基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法

摘要

本发明涉及一种基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法，包括如下步骤：明确目标区域各种类断层的断裂结构特征；根据所述断裂结构特征获取不同断层结构部位的渗透率；利用所述断层结构不同部位的渗透率计算相应部位的启闭概率，然后利用所述相应部位的启闭概率计算对应层段断层的启闭概率，再通过不同层段断层的启闭概率评价所述目标区域的断层的启闭性。根据本发明提供的基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法，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。

说明书

技术领域

本发明涉及基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法。

背景技术

断层的演化过程分为活动期与静止期，活动期一般都是短暂的，断层主要为静止期。断层形成期或活动期为开启状态，可以作为油气运移的通道。断层封闭性和启闭性能评价主要针对处于静止期的断层，确定断层对油气是启闭还是封闭。断层封闭性评价历经了定性与定量两个阶段，20世纪50年代后主要通过分析断层封闭的形成机理，提出了砂泥对接、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；断层启闭性定量评价方法的提出和应用始于上世纪80年代末，目前可供应用的定量指标主要包括CSP、SSF、SGR、Allen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。

断层启闭能力受到多种因素的影响，包括断层性质、断距、岩性组合及其对接关系、埋深、倾角、泥岩涂抹、后期成岩作用大小，断裂带内部结构差异，以及断层的同生性和活动性等。单一的封闭性和启闭能力评价方法，难以准确评价，有时会造成评价结果的局限性和不确定性。考虑全部这些因素又十分困难，因为有些因素是很难在油气勘探、开发中得到的，尤其是油气勘探中早期。目前的封闭性和启闭能力综合评价方法主要包括非线性映射分析法、逻辑信息法、多级模糊综合评价技术等，这些方法是利用数理统计知识，将封闭性和启闭能力影响因素按权重大小，建立函数模型的综合数学分析方法。

尽管国内外关于断层封闭性研究取得了许多重要进展，但仍没有一种十分成熟适用各种地质条件下的评价方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法。

根据本发明的一种基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法，包括如下步骤：S101：明确目标区域各种类断层的断裂结构特征；S102：根据所述断裂结构特征获取不同断层结构部位的渗透率；S103：利用所述断层结构不同部位的渗透率计算相应部位的启闭概率，然后利用所述相应部位的启闭概率计算对应层段断层的启闭概率，再通过不同层段断层的启闭概率评价所述目标区域的断层的启闭性。

根据本发明提供的基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法，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。

另外，根据本发明上述的基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述步骤S101包括如下子步骤：S1011：通过断层分析方法对地震区域的断层进行分析，以得到断层样式、划分断层级别、区分断层性质，然后厘清不同级别断层的相互关系；S1012：利用盆地区域柱状图、地质图和钻井柱状图确定不同层位的岩性及其岩性的脆性和塑性；S1013：利用野外剖面研究不同层位、不同岩性的断层的结构特征，确定岩石破碎情况、裂缝发育密度和范围、泥岩涂抹、断层泥发育以及化学胶结情况；S1014：根据地震资料确定钻遇断层的井，然后根据测井资料确定断层结构；S1015：根据对断层性质、断开岩性、发育层位和断层埋深的研究确定各种类断层的断裂结构特征。

进一步地，在所述子步骤S1014中，在根据测井资料确定断层结构时，首先通过井震标定技术确定断层发育的深度段，然后通过测井敏感曲线确定断层结构。

进一步地，所述子步骤S1014中的测井资料包括电成像资料和声成像资料。

进一步地，所述步骤S102包括如下子步骤：S1021：在野外剖面进行取岩样，并对不同断层性质、断开岩性和断层发育层位进行分析；S1022：在破碎带和/或诱导裂缝带的不同断层位置进行密集取样，并选取距离该断层较近的相同岩性的原岩进行取样，其中，取样规格符合孔隙度和渗透率测试要求；S1023：测量所取得的完整的岩样的孔隙度、渗透率和密度值，并建立孔隙度-渗透率、孔隙度-密度关系；S1024：利用岩心测试结果建立不同断层结构带渗透率与深度和渗透率与岩性的相关性。

进一步地，在所述子步骤S1022后，还包括如下子步骤：对取得的不完整的岩样进行镜下分析并将其与测试物性样对比，以估算孔隙度和渗透率。

进一步地，所述步骤S103包括如下子步骤：S1031：分析断层相关油气藏，选取该油藏顶部和底部的断点，并结合步骤S102确定上盘裂缝带的渗透率、破碎带的渗透率和下盘裂缝带的渗透率；S1032：统计所述上盘裂缝带的渗透率、所述破碎带的渗透率和所述下盘裂缝带的渗透率与所述油气藏的相关性，然后建立基于显示特征与断层结构带渗透率统计概率的模型，并拟合关系启闭概率式，然后通过查表法检验统计的显著性；S1033：利用实际数据拟合公式P＝100-e^AlgK+B，以获得待定系数A和B的值，式中，P为启闭概率，K为渗透率，K的单位为10^-3μm²；S1034：基于油气优先通过高渗流率介质的原则，分别选取所述断层结构不同深度下对应断层结构带的最大渗流率，并分别求取不同深度段的断层启闭概率，然后通过所有不同深度段的断层启闭概率的乘积得到该断层结构的整体启闭概率；S1035：根据所述目标区域内不同断层的启闭概率确定目标区域内具有更大启闭概率的断层和/或确定某一断层的具有更大启闭概率的位置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法的流程图；

图2是断层垂向启闭概率统计图；

图3是断层启闭概率评价模型。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1所示，实施例1提供了一种基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法，具体包括如下步骤:

S101：明确目标区域各种类断层的断裂结构特征。

S102：根据所述断裂结构特征获取不同断层结构部位的渗透率。

S103：利用所述断层结构不同部位的渗透率计算相应部位的启闭概率，然后利用所述相应部位的启闭概率计算对应层段断层的启闭概率，再通过不同层段断层的启闭概率评价所述目标区域的断层的启闭性。

实施例1提供的基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法，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。

实施例2

实施例2提供了一种基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法，具体包括如下步骤:

S101：明确目标区域各种类断层的断裂结构特征，具体包括如下子步骤：

S1011：通过断层分析方法对地震区域的断层进行分析，以得到断层样式、划分断层级别、区分断层性质，然后厘清不同级别断层的相互关系。

S1012：利用盆地区域柱状图、地质图和钻井柱状图确定不同层位的岩性及其岩性的脆性和塑性。

S1013：利用野外剖面研究不同层位、不同岩性的断层的结构特征，确定岩石破碎情况、裂缝发育密度和范围、泥岩涂抹、断层泥发育以及化学胶结情况。

S1014：根据地震资料确定钻遇断层的井，然后根据测井资料确定断层结构。

S1015：根据对断层性质、断开岩性、发育层位和断层埋深的研究确定各种类断层的断裂结构特征。

S102：根据所述断裂结构特征获取不同断层结构部位的渗透率，具体包括如下子步骤：

S1021：在野外剖面进行取岩样，并对不同断层性质、断开岩性和断层发育层位进行分析；

S1022：在破碎带和/或诱导裂缝带的不同断层位置进行密集取样，并选取距离该断层较近的相同岩性的原岩进行取样，其中，取样规格符合孔隙度和渗透率测试要求；

S1023：测量所取得的完整的岩样的孔隙度、渗透率和密度值，并建立孔隙度-渗透率、孔隙度-密度关系；

S1024：利用岩心测试结果建立不同断层结构带渗透率与深度和渗透率与岩性的相关性。

S103：利用所述断层结构不同部位的渗透率计算相应部位的启闭概率，然后利用所述相应部位的启闭概率计算对应层段断层的启闭概率，再通过不同层段断层的启闭概率评价所述目标区域的断层的启闭性，具体包括如下子步骤：

S1031：分析断层相关油气藏，选取该油藏顶部和底部的断点，并结合步骤S102确定上盘裂缝带(a₁)的渗透率、破碎带(b₁)的渗透率和下盘裂缝带(c₁)的渗透率；

S1032：统计所述上盘裂缝带的渗透率、所述破碎带的渗透率和所述下盘裂缝带的渗透率与所述油气藏的相关性，然后建立基于显示特征与断层结构带渗透率统计概率的模型(见图2)，并拟合关系启闭概率式，然后通过查表法检验统计的显著性；

S1033：利用实际数据拟合公式P＝100-e^AlgK+B，以获得待定系数A和B的值，式中，P为启闭概率，K为渗透率，K的单位为10^-3μm²；

S1034：基于油气优先通过高渗流率介质的原则，分别选取所述断层结构不同深度下对应断层结构带的最大渗流率，并分别求取不同深度段的断层启闭概率，然后通过所有不同深度段的断层启闭概率的乘积得到该断层结构的整体启闭概率，见图3，公式如下：

K_1＝Max(a₁，b₁，c₁)

K_2＝Max(a₂，b₂，c₂)

K_3＝Max(a₃，b₃，c₃)

P＝P₁×P₂×…P_i(i＝1,2,3…)

S1035：根据所述目标区域内不同断层的启闭概率确定目标区域内具有更大启闭概率的断层和/或确定某一断层的具有更大启闭概率的位置。

实施例2提供的基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法，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。

实施例3

实施例3基于噶尔盆地部分地区断层断裂结构评价断层启闭性，步骤与实施例2均相同，实施例3在步骤S1024中得出准噶尔盆地部分地区相同岩性渗透率与深度具有幂相关性，即：

K＝A*H^B

式中：K—渗透率，单位为10^-3μm²；H—深度，单位为m；A、B—待定系数，利用实验数据拟合获得。

应用本实施例提供的方法对准噶尔西部红车断裂进行系统评价，整体评价结果得出，相同规模级别断层，结构特征较一致，疏导概率较大，小断层概率小；同一断层，上盘裂缝带启闭性大于下盘裂缝带，下盘裂缝带大于破碎带，即，启闭性与渗透率有很好的正相关性，渗透率越大疏导概率越高，与钻井取心显示的断层结构具有很好的一致性，说明本实施例提供的方法具有一定的准确性。

实施例4

实施例4详细提供了一种基于准噶尔盆地车排子地区石炭系火山岩断层结构评价其启闭性的方法，实施例4与实施例3的区别仅在于，在所述子步骤S1014中，在根据测井资料确定断层结构时，首先通过井震标定技术确定断层发育的深度段，然后通过测井敏感曲线确定断层结构。其余步骤均相同。利用实施例4对准噶尔盆地车排子地区石炭系火山岩断层结构进行识别，识别指标见表1。

表1准噶尔盆地车排子地区石炭系火山岩断层结构识别指标

F：断层结构指数参数(无量纲)，由声波时差、密度、深(浅)电阻率、井径等测井曲线变化值，归一化乘以权系数相加后得到。

由表1可以得出，实施例4对准噶尔盆地车排子地区石炭系火山岩断层结构识别的结果与钻井取心显示的断层结构具有很好的一致性，说明该方法能够满足断层封闭性定量评价的准确要求。

实施例5

实施例5详细提供了一种基于准噶尔盆地腹部断层结构评价其启闭性的方法，实施例5与实施例3的区别仅在于，所述子步骤S1014中的测井资料包括电成像资料和声成像资料，利用成像资料色标和裂缝识别成果与常规测井资料相结合以更精细识别断层结构。其余步骤均相同。

实施例5得出的准噶尔腹部断层评价结果显示，其电成像、声成像证实上盘裂缝带明显裂缝发育，评价显示疏导概率较大达到73％，而下盘和破碎带裂缝和渗透率较小，疏导概率仅为27％。董701完钻证实，尤其主要位于断裂上盘，而下盘无任何显示。实施例5得出的结果与实际钻探结果有较好的一致性，说明实施例5提供的方法能够满足断层封闭性定量评价的准确要求。

实施例6

实施例6详细提供了一种基于准噶尔盆地准北地区断层结构评价其启闭性的方法，实施例6与实施例3的区别仅在于，在所述子步骤S1022后，还包括如下子步骤：对取得的不完整的岩样进行镜下分析并将其与测试物性样对比，以估算孔隙度和渗透率。

通过实测物性验证，该地区断层破碎带疏导为5％左右，远小于上盘疏导概率85％和下盘80％。这与该实钻地区断层规模大，破碎带发育相一致，由于较好的封堵作用，断层下盘油气显示明显好于断层上盘，油气主要在下盘分布。实钻结果与评价结论有较好的吻合性，说明实施例6提供的方法能够满足断层封闭性定量评价的准确要求。

综上，根据本发明提供的基于断层断裂结构评价断层启闭性的方法，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。利用本发明提供的方法，对准噶尔盆地车排子地区、盆地腹部、准北、准南多个地区断层启闭性进行评价，评价结果与实钻结果具有很好的一致性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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发明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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。