CN115657129A - 一种断层封闭性定量评价方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种断层封闭性定量评价方法，涉及油气勘探技术领域，其技术要点是：包括如下步骤：根据公式

计算目的层的改进型SGR指数，式中，∑H₁为研究层段中上盘泥岩层总厚度，∑H₂为对接于研究层段下盘泥岩层总厚度，D为断层的垂直断距；基于所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价。经过在新区的验证，采用改进型SGR指数相对于传统高SGR指数而言可靠性更高，能够更准确地对断层封闭性进行评价。

Description

一种断层封闭性定量评价方法

技术领域

本申请涉及油气勘探技术领域，尤其涉及一种断层封闭性定量评价方法。

背景技术

断层封闭性是指断层对油气(原油、天然气、N₂、CO₂等)运移的阻滞能力，断层封闭性分为垂向封闭性和侧向封闭性，分别表示断层在垂向上和侧向上阻滞油气运移的能力。

在油气成藏理论研究与勘探实践中，断层封闭性研究一直是困扰油气地质家们的一道难题，现有技术中通常采用砂泥对接模型、泥岩涂抹势计算方法、泥岩涂抹因子计算方法、断面剖面图解法等对断层进行封闭性评价。然而现有的评价方法中，忽略了对接盘地层的砂岩和泥岩所占地层的比例，因而通过现有方法计算出的结果对判断断层的封闭性具有较大的误差，甚至出现误判，从而导致在油气勘探开发过程中形成巨大经济损失。

发明内容

本申请提供一种断层封闭性定量评价方法，用于提高对断层的封闭性评价判断的准确性。

在本申请的实施例中，提供了一种断层封闭性定量评价方法，包括如下步骤：

根据公式(1)计算目的层的改进型SGR指数，

在公式(1)中，∑H₁为研究层段中上盘泥岩层总厚度，∑H₂为对接于研究层段下盘泥岩层总厚度，D为断层的垂直断距；

基于所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价。

在本申请的一些实施方式中，所述基于所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价包括验证所述改进型SGR指数的可靠性；

所述验证所述改进型SGR指数的可靠性包括：

对研究区内的新区进行勘测，计算新区的所述改进型SGR指数；

判断新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间是否存在交集；

若新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间不存在交集，则所述改进型SGR指数可靠。

在本申请的一些实施方式中，所述基于所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价包括验证所述改进型SGR指数的可靠性；

所述验证所述改进型SGR指数的可靠性包括：

对研究区内的新区进行勘测，并根据公式(2)计算新区的传统SGR指数，

在公式(2)中，∑H₀为研究层段中泥岩层总厚度，D为断层的垂直断距；

计算新区的所述改进型SGR指数；

判断新区内已成藏区对应的所述传统SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述传统SGR指数区间是否存在交集；

判断新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间是否存在交集；

若新区内已成藏区对应的所述传统SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述传统SGR指数区间存在交集，并且新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间不存在交集，则所述改进型SGR指数可靠。

在本申请的一些实施方式中，所述计算目的层的改进型SGR指数包括：

根据公式(3)计算目的层的断层岩毛管力Pc，

Pc＝10(SGR/d-c) (3)，

在公式(3)中，d为经验参数，c为系数；

基于所述断层岩毛管力Pc确定所述改进型SGR指数。

在本申请的一些实施方式中，所述计算目的层的改进型SGR指数包括：

根据公式(4)计算目的层的烃柱高度Hmin，

在公式(4)中，ρ_w为水密度，ρ_烃为油气密度，g为重力加速度，d为经验参数，c为系数；

基于所述烃柱高度Hmin确定所述改进型SGR指数。

在本申请的一些实施方式中，所述计算目的层的改进型SGR指数包括：

根据公式(5)计算目的层的CO₂柱高度Hmin，

在公式(5)中，ρ_w为水密度，

为CO₂密度，g为重力加速度，d为经验参数，c为系数；

基于所述CO₂柱高度Hmin确定所述改进型SGR指数。

在本申请的一些实施方式中，计算所述柱高度Hmin包括：

根据公式(6)计算目的层的断层正压力P_断面，

在公式(6)中ρ_w为地层水的密度，g为重力加速度，H为埋深，θ为断面倾角，a和b为系数；

基于所述断层正压力P_断面计算所述柱高度Hmin。

在本申请的一些实施方式中，计算所述柱高度Hmin包括：

根据公式(7)计算经验系数c1，

Pmin＝10^(SGR/d-c) (7)，

在公式(7)中，Pmin为最小开启压力，d为经验参数，c为系数；

基于所述最小开启压力Pmin计算所述柱高度Hmin。

在本申请的一些实施方式中，计算所述柱高度Hmin包括：

比较所述断层岩毛管力Pc和所述断层正压力P_断面的大小；

若Pc＞P_断面，则以所述断层正压力P_断面作为所述最小开启压力Pmin；

若Pc≤P_断面，则以所述断层岩毛管力Pc作为所述最小开启压力Pmin。

在本申请的一些实施方式中，所述断层封闭性定量评价方法还包括如下步骤：

通过研究区内已成藏区的所述柱高度Hmin和研究区内未成藏区的所述柱高度Hmin确定柱高度Hmin阈值；

基于所述柱高度Hmin阈值确定所述改进型SGR阈值；

通过研究区内已成藏区的所述改进型SGR指数和研究区内未成藏区的所述改进型SGR指数确定改进型SGR阈值；

基于所述改进型SGR阈值对研究区的所有断层进行封闭性评价。

本申请具有如下有益效果：

本申请提供的断层封闭性定量评价方法，针对某油气田的具体断层，首先开展断层解释，通过三维地震资料的解释，获得需要评价封闭性的断层的断距和断面倾角，利用研究区的已有钻井、录井、测井等资料，获取目的层的砂岩、泥岩等地层岩性纵向分布数据，在此基础上利用经典SGR公式和改进型SGR公式计算SGR值和改进型SGR值，通过断层岩毛管力Pc的计算公式计算目的层的Pc值。利用断层正压力(P_断面)公式计算P_断面值，通过Pc值与P_断面值的比较，获得该断层的最小开启压力值(两者中小者为最小开启压力)，从而利用该压力计算烃柱高度H_min。最后通过研究区已有成藏地区断层计算的SGR值和烃柱高度H_min值及未成藏地区断层的值来获取研究断层封闭性判别的SGR及H_min值的阈值。获得该阈值后即可通过SGR值和H_min值的计算对所有断层开展封闭性评价。经过在新区的验证，采用改进型SGR指数相对于传统高SGR指数而言可靠性更高，能够更准确地对断层封闭性进行评价。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中泥岩涂抹系数概念示意图；

图2是现有技术中SGR计算方法示意图；

图3是现有技术中泥岩涂抹作用及SGR计算示意图；

图4是本申请实施例中断层封闭性定量评价方法的流程示意图；

图5是本申请实施例中泥岩涂抹作用及SGR计算示意图；

图6是本申请实施例中断层解释地震剖面示意图；

图7是本申请实施例中某断块目标层顶面构造示意图；

图8是本申请实施例中单井砂体发育柱状图；

图9是本申请实施例中密度与深度关系示意图；

图10是本申请实施例中过断层油藏剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述，本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。

为便于理解本申请的技术方案，在此先对现有技术进行进一步的叙述：在油气成藏理论研究与勘探实践中，断层封闭性研究一直是困扰油气地质家们的一道难题.早在20世纪60年代，人们就开始尝试对断层封闭性进行评价，Smith D A(1966年)首先提出了断层封闭性判别的砂泥对接模型，继Engelder J T(1974年)研究了碎裂作用与断层泥生成关系之后(图1)，Weber K J(1978年)等利用环形剪切试验证实了断层泥存在与分布，Smith D A(1980年)通过野外地质观察与样品测试，证明了泥岩涂抹层具有较强的封闭能力。以此为基础，Bouvier J A(1989年)等提出了泥岩涂抹势(CSP)的概念及其计算方法，Lindsay A G(1993年)等提出了泥岩涂抹因子(SSF)概念及其计算方法，在此期间，Allan U S(1989泥对接封闭为理论基础，提出了利用断面剖面图解法研究断层两盘砂泥对接状态的概念模型。

自1966年Smith D A发表的第一篇关于断层封闭性研究论文，到1996年吕延防在《石油学报》上发表的《断层封闭性定量研究》一文的30年时间里，人们的主要研究成就：(1)明确断层封闭的本质因素是差异排替压力；(2)指出断层封闭性具有侧向和垂向的双向性；(3)确认砂泥对接和泥岩涂抹可以使断层形成侧向封闭；(4)提出影响砂泥对接和泥岩涂抹层分布的地质因素，并以此作为定性判断断层封闭性的方法。然而，上述对断层封闭性的评价方法均是定性的，用“封闭”、“不封闭”描述断层的封闭能力，评价方法的本身也不具有“直接性”，而是通过影响断层封闭性的因素分析间接推测断层封闭性。

断层封闭性定量评价方法的提出并应用于具体实际是1996年开始的，Yielding G等于1997年提出了用定量计算SGR评价断层封闭性方法，此后，关于断层封闭性定量评价及与其相关参数的精细描述文章也逐渐多起来。Knipe R J(1997年)根据对接封闭原理提出了Knipe图解法定量分析断层封闭性；童亨茂(1998年)通过断面正压力和断移地层流体压力的关系模型的建立，提出了断层封闭系数概念及利用其定量评价断层封闭性方法；吕延防(2001年)等通过物理模拟实验研究了泥岩涂抹的分布规律及影响因素；Koledoye AK(2003年)等利用地震切片技术研究了泥岩涂抹的分布；Bretan J(2003年)等在整理世界范围的大量断层资料的基础上，提出了利用SGR估算断层可支持最大烃柱高度的方法；至此之后，国外学者大多致力于研究断层本身特征，很少见定量评价断层封闭性方法的文章，Childs C(2009年)等通过对烃类的运移来模拟断层的封闭性；根据实际资料的统计分析，建立了断层断距与断裂带宽度和断层岩厚度模型。

SSF是断层沿一个横截面内的位移倾斜断距(W_L)与断面附近发生明显位移的泥页岩厚度(S_L)之比(图1)。

进入二十一世后，国内的研究以东北石油大学的付晓飞、吕延防等专家成果最多，吕延防(2005年)等通过物理模拟试验，论证了油气沿断层运移速度与断层倾角和断裂充填物粒度的定量关系，并得出断裂形成封闭所需不同粒级充填物的泥质含量下限值；付晓飞(2005年)等通过野外地质考查，描述了脆性断层和塑性断层断裂带内部结构的差异；付广(2006年)等利用SiO₂和CaCO₃沉淀胶结环境研究，提出了断层裂缝垂向封闭性评价方法；吕延防(2007年)等根据油气沿断层运移特点，提出储层段内应研究断层侧向封闭性，盖层段内应研究断层垂向封闭性，并提出了断层垂向封闭性的定量研究方法；张立宽(2007年)等提出利用连同概率法定量评价断层封闭性的方法；吕延防(2009年)等提出了利用断储排替压力差定量计算断层侧向封闭性方法。付广等(2012年)又引入了时间因素来更确切地定量评价断层封闭性。

随着建模数模技术的进一步完善和推广，出现了基于地质模型采用各类数学方法开展断层封闭性研究，例如吕延防等(2021年)开展了基于积分数学-地质模型定量评价伸展断层侧向封闭性的研究，提出了考虑成岩时间的断-储排替压力差法断层侧向封闭性评价方法。并且近年来，出现基于砂箱物理模拟的断层封闭性研究，例如谢晓宁等(2020年)，景紫岩等(2022年)开展了基于砂箱物理模拟的断层封闭有效性评价研究，提出了基于非连续性等比例模型提出了新的断层封闭性评价参数——泥岩连续涂抹最小厚度。

目前断层封闭性的研究方法都存在着自身的局限性，其开展研究的假设前提都是在地层格架相对精准的情况下，而地下地层的非均质性决定了精确认识地层格架难度较大。断层不同位置上的排替压力会存在差异，因而它的封闭性也存在差异。

如图2和图3所示，基于砂泥岩对接断层岩泥质含量的SGR法(Yielding，等，1997)是一种现阶段对侧向封堵性评价最常用的方法之一，SGR表示断层泥岩比率(也称断层泥岩质量分数)，其值越大，反映断层的封堵性越好，SGR值为研究层段中泥岩层总厚度(∑H₀)与断层的垂直断距(D)的比值(图2)，但该方法主要考虑的断层的一盘的泥岩层厚度，未考虑其对接盘的泥岩层厚度，在图1中，仅仅考虑了BB’右侧地层的砂体厚度及断距，但BB’左侧地层的砂体厚度没有考虑。如果断层左侧砂岩百分含量的大小对SGR值不产生影响，因而现有的SGR法没有考虑断层两盘的对接关系。

从目前国内外研究情况来看，断层封闭性研究已经相对成熟，形成了多种方法和技术，对于基于泥岩涂抹的多种方法中，均利用了目表层的泥岩含量和断距(垂直断距D)两个主要因素，并且国内外大量研究证明该方法具有一定的实用性。但从泥岩涂抹过程分析，可以看出，A点经过断层的错断，上盘由A点移动到A’，断层对于上盘的A’的封闭性不仅与A’点自身泥质含量有关，而且与该点产生错动的下盘的AA’地层的泥质含量也有关系，但我们对SGR以及SSF等的计算公式可以看出断距范围内的BB’对应断层的封闭性仅仅与断距D和BB’上盘地层内的岩性有关(图2)，SGR、SSF以及CSP均忽略了其对应盘岩性对断层涂抹的影响。

由于针对断层两盘地层砂体含量差异较大的断层类型，现有的泥岩涂抹类的方法均忽略了对接盘地层的砂岩和泥岩所占地层的比例，因而通过现有方法计算出的结果对判断断层的封闭性具有较大的误差，甚至出现误判，从而导致在油气勘探开发过程中形成巨大经济损失。

为了解决现有技术中的上述技术问题以提高对断层封闭性评价判断的准确性，在本申请的实施例中，如图4所示，提供了一种断层封闭性定量评价方法，包括如下步骤：

根据公式(1)计算目的层的改进型SGR指数，

在公式(1)中，∑H₁为研究层段中上盘泥岩层总厚度，∑H₂为对接于研究层段下盘泥岩层总厚度，D为断层的垂直断距；

基于所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价。

经过在新区的验证，采用改进型SGR指数相对于传统高SGR指数而言可靠性更高，能够更准确地对断层封闭性进行评价。

在本实施例的一些实施方式中，所述基于所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价包括验证所述改进型SGR指数的可靠性；

所述验证所述改进型SGR指数的可靠性包括：

对研究区内的新区进行勘测，计算新区的所述改进型SGR指数；

判断新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间是否存在交集；

若新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间不存在交集，则所述改进型SGR指数可靠；

若所述改进型SGR指数可靠，则采用所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价。

在本实施例的一些实施方式中，所述基于所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价包括验证所述改进型SGR指数的可靠性；

所述验证所述改进型SGR指数的可靠性包括：

对研究区内的新区进行勘测，并根据公式(2)计算新区的传统SGR指数，

在公式(2)中，∑H₀为研究层段中泥岩层总厚度，D为断层的垂直断距；

计算新区的所述改进型SGR指数；

判断新区内已成藏区对应的所述传统SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述传统SGR指数区间是否存在交集；

判断新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间是否存在交集；

若新区内已成藏区对应的所述传统SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述传统SGR指数区间存在交集，并且新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间不存在交集，则所述改进型SGR指数可靠；

若所述改进型SGR指数可靠，则采用所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价。

在本实施例的一些实施方式中，所述计算目的层的改进型SGR指数包括：

根据公式(3)计算目的层的断层岩毛管力Pc，

Pc＝10^(SGR/d-c) (3)，

在公式(3)中，d为经验参数，c为系数；

基于所述断层岩毛管力Pc确定所述改进型SGR指数。

在本实施例的一些实施方式中，所述计算目的层的改进型SGR指数包括：

根据公式(4)计算目的层的烃柱高度Hmin，

在公式(4)中，ρ_w为水密度，ρ_烃为油气密度，g为重力加速度，d为经验参数，c为系数；

基于所述烃柱高度Hmin确定所述改进型SGR指数。

在本实施例的一些实施方式中，所述计算目的层的改进型SGR指数包括：

根据公式(5)计算目的层的CO₂柱高度Hmin，

在公式(5)中，ρ_w为水密度，

为CO₂密度，g为重力加速度，d为经验参数，c为系数；

基于所述CO₂柱高度Hmin确定所述改进型SGR指数。

在本实施例的一些实施方式中，计算所述柱高度Hmin包括：

根据公式(6)计算目的层的断层正压力P_断面，

在公式(6)中ρ_w为地层水的密度，g为重力加速度，H为埋深，θ为断面倾角，a和b为系数；

基于所述断层正压力P_断面计算所述柱高度Hmin。

在本实施例的一些实施方式中，计算所述柱高度Hmin包括：

根据公式(7)计算经验系数c1，

Pmin＝10^(SGR/d-c) (7)，

在公式(7)中，Pmin为最小开启压力，d为经验参数，c为系数；

基于所述最小开启压力Pmin计算所述柱高度Hmin。

在本实施例的一些实施方式中，计算所述柱高度Hmin包括：

比较所述断层岩毛管力Pc和所述断层正压力P_断面的大小；

若Pc＞P_断面，则以所述断层正压力P_断面作为所述最小开启压力Pmin；

若Pc≤P_断面，则以所述断层岩毛管力Pc作为所述最小开启压力Pmin。

在本实施例的一些实施方式中，所述断层封闭性定量评价方法还包括如下步骤：

通过研究区内已成藏区的所述柱高度Hmin和研究区内未成藏区的所述柱高度Hmin确定柱高度Hmin阈值；

基于所述柱高度Hmin阈值确定所述改进型SGR阈值；

通过研究区内已成藏区的所述改进型SGR指数和研究区内未成藏区的所述改进型SGR指数确定改进型SGR阈值；

基于所述改进型SGR阈值对研究区的所有断层进行封闭性评价。

为便于理解本申请的技术方案，以下结合图5至图10对本申请的技术方案进行进一步的详细叙述，具体步骤如下：

第一步、SGR指数计算参数获取

泥岩涂抹是上个世纪七十年代提出的一种理论，对泥岩涂抹的计算方法虽然经过的众多学者的修改，但基本理论依据没有大的变化。SGR法(Yielding，等，1997)是一种现阶段对侧向封堵性评价最常用的方法之一，其基础假定为断层岩是由泥岩碎屑和不同泥质含量砂岩碎屑混杂堆积而成的，其封闭能力主要取决于断层岩的泥质含量，其公式为：

式中：∑H₀为研究层段中泥岩层总厚度，D为断层的垂直断距(附图5)。

因而第一步需要获得SGR法中涉及的泥岩总厚度和垂直断距，垂直断距主要通过两种方法获得，第一种是钻井过程中井资料显示出现的断层，通过断层缺失的地层来判断断距，但该方法对井的要求较高，大多数地区在钻井较少的情况下很难从井资料中来计算断距，并且通过井资料获得断层倾角难度更大；第二种是通过地震资料获得断距，通过构造解释，可以获得断层断距和断层倾角，该方法是最常用的断距和断层倾角的获取方法。通过对研究区的地震构造精细解释，可以利用过断层地震剖面，非常直观的获得断层的断距和倾角(附图6)，并通过对三维地震资料的全面解释，可以获得研究区目的层的顶面构造图(附图7)，为断层封闭性评价和油气圈闭评价提供基础依据。

泥岩厚度的获取主要通过钻井资料中的录井和测井资料以及测井解释结果来获得，通过对单井的砂体发育情况分析，获得单井砂体发育柱状图(附图8)，获得了累计砂体厚度N，采用地层厚度D减去砂体厚度N来获得泥岩地层累计厚度H。即：

H＝D-N

以富148断块为例，通过上述方法获得了断距、断层倾角和泥岩厚度，从而利用SGR公式可以计算SGR指数数值，通过该方法可以获得研究区不同层位的SGR指数(表1)。

表1(富148断块不同地层SGR指数)

第二步、改进型SGR指数计算方法及计算过程

前人提出的SGR方法利用了目表层的泥岩含量和断距(垂直断距)两个主要因素，并且国内外大量研究证明该方法具有一定的实用性，但从泥岩涂抹过程分析，可以看出，A点经过断层的错断，上盘由A点移动到A’，断层对于上盘的A’的封闭性不仅与A’点自身泥质含量有关，而且与该点产生错动的下盘的AA’地层的泥质含量也有关系，但我们对SGR以及SSF等的计算公式可以看出断距范围内的BB’对应断层的封闭性仅仅与断距D和BB’上盘地层内的岩性有关，SGR、SSF以及CSP均忽略了其对应盘岩性对断层涂抹的影响(附图5)。为解决现有SGR方法的这个弊端，通过对研究区的研究，提出了改进型SGR指数计算方法，其公式如下：

式中：∑H₁：研究层段中上盘泥岩层总厚度；∑H₂：对接于H₁地层下盘泥岩层总厚度；D：为断层的垂直断距(视断距)。

改进型SGR指数将上下两盘的对接地层的泥岩层总厚度代替了某一盘泥岩层总厚度，因而较好的客服了上述问题。相关的参数获取见第一步，其对接盘地层泥岩层总厚度可选择对接盘临近断层钻井的钻井资料获取，在对接盘缺少钻井情况下，也可利用目标盘钻井资料获取对接地层的泥岩层总厚度。利用改进的SGR指数计算公式，可以计算目标断层的改进SGR指数，通过对研究区的计算，可以看出由于对接盘泥岩含量比目标盘高，所以计算出的改进型SGR值比SGR值均大，而且戴二段的SGR值只有37，而改进型SGR值为60，存在较大差异(表2)。

表2(富148断块不同地层SGR指数及改进型SGR指数)

第三步、断层岩毛管力Pc值和烃柱高度Hmin值计算

毛管压力仍然是在SGR方法基础上通过借鉴泥岩毛管压力计算方法推导而出的。泥岩含量和毛管压力之间的关系式为：

P_c＝10^(SGR/d-c)

式中：P_c为毛管压力，MPa；c为系数，无量纲(当断裂埋深小于3.0km时，c取0.5；当断裂埋深为3.0～3.5km时，c取0.25；当断裂埋深大于3.5km时，c取0)。d为根据研究区已发现的断层油藏油柱高度所要标定的参数，取值为0-200，现有技术中通过对多个油田的分析，经验值取值为27。

国外专家利用此关系式对其各自研究区的油气藏烃柱高度H_min值进行了估算和对比，建立了SGR与断层岩所能封闭的烃柱高度H_min值统计关系式，效果比较理想。

H_min值计算公式为：

式中：ρ_w，ρ_烃分别为水和油气的密度；g为重力加速度；d为根据研究区已发现的断层油藏油柱高度所要标定的参数，取值为0-200，现有技术中通过对多个油田的分析，经验系数c1取值为27。

通过对研究区P_c和H_min值的计算，可以通过将CO₂在地层中的密度替换原油密度ρ_烃即可获得O₂柱高度H_min。计算结果见表3，可以看出通过SGR值和改进型SGR值计算出的H_min值也存在较大差异。

表3(富148断块不同地层P_c和H_min值)

第四步、断层正压力(P_断面)值计算

上覆压力和断层面倾角决定了断面所受垂向压力的大小，而该压力大小与断穿地层泥地比共同决定了断层的垂向封闭性，公式如下：

P_断面＝(P_H-ρ_W*gH)×cosθ

式中：P_断面为断面所受垂向压力(正压力)，MPa；PH为上覆岩层压力，MPa；ρ_w为地层水的密度，g/cm³；g为重力加速度，m/s²；H为埋深，m；θ为断面倾角，(°)；a和b分别为密度与埋深关系式中的系数。

通过对富民密度与深度关系进行研究(附图9)，a＝0.00031，b＝1.9391；ρ_w＝1.02，富148断块真②断层倾角θ为48°-54°，二氧化碳藏垂深为1800-2100m，油藏垂深为2400-2600m。通过上述公式计算可以获得研究区不同深度的P_断面值。可以看出P_断面值随着深度的增加而增加。

表4(富148断块不同深度的P_断面值)

第五步、SGR及H_min阈值计算

通过对研究区已发现油藏和CO₂气藏分析可以看出，在研究区富148断块中垛一段形成了CO₂气藏，戴二段和戴一段形成了油藏，而垛二段没有成藏(附图10)，并通过富民地区的多个油藏的SGR和改进型SGR值以及H_min值计算，可以确定富民地区油气成藏的改进型SGR值>45，以及H_min值>15m。研究区的油气成藏SGR阈值可以看出，通过传统的SGR值计算富148断块的戴二段为37(表1)，通过传统的SGR值来判断富148断块的戴二段的断层为开启，油气不能成藏，也从另一个方面说明传统的SGR法存在的问题。

第六步、该方法在新区的验证

利用上述方法，对富民地区富43断块开展研究，其主控断层富43断层短距260m，垛二段、戴二段、E2s16、E2s17砂体厚度大，但垛一段上部砂岩百分含量低于50％，但仅仅在戴一段成藏，通过改进SGR计算，可以看出，仅有戴一段大于45％，这与富43断块仅在戴一段成藏吻合。但可以看出传统的SGR计算值中，垛一段上、戴二段下和戴一段均大于45，但垛一段上、戴二段下未成藏，该段地层的断层没有对油气封闭，说明改进型SGR法可以更好的判断断层的封闭性。

表5(富43断块不同地层SGR指数及改进型SGR指数)

综上，本申请针对某油气田的具体断层，首先开展断层解释，通过三维地震资料的解释，获得需要评价封闭性的断层的断距和断面倾角，利用研究区的已有钻井、录井、测井等资料，获取目的层的砂岩、泥岩等地层岩性纵向分布数据，在此基础上利用经典SGR公式和改进型SGR公式计算SGR值和改进型SGR值，通过断层岩毛管力Pc的计算公式计算目的层的Pc值。利用断层正压力(P_断面)公式计算P_断面值，通过Pc值与P_断面值的比较，获得该断层的最小开启压力值(两者中小者为最小开启压力)，从而利用该压力计算烃柱高度H_min。最后通过研究区已有成藏地区断层计算的SGR值和烃柱高度H_min值及未成藏地区断层的值来获取研究断层封闭性判别的SGR及H_min值的阈值。获得该阈值后即可通过SGR值和H_min值的计算对所有断层开展封闭性评价。

本申请的工作原理是利用改进型SGR公式以及现阶段已有的断层岩毛管力Pc的计算公式、断层正压力(P断面)公式，计算研究区改进型SGR值和烃柱高度Hmin值，并已有成藏地区断层计算的SGR值和烃柱高度Hmin值及未成藏地区断层的值来获取研究断层封闭性判别的SGR及Hmin值的阈值。从而通过改进型SGR公式等计算未知区域的断层参数，进而判别断层封闭性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，参考术语“上述实施例”、“一些实施例”、“上述实施方式”、“一些实施方式”、“可能的实施例”或“可能的实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上实施例仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本申请的实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种断层封闭性定量评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据公式(1)计算目的层的改进型SGR指数，

在公式(1)中，∑H₁为研究层段中上盘泥岩层总厚度，∑H₂为对接于研究层段下盘泥岩层总厚度，D为断层的垂直断距；

基于所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价。

2.根据权利要求1所述的断层封闭性定量评价方法，其特征在于，所述基于所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价包括验证所述改进型SGR指数的可靠性；

所述验证所述改进型SGR指数的可靠性包括：

对研究区内的新区进行勘测，计算新区的所述改进型SGR指数；

判断新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间是否存在交集；

若新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间不存在交集，则所述改进型SGR指数可靠。

3.根据权利要求1所述的断层封闭性定量评价方法，其特征在于，所述基于所述改进型SGR指数对研究区的所有断层进行封闭性评价包括验证所述改进型SGR指数的可靠性；

所述验证所述改进型SGR指数的可靠性包括：

对研究区内的新区进行勘测，并根据公式(2)计算新区的传统SGR指数，

在公式(2)中，∑H₀为研究层段中泥岩层总厚度，D为断层的垂直断距；

计算新区的所述改进型SGR指数；

判断新区内已成藏区对应的所述传统SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述传统SGR指数区间是否存在交集；

判断新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间是否存在交集；

若新区内已成藏区对应的所述传统SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述传统SGR指数区间存在交集，并且新区内已成藏区对应的所述改进型SGR指数区间和新区内未成藏区对应的所述改进型SGR指数区间不存在交集，则所述改进型SGR指数可靠。

4.根据权利要求1所述的断层封闭性定量评价方法，其特征在于，所述计算目的层的改进型SGR指数包括：

根据公式(3)计算目的层的断层岩毛管力Pc，

Pc＝10^(SGR/d-c) (3)，

在公式(3)中，d为经验参数，c为系数；

基于所述断层岩毛管力Pc确定所述改进型SGR指数。

5.根据权利要求4所述的断层封闭性定量评价方法，其特征在于，所述计算目的层的改进型SGR指数包括：

根据公式(4)计算目的层的烃柱高度Hmin，

在公式(4)中，ρ_w为水密度，ρ_烃为油气密度，g为重力加速度，d为经验参数，c为系数；

基于所述烃柱高度Hmin确定所述改进型SGR指数。

6.根据权利要求4所述的断层封闭性定量评价方法，其特征在于，所述计算目的层的改进型SGR指数包括：

根据公式(5)计算目的层的CO₂柱高度Hmin，

在公式(5)中，ρ_w为水密度，

为CO₂密度，g为重力加速度，d为经验参数，c为系数；

基于所述CO₂柱高度Hmin确定所述改进型SGR指数。

7.根据权利要求5或6所述的断层封闭性定量评价方法，其特征在于，计算所述柱高度Hmin包括：

根据公式(6)计算目的层的断层正压力P_断面，

在公式(6)中ρ_w为地层水的密度，g为重力加速度，H为埋深，θ为断面倾角，a和b为系数；

基于所述断层正压力P_断面计算所述柱高度Hmin。

8.根据权利要求7所述的断层封闭性定量评价方法，其特征在于，计算所述柱高度Hmin包括：

根据公式(7)计算经验系数c1，

在公式(7)中，Pmin为最小开启压力，c1为经验系数，c2为系数；

基于所述最小开启压力Pmin计算所述柱高度Hmin。

9.根据权利要求8所述的断层封闭性定量评价方法，其特征在于，计算所述柱高度Hmin包括：

比较所述断层岩毛管力Pc和所述断层正压力P_断面的大小；

若Pc＞P_断面，则以所述断层正压力P_断面作为所述最小开启压力Pmin；

若Pc≤P_断面，则以所述断层岩毛管力Pc作为所述最小开启压力Pmin。

10.根据权利要求9所述的断层封闭性定量评价方法，其特征在于，所述断层封闭性定量评价方法还包括如下步骤：

通过研究区内已成藏区的所述柱高度Hmin和研究区内未成藏区的所述柱高度Hmin确定柱高度Hmin阈值；

基于所述柱高度Hmin阈值确定所述改进型SGR阈值；

通过研究区内已成藏区的所述改进型SGR指数和研究区内未成藏区的所述改进型SGR指数确定改进型SGR阈值；

基于所述改进型SGR阈值对研究区的所有断层进行封闭性评价。

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