《工程科学学报》：源储被盖层分隔型油源断裂输导油气有效时期厘定方法及其应用（东北石油大学）

《工程科学学报》录用稿，htps:/doi.org/10.13374/i,issn2095-9389.2021.01.28.001©北京科技大学2020 被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期厘定方法及其应用' 梁木桂，付广，董金梦，李乔乔2 (1.东北石油大学地球科学院，黑龙江，大庆，163318：2.大庆油田有限责任公司第一采油厂，黑龙江，大庆 163001) 摘要：为了准确研究含油气盆地被盖层分隔储层油源断裂在油气成藏中的作用，在被盖层分隔储层油源断裂输 导油气机理及有效时期研究的基础上，通过断裂停止活动时期、断裂开始破坏泥岩盖层封闭能力时期和断裂填 充物开始封闭时期确定出油源断裂输导油气时期，利用源岩地化特征确定出源岩排烃时期，将二者叠合建立了 一套被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期的厘定方法。应用结果表明：在测线L2处F1油源断裂向东一 段储层输导油气有效时期相对较长，为5.3Ma,较有利于油气在东一段储层中运聚成藏（目前构造高部位尚未 钻探)：在测线L8处F1油源断裂向东一段储层输导油气有效时期相对较短，为2.4Ma,且主要为断裂填充物 输导油气，不利于油气在东一段储层中大规模运聚成藏，和F1油源断裂在测线L8附练一段虽已发现油气， 但规模有限一致。该方法可有效用于厘定被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期 关键词：被盖层分隔储层；油源断裂：输导油气：有效时期：厘定方法 中图分类号：TE122.1 Determination method and its application of effective period for transporting oil and gas by the oil- source fault of reservoir separated-by caprock Liang Mugui,Fu Guang',Dong Jinmeng,Li Qiaoqiao (1.School of Earth Sciences,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China;2.No.1 Oil Production Plant, Daqing Oilfield Co.,Ltd,Daqing 163001,China) Abstract:In the combination of source rock and reservoir separated by caprock of petroliferous basin,the scale of oil and gas accumulation is obviously controlled by the relative length of the effective period of oil and gas transported by the oil-source fault.Accurate determination of the effective period of oil and gas transported by the oil-source fault in the combination of source rock and reservoir separated by caprock plays an essential role in identifying the oil and gas distributions and guiding oil and gas exprati.Based on the study of the oil-gas transport mechanism and effective period by the oil-source fault of reservoir separated by caprock,a set of determination methods of the effective period for transporting oil and gas by the ofl-source fault of reservoir separated by caprock was established by coupling the period for transporting oil and gas by the oil-source fault and the period when the source rocks expel hydrocarbon.In which,the determination of the period for transporting oil and gas by the oil-source fault was by determining the period when the faults start to destroy the sealing capacity of the mudstone caprock,the period when the faults stop their activity and the period when the fault fillers begin sealing,and the geochemical characteristics of the source rock were used to determine the period when the source rocks expel hydrocarbon.The application results show that,at line L2,the effective period for transporting oil and gas from the FI oil-source fault to the reservoir of Dong 1 Member(Edi)is relatively long,with a time of 5.3 Ma,which is conducive to transport oil and gas generated by the source rocks of Sha 1 Member(Esi)~ Dong 3 Member(Ed3)through the mudstone caprock of Dong 2 Member(Ed2)to accumulate in the reservoir of Dong 1 Member(the upper part of the structure has not been drilled yet);at line L8,the effective period for transporting oil and 基金项目：国家自然科学基金项目“砂泥岩层系中油源断裂输导油气优势路径演化及识别研究”（编号：41872157）、“断砂配置侧向分流运聚油气机理 及有利部位识别研究”（编号：42072175）。 第一作者简介：梁木桂，男，(1991-)，汉族，广东省阳山县人，博士生，主要从事油气藏形成与保存研究。黑龙江省大庆市，东北石油大学地球科学学 院，联系电话：13039875182.Email:1804690992@qgc0m 通讯作者简介：付广，男，(1962)，满族，辽宁省新宾县人，博士，东北石油大学教授、博士生导师，主要从事油气藏形成与保存研究。黑龙江省大庆 市，东北石油大学地球科学学院，联系电话：13836918066。Email:fuguang.2008@126.com

被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期厘定方法及其应用1 梁木桂 1，付广 1，董金梦 1，李乔乔 2 （1.东北石油大学地球科学院，黑龙江，大庆，163318；2.大庆油田有限责任公司第一采油厂，黑龙江，大庆 163001） 摘要：为了准确研究含油气盆地被盖层分隔储层油源断裂在油气成藏中的作用，在被盖层分隔储层油源断裂输 导油气机理及有效时期研究的基础上，通过断裂停止活动时期、断裂开始破坏泥岩盖层封闭能力时期和断裂填 充物开始封闭时期确定出油源断裂输导油气时期，利用源岩地化特征确定出源岩排烃时期，将二者叠合建立了 一套被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期的厘定方法。应用结果表明：在测线 L2 处 F1 油源断裂向东一 段储层输导油气有效时期相对较长，为 5.3Ma，较有利于油气在东一段储层中运聚成藏（目前构造高部位尚未 钻探）；在测线 L8 处 F1 油源断裂向东一段储层输导油气有效时期相对较短，为 2.4Ma，且主要为断裂填充物 输导油气，不利于油气在东一段储层中大规模运聚成藏，和 F1 油源断裂在测线 L8 附近东一段虽已发现油气， 但规模有限一致。该方法可有效用于厘定被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期。 关键词：被盖层分隔储层；油源断裂；输导油气；有效时期；厘定方法 中图分类号：TE122.1 Determination method and its application of effective period for transporting oil and gas by the oil￾source fault of reservoir separated by caprock Liang Mugui1 , Fu Guang1 , Dong Jinmeng1 , Li Qiaoqiao2 (1.School of Earth Sciences, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China; 2.No. 1 Oil Production Plant, Daqing Oilfield Co., Ltd, Daqing 163001, China) Abstract: In the combination of source rock and reservoir separated by caprock of petroliferous basin, the scale of oil and gas accumulation is obviously controlled by the relative length of the effective period of oil and gas transported by the oil-source fault. Accurate determination of the effective period of oil and gas transported by the oil-source fault in the combination of source rock and reservoir separated by caprock plays an essential role in identifying the oil and gas distributions and guiding oil and gas exploration. Based on the study of the oil-gas transport mechanism and effective period by the oil-source fault of reservoir separated by caprock, a set of determination methods of the effective period for transporting oil and gas by the oil-source fault of reservoir separated by caprock was established by coupling the period for transporting oil and gas by the oil-source fault and the period when the source rocks expel hydrocarbon. In which, the determination of the period for transporting oil and gas by the oil-source fault was by determining the period when the faults start to destroy the sealing capacity of the mudstone caprock, the period when the faults stop their activity and the period when the fault fillers begin sealing, and the geochemical characteristics of the source rock were used to determine the period when the source rocks expel hydrocarbon. The application results show that, at line L2, the effective period for transporting oil and gas from the F1 oil-source fault to the reservoir of Dong 1 Member (Ed1) is relatively long, with a time of 5.3 Ma, which is conducive to transport oil and gas generated by the source rocks of Sha 1 Member (Es1) ~ Dong 3 Member (Ed3) through the mudstone caprock of Dong 2 Member (Ed2) to accumulate in the reservoir of Dong 1 Member (the upper part of the structure has not been drilled yet); at line L8, the effective period for transporting oil and 1基金项目：国家自然科学基金项目“砂泥岩层系中油源断裂输导油气优势路径演化及识别研究”（编号：41872157）、“断砂配置侧向分流运聚油气机理 及有利部位识别研究”（编号：42072175）。 第一作者简介：梁木桂，男，（1991-），汉族，广东省阳山县人，博士生，主要从事油气藏形成与保存研究。黑龙江省大庆市，东北石油大学地球科学学 院，联系电话：13039875182。Email: 1804690992@qq.com 通讯作者简介：付广，男，（1962-），满族，辽宁省新宾县人，博士，东北石油大学教授、博士生导师，主要从事油气藏形成与保存研究。黑龙江省大庆 市，东北石油大学地球科学学院，联系电话：13836918066。Email: fuguang2008@126.com 《工程科学学报》录用稿，https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.01.28.001 ©北京科技大学 2020 录用稿件，非最终出版稿

gas from the FI oil-source fault to the reservoir of Dong 1 Member is relatively short,with a time of 2.4 Ma,and the oil and gas are mainly transported by fault fillers,which is not conducive to transport oil and gas generated by the source rocks of Sha 1 Member Dong 3 Member through the mudstone caprock of Dong 2 Member to accumulate in the reservoir of Dong 1 Member.The results are coincident with the fact that small-scale oil and gas have been found near the line L8 of FI oil-source fault in the Dong 1 Member of Nanpu 5th structure,suggesting that the method is feasible to be applied in determining the effective period for transporting oil and gas by the oil-source fault of reservoir separated by caprock. Key words:reservoir separated by caprock;oil-source fault;transporting oil and gas;effective period;determination method 0引言 油气勘探实践表明，油源断裂（沟通源岩和目的储层，且在油气成藏时期活动的断裂）在含油气盆地内 被盖层（通常是区域性盖层）分隔储层油气运聚成藏中起着至关重要的作用，不仅表现在其分布控制着油气的 分布，更重要的是其输导油气有效时期决定着油气的规模。由此不难看出谁确地厘定出被盖层分隔储层油源 断裂输导油气有效时期，对于正确认识含油气盆地被盖层分隔储层油源断裂在油气成藏中的作用至关重要。 前人对油源断裂及其输导油气作用的研究可归纳为：(1)利用断裂穿层牲与源岩和目的储层之间关系，结 合油气成藏时期，确定油源断裂的类型和分布特征刃：(2)根据油源断裂分布与不同等级源岩分布之间的空 间配置关系，确定油源断裂输导油气的空间有效性&四，认为位优质源岩分布区内的油源断裂，其输导油气的 空间有效性好：(3)根据油源断裂活动时期与源岩排烃时期之间的时间匹配关系，确定油源断裂输导油气的时 间有效性叨，明确提出只有与源岩排烃时期同期的断裂领时期，才是油源断裂输导油气的有效时期。这些 研究成果对认识油源断裂在油气运聚成藏中的作用具有重要价值。 然而，对于被盖层分隔储层油源断裂，并非∠经活动就能破坏盖层，使其输导的油气穿过盖层运移至目的 储层中，只有当油源断裂破坏盖层达到一定程度后，其输导的油气才可以穿过盖层运移至目的储层中。因此， 只有盖层封闭能力被油源断裂破坏后的断裂活动时期，才是油源断裂输导油气时期。此外，断裂输导油气也并 非仅发生在其活动时期，当其停止活动后断裂填充物在一段时间内仍具有一定的孔渗性，虽然输导油气能力 弱，但仍可输导油气，因此这一段时间也应为断裂输导油气时期。只有全面地考虑了以上各种因素的影响，才 能准确地厘定出被盖层分隔储层油源，裂输导油气有效时期和正确地认识油源断裂在油气成藏中的作用；否则， 可能会低估或高估油气富集程度，瓮油气勘探带来一定风险。 1被盖层分隔储层油源断裂输导油气机理及有效时期 在含油气盆地少不伏源岩和上覆目的储层之间通常发育有泥岩盖层。油源断裂能否输导源岩生成的油气 进入到目的储层中，生要取决于泥岩盖层的封闭性和断裂填充物的封闭性。在断裂活动时期，倘若油源断裂在 泥岩盖层内分段生长上下不连接，那么油源断裂伴生裂缝输导的油气不能穿过泥岩盖层，只能被封盖在泥岩盖 层之下，此时期应为泥岩盖层封闭时期，如图1中的T所示。只有油源断裂在泥岩盖层内分段生长上下连接， 油源断裂伴生裂缝输导的油气才能穿过泥岩盖层，继续沿着伴生裂缝运移至目的储层中，从此时期开始一直至 断裂停止活动时期应为油源断裂伴生裂缝输导油气时期，如图1中的T,所示。当断裂停止活动后，油源断裂伴 生裂缝逐渐紧闭愈合，失去输导油气能力。然而，此时期断裂填充物仍具有一定的孔渗性，尽管其输导油气能 力明显弱于油源断裂伴生裂缝输导油气能力，但其依然可以输导油气穿过泥岩盖层向上运移，此时期应为断裂 填充物输导油气时期，如图1中的T所示。当断裂填充物封闭能力达到一定程度后，断裂填充物孔渗性明显变 差，失去输导油气能力，此时期应为断裂填充物封闭时期，如图1中的T所示。由此可知，被盖层分隔储层油 源断裂输导油气时期应为伴生裂缝输导油气时期和断裂填充物输导油气时期之和

gas from the F1 oil-source fault to the reservoir of Dong 1 Member is relatively short, with a time of 2.4 Ma, and the oil and gas are mainly transported by fault fillers, which is not conducive to transport oil and gas generated by the source rocks of Sha 1 Member ~ Dong 3 Member through the mudstone caprock of Dong 2 Member to accumulate in the reservoir of Dong 1 Member. The results are coincident with the fact that small-scale oil and gas have been found near the line L8 of F1 oil-source fault in the Dong 1 Member of Nanpu 5th structure, suggesting that the method is feasible to be applied in determining the effective period for transporting oil and gas by the oil-source fault of reservoir separated by caprock. Key words: reservoir separated by caprock; oil-source fault; transporting oil and gas; effective period; determination method 0 引言 油气勘探实践表明，油源断裂（沟通源岩和目的储层，且在油气成藏时期活动的断裂[1]）在含油气盆地内 被盖层（通常是区域性盖层）分隔储层油气运聚成藏中起着至关重要的作用，不仅表现在其分布控制着 油气的 分布，更重要的是其输导油气有效时期决定着油气的规模。由此不难看出，准确地厘定出被盖层分隔储层油源 断裂输导油气有效时期，对于正确认识含油气盆地被盖层分隔储层油源断裂在油气成藏中的作用至关重要。 前人对油源断裂及其输导油气作用的研究可归纳为：（1）利用断裂穿层性与源岩和目的储层之间关系，结 合油气成藏时期，确定油源断裂的类型和分布特征[2-7]；（2）根据油源断裂分布与不同等级源岩分布之间的空 间配置关系，确定油源断裂输导油气的空间有效性[8-12]，认为位于优质源岩分布区内的油源断裂，其输导油气的 空间有效性好；（3）根据油源断裂活动时期与源岩排烃时期之间的时间匹配关系，确定油源断裂输导油气的时 间有效性[13-17]，明确提出只有与源岩排烃时期同期的断裂活动时期，才是油源断裂输导油气的有效时期。这些 研究成果对认识油源断裂在油气运聚成藏中的作用具有重要价值。 然而，对于被盖层分隔储层油源断裂，并非一经活动就能破坏盖层，使其输导的油气穿过盖层 运移至目的 储层中，只有当油源断裂破坏盖层达到一定程度后，其输导的油气才可以穿过盖层运移至目的储层中。因此， 只有盖层封闭能力被油源断裂破坏后的断裂活动时期，才是油源断裂输导油气时期。此外，断裂输导油气也并 非仅发生在其活动时期，当其停止活动后，断裂填充物在一段时间内仍具有一定的孔渗性，虽然输导油气能力 弱，但仍可输导油气，因此这一段时间也应为断裂输导油气时期。只有全面地考虑了以上各种因素的影响，才 能准确地厘定出被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期和正确地认识油源断裂在油气成藏中的作用；否则， 可能会低估或高估油气富集程度，给油气勘探带来一定风险。 1 被盖层分隔储层油源断裂输导油气机理及有效时期 在含油气盆地中，下伏源岩和上覆目的储层之间通常发育有泥岩盖层。油源断裂能否输导源岩生成的油气 进入到目的储层中，主要取决于泥岩盖层的封闭性和断裂填充物的封闭性。在断裂活动时期，倘若油源断裂在 泥岩盖层内分段生长上下不连接，那么油源断裂伴生裂缝输导的油气不能穿过泥岩盖层，只能被封盖在泥岩盖 层之下，此时期应为泥岩盖层封闭时期，如图 1 中的 Ta所示。只有油源断裂在泥岩盖层内分段生长上下连接， 油源断裂伴生裂缝输导的油气才能穿过泥岩盖层，继续沿着伴生裂缝运移至目的储层中，从此时期开始一直至 断裂停止活动时期应为油源断裂伴生裂缝输导油气时期，如图 1 中的 Tb所示。当断裂停止活动后，油源断裂伴 生裂缝逐渐紧闭愈合，失去输导油气能力。然而，此时期断裂填充物仍具有一定的孔渗性，尽管其输导油气能 力明显弱于油源断裂伴生裂缝输导油气能力，但其依然可以输导油气穿过泥岩盖层向上运移，此时期应为断裂 填充物输导油气时期，如图 1 中的 Tc所示。当断裂填充物封闭能力达到一定程度后，断裂填充物孔渗性明显变 差，失去输导油气能力，此时期应为断裂填充物封闭时期，如图 1 中的 Td所示。由此可知，被盖层分隔储层油 源断裂输导油气时期应为伴生裂缝输导油气时期和断裂填充物输导油气时期之和。 录用稿件，非最终出版稿

H P T Geological period of the fault filler of the reservoir rock mudstone caprock 大thea I Transporting period of the fault filler zehPsedof Period when the faults Period when the fault stoptheiractivity .fillers begin sealing hCh2aioethpesot H-ame-g2eegagenhaeaRadpmo f.Period when the surrounding rocks stop depositing fPeriod when the faults start to destroy the sealing capacity of the mudstone caprock 图1被盖层分隔储层油源断裂输导油气时期构成示意 Fig.I Composition of the period for transporting oil and gas by the oil-source fault of reservoir separated by caprock 然而，被盖层分隔储层油源断裂能否有效地输导油气，除了要求油源断裂处手输导油气时期外，还必须要 求源岩处于排烃时期。只有处于二者的重合时期，油源断裂才能输导油气： 合则， 油源断裂不能输导油气。由 此可知，被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期应为油源断裂输导油气时期和源岩排烃时期的重合时期， 二者的重合时期越长，油源断裂输导油气有效时期越长：反之则越短（图2）。 Geologteal period ☑o Effective period for transporting oil and gas by oil-source fault 图2被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期厘定示意 Fig.2 Determination of the effective period for transporting oil and gas by the oil-source fault of reservoir separated by caprock 2被盖层分隔储层油源断裂输得油气有效时期厘定方法 由上述分析可知，只要确定出油源断裂输导油气时期和源岩排烃时期，取二者的重合时期即可厘定出被盖 层分隔储层油源断裂输导油气有效时期。 2.1油源断裂输导油气时期确定方法 由图1中可以看，>只需确定出断裂停止活动时期、断裂开始破坏泥岩盖层封闭能力时期和断裂填充物开 始封闭时期，即可得到伴生裂缝输导油气时期（断裂开始破坏泥岩盖层封闭能力时期至断裂停止活动时期）和 断裂填充物输导油气时期（断裂停止活动时期至断裂填充物开始封闭时期），取二者之和即可得到被盖层分隔 储层油源断裂输导油气时期。 断裂停止活动时期可利用断裂生长指数法1⑧、断裂活动速率法叨和地层伸展率法2等进行确定。当断裂生 长指数小于1或者断裂活动速率或地层伸展率相对较小时，即为断裂停止活动时期。 断裂开始破坏泥岩盖层封闭能力时期可以按照以下步骤进行确定：首先，由井震资料读取断裂在泥岩盖层 内断距和被其错断泥岩盖层厚度，利用最大断距相减法2]和地层古厚度恢复方法2分别恢复不同地质时期的古 断距和古厚度，得到泥岩盖层古断接厚度（盖层厚度减去断裂断距），并作出其古断接厚度随时间变化关系图

图 1 被盖层分隔储层油源断裂输导油气时期构成示意 Fig.1 Composition of the period for transporting oil and gas by the oil-source fault of reservoir separated by caprock 然而，被盖层分隔储层油源断裂能否有效地输导油气，除了要求油源断裂处于输导油气时期外，还必须要 求源岩处于排烃时期。只有处于二者的重合时期，油源断裂才能输导油气；否则，油源断裂不能输导油气。由 此可知，被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期应为油源断裂输导油气时期和源岩排烃时期的重合时期， 二者的重合时期越长，油源断裂输导油气有效时期越长；反之则越短（图 2）。 图 2 被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期厘定示意 Fig.2 Determination of the effective period for transporting oil and gas by the oil-source fault of reservoir separated by caprock 2 被盖层分隔储层油源断裂输导油气有效时期厘定方法 由上述分析可知，只要确定出油源断裂输导油气时期和源岩排烃时期，取二者的重合时期即可厘定出被盖 层分隔储层油源断裂输导油气有效时期。 2.1 油源断裂输导油气时期确定方法 由图 1 中可以看出，只需确定出断裂停止活动时期、断裂开始破坏泥岩盖层封闭能力时期和断裂填充物开 始封闭时期，即可得到伴生裂缝输导油气时期（断裂开始破坏泥岩盖层封闭能力时期至断裂停止活动时期）和 断裂填充物输导油气时期（断裂停止活动时期至断裂填充物开始封闭时期），取二者之和即可得到被盖层分隔 储层油源断裂输导油气时期。 断裂停止活动时期可利用断裂生长指数法[18]、断裂活动速率法[19]和地层伸展率法[20]等进行确定。当断裂生 长指数小于 1 或者断裂活动速率或地层伸展率相对较小时，即为断裂停止活动时期。 断裂开始破坏泥岩盖层封闭能力时期可以按照以下步骤进行确定：首先，由井震资料读取断裂在泥岩盖层 内断距和被其错断泥岩盖层厚度，利用最大断距相减法[21]和地层古厚度恢复方法[22]分别恢复不同地质时期的古 断距和古厚度，得到泥岩盖层古断接厚度（盖层厚度减去断裂断距），并作出其古断接厚度随时间变化关系图 录用稿件，非最终出版稿

(图1)。然后，根据试油成果和测井解释等资料统计研究区泥岩盖层上下的油气显示特征，作出其与泥岩盖 层断接厚度之间关系图，当油气仅在泥岩盖层之下分布时，其所对应的最大断接厚度即为断裂在泥岩盖层内分 段生长上下连接所需的最大断接厚度3刘。最后，取泥岩盖层断接厚度等于断裂在其内分段生长上下连接所需 的最大断接厚度所对应的时期，即为断裂开始破坏泥岩盖层封闭能力时期（图1）。 由图1中可以看出，断裂填充物开始封闭时期应为断裂填充物和储层岩石二者排替压力相等时所对应的时 期。由此可知，只需确定出断裂填充物排替压力随时间变化关系和储层岩石排替压力随时间变化关系，即可确 定出断裂填充物开始封闭时期。断裂填充物排替压力由于受限于钻井和取心，通过实测样品获取是不可能的， 只能借助于围岩实测排替压力数据。在认为断裂是围岩中倾斜岩层，其成分来自两盘被错断地层岩石的前提下， 断裂填充物排替压力与围岩一样，也是取决于压实埋深和泥质体积分数，是二者的函数阿。因此，只要确定出 断裂填充物泥质体积分数，按照围岩实测排替压力与其压实埋深及泥质体积分数之间关系，便可以得到断裂 填充物排替压力与其压实埋深之间关系。具体方法如下：首先利用断裂在盖层内断距和被其错断地层岩层厚度 和泥质体积分数，根据断裂填充物泥质体积分数求取方法计算断裂填充物泥质体织 。将计算结果代入研 究区围岩实测排替压力与其压实埋深和泥质体积分数之间关系式中，得到与断裂填充物具有相同泥质体积分数 围岩排替压力随其压实埋深变化关系：然后将该变化关系由围岩停止沉积时期移至断裂填充物开始压实时 期()，作为断裂填充物排替压力随其压实埋深变化关系：最后利用地层古埋深恢复方法恢复断裂填充物古 压实埋深，便可以断裂填充物排替压力随时间变化关系（图3）。储恳治石排替压力可按如下步骤获取：首先 利用自然伽马测井资料，由岩层泥质体积分数计算方法2，求得储层岩石的泥质体积分数：然后将求取结果代 入研究区储层岩石实测排替压力与其压实埋深和泥质体积分数这间关系式中，得到储层岩石排替压力随其压实 埋深变化关系：最后利用地层古埋深恢复方法恢复储层 实埋深，便可以得到储层岩石排替压力随时 间变化关系（图1）。 pDisplacement pressu P with the same shale co fault fille P,Displacement pressufe ofthe fault filler Period when the surrounding rocks stop depositing P Period when the faults stop their activity 件 Compaction depth Geological period 图3断裂填充物排替压力预测示意 3 Prediction of displacement pressure of the fault filler 2.2源岩排羟时期确定方法 利用源岩的地化释征，由源岩排烃量的计算方法求取源岩在各地质时期的排烃量，作源岩排烃量随地质 时期的变化关系，即可确定出源岩排烃时期（图2）。 2.3油源断裂输导油气有效时期厘定方法 将油源断裂输导油气时期和源岩排烃时期叠合，取二者的重合时期即为被盖层分隔储层油源断裂输导油气 有效时期（图2）。 3实例应用 本文以渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造F1油源断裂为例，采用以上方法厘定其在被东二段(E山)泥岩 盖层分隔东一段(E)储层中的输导油气有效时期，并根据厘定结果与F1油源断裂附近东一段油气之间关系， 检验上述方法的可行性

（图 1）。然后，根据试油成果和测井解释等资料统计研究区泥岩盖层上下的油气显示特征，作出其与泥岩盖 层断接厚度之间关系图，当油气仅在泥岩盖层之下分布时，其所对应的最大断接厚度即为断裂在泥岩盖层内分 段生长上下连接所需的最大断接厚度 [23-24]。最后，取泥岩盖层断接厚度等于断裂在其内分段生长上下连接所需 的最大断接厚度所对应的时期，即为断裂开始破坏泥岩盖层封闭能力时期（图 1）。 由图 1 中可以看出，断裂填充物开始封闭时期应为断裂填充物和储层岩石二者排替压力相等时所对应的时 期。由此可知，只需确定出断裂填充物排替压力随时间变化关系和储层岩石排替压力随时间变化关系，即可确 定出断裂填充物开始封闭时期。断裂填充物排替压力由于受限于钻井和取心，通过实测样品获取是不可能的， 只能借助于围岩实测排替压力数据。在认为断裂是围岩中倾斜岩层，其成分来自两盘被错断地层岩石的前提下， 断裂填充物排替压力与围岩一样，也是取决于压实埋深和泥质体积分数，是二者的函数[25]。因此，只要确定出 断裂填充物泥质体积分数，按照围岩实测排替压力与其压实埋深及泥质体积分数之间关系[26]，便可以得到断裂 填充物排替压力与其压实埋深之间关系。具体方法如下：首先利用断裂在盖层内断距和被其错断地层岩层厚度 和泥质体积分数，根据断裂填充物泥质体积分数求取方法[25]计算断裂填充物泥质体积分数，将计算结果代入研 究区围岩实测排替压力与其压实埋深和泥质体积分数之间关系式中，得到与断裂填充物具有相同泥质体积分数 围岩排替压力随其压实埋深变化关系；然后将该变化关系由围岩停止沉积时期（ts）移至断裂填充物开始压实时 期（t0），作为断裂填充物排替压力随其压实埋深变化关系；最后利用地层古埋深恢复方法[27]恢复断裂填充物古 压实埋深，便可以断裂填充物排替压力随时间变化关系（图 3）。储层岩石排替压力可按如下步骤获取：首先 利用自然伽马测井资料，由岩层泥质体积分数计算方法[28]，求得储层岩石的泥质体积分数；然后将求取结果代 入研究区储层岩石实测排替压力与其压实埋深和泥质体积分数之间关系式中，得到储层岩石排替压力随其压实 埋深变化关系；最后利用地层古埋深恢复方法[27]恢复储层岩石古压实埋深，便可以得到储层岩石排替压力随时 间变化关系（图 1）。 图 3 断裂填充物排替压力预测示意 Fig.3 Prediction of displacement pressure of the fault filler 2.2 源岩排烃时期确定方法 利用源岩的地化特征，由源岩排烃量的计算方法[29]求取源岩在各地质时期的排烃量，作源岩排烃量随地质 时期的变化关系，即可确定出源岩排烃时期（图 2）。 2.3 油源断裂输导油气有效时期厘定方法 将油源断裂输导油气时期和源岩排烃时期叠合，取二者的重合时期即为被盖层分隔储层油源断裂输导油气 有效时期（图 2）。 3 实例应用 本文以渤海湾盆地南堡凹陷南堡 5 号构造 F1 油源断裂为例，采用以上方法厘定其在被东二段（Ed2）泥岩 盖层分隔东一段（Ed1）储层中的输导油气有效时期，并根据厘定结果与 F1 油源断裂附近东一段油气之间关系， 检验上述方法的可行性。 录用稿件，非最终出版稿

南堡5号构造位于南堡凹陷西北部，勘探面积约350km2(图4a)。该构造整体上表现为东低西高的构造形 态，是一个发育在中、古生界基岩鼻状构造背景上，受北部西南庄断裂及其派生断裂控制而形成的潜山披覆断 背斜构造0，其上发育一系列北东东-北东向展布的断裂（图4a)。南堡5号构造从下至上发育的地层有孔店组 (Ek)、沙河街组(Es)、东营组(Ed)、馆陶组(Ng)、明化镇组(Nm)及第四系(Q),其中沙河街组和 东营组是其油气的主要储层，东一段是本次研究的目的储层。目前在东一段见到了少量油气，其主要来自下伏 沙一段(E1)~东三段(Ed)源岩。由于源岩和目的储层之间被东二段泥岩盖层分隔，沙一段~东三段源岩中 的油气只有沿着油源断裂（沟通沙一段~东三段源岩和东一段储层，且在油气成藏期一一馆陶组至明化镇组沉积 时期川活动的断裂)才能穿过东二段泥岩盖层向上覆东一段储层中聚集成藏。F1断裂位于南堡5号构造中部， 为一北北东走向的正断裂（图4a)。该断裂向西北倾斜，倾角平均为25°，断距最大可达185m,最小为20m, 从东三段下部一直断至馆陶组上部（图4b)。由断裂生长指数计算结果可以看出，F1断裂主要在馆下段 (Ng)沉积时期活动（图6）。由此可知，F1断裂应是南堡5号构造中被东二段泥岩盖层分隔东一段储层油源 断裂，准确地厘定出其输导油气有效时期，对于正确认识南堡5号构造东一段油气富集程度和有效指导其勘探 至关重要。 4N0 12 km -284 Np2-82 B 2760 -2764 2760 N 2.0 29 -2840 (a) ● e ● L1 + Low Oil layer Gaslayer Water layer Caprock ure structure 图4南堡5号构造FT油源断裂与油气分布关系.(a)平面图：(b)剖面图 Fig.4 Distribution of Fl oil-souree fault and hydrocarbon in Nanpu 5th structure:(a)plan view;(b)section view 由图4中可以看出，八浊源断裂破坏了东二段泥岩盖层，但在不同测线处F1油源断裂破坏东二段泥岩盖 层的程度不同。在测线3个L4、L5、L6、L7和L9处，东二段泥岩盖层断接厚度大于南堡凹陷断裂在泥岩 盖层内分段生长上连接所需的最大断接厚度（约为120m6)，F1油源断裂在东二段泥岩盖层内分段生长上 下未连接，不能将不伏沙一段~东三段源岩生成的油气输导至东一段储层中，不存在输导油气时期：而在测线 L2和L8处，东二段泥岩盖层断接厚度分别为25m和118m,均小于南堡凹陷断裂在泥岩盖层内分段生长上下连 接所需的最大断接厚度，F1油源断裂在东二段泥岩盖层内分段生长上下连接，可将下伏沙一段~东三段源岩生 成的油气输导至东一段储层中（图5）。因此，需要研究在测线L2和L8处的F1油源断裂在东一段储层内输导 油气有效时期

南堡 5 号构造位于南堡凹陷西北部，勘探面积约 350km2（图 4a）。该构造整体上表现为东低西高的构造形 态，是一个发育在中、古生界基岩鼻状构造背景上，受北部西南庄断裂及其派生断裂控制而形成的潜山披覆断 背斜构造[30]，其上发育一系列北东东-北东向展布的断裂（图 4a）。南堡 5 号构造从下至上发育的地层有孔店组 （Ek）、沙河街组（Es）、东营组（Ed）、馆陶组（Ng）、明化镇组（Nm）及第四系（Q），其中沙河街组和 东营组是其油气的主要储层，东一段是本次研究的目的储层。目前在东一段见到了少量油气，其主要来自下伏 沙一段（Es1）~东三段（Ed3）源岩。由于源岩和目的储层之间被东二段泥岩盖层分隔，沙一段~东三段源岩中 的油气只有沿着油源断裂（沟通沙一段~东三段源岩和东一段储层，且在油气成藏期——馆陶组至明化镇组沉积 时期[31]活动的断裂）才能穿过东二段泥岩盖层向上覆东一段储层中聚集成藏。F1 断裂位于南堡 5 号构造中部， 为一北北东走向的正断裂（图 4a）。该断裂向西北倾斜，倾角平均为 25°，断距最大可达 185m，最小为 20m， 从东三段下部一直断至馆陶组上部（图 4b）。由断裂生长指数计算结果可以看出，F1 断裂主要在馆下段 （Ng L）沉积时期活动（图 6）。由此可知，F1 断裂应是南堡 5 号构造中被东二段泥岩盖层分隔东一段储层油源 断裂，准确地厘定出其输导油气有效时期，对于正确认识南堡 5 号构造东一段油气富集程度和有效指导其勘探 至关重要。 图 4 南堡 5 号构造 F1 油源断裂与油气分布关系. （a）平面图；（b）剖面图 Fig.4 Distribution of F1 oil-source fault and hydrocarbon in Nanpu 5th structure: (a) plan view; (b) section view 由图 4 中可以看出，F1 油源断裂破坏了东二段泥岩盖层，但在不同测线处 F1 油源断裂破坏东二段泥岩盖 层的程度不同。在测线 L1、L3、L4、L5、L6、L7 和 L9 处，东二段泥岩盖层断接厚度大于南堡凹陷断裂在泥岩 盖层内分段生长上下连接所需的最大断接厚度（约为 120m[16]），F1 油源断裂在东二段泥岩盖层内分段生长上 下未连接，不能将下伏沙一段~东三段源岩生成的油气输导至东一段储层中，不存在输导油气时期；而在测线 L2 和 L8 处，东二段泥岩盖层断接厚度分别为 25m 和 118m，均小于南堡凹陷断裂在泥岩盖层内分段生长上下连 接所需的最大断接厚度，F1 油源断裂在东二段泥岩盖层内分段生长上下连接，可将下伏沙一段~东三段源岩生 成的油气输导至东一段储层中（图 5）。因此，需要研究在测线 L2 和 L8 处的 F1 油源断裂在东一段储层内输导 油气有效时期。 录用稿件，非最终出版稿