基本介紹
- 中文名：斷層油氣藏
- 外文名：oill gas fault pool
- 類型：油氣藏
- 形成：烴類流體
- 特點：多、雜、亂、散
- 學科：石油及天然氣地質學
介紹,形成作用,特點,類型,
介紹
油氣藏是世界各含油氣盆地中廣泛分布的一種類型。我國的油氣勘探實踐也證明，無論是在西北古生代褶皺區，還是在東部地台區，斷層油氣藏的分布都很廣泛。尤其在東部地台區，中生代以來塊斷運動比較活躍，形成很多斷陷盆地，同時在盆地的斜坡帶以及背斜帶上，也產生了大量斷層，形成了為數眾多的斷層油氣藏。例如在渤海灣盆地，大量油氣藏都是屬於這種類型。因此，研究斷層油氣藏的形成條件和特點，對油氣勘探工作有重要的實際意義。
形成作用
斷層破壞了岩層的連續性。斷層的性質、破碎和緊結程度，以及斷層面兩側岩性組合間的接觸關係等，對油氣運移、聚集和破壞都有密切關係。有時同一斷層，在深部和淺部所起的作用不同;在歷史發展過程中，在不同時期內，也可能起著封閉或破壞兩種相反的作用。
因此，斷層對油氣藏形成的作用，應從多方面考慮，特別是要深人地分析斷層的發展歷史與聚油期之間的關係、斷層兩側的地層組合關係以及斷層面的封閉性和開啟性，這樣才能正確認識斷層的作用，找出斷層與油氣聚集的規律。從油氣運移和聚集來看，斷層對油氣藏的形成，有兩方面的作用:封閉作用及通道或破壞作用。
1.封閉作用
所謂封閉作用，是指由於斷層的存在，使油氣在縱、橫向上都被密封而不致逸散，最後聚集成油氣藏。
在縱向上，斷層的封閉作用決定於斷層帶的緊密程度，主要取決於以下四個因素:
(1)斷層的性質及產狀。由於所受外力不同，產生不同性質的斷層。受壓扭力作用產生的斷層，斷裂帶表現為緊密性的，常使斷層面具封閉性質;而張性斷層的斷裂帶常不緊密，易起通道作用。但這並不是說張性斷層的封閉性一定比壓扭性斷層的差，渤海灣盆地中新生代地層中的斷層幾乎都是張性正斷層，但都具有良好的封閉性能，斷層的產狀也影響其封閉性能，斷面陡，封閉性差;斷面緩，封閉性好。
(2)斷層帶內，由於地下水中溶解物質(如碳酸鈣)沉澱，將破碎帶膠結起來，形成所謂斷層牆而起封閉作用。
(3)在塑性較強的地層中(如泥岩)產生斷層，沿斷層面常形成緻密的斷層泥，可起封閉作用。在砂泥岩層系中，一般來說斷開地層中泥質岩所占比率越大，其封閉性越好。
(4)油氣沿開啟的斷裂帶運移過程中，由於原油的氧化作用，形成固體瀝青等物質，堵塞了運移通道，也可起封閉作用。
在橫向上封閉與否，取決於斷距的大小，以及斷層兩側岩性組合的接觸關係。由於斷層的斷距在橫向上和縱向上都有變化，在沉積盆地內岩性組合也變化多端。因此，斷層能否起封閉作用，也是變化不一的。但是，其最基本的條件是斷層兩側的滲透性岩層不直接接觸，俗稱“砂岩不見面”，就可起封閉作用;反之，則不能起封閉作用。一般情況下，對於由大段泥岩夾砂岩組成的剖面，斷距小於泥岩厚度時，封閉條件較好;在大段泥岩層內的單層砂岩，受斷距的影響也較小。形成斷層圈閉的另一個基本條件是斷層位於儲集層的上傾方向。因此，在研究斷層封閉時，必須注意斷層面傾向與地層傾向間的組合關係，正確地判斷出究竟是上升盤封閉，還是下降盤封閉。當斷層兩側的地層向相反方向傾斜時，則上下盤都可能形成良好的圈閉條件。
斷層圈閉的閉合高度及閉合面積，決定於斷距的大小及其與蓋層、儲集層厚度的關係。若斷距使蓋層將儲集層全部遮擋，則所形成圈閉的閉合高度大、閉合面積也大，圈閉面積等於溢出點(斷層線與儲集層頂面構造等高線的最低切點)等高線和斷層線所圈閉的面積;若蓋層只封閉住儲集層的上部，則儲集層上部的封閉部分亦可形成圈閉，但其閉合高度小於儲集層的厚度，其圈閉面積也小。
從本質上來說，斷層的封閉能力取決於斷層面兩側對置岩層的排替壓力差。通常在砂岩上傾方向被斷層另一盤的泥岩相對置而形成斷層圈閉，由於封堵泥岩具有較高的排替壓力，可阻止油氣橫向運移，故可用烴柱高度來表示封堵能力。
2.通道和破壞作用
由於斷裂活動開啟程度高，常常破壞了原生油氣藏的平衡狀態，斷層就成為油氣運移的通道。如果遇到斷層斷至上部某一地層中而消失，且其上部有良好的蓋層，則可形成次生油氣藏。這種次生油氣藏的層位往往與斷層的部位相吻合。如大港油田，斷層斷開的最高部位在離地面以下600 -- 700m處，淺層次生油氣藏也在此深度以下形成;又如東辛油田，縱向上含油氣井段跨度逾2 OOOm，最淺的含氣層位明化鎮組也是主要斷層活動結束的層位。說明在這些地區，斷層是溝通深部原生油藏與淺部次生油藏的重要通道「ss}0
但是，也有的斷層斷至地面，油氣可以完全逸散而破壞了油氣藏，例如柴達木盆地的油砂山油田，本來為完整的背斜油藏，後因垂直構造軸線發生一條大斷距的斷層，將東側油層抬高暴露於地面，油藏則全部遭到破壞。西側油層下降，被斷層封閉仍保留了商業性油藏。
總之，斷層對油氣藏形成所起的作用具有兩重性，既可以起封閉作用，也可以起通道和破壞作用。對一個沉積盆地內的斷層，如何判斷它們是起積極的封閉作用，還是起消極的破壞作用，應該從斷層發育史與沉積和聚油期關係來研究。在我國東部地台區的一些斷陷盆地內，有些發育早、斷距大的基底斷裂，常常控制沉積盆地的邊界及生、儲、蓋組合的沉積範圍。
特點
油氣層上傾方向或各個方向被斷層所限是斷層油氣藏的基本特點之一。
由於斷層發育使油氣藏複雜化，斷層油氣藏常具有多、雜、亂、散的特點。即在構造複雜的斷裂帶，斷層油氣藏形式、個數較多，油氣水關係複雜，各斷塊含油層位、含油高度和含油麵積都可很不一致，含油斷塊分散，分割性強。
斷層附近儲集層滲透性變好。沿斷裂帶的岩石，常被擠壓而破裂形成裂隙，增大了儲集層的滲透性，使油氣富集於斷層附近。特別是在緻密性脆而易碎的儲集層內，這種現象尤為顯著。
斷層油氣藏的閉合高度和閉合面積取決於斷距大小，蓋層和儲集層厚度，同時還與斷層位置及性質有關。如斷層發育在鼻狀構造翹起部分，或發生在閉合度小的構造沿區域傾斜翹起的方向，且斷層又是封閉的，則將增加其含油麵積和含油高度。
油氣富集帶常在斷層靠近油源一側。複雜性和多樣性是斷層油氣藏固有的特點，並且與各時期構造運動的性質和強弱有關。因此，掌握和了解一個地區的構造運動規律，將有利於斷層油氣藏的勘探。
類型
斷層圈閉的型式多種多樣，可從不同角度進行分類。根據斷層性質可將斷層油氣藏分為正斷層遮擋油氣藏和逆斷層遮擋油氣藏，在我國東部中新生界裂谷盆地中的油氣藏均為正斷層遮擋油氣藏。根據斷層傾向與儲層傾向之間的關係，可將其分為同向正斷層遮擋油氣藏和反向正斷層遮擋油氣藏，前者斷層與儲集層傾向一致，通常斷距大於儲集層厚度方能形成圈閉;後者斷層與儲集層的傾向相反，斷層與儲集層構成屋脊形式，所形成的油氣藏又稱為屋脊斷塊油氣藏。屋脊斷塊圈閉比同向正斷層圈閉易於形成，故在斷層遮擋油氣藏中，大多數為屋脊式油氣藏。如渤海灣盆地東辛油田中的斷層油氣藏，屋脊斷塊油藏約占90%以上。
各類斷層油氣藏在成因上有著內在的聯繫，其最基本的共同點，就是它們都是在地層的上傾方向為斷層所封閉。通常根據斷層線與儲集層構造等高線的組合關係，可分為下列幾種類型。
1.斷鼻構造油氣藏油藏剖面圖(據王秉海等)
它是由斷層與鼻狀構造組成的圈閉及其油氣藏。在區域傾斜的背景上，鼻狀構造的上傾方向被斷層所封閉，在其中聚集了油氣就形成這種類型的油氣藏。渤海灣盆地大量分布這類油氣藏，如永安鎮油氣田永12斷塊沙二下油氣藏。該油氣藏儲集層為沙二下塊狀砂岩，呈一向北抬起的鼻狀構造，被近東西向延伸的北掉斷層切割，形成斷鼻油氣藏。由於油氣源充足，儲層物性好，斷層封堵能力強，因而含油氣層厚度很大，最厚可達70多米。
2.弧形斷層斷塊油氣藏
在傾斜儲集層的上傾方向，黃了一向上傾凸出的彎曲斷層(弧形斷層)面所包圍;在構造圖上表現為較平直的構造等高線與彎曲斷層線相交，形成圈閉條件。
3.交叉斷層斷塊油氣藏
在傾斜儲集層的上傾方向，為一兩條相交叉的斷層所包圍;在構造圖上表現為較平直的構造等高線與交叉斷層相交。青海柴達木盆地冷湖油田某斷層油藏可以作為這類油氣藏的典型實例。渤海灣盆地也分布有大量這種類型的油氣藏。
4.多斷層複雜斷塊油氣藏
在許多複雜斷塊區，往往有多組斷層的交叉切割與地層產狀相結合，組成各種幾何形態的含油氣斷塊，遮擋的斷層往往是多條，許多成為封閉斷塊，形成複雜斷塊圈閉。在儲集層上傾方向及側向被三條或更多的斷層切割封閉，形成半封閉或封閉型斷塊，構造圖上表現為多條斷層與構造等高線構成閉合區，如東辛油田的營13斷塊區。
5.逆斷層斷塊油氣藏
這類油氣藏出現在擠壓盆地的邊緣地區，由盆地邊緣多組逆斷層或逆掩斷層與儲集層結合而形成的各種形態的含油氣斷塊。在逆掩斷層上盤，形成了逆掩斷塊油氣藏，在逆掩斷層下盤，常常形成隱藏性掩覆斷塊油氣藏，如克拉瑪依油田北緣斷塊的一些油氣藏。
上述五種斷層油氣藏的圈閉形式有一個共同點，就是必須形成一個閉合的空間。從構造圖上看，在斷層本身是封閉性的前提下，形成斷層圈閉的必要條件是:斷層線與構造等高線或與岩性尖滅線必須是閉合的。反之，不具備上述條件，就不能形成斷層圈閉。
我國各含油氣地區，尤其是渤海灣盆地，斷層與儲集愁層形成各式各樣的圈閉組合形式，即形成大小、形態都不一樣的斷塊，許多學者將這類斷層油氣藏稱為斷塊油氣藏，在實際工作中斷塊油氣藏這一名稱也廣為使用。在不同地區，為了區分不同類型的斷塊油氣藏，又根據斷塊的形態分為扇形、梯形、三角形、菱形等斷塊油氣藏。
需要指出，斷層油氣藏與斷塊油氣藏不宜作為同義語，後者應是前者的一部分，斷塊油氣藏泛指那些靠封閉斷層與不具構造形態的傾斜儲集層組成的圈閉油氣藏，常常是由多條斷層將儲集層分割成各式各樣的斷塊，或者是由單一彎曲斷層與傾斜儲集層構成圈閉，單個圈閉小而破碎;而將斷層與具有一定構造形態的鼻狀構造組成的斷層遮擋油氣藏稱為斷鼻油氣藏，這類油氣藏含油麵積往往較規則，儲集層上傾方向為斷層遮擋，含油範圍常呈半背斜狀。
