断裂控制油气分布 断裂控制油气运移和聚集

断裂对油气的控制作用已被大量实践所证明，特别是古生代，几乎所有油气田均与断裂有关，可是说“有油气田就有断裂”。

(1)断裂输导油气

如塔里木北部地区发育有不同规模和不同级次的断裂，对隆坳构造格局形成、局部构造成生、输导油气、改善储集性能、封闭油气均起到重要的控制作用。大型断裂，多构成构造单元边界，控制隆坳构造格局。轮台、沙雅和亚南断裂等，控制沙雅隆起上的雅克拉断凸形成。大断裂对隆坳展布格局的控制，体现为生油坳陷的油气向隆起区运移聚集的区域性和普遍性。沙雅隆起有多种性质的断裂展布，以逆冲断裂带与局部构造的形成关系最密切。据统计沙雅隆起及其外围已确定的50余个局部构造中有65%的构造，其形成与逆冲断裂的活动有关(如轮台、沙雅、沙井子等逆冲断裂及其上下盘的一些构造圈闭，阿克库木、阿克库勒背冲断块形成的断块潜丘带与断褶潜丘带上的众多构造圈闭)。逆冲断裂及其派生的小型正断裂往往起着油气运移通道的作用，断裂与储油层、不整合面、生油层或古生界油藏串通，一方面造成沿不整合面侧向运移的油气向上接力运移;另一方面串通油源岩或已聚集的油气藏，使油气通过断层上窜输入上覆地层中聚集，而且断层所断至的任一层位，只要该层位圈闭和储集条件具备，就可使油气聚集成藏。典型者如雅克拉侏罗、白垩系气藏及第三系(古近－新近系)的油气，就是断裂和裂缝串通不整合面，油气向上移聚的结果;轮南2井三叠系油气藏是阿克库木断裂与奥陶系油源串通的结果。

(2)断裂遮挡油气

逆冲断裂具挤压性质，易于在含油气渗透层与泥质岩或致密的碳酸盐岩层断错相接处(在断距小于隔盖层厚度的情况下)或断面封闭情况下，对油气起遮挡作用。较典型的实例是在塔里木盆地如阿克库勒背冲断块褶皱构造带，逆冲层封闭的奥陶系褶皱潜丘中油藏得到保存，仅派生的小断层使油气藏切割复杂化。断裂具有破坏与遮挡作用，但以遮挡作用为主导(如轮台断裂东段)。四川盆地古生界气藏受断裂控制实例很多。

(3)断裂控制油气藏的分布聚集

在沙雅隆起圈闭构造油气的形成都与断裂有直接关系，断裂对油气藏的分布、聚集起着显著的控制作用。断裂与局部构造、储层、烃源层三位一体的有机配置，有利于油气富集成藏。断裂带旁常形成牵引背斜，在断裂带的端点、拐点、交点、分支点和错列点处，有利于形成圈闭，油气在应力驱动下，可优先在这些部位聚集。如东河塘构造的石炭系油藏，雅克拉构造的聚集凝析气藏。因此，沙雅隆起发育的近东西向、北东向断裂和北西向断裂控制了油气藏的聚集分布。此外，断裂带的发育和与断裂带有关的风化淋滤带的发育，都会改善岩层的储集性能，提高其孔隙度和渗透率。如阿克库勒凸起沙14井奥陶系致密灰岩中的裂隙型储层油气藏。

(4)断裂改善储集体

断裂通过的地层产生多组微裂缝改善地层储集性。

主要断裂控制油气运聚与分布~

地质力学在找油工作中，主要是研究油气分布规律。既然构造规律制约油气分布规律，其中断裂构造在油气运聚中起重要作用，甚至有可能起决定性作用。
塔里木盆地断裂构造发育，对油气具有重要控制关系，已广泛引起人们的关注和研究。据笔者对本区主要断裂控油作用初步研究认为：
①边界断裂和盆内主干断裂，共同控制大型生油坳陷（区、带）和聚油隆起（区、带）具定向性，塔里木盆地大型坳、隆基本格局呈东西和北西向分布。
②主要断裂的方向性控制塔里木盆地油气田（藏）沿断裂带展布呈珠串状、弧状、雁行状。
③大型压扭性断裂带旁侧的扭动构造利于聚集油气，如轮台断裂、亚南断裂、阿克库勒断裂带的油气田（藏）。
④同级次的主要压、压扭性断裂或不同级次断裂夹持的部位，常常为油气田所在位置，如玛扎塔格地区和塔中地区，多呈脊状分布。
⑤断裂力学性质转化者，对油气的疏导和聚集有双重作用。如轮台、亚南断裂具先逆后正特点，这些断裂既是油气运移的良好通道，又是喜马拉雅期油气再成藏的最好场所。
⑥本区压、压扭性断裂上盘控制分布油气田（藏）众多，也是一大特点。
⑦隐伏断裂利于聚油，通天断裂使油气逸散，起破坏油气成藏作用。
⑧断裂多期活动，导致油气多次运聚再生成藏。
⑨断裂（油源断层）断到什么层位，油气就上升到什么层位，油气跟着断裂走，是塔里木盆地断层控油的又一特色。

4.4.1 西北地区断裂特征
总结起来，盆地断裂发育具有如下主要特征：
1）规模多级次：在断裂发育程度上，盆缘强烈，腹部微弱，盆缘均发育大规模的基底断裂，盆内则发育小规模次级断裂，从盆缘到盆内断裂发育明显呈衰减趋势。
2）性质多逆冲：断裂性质单一，无论是盆缘断裂还是盆内断裂，几乎全为压性、压扭性的逆冲断裂。仅晚侏罗世发育有一些小规模正断层。
3）活动多期次：断裂具有多期活动，有海西、印支期形成的断裂，燕山期又进一步断开侏罗纪地层，喜马拉雅期南缘活动强烈。盆地在演化后期受到西北缘、东北缘和南缘三个方向构造体系的作用较早期有很大的减弱。因此，后期形成的断裂规模较早期形成的规模相对要小。
4）组合多型式：入字型、雁行状、帚状构造、对冲型、背冲型、“S” 形、反 “S” 形等，控油多模式（后详）。
5）体系多类型：盆地断裂的分布具有明显的分区定向性。盆地断裂的总体展布特征，主要反映了存在四组断裂体系。具体如下：
北东向体系，准噶尔盆地主要发育于西北缘地区，以达尔布特断裂、克-乌断裂、塔里木盆地的车尔臣断裂、阿尔金断裂等为主控断裂。前两节断裂从石炭系和侏罗系断裂分布看，其控制范围至玛湖东一带。
北西向体系，主要发育于乌伦古、克拉美丽地区，以吐丝托依拉断裂、陆北断裂、玛扎塔克断裂、吐木休克断裂等为主控断裂。前三带断裂从石炭系和侏罗系断裂分布看，其控制范围达乌伦古一带。
东西向体系，主要发育于塔里木、准噶尔、吐-哈盆地山前坳陷区，以昌吉南断裂、奎屯-玛纳斯-呼图壁北断裂、亚南断裂、轮台断裂为主控断裂。从石炭系和侏罗系断裂分布看，其控制范围在南缘坳陷一带。在准噶尔盆地中部，滴水泉地区东西向断裂也比较明显，如三个泉断裂、滴水泉南断裂等，这些东西向断裂在盆地中部与北西向构造共同控制陆梁隆起。
南北向体系，主要发育于准噶尔盆地西缘车排子地区，断裂带为车排子凸起与昌吉凹陷的分界线，控制了断层两侧的沉积。
4.4.2 断裂控油
断裂控油、控气主要表现在以下四个方面：
（1）断裂是油气的运移的通道
断裂作为油气运移通道，在各盆地都有明显体现，不但在其活动时期而且也在静止时期，只要裂缝不填死或断裂两侧的细小断缝仍然存在，还能起到运移的作用。如塔里木北部勘探成果表明，在9个含油气层位中，除上白垩统—古近系和新近系两个层位的油气来自陆相源岩外，下白垩统以下7个层位的油气都是来自海相的寒武-奥陶系源岩。因此，如果没有断裂作为运移通道，油气很难穿越数千米到达上部层位。断裂断到什么层位，油气也就富集到什么层位，这就是断裂作为良好的垂向运移通道的有力证据。断裂与其两侧地层的裂缝能改善储层的储集性能，断裂活动往往使断裂两侧地层形成一定规律的裂缝系统。这些裂缝本身可以作为储集空间，同时也可以使岩石孔隙互相串通，提高其渗透能力。
再如，巴楚隆起边界断裂开始活动于海西晚期，麦盖提斜坡形成了几个断裂构造带，此时奥陶系顶面油气的低势区正在巴什托、亚松迪以北地区和小海子水库附近，油气的运移趋势由南向北，运移介质除储集岩的孔、洞、缝系统及T0不整合面外，断层的活动对沟通寒武-奥陶系烃源岩与石炭-二叠系储集岩而形成早期油气藏具有关键作用。喜马拉雅期，区内形成了多个区域性断裂带，在其活动期间可作为烃类垂向运移的通道，且与输导层及不整合面介质构成纵横交汇的运移网络，对输导层此时形成本区晚期成藏期已达高成熟-过成熟的寒武-奥陶系源岩油气和石炭-二叠系已成熟的源岩油气具有至关重要的作用。
各大中、新生代前陆盆地如：准噶尔西北缘克拉玛依和乌鲁木齐前陆盆地，塔里木的库车、喀什、叶城等前陆盆地，柴达木北缘前陆盆地等形成的中、新生代油气田均与断裂活动有关，它们的山前断褶带都与断裂伴生，深部的油气主要靠断裂作为油气运移的主要通道，聚集到构造圈闭中形成油气藏，如克拉玛依大油田、呼图壁大气田、克拉子大气田等。
（2）断裂控制构造圈闭为油气富集提供了空间
断裂活动可形成多种类型的圈闭，与断裂有关的圈闭主要有以下3种。
1）断裂牵引背斜圈闭：在断裂活动中，断裂两盘在相对运动时，产生推挤或拖拽作用，形成这种圈闭。它一般形成逆断裂的上盘或正断裂的下盘。
2）断裂遮挡圈闭：由于断裂作用，改变了断裂两盘地层的原始产状，使地层往断裂方向上倾，同时又使两盘渗透层与非渗透层相接触而形成这种圈闭。
3）背冲断块圈闭：两条平行的配套断裂所夹的断块，在断裂活动时，由于受一个主压应力的作用，往往使断块地层弯曲形成背斜褶皱，其高点一般靠近主断裂一侧。
断裂控制了油气田（藏）的分布，在断裂两侧会出现成串成带的油气田（藏）。如阿克库勒油气田，就是被两条断裂夹持的断块潜山-背斜带聚油而形成的。沙雅隆起、轮台断裂上盘，已发现了雅克拉凝析气田、轮台凝析气田和东河塘油田、大涝坝油田；亚南断裂北侧，沿断裂带都存在一系列的牵引背斜，并已发现有天然气富集。总之，断裂控制了油气的富集，控制了油气田（藏）的分布。再如准噶尔盆地南缘的呼图壁气田、玛纳斯油田、卡因油田、霍10油气田、安集海油气田等，柴达木盆地的冷湖、马海油田等。
现就准噶尔盆地断裂构造对构造圈闭的控制作用，作如下分析。
综观构造圈闭分布与断裂构造关系密切，它们相依相随，断层发生、发展、演化制约着局部构造和构造圈闭沿革。断裂不同部位、不同方向、不同性质、不同形态，断裂间不同组合排列，不同断裂构造型式，对构造圈闭规模、形态、类型、圈闭性能（聚油稳定性）均具有一定控制作用。本书以准噶尔盆地为例，对构造圈闭进行新的归类，按断裂圈闭的断裂数目（单断、双断、多断层）、断裂组合排列形式、断裂构造型式、断裂反转以及断裂与褶皱、不整合关系进行分类（共十一大类），以利于从应力场角度优选有利构造圈闭和油气预测（表4.38）。
表4.38 准噶尔盆地构造圈闭分布及分类表


续表


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（3）断裂对改善碳酸盐岩储层的储集性能具有重要作用
区内已知油气田的主要储层为古生界碳酸盐岩，主要分布在上寒武统—下奥陶统，其次为石炭系巴楚组上段、小海子组，岩性以白云岩为主、灰岩次之。碳酸盐岩储层的可容纳空间为孔隙和洞、缝系统，影响这些储集空间发育程度的因素有多种，诸如沉积环境、成岩作用、构造应力、表生岩溶和深部岩溶作用等。其中构造应力对本区碳酸盐岩储层性能的改善具有重要作用，喜马拉雅晚期的构造运动，形成了巴楚隆起现今的构造形态和格局，各断裂带不仅本身是大的裂缝带，同时随内外地层变形程度的强弱而产生规模、数量不等的裂缝，断裂的形成与活动为地下水提供了大气淡水的补给通道，不断得到大气淡水补给的地下水，大大地增强了溶蚀作用，扩大的储集岩原来的孔、洞、缝系统。新生的构造缝既增加了储集岩的孔隙度，也改善了储集岩的渗透性，裂缝系统随着溶蚀作用的进行，逐渐形成缝洞系统。如鸟山-玛札塔格断裂构造带，下奥陶统潜山虽经长时间暴露接受岩溶改造，可据山1井下奥陶统云岩、灰岩、硅质云岩来看，原来发育的孔、洞、缝，大多已被方解石所充填，但因其被夹持在两侧的逆冲断裂之间，构造应力集中，后期的裂缝系统发育，而且未被充填，裂缝成为其主要的储集空间。特别是塔河大油田，以奥陶系灰岩为主要储层（体），其储集物性主要靠古岩溶作用才形成优质缝洞储集体，但是缝洞储集体，与形成于不同时期断裂活动有直接关系，断裂发育区，或两组、多组断裂交汇处缝、洞十分发育，易形成大洞和多洞，进而储集丰富的石油，单井产量高，稳产时间长。如沙48井，日初产540t/d，三年累计产油50×108t成为区内古生界碳酸盐岩产油 “王牌井”。
（4）断裂性质封闭性与油气关系
西北地区众多中新生代断裂主要为压性、压扭性，另外一类就是少数主干系张、张扭性断裂及与主干断裂配套的断裂为张性和张扭性。
A.断裂封闭性研究与油气运移、聚集与散失关系
李四光教授强调指出 “断裂体系控制的矿田中，特别是煤田和油田中，掌握它们分布的规律，对勘探设计和坑道施工设计，是极为重要的。重要之点，在于挤压或压扭性的断裂，一般是具有封闭性的。封闭性断裂面，经常是能够堵塞地下水的流动，或者在油田中阻止油气逃逸的作用。张裂性和张扭性断裂，一般是具有分裂性的。地下水、油、气往往从裂开的隙缝流动或逃逸。这样，在解决水文工程地质问题时，和在某些油区制订勘探计划中，它们就具有头等重要的意义”（李四光，1973）。
李四光1969年谈塔里木盆地的石油地质工作时明确指出 “为了搞清断裂的性质，研究这些断层非常重要。关键要弄清是封闭性的还是张裂性的”。我国40多年的油气勘查实践证明，在封闭性断裂的附近做详细工作，打钻，往往得出工业油流来。塔北的油气勘查再次证明了这一点。断裂断到哪里，油气就跑到哪里，并在封闭性断裂的附近富集成藏。
李四光关于断裂力学性质对流体矿产的控制关系的论断是正确的，对地质工作起重要指导作用。近些年来石油地质工作者，在油气勘探、开发实践和研究中丰富了断裂封闭性与油气关系内涵，发现压性、压扭性断裂出现在渗透性岩中，不一定都是封闭的，而张性、张扭性断裂当有断层泥涂抹情况下也可以是封闭的；即使是同一条断层，在走向上和倾向上不同地段断层两侧，由于不同岩性接触或相同岩性接触，其封闭性可能有所不同；同一条断层，在它形成发展早期可以是开启性的，油气可沿断面向上运移，到了后期，断裂性质转化或由于上覆地层的压实以及其他作用，也可以变成封闭性的。
“根据油气圈闭理论，盖层或断层间之所以能够对油气形成遮挡，从本质上讲是由于盖层或断层之间有不同的排驱压力所致。只有当盖层或断层面的排驱压力大于储层的排驱压力时，才能阻止油气运移”。
断裂封闭性问题采取了定性和半定量-定量研究，利用了油藏描述新技术和断层封闭性模糊综合评判的数学模型，对塔北地区主要断裂封闭性做了评判。
B.研究断裂封闭性方法（以塔里木盆地北部断裂系统为例）
a.详细研究断层的力学性质
从定性的角度，通常认为张性、张扭性的断层常常是开启性的，而压、压扭性断层则容易形成封闭性断层。通过地表直接观察和地震资料、测井资料分析研究对研究区断层的力学性质进行了鉴定。
b.断层面两侧的岩性条件分析
当断面两侧为渗透层与非渗透层接触时，断层则通常被认为是封闭的。但是要注意沿断层延伸方向两侧渗透层与非渗透层接触情况是有变化的，断层的封闭性质也将有很大差异。
c.断层带及其两侧岩层的排驱压力分析
d.断裂的活动期，尤其是现今活动性对油气等流体的影响研究
分析了塔北中强地震震中分布与断裂关系图，着重探索断裂的现今活动性，断裂在活动期一般认为是开启性的，得出如下认识：
1）亚南断裂带现今是开启的。
2）轮台断裂带西段雅克拉一带表现封闭性，而轮台以东地段则是开启性。
3）沙西地区英迈7井至沙11井间，历史地震震中随时间变新由北向南依次迁移。1973年间发生三个地震似乎呈等间距向南推进，反映此区某些断裂尚在活动，并暗示沙西深层由北向南运动。
4）沙4井至沙30井间，存在一个南北向地震带，1949年三个地震依次向南迁移，震级皆在5级。揭示了地下有断裂存在且至今还在活动，恰是哈拉哈塘与阿克库勒凸起的分界附近。
5）沙井子断裂无历史地震，可能封闭性好。
6）柯坪断裂和阿恰断裂不封闭，尤其是柯坪断裂与普昌断裂及与阿恰断裂交汇处，历史地震强又多，更不具封闭性。
e.采用油藏描述新技术方法，对达里亚断裂进行定量化研究
f.断层封闭性模糊综合评判
上述几个方面研究只是从影响断裂封闭性的单因素考评，具有一定的局限性，为此，以地震、地质、测井资料为基础，从分析影响断层封闭性的主要因素入手，采用模糊综合评判方法对塔北油区主要断层的封闭性进行了研究。
这项研究我们是采用刘泽容教授等关于 “断层封闭性模糊综合评判” 原理和方法，结合研究区实际，做了探索性研究。
模糊综合评判就是应用模糊变换和最大隶属度原则，考虑了被评价事物（断层封闭性）相关的各个因素，对其进行综合评价。这里评价的着眼点是所要考虑的各个相关因素，即断层力学性质、岩性配置关系、断层活动强度等。
塔里木盆地北部主要断裂封闭性综合评判结果见表4.39。
表4.39 塔北主要断裂封闭性模糊综合评判结果

断裂控制油气分布
答：在沙雅隆起圈闭构造油气的形成都与断裂有直接关系，断裂对油气藏的分布、聚集起着显著的控制作用。断裂与局部构造、储层、烃源层三位一体的有机配置，有利于油气富集成藏。断裂带旁常形成牵引背斜，在断裂带的端点、拐点、交...

断裂控制油气作用
答：断裂对油气运聚有重要贡献,断裂及断层或构造裂缝的垂向运移油气占主导地位,逆掩断层下盘油气聚集丰富,所获油流最大。断裂对于其范围内的石油及天然气田的分布以及油藏的形态和规模大小有着重要的影响。 4.5.1准噶尔盆地断裂体系控制不同...

断裂构造的控油控气作用
答：压性、压扭(剪)性断层,有时还有扭(剪)性和二序次压性正断层往往控制油气分布;张性、张扭(剪)性断层,有时还有扭(剪)张性断层,对油气往往不起控制作用。一般来说,压性、压扭性断裂对油气有封闭性,引诱油气集中,同时又使油气不...

断裂控制油气运移和聚集
答：新生代油气田均与断裂活动有关,它们的山前断褶带都与断裂伴生,深部的油气主要靠断裂作为油气运移的主要通道,聚集到构造圈闭中形成油气藏,如克拉玛依大油田、呼图壁大气田、克拉子大气田等。

主要断裂控制油气运聚与分布
答：地质力学在找油工作中，主要是研究油气分布规律。既然构造规律制约油气分布规律，其中断裂构造在油气运聚中起重要作用，甚至有可能起决定性作用。塔里木盆地断裂构造发育，对油气具有重要控制关系，已广泛引起人们的关注和研究。据...

断裂与油气
答：断裂是研究区主要构造现象，断裂活动不仅对区内沉积构造起控制作用，而且与本区油气关系密切。（一）断裂控制沉积、构造 1.断裂控制沉积：在边界正断层控制下，裂谷期各组相对深水环境都位于半地堑深凹，向缓坡水体变浅，边...

与油气勘探开发关系密切
答：从世界和中国含油气盆地油气分布看，盆地中油气储量的90％以上都与断裂有关，表明断裂对油气运聚成藏和分布具有重要的控制作用。勘探结果表明，含油气盆地内多数构造油气藏形成和分布与断裂有关。在平面上，主要含油气带都沿...

油气在空间上的分布
答：(1)大型古隆起控制油气区域性聚集 ①大型古隆起与生油坳陷紧邻,油气源分布:塔里木盆地自加里东到燕山期的历次构造变动中,沙雅隆起一直处于构造变动的隆起部位,有利于接触两侧生油坳陷不同时期的油气。在早古生代,东南侧的满...

油气分布规律
答：这类前陆油气系统中油气主要分布在山前冲断褶皱带和前缘隆起带。2.油气系统控制油气分布，在两个油气系统的叠合、复合部位油气最为富集 首先不同油气系统有不同类型烃源岩及不同的热演化历史。各油气系统不同的成烃期导致...

断层对油气运聚成藏的控制作用
答：（一）断层对油气纵向运聚的控制作用 高邮凹陷，有效成熟烃源岩主要分布在下构造层的泰二段、阜二段、阜四段（中构造层的戴一段一亚段的有效成熟烃源岩分布范围小），受区域盖层的控制，当缺少断层或断层在纵向上封闭时...