断裂带成岩胶结封闭作用研究- - 以准噶尔盆地克夏断裂带为例

The fault which holds complicated internal structures is not a simple "surface", but a "zone". The conventional evaluating methods which demand a simple fault surface, for example lithology juxtaposition, shale smearing, attitude configuration, et al cannot be used to evaluate subtly fault zone sealing. Mineral-rich underground fluid which migrates along fault zone would produce cementation, because the physical environment of fluid was changed. The fault zone is able to form gradually seal, by cementing breccias, blocking fractures, and reducing permeability. The diagenetic cementation sealing of fault zone is short of deep research, as the cementation procedure is complex and variational. The structures of Kexia fault zone in Junggar basin will be discovered by analyzing seismic datum, log information and core material. Types,influencing factors and limits of cementation in fault zone will be determined by utilizing multiple testing techniques. At last, the relation between cementation times and fault sealing strength will be discussed. The research outputs cannot only perfect the fault sealing mechanism, and improve the evaluating methods of fault zone sealing, but also discover the new fault block oil-gas reservoirs. Furthermore this results can increase reserve and production,direct the precise exploration and exploitation in Fault Block Oil and Gas Field.

断裂不是一个简单的"面"，而是一个"带"，具有复杂的内部结构。常规的、以"断层面"为条件的评价方法如岩性对接、产状配置、泥岩涂抹等无法满足"断裂带"封闭性的精细评价。富含矿物质的地下流体沿断裂带运移过程中，由于物理环境的改变，造成矿物质沉淀。这些沉淀胶结了疏松的碎裂物，阻塞了断裂带中的孔缝，使孔渗性能降低，并逐渐形成封闭。但因过程复杂多变，成岩胶结作用对断裂封闭性的影响一直缺乏深入的认识。本项目研究将以准噶尔盆地克夏断裂带为工区，综合分析地震、测井、岩心等资料，利用多种测试技术，在揭示断裂带结构特征基础上，开展断裂带成岩胶结作用研究，确定胶结类型、影响因素和范围，探讨胶结期次与断裂带封闭强度的关系。该项研究不仅能够完善断层封闭机理，改进断裂带封闭性的评价方法，而且能够发现新的断块油气藏，对油田的增储上产、精细勘探与开发均具有重要指导意义。

断裂封闭与否直接关系到圈闭的含油气性，控制着地下流体流动规律，影响着注水开发效果。而断裂能否封闭，主要决定于断裂的岩性对接、泥岩涂抹、碎裂作用和成岩胶结作用。前三种作用，已形成了一系列较成熟的定性与定量评价方法，而对成岩胶结作用，因胶结过程复杂多变，其封闭断裂的机制一直缺乏深入的认识和系统的研究。本项目以野外露头良好、断裂带取心井多的准噶尔盆地西北缘为主要工区，兼顾东部伸展盆地。综合分析地震、测井、岩心等资料，利用薄片、扫描电镜、同位素、流体包裹体、排替压力等测试分析技术，在断裂带内部结构精细划分基础上，开展了断裂带成岩胶结作用研究，明确了胶结类型、影响因素及范围，探讨了胶结期次与断裂带封闭强度的关系。得出了以下认识：①断裂带发育程度与断裂规模有关，级别越高，活动期越长的断裂，厚度越大，且断裂带的厚度与铅直断距呈指数关系。②断裂带可划分为滑动破碎带和诱导裂缝带两个结构单元，并形成了断裂带结构的测井识别技术，断裂性质不同，各结构单元的发育存在明显差异，走滑断裂带滑动破碎带两侧的诱导裂缝带近于对称，逆断裂和正断裂主动盘诱导裂缝带的宽度大于被动盘。③断裂带内胶结作用类型主要包括碳酸盐类胶结、硅质类胶结、粘土矿物胶结及沸石类胶结，其中沸石类矿物常与方解石共生，胶结作用以碳酸盐类胶结为主。④影响断裂带胶结作用的主要因素为原岩类型，火山岩、碎屑岩及变质岩与地层水作用蚀变产物各不相同，是形成不同离子种类及胶结矿物的基础；次要影响因素包括地层水性质及断裂活动强度与期次。⑤断裂带成岩胶结作用的影响范围决定于断裂带宽度，通常一级断裂胶结作用影响范围可达300m,二级断裂可达150m，三级断裂小于100m，四级以下基本不发育断裂带。⑥碳氧同位素分析及流体包裹体测试表明，断裂带内的成岩胶结物来自于多期次、多来源的混合流体，且混入了一定量的有机流体，表明有机流体与热液流体同时运移；成岩胶结作用对断裂带的封闭性，尤其是诱导裂缝带的封闭性起重要控制作用，受后期构造运动的影响，早期封闭性断裂会重新开启，流体将再次活动，形成新的胶结物，故断裂的封闭是多期流体活动结果。胶结作用是断裂带普遍存在的一种成岩现象，并对断裂形成封闭起至关重要的作用。开展断裂带成岩胶结作用研究，不仅能够完善断层封闭机理，改进断裂带封闭性的评价方法，对寻找新的与断裂相关的油气藏、拓展勘探空间，也具有重要意义。