張美玲

摘 要：斷裂帶對(duì)于油氣的生成、輸導(dǎo)以及后期的聚集成藏都具有重要意義。其中，斷裂在油氣輸導(dǎo)過(guò)程中起到了溝通圈閉與烴源巖的作用，按照油氣輸導(dǎo)的方向可以劃分為四種類(lèi)型：沿?cái)鄬用嫦蛏陷攲?dǎo)、沿?cái)鄬用孀呦蜉攲?dǎo)、沿?cái)鄬用嫦蛳螺攲?dǎo)以及橫穿斷面輸導(dǎo)，不同輸導(dǎo)方式有嚴(yán)格的限定條件。詳細(xì)分析油氣運(yùn)移過(guò)程中斷裂所起的作用及具體的輸導(dǎo)方式，對(duì)于深化油氣勘探理論、尋找油氣富集區(qū)帶來(lái)講都具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：斷裂;油氣輸導(dǎo);內(nèi)部結(jié)構(gòu);方式

1、引言

石油天然氣在其形成、輸導(dǎo)乃至后期的聚集成藏過(guò)程中都會(huì)收到斷裂的影響。從輸導(dǎo)角度來(lái)看，斷裂是含油氣盆地油氣輸導(dǎo)體系中最為重要的一環(huán)，他是深部烴源巖與含油氣圈閉最為有效、直接的溝通途徑，是烴源巖與圈閉之間的橋梁和紐帶。對(duì)于斷裂在油氣輸導(dǎo)中的作用，相關(guān)學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了幾十年的研究，斷裂附近地表的油苗、斷裂體內(nèi)富集的瀝青質(zhì)都是斷裂輸導(dǎo)油氣最直接的證據(jù)。詳細(xì)分析油氣運(yùn)移過(guò)程中斷裂所起的作用及具體的輸導(dǎo)方式，對(duì)于深化油氣勘探理論、尋找油氣富集區(qū)帶來(lái)講都具有重要的意義。本次研究通過(guò)對(duì)斷裂體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析著手，系統(tǒng)介紹了斷裂輸導(dǎo)油氣的四種方式：沿?cái)鄬用嫦蛏陷攲?dǎo)、沿?cái)鄬用孀呦蜉攲?dǎo)、沿?cái)鄬用嫦蛳螺攲?dǎo)以及橫穿斷面輸導(dǎo)，對(duì)國(guó)內(nèi)外各含油氣盆地的油氣勘探具有一定的指導(dǎo)意義。

2、斷裂體內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析

野外露頭、巖石薄片鏡下分析等資料表明，斷裂體內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有立體特征，具體可細(xì)分為中央的斷層核以及兩側(cè)的破裂帶。國(guó)內(nèi)學(xué)者習(xí)慣性稱(chēng)之為破碎帶和誘導(dǎo)裂縫帶。也就是說(shuō)斷層核對(duì)應(yīng)著國(guó)內(nèi)的破碎帶，而破裂帶對(duì)應(yīng)著誘導(dǎo)裂縫帶。從今年來(lái)國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家研究的成果來(lái)看，斷層核（破碎帶）的寬度最厚可達(dá)數(shù)十米，而破裂帶（誘導(dǎo)裂縫帶）所能波及的范圍更是厚達(dá)數(shù)百米。以Yehuda對(duì)南加利福尼亞州野外露頭斷層所揭示的研究來(lái)看，小斷層斷層核寬度僅幾個(gè)毫米到十幾厘米，而破裂帶的寬度則可達(dá)數(shù)百米。并且，大多數(shù)情況下斷層核兩側(cè)的破裂帶并不是對(duì)稱(chēng)分布。正斷層上盤(pán)相對(duì)于下盤(pán)來(lái)說(shuō)，裂縫更發(fā)育、寬度更寬，靠近斷層核變形越強(qiáng)烈，裂縫的規(guī)模核密度也相應(yīng)越大。

3、斷裂輸導(dǎo)油氣的方式

3.1 沿?cái)鄬用嫦蛏陷攲?dǎo)

深部油氣沿?cái)鄬用孀韵露舷蛏线\(yùn)移是勘探過(guò)程中見(jiàn)到的最為主要的一種油氣運(yùn)移方式，尤其是在斷陷盆地的裂谷時(shí)期。盆地在裂谷階段發(fā)育更多的斷裂帶，且斷裂在此時(shí)多為開(kāi)啟的狀態(tài)，油氣沿?cái)嗔衙嫦蛏线\(yùn)移過(guò)程中所遭受的阻力最小。根據(jù)斷裂帶分支斷層與朱斷層的組合形式又可以細(xì)分為3種亞類(lèi)：線(xiàn)型輸導(dǎo)、Y字形輸導(dǎo)和花狀（似花狀）輸導(dǎo)。研究表明，在油氣沿?cái)鄬用嫦蛏陷攲?dǎo)的過(guò)程中，斷層傾角、斷層核泥質(zhì)含量、分支斷層的數(shù)量以及深部油氣的驅(qū)動(dòng)力都對(duì)斷裂輸導(dǎo)油氣的能力具有重要影響。

3.2 沿?cái)鄬用孀呦蜉攲?dǎo)

國(guó)內(nèi)外勘探實(shí)踐表明，油氣沿?cái)鄬用孀呦蜉攲?dǎo)的情況大都發(fā)生在生油洼陷的斜坡帶，油源斷層溝通底部油氣。同時(shí)，油氣沿?cái)鄬用孀呦蜻M(jìn)行橫向輸導(dǎo)需要具備嚴(yán)格的限定條件：一是深部油氣的供應(yīng)量足夠大，油氣充注動(dòng)力足夠強(qiáng)。二是油源斷裂的頂部需要有良好的封蓋條件，如厚層泥巖、膏鹽巖等。三是在斷裂走向方向上，物性條件要比斷裂帶兩側(cè)輸導(dǎo)層的物性更好，此時(shí)沿?cái)鄬用孀呦驗(yàn)橛蜌獾膬?yōu)勢(shì)運(yùn)移方向。四是在斷層面走向方向上具備一定的流體勢(shì)梯度。

3.3 沿?cái)鄬用嫦蛳螺攲?dǎo)

油氣沿?cái)鄬用嫦蛳螺攲?dǎo)是一種特殊的油氣輸導(dǎo)方式。當(dāng)油氣沿?cái)鄬用嫦蛏虾脱財(cái)鄬用孀呦蜉攲?dǎo)不暢時(shí)，油氣不得不以向下（最利于泄壓的方向）的方式進(jìn)行輸導(dǎo)。鄒才能教授研究后發(fā)現(xiàn)，油氣倒灌輸導(dǎo)需要具備嚴(yán)格的限制條件：一是烴源巖處于主生排烴期，且排出的油氣資源量足夠大具備超壓環(huán)境。二是烴源巖與下部?jī)?chǔ)集層需要有開(kāi)啟狀態(tài)的斷層作為油氣向下輸導(dǎo)的通道，并且形成絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的源儲(chǔ)壓差，能夠使油氣在向下運(yùn)移的過(guò)程中克服毛管阻力、粘滯力以及浮力。

3.4 橫穿斷面輸導(dǎo)

油氣橫穿斷層面進(jìn)行輸導(dǎo)是除了向上輸導(dǎo)之外常見(jiàn)的一種輸導(dǎo)方式?？碧綄?shí)踐表明，油氣在橫穿斷面通過(guò)高孔滲儲(chǔ)層運(yùn)移時(shí)，同時(shí)會(huì)伴隨發(fā)生其他上述三種油氣輸導(dǎo)方式。此時(shí)油氣穿過(guò)斷層面沿高孔滲儲(chǔ)層進(jìn)行運(yùn)移，遇到合適的圈閉即會(huì)聚集成藏。曾濺輝等人于2002年進(jìn)行的物理模擬實(shí)驗(yàn)表明：斷裂帶開(kāi)啟情況下，斷裂帶滲透率與兩側(cè)圍巖滲透率比值大于11.56時(shí)，沿?cái)嗔褞蛏系姆较驎r(shí)油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)路徑;而當(dāng)二者比值低于5.45時(shí)，油氣開(kāi)始發(fā)生橫穿斷層面沿高孔滲砂體橫向輸導(dǎo)。2010年郭凱等人通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，斷裂輸導(dǎo)動(dòng)力與斷層和儲(chǔ)層滲透率比值的耦合關(guān)系決定了流體橫穿斷層面?zhèn)认蚍至鞯哪芰?，即斷層與儲(chǔ)層滲透率比值越高，油在沿?cái)鄬哟瓜蜻\(yùn)移過(guò)程中發(fā)生側(cè)向分流所需的動(dòng)力就越大，油就越難分流充注所流經(jīng)的儲(chǔ)層。

斷裂體與圍巖間的排替壓差決定了油氣是否能夠橫穿斷層面進(jìn)行側(cè)向輸導(dǎo)，而這種排替壓差主要受斷層與儲(chǔ)層砂體滲透率差和充注動(dòng)力的雙重影響。在靜水壓力條件下，動(dòng)力主要為浮力，其大小受斷層傾角影響，斷裂破裂帶誘導(dǎo)裂縫改善了斷裂與儲(chǔ)層砂體之間孔滲空間，以緩慢滲流為主;在斷層活動(dòng)期間，高壓流體幕式充注，除受斷層傾角及斷層與儲(chǔ)層砂體滲透率差影響外，斷層破裂帶誘導(dǎo)裂縫在斷層與砂巖之間起“單向閥”作用，隨著流體流向儲(chǔ)層砂體，輸導(dǎo)斷層內(nèi)流體壓力和滲透性逐漸下降至圍巖水平，達(dá)到壓力平衡，斷層及誘導(dǎo)裂縫系統(tǒng)有效阻止儲(chǔ)層流體向斷層回流。

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