[发明专利]一种致密碳酸盐岩断裂破碎带胶结封闭性的评价方法

说明书

本发明公开了断裂破碎带胶结封闭性的一种评价方法。针对目前致密碳酸盐岩断裂破碎带胶结封闭缺少评价技术的缺陷，本发明在判识受胶结作用控制的碳酸盐岩断裂破碎带的基础上，通过致密碳酸盐岩断裂破碎带的孔洞与裂缝的胶结率测量与统计，评价断裂破碎带的胶结程度；通过胶结率与距断层距离的回归曲线获得理想的回归方程，通过实际测点裂缝胶结率与回归方程计算对应位置的理想胶结率的差值代表断裂破碎带的相对封闭性指数；在此基础上，开展致密碳酸盐岩断裂破碎带的胶结封闭性评价。本发明适用于胶结作用控制封闭性的致密碳酸盐岩断裂破碎带，为断裂破碎带封闭性的评价提供了新方法。

技术领域

本发明属于构造地质与油气勘探开发的评价技术领域。更具体地，涉及碳酸盐岩断裂破碎带的一种地震技术判识与评价方法。

背景技术

大型断裂破碎带狭窄的断层核外围，往往发育宽阔的破碎带，宽度可达数公里。断裂破碎带(包括断层核与破碎带)不仅控制断裂带岩石力学特征及其渗流性能，具有复杂内部构造变形、流体-岩石作用、渗流作用(Caine et al.,1996；Aydin,2000；Childs et al.,2009；Faulkner et al.,2010；Choi et al.,2016；Peacock et al.,2017)。近年研究表明，在断裂活动过后与埋藏期断层核往往是流体运移的屏障，流体主要沿破碎带发生复杂的运移流体，但在时空上存在复杂的屏障-通道变化(Billie et al.,2003；Micarelli et al.,2006；Agosta,2012；Brogi and Novellino,2015；Dimmen et al.,2017)。在长期埋藏过程中，成岩作用(如胶结作用)会随着断裂破碎带随时间的推移而急剧改变其渗透率(如Billiet al.,2003；Hausegger et al.,2010；Haines et al.,2016；Williams et al.,2017)，尤其是古老致密碳酸盐岩。

Downey等(1984)认为成岩作用会对断裂带内部结构产生影响，比如重结晶作用所生成的矿物有可能使断裂带孔渗性下降。Gibson(1994)研究断层封闭原因，认为主要是因为断层内部的封闭物。Knipe(1992)提出了关于断层封闭性的评价方法“图示分析法”。Hippler等(1994)发现断层活动与成岩作用对断层封闭性影响较大，断层面附近胶结作用会使断层附近的砂岩孔渗急剧下降，影响油气的运移而形成封闭。Labaume等(2001)认为胶结作用形成的石英是断裂带形成封闭的主要原因。吴孔友等(2011)分析了3种影响断层封闭性的成岩作用，包括充填作用、压实作用和胶结作用。崔敏等(2010)研究认为碳酸盐岩地区的断层封闭性与砂岩地区的有区别，碳酸盐岩地区断层封闭成因与成岩作用中的压溶作用和胶结作用有关，重结晶作用也能影响断层封闭性。王建忠(2013)提出碳酸盐矿物的胶结作用是导致断层封闭的一个重要原因。张新征(2018)认为成岩胶结封闭导致断裂带与围岩之间存在排替压力差而形成封闭。沉积盆地中致密碳酸盐岩的孔渗降低主要来自成岩胶结作用，碳酸盐岩断裂破碎带的渗透性与输导作用也是主要受控成岩胶结作用(Billi etal.,2003；Micarelli et al.,2006；Agosta et al.,2007；Rotevatn and Bastesen,2012；Haines et al.,2016；Panza et al.,2018)。断裂破碎带的成岩作用造成断层封闭性时空上的复杂性，造成砂泥岩对接法、泥岩涂抹法、断面应力分析法等是比较流行的断层封闭性定量评价方法难以适用(如Kelly et al.1998；Faulkner et al.,2003；Agosta et al.,2007；Korneva et al.,2014；Brogi andNovellino,2015)。近年来，构造成岩作用取得进展(Laubach et al.,2010,2014；Bense et al.,2013；Petrie et al.,2014；Arosi andWilson,2015)，并在碳酸盐岩断裂破碎带的岩石组成、成岩作用、力学性质和渗透率变化等方面进行了深入研究，提出了断裂破碎带的封闭性的概念模型(如Agosta et al.,2012；Brogi and Novellino,2015；Collettini et al.,2014；Faulkner et al.,2003；Fondriest et al.,2012；Korneva et al.,2014；Rotevatn and Bastesen,2014)。研究表明，成岩作用可以改变断层的物性特征，比如沿断层的胶结作用能降低岩石孔隙度和渗透率，从而影响断层封闭性，但是缺少断裂破碎带胶结封闭性的定量评价。