张美玲

摘 要：断裂带对于油气的生成、输导以及后期的聚集成藏都具有重要意义。其中，断裂在油气输导过程中起到了沟通圈闭与烃源岩的作用，按照油气输导的方向可以划分为四种类型：沿断层面向上输导、沿断层面走向输导、沿断层面向下输导以及横穿断面输导，不同输导方式有严格的限定条件。详细分析油气运移过程中断裂所起的作用及具体的输导方式，对于深化油气勘探理论、寻找油气富集区带来讲都具有重要的意义。

关键词：断裂;油气输导;内部结构;方式

1、引言

石油天然气在其形成、输导乃至后期的聚集成藏过程中都会收到断裂的影响。从输导角度来看，断裂是含油气盆地油气输导体系中最为重要的一环，他是深部烃源岩与含油气圈闭最为有效、直接的沟通途径，是烃源岩与圈闭之间的桥梁和纽带。对于断裂在油气输导中的作用，相关学者已经进行了几十年的研究，断裂附近地表的油苗、断裂体内富集的沥青质都是断裂输导油气最直接的证据。详细分析油气运移过程中断裂所起的作用及具体的输导方式，对于深化油气勘探理论、寻找油气富集区带来讲都具有重要的意义。本次研究通过对断裂体内部结构的分析着手，系统介绍了断裂输导油气的四种方式：沿断层面向上输导、沿断层面走向输导、沿断层面向下输导以及横穿断面输导，对国内外各含油气盆地的油气勘探具有一定的指导意义。

2、断裂体内部结构分析

野外露头、岩石薄片镜下分析等资料表明，断裂体内部结构具有立体特征，具体可细分为中央的断层核以及两侧的破裂带。国内学者习惯性称之为破碎带和诱导裂缝带。也就是说断层核对应着国内的破碎带，而破裂带对应着诱导裂缝带。从今年来国内外地质学家研究的成果来看，断层核（破碎带）的宽度最厚可达数十米，而破裂带（诱导裂缝带）所能波及的范围更是厚达数百米。以Yehuda对南加利福尼亚州野外露头断层所揭示的研究来看，小断层断层核宽度仅几个毫米到十几厘米，而破裂带的宽度则可达数百米。并且，大多数情况下断层核两侧的破裂带并不是对称分布。正断层上盘相对于下盘来说，裂缝更发育、宽度更宽，靠近断层核变形越强烈，裂缝的规模核密度也相应越大。

3、断裂输导油气的方式

3.1 沿断层面向上输导

深部油气沿断层面自下而上向上运移是勘探过程中见到的最为主要的一种油气运移方式，尤其是在断陷盆地的裂谷时期。盆地在裂谷阶段发育更多的断裂带，且断裂在此时多为开启的状态，油气沿断裂面向上运移过程中所遭受的阻力最小。根据断裂带分支断层与朱断层的组合形式又可以细分为3种亚类：线型输导、Y字形输导和花状（似花状）输导。研究表明，在油气沿断层面向上输导的过程中，断层倾角、断层核泥质含量、分支断层的数量以及深部油气的驱动力都对断裂输导油气的能力具有重要影响。

3.2 沿断层面走向输导

国内外勘探实践表明，油气沿断层面走向输導的情况大都发生在生油洼陷的斜坡带，油源断层沟通底部油气。同时，油气沿断层面走向进行横向输导需要具备严格的限定条件：一是深部油气的供应量足够大，油气充注动力足够强。二是油源断裂的顶部需要有良好的封盖条件，如厚层泥岩、膏盐岩等。三是在断裂走向方向上，物性条件要比断裂带两侧输导层的物性更好，此时沿断层面走向为油气的优势运移方向。四是在断层面走向方向上具备一定的流体势梯度。

3.3 沿断层面向下输导

油气沿断层面向下输导是一种特殊的油气输导方式。当油气沿断层面向上和沿断层面走向输导不畅时，油气不得不以向下（最利于泄压的方向）的方式进行输导。邹才能教授研究后发现，油气倒灌输导需要具备严格的限制条件：一是烃源岩处于主生排烃期，且排出的油气资源量足够大具备超压环境。二是烃源岩与下部储集层需要有开启状态的断层作为油气向下输导的通道，并且形成绝对优势的源储压差，能够使油气在向下运移的过程中克服毛管阻力、粘滞力以及浮力。

3.4 横穿断面输导

油气横穿断层面进行输导是除了向上输导之外常见的一种输导方式。勘探实践表明，油气在横穿断面通过高孔渗储层运移时，同时会伴随发生其他上述三种油气输导方式。此时油气穿过断层面沿高孔渗储层进行运移，遇到合适的圈闭即会聚集成藏。曾溅辉等人于2002年进行的物理模拟实验表明：断裂带开启情况下，断裂带渗透率与两侧围岩渗透率比值大于11.56时，沿断裂带向上的方向时油气运移的优势路径;而当二者比值低于5.45时，油气开始发生横穿断层面沿高孔渗砂体横向输导。2010年郭凯等人通过模拟实验进一步证明，断裂输导动力与断层和储层渗透率比值的耦合关系决定了流体横穿断层面侧向分流的能力，即断层与储层渗透率比值越高，油在沿断层垂向运移过程中发生侧向分流所需的动力就越大，油就越难分流充注所流经的储层。

断裂体与围岩间的排替压差决定了油气是否能够横穿断层面进行侧向输导，而这种排替压差主要受断层与储层砂体渗透率差和充注动力的双重影响。在静水压力条件下，动力主要为浮力，其大小受断层倾角影响，断裂破裂带诱导裂缝改善了断裂与储层砂体之间孔渗空间，以缓慢渗流为主;在断层活动期间，高压流体幕式充注，除受断层倾角及断层与储层砂体渗透率差影响外，断层破裂带诱导裂缝在断层与砂岩之间起“单向阀”作用，随着流体流向储层砂体，输导断层内流体压力和渗透性逐渐下降至围岩水平，达到压力平衡，断层及诱导裂缝系统有效阻止储层流体向断层回流。

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