高邮凹陷真武—吴堡断裂带断层封闭性综合评价

2012-04-27尹志军谭建财娄国泉滕长宇仲学哲

断块油气田 2012年1期

尹志军，谭建财，娄国泉，滕长宇，仲学哲

（1.中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；2.中国石化江苏油田分公司物探技术研究院，江苏南京 210046；3.中国石油冀东油田公司，河北唐山 063200）

尹志军1，谭建财1，娄国泉2，滕长宇1，仲学哲3

高邮凹陷是苏北盆地勘探程度最高、含油潜力最大的凹陷。为揭示断层作为油气垂向运移通道与侧向遮挡在油气成藏与分布规律中起到的关键作用，文中应用岩性对置和泥岩涂抹2种方法对断层封闭特征进行了综合研究。结果表明，在区域盖层较厚、断层断距较大的情况下，岩性对置是影响高邮断层封堵性的关键因素；在断层两侧岩性对置封堵较差的情况下，泥岩涂抹直接决定了断层的侧向封堵性。定量计算表明，断层泥比率（SGR）大于0.65，断层具有封堵性，并且断层封堵性与SGR值的大小成正比。

断层封闭性；岩性对置；泥岩涂抹；断层泥比率；高邮凹陷

断层是控制含油气盆地各种地质作用和油气生、运、聚、散、分布的重要因素，在油气成藏过程中，断层究竟起何种作用，关键在于它的封闭能力。因此，研究断层封闭性在油气勘探及开发中有着重要的作用，尤其对于断块油气田更为重要［1］。断层封堵形式主要有4种：岩性并置、泥岩涂抹、破碎作用和成岩作用［2］。

高邮凹陷真武—吴堡断裂带断层十分发育，三级以上控油断层约有650条，江苏油田已发现的4个储量最大的油田真武油田、陈堡油田、富民油田和黄珏油田都分布在这个断裂带中，几乎所有圈闭的最终成藏都和断层有着密切的关系，即前人所谓的“该区勘探，成也断层，败也断层”。因此，对该区断层封堵特性研究具有十分重要的地质意义。

1 高邮凹陷地质概况

高邮凹陷位于苏北盆地南部，面积2 670 km2。西为菱塘桥低凸起，东部以吴堡断裂与吴堡低凸起相连，南部以真武断裂带与通扬隆起相接，北部以斜坡形式过渡到柘垛低凸起（见图1）。高邮凹陷的断裂系统以北东或北东东向为基本展布方向，其构造格局呈坡、凹、断的特征，分为北部斜坡带、中央深凹带和南部断阶带。其中，南部断阶带在新生代发育了真武吴堡断裂带，目前在断裂带中已发现真武、富民、陈堡等油田，主要含油层系有上白垩统泰州组（K2t）、古近系阜宁组（E1f）、戴南组（E2d）和三垛组（E2s），岩性以河湖相成因的砂泥岩为主，最大沉积厚度达7 000 m。

图1 高邮凹陷构造区划分及油气田分布

2 断层封闭性机理及评价方法

断层的封闭性是断陷盆地成藏的关键地质因素，如果断层的封闭性差，对油气起输导作用，如果断层的封闭性好，就可以因断层遮挡形成圈闭，可见断层封闭性对于油气田勘探开发具有至关重要的意义。目前断层封闭性的研究方法很多，如岩性对置、断层的力学性质、断层的封闭史，断层面泥岩涂抹法等［3］。

2.1 岩性对置封堵

一般认为，断层一盘储层的上倾方向若被另一盘非渗透性岩层遮挡时，可以形成好的断层封闭；若储层是与大段泥岩或化学岩等塑性较强的岩性接触，则断层在这个层段的封闭性较强［4］。在勘探程度较高、资料较充足的条件下，可以通过Allan图法作出断层两侧的岩性，分析对置岩性分布情况，根据不同岩性排驱压力的不同，可以定性判断断层的封闭性。

2.2 泥岩涂抹封堵

断层活动时，两盘泥岩层被挤压进入砂岩层，可形成的一层薄泥质岩层，其孔渗性明显低于相应深度的泥岩层的孔渗性，故具有较高的排替压力，可形成对砂岩层的侧向封闭［5］。G.Yielding等［6］提出了“断层泥比率SGR”，对碎屑岩地层断层泥岩涂抹进行了定量研究，该方法能定量计算断层面泥岩涂抹层的发育程度，并能给出断层封闭的定量评价标准。

3 高邮凹陷主要断层封闭性

高邮凹陷断层多为张性或张扭性，断裂带本身的固结程度比较差，局部区域断层碎裂带比较薄，在某种程度上主要依靠另一盘的泥岩或泥岩涂抹层来封堵油气，否则不具封堵性［3-10］。因此，文中采用岩性对置和泥岩涂抹2种方法对其主要断层进行封闭性的定性和定量评价。

3.1 陈堡油田吴1断层

陈堡油田是一个构造形态较为复杂的断鼻构造，位于高邮凹陷东部、吴堡断裂带的中部（见图1），区内贯穿吴1大断裂，吴1大断裂为一级控凹同生断层，其走向为NE，倾向NW，断距大于500 m。

分析陈3断块油藏剖面（见图2）可知，含油层段为泰一段（K2t1）和阜一段（E1f1）的砂体，沉积微相主要为扇三角洲前缘水下分流河道，在北西方向油气受断距为750 m的吴1断层遮挡成藏。陈3断块下降盘阜宁组三（E1f3）、四段（E1f4）和戴南组（E2d），为典型的湖相沉积的富泥地层，泥质体积分数为73%～97%。从断层两侧岩性配置关系来看，上升盘泰一段（K2t1）河道砂体与下降盘阜三段（E1f3）湖相砂泥互层对接，砂泥对接率为75%，砂泥对接发育，侧向封闭性较好；上升盘阜一段（E1f1）河道砂体与下降盘戴南组（E2d）深湖相泥岩对接，油气完全被深湖相泥岩遮挡，侧向封闭性很好，因此泰一段和阜一段岩性对置封闭作用发育，在断层的下盘形成油藏（见图2）。

图2 陈3断块油藏剖面

3.2 真武油田真2-1断层

真武油田是一个多条断层控制的断背斜构造，位于高邮凹陷真武断裂带中部（见图1），区内发育真2-1断层，其活动速率相对较低，油气可在其附近聚集成藏。应用断层岩性对置和泥岩断层泥比率2种方法对真2-1断层封堵性进行综合评价。

从真 2-1断层 Allan图解岩性对置（见图 3a）可知，断层上盘三垛组（E2s）砂岩发育，主要为三角洲前缘水下分流河道，对盘河道沉积砂层亦发育，砂砂对接率为83%，砂泥对接率仅为17%，说明三垛组（E2s）岩性对置封闭不发育。戴南组（E2d）泥岩比较发育，主要为支流间湾泥岩，砂砂对接率为30%，砂泥对接率达到70%，说明戴南组（E2d）岩性对置封闭较发育，断层侧向封闭性好。用已钻井真134井、真173井油层标定在层位上，三垛组（E2s）没有油气显示，主要含油层系为戴南组（E2d），由此可知分析结论与2井实际钻遇情况吻合很好。

为了确定断层封闭的定量评价标准，进一步计算该断层面SGR分布，将封闭断层最小的SGR值作为断层侧向封闭的临界值，低于此值，断层侧向封闭性就很差。根据吕延防等［5］对断层封闭性的评价标准，结合本区实际，确定了断层SGR定量评价标准：SGR值小于0.55为差，0.55～0.65为较差，0.65～0.80较好，大于0.80为好。

如图3b所示，三垛组（E2s）SGR分布范围为0.50～0.65，真134井SGR值偏低（0.50～0.55），断层封闭性差，真173井SGR值较低（0.55～0.60），断层封闭性较差；戴南组（E2d）SGR分布范围为0.65～0.90，真134井SGR值较高（0.65～0.75），断层封闭性较好，真173井SGR值偏高（0.75～0.90），断层封闭性好。根据以上SGR值分析认为，三垛组封闭性差，戴南组封闭性好，断层SGR值由上往下依次升高，断层封闭性变好。

图3 真武油田真2-1断层Allan图解

综上所述，高邮凹陷断层在区域盖层较厚、断距较大的情况下，砂泥对接发育，断层封闭性好，因此，岩性对置是影响断层封闭性的关键因素，但是在砂泥互层的储层中断层两侧岩性对置封闭不发育的情况下，只要泥岩涂抹作用发育，当SGR值达到一定的范围时，断层仍然具有较好的封堵性，导致油气富集成藏。

4 结论

1）断层封闭性是苏北盆地高邮凹陷断块成藏和富集的关键要素。揭示控油断层封闭特征、进行断层封闭特征综合评价对油藏分布规律预测有重要意义。

2）在区域盖层较厚、断距较大的情况下，岩性对置是断层富集油气的有效封闭方式；在砂泥互层的储层中断层两侧岩性对置不发育的情况下，但是只要泥岩涂抹作用发育，断层都能有效的封闭油气。

3）真武—吴堡断裂带断层封闭机理主要有岩性对置和泥岩涂抹2种。

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（编辑赵旭亚）

Comprehensive evaluation on fault sealing in Zhenwu-Wubao fault zone of Gaoyou Sag

Yin Zhijun1,Tan Jiancai1,Lou Guoquan2,Teng Changyu1,Zhong Xuezhe3
(1.State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;2.Geophysical Research Institute of Jiangsu Oilfield Company,SINOPEC,Nanjing 210046,China;3.Jidong Oilfield Company,PetroChina, Tangshan 063200,China)

Gaoyou Sag is the area with the highestdegree exploration and the greatest oil potential in Subei Basin.In order to reveal the keyroleoffaultactingasverticalmigrationpathwayorlateralsealinginhydrocarbonaccumulationanddistribution,thecharacteristicsof faultsealingwere comprehensivelyanalyzedwiththemethodsoflithologyjuxtapositionandshalesmearinthispaper.Resultshowsthat lithologyjuxtapositionisthe criticalfactoroffaultsealing inthe case ofthickregionalcaprockandlarge faultthrowavailable.Butwhen lithology juxtaposition does not match excellently,shale smear directly decides the fault lateral sealing.The quantitative estimation shows thatthe lower limitofshale gouge ratio(SGR)is more than 0.65 and faulthas sealing capability which is in proportion to SGR.

fault sealing;lithology juxtaposition;shale smear;shale gouge ratio;Gaoyou Sag

教育部重大专项“复杂油气藏精细表征及剩余油分布预测”（2009ZX05009）

TE122.2

：A

1005-8907（2012）01-0032-03

2011-05-03；改回日期：2011-12-01。

尹志军，男，1971年生，博士，副研究员，从事油藏开发地质教学和科研工作。E-mail：yinzhijun3790@vip.sina.com。

尹志军，谭建财，娄国泉，等.高邮凹陷真武—吴堡断裂带断层封闭性综合评价［J］.断块油气田，2012，19（1）：32-34，43. YinZhijun，TanJiancai，LouGuoquan，etal.ComprehensiveevaluationonfaultsealinginZhenwu-WubaofaultzoneofGaoyouSag［J］.Fault-Block Oil &Gas Field，2012，19（1）：32-34，43.