郭 真

(西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069)

斷層對于油氣運移影響的研究進展

郭 真

(西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069)

斷裂對于油氣運移具有聯(lián)通和封閉兩種作用，地質(zhì)實踐中這兩種狀態(tài)不易判斷，甚至同時存在，具有一定的復(fù)雜性。借助前人工作的總結(jié)，從斷層類型以及影響斷層性質(zhì)的因素入手，針對目前國際研究熱點分別進行探討。對于地塹轉(zhuǎn)換造成的斷層形成油氣聚集有三種形式:地塹系統(tǒng)深層作為油氣聚集區(qū);地塹系統(tǒng)轉(zhuǎn)接部位縱向運移;油氣聚集于地塹系統(tǒng)的隆起部位。而擠壓破碎造成的斷層封閉性決定于微構(gòu)造、滲透性、門檻壓力等條件。實例證明，3種條件對于斷層封閉性的預(yù)測有決定性影響。通過分析油氣在斷層中的散失，指出影響油氣運移的不利因素。

斷層;封閉性;油氣運移;滲透性;維京地塹

斷裂在油氣運移和圈閉過程中具有雙重作用，它即可為油氣由深部向淺部運移提供快捷通道，又可為油氣聚集成藏提供封堵條件。這兩種情況都必須發(fā)生在適當(dāng)?shù)臅r間和空間背景下，才能對油氣產(chǎn)生有利的影響。否則，它將對于油氣運聚產(chǎn)生不利影響，甚至使其破壞散失。斷裂帶在什么時候表現(xiàn)為封堵，什么時候表現(xiàn)為輸導(dǎo)，其輸導(dǎo)性和封堵性的差異性又受到哪些因素的控制?這些問題一直是石油地質(zhì)研究領(lǐng)域的熱點和難點。

1 國內(nèi)外斷層控制油氣運移的研究進展

因為斷裂帶的情況各不相同且極其復(fù)雜。對于斷裂帶的研究關(guān)系到物理的應(yīng)力分析、化學(xué)的成巖作用和地質(zhì)的構(gòu)造變動，各個不同的學(xué)科方向均有國內(nèi)外學(xué)者做出大量細(xì)致的研究?？傮w來說，國內(nèi)學(xué)者傾向于形成定性的理論來分析總結(jié)斷裂控制油氣形成規(guī)律。如羅群提出的斷裂控?zé)N理論［1］，從宏觀的角度將斷裂及其所形成的油藏進行分類，系統(tǒng)的總結(jié)斷裂在油氣成藏中的作用，深入的揭示斷裂控?zé)N的本質(zhì)。而國外學(xué)者似乎更傾向于具體細(xì)致的定量研究以建立模型。如Atilla Aydin通過多種測試研究方法［2］對于裂縫、斷層以及油氣圈閉和運移的過程及控制進行詳細(xì)的論述，最終得出了斷層系統(tǒng)滲透率判斷公式。

斷裂的不連續(xù)結(jié)構(gòu)，能夠表現(xiàn)出三種形式:張裂、擠壓和剪切。這三種構(gòu)造形式的幾何形態(tài)和流體力學(xué)特征區(qū)別很大。首先不考慮其分布形式和配置關(guān)系，單獨針對結(jié)構(gòu)類型而言，不同的基礎(chǔ)類型、不同的巖性、不同的巖土力學(xué)環(huán)境，形成的流動特性也不同。即流體在巖石中的流動，會受到多種因素制約。

斷層中，巖石的破碎單元，連接的網(wǎng)絡(luò)是油氣生成和運移很有效的通道，但是能夠相互連通的網(wǎng)絡(luò)是十分有限的。在生產(chǎn)中，可以憑借水平鉆井、重力排水和各種注入方法來幫助連接網(wǎng)絡(luò)中的裂縫形成通道，以增加其連通性使油氣排出儲層。在連接網(wǎng)絡(luò)中最有效的元素是連接帶。連接帶指形成很小的剪切，增加了孔徑，以及橫向和縱向的連接，從而造成更寬更長的油氣通道。

斷裂及其造成的巖石破碎可以作為流體流動的導(dǎo)管，增加油氣運移的暢通性。同時，源巖的主要特征是會形成高的流體壓力，這時如果存在斷裂，剪切作用就可以造成開放的裂縫，成為油氣運移的通道。因此斷層和破碎地帶適合油氣的勘探和開發(fā)。

斷層有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，有時能夠加強油氣運移，有時則對流體流動起著阻礙作用。甚至有些地區(qū)對于不同的流體性質(zhì)同時產(chǎn)生不同的作用。那么，究竟是運移還是阻隔油氣，取決于斷層斷裂過程中，斷裂作用對于三個基本要素的特征影響。這三個斷裂區(qū)結(jié)構(gòu)要素分別是:并置關(guān)系、局部擴張和斷層巖特征。同時，斷裂內(nèi)部還有許多其他參數(shù)特征，如滑動距離、膠結(jié)狀態(tài)、應(yīng)力狀態(tài)和時間因素，這些參數(shù)對于評價斷層開啟和封閉效能也可有著至關(guān)重要的作用。

經(jīng)過粗略的測量，斷層活動主要有四種類型:(1)傳遞斷層;(2)封閉斷層;(3)垂直傳遞和側(cè)向封閉斷層;(4)間歇性封閉或傳遞斷層。

如果想要建立斷層的概念模型，則必須對于斷層的滲流結(jié)構(gòu)、各種巖土力學(xué)特征和沉積環(huán)境進行系統(tǒng)研究。根據(jù)以上各種資料進行分析填充，才能建立模型。之后將模型應(yīng)用在未知研究區(qū)，同時又是對模型的一種驗證。學(xué)者們已經(jīng)可以將裂縫、斷層及其含水性進行概念量化，通過不同的信息建立起特定環(huán)境下油氣運移、圈閉的模型。盆地中，油氣運移是一個廣泛的物理現(xiàn)象，而裂縫和斷層是該現(xiàn)象的首要決定因素。因此，如果沒有對于這個決定因素進行物理透視和研究控制，那么這個盆地模型研究則是不完整的。如今研究斷層決定流體流動的研究前沿主要有以下兩點。

2 地塹轉(zhuǎn)換造成的斷層張裂

在分段式地塹系統(tǒng)的發(fā)展演化過程中，雖然跨越部位(見圖1)是地塹系統(tǒng)中較高的部位，但其底部卻是最容易填充油氣的單元。緊鄰跨越部位的過渡斜坡和走滑斷層會成為油氣優(yōu)先運移的通道，將油氣從深層的烴源巖運移到更高的圈閉中。

圖1 地塹跨越、轉(zhuǎn)換斜坡以及地塹軸轉(zhuǎn)換

在對比了猶他州峽谷地和北海維京地塹之后［3］，發(fā)現(xiàn)峽谷地和維京地塹中一些共有的特征對于勘探過程十分重要。轉(zhuǎn)換地塹主要可以分為三種類型，都適用于共有特征(見圖2):

(1)第一種:地塹深層段在生油窗內(nèi)部，而兩翼在生油窗外部。很多油氣省(包括北海)都具有這種特點，地塹系統(tǒng)整體呈現(xiàn)出為油氣灶區(qū)域。在連續(xù)沉積的過程中，生油窗逐漸轉(zhuǎn)移，最終會離開地塹系統(tǒng)區(qū)域。然而地塹的兩翼區(qū)則可能發(fā)展出生油窗。因此地塹區(qū)塊演化過程中，給地塹源巖提供存在生油窗的更長時間。

(2)第二種:地塹跨越區(qū)中轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)對于油氣的運移和圈閉作用。北海類的構(gòu)造形式中，可滲透的單元和不可滲透的單元相互疊置。某些情況下，頁巖發(fā)生涂抹，導(dǎo)致大多數(shù)斷層的封閉。這時，構(gòu)造中的轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)能夠提供重要的運移路徑，使油氣從地塹深部上升到結(jié)構(gòu)高點的翼部。斷層的封閉能力取決于很多因素，斷距、巖石學(xué)特性和地層學(xué)特性被認(rèn)為是最重要的因素［4］。在一些臨界點上，特別是近斷層轉(zhuǎn)折段的部位，構(gòu)造轉(zhuǎn)換可以使斷層從封閉轉(zhuǎn)化為開啟。由于斷層朝著地塹跨越區(qū)和轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)方向失去轉(zhuǎn)化，所以跨越區(qū)極有可能穿過并且聯(lián)通兩邊的封閉斷層。這種情況也會在轉(zhuǎn)接斜坡的亞地震結(jié)構(gòu)中發(fā)生［5］。對于類維京地塹的大尺度地塹跨越環(huán)境來說，油氣生成在地塹深部，逃逸到周圍斷層塊體，即在地塹系統(tǒng)中沿著斷層運移到兩翼的高結(jié)構(gòu)部位。然而在維京地塹的北部，油氣運移似乎是通過地塹跨越構(gòu)造產(chǎn)生的通道，沿著構(gòu)造弱點橫向穿過斷層的低替換區(qū)［6］。

圖2 三種地塹跨越的幾何模型(點和陰影是低部位)

盆地中流體沿著斷層進行縱向運移，但是封閉斷層會用橫向間歇對于流體在垂直方向進行制約。地塹跨越中斷層及其產(chǎn)生的相關(guān)裂縫數(shù)量非常多，這種構(gòu)造配置或許會對油氣垂向運移進行加強。新西蘭分割裂谷系統(tǒng)的對上述結(jié)論進行了證實［7］。研究顯示地塹跨越區(qū)具有明顯地地?zé)峋奂?yīng)，這種效應(yīng)與高構(gòu)造復(fù)雜性造成的垂向滲透率的加強具有明顯關(guān)系。因此可以得出結(jié)論:地塹跨越區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜性會導(dǎo)致油氣生成的問題，同時油氣生成問題還與其他的區(qū)域特征因素有關(guān)。這時需要更多深部結(jié)構(gòu)和地震圖像進行詳細(xì)分析，對于復(fù)雜性的系統(tǒng)必須進行細(xì)致勾畫才能了解其具體影響因素。

(3)第三種:峽谷地和維京地塹系統(tǒng)的共同之處在于地塹跨越的構(gòu)造隆起部位。油氣在構(gòu)造隆起部位進行運移的路徑，以及隆起部位能夠容納的量均比淺層和兩翼小。但如果地塹系統(tǒng)本身較大，則隆起部位較易聚集大量油氣。在維京地塹內(nèi)，Kvitebj?rn地區(qū)是地塹跨越中最大的深度勘探區(qū)。跨越區(qū)由于面積較大，因而含有2 700萬 m3的可采油，和740億 m3的可采氣。

綜上，各項研究表明地塹跨越在區(qū)域斷裂系統(tǒng)中具有良好的油氣潛力。地塹跨越是否含有油氣，主要取決于跨越構(gòu)造的深度。如果埋藏較深，由于會產(chǎn)生高溫高壓導(dǎo)致的擠壓和膠結(jié)作用，導(dǎo)致滲透率降低，因而只存在氣體聚集。雖然Huldra－Kvitebj?rn的地塹跨越區(qū)域深層結(jié)構(gòu)的地震解釋數(shù)據(jù)并不清晰，但是根據(jù)之前建立的模型概念來看，Huldra－Kvitebj rn油氣區(qū)跨越有著很大的商業(yè)價值，也是維京地塹內(nèi)唯一生產(chǎn)油氣的地方。因此，在未成熟裂谷系統(tǒng)中地塹跨越最有可能成為油氣聚集區(qū)。研究地塹跨越和高構(gòu)造部位與潛在油氣聚集區(qū)域的相互關(guān)系，可以幫助該區(qū)域勘探的聚焦。

裂谷中的主要地塹是自然分割的，因此地塹跨越的構(gòu)造形態(tài)具有多種不同的變化［8］。最終形成的跨越構(gòu)造幾何形態(tài)也包括許多變化，如基底各向異性;擠壓區(qū)和先前存在構(gòu)造的角度;跨越構(gòu)造伸展的長度;斷層的深度;裂谷的不對稱性以及巖漿的影響。不同的地塹跨越類型及其原始狀態(tài)的討論內(nèi)容很多，在此不詳細(xì)贅述。但是峽谷地以及維京地塹也可分類為其他地塹系統(tǒng)，這種沿斷裂對稱性至關(guān)重要。這是與一些半地塹組成的非對稱裂谷系統(tǒng)相似的地方［9］。Rosendahl通過研究東非裂谷系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)地塹系統(tǒng)中，高點部位是調(diào)節(jié)區(qū)［10］。這樣的總結(jié)，使每一個獨立的地塹系統(tǒng)產(chǎn)生聯(lián)系，有助于對新的系統(tǒng)描繪和勘探。

對維京地塹和峽谷地地塹跨越幾何結(jié)構(gòu)的對比研究，發(fā)現(xiàn)相似的幾何學(xué)特征會對研究區(qū)的油氣勘探具有指導(dǎo)意義:

(1)地塹跨越表示沿著縱向地塹系統(tǒng)的主要松懈區(qū)。源巖在較深的中心地帶演化成熟后，油氣聚集在地塹跨越中。研究該類地塹系統(tǒng)時，識別地塹跨越的范圍和位置，具有對運移演化和盆地模擬研究的重要意義。

(2)地塹跨越兩側(cè)的封閉斷層會因消失或者變?yōu)閯e的構(gòu)造，進而失去封閉效應(yīng)。此時，油氣可以更輕易的運移進入其他地塹系統(tǒng)，填充淺層兩翼結(jié)構(gòu)，形成不同大小的油氣圈閉。

(3)已經(jīng)成型的構(gòu)造圈閉形成于大型地塹跨越內(nèi)，比如峽谷地自然公園和維京地塹，具有十分有利的油氣聚集條件。因此當(dāng)?shù)貕q系統(tǒng)足夠巨大時，體積的優(yōu)勢開始展現(xiàn)，產(chǎn)生足量的油氣圈閉以供商業(yè)開采。

(4)當(dāng)?shù)貕q軸部寬度偏距比地塹整體寬時，地塹跨越內(nèi)是容易形成油氣圈閉的。雖然地質(zhì)實際和模型研究證明即使偏距小于寬度，依然可以形成油氣富集。

3 擠壓破碎造成的斷層封閉

除去斷層構(gòu)成的地塹形式之外，斷層本身對于油氣形成的意義更值得探討。由于變形帶和滑動面的碎裂可能造成膠結(jié)涂抹，形成斷層的封閉，涂抹斷層的滲透率和門檻壓力都可以估算出來，依據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以對于斷層的傳輸性進行判斷。埃及蘇伊士斷層?xùn)|灣的實例對于斷層封閉性預(yù)測具有很好的指導(dǎo)作用［11］。

圖3 不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的斷裂帶建造

3.1 微構(gòu)造

通過分析新生、成熟和局部的變形帶的微構(gòu)造，對比沿著滑動表面的碎裂帶。沿著次要滑動表面的碎裂帶與主滑動面(滑動更頻繁)重礦物膠結(jié)的微結(jié)構(gòu)大致相同。雖然成熟變形帶具有更多的棱角顆粒碎片和大顆粒，但是這些細(xì)小的不同并不影響變形帶的滲透性。經(jīng)過研究，局部變形帶是滑動面碎裂帶的最好代替物。但是，這些構(gòu)造在露頭中極為稀少，也很難在油氣儲層的巖心中見到。而且局部變形帶不能與宏觀的成熟變形帶區(qū)分開來。因此，成熟變形帶依舊是最好的大斷裂破碎構(gòu)造的研究對象。不同的微構(gòu)造和不同構(gòu)造帶具有對應(yīng)的效果(見圖3)。

Aydin和Johnson的研究顯示，5 mm的成熟轉(zhuǎn)換變形帶和100 m滑動面碎裂是具有可比性的［12］。最終碎裂微構(gòu)造是在早期變形歷史時期的基礎(chǔ)上建立的。斷裂時候的壓力(并非拉張力)是決定粒度減小的決定性因素。通過觀察全部滑動碎裂面樣品厚度相對均勻的碎裂顯微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)滑動表面如果在碎裂里或臨近碎裂，碎裂會輕微的張裂，但是微結(jié)構(gòu)基本不會發(fā)生變化。因此在滑動面1～3 mm寬的區(qū)域里粒度會降低，降低的程度比滑動面其他部分更大。這些構(gòu)造上的變化是由于不同壓力狀態(tài)和不同巖性造成的。

3.2 滲透性

碎裂帶的滲透率和其他三種斷裂帶也很相似。所有的數(shù)據(jù)表明碎裂帶滲透率可在1.5個數(shù)量級里變化，單獨斷層研究數(shù)據(jù)也有同樣的結(jié)果。然而對于特定斷層，滑動面碎裂滲透率也在1.5個數(shù)量級內(nèi)變化，但是整個數(shù)據(jù)顯示則大于2個數(shù)量級的變化。變形帶滑動面對3個斷裂帶的滲透率是3mD。即變形帶滲透率的平均值大約比滑動面碎裂的滲透率平均值高一個數(shù)量級。所以，如果取得變形帶滲透率，就可計算地震尺度斷層巖的滲透率。首先對于給定變形帶滲透率數(shù)據(jù)，選最小滲透率代表滑動面碎裂的算術(shù)平均值。其次估算的結(jié)果，Humur－B斷層偏大為1.3，而南Baba斷層偏大為2.4，Muweilih斷層偏小為3.3(見圖4)。主滲透率大約比表面滑動碎裂的平均值高出3個數(shù)量級，這樣的偏差在流體模擬模型中不足以帶來明顯的錯誤。Ottesen Ellevset做了相似的實驗［13］，將滲透率數(shù)據(jù)用在儲層模擬當(dāng)中，成功地用最低滲透率來定義地震尺度斷層，并解釋不同樣式的油水界面。但當(dāng)最小滲透率使用在單獨碎裂情況下，不能含有高粘土膠結(jié)，也不能代表整個斷層。如，在S12樣品用異常低的滲透率代表整個南Baba斷層滑動面碎裂，會導(dǎo)致滑動面滲透率低兩個數(shù)量級。這說明微結(jié)構(gòu)分析在模型應(yīng)用中的重要性。前人研究為中等粒度，有空隙的砂巖。取得的結(jié)果使得前面兩種碎裂的相似性得到很好的驗證。成熟變形帶更高的平均滲透率是由于微小構(gòu)造不同。

圖4 Baba斷層樣品限制壓力對于氣體滲透率的影響

一些其他的研究［14－16］對于膠結(jié)物對斷層封閉性影響進行了細(xì)致的探討，Ottesen的研究只是考慮了碎裂變形作用對于滲透率的降低［13］。最小的顆粒在決定流體流動特性方面起到了最重要的作用，因為他們在所有尺度阻擋了孔隙空間。所以，他們在早期變形歷史時期的出現(xiàn)，之后并不發(fā)生變化，導(dǎo)致變形帶和滑動面碎裂在滲透率上具有一定的可比性。

上述方法進行滲透率研究的第一個不確定因素是對于斷層巖厚度和裂縫張口的計算。于是必須引入SEM和CT分析碎裂厚度，并確定裂縫沒有張裂，才能消除這種不確定性，進一步進行研究。裂縫也可能由于后期構(gòu)造變形所產(chǎn)生，但是以下兩個證據(jù)表明，裂縫從來沒有在研究區(qū)巖石中產(chǎn)生:第一，沒有發(fā)現(xiàn)任何張裂裂縫，而且也沒有微小的膠結(jié)。第二，主砂巖也不能足夠支撐裂開的裂縫，即不能承受過大的壓力。另一個不確定因素是在對比不同壓力下滲透率時出現(xiàn)。由于巖心都非常脆弱，無法從大的尺度獲得完整的核心。解決方法是經(jīng)過一系列的研究和計算，研究區(qū)樣品滲透率即使受到不同擠壓的影響，但是總體的結(jié)果是可靠的。因為滲透率隨著壓力而變化。如Humur－B斷層樣品受到持續(xù)擠壓，但是滲透率值并未發(fā)生大規(guī)模的改變。

當(dāng)局限的壓力大于2 500 psi時(埋深更大)，水平的滲透率曲線表明，滲透率值沒有很大變化(見圖4)。但是在溫度大于80℃的顆粒接觸和石英膠結(jié)的情況下，會影響儲層的巖石物理特性。來源于含粘土小于15%的砂巖斷層巖很有可能由于面積大，同時干凈的表面而形成石英膠結(jié)［17、18］。由于細(xì)粒含量較高，滑動面碎裂比臨近變形帶滲透率降低更多。這說明不同斷層巖類型對于深部斷層封閉性具有決定性的作用，能夠使得研究難度加大。

3.3 門檻壓力

研究表明，預(yù)測滑動面碎裂的門檻壓力比預(yù)測滲透率有更多的不確定性。因為變形帶和滑動面門檻壓力數(shù)據(jù)幾乎沒有重疊。壓汞表明門檻壓力從主巖到變形帶再到滑動面碎裂是階梯式遞增的。變形帶和三種斷層帶具有相似的值，變化在1個數(shù)量級以內(nèi)。Humur－B斷裂和南Baba斷層的滑動表面碎裂相似，變化在1.5以內(nèi)。研究表明巖石物理特性沿著斷層結(jié)構(gòu)特征發(fā)生很大變化。有趣的是，變形帶和滑動面樣品的門檻壓力數(shù)據(jù)并不像滲透率，很少具有相似性。對于該現(xiàn)象的一種解釋是，變形帶中有未發(fā)現(xiàn)的張裂微裂縫，而滑動面沒有。這些微裂縫在做滲透率實驗時處于閉合狀態(tài)，但是在做壓汞實驗的時候發(fā)生張開。圖5說明主巖到變形帶和滑動碎裂面之間門檻壓力隨著滲透率的降低，門檻壓力的增高和滲透率的降低。因此，先前進行代表主巖和斷層巖的計算過于簡單，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)實際情況進行修正。

圖5 所有樣品氣體滲透率和壓汞門檻壓力對比

3.4 斷層封閉預(yù)測

以上三種對斷層地區(qū)和滑動面碎裂的分析都是沿著斷層長度連續(xù)的。當(dāng)然，除了上述條件，還有其他斷層巖特征可以增加封閉。其他條件下，粘土涂抹和斷層未必連續(xù)，同時幾何形態(tài)差異變化繁多。研究發(fā)現(xiàn)，主斷層膠結(jié)可以減少滲透率，即使膠結(jié)無處于不連續(xù)狀態(tài)。比如，只有到達80℃溫度的深度，石英膠結(jié)才起到封閉作用［13］。

滑動面碎裂各項指標(biāo)的平均值近似等于變形帶最小值。其中，門檻壓力由于復(fù)雜程度較高，兩者的值相差懸殊。在運移的時候，油氣會按照最小的數(shù)值運移，因此標(biāo)記油氣柱的高度，最小門檻壓力是決定油氣封閉高度的決定性因素。［19］。即最大變形帶門檻壓力可以作為最小斷層門檻壓力。但是斷層巖對于油氣柱高度的影響仍然是有爭議的。一些學(xué)者認(rèn)為斷控油氣高度沒有必要計算斷層巖的門檻壓力［20］，然而大部分學(xué)者依舊認(rèn)為，門檻壓力是很有必要計算的［21］。

另一個關(guān)鍵的斷層封閉性預(yù)測因素是滑動碎裂的厚度。碎裂部分厚度在主滑動面2.2到8.1 cm之間變化，次滑動面在0.5到5.9 cm之間。這些碎裂在主次斷裂的一面，另一面只有小的顆粒碎屑或者初期的碎裂變形。因此，沿著滑動面只能造成鄰巖的小變形。主要的巖滑動面碎裂是發(fā)生在滑動之后，而且厚度不大。主滑動面在斷層區(qū)連續(xù)滑動100 m，且只有輕微方向變化。主滑動面碎裂對于穿越斷層的流體流動有著重要影響。當(dāng)然還有其他斷層區(qū)因素，如小滑動面、幾何形狀、滑動邊界含有物質(zhì)、破壞區(qū)變形帶的各種變化，這些因素的數(shù)量和連通性都會影響封閉的條件［22、23］。

綜上，能夠得出一些對于預(yù)測流體流動特性的指導(dǎo)性結(jié)論。為了聚焦，主要分析淺層埋深斷層和由于碎裂造成的滲透率降低。深層埋深和石英膠結(jié)需要另文單獨討論。

(1)Nubian層序中，滲透性砂巖滑動面有碎裂存在，碎裂是斷層巖整個表面唯一存在的研究單位。在富粘土區(qū)和粘土涂抹區(qū)給單元增加了封閉性。因此，滑動表面碎裂代表著連續(xù)的斷層阻擋。所有研究的正斷層和近線性橫截面組成了滑動面，這個滑動面提供主要的累計滑動。截面上彎曲的滑動面臨近或者近似平行與主滑動面，小滑動面活動只有若干米。

(2)沿著主要和次要的滑動面中的碎裂微結(jié)構(gòu)相同，巖石物理特性差別不大。不同的是，主滑動面碎裂層會更厚一點。在主滑動面碎裂層在2.2～8.1 cm之間變化，次滑動面碎裂層厚在0.5～5.9 cm之間變化。重礦物膠結(jié)在主滑動面含量較多，平行斷層流體導(dǎo)管在次滑動面較多。

(3)對于特定斷層，變形帶和滑動面碎裂滲透率在1.5個數(shù)量級變化。變形帶滲透率平均值比滑動面碎裂滲透率平均值高1個數(shù)量級。因此若能捕捉到變形帶全部的滲透率值，即能夠建立地震尺度上可信的斷層巖滲透率。因此需選取變形帶最小滲透率來代表滑動面碎裂滲透率的最小平均值。需要注意的是，選取的最小滲透率值必須是碎裂巖單獨的滲透率，不能用更高的含粘土層或膠結(jié)層來代表整個斷層。

(4)碎裂巖滲透率降低主要發(fā)生在孔滲砂巖變形早期，因此預(yù)測斷層滲透率成為可能。例如，一個5 mm抵消變形帶和100 m滑動碎裂巖有著相似的微構(gòu)造。斷層時候的壓力比最終的拉張力更能決定斷層巖的滲透性。在一個滑動面與碎裂巖相鄰的時候，取代作用使碎裂巖會增厚，但是碎裂粒度的降低是微乎其微的。

(5)預(yù)測變形帶破壞區(qū)滑動面碎裂的門檻壓力有著很高的不確定性。最高的變形帶門檻壓力，只能作滑動面門檻壓力的大致估算?；瑒用骈T檻壓力的算術(shù)平均值超過了變形帶最高門檻壓力至少4個數(shù)量級。

4 油氣沿斷層散失

斷層的開啟性質(zhì)，無疑會造成油氣的運移，但是很多情況下，也造成了油氣的泄漏。特別是正在活動的斷層，對于油氣的泄漏有著非常重要的影響。沿著威明頓和福特斷層的河道砂存在油氣泄漏［5］。古河道T2、T5和T7形成焦油區(qū)的間隔發(fā)生油氣泄漏。在FBⅠ中，油氣從三個砂體中間運移到河道沉積，然后沿著威明頓斷裂泄漏進入FBⅡA懸壁S砂巖(焦油區(qū)的最高砂巖)。在FBⅡA中，T5和T7砂巖間隔中的油氣也運輸?shù)胶拥郎?，然后泄漏穿過福特斷層到FBⅡB懸壁S砂巖。油氣斷層泄漏至今依然存在。

威明頓斷層的油氣滲漏比福特斷層要嚴(yán)重。由于威明頓斷層嚴(yán)重的泄漏，F(xiàn)BⅠ中T2，T5和T7的三個砂巖間隔油氣幾乎全部耗散。由于福特斷層緩慢的泄漏，F(xiàn)BⅡA北翼的T5和T7砂巖單元中河道部分油氣部分被排出。這使得北翼的OWCs比FBⅡA南翼低70－150ft。油氣沿著古河道散失，引起了從FBⅡA到FBⅠ的油氣遷移。這個遷移穿過了威明頓斷層南部頂端的三個砂巖間隔中。

5 結(jié)語

斷層是地質(zhì)構(gòu)造中十分重要的組成部分，無論是大尺度的斷裂還是小尺度的裂縫，均對其中流體的運移起著至關(guān)重要的作用。然而斷裂的復(fù)雜性和多樣性給研究帶來巨大的挑戰(zhàn)，因此必須針對不同的構(gòu)造環(huán)境進行不同研究方法的選擇。因此上文從國際上對于斷層的研究難點進行簡要的剖析，認(rèn)識到地塹中斷層可以造成油氣聚集的三種形式;斷層雖遭受擠壓破碎，但其封閉性仍決定于諸多條件和參數(shù);斷層導(dǎo)致油氣的散失是十分普遍的。更深一層次的難點在于研究所建立的模型主要是基于野外露頭及室內(nèi)試驗，實際地質(zhì)勘探開發(fā)過程中，斷層深埋地下，難于直接觀察。如何將理想與現(xiàn)實進行對接，從地震資料、測井資料和巖心資料等多角度進行斷層宏觀及微觀刻畫，這是所有油氣地質(zhì)工作者需努力奮斗的方向。

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Fault Action On Oil And Gas Migration

GUO Zhen
(Department of Geology，Northwest University，Xi’an 710069，Shaanxi)

Fracture for oil and gas migration has two effects of Unicom and closed，in the course of geological practice，these two states are not easy to judge，or even exist at the same time which has some complexity.With the help of the previous work，the article is starting from the fault type and the factors that affect the nature of the fault and discusses the current international research focus.The formed faults due to fault graben are being three shapes of oil and gas collection，which are the deep graben system as a hydrocarbon accumulation zone，graben system adapter parts vertical migration;uplifts graben system hydrocarbon accumulation on the ground.Crushing squeeze caused by fault sealing depends on the micro structure，permeability，the threshold pressure and other conditions.Paper for each condition are performed to prove instance.Finally，through the analysis of oil and gas lost in fault，show some unfavorable factors hydrocarbon migration.

Fault;closed;hydrocarbon migration;permeability and Viking Graben

TE122.1

A

1004－1184(2015)04－0211－05

2015－03－16

郭真(1987－)，男，陜西西安人，在讀博士研究生，主攻方向:盆地構(gòu)造與油氣地質(zhì)。