測井地質(zhì)學(xué)-7斷裂帶的封堵作用

1、斷裂帶的封堵作用及研究方法介紹斷裂帶的封堵機(jī)理斷裂帶的封堵機(jī)理 N.L.Watts（1987年）認(rèn)為阻止油氣運(yùn)移年）認(rèn)為阻止油氣運(yùn)移的封堵機(jī)理是毛細(xì)管（薄膜封堵）、水力封堵、的封堵機(jī)理是毛細(xì)管（薄膜封堵）、水力封堵、壓力封堵、濃度封堵。由于斷裂帶常存在早期破壓力封堵、濃度封堵。由于斷裂帶常存在早期破裂隙，如果裂隙處于閉合或弱封堵條件下，當(dāng)油裂隙，如果裂隙處于閉合或弱封堵條件下，當(dāng)油氣柱的進(jìn)入能量可以使這些裂隙重新壓開，這種氣柱的進(jìn)入能量可以使這些裂隙重新壓開，這種封堵是典型的水力封堵，裂隙的重新開啟的過程封堵是典型的水力封堵，裂隙的重新開啟的過程稱水力封堵失效過程。稱水力封堵失效過程。斷裂帶封

2、堵的幾個(gè)概念斷裂帶封堵的幾個(gè)概念1) 斷層的開啟：指斷層面及斷層裂縫帶的縫斷層的開啟：指斷層面及斷層裂縫帶的縫未完全愈合，對流體的流動(dòng)是有效的。未完全愈合，對流體的流動(dòng)是有效的。2） 斷層的愈合：指斷層面及裂縫縫面愈合，斷層的愈合：指斷層面及裂縫縫面愈合，愈合越好，愈合越好， 封堵性就越好。封堵性就越好。3） 斷層封堵：指斷層面愈合或被充填等，斷斷層封堵：指斷層面愈合或被充填等，斷裂裂縫帶也被充填，對流體的流動(dòng)完全無效。裂裂縫帶也被充填，對流體的流動(dòng)完全無效。斷裂帶形成封堵的地質(zhì)作用斷裂帶形成封堵的地質(zhì)作用造成斷裂帶形成封堵的地質(zhì)作用主要有以下幾種類型：造成斷裂帶形成封堵的地質(zhì)作用主要有以下幾

3、種類型：指由于應(yīng)力作指由于應(yīng)力作用使得斷面上用使得斷面上測的巖體（或測的巖體（或斷層帶裂隙巖斷層帶裂隙巖體）發(fā)生變形，體）發(fā)生變形，而使斷面和裂而使斷面和裂縫閉和，從而縫閉和，從而造成斷層具有造成斷層具有一定封堵性的一定封堵性的作用。作用。1）斷面的應(yīng)力愈合作用）斷面的應(yīng)力愈合作用2）斷面裂隙的成巖膠結(jié)或充填作用）斷面裂隙的成巖膠結(jié)或充填作用3）破裂斷層帶的糜棱化作用（圖）破裂斷層帶的糜棱化作用（圖）4）斷面上泥質(zhì)涂抹作用和擠入作用）斷面上泥質(zhì)涂抹作用和擠入作用5）斷裂帶的?；饔茫嗔褞У牧；饔?）其它地質(zhì)作用）其它地質(zhì)作用斷裂帶形成封堵的情況和斷裂帶的結(jié)構(gòu)主要有：斷裂帶形成封堵的情況和斷

4、裂帶的結(jié)構(gòu)主要有：研究斷層封堵作用方法研究斷層封堵作用方法1)斷面封堵圖的編制及應(yīng)用斷面封堵圖的編制及應(yīng)用 斷面封堵圖就斷面封堵圖就是在同一坐標(biāo)系中是在同一坐標(biāo)系中將沿?cái)鄬拥纳舷卤P將沿?cái)鄬拥纳舷卤P地層按封堵層和儲地層按封堵層和儲層的產(chǎn)狀繪制出來，層的產(chǎn)狀繪制出來，從而反映斷層兩側(cè)從而反映斷層兩側(cè)的封堵層和儲層之的封堵層和儲層之間斜接情況的圖解間斜接情況的圖解（圖）。（圖）。 由于應(yīng)力作用使得斷面上側(cè)的巖體(或斷層帶裂隙巖體)發(fā)生變形，使斷面和裂縫閉合,從而造成斷層具有一定的封堵作用。 斷面的愈合程度由斷面壓力(PfA)來評價(jià) 。2)斷面的應(yīng)力愈合作用斷面的應(yīng)力愈合作用 考慮垂直應(yīng)力、水平地應(yīng)力

5、及地層壓力時(shí) ，斷面壓力(PfA) 可表達(dá)為：bvfAPSPsinsincos1式中: Sv-斷面某點(diǎn)處垂直應(yīng)力,Mpa ； 斷面傾角,o ； Pb-斷面某點(diǎn)處地層壓力,Mpa ； 1區(qū)域水平主應(yīng)力,Mpa； 與1斷層面走向夾角,o。 PfA反映了斷層面某點(diǎn)處巖體所受到的凈應(yīng)力值,如果設(shè)該點(diǎn)巖體的變形強(qiáng)度為s,則當(dāng): PfA s 巖體將發(fā)生變形而使斷層兩壁閉合,相反，則斷層面保持開啟.實(shí)際上，上述關(guān)系并沒有考慮因時(shí)間的增長斷層巖體的蠕變而形成斷面愈合。泥質(zhì)涂抹強(qiáng)度（泥質(zhì)涂抹強(qiáng)度（CSP）剖面圖的編制及應(yīng)用）剖面圖的編制及應(yīng)用通過對過斷層的地層剖面中砂層及泥巖層厚度統(tǒng)通過對過斷層的地層剖面中砂層

6、及泥巖層厚度統(tǒng)計(jì)（或用地震剖面解釋出砂、泥巖層），按各斷計(jì)（或用地震剖面解釋出砂、泥巖層），按各斷層點(diǎn)處的斷距，用下式計(jì)算出斷層每點(diǎn)的層點(diǎn)處的斷距，用下式計(jì)算出斷層每點(diǎn)的CSP值，值，按按CSP值大小分類，則可以進(jìn)行斷層封堵情況的值大小分類，則可以進(jìn)行斷層封堵情況的評價(jià)。評價(jià)。LhCSPi2式中：式中：hi過斷層某點(diǎn)的愿巖層厚度，過斷層某點(diǎn)的愿巖層厚度，m； L過斷層某點(diǎn)（計(jì)算點(diǎn)）距泥（頁）巖的距過斷層某點(diǎn)（計(jì)算點(diǎn)）距泥（頁）巖的距離，離，m。 斷裂填充物的巖性主要受到斷移地層巖性和斷距大小的影響。 提出以下參數(shù)對斷裂填充帶中泥質(zhì)含量進(jìn)行預(yù)測：式中：Rm斷裂帶中的泥質(zhì)含量，%； L斷層的斷距，

7、m； hi被斷層錯(cuò)開的第i層泥巖層厚度，m； n被斷層錯(cuò)斷的泥巖層層數(shù)。%1001LhRniim斷層封堵性 好 較好 中等 差 Rm（%） 755075 2550 25利用Rm評價(jià)斷層封堵性的等級標(biāo)準(zhǔn) 按照蓋層研究中利用泥質(zhì)含量大小確定封閉性好壞的標(biāo)準(zhǔn)，可得到利用斷裂填充物中泥質(zhì)含量大小確定斷層封閉性的等級劃分標(biāo)準(zhǔn)。 斷層封堵性評價(jià)的其他方法斷層封堵性評價(jià)的其他方法（1）斷層的應(yīng)力環(huán)）斷層的應(yīng)力環(huán)境不同，其封堵性境不同，其封堵性也可能有差別。也可能有差別。除上述方法外，還可從以下方面進(jìn)行研究：除上述方法外，還可從以下方面進(jìn)行研究：（2）根據(jù)斷層兩盤的地層壓力情況來分析斷層的封堵）根據(jù)斷層兩盤的

8、地層壓力情況來分析斷層的封堵性。性。（3）鉆遇斷層的井，如果測井、錄井資料反映出斷點(diǎn)）鉆遇斷層的井，如果測井、錄井資料反映出斷點(diǎn)處裂縫發(fā)育，則斷層可能是處于開啟狀態(tài)。處裂縫發(fā)育，則斷層可能是處于開啟狀態(tài)。（4）斷層兩側(cè)地層所產(chǎn)流體特征分析，根據(jù)斷裂附近）斷層兩側(cè)地層所產(chǎn)流體特征分析，根據(jù)斷裂附近地層所產(chǎn)流體可以對斷裂帶的封堵情況做出評價(jià)。地層所產(chǎn)流體可以對斷裂帶的封堵情況做出評價(jià)。（5）根據(jù)斷裂帶附近地質(zhì)特征分析可以對斷層封堵的）根據(jù)斷裂帶附近地質(zhì)特征分析可以對斷層封堵的風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行評價(jià)（圖）。風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行評價(jià)（圖）。斷層封堵性研究實(shí)例白水河斷裂白水河斷裂通濟(jì)場斷裂帶通濟(jì)場斷裂帶關(guān)口斷裂關(guān)口斷裂研

9、究區(qū)地質(zhì)圖研究區(qū)地質(zhì)圖研究區(qū)主要斷層要素統(tǒng)計(jì)研究區(qū)主要斷層要素統(tǒng)計(jì)斷層名稱斷層性質(zhì)斷層要素?cái)啻游谎由扉L度(Km)走向傾向傾角(o)斷距(m)通濟(jì)1 逆斷層 NE NW10-60400-800T2l-出露地表34通濟(jì)2 逆斷層 NE NW10-55500-700T2l-出露地表34關(guān)口 逆斷層 NE NW 25-70200-1100T2l-出露地表 45地層壓力研究鴨子河構(gòu)造壓力剖面圖 （ 井 深 m）壓 力 系 數(shù) （ mpa/100m）J3pJ3sJ2sJ2xJ2qT3x5T3x4T3x3T3x2T3tJ3pJ3sJ2sJ2xJ2qJ3pJ3sJ2sJ2xT3x5T3x4T3x3T3x2T

10、3tJ2qJ3pJ3sJ2sJ2xJ3pJ3sJ2sJ2xJ2qT3x5T3x4T3x3T3x2200040006000200020004000200020004000壓力過渡帶高壓帶微 超 壓 頂 界含 氣 層含 氣 含 水 層氣 層工 業(yè) 氣 層隆 豐 1189井92井185井95井1.01.41.801.01.41.801.01.41.801.01.41.801.01.41.80斷層封堵性評價(jià)程序界面斷層封堵性評價(jià)程序界面161線165線167線169線173線177線 通濟(jì)斷層斷面壓力分布在通濟(jì)斷層斷面壓力分布在10MPa50MPa，關(guān)口斷層斷面壓力主要分布在關(guān)口斷層斷面壓力主要分布在25MPa60MPa，而川西坳陷上三疊統(tǒng)致密砂巖的變形強(qiáng)度在而川西坳陷上三疊統(tǒng)致密砂巖的變形強(qiáng)度在10MPa40MPa之間，泥（頁）巖的變形強(qiáng)度之間，泥（頁）巖的變形強(qiáng)度在在5MPa10MPa之間，可見，在只考慮斷面之間，可見，在只考慮斷面壓力的情況下，通濟(jì)、關(guān)口斷層應(yīng)處于閉合狀壓力的情況下，通濟(jì)、關(guān)口斷層應(yīng)處于閉合狀