[发明专利]一种利用断面应力预测断层封闭气柱高度的预测方法

说明书

本发明涉及一种利用断面应力预测断层封闭气柱高度的预测方法，基于断层无论发育在什么岩性地区、无论规模大小、埋藏深浅，均要受到上覆地层的压力、区域应力场的作用，也就是说，断面应力是普遍存在的原理，找到断面所受应力大小与其能够封闭烃柱高度之间的关系，进而预测所有岩性发育区，特别是岩浆岩、变质岩及碳酸盐岩发育区，断层封堵油气柱的高度，本发明具有广泛的适用性，能够解决特殊岩性区断层封闭烃柱高度的难题。

技术领域

本发明涉及油气勘探技术领域，具体地说，是涉及一种利用断面应力预测断层封闭气柱高度的预测方法。

背景技术

断裂封闭与否直接关系到圈闭的含油气性(罗群，2002)，控制着地下流体流动规律(郝芳等，2004)，影响着注水开发效果。Watts N L(1987,1991)、Knipe R J(1992)、Antonellini M(1995)在对断裂封闭问题作了大量模拟和实践研究后，认为断裂的封闭机制主要有4个方面，即并置对接、泥岩涂抹、碎裂作用和成岩胶结作用。

基于此，国内外学者提出一系列断层封闭性评价方法，Bouvier等(1989)在尼日利亚Nun River油田开展研究工作时提出了泥岩涂抹势(Clay smear potential，CSP)，也称泥岩涂抹潜力或泥岩玷污潜力用CSP表示。Lindsay等人(1993)根据实际资料的统计分析，提出了用以表征泥岩涂抹层连续程度的参数——页岩涂抹因子(Shale smear factor，SSF)。Yielding(1997)提出页岩断层泥比率SGR(Shale gouge ratio)算法。它将断层岩中泥质含量通过某点经过断层滑动后泥岩的累积厚度与断距的比值来表示，不同于SSF带有硅酸盐的特征，能够最有效地表示地层中的泥质含量，是一种断层岩封闭型断层侧向封闭定量评价方法，可以弥补SSF对评价砂-砂对接窗口的不足。国内学者付广等(1999)提出利用断裂填充物中泥质质量分数研究断层封闭性的方法(Rm)。王平(1994)提出了利用断面正应力评价断层封闭性的思想。在地下，断面上所承受的应力为重力应力、构造应力和流体压力的叠加，据此，刘泽容等(1998)建立了断面应力评价断层封闭性的公式：

P＝H(ρ_r-ρ_w)gcosθ+σsinθsinβ

式中：P为断面所承受的正压力，MPa；H为断面埋深，m；ρ_r为上覆地层平均密度，g/cm³；ρ_w为地层水密度，g/cm³；g为重力加速度；σ为水平地应力，MPa；θ为断面倾角，(°)；β为地应力与断层走向之间的夹角，(°)。

以上方法可以为判断断层的启闭性提供良好的定量参数，为综合判断断层的封闭性打下了坚实基础。但断层对烃类的封堵能力，特别是封闭烃柱的高度一直是断层控藏作用研究的难题。

估算烃柱高度的原理是，当水和烃相的压力差即浮力超过烃类进入和通过断层带中最大孔喉所需的压力即毛细管排替压力时，烃类将通过断层带发生泄漏。因此断层带内岩石的孔喉尺寸越小，相当于估算的SGR值越高，形成封堵所需的毛细管排替压力就越高，可以支撑的烃柱也越大(Peter B，2003)。断层的封闭能力可以用其所能封闭的烃柱高度表示，付晓飞等(2021)提出利用SGR值估算烃柱高度的计算公式：

式中：H为断层所能封闭的烃柱高度；ρ烃为地下烃类的密度；d为参数，无量纲。

将此公式应用到海拉尔盆地贝尔凹陷取得较好效果。

该计算方法针对发育在砂泥互层的碎屑岩中的断层，能够封盖烃柱高度预测具有较好的效果，但针对岩浆岩、变质岩及沉积岩中的碳酸盐岩，无法计算出SGR，该方法无法使用。针对发育在岩浆岩、变质岩及碳酸盐岩中的断层封盖烃柱高度，尚缺乏有效的评价方法。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。