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运用地质力学三维模型评价断层重新活动期间含油气圈闭的整体性：

以澳大利亚帝汶海为例。

Evaluatinghydrocarbontrapintegrityduringfaultreactivationusinggeomechanicalthree-dimensionalmodeling:

AnexamplefromtheTimorSea,Australia

作者：

LaurentLanghi,YanhuaZhang,AnthonyGartrell,JimUnderschultz,andDavidDewhurst

起止页码：

567-591

出版日期（期刊号）：

2010.04（V94,No4）

出版单位：

AAPGBulletin

摘要

三维（3-D）的耦合变形和流体流动数值模拟是用来模拟一个圈闭边界断层伸展恢复到相对复杂的设置响应，并探讨在海上油气盆地构造圈闭保存的风险（LaminariaHigh，帝汶海，澳大利亚西北大陆架）。

模型结果显示剪应变分布和扩张以及流体通量沿断层异构推断横向断层封闭有效性的变化。

该高剪切应变分布被视为主要的控制结构透渗透，主要被结构构架所影响。

断层大小和分布在模拟时，以及由生长过程驱动波纹代表断层的应变和向上流动的分区断层的关键因素，在确定这些因素对Laminaria中后期恢复阶段的高油保存至关重要。

测试的防渗漏的指标定义模型三维地震数据关联与数值预测断层遮挡的成效，并解释复杂的分布古并保存在研究区的油柱。

简介

断层被广泛用作流体管道引用（Anderson，1994;。

O!

Brienetal，1999，Revil和Cathles，2002，Ligtenberg，2005），和密封的断层恢复是一个关键的风险勘探在许多石油碳氢化合物（Smith，1966，Sibson，1985，Abrams，1996;Kaluza和Doyle，1996，Sibson，1996）。

圈闭机制是值得商榷（例如，Revil和Cathles，2002;Wilkins和Naruk，2007），但与构造活动和泄漏的关系是不是（如Muir-Wood和King，1993，Haneyetal，2005）。

在帝汶海（澳大利亚西北大陆架），第三纪伸展到扭构造活化影响到大多数的圈闭边界断层（O'Brienetal，1996，1999，Rollet，2006。

），并普遍认为是对违反圈闭（即未充满圈闭与列证据）高发的原因（Shusteretal，1998。

O!

Brienetal1999，Gartrell和Lisk,，2005）。

剩余油泄漏流体包裹体数据和相关的功能约束的列，在地震频繁的识别常用数据（见下文）相关联，观察断层恢复提供了这种说法（例如，Whibley和Jacobson，1990的大力支持;O'Brien和woods，1995，O!

Brienetal，1996，1998;。

Cowley和O'Brien，2000;。

DeRuigetal，2000，Gartrelletal，2005，Rolletetal，2006）。

此外，Gartrelletal（2006）表明，在帝汶海与后纵应变分布和保存或油柱的损失很强的相关性。

油柱的往往是保存在一个圈闭脊面是有界的相对位移的低位裂谷断层（60米[196英尺]）。

与此相反，波峰圈闭界的断层相对较大（六十米[196英尺]）后纵位移往往是完全违背。

泄漏点导致了油柱的部分损失。

更好的连接其外水库履行地点和崇高职务上的裂痕与位移的碳氢化合物的泄漏量较高的风险较大的断层活动导致长寿。

这些经验观察提供多达断层即烃类损失列在帝汶海的主要机制泄漏更多的支持。

Zhangetal（2009），用耦合变形和流体流动数值模型来模拟简单断层和简单的储盖伸展断层恢复几何回应。

这些模型的相互作用的特点，应力和应变之间良好的状态和流体流动的简化断层几何基于管道在东帝汶海.为了进一步测试此方法，观察到一个复杂的耦合变形和流体流动的数值模型，构建了在波拿巴盆地，钛铁道部海，澳大利亚西北大陆架LaminariaHigh.建模结果进行了比较与应变分布，油气保存，以及高达断层的LaminariaHigh流体流动地震的证据。

图1：

地质波拿巴盆地北部设置显示主正断层的趋势。

灰色的规模是指结构构件的（暗灰色）构造高海拔槽（白色）

地质背景

在澳大利亚西北大陆架（NWS）的，波拿巴盆地（图1）北端的特点是一个复杂的生界延长多历史阶段进行，泥盆纪，石炭纪和二叠纪石炭世（韦弗斯，1984，1988,Audley-Charlesetal，1988）和晚侏罗纪的深海平原达到最顶点（AGSO，1994，Baillieetal，1994）。

这种晚裂谷是主要为西南-东北部的结构。

图2：

顶油藏时间高的Laminaria结构图。

当今Laminaria和珊瑚字段在深灰色的虚线代表电路图古油田。

通用横轴墨卡托投影坐标系统被使用。

第三到现今的边缘演化的影响主要是由碰撞的澳大利亚之间的板块和亚洲板块东南复杂（图1）（O'Brienetal，1993）。

BradleyandKidd（1991）建议该岩石圈的柔性由于推力负荷产生的帝汶岛的后裂谷，伸展恢复少量的碰撞地区.碰撞的发生通常是追溯至晚中新世鸭，（Charltonetal，1991,Woods，1994,Shusteretal，1998,Charlton，2000；Keepetal，2002）与一（Charltonetal，1991）。

第二阶段发生在上新世期间，这些碰撞事件发生的时间与在东帝汶恢复海.断层活动伸展活动恰逢下降了更新世，但正在与变形一些断层参展海底偏移（Meyeretal，2002）。

Laminaria代表的高面积小，东西为导向的平台淹没残（Smithetal，1996。

）与三个结构层次：

（1）南北和北北东-南-西南向的二叠纪块断基底，

（2）侏罗纪，白垩纪垒和地堑系统，以及（3）西西南东北东走向的新生代断层活化系列（DeRuigetal。

，2000）

在侏罗纪至早白垩纪由一个东西方系列走向的主要断层系统划定Laminaria（图2）（DeRuigetal，2000;Langhi和Borel，2008）。

断层恢复后纵导致了东-东北-西部-西南走向的Laminaria之内，在高区的序列通常包括上述新生代裂谷相断层（图3），位于正断层套的形成。

直接连接，或硬盘断层之间的联系的痕迹，在侏罗纪（纵）和第三纪（重新激活，后纵）的水平，有时很难确定，因为对自然

（1）干预白垩纪岩性（页岩，泥岩，泥灰岩和）

（2）地震信号衰减，以及（3）子地震断层（Gartreletal，2006）。

然而，具有较高的位移后裂谷断层往往显示清晰的上下级之间的连接。

图3：

地震对LaminariaHijh的横截面。

地点是在图2。

（一）穿越的Laminaria场和北干Laminaria结构和当前及剩余油柱（深灰色和浅灰色，分别）位置部分。

右侧的黑色箭头指示的地方油气旗已经泄漏断层沿地层记录的水平。

（二）与反射异常分隔断层F4键（箭头）和亚体用于海底地震属性提取详情。

作者在封面序断层的性质表明，在由于地壳伸展到预先存在的东斜西向断裂元素后果激活一组成部分。

这个模型是由GartrellandLisk（2005）谁提出后期使用断层滑动反演技术和从帝汶海南部断层数据中新世一个北东北东南偏南伸展古应力估计一致。

作者：

波拿巴盆地西北部的部分，在大面积的Laminaria（图4）附近，地层学，显然是受到中生代裂谷和记录大陆架深化被动陆缘碎屑形成的阶段。

在三角洲和shelfal海洋船组（Labutisetal，1998）跨越中，下侏罗统。

三角洲海洋环境仍然表征Callovian随着Laminaria砂岩（图4）沉积。

随后编队清楚地反映了沉积环境的深化，（Tithonian–Berriasian）和EchucaShoals（Valanginian–Barremian）泥质地层（Whittametal，1996）的存在。

本节，与相对海平面快速上升有关，代表了区域性盖层基地。

Aptian–Maastrichian序列（Darwin,Jamieson,Woolaston,Gibson,Fenelon和Turnstonformations）是西北变薄楔组成，类似于在其他地方找到波拿巴盆地（图4）。

厚厚的覆新生代序列代表一个碳酸盐（图4）被广泛覆盖期间的成熟阶段被动陆缘沉积（Whittamet，1996）。

它包括Johnson,Hibernia,Prion,Cartier,Oliver和Barracoutaformations（图4）。

图4：

（原理图的面积从LaminariaHijhDeRuigetal修改，地层柱（2000）。

该模型地层列显示在数值模拟中使用的细分。

）

LaminariaHigh的石油系统与历史

Laminaria上的原生油气藏的目标是高的Callovian中Laminaria形成（图4）在垒块或下盘一侧倾斜断块沉积在早白垩世裂谷（图3）侏罗纪（Whittametal，1996）。

目前，最高库水位位于海底以下约3000米（9804英尺）。

烃源岩的时间间隔被发现的侏罗纪地层和Laminaria船组（图4）（Preston和Edwards，2001，Georgeetal，2004）。

油气充几个阶段是建议在该地区（图4）（利斯克etal，1998，Kennardetal，1999。

）与

（1）初始晚侏罗世至早白垩世早期，

（2）全速阶段油费近到晚始新世（约50Ma）的中叶，早在恢复阶段，（3）在从中新世以后可能再次塌陷驱逐后期天然气和石油（Kennardetal，1999）。

厚的下白垩统泥岩部分代表的区域性盖层（图4）。

在LaminariaHijh的情况下，无论是Laminaria和珊瑚的结构有一个密封条厚比最大断层既丢了现在的每天限额内密封断层并列位于古油柱，因此减少的可能性（后恢复）跨断层渗漏由于砂岩，已经在本文中（DeRuigetal，2000讨论了区域的顶部密封报区（即地层流体可以迁移到其中）并列。

W.Bailey，2009）。

汞注入毛细管压力对感兴趣的领域内的盖层样品的测试表明，烃列数百米的高度接近可以通过盖层（DeRuigetal，2000），尽量减少渗漏的风险。

剪切破坏中新世晚期当今断层恢复相关联认为是圈闭，在高区违反Laminaria负责（Castilloetal，1998，Gartrelletal，2006，DeRuigetal，2000）因密封失效或液压劈裂抗拉强度高，由于压力差发生的裁决有利于剪切压裂升以上孔隙水压力水力压裂和现有的断层恢复。

图5：

烃类一重新构造圈闭。

OWC的=油水接触;POWC=古油水接触。

（一）珊瑚结构是一个有77米（252英尺），油柱和部分违反封闭例如一个37-82米（121-269英尺）的残余油柱。

（二）Laminaria结构是一个由低应变断裂（F5）约束的圈闭上倾一方违反部分封闭的例子。

Laminaria北的结构是一个具有由一个相对高应变断裂（F6键），在高应变与地下连接断层F4约束的圈闭上倾一方完全违反封闭的例子。

（三）倾斜，并恢复了结构性封闭，如果将保留油气圈闭上倾的一边是由低断层恢复应变约束。

泄漏点可能制定关于封闭向下倾恢复对高应变过错方，并将相关，当今OWC的（Gartrelletal，2006）。

对含油流体包裹体分布表明，油柱是在过去更广泛的（Georgeetal。

，2004）。

这表