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断层圈闭形成机制及时空配置有效性评价——以歧口凹陷歧南斜坡为例

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地质科学 2020年第1期55卷 93-108页

作者：汪顺宇孙晓军王海学李静姜文亚曹晓峰毕晨阳种健东北石油大学地球科学学院黑龙江大庆163318 大庆油田有限责任公司开发事业部黑龙江大庆163002 东北石油大学优秀中青年“断裂构造变形机制与断圈有效性评价技术”创新团队黑龙江大庆 163318 中国石油华北油田公司第五采油厂河北辛集052360 中国石油大港油田公司勘探开发研究院天津300280 河南省宝石花地热能开发有限公司河南开封475000 中石油华北油田分公司勘探开发研究院河北任丘062550

断层的分段生长和连接控制着断层圈闭的形成,为了研究断层形成过程对圈闭形成的控制作用,应用位移/离距法和位移梯度比法判别断层相互作用阶段,落实断层圈闭的空间匹配有效性。针对空间匹配的断层圈闭,应用最大断距相减法开展断层圈闭... 详细信息

断层的分段生长和连接控制着断层圈闭的形成,为了研究断层形成过程对圈闭形成的控制作用,应用位移/离距法和位移梯度比法判别断层相互作用阶段,落实断层圈闭的空间匹配有效性。针对空间匹配的断层圈闭,应用最大断距相减法开展断层圈闭形成时期的研究,在成藏关键时期前形成的断层圈闭是油气有利聚集的部位。本文以歧口凹陷歧南斜坡的南大港同向断层与扣村反向断层为例,开展断层圈闭时空配置有效性评价,研究结果表明油气多分布在同时具备空间和时间匹配有效的断层圈闭内,仅具备空间或时间匹配有效性的断层圈闭中未见油气聚集。因此,通过对未钻探断层圈闭开展时空匹配有效性评价,能够有效地降低勘探开发的风险。

关键词：歧口凹陷断层圈闭解释不确定性时空有效性断层分段生长

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冀中坳陷孙虎潜山带裂缝发育特征及定量预测

能源与环保 2021年第11期43卷 108-114页

作者：穆燕曹兰柱高帅李熹微郑荣华陈再贺杨晓霄郭柳汐东北石油大学地球科学学院黑龙江大庆163318 “断裂构造变形机制与断圈有效性评价技术”东北石油大学优秀中青年科研创新团队黑龙江大庆163318 “油气藏及地下储库完整性评价”黑龙江省重点实验室黑龙江大庆163318 中国石油华北油田公司勘探开发研究院河北任丘062552 东北石油大学环渤海能源研究院河北秦皇岛066004 中国石油华北油田公司第五采油厂河北辛集052360

为了明确冀中坳陷孙虎潜山带裂缝发育特征,通过地震、岩心及成像测井等资料归纳裂缝类型,对裂缝参数进行定量表征,分析裂缝主控因素并定量预测裂缝的分布规律。结果表明,研究区碳酸盐岩储层主要发育北东—南西向的高角度构造裂缝,裂缝... 详细信息

为了明确冀中坳陷孙虎潜山带裂缝发育特征,通过地震、岩心及成像测井等资料归纳裂缝类型,对裂缝参数进行定量表征,分析裂缝主控因素并定量预测裂缝的分布规律。结果表明,研究区碳酸盐岩储层主要发育北东—南西向的高角度构造裂缝,裂缝充填程度较弱有效性高。单井线密度分布在1.0~6.8条/m,裂缝高度主要分布在10~40 cm。构造变形强度大、断层发育程度高的部位裂缝的发育程度越高;白云岩中平均裂缝密度为0.68条/m,裂缝最为发育;埋藏深度越低,裂缝发育强度越大,厘定出风化壳控制优质储层厚度为50~160 m。通过建立分形生长模型预测孙虎潜山带裂缝分布规律,预测结果与测井解释结果一致。

关键词：孙虎潜山带潜山储层构造裂缝优质储层厚度定量预测

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低孔隙岩石中断裂带内部结构及与油气成藏

中南大学学报（自然科学版） 2013年第6期44卷 2428-2438页

作者：付晓飞尚小钰孟令东东北石油大学CNPC断裂控藏实验室黑龙江大庆163318 东北石油大学非常规油气成藏与开发省部共建国家重点实验室培育基地黑龙江大庆163318

通过大量的野外露头资料,研究低-非孔隙性岩石内断裂变形机制及形成断裂带内部结构,分析断裂对非常规油气富集的控制作用。研究结果表明:低-非孔隙性岩石内断裂变形机制为破裂作用、碎裂作用和碎裂流作用,分别形成初角砾岩、角砾岩和碎... 详细信息

通过大量的野外露头资料,研究低-非孔隙性岩石内断裂变形机制及形成断裂带内部结构,分析断裂对非常规油气富集的控制作用。研究结果表明:低-非孔隙性岩石内断裂变形机制为破裂作用、碎裂作用和碎裂流作用,分别形成初角砾岩、角砾岩和碎裂岩以及超碎裂岩,前3类断层岩渗透性相对较高,多为流体运移的通道。不同岩性地层内形成的断裂带结构有共性也有差异,共同特征是:伴随位移增加,断裂带逐渐从"一元"结构向"二元"结构发展,一旦大规模断层泥形成,变形集中在断层核上,破碎带宽度不再明显增加。不同的是演化模式的差异,碳酸盐岩压溶作用明显,伴随大量压溶缝形成和生长连接,最终演化成断裂。火山岩特别是凝灰岩中,开始发生断裂变形不形成破碎带,而是先形成断层核。超固结泥岩形成的断裂带开始渗透性增强,伴随断层泥产生,渗透率又会接近母岩。这种差异可能造成断层封闭模式演化及油气富集规律的差异。仅发育破碎带小规模断层、无内聚力的断层角砾岩、碎裂岩以及具有连续断层核的破碎带为典型的高渗透性断层,对非常规储层油气充注起到重要的作用。断层核渗透性决定断层封闭类型及油气富集模式,高渗透性断层核本身不具有封闭能力,主要靠岩性对接封闭,油气通常富集在区域性盖层之下且主要富集在断裂的下盘。低渗透断层核具有很强的封闭能力,油气在两盘均可以富集。破碎带由于大量裂缝发育,成为非常规油气富集的"甜点"区,有些致密气和页岩气富集区沿着断层呈条带状分布。

关键词：低-非孔隙性岩石断裂变形结构非常规储层油气运聚成藏

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贝尔凹陷苏德尔特构造带的形成与演化

中国地质 2016年第4期43卷 1266-1279页

作者：谢昭涵鲜地罗静爽杨宝泉乐靖王少波东北石油大学CNPC断裂控藏研究室黑龙江大庆163318 东北石油大学"非常规油气成藏与开发"省部共建国家重点实验室培育基地黑龙江大庆163318 黑龙江省科技创新团队"断裂变形、封闭性及流体运移" 黑龙江大庆163318 中海油研究总院北京100028 大庆油田有限责任公司第二采油厂黑龙江大庆163256 中国石油大港油田公司勘探开发研究院天津300280

苏德尔特构造带是海拉尔盆地贝尔凹陷的重要油气聚集带之一。使用平衡剖面技术和基于斜向剪切模型的人字形桁架法对苏德尔特构造带及其两侧的贝西断陷和贝中断陷进行了详细的构造几何学和运动学解析,认为在南屯期近SN向伸展,形成近EW向... 详细信息

苏德尔特构造带是海拉尔盆地贝尔凹陷的重要油气聚集带之一。使用平衡剖面技术和基于斜向剪切模型的人字形桁架法对苏德尔特构造带及其两侧的贝西断陷和贝中断陷进行了详细的构造几何学和运动学解析,认为在南屯期近SN向伸展,形成近EW向断陷盆地群之后,又叠加了大磨拐河组早期的短时间NW向伸展,以及此后的坳陷沉降,才形成了苏德尔特构造带特殊的构造样式。贝中断陷的东侧边界断层是整个贝尔凹陷在大磨拐河组早期伸展的主干边界断层,并且断层面具有坡坪式特征。苏德尔特构造带是发育于第一阶断坪上部的"滚动背斜",是重力和边界断层几何形态共同控制的结果,形成机制属于重力影响下的横弯褶皱作用,而非侧向挤压引起的纵弯褶皱作用。

关键词：贝尔凹陷苏德尔特构造带构造演化坡坪式断层滚动背斜

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碳酸盐岩内断裂带结构及与油气成藏

碳酸盐岩内断裂带结构及与油气成藏

作者：郄莹东北石油大学

学位级别：硕士

本论文针对秦皇岛柳江盆地、新疆柯坪地区野外断裂带观察测量，系统研究了碳酸盐岩断裂内部结构的发育特征以及断裂带结构演化过程，剖析了碳酸盐岩地层中断裂带变形过程中的影响因素及其结构对油气成藏的控制作用。研究表明，多数碳酸... 详细信息

本论文针对秦皇岛柳江盆地、新疆柯坪地区野外断裂带观察测量，系统研究了碳酸盐岩断裂内部结构的发育特征以及断裂带结构演化过程，剖析了碳酸盐岩地层中断裂带变形过程中的影响因素及其结构对油气成藏的控制作用。研究表明，多数碳酸盐岩在断裂过程中发生脆性变形，变形机制主要包括破裂作用、碎裂作用和碎裂流作用，少数岩性发生塑性变形，形成涂抹结构。影响断裂变形机制的因素既有内因（岩性、矿物成分、成岩阶段、孔隙度和渗透率），也有外因（温度、围压和变形深度）。高孔隙度碳酸盐岩（孔隙度>15%）的主要变形机制与高孔隙度纯净砂岩相似，主要为碎裂作用和碎裂流作用，形成的微构造类型为变形带。低孔隙度碳酸盐岩（孔隙度变形，当埋藏深度小于3km时，多为破裂作用，在破裂之初形成膨胀的裂缝，裂缝的联接将岩石切割破碎，形成无内聚力的断层角砾岩。当埋深超过3km时，沿着裂缝发生摩擦滑动并伴随颗粒的滚动，逐渐形成碎裂流，形成有内聚力的断层角砾岩和碎裂岩，并出现大量的断层泥。断裂生长过程中，流体-岩石的相互作用使断层岩发生应变硬化，断层再次滑动并非追踪早期的断层面，新产生的断层面造成断裂带宽度逐渐增大。碳酸盐岩断裂带内部结构为二分结构：断层核和破碎带。控制断裂带结构形成的因素包括滑动位移和破裂模式等，小规模断裂代表大规模断裂发育早期阶段。不同演化模式形成不同断裂带内部结构，依据断裂变形机制决定的断层核中断层岩类型和破碎带微构造类型，可将碳酸盐岩内断裂带结构划分为三种类型：一是高孔隙性碳酸盐岩，在固结成岩阶段形成断裂，断层核渗透率比母岩低1-6个数量级，破碎带渗透率比母岩低1-3个数量级。这种类型断裂带均可起到封闭作用。二是当埋藏小于3km，或埋深超过3km后抬升至近地表，低断层核渗透率比母岩高1-3个数量级，破碎带渗透率比母岩高1-6个数量级。断层核和破碎带均起到输导作用。三是埋藏大于3km，断层核渗透率表现为很强的非均质性，有内聚力断层角砾岩和初碎裂岩比母岩高1-2个数量级，超碎裂岩渗透率比母岩低1-3个数量级，破碎带比母岩渗透率高1-6个数量级。断层核可起到封闭作用，破碎带起到垂向输导作用。一个成熟的碳酸盐岩断裂带渗透率结构直接控制着油气的运聚与保存，如果断层核为高渗透性断层角砾岩和碎裂岩，断裂带本身不具有封闭能力，主要依靠岩性对接进行封闭;若发育胶结断层岩或低渗透性断层泥带、超碎裂岩带，则能够封闭一定的烃柱高度。若顶部的区域性盖层发生塑性变形，可产生泥岩或泥灰岩涂抹，当泥灰岩在断裂带中保持连续，可起到顶部封闭的作用。因此，对断裂变形机制、断裂带内部结构以及与流体运移关系的研究，都可为研究其封闭性提供重要的理论依据。

关键词：碳酸盐岩断裂带结构物性特征控制流体成藏

不同类型断层控制油气垂向富集的差异——以渤海湾盆地歧口凹陷歧南斜坡区为例

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石油学报 2019年第8期40卷 928-940页

作者：褚榕刘海涛王海学姜文亚付晓飞王琦刘世瑞东北石油大学地球科学学院黑龙江大庆163318 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油大港油田公司勘探开发研究院天津300280

渤海湾盆地历经多期构造变动,断层圈闭发育普遍。断层作为断层圈闭的边界条件,在油气成藏过程中起着至关重要的作用。以断层圈闭较发育的歧南斜坡区为例分析了同向断层和反向断层控制油气垂向富集的差异,基于三维地震资料,从断层形成过... 详细信息

渤海湾盆地历经多期构造变动,断层圈闭发育普遍。断层作为断层圈闭的边界条件,在油气成藏过程中起着至关重要的作用。以断层圈闭较发育的歧南斜坡区为例分析了同向断层和反向断层控制油气垂向富集的差异,基于三维地震资料,从断层形成过程和断层圈闭分布出发,剖析了断层遮挡圈闭的成因及分布规律。结合油水分布规律,基于油藏解剖并应用储层定量荧光技术明确了不同类型断层控藏的差异及其形成机理。研究表明:①断层分段生长作用和断层上盘与下盘的差异活动是同向断层控制下断层遮挡圈闭形成的主要原因,斜坡区反向断层控制形成的断层圈闭则是断块掀斜翘倾作用所致;②同向断层圈闭发育在断层上盘分段点位置,只有当同向断层进入'硬连接'阶段方可形成断层圈闭,反向断层圈闭形成在断层下盘,在反向断层活动初期便可形成;③同向断层既可以控制油气在多套含油气系统中聚集成藏,也可在一套含油气系统中富集,而反向断层往往控制油气在一套含油气系统中富集;④不同类型断层控制油气垂向聚集的差异与圈闭发育位置以及断-盖配置有关。采用泥岩涂抹系数对沙河街组一段中部盖层控制的含油气系统的垂向调整进行定量评价,泥岩涂抹系数低于3.5时油气保存,泥岩涂抹系数高于3.5时油气垂向渗漏。

关键词：渤海湾盆地同向断层反向断层断层分段生长断层圈闭垂向封闭性

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砂岩侵入体及其油气地质意义

石油学报 2021年第3期42卷 378-398页

作者：邵珠福张文鑫毛毳栾锡武钟建华 John Howell 刘泽璇赵冰冉伟民刘晶晶东北石油大学地球科学学院黑龙江大庆163318 中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东青岛266071 Department of Geology and Petroleum Geology University of AberdeenAberdeenUKAB243UE 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

北美加利福尼亚地区良好的露头和北海油田的成功勘探与开发为砂岩侵入体研究提供了范例。砂岩侵入体广泛发育于晚元古代—全新世的多种沉积体系中,以深水环境居多。侵入体岩性以浊积体的中砂岩—细砂岩最为常见,宿主层以泥岩、页岩为主... 详细信息

北美加利福尼亚地区良好的露头和北海油田的成功勘探与开发为砂岩侵入体研究提供了范例。砂岩侵入体广泛发育于晚元古代—全新世的多种沉积体系中,以深水环境居多。侵入体岩性以浊积体的中砂岩—细砂岩最为常见,宿主层以泥岩、页岩为主。侵入体系统包括供源砂体、侵入(出)体、宿主层和断裂体系4个构成要素和砂岩脉、砂岩床、砂岩柱、侵出体和复合体5种类型。侵入体外部呈碟状—翼状结构、锥形结构和顶梁复合结构3种类型,侵入体顶部发育丘型变形,内部块状或类层理状,常见侵蚀边、泥岩撕裂屑和各种软变形构造,呈拼图状。侵入体形成条件包括未固结供源砂体、低渗透—非渗透覆盖层、孔隙流体超压和砂体优势通道4部分,地震液化、差异压实、沉积负载、区域构造应力、流体流动是最常见的触发机制。侵入体形成过程包括孔隙流体超压、供源砂体液化、水力压裂与流化、砂体充注和砂体再沉积5个过程。侵入体增加了储层体积,沟通了砂体,可形成侵入型圈闭,还可用于恢复区域古应力场,但也可能导致盖层封闭性破坏和水窜。侵入时间确定、侵入后地质过程以及触发机制确定性等研究面临挑战,多学科交叉、虚拟露头、物理模拟及数值模拟技术将是砂岩侵入体研究未来的发展方向。

关键词：砂岩侵入体深水沉积北海油田触发机制地震液化侵入油气藏油气勘探

2018年5月28日中国吉林松原M5.7级地震引起的液化构造

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古地理学报 2020年第1期22卷 75-96页

作者：邵珠福刘泽璇钟建华 John Howell 栾锡武冉伟民刘晶晶张文鑫赵冰东北石油大学地球科学学院黑龙江大庆163318 Department of Geology and Petroleum Geology University of AberdeenAberdeenAB243UEUK 中国石油大学地球科学与技术学院山东青岛266580 中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东青岛266071

2018年5月28日,吉林松原市宁江区毛都站镇牙木吐村发生M 5.7级地震(45°16'12″N,124°42'35″E),震源深度13 km,震中位于郯庐断裂带西北侧的扶余/松原—肇东断裂带、第二松花江断裂带和扶余北断裂带交汇处。地震诱发震中距3 km范围内... 详细信息

2018年5月28日,吉林松原市宁江区毛都站镇牙木吐村发生M 5.7级地震(45°16'12″N,124°42'35″E),震源深度13 km,震中位于郯庐断裂带西北侧的扶余/松原—肇东断裂带、第二松花江断裂带和扶余北断裂带交汇处。地震诱发震中距3 km范围内普遍的液化和地表裂缝,给当地居民带来严重灾害。可见液化构造以砂火山为主,其次为液化砂堆、液化砂脉和液化砂席等。液化砂火山又可分为有火山口型砂火山、无火山口型砂火山和无砂型(水)火山。地震液化伴生软沉积物变形构造有变形层理、负载构造和火焰构造、滑塌褶皱、碟状构造和包卷层理等。地震诱发液化砂火山形成过程包括液化层内超孔隙流体压力形成、上覆低渗透层破裂和水、砂喷出地表后砂涌3个阶段。液化和流化砂体在上涌过程中会注入低渗透黏土层形成各种形态的砂脉、砂席和多种类型的变形构造。垂向上地震液化结构可划分为底部松散可液化层、下部液化变形层、上部液化变形层和地表砂火山4层结构。液化层埋深2~5 m,液化层厚度2 m。松原M 5.7级地震发震机制为NE-SW(35°~215°)方向挤压应力使断层活跃,推测扶余/松原—肇东断裂是主要的发震断层。松原地震液化构造研究为现代地震活动区和灾害易发区预测提供依据,为地震引发的现代软沉积物变形构造研究提供丰富的素材,兼具将今论古意义,为揭示本世纪以来郯庐断裂带北段进入了一个强断裂和地震活跃阶段提供了最新的实际资料。

关键词：地震软沉积物变形构造液化构造砂火山松原

南堡凹陷4号构造带断裂活化及其对油气成藏的控制作用

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石油勘探与开发 2022年第4期49卷 716-727页

作者：刘露孙永河陈昌娄瑞王琦东北石油大学地球科学学院黑龙江大庆163318 重庆科技学院非常规油气开发研究院重庆401331 复杂油气田勘探开发重庆市重点实验室重庆401331 中国石油辽河油田公司辽宁盘锦124010

基于地震、钻井等资料,对南堡凹陷基底先存F4号走滑断裂(简称F4号断裂)活化成因机制及其对油气成藏的控制作用进行研究。综合运用断裂活动期次的厘定、断距回剥和物理模拟等技术手段,明确了F4号断裂在新生代再活动形成的南堡凹陷4号构... 详细信息

基于地震、钻井等资料,对南堡凹陷基底先存F4号走滑断裂(简称F4号断裂)活化成因机制及其对油气成藏的控制作用进行研究。综合运用断裂活动期次的厘定、断距回剥和物理模拟等技术手段,明确了F4号断裂在新生代再活动形成的南堡凹陷4号构造带由南向北传播生长,南部以走滑变形为主,北部以伸展变形为主;4号构造带与相邻2号、3号构造带内断裂属于不同断裂体系,是在统一应力场作用下通过“独立生长—相互接触—作用连接”最终交织在一起。通过构建先存断裂再活动变形机制判别图版,认为古近系沙河街组沉积期F4号断裂受走滑作用控制发生再活动,古近系东营组和新近系馆陶组—明化镇组沉积期该断裂受斜向伸展作用控制发生再活动。F4号断裂在新生代再活动对成藏的控制作用包括:①作为油源断裂控制油气垂向跨层运移。②形成走滑转换带控制砂体展布。③向上传播生长并与邻区相互作用控制两类圈闭的形成,有利于油气富集。

关键词：渤海湾盆地南堡凹陷新生代走滑断裂先存断裂断裂活化判别图版物理模拟实验油气成藏