(rèn)識，斷層封閉可以劃分為三型五類（圖 22）：大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）13圖 22 斷層側(cè)向封閉類型及影響因素對接封閉（Juxtaposition seal）(Smith，1995。 )：其是指儲層砂巖對接于低滲透性或非滲透性巖層所形成的封閉。無論斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何，無論斷層核中斷層巖性質(zhì)如何，只要斷層一盤滲透性地層與另一盤非滲透性地層對接，斷層側(cè)向是封閉的，這種模式適用于正、逆和走滑斷層，也適用于各種沉積環(huán)境地層。斷層巖封閉（Fault rock seal）：斷裂變形過程中卷入斷裂帶中并受變形影響形成的巖石，包括三種類型：一是碎裂巖封閉（Cataclastic rock seal） （Knipe ，1992a，1992b）：碎裂巖形成于粘土含量低、純凈的砂巖中（泥質(zhì)含量不超過 15%） ，碎裂巖起因于破裂作用、顆粒磨擦滑動以及伴隨有粒徑減小的孔隙的崩塌（Knipe，1992a，1992b） 。碎裂巖破碎程度往往不足以產(chǎn)生高排替壓力，只有隨著埋藏深度的增加，石英壓溶膠結(jié)可能使碎裂巖產(chǎn)生比圍巖更低的物性特征。石英壓溶膠結(jié)取決于變形的溫度、壓力條件，主要的控制因素還是溫度，普遍的結(jié)論是石英壓溶膠結(jié)的溫度大于 80℃－90℃。二是層狀硅酸鹽框架斷層巖（Phylloslicateframe rock seal）：是由含一定層狀硅酸鹽不純凈砂巖的變形而形成的（泥質(zhì)含量為 14（15%）－40％（50%） ） （Knipe，1992a，1992b，1997） ，由層狀硅酸鹽與框架石英混合形成的斷層巖。這些互相聯(lián)結(jié)的微觀泥質(zhì)帶可能具有與粘土封堵相似的特性，其封閉性是受變形層狀硅酸鹽的連續(xù)性和結(jié)構(gòu)控制的，并不一定像泥巖涂抹那樣要求厚而且塑性較強的粘土地層單元。三是泥巖涂抹封閉（Clay smear seal）（Knipe，1992a，1992b；Sverdrup，1997；Weber，1975；Bouvier，1989；Lehner，Pilaar ，1997；Doughty，2022；Aydin，Eyal，2022；Clausen，Gabrielsen，2022）：泥巖涂抹是在斷層在活動過程中，由于巨大的構(gòu)造應(yīng)力和上覆巖層重量的作用，在斷層兩盤削截砂巖層上形成一個薄薄的泥巖層，由于泥質(zhì)顆粒侵入到砂質(zhì)顆粒中，而且發(fā)生了動力變質(zhì)和重結(jié)晶作用，使其成分均一化，物性明顯降低，故具有非常高的排替壓力，對被涂抹砂層中的油氣起到側(cè)向封堵作用。Lindsay等（1993）通過野外露頭觀察認(rèn)為泥巖涂抹主要有三種類型：即研磨型（Abrasion smear） 、剪切型（Shear zone smear）和注入型（Injection smear） 。泥巖剪切強度和含水量是泥巖涂抹形成的主要控制因素（Bouvier，1989；Lehner，Pilaar ，1997；Doughty，2022；Aydin，Eyal，2022） ，其形成于同生斷裂中，且埋藏深度不超過 50m［80］ ，但在固結(jié)成巖泥巖中的斷裂作用也發(fā)育泥巖涂抹（Clausen，Gabrielsen，2022；Knipe，1998；Childs，Walsh ，Watterson，1998） 。無論哪種類型的泥巖涂抹，只要連續(xù)分布，就能對儲層大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）14中油氣具有封閉作用。膠結(jié)封閉（Cemented seal）：斷裂帶形成后被后期膠結(jié)物充填，造成斷裂帶滲透性降低形成封閉條件，常見的膠結(jié)作用有：碎裂巖深埋石英壓溶膠結(jié)、深部熱液膠結(jié)和瀝青塞作用等。除了膠結(jié)作用之外，巖性對接封閉和斷層巖封閉性受控于斷移地層巖性及斷層規(guī)模，因此合理預(yù)測斷層兩盤巖性對接及斷裂帶填充物泥質(zhì)含量成為斷層側(cè)向封閉性預(yù)測的核心內(nèi)容大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）15第 3 章 斷層側(cè)向封閉性影響因素分析斷層側(cè)向封閉性評價存在很多不確定性因素，這些不確定性因素極大影響斷層的側(cè)向封閉能力，因此深入剖析這些因素，對正確評價斷層的側(cè)向封閉性具有重要的意義。 地層巖性特征和斷距地層巖性特征和斷距是控制斷裂帶中泥質(zhì)含量及封閉能力的主要因素。這里所涉及的地層巖性特征主要指斷移地層的砂泥比。砂泥比值為某一層段內(nèi)砂巖層總厚度與泥巖層總厚度的比值。不難想象，如果為斷層所錯動的地層中砂泥比值較高，泥巖層對置的可能性就一定很小，斷裂充填物的性質(zhì)也以砂質(zhì)為主。在較高的砂泥比條件下，斷層的封閉能力必然較低，因此當(dāng)砂泥比值高到一定程度時，無論其它條件如何，斷層都不具封閉能力。斷距也是影響封閉性的一個主要因素，斷距大小直接影響著泥巖涂抹的連續(xù)程度和涂抹的厚度，可以定性理解為斷距越大涂抹越不連續(xù)，同時涂抹厚度越小，那么斷層的封閉能力也就會隨之下降。斷層封閉性定量評價的基礎(chǔ)是斷裂泥比率的計算，目前存在多種計算方法（SSF——Shale Smear Factor、CSP——Clay Smear Potential 和 SGR——Shale Gouge Ratio） （圖313） ，地層巖性特征和斷距是影響斷裂帶中斷層泥比率的關(guān)鍵因素。泥巖厚度和斷距共同約束斷層泥比率的大小，斷層泥比率與泥巖厚度、斷距不存在單因素的相關(guān)關(guān)系。野外定量表征這些計算方法，結(jié)果與實際測試的斷裂帶中泥質(zhì)含量誤差最小的為 SGR（圖 314） ，因此選擇 SGR 為預(yù)測手段。圖31 斷裂帶中泥巖涂抹規(guī)律計算方法大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）16 斷層帶厚度與后期充填物性質(zhì)毛細管壓力大小、毛細管阻礙流體運移的程度是和斷層帶厚度成正相關(guān)的(Scholz，1987。Evans，1990。Knott，1994。Childs等人，1997。Sperrevik等人， 2022)。斷層帶厚度這一因素是非常重要的，特別是在沒有泥巖涂抹的位置，帶內(nèi)多個主滑動面和混雜的巖性將會大大改善斷層封閉能力（Roald和F230。rseth，2022） 。斷裂充填是一種普遍的地質(zhì)現(xiàn)象。如果斷裂充填物以泥巖為主 ，由于其很高的排替壓力使其具有很好的側(cè)向封閉性 ，并且也有很好的垂向封閉性。由此可形成斷層的垂向與側(cè)向雙重封閉性。但如果斷裂充填物以砂質(zhì)為主，且其排替壓力不比目的盤儲層排替壓力高，則該充填物不具備側(cè)向封閉性，同時也不具垂向封閉性。如果斷裂充填物以砂質(zhì)為，但后期由于地層水的礦化作用，使得原生孔隙被次生礦物所充填，或者由于石油沿其運移的過程中的降解作用，也會形成斷裂充填的封閉。如果充填物具封閉性，與目的盤砂層對置的斷層另一盤為泥巖層，泥巖層可增強斷裂充填的封閉能力，減少油氣側(cè)向穿斷層運移的風(fēng)險 斷層埋藏深度多個盆地的研究結(jié)果表明，埋深對封閉性影響很大，同時深度越深對封閉性的影響越大(Hindle，1989。Knott，1993。Gibson，1994。Hesthammer 等人， 2022。 Sperrevik 等人， 2022。 Yielding， 2022。 Bretan 等人，2022)。隨埋深的增加，物理和化學(xué)方面的作用（壓實和交結(jié)）都會產(chǎn)生孔喉半徑減小、毛細管壓力升高。在埋深超過3000米，或溫度大于90176。C時，石英會發(fā)生結(jié)晶，從而增加斷層的封閉能力(Fisher和Knipe，2022)。由于在埋深很大時，其他因素對封閉性的增強影響較涂抹而言不容忽略，因此即使深部和淺部的SGR值相同，深部的斷層封閉能力也會強于淺部。 斷裂變形與埋藏史的關(guān)系斷裂變形發(fā)生的時間與埋藏的歷史匹配關(guān)系有2種類型：第一種是早期斷裂變形之后深埋形成斷層巖，之后在埋藏過程中發(fā)生與圍壓大致相同的成巖作用，變得越來越致密，封閉性能有逐漸增強的趨勢。早期伸展后期沒活動的斷裂系統(tǒng)普遍具有這種特征，這類斷層具有較強的側(cè)向封閉能力。第二種是早期深埋晚期斷裂變形（未抬升） ，該類斷層變形特征取決于巖石大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）17力學(xué)特征，塑性泥巖依然產(chǎn)生泥巖涂抹，相應(yīng)形成較強的封閉能力；脆性砂巖多被研磨破碎，斷裂帶孔滲較高，相對的封閉能力較差。 斷層后期活動的影響早期活動的斷裂晚期再活動時，對早期形成的斷層巖有改造和破壞的作用，主要有兩個方面：一是早期形成的泥巖涂抹，由于后期活動斷距增大，從而將泥巖涂抹拉斷（呂延防等，2022） ；二是早期形成的斷層巖在晚期活動時產(chǎn)生裂縫，成為油氣的運移通道（RDR公司，2022，2022） 。因此早期形成的斷層巖在晚期活動時容易被破壞，斷層封閉性變差。另外，我們可以利用原地壓力狀態(tài)的方向和大小、空隙壓力、和斷層幾何形態(tài)來推測關(guān)鍵斷層復(fù)活的可能性(Bailey 等人， 2022)。將要活動的斷層，其內(nèi)部的壓力狀態(tài)是不穩(wěn)定的，很可能會將部分壓力傳給烴類。相比較而言，穩(wěn)定的斷層更可能出于封閉狀態(tài)(Bola’s and Hermanrud，2022。Wiprut and Zoback，2022。 Jones and Hillis，2022)。大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）18第 4 章 斷層側(cè)向封閉性評價方法 定性評價方法 利用 Knipe 圖解和 Allan 圖定性評價斷層側(cè)向封閉性方法對于研究區(qū)內(nèi)以巖性對接為主要側(cè)向封閉類型的斷層，其斷層側(cè)向封閉能力取決于斷層兩盤的巖性對接關(guān)系，因此，我們可以利用 Knipe 圖和 Allan 圖對其進行斷層側(cè)向封閉性研究。一、Allan 圖基本原理1989 年，Allan 在研究墨西哥灣沿岸三角洲油氣與構(gòu)造關(guān)系的過程中提出了斷層構(gòu)造內(nèi)油氣運移和圈閉模式，以預(yù)測哪一類閉合度構(gòu)成圈閉的可能性大以及這些圈閉所能容納的油氣數(shù)量，開啟了斷層封堵評價的先河。Allan 在其斷層研究工作中提出了著名的 Allan 圖，又稱“斷面圖” 。斷層錯斷巖層時，沿斷層走向斷距是變化的：斷裂中心斷距最大，向兩側(cè)逐漸減為零。我們可以依據(jù)地震解釋數(shù)據(jù)中斷層斷距的變化及斷層兩側(cè)巖性關(guān)系，將上下盤同時投影到斷層面上，就形成了 Allan 圖（圖 41） 。通過繪制Allan 圖，我們可以清楚的知道斷層兩側(cè)的巖性對接關(guān)系。 upthrowndownthr(after Aln,198)圖 41 斷層在三維空間中的形態(tài)及 Allan 圖二、Knipe 圖解基本原理1992 年，Knipe 在研究北海 ULA 油氣田時，對 Allan