第三章油氣田地下構(gòu)造

1、第三章油氣田地下構(gòu)造(Chapter4 subsurface structure)學(xué)時(shí)：10 學(xué)時(shí)，講授4學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)，討論2學(xué)時(shí)基本內(nèi)容： 斷層地下識(shí)別 構(gòu)造研究鉆井 構(gòu)造研究的地震 地層傾角測(cè)井 構(gòu)造平衡剖面研究教學(xué)重點(diǎn)：斷層的地下識(shí)別及構(gòu)造造圖編制。教學(xué)內(nèi)容提要： 第一節(jié) 鉆井構(gòu)造研究一、井下斷層識(shí)別標(biāo)志井下地層的重復(fù)與缺失短距離內(nèi)同層厚度突變?cè)诮嚯x內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)層深度相差很大石油性質(zhì)的變化折算壓力和油水界面的差異在地層傾角測(cè)井矢量圖上的特征二、斷點(diǎn)組合在單井剖面上確定了斷點(diǎn)，只能說(shuō)明鉆遇了斷層，還不能確切掌握整條斷層面特征。在多條斷層地區(qū)，每口井都鉆遇了幾條斷層，哪些斷點(diǎn)屬于同一條斷層，

2、幾條斷層之間的關(guān)系如何，這些都需要對(duì)斷點(diǎn)進(jìn)行研究。把屬于同一條斷層的各個(gè)斷點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，全面研究整條斷層的特征，這項(xiàng)工作稱(chēng)為斷點(diǎn)組合。1斷點(diǎn)組合一般原則（1）各井鉆遇的同一條斷層的斷點(diǎn)，其斷層性質(zhì)應(yīng)該一致，斷層面產(chǎn)狀和鉛直斷距應(yīng)大體一致或有規(guī)律地變化； （2）組合起來(lái)的斷層，同一盤(pán)的地層厚度不能出現(xiàn)突然變化；（3）斷點(diǎn)附近的地層界線(xiàn)，其升降幅度與鉛直斷距要基本符合，各井鉆遇的斷缺層位應(yīng)大體一致或有規(guī)律地變化；（4）斷層兩盤(pán)的地層產(chǎn)狀要符合構(gòu)造變化的總趨勢(shì)。2斷點(diǎn)組合方法(1)作構(gòu)造剖面圖組合斷點(diǎn)斷裂切割作用把一個(gè)完整構(gòu)造分割成許多斷塊。在每個(gè)斷塊內(nèi)(即斷層面的一側(cè))，同一地層界面的高低關(guān)系有明顯

3、不同，地層厚度也可能突變。因此應(yīng)用各井的分層數(shù)據(jù)、斷點(diǎn)資料做構(gòu)造剖面圖，分析各個(gè)地層界面的高低關(guān)系和厚度變化情況，一般能夠把同一條斷層的各個(gè)斷點(diǎn)組合起來(lái)。(2)作斷層面等值線(xiàn)圖組合斷點(diǎn)表現(xiàn)斷層的傾向、傾角、走向、斷距及分布范圍。不同斷層斷層面等值線(xiàn)的變化趨勢(shì)則不同。 先在遠(yuǎn)離復(fù)雜區(qū)的單斷點(diǎn)區(qū)編制斷層面等值線(xiàn)圖，獲得該斷層的基本要素后，再由已知的走向、傾向、傾角、落差等，逐漸向復(fù)雜區(qū)延伸，把多斷點(diǎn)區(qū)分開(kāi)，進(jìn)而做出各條斷層的斷層面等值線(xiàn)圖。（3）綜合分析在地下構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)，井下斷點(diǎn)多，斷點(diǎn)組合往往具多解性，需要綜合分析各項(xiàng)資料，互相驗(yàn)證，選出較合理的斷點(diǎn)組合方案。斷層面等值線(xiàn)圖、構(gòu)造剖面圖和構(gòu)造

4、草圖要互相驗(yàn)證，同時(shí)參考地震資料所提供的區(qū)域構(gòu)造特征和分布模式，若有矛盾，查明原因，調(diào)整斷點(diǎn)組合方案，直到前述各項(xiàng)原則與各種構(gòu)造圖件互相吻合為止。只要有條件，應(yīng)盡量利用地層流體性質(zhì)、油氣水分布關(guān)系和壓力恢復(fù)曲線(xiàn)特征來(lái)驗(yàn)證所組合成的斷層。三、油氣田地質(zhì)剖面圖的編制1流程（1）資料準(zhǔn)備井位圖井口海拔數(shù)據(jù)各井分層數(shù)據(jù)、巖性、接觸關(guān)系等各井含油、氣井段數(shù)據(jù)各井?dāng)鄬訑?shù)據(jù)（斷點(diǎn)位置、斷層落差位）（2）剖面位置選擇剖面線(xiàn)應(yīng)盡量垂直或平行于地層走向。應(yīng)盡可能穿過(guò)更多的井，便于提高剖面的可靠程度。盡量均勻地分布于油田構(gòu)造上，便于全面了解地下構(gòu)造特征。（3）井位校正（4）井斜校正（5）剖面繪制畫(huà)剖面線(xiàn)，標(biāo)出海拔零

5、線(xiàn)標(biāo)井口位置，根據(jù)地形高程畫(huà)地形線(xiàn)根據(jù)井斜資料，畫(huà)校正后的井身線(xiàn)；并標(biāo)上地層界線(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)層、斷點(diǎn)等將各井相同層的頂、底界線(xiàn)連成平滑的線(xiàn)，把同一斷層點(diǎn)連成斷層線(xiàn)注明圖件要素：圖名、比例尺、剖面方向、制圖日期、制圖單位、制圖人四、斷面構(gòu)造圖編制斷面構(gòu)造圖又稱(chēng)斷層面等高線(xiàn)圖，以等高線(xiàn)表示斷層面起伏形態(tài)。編制斷層構(gòu)造圖的原始資料是各井屬同一斷層的斷點(diǎn)的標(biāo)高和井位圖。作圖用三角網(wǎng)法，有時(shí)也用剖面法。斷面構(gòu)造圖與油層構(gòu)造等值線(xiàn)圖重疊，把相同數(shù)值的等高線(xiàn)的交點(diǎn)連接起來(lái)，即得到構(gòu)造圖上斷層線(xiàn)的位置。落差五、油氣田構(gòu)造圖的編制1選擇制圖標(biāo)準(zhǔn)層編制構(gòu)造圖的實(shí)質(zhì)上是以等高線(xiàn)來(lái)描繪標(biāo)準(zhǔn)層界面對(duì)于基準(zhǔn)面的起伏特征。通常選

6、擇油層鄰近的標(biāo)準(zhǔn)層為制圖標(biāo)準(zhǔn)層，描述其頂界或底界面的起伏特征。通常選擇海平面為制圖基準(zhǔn)層，海平面以上為正。2 斜井井斜校正（1）求斜井水平總位移L及方位角（2）求井斜井段的鉛直深度 h3. 內(nèi)插等值線(xiàn)（1）三角網(wǎng)法（2）剖面法4. 編繪斷層線(xiàn)（1）斷點(diǎn)確定（2）斷層面編制（3）斷層面與等值線(xiàn)交會(huì)確定斷層線(xiàn)5. 圖件美化6. 添加圖件要素，形成正規(guī)件第二節(jié) 地震構(gòu)造研究一、資料基礎(chǔ)1鉆（測(cè)）井資料工區(qū)內(nèi)所有井的井位坐標(biāo)，分層數(shù)據(jù)，錄井油氣顯示情況，鉆井取心資料，完鉆井深，井斜數(shù)據(jù)，巖性剖面，泥漿槽面油氣顯示情況，氣測(cè)資料等。2垂直地震剖面（VSP數(shù)據(jù)）二、工作流程（1）數(shù)據(jù)分析（2）井震標(biāo)定設(shè)計(jì)

7、一些反射界面，包括界面的埋藏深度、反射系數(shù)等，通過(guò)計(jì)算可以得到地震記錄，這種記錄叫做合成地震記錄，確定反射層的地質(zhì)層位。（3）層位追蹤T2T6濁積砂體濁積砂體S1S4S3W3S29S2aS2dW1前積結(jié)構(gòu)S3S（4）斷層解釋兩種成圖方法：基于時(shí)間域構(gòu)造形態(tài)和速度場(chǎng)的變速成圖基于時(shí)間域構(gòu)造形態(tài)約束下的測(cè)井深度成圖（5）構(gòu)造成圖（6）圖件修飾第三節(jié) 地層傾角測(cè)井構(gòu)造研究一、地層地層傾角測(cè)井原理二、地層傾角資料的矢量表示方法（1）矢量圖綠模式：反映構(gòu)造傾角 紅模式：構(gòu)造和沉積現(xiàn)象 藍(lán)模式：古水流方向雜亂模式(空白模式）：反映斷層破碎帶粗線(xiàn)模式：傾角變化趨勢(shì)細(xì)色模式：傾向不變的相連（2）施密特圖、方位

8、頻率圖地層在高能環(huán)境下沉積時(shí)，在地層傾角矢量圖上不容易鑒別出構(gòu)造傾角的情況下，就采用施密特圖來(lái)分析。（3）桿狀圖將真傾角與深度的關(guān)系曲線(xiàn)沿地層對(duì)比剖面線(xiàn)的方位換算成視傾角與深度的關(guān)系并且用與水平線(xiàn)的夾角為視傾角的傾斜杠來(lái)形象表示，稱(chēng)為桿狀圖。（4）線(xiàn)性極座標(biāo)圖不考慮傾角變化、專(zhuān)門(mén)反映地層傾斜方位角隨深度變化的圖件。規(guī)定零度方位(正北)放在圖的中央。與矢量圖配合，能直觀地、迅速地確定地層的傾斜方位角。三、7種基本構(gòu)造樣式（1）水平層（2）低傾角單斜層（3）高傾角單斜層（4）無(wú)傾沒(méi)褶曲 （5）傾沒(méi)褶曲 （6）雙傾沒(méi)褶曲 （7）圓丘形穹窿 四、背斜類(lèi)型及特征（1）對(duì)稱(chēng)背斜（2）不對(duì)稱(chēng)背斜（3）倒轉(zhuǎn)背

9、斜（4）平臥褶曲五、利用井段產(chǎn)狀統(tǒng)計(jì)成果判斷褶曲類(lèi)型傾角與傾斜方位角(傾向)關(guān)系圖 傾斜方位角(傾向)與深度關(guān)系圖 傾角與深度關(guān)系圖 東西向視傾角與深度關(guān)系圖 南北向視傾角與深度關(guān)系圖六、地下構(gòu)造類(lèi)型及井所在構(gòu)造部位（1）水平層（2）單斜層（3）無(wú)傾沒(méi)褶曲(不對(duì)稱(chēng)) 南北向視傾角與深度關(guān)系圖上：平均傾角0°-構(gòu)造南北走向上無(wú)傾沒(méi)（4）傾沒(méi)褶曲(不對(duì)稱(chēng))傾角-傾斜方位角關(guān)系圖：呈馬蹄形南北向視傾角與深度關(guān)系圖：平均傾角0° 且不隨深度而變化-向北傾沒(méi)的 一致性。第四節(jié) 平衡剖面構(gòu)造研究一、概念1定義平衡剖面：狹義上指構(gòu)造發(fā)育剖面。平衡剖面原理：在垂直構(gòu)造走向的剖面上,地層長(zhǎng)度

10、和面積(2D) 是均衡的。 平衡剖面技術(shù)：利用數(shù)學(xué)手段對(duì)盆地構(gòu)造發(fā)育史進(jìn)行正演和反演模擬,再現(xiàn)地下構(gòu)造的原始幾何形態(tài)。是計(jì)算機(jī)技術(shù)和地震解釋的較完美結(jié)合“。2經(jīng)典的平衡剖面從幾何學(xué)角度提出了3條剖面恢復(fù)的基本原則（1）是(體積)面積不變?cè)瓌t;（2）是巖層厚度不變?cè)瓌t;（3）是剖面中各標(biāo)志層的長(zhǎng)度一致原則3地下斷層構(gòu)造形式4斷層形成時(shí)期和發(fā)育歷史的研究同生斷層：指沉積盆地發(fā)育過(guò)程中，與沉降、沉積過(guò)程同時(shí)發(fā)生、發(fā)育的斷層。 同生斷層的特征： 地層厚度：下降盤(pán)明顯增大 落差：隨深度增加而增大 同生斷層的活動(dòng)時(shí)期：可根據(jù)斷層兩側(cè)同層厚度變化研究活動(dòng)強(qiáng)度：可用生長(zhǎng)指表征5斷層封閉性研究（1）斷面兩側(cè)的巖

11、性條件儲(chǔ)層與對(duì)盤(pán)非滲透性巖層接觸儲(chǔ)層與對(duì)盤(pán)砂巖(滲透性巖層)接觸儲(chǔ)層與對(duì)盤(pán)低滲透性巖層接觸儲(chǔ)層與斷裂帶發(fā)育的非滲或低滲斷層巖(墻)接觸（2）斷層面及兩側(cè)巖層的排驅(qū)壓力 斷層兩側(cè)巖層的排驅(qū)壓力相同或接近-斷層不封閉；排驅(qū)壓力差別大-斷層封閉 同時(shí)，某斷層的封閉性不是一成不變的 若斷面(斷裂帶)排驅(qū)壓力兩側(cè)巖層排驅(qū)壓力-斷層封閉;斷面(斷裂帶)排驅(qū)壓力兩側(cè)巖層排驅(qū)壓力-斷層開(kāi)啟 （3）斷層的力學(xué)性質(zhì)張性斷裂-易造成開(kāi)啟性斷層 壓扭性斷裂-易造成封閉性斷層（4）斷層活動(dòng)強(qiáng)度活動(dòng)弱破裂輕，裂隙不發(fā)育封閉活動(dòng)強(qiáng)烈破碎嚴(yán)重、裂隙發(fā)育開(kāi)啟（5）斷層產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀配置關(guān)系 同向斷層-封閉能力一般都較差反向斷層(反向屋脊式)-封閉性通常較好（6）單井?dāng)帱c(diǎn)的測(cè)井曲線(xiàn)特征砂泥巖剖面：測(cè)井曲線(xiàn)一般聲波時(shí)差大，井徑擴(kuò)大，密度和電阻率降低； 碳酸鹽巖剖面：低中子伽馬、低 GR、低 R，井徑擴(kuò)大、聲波時(shí)差大，密度小（7）斷