CN104914481A - 一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，具体实例基于克拉玛依油田火山岩发育区。火山岩区断层封闭性形成机理主要为岩性对置与成岩作用，岩性对置特征可反映在两侧岩层密度的差异上，断面压力、紧闭程度等影响着断裂带的成岩作用；泥质碎屑物充填使断裂带的封闭性更强，后期流体注入亦起一定作用。基于此，本发明中首先建立断层面密度差的概念模型，多种参数(断面正应力、紧闭指数等)相结合评价成岩封闭及对接封闭，归纳封闭性影响因素，提出权重因子，通过权重系数构建数学模型，得到综合因子，综合评价断层封闭性。本发明考虑多种地质因素，能够满足断层封闭性定量评价的准确要求，可以广泛适用于油气资源地质勘探及开发评价领域。

Description

一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法

技术领域

本发明属于油气资源地质勘探及开发评价领域，具体涉及一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法。

背景技术

断层的演化过程分为活动与静止两类时期，处于活动状态时，断层开启，是油气垂向运移的主要通道，因此断层封闭性评价主要针对处于静止期的断层，查明其对油气是起封闭作用或是输导作用。断层封闭性评价历经了定性与定量两个阶段，最初以分析断层封闭的形成机理，砂泥对接、泥岩涂抹、成岩特征等均可产生封闭条件，使用“封闭”与“不封闭”定性描述断层的封闭能力；定量评价方法的提出及具体实践应用始于上世纪90年代左右，目前可供应用的定量指标主要包括CSP、SSF、SGR、Knipe图解法、断储排替压力差、断面正应力、断层封闭系数、连通概率法等。

断层封闭性受到多种因素的影响，包括断层性质、倾角、断距、埋深、组合型式，两盘岩性、厚度、对接关系、泥岩涂抹、成岩程度、异常压力，断裂带内部结构差异，以及断层的同生性和活动性等。单一的封闭性评价方法，并没有完整的考虑这些因素，造成其评价的局限性，因此要使断层封闭性进行更全面的分析，需要综合多种方法进行评价。目前的封闭性综合评价方法主要包括逻辑信息法、非线性映射分析法、多级模糊综合评价技术等，这些方法均多结合一定的数理统计知识，是一种将封闭性影响因素按权重差异转换为函数模型的综合数学分析方法。

尽管断层封闭性研究在国内外学者努力下取得了许多重要进展，但仍没有一种十分成熟且广泛适用各种地质条件下的评价方法，目前依然处于探索阶段，断层封闭性综合评价是一项系统工程，需要考虑各种因素。

发明内容

基于以上背景技术及分析，本发明中公开一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，具体实现技术方案如下：

一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，所述方法包括以下步骤：

(1)推导断层面密度差量化参数：

在国内外于声波时差、排替压力、岩石密度三者关系的大量研究基础上，考虑以两盘岩石密度差异评价断层封闭性，构建断层面密度差概念模型，推导断层面密度差参数公式；

(2)优选现有断层封闭性评价方法：

结合火山岩区断层封闭机理和研究区实际情况分析，比对现有各封闭性评价参数指标的优缺点，优选评价方法；本次综合评价最终确定断面正压力法与断层紧闭指数法；

(3)优选断层封闭性评价剖面：

依据断层级别及油藏分布特征，以均布要求确定评价剖面位置；

(4)压实成岩与岩性对接封闭评价：

以断面正应力量化评价断裂带紧闭程度及压实成岩作用，建立火山岩区压实成岩断层封闭模式；以断层面密度差与紧闭指数量化评价断面两侧岩性对接特征，建立火山岩区岩性对接断层封闭模式；

(5)断层封闭性综合评价：

a.归纳总结封闭性的影响因素，提出权重因子的概念，构建权重因子与封闭性影响因素个数的函数关系，将权重因子转化为权重系数；

b.对断面正应力、紧闭指数、断层面密度差等分别归一化处理，再结合流体系数，各参数的权重系数作加权求和计算，构建综合因子数学模型；

c.统计各断层不同岩性对接情况下的综合因子，结合油藏特征，据此综合评价各断层的封闭性，划分断层封闭类型。

所述的以两盘岩石密度差异评价断层封闭性依据是断层封闭机理的实质可表现为断裂带排替压力大于围岩的排替压力，又可表现为断层两盘岩石的排替压力差达到一定下限值；测井声波时差与岩石排替压力之间具有明显的负相关性，孔隙度对声波时差的影响基本上可由岩石密度反映出来，所以排替压力与岩石密度间亦存在一定相关性，两侧岩石的密度差异愈大，断裂带越容易形成致密充填物，封闭性愈好；密度测井资料对于同种岩性在一定深度附近横向上变化不大，较为稳定准确。

所述的断面密度差概念模型是以两盘岩性为基础，推导所得最终公式除了表征岩性的变化，还在一定程度上表征了断层与岩层的产状配置，综合考虑了断层倾角倾向、地层倾角倾向、岩层的厚度和体密度等参数对封闭性的影响；其优势在于独立的公式推导过程与勘探实践相符合，且计算所需的地震资料和测井资料容易获取，适用范围很广。

所述的断层封闭性评价剖面的优选需满足考虑不同级别断层(如一级、二级、三级等)及油藏分布特征，剖面尽量过油藏，在研究区能多呈均匀分布。

所述的断面正应力量化评价封闭性依据为断面正应力愈大，断裂带物质就愈加致密，紧闭程度也愈高，断裂带附近的泥岩也越容易发生变形和充填，封闭性则愈好；以断层面密度差与紧闭指数量化评价封闭性依据为断层面密度差、紧闭指数与岩性对接密切相关，两者分别与岩石的密度、抗压强度相关，密度和抗压强度均可作为岩性的识别参数，一定程度上体现了断层两盘的岩性变化；封闭模式的建立属各级别断层封闭量化评价值与现今油气分布对比的结果。

所述的权重因子与影响因素个数的函数关系为：

$\mathrm{Ni}=1-{0.5}^{n_i}$   (公式1)

式中，N_i为第i个评价参数的权重因子，n_i为第i个评价参数包含的影响因素个数，底数0.5表示各影响因素对封闭性评价的有效性，折中取50％。当影响因素不存在时，N＝0；当影响因素足够多时，N→1。权重因子越大，表示该评价参数考虑的因素越多，与断层封闭的相关性亦越大。

所述的将权重因子转化为权重系数(Mi)即：

$M_i=\frac{N_i}{\mathrm{\Σ}{N}_i}$   (公式2)

式中其他参数意义同上。

所述的评价参数(包含流体系数)的影响因素个数具体为，断面正应力考虑了上覆地层密度、地层水密度、埋深、现今主应力、断层倾角、断层走向与水平主应力方向的夹角，共6个因素；紧闭指数在断面正应力基础上引入了岩石抗压强度，共7个因素；断层面密度差在实际计算中主要考虑两盘岩性的平均密度、断层倾角、地层倾角，共4个因素；流体系数依据两盘的含油情况和油水界面判断，共2个因素。

所述的构建综合因子(Q)数学模型为

Q＝M₁P'+M₂I'+M₃D_S'+M₄F  (公式3)

式中，M₁、M₂、M₃、M₄为各参数对应的权重系数，由前述两式计算所得，P、I、D_S分别为断面正应力P、断层紧闭指数I、断层面密度差D_S各参数原始数据归一化处理后得到的数值。

本发明公开的一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，构建断层面密度差概念模型，多种参数(断面正应力、紧闭指数等)相结合，考虑了封闭性影响的多种地质因素，提出权重因子，最终以权重系数建立综合因子数学函数模型，综合评价断层封闭性。本发明能够满足断层封闭性定量评价的准确要求，考虑更加全面，权重系数确定客观，减少了参数的不确定性，于研究区应用效果良好，可以推广应用于其他不同地质特征区域，能为油气资源地质勘探及开发评价提供有效指导。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

附图说明

图1为本发明方法的步骤框图。

图2为本发明方法步骤的断层面密度差(DS)概念模型示意图。

图3为本发明方法步骤的DS参数公式推导过程中的断层面视倾角与地层产状的关系示意图。

图4为本发明方法步骤的DS参数公式推导过程中的有利于断层封闭的3种产状配置示意图。

图5为本发明方法步骤的断面正应力与紧闭指数计算示意图。

图6为本发明方法步骤的研究区(克拉玛依油田)主要断层封闭性评价剖面位置的示意图。

图7为本发明方法步骤的成岩封闭评价的主控断层断面正应力分布的示意图。

图8为本发明方法步骤的火山岩区压实成岩断层封闭模式示意图。

图9为本发明方法步骤的岩性对接封闭评价的断层面密度差与紧闭指数的关系的示意图。

图10为本发明方法步骤的岩性对接封闭评价的主控断层断层面密度差(a)、紧闭指数(b)分布的示意图。

图11为本发明方法步骤的不同岩性对接的封闭性评价结果(充填点表示油层)的示意图。

图12为本发明方法步骤的火山岩区岩性对接断层封闭模式的示意图。

图13为本发明方法步骤的不同断层的封闭性综合评价结果的示意图。

图14为本发明方法步骤的不同油水分布下的流体系数取值的汇总图表。

图15为本发明方法步骤的不同评价参数的权重因子及权重系数的汇总图表。

图16为本发明方法步骤的研究区断层封闭类型及特征的汇总图表。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

下面结合附图与实例对本发明作进一步的详细说明；可以理解的是，此处所叙述的具体实例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定；另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

如图1-16所示，本发明一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，所述方法包括以下步骤：

(1)推导断层面密度差量化参数：

在国内外于声波时差、排替压力、岩石密度三者关系的大量研究基础上，考虑以两盘岩石密度差异评价断层封闭性，构建断层面密度差概念模型，推导断层面密度差参数公式；

(2)优选现有断层封闭性评价方法：

结合火山岩区断层封闭机理和研究区实际情况分析，比对现有各封闭性评价参数指标的优缺点，优选评价方法；本次综合评价最终确定断面正压力法与断层紧闭指数法；

(3)优选断层封闭性评价剖面：

依据断层级别及油藏分布特征，以均布要求确定评价剖面位置；

(4)压实成岩与岩性对接封闭评价：

以断面正应力量化评价断裂带紧闭程度及压实成岩作用，建立火山岩区压实成岩断层封闭模式；以断层面密度差与紧闭指数量化评价断面两侧岩性对接特征，建立火山岩区岩性对接断层封闭模式；

(5)断层封闭性综合评价：

a.归纳总结封闭性的影响因素，提出权重因子的概念，构建权重因子与封闭性影响因素个数的函数关系，将权重因子转化为权重系数；

b.对断面正应力、紧闭指数、断层面密度差等分别归一化处理，再结合流体系数，各参数的权重系数作加权求和计算，构建综合因子数学模型；

c.统计各断层不同岩性对接情况下的综合因子，结合油藏特征，据此综合评价各断层的封闭性，划分断层封闭类型。

所述的以两盘岩石密度差异评价断层封闭性依据是断层封闭机理的实质可表现为断裂带排替压力大于围岩的排替压力，又可表现为断层两盘岩石的排替压力差达到一定下限值；测井声波时差与岩石排替压力之间具有明显的负相关性，孔隙度对声波时差的影响基本上可由岩石密度反映出来，所以排替压力与岩石密度间亦存在一定相关性，两侧岩石的密度差异愈大，断裂带越容易形成致密充填物，封闭性愈好；密度测井资料对于同种岩性在一定深度附近横向上变化不大，较为稳定准确。

所述的断面密度差概念模型是以两盘岩性为基础，推导所得最终公式除了表征岩性的变化，还在一定程度上表征了断层与岩层的产状配置，综合考虑了断层倾角倾向、地层倾角倾向、岩层的厚度和体密度等参数对封闭性的影响；其优势在于独立的公式推导过程与勘探实践相符合，且计算所需的地震资料和测井资料容易获取，适用范围很广。

所述的断层封闭性评价剖面的优选需满足考虑不同级别断层(如一级、二级、三级等)及油藏分布特征，剖面尽量过油藏，在研究区能多呈均匀分布。

所述的断面正应力量化评价封闭性依据为断面正应力愈大，断裂带物质就愈加致密，紧闭程度也愈高，断裂带附近的泥岩也越容易发生变形和充填，封闭性则愈好；以断层面密度差与紧闭指数量化评价封闭性依据为断层面密度差、紧闭指数与岩性对接密切相关，两者分别与岩石的密度、抗压强度相关，密度和抗压强度均可作为岩性的识别参数，一定程度上体现了断层两盘的岩性变化；封闭模式的建立属各级别断层封闭量化评价值与现今油气分布对比的结果。

所述的权重因子与影响因素个数的函数关系为：

$N_i=1-{0.5}^{n_i}$   (公式1)

式中，N_i为第i个评价参数的权重因子，n_i为第i个评价参数包含的影响因素个数，底数0.5表示各影响因素对封闭性评价的有效性，折中取50％。当影响因素不存在时，N＝0；当影响因素足够多时，N→1。权重因子越大，表示该评价参数考虑的因素越多，与断层封闭的相关性亦越大。

所述的将权重因子转化为权重系数(Mi)即：

$M_i=\frac{N_i}{\mathrm{\Σ}{N}_i}$   (公式2)

式中其他参数意义同上。

所述的评价参数(包含流体系数)的影响因素个数具体为，断面正应力考虑了上覆地层密度、地层水密度、埋深、现今主应力、断层倾角、断层走向与水平主应力方向的夹角，共6个因素；紧闭指数在断面正应力基础上引入了岩石抗压强度，共7个因素；断层面密度差在实际计算中主要考虑两盘岩性的平均密度、断层倾角、地层倾角，共4个因素；流体系数依据两盘的含油情况和油水界面判断，共2个因素。

所述的构建综合因子(Q)数学模型为

Q＝M₁P'+M₂I'+M₃D_S'+M₄F  (公式3)

式中，M₁、M₂、M₃、M₄为各参数对应的权重系数，由前述两式计算所得，P、I、D_S分别为断面正应力P、断层紧闭指数I、断层面密度差D_S各参数原始数据归一化处理后得到的数值。

如图2所示，斜面代表断层面(S)，两侧有不同厚度(d)和不同体密度(ρ)的岩性层，对应不同的断层倾角(α)。垂直断层面中心作一条高(h)，与岩层顶面相交，在断层面、岩层厚度和这条高的范围内建立一个四棱柱模型(体积为V，质量为m)，由岩石体密度的相关计算推算出断层面密度的公式：

$V=\mathrm{Sh}=\frac{\mathrm{dS}}{2\cos \mathrm{\α}}\⇒m=\mathrm{\ρV}=\frac{\mathrm{\ρdS}}{2\cos \mathrm{\α}}\⇒\frac{m}{S}=\frac{\mathrm{\ρd}}{2\cos \mathrm{\α}}$   (公式4)

由于两侧岩层对应同一个断层面，两侧岩层的厚度一致，对于理想模型断层倾角也一致，从而初步建立起断层面密度差的公式：

$D_S=\frac{d}{2\cos \mathrm{\α}}|{\mathrm{\ρ}}_1-{\mathrm{\ρ}}_2|$   (公式5)

式中，D_S为断层面密度差，g/cm²；d为岩层的厚度，cm；α为断层视倾角；ρ₁，ρ₂分别为两盘岩性的体密度，g/cm³。面密度差越大，封闭性越好。

上述公式是在水平地层的基础上建立起来的，若实际为倾斜地层，断层面视倾角与地层的产状存在两种关系：断层倾向与地层倾向相反(图3，左)，断层视倾角计算见公式6；断层倾向与地层倾向相同(图3，右)，断层视倾角见公式7。

  (公式6)

  (公式7)

式中，α为断层视倾角；θ为断层真倾角；φ为地层倾角。实际上，断层面视倾角就是断层面与地层面之间的夹角。

当断层两盘的岩层产状不一致时，需要对公式5作出修正：

$D_S=\frac{d}{2}|\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{\cos {\mathrm{\α}}_1}-\frac{{\mathrm{\ρ}}_2}{\cos {\mathrm{\α}}_2}|$   (公式8)

式中新的参数α₁，α₂为两盘对应的断层视倾角。

对两盘地层产状基本一致的断层(次级断层)，由公式5可知，随着α的增大，断层与地层的关系更趋向于反向断层(图3)，DS也随之增大，封闭性也越好，这与勘探实践中反向断层比正向断层的封闭性好相符合。对于两盘产状不一致的断层(高级序断层)，D_S的变化较复杂，由公式8可知，当α1、α2差别越大，即两盘地层产状变化越大，D_S越大，封闭性越好，如屋脊式反向正断层、正断层下降盘的滚动、逆断层上升盘的褶皱等现象(图4)，原因是断块的运动增强了两盘断面的研磨，形成了更细粒化的断层岩有利于封闭。

本次实例中研究的目标层为石炭系火山岩，以观测点为单位，计算多个评价参数，进行封闭性综合评价。当以观测点进行计算时，断层面为单元面，岩层厚度d取单位厚度(1cm)，代入公式8得：

$D_S=\frac{1}{2}|\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{\cos {\mathrm{\α}}_1}-\frac{{\mathrm{\ρ}}_2}{\cos {\mathrm{\α}}_2}|$   (公式9)

式中的符号意义说明同上，以观测点计算能应对各种地层，适用性很广。

(2)优选现有断层封闭性评价方法

结合火山岩区断层封闭机理和研究区实际情况分析，对于断裂带泥质含量法，由于研究区内纯火山岩对接时不存在大套泥岩，不同断层纯火山岩对接时泥质含量为0，封闭性不可对比。声波时差法又需要较多钻遇断层的井资料，且难以定量对比，排替压力差法所需要的资料也难以获取，多次的换算还增大了误差。因此，最终优选出断面正应力法和断层紧闭指数法(图5)，结合上述新方法进行综合评价，且研究中亦发现各个断层的断层面密度差和紧闭指数均随岩性变化而变化。

(3)优选断层封闭性评价剖面

依据克拉玛依油田断层级别及油藏分布情况，尽量使剖面均布于研究区且能具有代表性，优选出7个剖面(图6)，对湖湾区和六七九区共5个断层进行封闭性评价。断层及对应的剖面具体为：克拉玛依断层中段(古70-564)和北段(508-578)、南白碱滩断层西段(801-805)和东段(古15-克89)、白碱滩断层(古36-白1)、北黑油山断层(古66-古68)、南黑油山断层(克110-克119)。克拉玛依断层和南白碱滩断层形成时间早，切穿深度大，为一级断层；白碱滩断层是南白碱滩断层的继承性断裂，为次级断裂；北黑油山断层和南黑油山断层形成时间较晚，切穿深度浅，为三级断层。

(4)压实成岩与岩性对接封闭评价

不管是碎屑岩区还是火山岩区，断面的紧闭程度都是影响封闭性的重要因素，它主要取决于断面正应力的大小，影响着断裂带的压实成岩作用的效果。在火山岩地区，断层在上覆沉积物重力和区域主压应力的作用下，断面发生紧闭，但仍会留下渗流空间，而研究区火山岩上覆还沉积了多套泥岩，当断面正应力大于泥岩变形下限时，泥岩会充填这些渗流空间使断层封闭。断面正应力越大，断裂带物质就更加致密，断层紧闭程度也越高，断裂带附近的泥岩也越容易发生变形和充填，断层的封闭性则更好。前人的实验测试表明，泥岩塑性变形范围为5～22MPa，当断面正应力大于22MPa，泥岩会发生脆性破裂，形成细小颗粒充填断裂带中的裂缝。

研究区现今水平主压应力为32MPa，方位角113°。在挤压构造背景的影响下，主控断层的断面正应力普遍较大，整体上随埋深增大而增大(图7)。克拉玛依断层和南白碱滩断层两个一级断层埋藏很深，断面正应力为31～53MPa，一级同沉积断裂的下降盘又发育了大套泥岩，断面正应力大于22MPa时泥岩变为脆性颗粒，充填了脆性断裂带中的裂缝，因此封闭性最好；白碱滩断层断面正应力为33～37MPa，而且次级断块的同沉积泥岩厚度相对较薄，脆性泥岩颗粒充填效果不如一级断层，因此封闭性次于一级断层；北黑油山断层和南黑油山断层两个三级断层埋藏较浅，同沉积泥岩更薄，其中北黑油山断层断面正应力为22～24MPa，泥岩为脆性充填，南黑油山断层断面正应力为7～11MPa，泥岩为塑性充填，两个断层的封闭性均较差。

在上述分析基础上，结合油藏剖面建立起火山岩区压实成岩断层封闭模式(图8)，断层封闭性受控于断层的级别，优劣取决于断面正应力和下降盘同沉积泥岩厚度的匹配情况。从三级断层到一级断层，各级断层的断面正应力和下降盘同沉积泥岩厚度逐渐增大，泥岩从塑性变形转为脆性颗粒充填，断层封闭性变好，所对应的三阶断块到一阶断块的油藏规模也逐渐增大，封闭性的评价结果与现今油气分布一致。

对于火山岩区，岩性对接的研究仍处于定性阶段，前人结合油水分布对松辽盆地火山岩区断层封闭性做了研究，认为火山岩与碎屑岩对接时断层封闭好，发育气层，火山岩内部对接时断层封闭差，储层含水为主。本研究过程中，发现断层面密度差、紧闭指数与岩性对接密切相关，因此尝试定量化研究火山岩区断层岩性对接封闭机理。

从原理上分析，断层面密度差与岩石的密度相关，紧闭指数与岩石的抗压强度相关，岩石密度和抗压强度均可作为岩性的识别参数，实际的拟合结果又表明断层面密度差与紧闭指数存在显著正相关关系(图9)，因此断层面密度差和紧闭指数在一定程度上体现了断层两盘的岩性变化，可用于识别断层两盘的岩性对接。

选定观测点计算表明，断层面密度差表现为分区差异(图10a)，湖湾区的断层面密度差比六七九区大；断层紧闭指数表现为分级差异(图10b)，一级断层的紧闭指数比次级断层大。断层两盘整体可划分为两种岩性对接关系，浅部为火山岩-碎屑岩对接，深部为火山岩-火山岩对接，其中碎屑岩内多为砂泥互层，火山岩内的岩性较复杂。

依据断层面密度差、紧闭指数与岩性对接的关系，建立D_S—I交会图(图11)，并统计不同岩性对接的含油率(用某种岩性对接下的含油测点数除以总测点数)，综合探讨其断层封闭性的差异。由交会图看出：当火山岩与泥岩对接，断层面密度差为0.19～1.52g/cm2，平均为0.74g/cm2，紧闭指数为0.45～3.39，平均为2.25，封闭较好，含油率达到75％；当火山岩与砂岩对接，断层面密度差为0.06～1.11g/cm2，平均为0.42g/cm2，紧闭指数为0.13～1.26，平均为0.83，封闭中等，含油率为59％；当火山岩与火山岩对接，断层面密度差为0.01～0.27g/cm2，平均为0.08g/cm2，紧闭指数为0.09～0.50，平均为0.29，含油率只有44％。综合评价参数的分布范围表明：火山岩与泥岩对接处封闭性较好，火山岩与砂岩对接处封闭性中等，火山岩内部对接封闭性较差；当断层面密度差和紧闭指数都较大的情况下，断层两盘的含油性越好(图11)。

在上述评价结果的基础上，结合油藏剖面建立起火山岩区岩性对接断层封闭模式(图12)，断层的封闭性取决于岩性对接情况和流体作用的范围。火山岩-碎屑岩对接时，泥质充填裂缝的现象普遍存在，D_S和I较大，断层封闭性较好，控制了石炭系上升盘断块油藏的形成，在湖湾区和六七九区均广泛分布；火山岩-火山岩对接时，D_S和I较小，断层封闭性较差，在不同流体作用(烃碱流体、大气降水等)的影响下，封闭性在不同深度范围内有所差异，相应见于深大断裂、埋藏浅及断距小的三级断层附近。

(5)断层封闭性综合评价

本实例中以封闭性的影响因素为基础，提出权重因子的概念，构建出权重因子与封闭性影响因素个数的函数关系，再将权重因子转化为权重系数。该函数(公式1)需要满足条件为：权重因子与影响因素个数为单调递增关系，函数的值域为0～1，定义域为正整数。将各参数对应的权重因子求和转换，就能得到对应的权重系数Mi(公式2)。

前已采用断面正应力、紧闭指数、断层面密度差三个参数进行评价，为减少误差，再引入流体系数F，结合现今两盘的油水分布进行综合评判(表1)；将各参数的影响因素个数代入公式1与公式2，得到各权重系数M(表2)。对前三者分别归一化处理，再结合流体系数，按各参数的权重系数作加权求和计算，就能得到综合因子Q(公式3)。

统计各断层不同岩性对接情况下的综合因子Q，得到研究区各主控断层的封闭性综合结果(图13)。断层的封闭性整体受控于断层的级别，断层级别越高，综合因子越大，封闭性越好，所控制的油藏规模也越大。

按综合因子的大小并结合两种封闭模式将研究区主控断层的封闭类型分为深成型和浅成型两种(表3)。深成型断层靠近盆地深大断裂，形成时间早，埋藏深，断面正应力与下降盘同沉积泥岩厚度较大，泥岩呈脆性颗粒充填裂缝，碎裂断层泥发育，深部烃碱流体作用下(SiO₂先溶解后发生过饱和沉淀)形成的硅质胶结物又充填于断裂带中，断层封闭较好，发育规模较大的断块油藏。浅成型断层靠近盆地边缘，形成时间晚，埋藏浅，断面正应力与下降盘同沉积泥岩厚度较小，泥岩以脆性颗粒充填为主，局部为塑性变形，在大气水等流体的风化淋滤作用下，火山岩断裂带的裂缝更加发育，断层封闭较差，发育规模较小的断块油藏和断凸油藏。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述研究区具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (9)

1.一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)推导断层面密度差量化参数：

在国内外于声波时差、排替压力、岩石密度三者关系的大量研究基础上，考虑以两盘岩石密度差异评价断层封闭性，构建断层面密度差概念模型，推导断层面密度差参数公式；

(2)优选现有断层封闭性评价方法：

结合火山岩区断层封闭机理和研究区实际情况分析，比对现有各封闭性评价参数指标的优缺点，优选评价方法；本次综合评价最终确定断面正压力法与断层紧闭指数法；

(3)优选断层封闭性评价剖面：

依据断层级别及油藏分布特征，以均布要求确定评价剖面位置；

(4)压实成岩与岩性对接封闭评价：

以断面正应力量化评价断裂带紧闭程度及压实成岩作用，建立火山岩区压实成岩断层封闭模式；以断层面密度差与紧闭指数量化评价断面两侧岩性对接特征，建立火山岩区岩性对接断层封闭模式；

(5)断层封闭性综合评价：

a.归纳总结封闭性的影响因素，提出权重因子的概念，构建权重因子与封闭性影响因素个数的函数关系，将权重因子转化为权重系数；

b.对断面正应力、紧闭指数、断层面密度差等分别归一化处理，再结合流体系数，各参数的权重系数作加权求和计算，构建综合因子数学模型；

c.统计各断层不同岩性对接情况下的综合因子，结合油藏特征，据此综合评价各断层的封闭性，划分断层封闭类型。

2.根据权利要求1所述的一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述的以两盘岩石密度差异评价断层封闭性依据是断层封闭机理的实质可表现为断裂带排替压力大于围岩的排替压力，又可表现为断层两盘岩石的排替压力差达到一定下限值；测井声波时差与岩石排替压力之间具有明显的负相关性，孔隙度对声波时差的影响基本上可由岩石密度反映出来，所以排替压力与岩石密度间亦存在一定相关性，两侧岩石的密度差异愈大，断裂带越容易形成致密充填物，封闭性愈好；密度测井资料对于同种岩性在一定深度附近横向上变化不大，较为稳定准确。

3.根据权利要求1所述的一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述的断面密度差概念模型是以两盘岩性为基础，推导所得最终公式除了表征岩性的变化，还在一定程度上表征了断层与岩层的产状配置，综合考虑了断层倾角倾向、地层倾角倾向、岩层的厚度和体密度等参数对封闭性的影响；其优势在于独立的公式推导过程与勘探实践相符合，且计算所需的地震资料和测井资料容易获取，适用范围很广。

4.根据权利要求1所述的一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，所述的断层封闭性评价剖面的优选需满足考虑不同级别断层(如一级、二级、三级等)及油藏分布特征，剖面尽量过油藏，在研究区能多呈均匀分布。

5.根据权利要求1所述的一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，其特征在于：所述的步骤(4)中，所述的断面正应力量化评价封闭性依据为断面正应力愈大，断裂带物质就愈加致密，紧闭程度也愈高，断裂带附近的泥岩也越容易发生变形和充填，封闭性则愈好；以断层面密度差与紧闭指数量化评价封闭性依据为断层面密度差、紧闭指数与岩性对接密切相关，两者分别与岩石的密度、抗压强度相关，密度和抗压强度均可作为岩性的识别参数，一定程度上体现了断层两盘的岩性变化；封闭模式的建立属各级别断层封闭量化评价值与现今油气分布对比的结果。

6.根据权利要求1所述的一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，其特征在于：所述的步骤(5)中，所述的权重因子与影响因素个数的函数关系为：

$N_i=1-0.5^{n_i}$                       (公式1)

式中，N_i为第i个评价参数的权重因子，n_i为第i个评价参数包含的影响因素个数，底数0.5表示各影响因素对封闭性评价的有效性，折中取50％。当影响因素不存在时，N＝0；当影响因素足够多时，N→1。权重因子越大，表示该评价参数考虑的因素越多，与断层封闭的相关性亦越大。

7.根据权利要求1所述的一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，其特征在于：所述的步骤(5)中，所述的将权重因子转化为权重系数(Mi)即：

$M_i=\frac{N_i}{\mathrm{\Σ}{N}_i}$                 (公式2)

式中其他参数意义同上。

8.根据权利要求1所述的一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，其特征在于：所述的步骤(5)中，所述的评价参数(包含流体系数)的影响因素个数具体为，断面正应力考虑了上覆地层密度、地层水密度、埋深、现今主应力、断层倾角、断层走向与水平主应力方向的夹角，共6个因素；紧闭指数在断面正应力基础上引入了岩石抗压强度，共7个因素；断层面密度差在实际计算中主要考虑两盘岩性的平均密度、断层倾角、地层倾角，共4个因素；流体系数依据两盘的含油情况和油水界面判断，共2个因素。

9.根据权利要求1所述的一种火山岩区断层封闭性的综合评价方法，其特征在于：所述的步骤(5)中，所述的构建综合因子(Q)数学模型为

Q＝M₁P'+M₂I'+M₃D_S'+M₄F                (公式3)

式中，M₁、M₂、M₃、M₄为各参数对应的权重系数，由前述两式计算所得，P、I、D_S分别为断面正应力P、断层紧闭指数I、断层面密度差D_S各参数原始数据归一化处理后得到的数值。