高長海, 查 明, 江汝鋒

(1.中國石油大學地球科學與技術學院,山東青島 266580; 2.海洋國家實驗室海洋礦產(chǎn)資源評價與探測技術功能實驗室,山東青島 266071; 3.中海油湛江分公司研究院,廣東湛江 524057)

火山巖區(qū)斷層封閉性的綜合因子評價方法

高長海1,2, 查 明1,2, 江汝鋒3

(1.中國石油大學地球科學與技術學院,山東青島 266580; 2.海洋國家實驗室海洋礦產(chǎn)資源評價與探測技術功能實驗室,山東青島 266071; 3.中海油湛江分公司研究院,廣東湛江 524057)

基于火山巖區(qū)地質(zhì)條件和斷層封閉機制,依據(jù)斷面正應力法,建立壓實成巖斷層封閉模式,結(jié)合斷層面密度差法和斷層緊閉指數(shù)法,建立巖性對接斷層封閉模式。在此基礎上,綜合考慮斷面正應力、斷層緊閉指數(shù)、斷層面密度差以及流體系數(shù)等因素,提出火山巖區(qū)斷層封閉性的綜合因子評價方法,并利用該方法評價準噶爾盆地西北緣火山巖區(qū)的斷層封閉性。結(jié)果表明,火山巖區(qū)斷層封閉性受斷層級別的控制,即斷層級別越高,綜合因子越大,封閉性能越好,所控制的油藏規(guī)模越大;反之,斷層級別越低,綜合因子越小,封閉性能越差,所控制的油藏規(guī)模越小。評價結(jié)果與實際地質(zhì)情況具有良好的吻合性,表明火山巖區(qū)斷層封閉性綜合因子評價方法具有較好的適用性。

斷層封閉性; 封閉模式; 綜合因子; 定量評價; 火山巖區(qū)

斷層對油氣的運移和聚集起著重要的控制作用[1-2],其核心在于斷層封閉性研究。經(jīng)過國內(nèi)外學者多年的探索,斷層封閉性研究已形成較系統(tǒng)的理論和方法[3-10],這些方法所依據(jù)的斷層封閉機制包括巖性對接封閉、泥巖涂抹封閉、壓實封閉和成巖封閉[11-12],其本質(zhì)是斷層內(nèi)部或斷層與圍巖之間存在排替壓力差,從而使斷層具封閉性。然而,基于碎屑巖所建立起來的斷層封閉性評價方法是否也適用于火山巖、碳酸鹽巖等特殊巖性區(qū),尚有待探討和論證?？碧綄嵺`表明,火山巖油氣藏的形成與斷層緊密相關[13-14]。目前,對于火山巖區(qū)斷層封閉性的研究還極少,付曉飛等[15]從斷裂變形機制和兩盤對接的特征分析了火山巖區(qū)斷層側(cè)向封閉性,柳成志等[16]認為火山巖區(qū)斷層存在巖性對接、泥巖涂抹和成巖膠結(jié)等3種封閉機制?；鹕綆r區(qū)斷層封閉性研究仍處于起步階段,尚未形成系統(tǒng)的理論體系和建立適用的評價方法,難以滿足火山巖油氣藏的精細評價要求。前人在準噶爾盆地西北緣(以下簡稱準西北緣)克拉瑪依油田石炭系儲層特征、油氣成藏等方面取得了重要成果和認識,但研究主要突出了石炭系頂部不整合對火山巖儲層及其成藏的控制作用[17-18],尚未開展斷層封閉性研究。筆者在前人研究成果基礎上,基于火山巖區(qū)地質(zhì)條件及斷層封閉機制,綜合考慮影響火山巖區(qū)斷層封閉性的諸多因素,建立火山巖區(qū)斷層封閉性的綜合因子評價方法,對于深入認識火山巖油氣成藏機制、預測有利區(qū)塊和指導精細勘探等具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

克拉瑪依油田位于準西北緣克-百斷裂帶。準西北緣自晚石炭世以來經(jīng)歷了復雜的構造演化過程[2],導致石炭系斷塊不斷朝南東方向推覆,從而造成南東低、北西高的斷階狀構造格局,同時發(fā)育了克拉瑪依、南白堿灘、克拉瑪依西、北黑油山、白堿灘等不同級別的斷層,這些斷層相互交織呈網(wǎng)狀分布,并與石炭系頂部不整合共同控制了火山巖油藏的分布(圖1)。

圖1 克拉瑪依油田石炭系斷裂及油藏分布圖Fig.1 Distribution of Carboniferous faults and reservoirs in Karamay Oilfield

2 火山巖區(qū)斷裂帶結(jié)構特征

斷裂形成過程中,其兩盤地層巖石發(fā)生破裂并填充在斷裂錯動拉開的空間中,使斷裂兩盤呈以“帶”接觸的具復雜內(nèi)部結(jié)構的三維地質(zhì)體,可劃分為滑動破碎帶和誘導裂縫帶兩個結(jié)構單元[3,19-20]。準西北緣火山巖區(qū)主要斷裂的垂直斷距一般為180～500 m(南白堿灘斷裂石炭系垂直斷距可達1 600 m),由于受擠壓應力場的控制,這些逆斷裂內(nèi)部結(jié)構明顯,其中滑動破碎帶壓實作用強烈,發(fā)育斷層角礫巖,充填物以火山巖碎屑為主,其次為泥質(zhì)巖,核部普遍發(fā)育斷層泥;誘導裂縫帶位于滑動破碎帶兩側(cè),分為上盤誘導裂縫帶和下盤誘導裂縫帶,兩盤巖石具破碎結(jié)構,被裂縫所切割,且多被膠結(jié)充填。由于巖石性質(zhì)、裂縫發(fā)育、成巖作用等因素的差異,滑動破碎帶與誘導裂縫帶具有不同的測井響應特征:從下盤誘導裂縫帶到滑動破碎帶再至上盤誘導裂縫帶,井徑曲線測井值整體呈增大趨勢,其中滑動破碎帶和下盤誘導裂縫帶相對穩(wěn)定,而上盤誘導裂縫帶擴徑現(xiàn)象明顯;電阻率曲線幅度差逐漸減小,顯示斷裂帶滲透能力逐漸變差;聲波時差曲線測井值和補償中子曲線測井值均呈增大趨勢,其中滑動破碎帶相對穩(wěn)定,誘導裂縫帶周波跳躍現(xiàn)象明顯;密度曲線測井值則呈減小趨勢,其中滑動破碎帶和下盤誘導裂縫帶相對穩(wěn)定,而上盤誘導裂縫帶周波跳躍現(xiàn)象明顯(圖2)。

3 火山巖區(qū)斷層封閉性評價方法

3.1 斷層面密度差法

斷層的封閉性取決于斷裂帶物質(zhì)與圍巖之間或斷層兩盤巖層之間存在排替壓力差[21-23]。研究表明,測井聲波時差與巖石排替壓力之間具負相關性,利用測井聲波時差分析巖石排替壓力的本質(zhì)是斷裂帶物質(zhì)與圍巖之間或斷層兩盤巖層之間存在密度差異[6]。當斷層發(fā)育斷裂帶時,斷裂帶物質(zhì)主要由圍巖碎屑顆粒組成,由于組成物質(zhì)的差異,斷裂帶物質(zhì)與圍巖之間存在密度差異,也即存在排替壓力差,從而導致斷層封閉;當斷層不發(fā)育斷裂帶時,斷層兩盤巖層直接對接,若斷層兩盤對接巖層的巖性不同,兩者之間存在密度差異,也即存在排替壓力差,從而導致斷層封閉。

基于上述理論基礎,本文中提出斷層面密度差(DS)的地質(zhì)模型,以斷層兩側(cè)巖層的面密度差表征巖性變化對斷層封閉性的影響[24]。如圖3所示,斜面代表斷層面(S),兩側(cè)發(fā)育不同厚度(d)、不同體密度(ρ)的巖層,對應不同的斷層傾角(α)。垂直斷層面中心作一條高(h),與巖層頂面相交,建立一個體積為V、質(zhì)量為m的四棱柱模型,由巖石體密度推導出斷層面密度的公式:

(1)

對于理想地質(zhì)模型,兩側(cè)巖層對應同一個斷層面,巖層厚度一致,由公式(1)可建立斷層面密度差的公式:

(2)

式中,DS為斷層面密度差,g/cm2;d為斷層兩盤巖層厚度,cm;α為斷層視傾角,(°);ρ1和ρ2分別為斷層兩盤巖石體密度,g/cm3。DS值越大,斷層封閉性能越好;反之,越差。

圖3 斷層面密度差地質(zhì)模型Fig.3 Geological model of density difference of fault surface

公式(2)是基于理想狀態(tài)的水平地層建立的,實際上斷層產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀存在斷層傾向與地層傾向相反、斷層傾向與地層傾向相同的兩種配置關系,因此若斷層兩側(cè)巖層產(chǎn)狀不一致,則須對公式(2)進行修正:

(3)

式中,α1和α2為斷層兩盤對應的視傾角,(°)。

以觀測點計算時,斷層面視為單元面,巖層厚度d取單位厚度(1 cm),代入公式(3)得

(4)

斷層面密度差法不僅表征了巖性變化,還表征了斷層與巖層的產(chǎn)狀關系,且綜合考慮了斷層產(chǎn)狀、地層產(chǎn)狀、巖層的厚度和體密度等因素對斷層封閉性的影響。該方法的優(yōu)點在于公式的推導與勘探實際相符,且計算所需的地震、測井等資料較易獲取,適用性較好。

3.2 其他適用的評價方法

根據(jù)火山巖區(qū)斷層封閉機制和研究區(qū)實際地質(zhì)情況,因火山巖-火山巖對接時不發(fā)育泥巖,致使斷裂帶泥質(zhì)含量為零,無法使用斷裂帶泥質(zhì)含量法評價斷層封閉性;而測井聲波時差法和排替壓力差法所需鉆遇斷層的井資料難以滿足定量評價的要求,且多次折算也降低了評價精度。最終選取斷面正應力法和斷層緊閉指數(shù)法(圖4),結(jié)合斷層面密度差法,對火山巖區(qū)的斷層封閉性進行綜合評價。

圖4為斷面正應力與斷層緊閉指數(shù)概念模型。圖中,P為斷面某點所承受的正應力,MPa;G為上覆地層重力,MPa;σ為水平主應力,MPa;H為斷面某點埋深,m;ρr為上覆地層平均密度,g/cm3;ρw為地層水密度,g/cm3;g為重力加速度;θ為斷層傾角,(°);β為水平主應力與斷層走向之間的夾角,(°);I為斷層緊閉指數(shù);σc為斷層巖抗壓強度,MPa。

圖4 斷面正應力與斷層緊閉指數(shù)概念模型Fig.4 Conceptual model of normal pressure on fault surface and fault tightness index

4 火山巖區(qū)斷層封閉性評價

基于火山巖區(qū)地質(zhì)條件的差異性,借鑒前人研究成果,認為火山巖區(qū)斷層封閉機制主要包括巖性對接封閉和壓實成巖封閉。根據(jù)克拉瑪依油田斷層特征及勘探實踐,選取克拉瑪依斷層中段和北段、南白堿灘斷層西段和東段、白堿灘斷層、北黑油山斷層和南黑油山斷層等5個斷層的7個剖面進行封閉性評價(剖面位置見圖1)。

4.1 壓實成巖封閉

斷層緊閉程度是影響其封閉性的重要因素,不僅受控于斷面正應力大小,還影響著斷層壓實成巖的程度[7-8]。斷層受上覆地層重力和區(qū)域主壓應力的共同作用發(fā)生緊閉,但仍會留下滲流空間,當斷層所受正應力大于泥巖的變形界限時,泥巖可填充這些滲流空間而使斷層處于封閉[25]。準西北緣受擠壓應力場的影響,斷層所受正應力較大(除南黑油山斷層外,其余均大于22MPa),且隨埋深增加而增大,同時表現(xiàn)出高級別斷層的封閉性好于低級別斷層。

依據(jù)斷層斷面正應力評價結(jié)果,建立了火山巖區(qū)壓實成巖斷層封閉模式(圖5)。該模式下的斷層封閉性能受控于斷面正應力與下降盤泥巖層厚度的配置。隨著低級別斷層到高級別斷層的斷面正應力與下降盤泥巖層厚度逐漸增大,泥巖由塑性變形過渡為脆性充填,使得斷層的封閉性能逐漸增強,所封堵的油藏規(guī)模也逐漸增大(圖5)。

圖5 火山巖區(qū)壓實成巖斷層封閉模式Fig.5 Fault sealing model of compaction diagenesis in volcanic zone

4.2 巖性對接封閉

由于斷層面密度差與巖石密度相關,斷層緊閉指數(shù)與巖石抗壓強度相關,而巖石的密度和抗壓強度均可識別巖性,實際擬合結(jié)果也表明斷層面密度差與斷層緊閉指數(shù)顯著正相關,因此兩者可表征斷層兩盤巖性變化,用于判識斷層兩盤巖性對接。研究區(qū)斷層兩盤存在淺部的火山巖-碎屑巖和深部的火山巖-火山巖兩種巖性配置,斷層面密度差和斷層緊閉指數(shù)均受控于巖性變化,使得斷層面密度差具“分區(qū)差異”特征(圖6(a)),湖灣區(qū)大于六七九區(qū);而斷層緊閉指數(shù)則具“分級差異”特征(圖6(b)),高級別斷層大于低級別斷層。

圖6 斷層面密度差與斷層緊閉指數(shù)分布特征Fig.6 Distribution features between density difference of fault surface and fault tightness index

根據(jù)斷層面密度差(DS)、斷層緊閉指數(shù)(I)與巖性對接之間的關系,結(jié)合含油率統(tǒng)計,可對斷層封閉性的差異進行評價:火山巖-泥巖對接時,DS為0.19～1.52 g/cm2,平均值為0.74 g/cm2,I為0.45～3.39,平均值為2.25,斷層封閉性較好,含油率可達75%;火山巖-砂巖對接時,DS為0.06～1.11 g/cm2,平均值為0.42 g/cm2,I為0.13～1.26,平均值為0.83,斷層封閉性中等,含油率為59%;火山巖-火山巖對接時,DS為0.01～0.27 g/cm2,平均值為0.08 g/cm2,I為0.09～0.50,平均值為0.29,斷層封閉性較差,含油率僅44%。由此可知,DS和I越大,斷層兩盤含油性越好。

基于上述評價結(jié)果,建立了火山巖區(qū)巖性對接斷層封閉模式(圖7)。該模式下的斷層封閉性能受控于巖性對接特征和流體作用:火山巖-泥巖對接時,由于三疊系發(fā)育泥巖,斷裂帶泥質(zhì)充填現(xiàn)象普遍,DS、I均較大,斷層封閉性較好,控制了湖灣區(qū)和六七九區(qū)上升盤斷塊油藏的形成;火山巖-火山巖對接時,DS、I均較小,斷層封閉性較差,且受不同流體作用控制而存在差異。深大斷裂是烴堿流體有效的運移通道[26],受烴堿流體作用,SiO2發(fā)生溶解并過飽和沉積,形成的多種硅質(zhì)礦物膠結(jié)充填于斷裂帶殘留的滲流空間,導致斷層封閉,控制了六七九區(qū)下降盤斷塊油藏的形成。另外,大氣水的淋濾、溶蝕作用會導致埋藏淺、斷距小的低級別斷層發(fā)育更多微裂縫,從而使斷層兩盤相互連通形成斷凸油藏。

圖7 火山巖區(qū)巖性對接斷層封閉模式圖Fig.7 Fault sealing model of lithology juxtaposition in volcanic zone

4.3 斷層封閉性綜合評價

斷層封閉性能受斷層的性質(zhì)、傾角、斷距、埋深,斷層兩盤地層的巖性、厚度、對接關系以及成巖作用、斷裂帶結(jié)構、斷層活動性等多種因素的綜合影響,因此對于斷層封閉性須考慮多種因素、采用多種方法進行綜合評價。

斷層封閉性綜合評價的重點在于明確各評價參數(shù)所占的權重系數(shù)。前人采用的權重系數(shù)計算方法通常會根據(jù)實際情況進行主觀的權重調(diào)整,進而導致評價結(jié)果的不客觀性。本文中基于斷層封閉性的影響因素,提出了權重因子的概念,構建了權重因子與影響因素個數(shù)之間的函數(shù)關系,進而將權重因子轉(zhuǎn)換為權重系數(shù)。

權重因子與影響因素個數(shù)為單調(diào)遞增函數(shù)關系,函數(shù)的值域為0～1,定義域為正整數(shù),計算公式為

Ni=1-0.5ni.

(5)

式中,Ni為第i個評價參數(shù)的權重因子;ni為第i個評價參數(shù)所包含的影響因素個數(shù);底數(shù)0.5為各影響因素對封閉性評價的有效性,折中取50%。當影響因素很少時,N趨近于0;當影響因素很多時,N趨近于1。N越大,表明該評價參數(shù)考慮的斷層封閉性的影響因素越多。

將各評價參數(shù)所對應的權重因子加權求和轉(zhuǎn)換,即可得到相應參數(shù)的權重系數(shù)Mi,計算公式為

(6)

為確保評價結(jié)果的客觀性和準確性,在斷面正應力、斷層緊閉指數(shù)、斷層面密度差等評價參數(shù)的基礎上,引入流體系數(shù)(F),結(jié)合斷層兩盤的油水分布(表1),進行斷層封閉性的綜合評價。

表1 不同油水分布條件下的流體系數(shù)Table 1 Fluid coefficient of different oil-water distribution

共計考慮了斷面正應力、斷層緊閉指數(shù)、斷層面密度差以及流體系數(shù)4個參數(shù)19個影響斷層封閉性的因素,其中斷面正應力包含了6個影響因素,斷層緊閉指數(shù)則在斷面正應力基礎上引入斷裂帶物質(zhì)抗壓強度包含了7個影響因素(斷裂帶物質(zhì)抗壓強度受斷距和斷層兩盤巖性的控制,因此斷層緊閉指數(shù)的計算已經(jīng)考慮了斷裂帶的斷距及充填物性質(zhì)),斷層面密度差包含了4個影響因素,流體系數(shù)包含了2個影響因素。將n代入公式(5)和(6)即可得到各評價參數(shù)的權重系數(shù)(表2)。

表2 不同評價參數(shù)對應的權重因子及權重系數(shù)Table 2 Weighting factor and coefficient of different evaluation parameters

對斷面正應力、斷層緊閉指數(shù)和斷層面密度差進行歸一化處理,結(jié)合流體系數(shù),依據(jù)各評價參數(shù)的權重系數(shù)進行加權求和,即可得到斷層封閉性評價的綜合因子(Q),計算公式為

Q=M1P′+M2I′+M3DS′+M4F.

(7)

式中,M1、M2、M3、M4分別為各評價參數(shù)對應的權重系數(shù)(表2);P′、I′、DS′分別為各評價參數(shù)原始數(shù)據(jù)經(jīng)歸一化處理的數(shù)值。

利用綜合因子對克拉瑪依油田火山巖區(qū)的斷層封閉性進行了綜合評價(圖8)。結(jié)果表明,斷層封閉性與斷層級別呈顯著正相關,即隨著斷層級別升高,綜合因子變大,斷層封閉性變好,且火山巖-碎屑巖對接的斷層封閉性好于火山巖-火山巖對接。

圖8 斷層封閉性綜合評價Fig.8 Comprehensive evaluation of fault sealing

依據(jù)斷層封閉性綜合因子大小,結(jié)合斷層封閉模式,可將火山巖區(qū)斷層封閉類型劃分為深成型和淺成型(表3)。由于斷面正應力、下降盤泥巖層厚度、深部烴堿流體改造以及大氣水淋濾溶蝕作用等因素的差異,深成型斷層具有較好的封閉性,發(fā)育較大規(guī)模的斷塊油藏,而淺成型斷層具有相對較差的封閉性,發(fā)育較小規(guī)模的斷塊油藏和斷凸油藏(圖7)。

表3 火山巖區(qū)斷層封閉類型及其特征Table 3 Fault sealing types and its characteristics in volcanic zone

5 結(jié) 論

(1)火山巖區(qū)斷層封閉性主要受斷面正應力、斷層緊閉指數(shù)、斷層面密度差和流體系數(shù)等4個參數(shù)19個因素的綜合影響,斷層封閉機制以巖性對接封閉和壓實成巖封閉為主,發(fā)育巖性對接斷層封閉模式和壓實成巖斷層封閉模式。

(2)基于斷層封閉性的影響因素,綜合斷面正應力、斷層緊閉指數(shù)、斷層面密度差以及流體系數(shù)等參數(shù),提出了火山巖區(qū)斷層封閉性的綜合因子評價方法。

(3)火山巖區(qū)斷層封閉性整體上受斷層級別的控制,即隨著斷層級別升高,綜合因子變大,斷層封閉性變好,控制的斷塊油藏規(guī)模變大;反之,隨著斷層級別降低,綜合因子變小,斷層封閉性變差,控制的斷塊和斷凸油藏規(guī)模變小。

(4)相比其他斷層封閉性評價方法,綜合因子法考慮的影響因素更全面,評價結(jié)果更可靠,不僅適用于火山巖區(qū),同樣適用于其他巖性區(qū),具有較好的適用性和推廣性。

[1] 李克成,蔣有錄,萬濤,等.濟陽坳陷埕東地區(qū)斷層輸導與油氣運移特征[J].天然氣地球科學,2014,25(5):685-692. LI Kecheng, JIANG Youlu, WAN Tao, et al. Characteristics of fault translocation and hydrocarbon migration in Chengdong area, Jiyang Depression[J]. Natural Gas Geoscience, 2014,25(5):685-692.

[2] 孟慶芬,徐朝暉,徐懷民,等.準噶爾盆地西北緣百口泉區(qū)前陸沖斷帶撕裂斷層特征及控藏作用[J].中國石油大學學報(自然科學版),2008,32(5):18-21. MENG Qingfen, XU Zhaohui, XU Huaimin, et al. Characteristics and controlling over reservoir accumulation of tear fault in foreland thrust belt of Baikouquan area in the northwestern margin of Junggar Basin[J]. Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science), 2008,32(5):18-21.

[3] KNIPE R J. Juxtaposition and seal diagrams to help analyse fault seals in hydrocarbon reservoirs[J]. AAPG Bulletin, 1997,81(2):187-195.

[4] YIELDING G, FREEMAN B, NEEDHAM D T. Quantitative fault seal predication[J]. AAPG Bulletin, 1997,81:897-917.

[5] 吳孔友,瞿建華,王鶴華.準噶爾盆地大侏羅溝斷層走滑特征、形成機制及控藏作用[J].中國石油大學學報(自然科學版),2014,38(5):41-47. WU Kongyou, QU Jianhua, WANG Hehua. Strike-slip characteristics, forming mechanisms and controlling reservoirs of Dazhuluogou fault in Junggar Basin[J]. Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science), 2014,38(5):41-47.

[6] 付廣,任述民,趙榮.利用聲波時差資料研究斷層垂向封閉性的方法[J].石油地球物理勘探,1997,32(5):724-730. FU Guang, REN Shumin, ZHAO Rong. A method for analysing vertical sealing of fault by acoustilog data[J]. Oil Geophysical Prospecting, 1997,32(5):724-730.

[7] 童亨茂.斷層開啟與封閉的定量分析[J].石油與天然氣地質(zhì),1998,19(3):215-220. TONG Hengmao. Quantitative analysis of fault opening and sealing[J]. Oil & Gas Geology, 1998,19(3):215-220.

[8] 田輝,查明,石新璞,等.斷層緊閉指數(shù)的計算及其地質(zhì)意義[J].新疆石油地質(zhì),2003,24(6):530-532. TIAN Hui, ZHA Ming, SHI Xinpu, et al. Calculation of fault tightness index and its significance for fault sealing[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2003,24(6):530-532.

[9] ZHANG L K, LUO X R, GVASSEUR G. Evaluation of geological factors in characterizing fault connectivity during hydrocarbon migration: application to the Bohai Bay Basin[J]. Marine and Petroleum Geology, 2011,28(9):1634-1647.

[10] 付廣,孟慶芬.斷裂帶封閉油氣所需泥質(zhì)含量物理模擬[J].新疆石油地質(zhì),2005,26(3):234-237. FU Guang, MENG Qingfen. Physical simulation of shale content requirement in fault zone sealing oil and gas[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2005,26(3):234-237.

[11] 魯兵,丁文龍,劉忠,等.斷層封閉性研究進展[J].地質(zhì)科技情報,1998,17(3):79-80. LU Bing, DING Wenlong, LIU Zhong, et al. Advances of research on fault sealing[J]. Geological Science and Technology Information, 1998,17(3):79-80.

[12] 沈傳波,梅廉夫,湯濟廣,等.含油氣盆地斷層封閉性研究探討[J].斷塊油氣田,2002,9(4):1-5. SHEN Chuanbo, MEI Lianfu, TANG Jiguang, et al. New advances of researches on fault sealing [J]. Fault-Block Oil & Gas Field, 2002,9(4):1-5.

[13] 肖永軍,徐佑德,王德喜.長嶺斷陷東部火山巖氣藏成藏條件及成藏模式[J].天然氣地球科學,2009,20(4):538-543. XIAO Yongjun, XU Youde, WANG Dexi. Formation conditions and reservoir-forming patterns of volcanic rocks,eastern Changling Depression[J]. Natural Gas Geoscience, 2009,20(4):538-543.

[14] 陳樹民.中國東、西部火山巖油氣藏運聚成藏機理[J].天然氣工業(yè),2015,35(4): 16-24. CHEN Shumin. Hydrocarbon migration and accumulation mechanism of volcanic reservoirs in eastern and western China[J]. Natural Gas Industry, 2015,35(4):16-24.

[15] 付曉飛,沙威,于丹,等.松遼盆地徐家圍子斷陷火山巖內(nèi)斷層側(cè)向封閉性及與天然氣成藏[J].地質(zhì)論評,2010,56(1): 60-70. FU Xiaofei, SHA Wei, YU Dan, et al. Lateral sealing of faults and gas reservoir formation in volcanic rocks in Xujiaweizi fault depression[J]. Geological Review, 2010,56(1):60-70.

[16] 柳成志,于海山,雷海艷,等.三塘湖盆地石炭系火山巖中斷層封閉機理研究[J].科學技術與工程,2011,11(23):5517-5523. LIU Chengzhi, YU Haishan, LEI Haiyan, et al. Fault sealing mechanism of Carboniferous volcanic rocks in Santanghu Basin[J]. Science Technology and Engineering, 2011,11(23):5517-5523.

[17] 鄒才能,侯連華,陶士振,等.新疆北部石炭系大型火山巖風化體結(jié)構與地層油氣成藏機制[J].中國科學:地球科學,2011,41(11):1613-1626. ZOU Caineng, HOU Lianhua, TAO Shizhen, et al. Hydrocarbon accumulation mechanism and structure of large-scale volcanic weathering crust of the Carboniferous in northern Xinjiang, China[J]. Science China: Earth Sciences, 2011,41(11):1613-1626.

[18] 侯連華,羅霞,王京紅,等.火山巖風化殼及油氣地質(zhì)意義:以新疆北部石炭系火山巖風化殼為例[J].石油勘探與開發(fā),2013,40(3):257-265. HOU Lianhua, LUO Xia, WANG Jinghong, et al. Weathered volcanic crust and its petroleum geologic significance: a case study of the Carboniferous volcanic crust in northern Xinjiang[J]. Petroleum Exploration and Development, 2013,40(3):257-265.

[19] 付曉飛,溫海波,呂延防,等.勘探早期斷層封閉性快速評價方法及應用[J].吉林大學學報(地球科學版),2011,41(3):616-621. FU Xiaofei, WEN Haibo, Lü Yanfang, et al. Quick evaluation method and its application of fault seal during early exploration period[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2011,41(3):616-621.

[20] CHESTER F M, EVANS J P, BIEGEL R L. Internal structure and weakening mechanisms of the San Andreas fault[J]. Journal of Geophysical Research, 1993,98:771-786.

[21] 付廣,王浩然,胡欣蕾.斷裂帶蓋層油氣封蓋斷接厚度下限的預測方法及其應用[J].中國石油大學學報(自然科學版),2015,39(3):30-37. FU Guang, WANG Haoran, HU Xinlei. Prediction method and application of caprock faulted-contact thickness lower limit for oil-gas sealing in fault zone[J]. Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science), 2015,39(3):30-37.

[22] CAINE J S, EVANS J P, FORSTER C B. Fault zone architecture and permeability structure[J]. Journal of Geology, 1996,24:1025-1028.

[23] 呂延防,黃勁松,付廣,等.砂泥巖薄互層段中斷層封閉性的定量研究[J].石油學報,2009,30(6): 824-829. Lü Yanfang, HUANG Jinsong, FU Guang, et al. Quantitative study on fault sealing ability in sandstone and mudstone thin interbed[J]. Acta Petrolei Sinica, 2009,30(6):824-829.

[24] 江汝鋒.克拉瑪依油田石炭系火山巖區(qū)斷裂特征與油氣成藏關系[D].青島: 中國石油大學,2014. JIANG Rufeng. The relationship between fault characteristics and petroleum accumulation of Carboniferous volcanic in Karamay Oilfield[D].Qingdao: China University of Petroleum,2014.

[25] 陳偉,吳智平,侯峰,等.斷裂帶內(nèi)部結(jié)構特征及其與油氣運聚關系[J].石油學報,2010,31(5):774-780. CHEN Wei, WU Zhiping, HOU Feng, et al. Internal structures of fault zones and their relationship with hydrocarbon migration and accumulation[J]. Acta Petrolei Sinica, 2010,31(5):774-780.

[26] 杜樂天.烴堿流體地球化學原理:重論熱液作用和巖漿作用[M].北京:科學出版社,1996.

(編輯 修榮榮)

Evaluation method of comprehensive factor of fault sealing in volcanic rock area

GAO Changhai1,2, ZHA Ming1,2, JIANG Rufeng3

(1.SchoolofGeosciencesinChinaUniversityofPetroleum,Qingdao266580,China;2.LaboratoryforMarineMineralResources,QingdaoNationalLaboratoryforMarineScienceandTechnology,Qingdao266071,China;3.ResearchInstitute,ZhangjiangBranchofCNOOC,Zhanjiang524057,China)

Based on geological conditions and fault sealing mechanisms in volcanic rock area, a fault sealing model of compaction diagenesis was established using the method of normal pressure on fault surface, and a fault sealing model of lithology juxtaposition was established based on density difference of fault surface and fault tightness index. An evaluation method of comprehensive factor of fault sealing in volcanic rock area was then carried out after taking normal pressure on fault surface, fault tightness index, density difference of fault surface and fluid index into consideration. The fault sealing in volcanic rock area of Karamay Oilfield is controlled by the fault level as a whole, namely, the better fault sealing leads to better comprehensive factor, and higher fault level, and eventually greater oil reservoir scale. The quantitative evaluation results compare well with the actual geological conditions, which suggests the wide applicability of the proposed method.

fault sealing; sealing model; comprehensive factor; quantitative evaluation; volcanic rock area

2016-04-26

國家“973”計劃項目(2014CB239005);國家科技重大專項(2017ZX05001, 2016ZX05006);山東省自然科學基金項目(ZR2013DM016)

高長海(1977-),男,講師,博士,研究方向為油氣地質(zhì)。E-mail:gch260725@163.com。

1673-5005(2017)04-0001-09

10.3969/j.issn.1673-5005.2017.04.001

TE 122.2

A

高長海,查明,江汝鋒.火山巖區(qū)斷層封閉性的綜合因子評價方法[J].中國石油大學學報(自然科學版), 2017,41(4):1-9.

GAO Changhai, ZHA Ming, JIANG Rufeng. Evaluation method of comprehensive factor of fault sealing in volcanic rock area[J]. Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science), 2017,41(4):1-9.