【摘要】：封閉層是異常流體壓力分隔體的邊界,使封隔體成為獨立的壓力系統(tǒng)(對內(nèi)開放,對外封閉),是劃分油氣運聚、成藏系統(tǒng)的重要依據(jù)。一旦封閉層發(fā)生破裂,將引起封隔體內(nèi)高壓流體的向外泄露與重新運移。因此研究封閉層的破裂機制,闡述其對流體分隔體保存和破壞乃至油氣運移成藏的影響,具有重要意義。本文以庫車坳陷東部迪北斜坡帶為重點研究對象,利用鉆完井、測井、試油,井下測試等資料確定封閉層的層位分布及巖性特征和縱向壓力分布特征,討論邊部封閉層的封閉能力。封閉層主要存在兩種破裂形式——斷裂與超壓引起的破裂。所以通過研究斷裂展布及發(fā)育特征,運用加載曲線法識別斷裂引起封閉層破裂造成的壓力傳遞現(xiàn)象;運用數(shù)值模擬手段恢復(fù)區(qū)域應(yīng)力場,結(jié)合剩余壓力特征,引入巖石破裂準(zhǔn)則,展開封閉層超壓破裂的研究,最后探討了封閉層破裂條件下油氣成藏模式并取得了以下認(rèn)識:(1)封閉層受地層控制明顯,最突出的三個封閉層為吉迪克組膏鹽、膏質(zhì)泥巖,舒善河組厚層泥巖,陽霞組夾煤層的厚泥巖層系。下侏羅統(tǒng)高壓氣藏頂部陽霞組泥巖層厚度大且分布穩(wěn)定,具有高排替壓力,發(fā)育欠壓實具有高剩余壓力,同時也作為高壓氣藏?zé)N源巖,因此認(rèn)為在未發(fā)生破裂情況下是良好的封閉層。(2)庫車坳陷東部主要發(fā)育三條斷裂帶分別為北部依奇克里克斷裂帶、南部迪北斷裂帶和東部吐格爾明斷裂帶,斷層與封閉層的斷穿關(guān)系顯示有三種類型分別為至地表穿鹽斷層、穿陽霞組封閉層的鹽下斷層、下侏羅統(tǒng)封隔體內(nèi)部斷層,而壓力傳遞現(xiàn)象主要在迪北斷裂帶附近的鹽下斷層區(qū)出現(xiàn)。(3)數(shù)值模擬結(jié)果顯示:迪北地區(qū)喜馬拉雅晚期最大有效主應(yīng)力為80MPa左右;最小有效主應(yīng)力為25MPa左右,而該時期封隔體內(nèi)阿合組儲層剩余壓力為30～36MPa。結(jié)合喜馬拉雅晚期封閉層應(yīng)力特征與封隔體內(nèi)剩余壓力,引入經(jīng)格里菲斯準(zhǔn)則修正后的巖石破裂條件,結(jié)果發(fā)現(xiàn)喜馬拉雅晚期封閉層曾發(fā)生超壓破裂現(xiàn)象,而在現(xiàn)今狀態(tài)下保持完整性。(4)研究區(qū)具有早油晚氣、晚期為主的油氣充注特征:吉迪克組沉積時期表現(xiàn)為油氣充注,庫車期末則表現(xiàn)為天然氣充注。大型斷裂導(dǎo)致油氣進一步運移至淺部鹽下儲層內(nèi)成藏或由地表泄露,而小規(guī)模斷裂會加速下侏羅統(tǒng)內(nèi)油氣的運聚成藏。喜馬拉雅晚期封閉層發(fā)生超壓破裂,其對早期油藏造成了一定的散失作用,而現(xiàn)今超壓裂縫閉合,恢復(fù)封閉能力,有助于形成阿合組致密氣藏。
【圖文】：

封閉層的概念源于早期 Barker 等人對封隔體的研究，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)盆地在縱向上存在兩個或多個壓力帶。后來提出使用流體封隔體（Fluid Compartment）這一術(shù)語，而這些相對獨立的壓力系統(tǒng)都是被某類地質(zhì)體隔開的。學(xué)者們認(rèn)為封隔體實質(zhì)上是存在于地下三維空間內(nèi)被封閉層所包圍的相對獨立的地質(zhì)體，而其封閉層大多為低滲透性的巖層或者斷裂帶。封閉層的存在是地層發(fā)育超壓以及形成壓力分隔體的前提條件，而封閉層超壓破裂發(fā)生往往是由于分隔體內(nèi)部具有超壓（Sibson，1990）。目前識別手段主要是依靠鉆測井，錄井、試井等資料，結(jié)合地震解釋（周興熙，2006）首先確定巖性特征以及發(fā)育地層，而后處理井資料獲得地層流體壓力的數(shù)據(jù)，運用多口井封閉層的壓力結(jié)構(gòu)對比，認(rèn)定縱向的壓力特征，同時劃分封閉層，了解封閉層的分布范圍、類型、性質(zhì)和對油氣成藏的控制。徐士林（2003）基于流體封隔體的概念，以不同壓力帶的邊界作為封閉層刻畫了庫車坳陷壓力分隔體特征（圖 1-1）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)地下存在多個壓力系統(tǒng)且被封閉層隔開，而封閉層自身最明顯的特點便是受控于地層和巖性，例如受第三系的膏鹽巖、含膏泥巖層。

圖 1-2 鉆井失利原因分析.2.2 壓力傳遞在斷裂傳遞壓力研究過程中，早期學(xué)者已注意到了各種類型的斷裂與地層傳遞型之間的重要關(guān)系（Jones，1969；Fowler，1970），但主要研究局限于同沉積生長斷層初認(rèn)為斷裂產(chǎn)生超壓的原因在于斷層作為側(cè)向封閉層有效的阻止了孔隙水在排出。之后又認(rèn)為是斷層帶內(nèi)與周圍巖層的壓力改變是因為斷裂帶作為流體的有效運移，會因為深部的高壓流體延斷層向上運移，從而導(dǎo)致淺部壓力顯著升高，在地層壓統(tǒng)中體現(xiàn)出壓力傳遞的特征（Vasseur，1995；Xie et al，，2002；Tingay et al，2007）曉容等（2000）在對地層超壓成因的研究及評價中將斷裂發(fā)育地區(qū)存在的這種超壓歸為“他源高壓”的一種，并且認(rèn)為導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生的原因是因為斷層將封隔體閉層破壞，并且作為運移通道聯(lián)通了多個具有不同剩余壓力的分隔體。高壓流體通層由高壓區(qū)向低壓區(qū)運移，壓力也伴隨流體發(fā)生改變，最終各個封隔體的剩余壓力
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P618.13

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本文編號：2597244