【摘要】通過對斷層的泥巖涂抹系數(shù)、斷面壓力和斷移地層泥巖含量的分析可以研究斷層的側(cè)向封閉性和縱向封閉性。在對卡拉薩依及滴北1號斷層構(gòu)造發(fā)育特征研究的基礎(chǔ)上，通過對黃山街組-頭屯河組泥巖涂抹系數(shù)進(jìn)行分析，認(rèn)為其側(cè)向封閉性好；通過對斷面垂向正壓力和斷層兩側(cè)斷層泥質(zhì)分析，確定斷層垂向封閉性好。綜合分析卡拉薩依及滴北1號斷層為封閉性斷層，通過地層水分析進(jìn)一步證明了該結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】斷層封閉性 泥巖涂抹系數(shù) 斷面壓力 斷層泥含量 地層水分析

烏倫古坳陷是準(zhǔn)噶爾盆地北部的大型Ⅰ級構(gòu)造單元?？ɡ_依斷層是位于烏倫古坳陷南部斜坡區(qū)與三個泉凸起相隔的邊界逆沖大斷層，而滴北1號斷層是卡拉薩依斷層的伴生逆沖斷層，二者共同控制了滴北構(gòu)造帶的形成了演化（圖1）。研究這兩條斷層在烏倫古坳陷油氣運移過程中的作用對滴北構(gòu)造帶下步油氣勘探具有重要意義。

斷裂在油氣藏的形成過程中既可以起油氣運移的通道作用，又可以起遮擋作用，斷層究竟起何種作用關(guān)鍵取決于其封閉性。

斷層封閉就是斷層帶對它所靠近的儲層中流體的封閉。斷層封閉性包括側(cè)向封閉性和垂向封閉性兩個方面[1]。

目前斷層封閉性研究有多種方法，多數(shù)方法對有關(guān)斷層數(shù)據(jù)資料要求比較精細(xì)。烏倫古坳陷目前勘探程度很低，還處于盆地勘探階段，能夠獲取斷層封閉性研究的有關(guān)資料信息很少，針對該坳陷具體情況，卡拉薩依及滴北1號斷層封閉性分析主要從斷層側(cè)向封閉性和垂向封閉性兩個方面分別研究。斷層側(cè)向封閉性分析，主要利用盆地周緣地層巖性組合特征，結(jié)合沉積相分析、地震剖面斷層解釋，采用泥巖涂抹系數(shù)判斷斷層側(cè)向封閉性；斷層垂向封閉性主要采用斷面所受正壓力與泥巖變形強(qiáng)度大小變化進(jìn)行研究；在斷層側(cè)向與垂向封閉性研究基礎(chǔ)上，綜合分析與評價斷層封閉性。

1.1 斷層側(cè)向封閉機(jī)理

根據(jù)斷裂帶對斷層側(cè)向封閉所起作用的因素不同，可將斷層側(cè)向封閉分為以下兩種情況：一種是泥質(zhì)填充封閉；另一種則為泥巖涂抹封閉。泥巖涂抹系數(shù)可由斷層發(fā)生的位移及斷開的泥巖厚度等信息計算求得，并可用于判斷斷層的側(cè)向封閉性。利用泥巖涂抹系數(shù)判斷斷層側(cè)向封閉性是一種比較實用的研究方法。

泥巖涂抹是斷裂帶中普遍存在的地質(zhì)現(xiàn)象，是在斷層活動過程中，由于泥巖塑性大，在擠壓應(yīng)力或重力的作用下，使泥巖粉碎成粘土在其上下盤削截砂巖層上形成的一個糜棱巖化的泥巖隔層。這種泥巖涂抹層，由于受擠壓應(yīng)力或重力的作用，不僅可以使泥質(zhì)顆粒侵入砂巖斷面堵塞其孔隙，并且還要受不同程度的動力變質(zhì)，使泥巖涂抹層中成分發(fā)生致密化，而具封閉性。

根據(jù) Richard G.Gibson（1995）對特立尼達(dá)海哥倫布盆地第三系沉積物中的斷層研究發(fā)現(xiàn)，泥巖涂抹只能形成于泥巖位移經(jīng)過的斷層部位，其在空間上連續(xù)性好壞集中反映在斷層位移大小和斷開泥巖層數(shù)及厚度大小上，即斷層位移越小，斷開泥巖層數(shù)越多，厚度越大，泥巖涂抹層在空間上的連續(xù)性相對越好。由此可以采用泥巖涂抹系數(shù)（式1或式2）來定量描述泥巖涂抹層的空間發(fā)育程度。

當(dāng)斷面所受正壓力大于泥巖的變形強(qiáng)度時，因泥巖變形而導(dǎo)致斷層裂縫愈合，由此造成斷層垂向封閉，否則斷層垂向開啟。目前較普遍接受的斷面垂向正壓力界限值為5Mpa，當(dāng)斷面所受正壓力大于5Mpa，就可能垂向封閉，否則垂向開啟[4]。

斷層的垂向封閉性除與斷面壓力有關(guān)外，還受斷移地層泥巖含量的影響，盡管斷面所受正壓力較大，但斷移地層剖面上泥巖所占地層比例很小，斷裂充填必然以砂質(zhì)為主，以砂質(zhì)為主的斷裂充填恰似一斜置于斷層面上的儲集層（圖3），若使該儲層具有封閉能力，單純靠斷層壓力使其滲透率降低到泥質(zhì)巖的程度是極其困難的。即使無斷裂充填，因斷層兩盤泥巖少、砂巖多，兩盤泥巖層相互不見面，油氣仍可沿斷面迂回向上運移。

3 卡拉薩依及滴北1號斷層封閉性分析

控制滴北構(gòu)造帶主要勘探目的層侏羅系、三疊系在頭屯河組、西山窯組中上部、三工河組上部及下部、八道灣組上部煤系地層中泥質(zhì)巖相當(dāng)發(fā)育，橫向分布穩(wěn)定。尤其是滴北1號構(gòu)造鉆探的滴北1井西山窯組中上部-頭屯河組厚達(dá)451m地層中泥質(zhì)巖累計370m，占地層82.0%。單層厚度大，泥巖質(zhì)較致密，塊狀結(jié)構(gòu)，含有較豐富的可塑性粘土礦物，是該構(gòu)造圈閉良好的封蓋層。

控制滴北構(gòu)造帶的卡拉薩依斷層、滴北1號斷層，斷層傾角52-58度，在白堊紀(jì)至現(xiàn)今活動微弱或甚至無活動。

卡拉薩依斷層在黃山街組-頭屯河組泥巖涂抹系數(shù)1.14-2.40，一般在1.14-1.40之間，泥巖涂抹層在空間上分布的連續(xù)性越好，斷層側(cè)向封閉性好（表1）。

卡拉薩依斷層斷面所受正壓力在頭屯河組-黃山街組，以斷層傾角52度計算為9.40-16.89Mpa，以斷層傾角58度計算為8.09-14.54Mpa（表1）。根據(jù)目前較普遍接受的斷面垂向正壓力界限值為5Mpa，結(jié)合斷層兩側(cè)斷層泥質(zhì)巖較發(fā)育分析，斷層垂向封閉性好。

綜合斷層側(cè)向、垂向封閉性分析，結(jié)合現(xiàn)今地層巖性組合、成巖階段，卡拉薩依斷層屬于封閉性斷層，作為伴生斷層滴北1號斷層與該斷層具有相似的特征，也應(yīng)是封閉性斷層。從滴北1井1801.0-1806.5m黃山街組完井試油地層水為MgCl2水型也說明卡拉薩依斷層和滴北1號斷層現(xiàn)今是封閉性斷層。

參考文獻(xiàn)

[1] 周英，王文強(qiáng)，朱立新. 斷層封堵分析技術(shù)在油氣地質(zhì)勘探中的應(yīng)用.石油地球物理勘探，1998，33（5）：649-657

[2] 付廣，王朋巖，付曉飛. 塔中地區(qū)石炭系主要斷層的側(cè)向封閉性.新疆石油地質(zhì)，1998，19（5）：364-367

[3] 任森林，劉琳，徐雷.斷層封閉性研究方法.巖性油氣藏，2011，23（5）：101-105

[4] 宋來明，賈達(dá)吉，徐強(qiáng)，等.斷層封閉性研究進(jìn)展[J].煤田地質(zhì)與勘探，2006，34（5）：13-16

作者簡介

孫福剛（1978—），男，山東臨清人，工程師，2000年畢業(yè)于西北大學(xué)石油天然氣地質(zhì)專業(yè)，2005年取得石油大學(xué)（北京）工程碩士學(xué)位，從事中石化新疆探區(qū)油氣勘探地質(zhì)研究工作。