第六讲 断裂构造与油气成藏关系(高级课件)
地质构造—断裂构造(工程地质课件)
二、节理
1.定义：是指断裂面两侧的岩石仅因开裂而分开，未
发生明显相对位移的断裂构造。
2. 节理的成因分类 构造节理
张节理 剪节理
非构造节理
原生节理 次生节理
三、节理调查、统计及表示方法
节理走向玫瑰花图
节理倾向、倾角玫瑰花图
叠瓦状构造
四、 断层的野外识别
1.构造上的标志 2.地层上的标志 3.地形地貌上的特征 4.水文地质标志
断 裂 构 造-节理
一、断裂构造概述
1.定义： 断裂构造是指岩石受地应力作用发生变形，当变形 达到一定程度后，岩石的连续性和完整性遭到破坏，产生各 种大小不一的断裂。 2.断裂构造分类 节理（裂隙）
断裂构造--断层
一、断层定义
是指岩体受构造应力作用断 裂后，两侧岩体发生了显著位移 的断裂构造。
它包含了断裂和位移两种含义。
二、断层要素
要素
断层面 断层破碎带 断层线 断盘 断距
ab-总断距；e-断层破碎带
三、断层的类型
1. 根据两盘相对位移划分 根据断层两盘相对位移分为正断层、逆断层和平移断层
a-正断层
b-逆断层
c-平移断层
2. 根据断层走向和褶皱轴走向关系分为: 纵断层 、横断层 、斜断层
3. 根据断层走向和岩层产状的关系分为: 走向断层 、倾向压性断层 、张性断层 、扭性断层 、压扭性断层 、张扭性断层
5. 断层的组合形式:
阶梯状断层、地垒和地堑
第六章 地温场、地压场、地应力场与油气藏形成的关系 演示文稿
现代沉积盆地常常具两个或多个水文系统， 呈现双或多水力系统的层状排列，其中间被封闭 层所隔。
正常压力 封闭层 异常压力
现代沉降盆地双水力系统太排列图
为上 异为 常正 压常 力压 系实 统， 。下
沉积盆地内由封闭层分割的异常压力系统,称 为流体压力封存箱。
封存箱内部是开放的水力和化学系统。 箱内生、储、盖条件俱全，常由主箱与次箱组成。 水平封闭层划分主箱； 垂直封闭层划分次箱
B、 反 之 ， 则 可 造 成 低 压 异 常 。
4．刺穿作用： 在不均衡力作用下，可塑性岩层发生侵入作用，可使
上覆一些软的页岩和未固结的砂岩层发生挤压与断裂变动，
不均衡压力下，可塑性岩层侵入刺穿使上覆软页岩和未
减固 少结 孔砂 隙层 容挤 积压 ，、 流断 体裂 压， 力V孔增减大少，，造Pf成增异大常：高高压压 异。常 。
成藏动力学实际上就是研究 异常压力封存箱和油气系统之间的关系。
将盆地中的烃原层、储集层、盖层、上覆岩系等基 本地质要素和油气生成、运移、储集、保存（或逸散） 等基本成藏作用纳入统一的时间、空间范围内进行静态、 动态相结合的综合研究，阐明油气藏形成机制及分布规 律，从而指导油气勘探。
•地温场与油气藏形成的关系 • •地压场与油气藏形成的关系 • •地应力场与油气藏形成的关系
（3）对油气藏烃类相态的影响 成藏后，若T↑，油相→气相，油质变轻； 若T ↓，油质变重。
（4）利于油气生成和保存的地区： 年轻的热盆地和古老的冷盆地。
第二节 地压场与地层压力预测 一、压力的基本概念：
1上覆地层静压力：由上覆沉积物及流体重量产生的压力。 2地层压力：孔隙介质中流体所承受的压力，也称为孔隙 流体压力，对油气层而言又分别称为油层压力或气层压 力。 3静水柱压力：由测点之上静水柱产生的压力。 在正常压实条件下，地层压力=静水柱压力
南堡2号构造东段中浅层断裂及对油气成藏的控制作用
南堡2号构造东段中浅层断裂及对油气成藏的控制作用为了研究南堡2号构造东段中浅层发育的断裂在油气成藏过程中所起到的作用,在充分利用钻井、录井、三维地震以及地化等各种地质资料的基础上,结合研究区的地质背景,系统分析了研究区的构造特征,在断裂几何学和运动学特征研究的基础上,运用断层生长指数剖面、断裂活动速率、剖面伸展变形强度以及构造演化史剖面分析等方法,对研究区内断裂的形成演化历史进行了研究,划分断裂系统,在此基础上厘定出输导型断裂和遮挡型断裂,并在油气藏类型划分及油气分布规律研究的基础上,结合烃源岩分布特征、砂体发育特征、盖层分布特征等成藏要素及其空间配置关系,从断裂对油气平面和纵向分布的控制作用入手,剖析断裂控藏作用,总结断圈含油气性的主控因素,最终对有利区带和圈闭进行优选。
研究认为：研究区由隆起区、深洼区和斜坡区3个构造单元组成；研究区内断裂经过了早期伸展、中期走滑-伸展以及晚期拉张-扭动的三期演化特征,划分出6套断裂系统：Ⅰ型-早期伸展断裂系统、Ⅱ型-中期走滑伸展断裂系统、Ⅲ型-晚期张扭断裂系统、Ⅳ型-早期伸展-中期走滑伸展断裂系统、V型-中期走滑伸展-晚期张扭断裂系统、Ⅵ型-早期伸展-中期走滑伸展-晚期张扭断裂系统,其中V型和Ⅵ型断裂系统为油源断裂并可进一步分为沟通Es3-Es1的双源型和仅沟通Es1的单源型两类,前者更有利于在垂向上沟通源岩和上伏储层,同时,在油源断裂的交叉或转换带位置应力集中,裂缝发育,是油气运移的优势通道；通过盖层断接厚度与研究区内由探评价井中的油气纵向分布层位的统计关系可知：东二段盖层的断接厚度临界值为35-38m,当南堡2号东段东营组二段盖层的断接厚度小于35-38m时,油气在东二段盖层上、下均有分布,而当盖层断接厚度大于35-38m 时,油气仅在盖层以下分布；对研究区内各探评价井的各个层位油气分布情况及其砂地比关系进行统计,结果表明,有利于油气从断裂向储集层发生侧向分流的地层砂地比应大于32%；断层封闭性方面,研究区内控圈断裂侧向封闭类型以断层岩为主,利用已钻成功断层圈闭的油藏数据建立了南堡凹陷2号东构造各含油层位断层封闭能力定量评价函数关系式,并针对研究区断层圈闭控圈断裂侧向封闭能力开展了定量评价,结果表明南堡凹陷2号东构造控圈断裂平均封闭油柱高度49.9m,平均充满程度78.8%。
第六章 油气藏形成与破坏
保存条件: 任一圈闭的储集层上方都应有封闭性良好 的盖层，没有盖层或它的封闭性遭到不同 程度的破坏，都会影响圈闭的有效性。这 一点对天然气来说，尤为重要。没有很好 的封闭条件，很难聚集并保存大油气藏， 特别是大气藏。
（数十到数百公里）
★ 沿断裂或断裂系垂向运移 ★ 复合型油气运移
在连续生、储、盖组合内，烃源层和储集 层可以呈上覆式、下伏式、互层式、侧变 ห้องสมุดไป่ตู้和封闭式。 如果在成烃灶范围内存在有利的组合及良 好的圈闭，油气进入储层后，经较短距离 侧向运移，形成大规模的油气聚集。 如果在成烃灶范围内不发育储集体，仅有 零星透镜状砂岩体，则只能形成小型的岩 性油气聚集。
率一般较排油率高，可达70%-90%。 （取决于有机质类型和丰度）
排液态烃（油）的临界含油饱和度：指在油、水两相共存 条件下，液态烃达到一定的相渗透率，能与水一起运移、 排出所必须达到的含油饱和度。目前，一般认为成熟烃源 岩的平均残余含油饱和度，可视为临界含油饱和度。成熟 烃源岩的Sro以1%-3%居多，一般不超过10%，油页岩最 高可达30%-50%。
距烃源区近：指圈闭不
仅在空间位臵上距源区
克凡尔脱 赛拉斯
弗罗伦斯
庇迪博
近，更重要的是与烃源
层之间有良好的通道 （即输导层），圈闭位 于油气运移的路线上。
爱尔平
?
本斯 穹隆
形成时间早，是 指圈闭形成的时 间下限应与大规 模生烃、排烃期 同步。
圈闭的闭合度高
当油水界面倾斜时，如果两端的高程差大于静 水状态时的闭合度（hc），或油水界面倾角 大于储集层顶面的倾角，这个在静水状态存 在的圈闭，在流（动）水作用下已不再存在， 不是有效圈闭。
地质构造分类及其对油气成藏得关系和作用
地质构造分类及其对油气成藏得关系和作用？地质构造主要分为两大类，四小类：一是褶皱，包括背斜和向斜两种形态；其中岩层向上拱起的是背斜，向下弯曲的是向斜。
二是断层，包括地垒（断层上升岩层）和地堑（断层下降岩层）两种。
油气是赋存于沉积地层中的流体矿产,油气形成后的每一期构造运动,都对其运移、聚集、成藏分布有重要的影响。
老盆地中的油气大都有多次聚散成藏的历史。
一般来说,油气在成藏过程中的聚集与破坏都与最新、即最后一期构造活动有关。
鄂尔多斯盆地是一古老的克拉通盆地,与其他盆地比较,在地史上构造活动相对较弱,受来自西南方向青藏高原隆升的挤压作用,其构造的主要表现形式为平移、挤压、伸展、走滑。
所派生的次级构造大都为低幅度的鼻隆、背斜或断距很小、具平移性质的直立断层和遍及盆地砂岩中的密集节理。
这对改善低渗透、特低渗透储层的储集空间是极为重要的。
这是因为低渗透油气层大都为致密岩层,这种性质的岩层在地质历史时期不同构造应力场作用下大都表现为脆性变形,并且形成不同规模、不同程度的裂缝系统为特点。
这些裂缝较之孔隙来说,可以认为是极好的运移通道和储集空间。
低渗透、特低渗透油田之所以能够开发,与油气储层中存在的裂缝系统有着密切的关系。
深埋地下固结坚硬的致密岩石在剪切作用下,主要引起断裂作用。
初始的x共扼及雁行破裂系统合并成不同的宽度,不同级别的剪切走滑带或局部裂缝单元,在这些地带受长期构造应力的作用,岩石易发生成分、结构的变化。
加之酸性水由裂缝的侵入,易溶物质被溶后形成发育的次生溶孔。
油气田勘探方法有哪些？各勘探方法的异同？目前，勘探油气田的方法有地质法、地球物理勘探法、地球化学勘探法、钻探法四类。
地质法地质法是油气田勘探工作中贯彻始终的基本工作方法。
主要包括通过观察、研究出露在地面的地层、岩石及油气显示的地质调查，获取地质资料并进行分析、解释，判断一个地区有无生成油气和储存油气的条件，对该地区的含油气远景进行评价，确定有利的含油气区。
断裂_砂体形成油气运移的_中转站_模式
油气运移是油气成藏的核心因素之一，而油气运移的研究又非常困难［１］，它不同于烃源岩、储层、盖层、圈闭及保存的研究。
伴随着计算机技术的迅速发展和油气勘探程度的日益提高，勘探家们拥有很多高质量的地震、探井资料，直接反映烃源岩、储层、盖层、圈闭及保存情况，只要投入一定的研究力量，不难搞清凹陷或预探目标的生、储、盖、圈、保条件。
但是，油气运移的研究则不同，油气运移发生在数百万至数亿年之前的地下几百米至几千米，钻探井之前，没有直接资料反映是否发生过油气运移，目前发展较快的“包裹体”直接分析油气运移技术，也是在钻探井之后，局限性很大。
油气运移的研究因其重要性和复杂性而成为当今世界石油天然气地质学中最热门的研究课题，成藏动力学的核心就是油气运移的过程。
断裂是油气运移的重要通道，尤其在裂谷盆地内更是如此，Ｌ．Ｃ．Ｐｒｉｃｅ 曾撰文［２］指出，裂谷盆地内断层越多、活动时间越长，油气运移越充分，油气越富集。
断裂是中国东部裂陷盆地内油气运移的重要通道，在渤海湾盆地内，上第三系已发现的储量约占总储量的３０％，而上第三系为河流相沉积，本身不能生油，其油气来自下第三系的沙河街组和东营组。
上第三系能否成藏，运移是关键。
笔者曾统计过，渤海海域近几年预探的失利构造，有３０％是运移条件差。
可见研究油气运移在勘探实践中的重要性。
前人对断裂的油气运移做了大量的研究工作，得出了很多有益的认识，如油气在上第三系大砂岩内的“网毯”式运移［３］，等等。
笔者从２０世纪８０年代起一直在渤海从事石油勘探的研究和技术管理工作，深感油气运移的重要性和复杂性，一直在关注国内外油气运移研究的进展，也一直在探索渤海油气运移的方式和途径［４］。
本文意在通过大量的实例来论述此模式的理论基础、科学性及实用性，希望能对油气运移的研究、油气勘探有所帮助。
１“中转站”油气运移模式通过对断层—砂体油气运移的大量研究，通常认为断至生油岩内的断层可以作为油气源的运移通道，形成下生上储的组合模式。
第6章_圈闭和油气藏的类型分析
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
概述 构造油气藏 地层油气藏 岩性油气藏 水动力油气藏 复合油气藏
第一节 概述
一、分类概述
世界上发现的油气藏数量众多、类型各异。根据不同的 需要和目的，提出了上百种油气藏分类方案。
主要分类依据：圈闭成因、油气藏形态、遮挡 类型、储集层类型、储量及产量的大小、烃类相态 及流体性质。
地层超覆不整合油气藏： 储层超覆在基岩、盆缘、不整合面之上。
一、地层 不整合遮挡油气藏
位于不整合面以下，主要与潜伏剥蚀突起及潜伏剥 蚀构造有关。
剥蚀突起或剥蚀构造被后来沉积的不渗透地层所覆 盖，就形成地层不整合遮挡圈闭，油气在其中聚集就 形成地层不整合遮挡油气藏。
潜伏剥蚀 突起圈闭
潜伏剥蚀背 斜构造圈闭
一般分布在盆地的边缘地带，大型超剥带是形成地层圈 闭的基础；充足的油源、鼻状构造、油气运聚动力以及 由高孔渗的砂体、断层及不整合组成的复合输导体系是 油气远距离运移成藏的必要条件；浅部大气水的作用使 原油稠化。
委内瑞拉东部夸仑夸尔油田平面及横剖面图
东得克萨斯油田乌得宾（白垩系） 产油顶部构造图及横剖面图
单家寺下第三系地层超覆油藏顶 部构造图及横剖面图
第六章 圈闭和油气藏的类型
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
概述 构造油气藏 地层油气藏 岩性油气藏 水动力油气藏 复合油气藏
墨西哥的岩浆盐体刺穿油田横剖面图
四、裂缝性油气藏
★油气储集空间和渗滤通道主要为 （构造）裂缝。
灰岩、 泥灰岩、泥岩等（致密、性脆）
•裂缝性油气藏的特点
a.油气藏常呈块状； b.钻井过程中经常发生钻具放空、泥浆漏 失、井喷； c.储集层岩芯孔隙度、渗透率较低，但试 井渗透率较高； d.同一油气藏不同井间产量相差悬殊。
6.5 构造油气藏之四——裂缝油气藏
第六章圈闭及油气藏的类型6.5 构造油气藏之四——裂缝性油气藏在各种致密、性脆的岩层中，原来的孔隙度和渗透率都很低，不具备储集油气的条件。
由于构造作用，加上其他后期改造作用，使其在局部地区的一定范围内，产生了裂隙和溶洞，具备了储集空间和渗滤通道的条件，与其他因素(如盖层、遮挡物等)相结合，则可形成裂缝性圈闭。
油气在其中聚集，则形成裂缝性油气藏。
裂缝性油气藏，是指油气储集空间和渗滤通道主要靠裂缝或溶孔(溶洞)的油气藏。
柴达木盆地狮子沟地区中深层裂缝性油气藏类型示意图（李元奎等2001）◆岩层的裂缝大多与褶皱和断裂相关。
因此，裂缝性油气藏属于构造油气藏。
◆裂缝性油气藏常与背斜、断层油气藏有密切关系，又有重要区别。
◆目前裂缝性油气藏在世界石油和天然气产量、储量中占很重要的地位。
中东波斯湾盆地和美国、前苏联、墨西哥等国家都在碳酸盐岩中找到了巨大的裂缝性油气藏。
◆我国四川盆地也发现了很多碳酸盐岩裂缝性油气藏，特别是裂缝性气藏具有悠久的历史。
一、裂缝性油气藏的特点（1）油气藏常呈块状；（2）钻井过程中经常发生钻具放空、泥浆漏失、井喷；（3）储集层岩心孔隙度、渗透率较低，但试井渗透率较高；（4）同一个油气藏，不同油气井之间产量相差悬殊。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）二、裂缝性油气藏实例•伊朗加奇萨兰油气田斯马利灰岩油气藏◆阿斯马利灰岩(主要储集层)为一顶部平缓、两翼陡达50°的简单背斜，长70km，宽约9km，闭合面积为600多km2，闭合高度为3000m左右，油藏高度2100m。
◆该油田有三套产油层，阿斯马利灰岩为最重要，孔隙度大于9~13%的好产层，平均仅占13.8%左右；孔隙度为5~9%的差产层，约占14.8%；孔隙度小于5%的致密层，约占71.4%。
渗透率均很低，高产的油气主要是靠裂缝提供通道。
加奇萨兰油田构造图及剖面图◆ 塔中45井区位于塔里木盆地塔中低凸起西倾没端的局部构造带上，是一个典型的背斜构造，圈闭面积48km 2、幅度为60m 。
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石油构造分析——第六讲
断裂构造与油气成藏关系
Faulting, Fracturing and Hydrocarbon accumulation
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断裂构造
当作用于岩石上的力超过其强度界限时，岩石就会发 生断裂。根据断裂面两侧岩石位移的程度，可将断裂分为 两种基本类型：其一，断裂面两侧的岩石位移不明显，称 之为节理；其二，断裂面两侧的岩石位移明显，称之为断 层。
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平移断层(Strike-slip faults)：断层两盘顺断面走向相对运动 的断层。 特征：断面近于直立。 左行(left-lateral)平移断层；右行(right-lateral)平移断层 走滑断层：规模巨大的平移断层。
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断层分类
2
1
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6
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1、正断层 2、逆断层 3、平移断层 4、正平移断层 5、逆平移断层 7 6、7、枢纽断层
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断层组合
阶梯状断层
地堑
地垒
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在2007中国科协学术建设发布会上，中国科协副主 席、中国科学院常务副院长白春礼表示, 目前地质 学的研究工作存在着“三多三少”现象，即：
1）证明西方学者提出的假说和理论的研究多， 提出中国自己的假说和理论少；
2）单一学科封闭式研究多，真正意义上的多学 科交叉与综合集成研究少；
3）模仿性研究多，独创性的成果少。
断层带立体示意图
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断裂与油气成藏关系
封闭（Seal）？ 输导（Transport）？
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断裂作用与油气成藏关系研究意义
Faulting, Fault Sealing and Fluid Flow in Hydrocarbon Reservoirs
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斜向滑动断层(Oblique-slip fault) ，命名采用组合命名法。
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断层的两盘以断层面上某一点为轴作旋转运动称之为枢纽断层。 枢纽断层分两种类型，旋转轴位于断层的一端，其特点为断层各 处的断距不等，近轴处短，远处大；旋转轴位于断层的中间，其 特点为断层的一侧如为正断层，另一侧则为逆断层。
Smith, D. A., 1980, Sealing and non-sealing faults in Louisiana Gulf Coast salt basin: AAPG Bulletin, v. 64, p. 145– 172.
特 征：断面产状陡，倾角一般在45度以上，大型正断层 往往上陡下缓呈铲状。
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逆断层(Reverse fault)：上盘上升，下盘下降的断层。 高角度逆断层：断面倾角在45度以上。 低角度逆断层：断面倾角小于45度。 逆冲断层：位移量很大的低角度逆断层，倾角在30度左右。 推覆构造，推覆体，飞来峰，构造窗
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断层组合
叠瓦状断层
对冲式断层
背冲式断层
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平行于最大压应力方向产生节理
形成雁行排列节理带
节理带渐进演化成连续的角砾岩带
最终形成共轭断层
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1、在勘探方面，断层开启性—沉积盆地穿层、汇聚式流动， 即油气垂向输导系统；封闭性—侧向遮挡形成圈闭。
2、在开发方面，因断层分隔作用而造成油气藏的非均质性
和截然不同油气水界面。
3、断层作用对原生油气的破坏作用。
4、通过断层的流体流动而造成储层的溶蚀/胶结作用。
归纳起来，可分为五个方面：
（1）断层对油气聚集的“集中效应”；
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Hale Waihona Puke 3、根据力学性质 剪节理学习培训
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3、根据力学性质 张节理
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断层构造
断层（Fault）是地壳岩石体（地质体）中顺破裂面发 生明显位移的一种破裂构造；是地壳表层岩石的一种 脆性破裂；
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上盘（下降盘）
下盘（上升盘）
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断层分类
正断层：上盘下降，下盘上升的断层。
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一、节理及节理分类 走向节理
倾向节理
斜向节理
顺层节理
1、根据节理产状与岩层产状的关系分为：
走向节理、倾向节理、斜节理、顺层节理
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2、根据节理与褶皱轴方位的关系分为： a.纵节理；c.横节理；b.斜节理
（2）断层对油气藏的“分散效应”；
（3）断层对油气藏的“连通效应”；
（4）断层对油气藏的“分隔效应”；
（5）断层对油气储、盖层的“改造作用”。
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断裂与油气成藏关系的研究开始于上世纪60年代
Smith, D. A., 1966, Theoretical consideration of sealing and nonsealing faults: AAPG Bulletin, v. 50, p. 363–374.