受走滑断裂控制的油气藏的勘探方法与流程

本发明涉及石油天然气勘探技术领域，尤其是涉及一种受走滑断裂控制的油气藏的勘探方法。

背景技术：

走滑断裂是断裂两盘主要沿走向相对水平移动的断裂，其基本特征是平直的断线、陡立的断面及较窄的断层带，分左行及右行。走滑断裂根据其切割的深度、走滑距离的大小及在油气地质上的特点，可分为大型、中型和小型走滑断裂。石油地质界已经在如何识别走滑断层上形成了一套完备的标准：

(1)断面大多表现为上缓下陡，到深部近于直立，直插入基底；

(2)剖面上发育花状构造；

(3)空间上可见“海豚效应”与“丝带效应”；

(4)断层两侧地层厚度、沉积相和产状不协调；

(5)平面上断层形迹十分丰富，深部构造层表现出线状延伸、带状展布的特点，中部构造层表现出帚状特征，局部或有雁列特征，浅部构造层有大量次级断裂构成雁列式的带状展布。

大量研究发现，走滑断裂与油气分布关系密切，走滑断裂沿线多发育油气富集地带。但并不是所有的走滑断裂都有油气显示，比如，完整的郯庐断裂范围十分广泛，目前仅在渤海湾盆地、苏北盆地等部分层段发现油气藏；玉门花海凹陷阿尔金断裂周边并无油气藏发现。鉴于以上情况，如何确定目标走滑断裂控制的油气藏位置为本行业内亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种受走滑断裂控制的油气藏的勘探方法，其能够精准确定目标走滑断裂控制的油气藏位置。

本发明提供的受走滑断裂控制的油气藏的勘探方法包括以下步骤：

s1：通过三维地震数据刻画目标区域走滑构造形态，寻找走滑断裂中的具体控藏部位；

s2：确定低速、低阻、低密度体位置，从而确定深部烃源；

s3：通过岩石矿物学分析及地球化学手段确认s1得到的控藏部位所对应地层是否有深部热源；

s4：通过地表勘查并结合已有钻井的录井、测井资料确认s3得到的有深部热源的部位有油气显示；

s5：通过有限元地应力分析，确定有利的油气富集区。

在一些实施方式中，s1包括：

s11：获取目标区域三维地震数据体，提取目标走滑断裂剖面；

s12：对提取的走滑断裂剖面进行对比分析，找到上部挤压下部拉张的部位；

s13：针对确定出的上部挤压下部拉张的部位进行三维地震数据体水平切片，寻找反射信号异常的部位，其中水平切片包括时间切片和深度切片；

s14：针对s13确定的反射信号异常部位，结合已有钻井的测井资料，分析其与储层物性的耦合关系，若信号异常部位地层的孔隙度和渗透率与储层物性耦合关系良好，则确定为控藏部位。

在一些实施方式中，s13中，反射信号异常的标志为同相轴呈现出上部连续下部断开的特征或同一断层面沿断层走向两侧地层厚度明显不同。

在一些实施方式中，s2包括：

s21：根据目标区域采集到的二维地震数据，标出低速区的范围，提取低速区的空间坐标；

s22：根据目标区域采集到的电法勘探数据，按照电阻率在10ω·m以下划为低阻区，电阻率在100ω·m以上划为高阻区的标准，划出低阻高导区的范围，提取低阻高导区的空间坐标；

s23：根据目标区域采集到的重力勘探数据划出低密度区的范围，提取低密度区的空间坐标；

s24：将s21、s22、s23勘探圈出的异常区域的空间坐标进行同坐标系投影，重叠区域即为低速、低阻、低密体空间范围；

s25：对各条测线上低速、低阻、低密体的空间范围进行整合，划出低速、低阻、低密体平面范围并投影在目标区域平面图上。

在一些实施方式中，s3包括：

s31：通过岩石矿物学分析控藏部位所对应地层井段岩心是否存在蚀变及交代作用，若存在，则证明有热流体上涌，有烃类成熟的热条件；

s32：通过对矿物流体包裹体测温确认深部有过热流体上涌，有烃类成熟热条件；

s33：通过测定对应地层镜质体反射率确认深部有过热流体上涌，有烃类成熟热条件。

在一些实施方式中，s31包括：

s311：对控藏部位对应地层井段进行取芯；

s312：对该段岩心取样，并磨制薄片；

s313：对薄片进行电子显微镜镜下观察，有云母化、长石化现象，则表示出现过碱交代作用；有绿泥石化、绢云母化现象，则表示出现过中性交代作用；有黏土化、硅化现象，则表示出现过酸性交代作用。

在一些实施方式中，s32包括：

s321：对控藏部位对应地层井段进行取芯；

s322：对该段岩心取样，并磨制薄片；

s323：对测温前的样品中的流体包裹体进行观察、鉴定和记录，包括主矿物境下特征，流体包裹体的分布特征、形态、大小、丰度，流体包裹体形成期次、相态、成分、比例、类型、颜色、相比、荧光特征、赋存特征、捕获后的变化，对典型流体包裹体进行显微镜下照相，对适合测温的流体包裹体定位、素描；

s324：对适合测温的流体包裹体进行均一法测温，将所得的流体包裹体温度与地层温度进行对比，若流体包裹体温度高于地层同期温度，则确认有过热流体侵入。

在一些实施方式中，s33包括：

s331：把环氧树脂与所测的岩样混合后，经60℃恒温12～16h，再磨平抛光制得样品；

s332：测定时取样制成圆柱体，表面打光后用油浸和光电倍增管法测定；

s333：测定时使用显微光电度计，用两块反射率标准片校正后，利用比较法测定样品的镜质体反射率；

s334：镜质体反射率＞0.5则证明有热流体上涌，有烃类成熟条件。

在一些实施方式中，s4包括：

s41：野外实地踏勘，确认目标走滑断裂地表是否有油气露头或油苗；

s42：检测目标走滑断裂地表甲烷氧化菌的数量和活性，确定是否存在微生物异常；

s43：利用常规土壤气测量及土壤气累积吸收测量技术对目标走滑断裂地表土壤中的甲烷气体含量进行检测分析，确定是否出现甲烷气体异常；

s44：通过录井、测井资料确认断裂附近已有钻井是否有油气显示。

在一些实施方式中，s5包括：

s51：根据目标区域地震解释建立地质构造模型；

s52：根据地质构造模型进一步建立地质实体模型；

s53：根据测井、录井地质资料及实验室数据计算出岩石动态物理参数，结合地质实体模型与岩石动态物理参数划分材料属性边界条件；

s54：对结果进行验证，得出应力异常区，应力正值区为挤压区，应力负值区为拉张区，上部挤压下部拉张的部位即为有利的油气富集区。

综上所述，与现有技术相比，本发明提供的受走滑断裂控制的油气藏的勘探方法的有益技术效果为：

通过三维地震数据寻找走滑断裂中的具体控藏部位；通过确定低速高导体的位置寻找深部烃源；然后从控藏部位中寻找深部热源；进一步从深部热源中寻找有油气显示部分，最后通过有限元地应力分析，确定有利的油气富集区，从而精准确定目标走滑断裂控制的油气藏位置。

附图说明

图1为走滑断裂的“丝带效应”的结构示意图。

图2为走滑断裂的“海豚效应”的结构示意图。

图3为走滑断裂及花状构造的结构示意图。

图4为确定低速、低阻、低密体的空间范围的结构示意图。

图5为本发明提供的受走滑断裂控制的油气藏的勘探方法中有限元应力分析流程图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

幔源油气理论认为除上地壳之外，中下地壳(10000m深度以下到莫霍面)、上地幔、地核内还存在三个气圈，加上上地壳，共有四个气圈，目前人类所发现的油气藏只是上地壳气圈中的一小部分，而且与下地壳气圈有所沟通。幔源油气理论将要寻找的油气藏有一部分分布在上地壳(按传统理论已经发现了一部分，但还有一部分没有发现)，更多的部分分布在中下地壳(即中下地壳的低速、低阻、低密体)，现在的工程技术手段，已经可以支持人类开发中下地壳的油气资源。

以幔源油气理论为前提，通过对控烃、控藏的走滑断裂进行研究，总结出走滑断裂的控藏机理：

1.有深部油源。

其对应的控烃、控藏的走滑断裂的特征就是断裂断穿结晶基底之下有低速高导体(低速、低阻、低密度体)。

2.浅部有合适的成藏条件。

(1)首先要有构造圈闭，比如背斜、断背斜、断块等。走滑断裂形成的花式构造就是背斜断开形成的，某几个断块中有油就说明构造控油。

(2)没有构造圈闭的要有地层圈闭。由于储集层的岩性在横向上发生变化或地层层序产生沉积中断被非渗透性岩层所封闭而形成的闭合油气低势区称为地层圈闭，即一套致密岩层(砂岩、泥岩、火山岩等)下覆一套疏松地层就可形成地层圈闭。比如新疆油田公司发现的玛湖特大油田，砾岩上覆一层火山岩，形成地层圈闭，将油气藏保存在砾岩层中。

(3)若不具备上述两项条件，如果具有通道圈闭也能成藏。通道圈闭的意思是指走滑断层的某些裂缝与结晶基底之下的油气藏沟通，这条裂缝既不是构造圈闭也没有形成地层圈闭，但它沟通了深部油气，成为深部供油通道并控藏。

3.具有独特的力学特征。

(1)具有明显的“丝带效应”。如图1所示，走滑断层一般产状较陡，向深部达到近直立的程度，上部会有一定的倾角，但倾向是不固定的，可能会出现时而东倾、时而西倾的现象，如同一条柔软的丝带一样，因此称之为“丝带效应”。

(2)具有明显的“海豚效应”。如图2所示，“海豚效应”是在走滑断层断面倾向一致的情况下，由于断层走滑位移引起断层两盘在不同位置的差异升降，同一条断层从剖面上看时而正时而逆，断层的两盘此起彼伏，高低错落，就如同在海上嬉戏的海豚此起彼落一样，所以称之为“海豚效应”。

(3)形成“花状构造”。

如图3所示，花状构造是走滑断层产生的最典型的变形构造样式，在横切走滑带的剖面上由一条主干断层(走滑断层)和若干派生断层共同组成一个类似“花”的结构。主干断层一般倾角较陡，在深部近于垂直，向上有一定的倾斜。派生断层自浅向深汇集，分别相交于主干断层，每一条派生断层就是一片“花瓣”。花状构造进一步可以划分为正花状构造和负花状构造。正花状构造是在压扭作用下产生的，花心部分断块向上位移表现出背斜特征，断层表现出逆断层的特征；负花状构造在张扭作用下产生的，花心部分断块向下位移表现出向斜特征，断层大多具有正断距。

以上三种力学特征不需要全部具备，只要拥有其中一种或几种，并且呈现出下部拉张上部闭合的状态，就有可能成藏。

基于以上机理，本发明提供了受走滑断裂控制的油气藏的勘探方法，其包括以下步骤：

s1：通过三维地震数据刻画目标区域走滑构造形态，寻找走滑断裂中的具体控藏部位。即包括：

s11：获取目标区域三维地震数据体，提取目标走滑断裂剖面。

s12：对提取的走滑断裂剖面进行对比分析，找到上部挤压下部拉张的部位。

s13：针对确定出的上部挤压下部拉张的部位进行三维地震数据体水平切片(包括时间切片和深度切片)，寻找反射信号异常的部位，确定异常的标志包括以下两个方面：

反射信号异常的标志为同相轴呈现出上部连续下部断开的特征；

同一断层面沿断层走向两侧地层厚度明显不同。

s14：针对s13确定的反射信号异常部位，结合已有钻井的测井资料，分析其与储层物性的耦合关系，若信号异常部位地层的孔隙度和渗透率与储层物性耦合关系良好，则确定为控藏部位。

s2：依据幔源油气理论，控烃、控藏的走滑断裂结晶基底以下的低速高导体(低速、低阻、低密度体)即为其所控油气藏的深部烃源，因此，确定低速高导体位置，从而确定深部烃源，低速高导体的位置通过地震、重力、电法等物探手段来确定，具体步骤为：

s21：根据目标区域采集到的二维地震数据，标出低速区的范围，提取低速区的空间坐标。

s22：根据目标区域采集到的电法勘探数据，按照电阻率在10ω·m以下划为低阻区，电阻率在100ω·m以上划为高阻区的标准，划出低阻高导区的范围，提取低阻高导区的空间坐标。

s23：根据目标区域采集到的重力勘探数据划出低密度区的范围，提取低密度区的空间坐标。

s24：如图4所示，将s21、s22、s23勘探圈出的异常区域的空间坐标进行同坐标系投影，重叠区域即为低速、低阻、低密体空间范围，图4中，纵轴为深度，单位以km；横轴为测线起点及方向，单位以km；重叠阴影部分为低速、低阻、低密体空间范围。

s25：对各条测线上低速、低阻、低密体的空间范围进行整合，划出低速、低阻、低密体平面范围并投影在目标区域平面图上。

s3：通过岩石矿物学分析及地球化学手段确认s1得到的控藏部位所对应地层是否有深部热源，具体包括：

s31：通过岩石矿物学分析控藏部位所对应地层井段岩心是否存在蚀变及交代作用，若存在，则证明有热流体上涌，有烃类成熟的热条件，即包括：

s311：对控藏部位对应地层井段进行取芯；

s312：对该段岩心取样，并磨制薄片；

s313：对薄片进行电子显微镜镜下观察，有云母化、长石化现象，则表示出现过碱交代作用；有绿泥石化、绢云母化现象，则表示出现过中性交代作用；有黏土化、硅化现象，则表示出现过酸性交代作用。

s32：通过对矿物流体包裹体测温确认深部有过热流体上涌，有烃类成熟热条件，即包括：

s321：对控藏部位对应地层井段进行取芯；

s322：对该段岩心取样，并磨制薄片，样厚0.2～0.5mm，两面研磨抛光，制样温度＜80℃；

s323：对测温前的样品中的流体包裹体进行观察、鉴定和记录，包括主矿物境下特征，流体包裹体的分布特征、形态、大小、丰度，流体包裹体形成期次、相态、成分、比例、类型、颜色、相比、荧光特征、赋存特征、捕获后的变化，对典型流体包裹体进行显微镜下照相，对适合测温的流体包裹体定位、素描；

s324：对适合测温的流体包裹体进行均一法测温，将所得的流体包裹体温度与地层温度进行对比，若流体包裹体温度高于地层同期温度，则确认有过热流体侵入。

s33：通过测定对应地层镜质体反射率确认深部有过热流体上涌，有烃类成熟热条件，具体为：

s331：把环氧树脂与所测的岩样混合后，经60℃恒温12～16h，再磨平抛光制得样品；

s332：测定时取样0.03g制成圆柱体，表面打光后用油浸和光电倍增管法测定；

s333：测定时使用显微光电度计，用两块反射率标准片校正后，利用比较法测定样品的镜质体反射率；

s334：镜质体反射率＞0.5则证明有热流体上涌，有烃类成熟条件。

s4：通过地表勘查并结合已有钻井的录井、测井资料确认s3得到的有深部热源的部位有油气显示。

s4包括：

s41：野外实地踏勘，确认目标走滑断裂地表是否有油气露头或油苗；

s42：检测目标断裂地表甲烷氧化菌的数量和活性，如果浅层存在油气，那么土壤中仅能利用c1化合物，不依靠糖类或其他有机物，具有高度的专一性的甲烷氧化菌在其上方地表土壤中必定非常发育，形成微生物异常；

s43：利用常规土壤气测量及土壤气累积吸收测量技术对目标断裂地表土壤中的甲烷气体含量进行检测分析，确定地表土壤中甲烷气体的背景值，若该目标断裂浅层地层中有油气，则地表定会出现甲烷气体异常；

s44：通过录井、测井资料确认断裂附近已有钻井是否有油气显示。

s5：通过有限元地应力分析，确定有利的油气富集区，具体步骤为：

s5包括：

s51：根据目标区域地震解释建立地质构造模型。即：通过目标区域地震解释获取被测区块的断层、层位数据，从而建立地质构造模型。其中，断层、层位数据通过地震解释、重、磁、电数据解释断层及地层数据获取。

建立地质构造模型的方法为：将地震解释得到的被测区块的断层、层位数据导入地质建模软件，生成断层面和地层面，反复清除异常点后加入测井数据，生成地质构造图。

s52：根据地质构造模型进一步建立地质实体模型。即：将s51形成的地质构造图通过地质建模软件转换为dxf格式，通过人机交互导入三维实体建模软件形成特征小平面，再通过逆向设计建立三维地质实体模型。

s53：根据测井、录井地质资料及实验室数据计算出岩石动态物理参数，结合地质实体模型与岩石动态物理参数划分材料属性边界条件。

s531：主要用测井数据中的垂深、密度和纵波声波时差代入下面公式中计算得到岩石动态参数：

s5311：采用测井数据和纵波时差计算横波时差δts，

横波计算公式如下：

式中：

δtp为岩石的纵波时差，来源校正后的解释测井数据；

ρ为岩石密度，来源于测井数据；

e为是自然对数的底数，直接在excl表格中的公式计算整理e，表格默认数值为2.718281828459；

δts是横波时差，用上面的公式在表格中整理计算得到，由于测井数据中列项数量多，生成带平滑线的散点图便于检测异常点，反复查看异常点与平滑线的散点图，找出异常点的原因是公式整理的问题还是参数公式参数出现错误，直到与实际相符。处理完成后，将数据整理在表格中。

s5312：通过纵波时差及横波时差计算泊松比μ，

泊松比计算公式如下：

式中：

δtp为岩石的纵波时差，来源校正后的解释测井数据；

δts为岩石横波时差；

μ是岩石的泊松比，根据上面的公式计算得到，由于测井数据中列项数量多，生成带平滑线的散点图便于检测异常点，反复查看异常点与平滑线的散点图，找出异常点的原因是公式整理的问题还是参数公式参数出现错误，直到与实际相符，处理完成后，将数据整理在表格中。

s5313：通过测井数据中、纵波时差及横波时差计算杨氏模量e，

杨氏模量计算公式如下：

式中：

ρ为岩石密度，来源于测井数据；

δtp为岩石的纵波时差，来源校正后的解释测井数据；

δts为岩石横波时差；

e是杨氏模量，根据上面的公式计算得到，由于测井数据中列项数量多，生成带平滑线的散点图便于检测异常点，反复查看异常点与平滑线的散点图，找出异常点的原因是公式整理的问题还是参数公式参数出现错误，直到与实际相符。处理完成后，将数据整理在表格中。

s5314：线性回归

将被测区块中所有井通过上面的公式计算得到岩石物理动态参数，在构造图上仔细标定并检查其坐标是否正确，将数据在表格中整理完成后保存，将被测区块中各井的垂深对应的岩石动态物理参数放在相应的工作表，做两个自变量和一个因变量的线性回归，两个自变量为井坐标，一个因变量为岩石动态物理参数，将回归公式整理在相应的垂深后，该数据作为有限元分析三维地质模型的岩石动态物理参数。将整理的表格中岩石动态物理参数垂深、密度、泊松比、杨氏模量在有限元软件中分段插值，将线性回归公式加载于三维实体地质模型上。

s532：划分材料属性边界条件，具体依据实体模型的实际情添加的条件如下：

(1)模型低层垂向位移为零，水平位移自由；

(2)模型地面施加上覆岩层压力；

(3)断层为相互接触；

(4)四周面水平位移为零，垂向自由。

s54：对结果进行验证，得出应力异常区，应力正值区为挤压区，应力负值区为拉张区，上部挤压下部拉张的部位即为有利的油气富集区。若不存在应力异常区则回到s53。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。