张性断层断裂带水岩相互作用机理及其对断层封闭性影响

The tensile faults are the most important tectonic format and the key factor of controlling the petroleum reservoir in the petroliferous basins, east China, most of the tensile faults have complex fault zone, and the cracks in fracture zone is universally filled by different minerals.Because the minerals in the cracks can obviously decrease the porosity and permeability of the fracture zone, the oil and gas can not migrate by the fracture zone，and the fault can seal the petroleum. It is important for intensively study the sealing capacity of fracture zone to detailedly analyze the minerals filled in the cracks and the accidental information of the minerals. In this study, we detailedly analyze the fault throw, depth of breakpoint, fracture zone architecture, the relationship of them and the physical property of the different place of the fracture zone, do cathodoluminescence emission analysis on the minerals in the cracks, test the composition, the homogenization temperature and the ice point of the fluid inclusion catched in the minerals, then calculate the salinity of the fluid, resume the catched pressure of the fluid inclusion. Using the preceding result, we ascertain the active stage of fluid, the fluid character and the migratory direction of different stages. Finally we analyze the type and field of fluid-rock interaction of the different fluid in the fault zones and the effect on the physical property, classify the stage of the fracture zone diagenesis according to the classify scheme of the diagenesis of the sedimentary rock, bulit the classify scheme of the diagenesis of the fracture zone, analyse the effect of the fluid in different diagenesis stage, and discuss the relationship between the fluid activity of different diagenesis stage and the sealing capacity of the fault.

张性断层是中国东部含油气盆地最主要的构造形式，也是控制油气成藏的主要因素，多数张性断层发育复杂断裂带，断裂带裂缝中普遍充填各种矿物，这些矿物的存在会明显地降低断裂带的孔隙度和渗透率，从而导致断层起封堵作用。因此分析裂缝中充填的矿物及其携带的信息，对于深入分析断裂带的封闭性具有重要意义。本研究通过分析不同岩石类型断层断距及断点埋深与断裂带结构之间的关系及断裂带不同位置的物性特征，对裂缝中矿物进行阴极发光测试，测试矿物中捕获的流体包裹体的成分、均一温度及冰点，计算流体盐度，恢复包裹体捕获压力，确定流体活动期次、不同期次活动流体性质及流体运移方向，进而分析断裂带中不同性质流体水岩相互作用的类型、范围及其对断裂带物性特征的影响，参考沉积岩的成岩作用阶段的划分方案，划分断裂带成岩作用阶段，建立断裂带成岩作用阶段划分方案，分析不同成岩阶段流体所起的作用，进而探讨不同成岩阶段流体活动与断层封闭性的关系。

断裂是野外广泛存在的一种构造样式，其内部结构特征及其对油气运聚控制作用受到了广泛关注。野外露头表明张性断层内部结构存在较大的差异，造成这种差异的影响因素有哪些，断裂内部的流体活动及由此造成的水岩相互作用特征如何，它们对断裂的输导和封堵能力产生何种影响。针对以上问题，在野外大量断层观察描述的基础上，对张性断层的断裂带结构及其影响因素进行了分析，结合断裂带样品的分析测试和模拟实验，探讨了断裂带内部水岩相互作用特征。.通过对山东新泰、沂水、安徽巢湖等地出露的80余条正断层进行考察，对26条断裂带结构清楚的张性正断层进行了详细的描述，从平面和剖面的角度直观的分析了断裂带的宏观结构特征，发现张性断层发育断层核和破碎带两部分，但不同断层的断裂带结构存在差异，造成这种差异的主要原因有断距、单层岩层厚度等，断距由小到大，断层核由不发育到不连续发育到连续发育，断层核宽度和断距之间存在1：10~1：100的关系，断裂带宽度与断距之间存在10：1~100：1的关系。岩层厚度小于断距的情况下，裂缝发育；岩层厚度大于断距时，裂缝不发育；在同一断裂中，岩层厚度越小，裂缝发育越密集，且裂缝发育带宽度越大，岩层厚度越大，裂缝发育越少，且裂缝发育带宽度越小。.断裂活动期次与断裂带内部流体的活动期次密切相关，不同期次活动的流体温度存在差异，所形成的脉体的特征也可能存在差异，因此通过对断裂带内部充填的脉体中流体包裹体的均一温度和冰点进行测试，结合对岩石薄片的阴极发光分析，划分断裂带内部流体活动期次，确定了流体的性质及特征；结合方解石脉的碳、氧同位素特征进一步确定了浮来山断裂成脉流体来源及成脉成岩环境。.断裂带内部水-岩相互作用极为发育，从本质上决定了断裂带的封堵性，为详细的了解断裂内部的水-岩相互作用特征，通过实验模拟了不同温、压条件下的碳酸盐岩的水-岩相互作用，发现在不同的温、压条件下断裂带内部水-岩相互作用中溶解作用和沉淀作用同时发生，150℃、50MPa条件下较120℃、40MPa条件下方解石的生长速度更快，矿物的沉淀和围岩的溶解共同控制着断裂带的封堵和连通性。结合前人及前期油田研究成果分析了不同结构类型断裂带的垂向运移及侧向封堵机理，并探讨了不同断裂带结构与油气运聚的关系。