一种适用于张扭性断层泥岩涂抹效果的评价方法

摘要

本发明公开了一种适用于张扭性断层泥岩涂抹效果的评价方法，包括以下步骤：第1步：根据区域地质背景及断裂的组合形态，确定张扭性断层；第2步：在垂直断层走向的地震剖面上，通过时深转换，得到张扭性断层的倾斜滑距L；第3步：根据钻遇断层并取心的岩心观察，获得断面擦痕的方向，得到断层总滑距的方向与走向滑距的夹角∠α；第4步：利用三角函数：L1＝L/sinα，得到断层总滑距L1；第5步：将录井岩性资料投影到地质剖面上，得到断裂两盘不同层位的岩性对接关系；第6步：将被断泥岩的累积厚度H与张扭性断层的总滑距进行比值，得到计算公式DMSP。本发明可以准确计算和厘定张扭性断层的封闭能力，实现对油气运移方向的预测和评价。

权利要求

1.一种适用于张扭性断层泥岩涂抹效果的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

第1步：根据区域地质背景及断裂的组合形态，确定张扭性断层；

第2步：在垂直断层走向的地震剖面上，通过时深转换，得到张扭性断层的倾斜滑距L；

第3步：根据钻遇断层并取心的岩心观察，获得断面擦痕的方向，得到断层总滑距的方向与走向滑距的夹角∠α；

第4步：因倾斜滑距L已知，利用三角函数：L1＝L/sinα，得到断层总滑距L1；

第5步：将录井岩性资料投影到地质剖面上，得到断裂两盘不同层位的岩性对接关系；

第6步：将被断泥岩的累积厚度H与张扭性断层的总滑距进行比值，即可得到张扭性断层泥岩涂抹效果计算公式DMSP，即Declining Mud Smear Potential。

2.根据权利要求1所述的一种适用于张扭性断层泥岩涂抹效果的评价方法，其特征在于，所述第1步以及第2步中，使用的数据包括高精度三维地震数据体、二维地震剖面、测井曲线、岩性资料、断裂平面构造图；在Petrel软件中，利用测井曲线和岩性资料校正地震剖面，确定层位以及断裂位置，在平面构造图上测量断裂走向；在垂直断层走向地震剖面上选择标志层作为相当层，测量标志层断点之间的倾斜滑距，通过时深转换，得到倾斜滑距L。

3.根据权利要求1所述的一种适用于张扭性断层泥岩涂抹效果的评价方法，其特征在于，所述第3步中，当钻井垂直穿过断裂带，并且在断裂带定向取芯时，所获得的岩心即包含断面信息，包括断裂的倾向、倾角、走向，根据断面上的擦痕的方向，即可判断出断层的总滑距方向；根据岩心定向数据以及断裂的走向，测量并计算擦痕与走向滑距的夹角∠α。

4.根据权利要求1所述的一种适用于张扭性断层泥岩涂抹效果的评价方法，其特征在于，所述第5步中，对地震剖面进行精细解释后，在CorelDRAW软件中将录井岩性资料投影到地质剖面上，画出岩性对接剖面，得到断裂两盘不同层位的岩性资料，沿着断面测量被断每层泥岩的厚度hi，计算被断泥岩累计厚度H。

5.根据权利要求1所述的一种适用于张扭性断层泥岩涂抹效果的评价方法，其特征在于，所述第6步中，将计算得到的被断泥岩累计厚度H与张扭性断层总滑距进行比值，即可计算张扭性断层沿断面的涂抹效果，评价其封闭性：式中，DMSP为张扭性断层泥岩涂抹效果；hi：第i层的泥岩厚度，单位为m；n：泥岩层数；L：倾斜滑距，单位为m；∠α：擦痕与断层走向之间的夹角。

说明书

一种适用于张扭性断层泥岩涂抹效果的评价方法

技术领域

[0001] 本发明属于油气勘探领域，具体的说，涉及一种适用于张扭性断层封闭性的评价方法。

背景技术

[0002] 断层是含油气盆地中一种非常重要的构造类型，它的形成与演化不仅控制着盆地的构造和演化，而且还控制着圈闭的形成与发展，直接或间接地控制着盆地内烃源岩、储层的发育特征，并控制着油气的运移、聚集及油气藏的分布。断层对油气成藏的控制作用，主要表现在对油气的运移、聚集过程及油气分布的控制。其中断层的开启性与封闭性对油气的运移、聚集和油气藏的破坏及再聚集起到重要的作用。

[0003] 对于断层封闭性的研究一直都受到国外很多学者的青睐。在断层封闭性研究的早期阶段，多是探讨的理论方面，现今则主要集中在怎样预测断层的封闭性。经前人研究，现阶段共有五种断层封闭机理(付广等，2005；赵密福等，2005；杨智等，2005；田辉等，2003；付广等，1998)：1)泥岩涂抹封闭：这会使断裂带产生较高的突破压力；2)对接封闭：低渗泥页岩与砂岩对接造成遮挡封闭；3)破碎作用封闭：由于破碎作用形成的细粒断层泥，使断层形成了较高的毛细管突破压力；4)成岩封闭：对于排替压力小的断裂带，如果后期发生胶结、重结晶等成岩作用及断层运移的原油发生的沥青化的作用也将造成断裂带孔渗小、物性差的特点，这样就可以阻止油气运移，形成良好的侧向封堵；5)层、片状硅酸盐封闭：是由碎屑成岩的层状硅酸盐形或片状硅酸盐薄层变形引起的，封闭程度与发生变形的硅酸盐的结构和连续性有关。

[0004] 由于断层封闭性研究在实践中的重要性，所以出现了大量的研究方法。主要包括断层活动性、断层产状、泥岩涂抹、断层的力学性质及两侧的岩性配置、断层的封堵系数和构造应力场等(周林帅等，2010；吕延防等，2007；赵密福等，2006)。当断层一盘储集层的上倾方向与对盘的渗透层对接时，断层封堵效果差。若储层与大套泥岩或塑性较强的化学岩接触时，则断层在这个层段的封闭性好。通过Allan作图法可以比较直观看到断层两侧的地层分布以及断层两侧砂-砂的对接情况，从而更准确判断出断层在侧向上的封闭情况。如果断层的倾向与断面两侧地层的倾向相同时，断层面本身具有一定的开启性，断层封堵效果较差；反之，断层的封闭能力较好。若断层在油气生排烃期已经停止活动，往往具有一定的垂向封闭性，能够封堵储集层中油气，防止其运移散失；并且停止越久，封闭效果越好，相反，在油气生排烃期，若断层仍活动，那么断层在垂向上的封闭性往往差，故可作为通道沟通深层烃源岩和浅层的有效圈闭，在浅层可发现油气藏。断面的紧闭程度(具体通过计算主应力实现)是由断面压力控制的；压力越大，紧闭程度就会越好，在垂向上，断层的封堵效果就越好。据断层落差、盖层厚度和断层倾角等参数计算的断层横向上以及纵向上的封堵系数，能在横向、纵向上定量评价断层封堵流体能力。利用油藏地球化学方法主要适用于判断在生排烃期时断层的封闭情况，采用的方法是对比分析分布在断层两侧附近的油层的地球化学参数，这种方法简单、实用；被广大的科研人员所采用。利用声波时差与岩石的排驱压力成反比。通过分析研究区测井上的声波时差资料来确定目的岩层的排驱压力大小，从而可分析确定断层垂向上的封闭流体的能力。需要注意的是，以上绝大多数研究方法都需要在地层格架准确无误时才能正常应用。

[0005] 近年来，断层面物质涂抹分析法逐步成为了一种定量评价断层封闭性的有效方法，同时也是定量判断泥岩涂抹带在断层面是否连续分布的一个重要的参数。泥岩涂抹是指由于断裂活动，导致一些塑性的泥岩覆盖在断层面上的现象。因其孔渗性较小，故排替压力呈现高值，可封闭两侧储层。具体可通过Bouvier(1989)的泥岩沾污潜力CSP(Clay Smear Potential)；lindsay等(1993)提出的泥岩沾污因子SSF(Shale Smear Factor)和Yielding等(1997)提出的断层泥比率SGR(Shale Gouge Ratio)来进行定量评价。但是以上提出的断层泥岩涂抹效果定量评价方法主要是针对两盘沿断面倾向上下滑动的断层，仅适用于正断层和逆断层，而对于既存在沿断面走向滑距又存在沿断面倾向滑距的张扭性断层适用性较差，或者说缺乏有效的评价方法。

[0006] 因此，如何提供一种适用于张扭性断层泥岩涂抹效果的定量评价方法，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

[0007] 有鉴于此，本发明提供了一种适用于张扭性断层泥岩涂抹效果的定量评价方法，其可以准确计算和厘定张扭性断层的封闭能力，实现对油气运移方向的预测和评价，解决了现有技术中存在的评价方法适用性较差的技术缺陷。

[0008] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0009] 一种适用于张扭性断层泥岩涂抹效果的评价方法，包括以下步骤：

[0010] 第1步：根据区域地质背景及断裂的组合形态，确定张扭性断层；

[0011] 第2步：在垂直断层走向的地震剖面上，通过时深转换，得到张扭性断层的倾斜滑距L；

[0012] 第3步：根据钻遇断层并取心的岩心观察，获得断面擦痕的方向，得到断层总滑距的方向与走向滑距的夹角∠α；

[0013] 第4步：因倾斜滑距L已知，利用三角函数：L1＝L/sinα，得到断层总滑距L1；

[0014] 第5步：将录井岩性资料投影到地质剖面上，得到断裂两盘不同层位的岩性对接关系；

[0015] 第6步：将被断泥岩的累积厚度H与张扭性断层的总滑距进行比值，即可得到张扭性断层泥岩涂抹效果计算公式DMSP，即Declining Mud Smear Potential。

[0016] 优选地，所述第1步以及第2步中，使用的数据包括高精度三维地震数据体、二维地震剖面、测井曲线、岩性、断裂平面构造图；在Petrel软件中，利用测井曲线和岩性资料校正地震剖面，确定层位以及断裂位置，在构造平面图上测量断裂走向；在垂直断层走向剖面上选择标志层作为相当层，测量标志层断点之间的倾斜滑距，通过时深转换，得到倾斜滑距L。

[0017] 优选地，所述第3步中，当钻井垂直穿过断裂带，并且在断裂带定向取芯时，所获得的岩心即包含断裂面信息，包括断裂的倾向、倾角、走向，根据断面上的擦痕的方向，即可判断出断裂的总滑距方向；根据岩心定向数据以及断裂的走向，测量并计算擦痕与走向滑距的夹角∠α。

[0018] 优选地，所述第4步中，根据擦痕、断层走向的夹角∠α以及倾斜滑距L，就可以得到总滑距L1：

[0019] L1＝L/sinα

[0020] 优选地，所述第5步中，对地震剖面进行精细解释后，在CorelDRAW软件中将录井岩性资料投影到地质剖面上，画出岩性对接剖面，得到断裂两盘不同层位的岩性资料，沿着断面测量被断每层泥岩的厚度hi，计算被断泥岩累计厚度H。

[0021] 优选地，所述第6步中，将计算得到的被断泥岩累计厚度H与张扭性断层总滑距进行比值，即可计算张扭性断层沿断面的涂抹效果，评价其封闭性：

[0022]

[0023] 式中，DMSP为张扭性断层泥岩涂抹效果；hi：第i层的泥岩厚度，单位为m；n：泥岩层数；L：倾斜滑距，单位为m；∠α：擦痕与断层走向之间的夹角。

[0024] 本发明的有益效果：在实际操作中，现有技术中往往忽略张扭性断层与正断层的区别，而采用常规的、适用于正断层的评价方法，例如采用Bouvier(1989)提出的泥岩沾污潜力CSP(Clay Smear Potential)、lindsay等(1993)提出的泥岩沾污因子SSF(Shale Smear Factor)和Yielding等(1997)提出的断层泥比率SGR(Shale Gouge Ratio)来进行定量评价，导致评价结果与油气勘探实践误差较大。本发明解决了现有技术中由于缺乏有效的方法，对张扭性断层的封闭性评价难度大的技术缺陷；本发明的技术方案从张扭性断层活动期真实滑动轨迹出发，考虑到断层的走向滑动对泥岩涂抹效果的影响，提出了专门针对张扭性断层泥岩涂抹效果的评价方法，对张扭性断裂更适用，评价结果也更准确。本方法在渤海湾盆地济阳坳陷惠民凹陷临商断裂带油气精细勘探中使用，使钻井成功率提高了30％。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0026] 图1位本发明封闭性计算原理示意图。

具体实施方式

[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行完整、清楚的描述。

[0028] 如图1所示，本发明公开了一种适用于张扭性断层泥岩涂抹封闭性评价方法，其包括如下步骤：

[0029] 第1步：根据区域地质背景及断裂的组合形态，确定张扭性断层；

[0030] 第2步：在垂直断层走向的地震剖面上(图1中的M面)，通过时深转换，得到张扭性断层的倾斜滑距L(图1中线段BA’)。

[0031] 第3步：根据钻遇断层并取心的岩心观察，获得断面擦痕的方向(图1中D指示)，得到断层总滑距的方向与走向滑距的夹角(见图1中的∠α)。

[0032] 第4步：因倾斜滑距L已知，利用三角函数：L1＝L/sinα，得到断层总滑距L1。

[0033] 第5步：将录井岩性资料投影到地质剖面上，得到断裂两盘不同层位的岩性对接关系。

[0034] 第6步：将被断泥岩的累积厚度(H)与张扭性断层的总滑距进行比值，即可得到张扭性断层泥岩涂抹效果计算公式DMSP(Declining Mud Smear Potential)。

[0035] 进一步地，在第1步以及第2步中，使用的数据包括高精度三维地震数据体、二维地震剖面、测井曲线、岩性、断裂平面构造图等。在Petrel软件中，利用测井曲线和岩性资料校正地震剖面，确定层位以及断裂位置，在构造平面图上测量断裂走向。在垂直断层走向剖面上选择标志层作为相当层，测量标志层断点之间的倾斜滑距，通过时深转换，得到L(图1中线段BA’)。

[0036] 第3步中，当钻井垂直穿过断裂带，并且在断裂带定向取芯时，所获得的岩心即包含断裂面信息，包括断裂的倾向、倾角、走向等，根据断面上的擦痕的方向，即可判断出断裂的总滑距方向。根据岩心定向数据以及断裂的走向，测量并计算擦痕与走向滑距(断层走向)的夹角∠α(图1中∠α)。

[0037] 第4步中，根据擦痕与断层走向的夹角α，以及倾斜滑距L，就可以得到总滑距L1：

[0038] L1＝L/sinα＝BA’/sin∠BAA’

[0039] 第5步中，对地震剖面进行精细解释后，在CorelDRAW软件中将录井岩性资料投影到地质剖面上，画出岩性对接剖面，得到断裂两盘不同层位的岩性资料，沿着断面测量被断每层泥岩的厚度hi，计算被断泥岩累计厚度H。

[0040] 第6步中，将计算得到的被断泥岩累计厚度H与张扭性断层总滑距进行比值，即可计算张扭性断层沿断面的涂抹效果，评价其封闭性：

[0041]

[0042] 式中，DMSP为张扭性断层泥岩涂抹效果；hi：第i层的泥岩厚度(m)；n：泥岩层数；L：倾斜滑距(m)；∠α：擦痕与断层走向之间的夹角；。

[0043] 其中，图1中：h1：第1层泥岩厚度(m)；L：张扭性断层倾斜滑距(m)；L1：张扭性断层总滑距；∠α：擦痕与断层走向之间的夹角；M：垂直断层走向剖面；D：断面擦痕；A与A’：相当点。

[0044] 砂泥岩层序中用DMSP指数评定张扭性断裂封闭性简单实用，砂泥岩互层中泥岩层厚度越大，计算结果越大，断裂封闭性越好。

[0045] 以往对张扭性断层的封闭性评价，由于缺乏有效的方法，导致评价难度大，在实际操作中，往往忽略其与正断层的区别，而采用常规的、适用于正断层的评价方法，例如采用Bouvier(1989)提出的泥岩沾污潜力CSP(Clay Smear Potential)、lindsay等(1993)提出的泥岩沾污因子SSF(Shale Smear Factor)和Yielding等(1997)提出的断层泥比率SGR(Shale Gouge Ratio)来进行定量评价，导致评价结果与油气勘探实践误差较大。本计算方法从张扭性断层活动期真实滑动轨迹出发，考虑到断层的走向滑动对泥岩涂抹效果的影响，提出了专门针对张扭性断层泥岩涂抹效果的评价方法，对张扭性断裂更适用，评价结果也更准确。本方法在渤海湾盆地济阳坳陷惠民凹陷临商断裂带油气精细勘探中使用，使钻井成功率提高了30％。

[0046] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。