库车坳陷东部封闭层破裂及对油气成藏的影响

发布时间：2020-03-23 20:46

【摘要】：封闭层是异常流体压力分隔体的边界,使封隔体成为独立的压力系统(对内开放,对外封闭),是划分油气运聚、成藏系统的重要依据。一旦封闭层发生破裂,将引起封隔体内高压流体的向外泄露与重新运移。因此研究封闭层的破裂机制,阐述其对流体分隔体保存和破坏乃至油气运移成藏的影响,具有重要意义。本文以库车坳陷东部迪北斜坡带为重点研究对象,利用钻完井、测井、试油,井下测试等资料确定封闭层的层位分布及岩性特征和纵向压力分布特征,讨论边部封闭层的封闭能力。封闭层主要存在两种破裂形式——断裂与超压引起的破裂。所以通过研究断裂展布及发育特征,运用加载曲线法识别断裂引起封闭层破裂造成的压力传递现象;运用数值模拟手段恢复区域应力场,结合剩余压力特征,引入岩石破裂准则,展开封闭层超压破裂的研究,最后探讨了封闭层破裂条件下油气成藏模式并取得了以下认识:(1)封闭层受地层控制明显,最突出的三个封闭层为吉迪克组膏盐、膏质泥岩,舒善河组厚层泥岩,阳霞组夹煤层的厚泥岩层系。下侏罗统高压气藏顶部阳霞组泥岩层厚度大且分布稳定,具有高排替压力,发育欠压实具有高剩余压力,同时也作为高压气藏烃源岩,因此认为在未发生破裂情况下是良好的封闭层。(2)库车坳陷东部主要发育三条断裂带分别为北部依奇克里克断裂带、南部迪北断裂带和东部吐格尔明断裂带,断层与封闭层的断穿关系显示有三种类型分别为至地表穿盐断层、穿阳霞组封闭层的盐下断层、下侏罗统封隔体内部断层,而压力传递现象主要在迪北断裂带附近的盐下断层区出现。(3)数值模拟结果显示:迪北地区喜马拉雅晚期最大有效主应力为80MPa左右;最小有效主应力为25MPa左右,而该时期封隔体内阿合组储层剩余压力为30～36MPa。结合喜马拉雅晚期封闭层应力特征与封隔体内剩余压力,引入经格里菲斯准则修正后的岩石破裂条件,结果发现喜马拉雅晚期封闭层曾发生超压破裂现象,而在现今状态下保持完整性。(4)研究区具有早油晚气、晚期为主的油气充注特征:吉迪克组沉积时期表现为油气充注,库车期末则表现为天然气充注。大型断裂导致油气进一步运移至浅部盐下储层内成藏或由地表泄露,而小规模断裂会加速下侏罗统内油气的运聚成藏。喜马拉雅晚期封闭层发生超压破裂,其对早期油藏造成了一定的散失作用,而现今超压裂缝闭合,恢复封闭能力,有助于形成阿合组致密气藏。
【图文】：

克拉苏,特征对,封闭层,封隔体

封闭层的概念源于早期 Barker 等人对封隔体的研究，发现大多数盆地在纵向上存在两个或多个压力带。后来提出使用流体封隔体（Fluid Compartment）这一术语，而这些相对独立的压力系统都是被某类地质体隔开的。学者们认为封隔体实质上是存在于地下三维空间内被封闭层所包围的相对独立的地质体，而其封闭层大多为低渗透性的岩层或者断裂带。封闭层的存在是地层发育超压以及形成压力分隔体的前提条件，而封闭层超压破裂发生往往是由于分隔体内部具有超压（Sibson，1990）。目前识别手段主要是依靠钻测井，录井、试井等资料，结合地震解释（周兴熙，2006）首先确定岩性特征以及发育地层，而后处理井资料获得地层流体压力的数据，运用多口井封闭层的压力结构对比，认定纵向的压力特征，同时划分封闭层，了解封闭层的分布范围、类型、性质和对油气成藏的控制。徐士林（2003）基于流体封隔体的概念，以不同压力带的边界作为封闭层刻画了库车坳陷压力分隔体特征（图 1-1）。结果发现地下存在多个压力系统且被封闭层隔开，而封闭层自身最明显的特点便是受控于地层和岩性，例如受第三系的膏盐岩、含膏泥岩层。

失利原因

图 1-2 钻井失利原因分析.2.2 压力传递在断裂传递压力研究过程中，早期学者已注意到了各种类型的断裂与地层传递型之间的重要关系（Jones，1969；Fowler，1970），但主要研究局限于同沉积生长断层初认为断裂产生超压的原因在于断层作为侧向封闭层有效的阻止了孔隙水在排出。之后又认为是断层带内与周围岩层的压力改变是因为断裂带作为流体的有效运移，会因为深部的高压流体延断层向上运移，从而导致浅部压力显著升高，在地层压统中体现出压力传递的特征（Vasseur，1995；Xie et al，，2002；Tingay et al，2007）晓容等（2000）在对地层超压成因的研究及评价中将断裂发育地区存在的这种超压归为“他源高压”的一种，并且认为导致这种现象发生的原因是因为断层将封隔体闭层破坏，并且作为运移通道联通了多个具有不同剩余压力的分隔体。高压流体通层由高压区向低压区运移，压力也伴随流体发生改变，最终各个封隔体的剩余压力
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P618.13

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