摘要：为了研究含油气盆地断裂附近油气分布规律，在油气成藏期断裂垂向和侧向封闭油气机理及所需条件研究的基础上，通过确定油气成藏期泥岩盖层古断接厚度和断裂在泥岩盖层内分段生长上下连接所需的最大断接厚度，确定油气成藏期断裂垂向封闭部位；通过确定断裂填充物泥质含量和断裂封油气所需的最小填充物泥质含量，确定油气成藏期断裂侧向封闭部位，二者综合建立了一套油气成藏期断裂封闭部位确定方法，并将其应用于渤海湾盆地歧口凹陷油气成藏期——明化镇组沉积中晚期南大港断裂在东三段内封闭部位的确定中，结果表明：油气成藏期——明化镇组沉积中晚期南大港断裂在东三段内封闭部位主要分布在其西部，少量分布在其中部和东部局部，有利于下伏沙三段源岩生成油气在南大港断裂附近东三段内聚集与保存，与目前南大港断裂附近东三段已发现油气分布相吻合，表明该方法用于确定油气成藏期断裂封闭部位是可行的。

关键词：油气成藏期；断裂垂向封闭部位；断裂侧向封闭部位；确定方法

0 引言

随着油气勘探的深入，人们发现在含油气盆地内，不同尺度的断裂作为输导油气重要通道其附近往往都有油气富集^[1]，这无疑表明断裂在油气成藏期作为油气运移输导通道的同时，又具有一定的封闭性，才使得油气在断裂周围形成油藏。那么在什么环境下断裂可以封闭油气？其机制是什么？如何研究？这些对明确含油气盆地断裂附近油气分布规律至关重要。

针对断裂在非活动期的封闭部位研究前人曾做过大量研究工作^[2]，但对油气成藏期断裂封闭部位研究的不多，归纳起来目前大都集中在以下2个方向：首先利用油气成藏期盖层古断接厚度和封油气所需的最小断接厚度的相对大小，研究油气成藏期断裂在盖层内垂向封闭性^[3]，认为盖层古断接厚度不小于封油气所需的最小断接厚度，油气在盖层内不能发生垂向运移；反之则可以。第二个是利用在成藏期断裂填充物古排替压力与油气运移盘储层岩石古排替压力的相对大小，研究成藏期断裂侧向封闭性^[4]，认为只有断裂填充物古排替压力不小于油气运移盘储层岩石古排替压力时，断裂侧向不连通；反之断裂侧向连通。上述的成果对明确含油气盆地断裂附近油气成藏起到了重要作用。然而，由于未能进一步开展研究，对油气成藏期断裂封闭部位（包括垂向封闭部位和侧向封闭部位）目前学术界尚未开展研究，加之油气成藏期断裂填充物古排替压力难以获取等原因，目前尚不能准确地确定油气成藏期断裂封闭部位。难以准确地反映断裂附近的油气成藏。所以，开展油气成藏期断裂封闭部位确定方法研究，对于明确含油气盆地断裂附近油气成藏具重要意义。

1 油气成藏期断裂封闭机理及所需条件

在油气成藏期断裂活动开启，通常情况下断裂是不封闭的。在成藏期，断裂能否封闭旁侧油气，在于断裂的分段生长在泥岩盖层内上下是否形成沟通。若断裂未能形成有效的连通，即泥岩盖层中的排替压力大于储层的排替压力，所以在垂向输导中断裂是封闭的。相反，断裂在泥岩盖层内形成有效沟通，那么断裂在垂向上不封闭，则储层中油气会发生运移。

油气成藏期断裂在侧向上能否不连通，主要取决于断裂填充物泥质含量的相对大小，这是因为断裂活动期断裂填充物尚未压实成岩，其泥质含量大小的影响排替压力，若断裂泥质含量相对较大，其排替压力相对较高^[5]，大于油气运移盘储层岩石排替压力，那么断裂侧向不连通；反之断裂侧向连通。

由上述分析不难看出，油气成藏期断裂封闭所需的条件应为断裂在泥岩盖层内分段生长上下不连接和断裂填充物泥质含量应大于或等于断裂封油气所需的最小填充物泥质含量。

2 油气成藏期断裂封闭部位的确定方法

要确定油气成藏期垂向封闭部位，就必须确定在成藏期泥岩盖层古断接厚度和断裂在泥岩盖层内生长时可以形成有效连通时的最大断接厚度^[6]。具体的研究内容是第一步统计断裂在盖层内断距和被其错断盖层厚度；第二步利用最大断距相减法和地层古厚度恢复方法复原成藏期断裂古断距和盖层古厚度，由盖层古厚度减去断裂古断距求取盖层古断接厚度，如图1-a所示；再统计工区已知井点处油气仅分布在盖层之下盖层最小古断接厚度，作为断裂在泥岩盖层内形成有效连通的最大断接厚度，如图1-a所示。最后，将盖层古断接厚度大等于断裂在泥岩盖层内形成有效连通所需的最大断接厚度的部位连在一起，便可得到断裂垂向封闭部位，如图1-a所示。

要确定油气成藏期断裂侧向不连通部位，须确定油气成藏期断裂填充物古排替压力和储层岩石古排替压力，比较二者相对大小，便可以确定油气成藏期断裂侧向封闭部位。具体方法为：第一步用井上信息和三维地震工区读取断裂所在目的层内断距和被其错断地层岩层厚度及泥质含量，由式1计算断裂填充物泥质含量，假设断裂填充物泥质含量各地质时期不变，便可由此确定油气成藏期断裂填充物古泥质含量，第二步，统计工区已知井点处断裂填充物泥质含量与储层油气分布之间关系，取油气分布的最小古断裂填充物泥质含量作为断裂填充物封油气所需的最小泥质含量，如图1-b所示。第三步将断裂填充物古泥质含量大于等于断裂填充物封油气所需的最小泥质含量的部位相连接，便可以得到油气成藏期断裂侧向封闭部位，如图1-b所示。

                          （1）

式中： - 断层岩泥质含量，%；

 - 被断裂错断第层岩层厚度，m；

 - 被断裂错断第层岩层泥质含量，%；

 - 断裂断距，m；

 - 被断裂错断岩层个数。

最后将油气成藏期断裂垂向封闭部位和侧向封闭部位叠合，二者重复部位即为油气成藏期断裂封闭部位，如图1-c所示。

图1 油气成藏期断裂封闭部位厘定示意图

3 实例应用

本文选取渤海湾盆地歧口凹陷南大港断裂为例，如图5，利用上述方法确定油气成藏期其在东三段内封闭位置，与目前南大港断裂附近东三段已发现油气分布之间关系分析，确定该方法用于确定油气成藏期断裂封闭部位的可行性。

利用井资料和三维地震数据读取南大港断裂在内不同位置的断距和被其错断盖层厚度，由最大断距相减法^[7]和地层古厚度恢复方法^[8]还原油气成藏期——明化镇组沉积中晚期南大港断裂古断距和东二段泥岩盖层古厚度，由后者减去前者求取不同部位东二段泥岩盖层古断接厚度。利用钻井资料统计歧口凹陷东二段盖层古断接厚度与其上下油气分布之间关系，可以得到歧口凹陷断裂在东二段盖层内形成有效连通所需的最大断接厚度。由此可以得到油气成藏期——明化镇组沉积中晚期南大港断裂在东三段内垂向封闭部位。

1. 图2 南大港断裂发育与东三段油气分布关系图

   
   

   利用井的信息与三维地震读取南大港断裂在东三段内断距和被其错断地层岩层厚度及泥质含量，由式1计算不同部位南大港断裂在东三段内断裂填充物泥质含量。利用钻井资料统计歧口凹陷断裂填充物泥质含量与其油气聚集之间关系，可以得到断裂侧向封闭所需的最小断裂填充物泥质含量约为24%。由此可以得到油气成藏期——明化镇组沉积中晚期南大港断裂在东三段内侧向封闭部位。

    

   图3 油气成藏期南大港断裂在东三段内封闭部位与油气分布关系图

   
   

   将上述已确定出来的油气成藏期南大港断裂在东三段垂向封闭部位和侧向封闭部位叠合，便可以得到油气成藏期南大港断裂在东三段内封闭部位，如图10所示，由图10中可以看出，油气成藏期南大港断裂在东三段内封闭部位主要分布在其西部，少量分布在其中部和东部局部。目前南大港断裂附近东三段已发现油气主要分布在其中东部，少量分布在其西部局部，正好位于油气成藏期南大港断裂在东三段内封闭部位及附近，这是因为只有位于油气成藏期南大港断裂在东三段内封闭部位及附近，才能使下伏沙三段源岩生成油气沿南大港断裂运移进入到东三段后得以聚集与保存，油气钻探才能发现油气；否则无油气发现。

   4 结论

   （1）油气成藏期断裂封闭须垂向和侧向封闭，其条件应为断裂在泥岩盖层内分段生长上下不连接和断裂填充物泥质含量大于或等于封油气所需的最小泥质含量。

   （2）在确定油气成藏期泥岩盖层古断接厚度和断裂在泥岩盖层内分段生长上下连接所需的最大断接厚度，确定油气成藏期断裂垂向封闭部位；通过确定断裂填充物泥质含量和封油气所需的最小填充物泥质含量，确定油气成藏期断裂侧向封闭部位，二者综合建立了一套油气成藏期断裂封闭部位的确定方法，经实例应用，结果验证了该方法用于确定油气成藏期断裂封闭部位的可行性。

   （3）渤海湾盆地歧口凹陷油气成藏期——明化镇组沉积中晚期南大港断裂在东三段内封闭部位主要分布在其西部，少量分布在其中部和东部局部，有利于下伏沙三段源岩生成油气在南大港断裂附近东三段内聚集与保存，与目前南大港断裂附近东三段已发现油气相吻合。

   （4）该方法主要适用于砂泥岩含油气盆地油气成藏期断裂封闭部位的确定。

    

   参考文献：

1. 付广,付晓飞.断裂输导系统及其组合对油气成藏的控制作用[J].世界地质.2001,(4):344-349.

2. 付广,葛思.静止期未成岩断裂侧向封闭能力评价方法及其应用[J].地球科学与环境学报.2018,(3):301-307.

3. 胡春明,付广,展铭望.过盖层断裂的垂向封闭性预测方法及其在冀中坳陷中的应用[J].地质论评.2018,(1):227-236.

4. FU Guang;GUO He-yao;HAN Xu. A prediction method of favorable positions of transporting oil and gas capacity configuration in different periods of faults [J] Natural Gas Geoscience.2021,(01):28-37.

5. 王超,吕延防,付广,等.油气成藏期断层古侧向封闭性预测方法及其应用[J].地球科学.2017,(10):2024-0301.

6. 付广,展铭望.活动期断裂侧向封闭的地质条件及其研究方法[J].天然气工业.2016,(10):28-34.

7. 付广,王浩然,胡欣蕾.断裂带盖层油气封盖断接厚度下限的预测方法及其应用[J].中国石油大学学报: 自然科学版.2015,(3):30-37.

8. 张永波,刘明杨,相加林.油气成藏期输导断裂侧向封闭油气的判别方法及其应用[J].大庆石油地质与开发.2019,(2):33-40.