砂—泥互层地层断裂带内部结构特征

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作者李颜辰
来源东北石油大学
出版年2017
摘要
断层做为流体运移通道或者遮挡物取决于其所发育的内部结构,断裂带具有断层核和破碎带二元结构。断层核是吸收断裂大部分位移的部分,包括断层岩、透镜体、滑动面等,破碎带中发育伴生的次级微构造。本文在充分调研砂岩和泥岩中断裂变形机制和内部结构的基础上,以秦皇岛柳江盆地低孔隙性砂-泥互层和柴达木盆地高孔隙性砂-泥互层断裂带为解剖对象,深入研究了高、低孔隙性砂-泥互层地层内断裂微观变形机制、微构造类型及断裂带结构特征,探索断裂带内部结构形成演化的过程及流体运移的规律,为断层封闭性、流体沿断裂运移规律和油气在断层附近聚集规律的研究奠定基础。秦皇岛柳江盆地黑山窑村剖面断裂带解剖表明,低孔隙性砂-泥互层地层内发育的断裂带其变形以破裂为主,断层核中发育滑动面、断层角砾岩、断层泥、泥岩涂抹以及砂岩透镜体;破碎带中主要发育产状与断层面近平行和共轭的两组裂缝,裂缝密度随距断层核距离增加而逐渐减小。部分角砾岩带和破碎带内裂缝充填方解石,表明该类型断裂带为流体垂向运移的通道。对比不同断距断裂带内部结构特征,断裂带具有从无断层核破碎带一元模式向不连续断层核破碎带二元模式再向连续断层核破碎带二元模式逐渐演化的模式。柴达木盆地高孔隙性砂-泥互层地层内断裂带解剖表明,高孔隙砂岩形成的微构造类型为变形带,变形带比母岩孔渗性要低,其类型又可按照成岩阶段和泥质含量分为解聚带、碎裂带和层状硅酸盐带。高孔隙砂-泥互层断裂带演化是源于变形带的发展,岩石受力首先形成单一的变形带,而后发生应变硬化作用使其进一步形成簇状变形带,伴随流体参与及断层泥作用发生应变软化,形成滑动面并演化为断层。低孔隙岩石中趋于形成高孔隙裂缝和高渗透性断裂带,高孔隙岩石变形趋向于形成低孔隙的变形带和低渗透性断裂带,断裂对储层具有反向改造作用,导致断层封闭类型和油气聚集模式存在很大差异。低孔隙性储层内形成断层油气藏,由于断裂带自身不具有封闭能力,断层侧向岩性对接为主要封闭类型,由于直接盖层较薄,只有区域性盖层受断裂错断才能形成一定规模对接,因此致密储层断层油气藏受区域性盖层和岩性对接双重因素封闭作用,形成块状断层油气藏。油气聚集模式有三个典型特征:一是油气富集在区域性盖层和较厚的局部性盖层之下;二是圈闭范围内最小断距决定油(气)—水界面,最大断距决定烃柱高度;三是油气主要富集在断裂上升盘。高孔隙性储层中断裂带封闭类型为断层岩封闭,油气在断层附近聚集依靠断层岩封闭和局部性盖层,形成层状断层油气藏。

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