断裂输导油气运移特征及其能力.pdf

2 0 1 3年 6月 第 3 2卷第 3期 大庆石油地质与开发 P e t r o l e u m Ge o l o g y a n d Oi l fie l d De v e l o pme n t i n Da q i n g J u n e ，2 01 3 V0 l | 3 2 No ． 3 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． I S S N ． 1 0 0 0 3 7 5 4 ． 2 0 1 3 ． 0 3 ． 0 0 1 断裂输导油气 运移 特征及 其能力 贾焕 军 陈立 国 1 ．东北石油大学 ，黑龙江 大庆1 6 3 3 1 8； 2 ．大庆油田有限责任公 司第二采油厂 ，黑龙江 大庆1 6 3 4 1 4 摘要为了研究断裂在油气成藏中的作用，采用理论和油田实际相结合的方法 ，对断裂输导油气机制及特征进 行了研究。结果表明并不是所有断裂均可以作为油气运移的输导通道，通常只有长期发育的断裂才是油气输 导运移的通道 ；断裂输导油气的动力主要是压力差 ，地层超压和浮力也可起到一定的作用，输导通道主要是断 裂带内的诱导裂缝，其发生在源岩大量生排烃期之后的断裂活动时期 内；断裂输导油气运移的能力主要受到自 身发育特征和与区域应力关系的控制，断裂延伸长度、倾角 、密度越大，走向与区域主压应力方向之间夹角越 小 ，断裂输导油气运移动力越强，反之则越弱；断裂向上输导油气运移层位除了受到断裂 向上延伸层位的控制 外 ，更受到被断裂错断区域性盖层厚度和其上下地层砂地比的制约，区域性盖层断接厚度大，油气不能穿过其 向上运移 ，在区域性盖层之下高砂地比地层中侧向分流运移，反之则在区域性盖层上下高砂地比地层中侧向分 流运移。 关键词断裂；输导通道；输导动力；输导时期 ；输导能力；输导层位 中图分类号T E l 2 2 ． 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 - 3 7 5 4 2 0 1 3 0 3 _ 0 0 O 1 _ 0 7 HYDRoCARBoN M I GRATI oN CHARACTERI S TI CS AND ABI LI TY THRoUGH THE F AULTS J I A H u a n j u n ， C H E N L i g u o 1 ． N o r t h e a s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y ， D a q i n g 1 6 3 3 1 8 ，C h i n a ；2 ． N o ． 2 O i l P r o d u c t i o n P l a n t o f D a q i n g O i lfie l d C o m p a n y L t d ． ， D a q i n g 1 6 3 4 1 4 ，C h i n a Abs t r a c t I n o r d e r t o s t ud y t h e r o l e o f f a u l t s p l a y i n g i n o i l a nd g a s a c c u mul a t i o n，o i l a n d g a s mi g r a t i o n me c h a n i s m a n d c h a r a c t e r i s t i c s t h r o u g h t h e f a u l t s a r e s t u d i e d b y u s i n g t h e me t h o d c o mb i n i n g t h e t h e o r y a n d o i l fi e l d p r a c t i c e ． T he r e s u l t s s h o w t h a t no t a l l f a u l t s a r e t r a n s p o r t i n g p a t h wa y s f o r t h e o i l a n d g a s mi g r a t i o n．On l y l o ng - t e r m d e v e l o p e d f a u l t s a r e t h e t r a n s p o r t i n g c h a n n e l s t h e mi g r a t i o n ．T h e p o w e r o f t h e o i l a n d g a s mi g r a t i o n t h r o u g h t h e f a u l t s i s ma i n l y p r e s s u r e d i f f e r e n c e，t h e o v e r p r e s s u r e i n s t r a t a a n d b u o y a n c y a l s o p l a y s o me r o l e s i n t h e mi gra t i o n．T he t r a ns p o r ri n g p a t h wa y s o f t he o i l a n d g a s t h r o u g h t he f a u l t s a r e t he i nd u c e d fi a c t u r e s i n t h e f a u l t b e l t s ．The t r a ns p o rta t i o n i s a c t i v e a f t e r a l o t o f o i l a n d g a s e x pe l l e d f r o m t h e s o u r c e r o c k．T he mi gra t i o n a b i l i t y t h r o ug h t he f a u l t s i s c o n t r o l l e d b y t h e d e v e l o p e d c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e f a u l t s t h e ms e l v e s a n d t h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n t h e m a n d t h e r e g i o n a l s t r e s s ． T h e b i g g e r t h e f a u l t s l e n g t h， t h e d i p a n g l e a n d d e n s i t y a r e ，t h e s ma l l e r t h e a n g l e b e t w e e n t h e f a u l t t r e n d a n d d i r e c t i o n o f ma i n r e g i o n a l s t r e s s wi l l b e，t h e s t r o ng e r t he mi g r a t i o n a b i l i t y t h r o u g h t h e f a u l t s wi l l b e，o n t h e c o n t r a ry ，t h e 收稿 日期 2 0 1 3 - 0 3 - 2 2 改 回 日期 2 0 1 3 - 0 4 - 0 8 基金项目国家油气重大专项课题 2 0 1 1 Z X 0 5 0 0 7 - 0 0 2 。 作者简介贾焕军，男，1 9 6 9年生 ，教授 ，在读博士，从事油气藏形成及资源评价研究。 E m a i l j h j d q p i 1 6 3 ． c o rn 2 大庆石油地质与开发 2 0 1 3拄 we a k e r t h e mi g r a t i o n a b i l i t y wi l l b e ．Th e mi gra t i o n t h r o u g h t h e f a u l t s i s c o n t r o l l e d b y t h e t h i c k n e s s o f t h e f a u l t e d r e - g i o n al c a p r o c k a n d t h e s a n d s t o n e s t r a t um r a t i o be s i d e s t h e c o n t r o l o f t h e h o riz o n s wi t h u p wa r d f a u l t s ．I f t h e c o n n e c t e d t h i c k n e s s o f t h e f a u l t e d r e g i o n a l c a p r o c k i s b i g ，t h e o i l a n d g a s c a n n o t mi g r a t e u p wa r d t h r o u g h t h e c a p r o c k ， t h e h y d r o c a r b o n i s p r o n e t o d i v e r t a n d mi g r a t e l a t e r a l l y i n t o t h e s t r a t a wi t h t h e h i lg h r a t i o b e n e a t h t h e r e g i o n a l c a pr o e k I o n t h e c o n t r a r y，t h e pe t r o l e u m c a n p e n e t r a t e t h e c a p r o c k，d i v e rt a n d mi gra t e l a t e r a l l y i n t o t h e s t r a t a wi t h t he h i g h r a t i o ． Ke y wor d s f a ul t ；t r a n s p o r t i n g p a t h wa y；t r a n s p o rti ng p o we r；t r a n a b i l i t y；t r a ns p o rti n g h o r i z o n 油气勘探的实践表 明，断裂作为油气运移输导 通道 ，在油气成藏中起到了非常重要的作用 ，尤其 是下生上储含油气组合 中断裂的输导运移更是起到 了至关重要作用 ，在一定程度上控制着油气藏的形 成与分布。因此 ，能否正确认识断裂输导油气运移 特征和能力 ，是下生上储含油气组合油气勘探 的关 键。关于断裂作为油气运移输导通道的作用 ，前人 曾做过大量研究和探讨 ，但这些研究主要集中在作 为输 导 油 气 的 断 裂 类 型 、断 裂 输 导 油 气 动 力 引、断裂带 内部结构及输导优势通道 _ 9 ， 加 ] 、断 裂输导油气时期 和断裂输导能力评价 H 等 方面，这些研究 目前来看仍不全面，缺少对断裂输 导运移层位 的研究 ，而且这些主要是从某一方面对 断裂输导油气作用进行 的研 究，缺少全面 系统研 究。因此 ，本文在前人工作的基础上 ，从理论结合 油 田实际资料对断裂输导油气特征及其能力进行全 面深入研究 ，为指导断裂油气藏的勘探提供理论依 据 。 1输导油气的断裂类型 对含油气盆地 中下生上储式 的含油气组合来 说 ，通常情况下下伏源岩与上覆储层之问往往被多 套泥岩相隔，源岩生成的油气难以通过地层孔 隙直 接向上覆储层 中运移 ，只能通过断裂的活动开启使 源岩生成的油气沿其运移至上覆储层中。虽然上覆 储层内往往发育有大量不同类型和规模的断裂 ，但 并不是所有这些断裂均可作为源岩生成的油气向上 覆储层运移的输导通道 ，只有那些连接源 岩和储 层 ，且在源岩大量生排烃期活动的断裂才能成为油 气运移的输导通道 。能够满足上述条件的断裂通常 是在含油气盆地中长期发育的断裂。如南堡凹陷中 浅层 古近系 的东 营组一新近 系的明化镇组 目 前发现的大量油气 ，由油源对 比可知，其主要来 自 下伏沙三段或沙一段一东三段源岩，中浅层油气储 层与沙三段或沙一段一东三段源岩之间被多套泥岩 层相隔 ，沙三段或沙一段一东三段源岩生成的油气 不能通过地层 中孑 L 隙运移至上覆中浅层不同层位的 储层 中，只能通过断裂使沙三段或沙一段一东三段 源岩生成的油气运移至上覆中浅层不同储层中。由 地震资料解释成果可知 ，南堡凹陷中浅层发育大量 断裂，但并不是所有断裂均可成为沙三段或沙一段 一 东三段源岩生成的油气向上覆中浅层不同储层中 运移的输导通道，只有连接沙三段或沙一段一东三 段源岩与上覆中浅层不同储层 ，且在沙三段或沙一 段一东三段源岩大量生排烃期 东 营组沉积末期 或明化镇组沉积 晚期 活动 的断裂才能成 为油气 运移的输导通道。由图 1中可以看出，南堡凹陷中 浅层油气输导断裂应为 V型和Ⅵ型断裂 ，符合上述 条件 ，是沙三段或沙一段一东三段源岩生成油气向 上覆中浅层运移的输导断裂。而 I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ断 裂均不符合上述条件，不是沙三段或沙一段一东三 段源岩生成油气 向上覆中浅层运移的输导断裂。由 图 2可以看出，南堡 凹陷中浅层 目前已发现的油气 藏均分布在这类断裂附近 ，因为只有位于这类断裂 附近的圈闭，才能从下伏沙三段或沙一段一东三段 源岩处获得油气进行运聚成藏 ；反之则不能运聚成 藏 。 2断裂输导油气运移机制 2 ． 1断裂输导油气运移动力 断裂活动时期之所以能输导油气 ，是因为除了 油气本身浮力可以驱使其沿断裂进行输导运移外 ， 更重要的是断裂在活动时期 ，断裂带 内压力释放降 低 ，与周围地层之间产生压力差 ，围岩地层中的油 气便在压力差作用下向断裂带中运移 ，进入断裂带 中的油气在剩余压差和油气本身浮力的共 同作用下 沿断裂带 向上运移 图 3 。断裂这种输导油气 的 作用被形象地称之 为地震泵作用 。如果地层 中 存在超压 ，油气从围岩地层中向断裂带 中运移和沿 断裂带向上的运移动力更大，更有利于油气沿断裂 第 3 2卷第 3期 贾焕军等断裂输导油气运移特征及其能力 7 油气运移通道主要是诱导裂缝 ，断裂输导油气主要 发生在源岩大量生排烃期之后的断裂活动时期 内。 3 断裂输导油气运移的能力受到延伸长度、 倾角 、断裂密度 、走向与区域主压应力方向夹角等 影响，断裂延伸长度 、倾角 、密度越大 ，走 向与区 域主压应力方 向之间夹角越小 ，断裂输导油气能力 越强 ；反之则越弱 。 4 断裂输导油气运 移层位除 了受到其 向上 延伸长度的控制外 ，更受到 区域性盖层断接厚度和 其上下地层砂地比大小的制约 ，区域性盖层断接厚 度大 ，油气则不能穿过其向上运移 ，在区域性盖层 之下 的高砂地 比地层中侧向分流运移 ，反之则在区 域性盖层上下高砂地比地层 中侧向分流运移 。 参考文献 [ 1 ]李风君，姜振学， 付广， 等 ． 裂谷盆地高效大中型气田形成的 断裂输导条件 [ J ]．中国石油大学学报 自然 科学版 ，2 0 0 9， 5 l 1 2 8 - 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