断层的封闭性
断层封闭性的研究方法
断层封闭性的研究方法陈晶地质11-7班 2011010949摘要在阅读文献的基础上，本文将断层封闭性研究方法概括为定性评价方法及定量或半定量评价方法，并就大量方法中的地震资料评价法进行了详细说明。
定性评价方法中包括岩性配置识别法、断层活动性分析、声波时差分析法、物化性质指示法、油水界面分析法、流体包裹体、断裂带填充物七种，定量或半定量评价方法包括断层封堵系数法、地震速度谱识别法、断层压力计算法、地球化学分析法、断层面泥岩涂抹分析法、连通概率综合评价、逻辑信息法七种。
关键字断层封闭性定性评价定量或半定量地震资料评价1 引言所谓断层封闭性是指断层面或断裂带对地层流体封堵并阻止流体渗流的能力。
断层封闭性是一个极为复杂的地质问题,它不仅受断层的力学性质、断面承受应力状况、断层剪切带、泥岩玷污带、断层两盘储层排驱压力、断层两盘岩性配置关系、断层两盘地层产状配置关系和断层活动时期与油气运移聚集期的配置等多种地质条件制约,而且受构造演化史、应力场演化史、盆地充填史制约探讨各种评价断层封闭性的方法具有重要的学术和应用价值。
2 定性评价方法2.1 岩性配置识别法岩性配置是经典断层封闭性研究的主要手段，尤其是地层埋藏较浅、断层力学性质为张性或张扭性、断层断距较小时，及断裂带厚度一般较薄或不能连续分布，导致断层两侧岩石直接相遇时，其岩性配置对断层封闭性起至关重要的作用。
一般认为，当断层两盘砂岩与泥岩对接时，断层封闭性好；当砂岩与砂岩对接，且有相同或相近的排驱压力时，断层封闭性差；当断层两侧接触的砂岩具有不同排驱压力时，断层的封闭程度取决于封堵砂岩的排驱压力与储集层的排驱压力差。
目前，常用砂岩百分比含量、砂岩连通率以及Allan断面图来研究岩性配置情况。
2.2 断层活动性分析据相关研究成果, 断层在静止状态下以封闭作用为主, 在活动期以开启作用为主。
同时, 应用断层埋藏史、演化史, 结合区域构造的演化, 构造活动的大小程度、时间与油气的运聚关系等, 评价断层的封闭性也具有重要意义。
断层的封闭性
孔隙度 渗透率
一个数量级 三个数量级
Diagenesis(成岩胶结作用)
成岩胶结作用使原来渗透的断层选择性胶结，孔隙度部分或全部降 低，最终实现封堵。
胶结物的多少取决于流体渗进岩石的距离、流体中溶解物的多少和 渗透过程中流体压力的大小。
成岩胶结作用
孔隙度 渗透率
一个数量级 一个数量级
关于封闭机理
利用这种资料计算地震层砂泥含量的方法步骤如下: ①在地层剖面上读取目的地震层(厚度为Ｌ)顶、底处的反射波ｔ0 时间,分记为ｔａ和ｔb。
②在对应点的速度谱图上读取与ｔａ和ｔb时间对应的最佳叠加 速度(在水平层状介质中叠加速度等于均方根速度)ｖａ和ｖb。
③根据Dix公式计算目的地震层对应点的层速度 ｖａｂ=[(ｖｂ2ｔｂ-ｖa2ｔa )/(ｔｂ-ｔa )]1/2 (2)
当圈闭内聚集的烃柱高度达到断层所能封闭的最大烃柱高度 以后，由于烃柱产生的浮力大于遮挡体的排替压力，油气突破遮挡 体发生运移，直到烃柱高度降至遮挡体所能封闭的高度为止。
流体性质与断层的封闭性
从上式可以看出，在地层水密度一定的情况下，烃的密度越小， 断层所封闭的烃柱高度就越小，说明断层的封闭能力就越差，反之 亦然。因此，能封闭油的断层，不一定能封闭天然气，能封闭稠油 的断层，不一定能封闭稀油。
H (PB - PR ) 103
(W - n )g
H-断层所能封闭的临界油（气）柱高度；g-重力常数；
ρw、ρ n分别力水和油（气）的密度；P B、P R分别为遮挡体和储 层的排替压力。
故有： P B>P R,则断层起封闭作用。 P B与P R差值越大，断层的遮挡能力越强，所能封闭的烃柱高度越 大。
2二级指标由其所属的三级指标y为第i个三级指标对于f的重要性或贡献事先由评价人员给出且满足应用实例他拉哈地区4条断裂的封闭性评价利用钻井地震及有关地质资料分析了影响这4条断层封闭性的因素据表1的标准对其量化得到各个叶点的值见表2
断层封闭性研究综述
断层封闭性研究综述姓名：邓力铭专业班级：地质工程11-7班指导老师：蒋有录（教授）日期：2012/7/18断层封闭性研究综述引言断层既作为油气运移的重要通道，也作为油气聚集的遮挡条件，对油气聚集成藏具有双重作用。
其封闭性是形成油气藏及控制油气成藏规模的重要因素，控制圈闭油气的多少，油气运移的路径，烃类的纵横向分布，以及油田开发过程中烃类的运动过程。
分析断层封闭性的影响因素，探讨各种评价断层封闭性的方法具有重要的学术和应用价值。
一、断层封闭原理断层封闭能力主要取决于断裂带物质及其两侧岩性的排替压力, 即烃类进入水湿岩石的最大孔喉所需的毛管压力[1],其公式为:Pc = 2R cosH/R (1)式中: pc为排替压力, MPa; R 为流体界面张力, Pa;H 为流体浸润角,(b);R为相互联结的粒间孔喉半径,m。
而地层中烃类的压力可以通过浮力求得:p=( Qw - Qh )gh(2)式中: Qw 为储层中水的密度,g /cm3; Qh 为储层中烃的密度, g/cm3; g为重力加速度,m / s2; h 为储层中烃柱的高度,m。
当pc大于P时, 断层的封闭性好, 能封住储层中的油气; 反之, 则断层的封闭性差, 不能封住储层中的油气。
根据流体运移的方向可将断层封闭分为垂向封闭和侧向封闭2种。
断层垂向封闭是指油气不能沿断层垂直向上运移, 但可能穿越断层面运移至对置的储集层中。
侧向封闭是指油气不能穿越断层面运移到对置的储层中去。
二、断层封闭影响因素影响断层封闭性的因素很多, 可以分为以下这些方面[2-3]: （1）断层性质通常断层的倾角越小，区域主应力越大且与断层走向越接近垂直，断层埋深越深，一定程度内断距越大，断层封闭性越好;走滑断层封闭性最好，压性、扭性断层封闭性较好，张性最差; 断层在静止期封闭性相对较好，活动期封闭性差。
（2）断层两盘岩性配置如果两盘是渗透性地层相对置，则封闭性差; 反之，封闭性好。
断层封闭性综合分析方法--以永安油田沙二下油藏为例
断层封闭性综合分析方法--以永安油田沙二下油藏为例
刘伟;窦齐丰;王韶华
【期刊名称】《新疆石油地质》
【年(卷),期】2003(024)004
【摘要】断层封闭性具有侧向封闭性和垂向封闭性两方面的含义.断层封闭与否,不是简单地取决于断层两盘的岩性,断裂带性质是关键因素,据此提出了一种具有普遍适用性和实用性的断层封闭性综合分析方法,即通过研究断层两侧储集层的油水界面、过断层井的声波时差测井资料和统计分析断裂带的泥岩涂抹系数,综合判断断层的封闭状况.并用实例说明本方法对于确定断层侧向封闭性和垂向封闭性具有良好的效果.
【总页数】3页(P289-291)
【作者】刘伟;窦齐丰;王韶华
【作者单位】中国石化,中原油田,采油三厂地质大队,山东,莘县,242393;石油大学,提高采收率研究中心,北京,102249;石油大学,提高采收率研究中心,北京,102249【正文语种】中文
【中图分类】TE111.2
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从断裂带内部结构出发评价断层垂向封闭性的方法
从断裂带内部结构出发评价断层垂向封闭性的方法断裂带是地质结晶环境中十分重要的一种特征，它是构成大地构造体系的重要组成部分。
断层垂向封闭性对控制断裂带内部结构影响至关重要。
断层垂向封闭性表示断裂垂直于轴向的切变滑动自由度，此外，它还决定了断层破裂的可能性。
因此，评价断层垂向封闭性的方法对了解断裂带的发育过程十分重要。
根据断层垂向封闭性的定义，可以从两个方面进行评价。
第一，针对构造体系内部结构的评价。
通常，构造体系存在断裂带，而该断裂带需要满足一定切变滑动自由度的要求。
因此，检查断裂带内部结构可以推断出断层垂向封闭性的状况。
具体而言，断层内的构造、断层轴线测量、断层应力计算等技术可以进行研究。
第二，针对断层变形特征的评价。
断层变形特征的变化可以反映断层剪切的大小，进而可以推断断层垂向封闭性的情况。
例如，利用测量轴线变形的方法，可以计算断层活动度，这可以反映断层垂向封闭性的状况。
断层垂向封闭性的评价可以通过定量分析来完成。
主要有两种定量分析方法。
第一种方法是基于变形特征的定量分析方法。
利用这种方法，可以根据测量的轴线变形和断层变形特征来计算断层活动度，这可以反映断层垂向封闭性的状况。
第二种方法是基于构造体系内部结构的定量分析方法。
利用这种方法，可以根据断层构造特征、断层轴线测量、断层应力计算等技术，对断层垂向封闭性进行评价。
断层垂向封闭性的评价对于断层带发育过程的解释非常重要。
断层垂向封闭性的评价可以通过两种定量分析方法来完成，分别是基于构造体系内部结构的定量分析方法和基于变形特征的定量分析方法。
我们可以利用上述定量分析方法来检查断层带内部结构，从而确定断层垂向封闭性的情况，进而为断层带发育过程的解释提供有力的支持。
总之，断层垂向封闭性是断裂带内部结构的重要指标，可以用来衡量构造体系内部结构的稳定性。
断层垂向封闭性的评价可以通过基于构造体系内部结构的定量分析方法和基于变形特征的定量分析方法来完成。
利用这种方法，可以确定断层垂向封闭性的情况，进而为断层带发育过程的解释提供有力的支持。
断层封闭性影响因素及类型划分
文章编号:16715888(2003)02016304断层封闭性影响因素及类型划分吕延防,马福建(大庆石油学院,黑龙江大庆 163318)摘要:影响断层封闭性的因素很多,但归结起来主要有3个,即断距、断裂充填性质和断面的紧闭程度。
断距影响着断层两盘砂泥岩层的对置状态,断裂充填性质决定了断层的垂向和侧向封闭性,断面的紧闭程度决定了断层的垂向封闭能力。
考虑断层在油气运移聚集过程中的作用,将断层封闭性分为侧向封闭性和垂向封闭性两大类,再根据断层在侧向和垂向的封闭程度,将断层封闭性分为完全封闭、部分开启、部分封闭和完全开启4个亚类。
关键词:断层封闭性;断距;断层充填性;断面闭合度中图分类号:P618.13 文献标识码:A收稿日期:20020611基金项目:国家重大基础研究(973)项目(2001CB209104)作者简介:吕延防(1957),男,吉林省德惠市人,教授,博士生导师,主要从事油气保存条件研究11断层封闭性的影响因素1.1断距断层形成以后,由于地层被错断,造成断层两盘非同期沉积地层相对接。
如果断距的大小恰好使断层两盘砂泥岩地层相对置,进入到目的盘储层中的油气再欲向上倾方向运移时被上盘泥岩层所遮挡,此段内断层形成了良好的侧向封闭。
当断距增大到两盘不同时代沉积储层相对置,由于目的盘储层上倾方向无高排替压力地层遮挡而形成侧向开启。
1.2断裂充填的性质断裂充填是一种普遍的地质现象。
如果断裂充填物以泥岩为主,由于其很高的排替压力使其具有很好的侧向封闭性,并且也有很好的垂向封闭性。
由此可形成断层的垂向与侧向双重封闭性。
但如果断裂充填物以砂质为主,且其排替压力不比目的盘储层排替压力高,则该充填物不具备侧向封闭性,同时也不具垂向封闭性。
如果断裂充填物以砂质为主,但后期由于地层水的矿化作用,使得原生孔隙被次生矿物所充填,或者由于石油沿其运移的过程中的降解作用,也会形成断裂充填的封闭。
如果充填物具封闭性,与目的盘砂层对置的断层另一盘为泥岩层,泥岩层可增强断裂充填的封闭能力,减少油气侧向穿断层运移的风险。
断层的封闭性研究综述
断层的封闭性机理研究中国石油大学（华东）目录第1章前言 (1)1.1 研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1断层的封堵原理 (1)1.2.2 断层的封闭机理研究 (1)1.2.3 地层封闭性评价 (2)第2章断层的封闭机理 (6)2.1 对接封闭机理 (6)2.2 断裂带高排替压力封闭机理 (7)2.3 泥岩涂抹形成的封闭机理 (9)2.4 断层面紧闭封闭机理 (10)2.4.1 断面压力 (10)2.4.2 断面产状 (11)第3章综合评价方法 (12)3.1 断层封堵系数法 (12)3.2 连通概率综合评价 (13)3.3 模糊数学综合评价 (14)3.4 声波测井信息法 (15)参考文献 (17)第1章 前 言1.1 研究的目的和意义在断层油气田，油气在运移过程中会遇到断层面。
在不同的条件下，有的断层是开启的，可以作为油气运移的通道；而有的断层是封闭的，阻止油气的运移。
当断层开启时，油气可以通过断层面侧向运移，由断层的一盘运移的另一盘，也可以沿着断层面做垂向运移；当断层是封闭时，断层可以在侧向上阻止油气穿过层面运移，垂向上防止油气沿断面向上部储层运移。
地层中砂泥比值，断层填塞物的性质，泥岩涂抹层的厚度和连续性，地层深部流体以及断面所受的主应力都会对断层的封闭性和开启性造成影响。
断层在不同地区和不同时期具有不同的封闭和开启性，使得他在油气藏形成和保存中所起的作用不同。
研究断层的封闭与开启性不但可以认清油气的运行和分布规律，确定油气的勘探目的层，还可以合理的开发断层油气藏，保护其在开发过程中不至于受到伤害。
断层的封闭性研究还可以为油气储量计算提供基础资料。
1.2 国内外研究现状断层在油气运移和聚集成藏中起重要作用，受到石油地质界广泛关注。
关于断层的封闭性，前人的研究主要体现在断层的封闭原理、影响因素及其评价分析方法等等。
1.2.1 断层的封堵原理Smith 等论述了断层封闭性的基本原理：封闭层封闭烃类的能力是由烃类排替水所需要的最小排替压力(即毛细管压力P C )所决定的。
断层封闭性影响因素研究
断层封闭性影响因素研究关键词：断层封闭性封闭机理影响因素一、断层封闭性的影响因素断层的封闭性对油气的运聚具有重要影响，影响断层封闭的因素很多归纳起来大约有以下十五点。
1.断层的埋深深度因素既可以影响断面压力。
也可以改变流体压力。
在不考虑构造应力的情况下，σn和p都随深度h线性增加，断层封闭系数if常数。
对于挤压性盆地，随着深度的增加，封闭系数减小；对于伸展性盆地，断层封闭系数则随深度增加而增加。
因此，一概说断层的埋深越大，上覆地层静压力越大，则断层封闭性越好，反之，则封闭性较差是不确切的。
2.断层的力学性质一般来说，张性断层封闭性较差，挤压断层封闭性较好，扭性断层垂向上封闭性较好[4]。
3.断层的产状主要是断层的走向和倾角具有较大影响。
断层的走向：构造应力影响断层走向的封闭性变化，构造应力越大，断层走向封闭性的变化就越大；构造应力越小，断层走向封闭性的变化就越小。
断层倾角：断层的倾角与断层的封闭性关系密切：张性盆地，断层的封闭性随倾角的减小而增大；挤压性盆地，断层的封闭性随着倾角的减小而减小；扭性盆地介于压性盆地和张性盆地之间。
4.构造应力大小和方向挤压性盆地，在3000m 的深度，最大主压应力可达到150mpa，平均主压应力可达100mpa；而张性盆地，在同样深度，构造张应力一般为5mpa到 20mpa。
这样在其他条件相同的情况下，压性盆地断层的封闭系数比张性盆地要大得多。
当最大主压应力方向与断裂走向几乎垂直时，断裂趋向于闭合状态，封闭性好；当最大主压应力方向与断裂走向几乎平行时，断裂趋向于张开，封闭性差。
5.断层带内充填物质5.1泥质粘土涂抹是指断层形成过程中，断层带内泥页岩层变薄夹在砂岩断面上形成泥质薄层，即断层泥。
泥质成分的含量与排替压力有正相关关系。
如果泥质成分的含量高，预示着断层封闭性好[5]。
5.2砂质如果断裂填充物以砂质为主且无胶结时，其致密程度差，孔渗条件好，难以直接成为油、气侧向运移的遮挡物[6]。
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Zmax
(w
Pd
h)g
式中：Pd为封闭层的排驱压力；ρw为水的密度；ρh为烃的密度； g为重力加速度。
排替压力与孔喉半径有关，即
Pd
2r
cos
R
式中：r为烃－水界面张力，θ为润湿角，R为孔喉半径。
如果封堵层的岩石物性差，孔喉半径小，封堵能力强，排驱压力也 必然大，能封闭的烃柱高度也越大。
二、断层封闭机理-- 泥岩涂抹作用
1. 泥岩涂抹大都发生在压实阶段初期或有异常超压存在 的地层中；
2.碎裂作用主要发生在脆性地层中, 与成岩作用成消长关 系；因此,
3.碎裂作用和成岩作用的封闭机理主要用于脆性地层的断 层中,而泥岩涂抹主要用于塑性状态的地层中。
第三节 断层封闭性的研究方法
一、定性－半定量方法
①根据断层力学性质及转化判识封闭性; ②根据断层走向与水平最大主压应力方向的关系判识封闭性; ③断面两侧岩性接触关系分析法,即Allan图分析法; ④根据断层产状与地层产状组合样式或配置关系分析封闭性; ⑤据断层活动史与油气运聚史对比分析封闭性; ⑥从断层活动强度(生长指数和活动速率、断层变形带宽度等)及断 层活动同生与否的角度分析封闭性; ⑦对比断层两侧地层压力系统、流体物理化学性质等来分析封.A.Smith(1966) : Fault-seal 断层封闭性 Pdf
Pd1 Pd2
Pdf Pd1, Pd2
断层与岩层间的排替压力差越大，断层封闭性能越好
H A点
Pd2<Pd
第二节 断层封闭理论及封闭机理
一、断层的封闭理论
静水条件下断层所能封闭的最大烃柱高度可用下式表示
压性或扭性断层封闭性好
(2)张性断层 张性断层封闭性视具体情况而言
张性断层活动时,断裂带附近的砂岩一般破碎成为碎裂岩,断层泥往 往只来源于泥岩段,只有在地层中泥岩占较高比例的情况下才会形 成泥岩沾污带。
扭压性断裂在转弯处对油气聚集有利；发育在帚状构造型式中的局 部构造上的逆断层对找油有利，并对油气起封闭作用；局部构造上 的放射状断裂，对油气起破坏作用。--孙宝珊（1995）
断层的封闭性
引言 断层封闭理论和机理 断层封闭性的分类 断层封闭性的研究方法
断层封闭史研究 断层封闭模式
第一节 引言
概念
断层封闭性是指断层上下盘岩石或断裂带与断层上下盘岩 石由于排替压力的差异,而阻止流体继续流动的性质。
我们为何研究断层封闭性？
研究断裂上下盘、深浅部位断裂的封闭性能的差异及其封 闭油气的高度，对油气勘探有实际意义。 断裂封闭性研究还可以为油气储量计算提供基础资料。
Quality analysis methods of fault sealing（断层封闭性的定性研究方法）
-mechanical property of faults and their sealing capacity 1. 断层及其封闭性的力学性质
(1)压性或扭性断层
在压性或扭性断层活动的过程中,断层两盘紧密研磨,砂岩颗粒被碾 碎为泥质物,增加了断层泥的来源,在地层中泥岩比例不很高的情况 下也可能形成泥岩沾污带,当地层中泥岩比例较高时则易形成分布 较连续的泥岩沾污带。
利用液体性质鉴定断层的力学性质 压性、压扭性断层：断层两盘原油密度、粘度和地层水矿化度 变化大，原油产能和含油气贫富差异也很大，两盘无统一的油水关 系，从原油性质来看，在封闭性断层两盘原油物性好，在平面上， 靠近断层附近原油密度低，产能高，而远离断层原油密度相对升高， 则产能相对降低 。
并列图象：下盘页岩黑色（同图a），上盘页岩灰色，白色是砂岩／砂岩对阶层
蓝色箭头指示由砂／砂对接形成的断层圈闭中的油气（与a图对比）
Mechanism of fault sealing(断层封闭机理)– Cataclasis(碎裂作用)
Cataclasis, which is the crushing of sand grains to produce a fault gouge of finer grained material, again giving the fault a high capillary entry pressure. And decreasing the permeability of the fault zone . 断层发育期间岩石的挤压和破碎作用，可导致断层带岩石破碎，碎屑颗粒粒径变 小，形成的断层泥明显降低了断层带的渗透性。
塑性的泥质物或其他非渗透岩层 拖曳 进入断层并涂抹在断层面上
泥岩涂抹
Pdf 100P ds
(a) Distribution of footwall lithologies (black = shale, white =
sandstone) and proven hydrocarbons in the footwall
碎裂作用
孔隙度 渗透率
一个数量级 三个数量级
Diagenesis(成岩胶结作用)
成岩胶结作用使原来渗透的断层选择性胶结，孔隙度部分或全部降 低，最终实现封堵。
胶结物的多少取决于流体渗进岩石的距离、流体中溶解物的多少和 渗透过程中流体压力的大小。
成岩胶结作用
孔隙度 渗透率
一个数量级 一个数量级
关于封闭机理
覆盖区断层力学性质的判断（选学）
利用录井信息鉴别断层的力学性质 压性断层：钻井录井、泥浆录井信息表明，比同岩性非构造岩 钻时慢，位于断裂带的井一般无漏失现象 。岩心录井法，是利用在 断裂带所取的岩心，直接观察和描述，或用显微镜、扫描电镜等先 进手段，进行岩组和应力矿物等微观研究，从而确定断层的力学性 质。
sands (green = oil, red = gas). （a）下盘岩性分布（黑色－页岩，白色－砂岩）和油气显示（绿 色－油，红色－气）
(b) Juxtaposition diagram showing footwall shales in black [as in (a)] and hanging-wall shales in gray. White areas are sand/sand overlaps. Blue arrows indicate examples of sand/sand contacts where hydrocarbons are trapped at the fault [compare with arrowed locations in (a)].