0 引言
呼和诺仁断层分布在海拉尔盆地贝尔凹陷西部的呼和诺仁构造带上。该区从下至上钻遇地层分别为下白垩统南屯组、大磨拐河组和伊敏组，以及上白垩统青元岗组，新生界不发育。呼和诺仁断层平面上长约13.4 km，走向为北东方向，剖面上倾角为15°~50°，向北西方向倾斜，从下部基岩向上延伸至伊敏组二段、三段内，具有长期活动的特征，如图1所示。目前只在呼和诺仁断层处的南屯组二段（南二段）发现油气，其被认为是从东部贝西次洼内南一段源岩处运移来的，盖层为大磨拐河组一段下部（大一下段）发育的泥岩。由图1中可以看出，呼和诺仁断裂仅在研究点7~8和12~15处南二段获得油流。这除了受到其他油气成藏条件的影响外，主要受到3个时间节点（活动期、停止活动时和现今停止活动后）呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向封堵性的影响。
只有活动期、停止活动时和现今停止活动后呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向皆封堵，才有利于油气在南二段储层内聚集成藏；反之则不利于油气在南二段储层内聚集成藏。因此，只有准确地判识3个时间节点呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向封堵性，对合理揭示呼和诺仁断层处南二段储层内油气分布特征及精确指导油气勘探部署均至关重要。
针对断层在泥岩盖层内3个时间节点纵向封堵性，前人主要是开展了断层在泥岩盖层内后2个时间节点纵向封堵性研究：①现今停止活动后断层在泥岩盖层内纵向封堵性的判识，主要是通过比较断层岩和下部储层岩石排替压力，判识现今停止活动后断层在泥岩盖层内纵向封堵性［1-5］，若断层岩排替压力大于或等于下部储层岩石排替压力，断层在泥岩盖层内纵向封堵；反之则不封堵。②活动期断层在泥岩盖层内纵向封堵性的判识，主要是通过比较泥岩盖层古断接厚度与研究区断层在泥岩盖层内上下贯通要求的最大断接厚度，判识活动期断层在泥岩盖层内纵向封堵性［6-10］，若泥岩盖层古断接厚度大于或等于研究区断层在泥岩盖层内上下贯通要求的最大断接厚度，断层在泥岩盖层内纵向封堵；反之则不封堵。上述研究成果对合理揭示含油气盆地泥岩盖层下断层处油气分布特征及精准指导油气勘探部署起了至关重要作用。然而，上述研究虽然对活动期和现今停止活动后断层在泥岩盖层内纵向封堵性进行判识，但缺少停止活动时断层在泥岩盖层内纵向封堵性的判识研究，还不能全面反映断层在泥岩盖层内纵向封堵性。因为即使活动期和现今停止活动后断层在泥岩盖层内纵向封堵，但停止活动时断层在泥岩盖层内纵向不封堵，那么油气也不能聚集与保存［11-12］。此外，现今停止活动后断层在泥岩盖层内纵向封堵性判识要用到断层岩和下部储层岩石排替压力，下部储层岩石的排替压力可利用岩石样品在实验室取心测试获得，而断层岩排替压力只能通过计算求取，由于断层岩的排替压力求取要受到其假设条件［13-14］的限制，致使其难以符合地下实际条件。再者，停止活动时断层在泥岩盖层内纵向封堵，仅受到上覆沉积载荷重量产生正压力和泥质成分填充的作用［15-16］，而时间还尚未对其起作用。此种情况下断层在泥岩盖层内纵向封堵性如何评价目前尚无文献报道。这些问题均表明目前还不能准确地判识3个时间节点断层在泥岩盖层内纵向封堵性，因此，能否准确地判识3个时间节点呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向封堵性，对于合理揭示贝尔凹陷呼和诺仁断层处南二段油气分布特征及精准指导油气勘探部署均具有重要意义。
1 断层在泥岩盖层内纵向封堵机制及“三时间节点”判识方法
由于3个时间节点（活动期、停止活动时、现今停止活动后）断层在泥岩盖层内发育及充填物特征不同，其纵向封堵油气机制也就不同。
由于3个时间节点断层在泥岩盖层内纵向封堵机制不同，所以其封堵性的判识方法也就不同，本文特构建了一套“三时间节点”（活动期、停止活动时、现今停止活动后）判识方法。
1.1 活动期
要判识活动期断层在泥岩盖层内纵向封堵性，就必须界定出活动期泥岩盖层古断接厚度和研究区断层在泥岩盖层上下贯通要求的最大断接厚度；要界定活动期泥岩盖层古断接厚度，须应用三维地震剖面界定泥岩盖层现今厚度及其内断层现今断距；由文献［17］中方法恢复计算活动期泥岩盖层古厚度和其内断层古断距，用前者减去后者估算活动期泥岩盖层古断接厚度。由研究区已知井点处泥岩盖层古断接厚度与其上下发现油气显示之间关系，将泥岩盖层古断接厚度从小到大排列，取油气仅在泥岩盖层下分布处的最大断接厚度，作为研究区断层在泥岩盖层内上下贯通要求的最大断接厚度。最后比较泥岩盖层古断接厚度与研究区断层在泥岩盖层内上下贯通要求的最大断接厚度相对大小，可判识断层在泥岩盖层内纵向封堵性，如图5所示。若H f≥H fmax时，断层在泥岩盖层内纵向封堵；反之纵向不封堵。
1.2 停止活动时
要判识停止活动时断层在泥岩盖层内纵向封堵性，就必须界定出断层充填物和下部储层岩石排替压力，下部储层岩石排替压力可利用钻井取心测试获得，但断层充填物排替压力难以用此方法获得，只能借助于其他计算方法。由于停止活动时断层充填物排替压力相对大小主要受到其上覆沉积载荷重量产生的正压力和泥质成分充填作用的影响，可用式（1） 表示其排替压力的相对大小，断层充填物的 值越大，其物性越差；反之则越好。
式中：S为沉积物封堵系数，MPa；N为沉积物上覆沉积载荷重量产生的正压力，MPa；R为沉积物泥质含量，小数。
同理，下部储层岩石排替压力的相对大小也主要受到上覆沉积载荷重量产生的正压力和泥质含量的影响，也可以用式（1） 表示。由上可知，只要满足式（2） ，停止活动时断层在泥岩盖层内纵向封堵。
式中： 为断层充填物封堵系数，MPa； 为储层岩石封堵系数，MPa。
式中： 为断层充填物上覆沉积载荷重量产生的正压力，MPa； 为储层岩石上覆沉积载荷重量产生的正压力，MPa； 为岩石密度，g/cm3； 为断层倾角，°； 为断层充填物和储层岩石埋深，m。
将式（3） 和式（4） 代入式（1） 中，便可以得到停止活动时断层纵向封堵要求的最小充填物泥质含量 与下部储层岩石泥质含量 之间关系，如式（5） 所示：
由式（5） 可以看出，只要获取停止活动时下部储层岩石古泥质含量和断层古倾角，即可求取停止活动时断层纵向封堵要求的最小泥质含量。有了停止活动时断层填充物古泥质含量和断层纵向封堵要求的最小充填物泥质含量，就可判别停止活动时断层在泥岩盖层内纵向封堵性，若 ，断层在泥岩盖层内纵向封堵；反之则不封堵，如图6所示。
1.3 现今停止活动后
要判别现今停止活动后断层在泥岩盖层内纵向封堵性，与上同理，也只能借助于计算方法。由于断层岩和下部储层岩石排替压力均受到上覆沉积载荷重量产生的正压力、泥质充填作用和地下水沉淀胶结作用的共同影响，其封堵性相对好坏可用式（6） 表示，A值越大，断层岩和下部储层岩石物性越差；反之则越好。
式中： 为沉积岩封堵系数，MPa· Ma； 为沉积岩上覆沉积载荷重量产生的正压力，MPa； 为沉积岩泥质含量，小数； 为沉积岩压实成岩时间，Ma。
现今停止活动后断层在泥岩盖层内纵向要封堵，应满足式（7） 所示。
式中： 为断层岩封堵系数，MPa· Ma； 为储层岩石封堵系数，MPa·Ma。
将断层岩和下部储层岩石上覆沉积载荷重量产生的正压力［式（2） ，式（3） ］和断层岩压实成岩时间（可由断裂向上延伸停止处所对应地层沉积时间至现今时间确定）和下部储层岩石压实成岩时间（可用下部储层停止沉积至现今时间确定）代入式（7） 中，便可以得到现今停止活动后断层在泥岩盖层内纵向封堵要求的最小断层岩泥质含量 与下部储层岩石泥质含量之间关系，如式（8） 所示。
式中： 为现今停止活动后断层纵向封堵要求的最小断层岩泥质含量，小数； 为储层岩石压实成岩时间， Ma； 为断层岩压实成岩时间，Ma；θ、 符号意义同上。
由式（8） 中可以看出，只要获取断层停止活动时间、倾角、下部储层岩石压实成岩时间和泥质含量，便可求取现今停止活动后断层纵向封堵要求的最小泥质含量。有了现今停止活动后断层岩充填物泥质含量和断层纵向封堵要求的最小断层充填物泥质含量，可判识现今停止活动后断层在泥岩盖层内纵向封堵性。若 ，断层在泥岩盖层内纵向封堵；反之，则不封堵，如图7所示。
2 呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向封堵性“三时间节点”
应用三维地震剖面界定不同研究点处大一下段泥岩盖层现今厚度及其内呼和诺仁断层现今断距，依据文献［18］中方法恢复计算不同研究点处伊敏组沉积时期—断层活动期［19-20］大一下段泥岩盖层古厚度及其内呼和诺仁断层古断距，用前者减去后者界定不同研究点处伊敏组沉积时期（活动时期）大一下段泥岩盖层古断接厚度（图8）。由贝尔凹陷断层在大一下段泥岩盖层内上下贯通要求的最小断接厚度［21］，可判识伊敏组沉积时期（活动期）呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向封堵性（图8）。由图8中可以看出，研究点1、2、3、5、8处伊敏组沉积时期（活动期）呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向封堵，而研究点4、6、7、9~15处伊敏组沉积时期（活动期）呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向不封堵。
应用自然伽马测井值，依据式（9） ［22］求取南二段储层岩石泥质含量。
其中，
式中： 为岩石泥质含量，小数；GR为岩石自然伽马测井值，API； 为相对自然伽马测井值； 为纯泥岩自然伽马测井最小值，API； 为纯泥岩自然伽马测井最大值，API；U为经验系数，老地层取2，新地层取3.7。
式中： 为断层充填物或断层岩泥质含量，小数； 为被断层断移第i层岩石厚度，m； 为被断层断移第i层岩层泥质含量，小数；n为被断层断移岩层层数；L为断层断距，m。
由文献［24］中方法恢复计算伊敏组沉积末期（停止活动时）研究点4、6~7和9~15处呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内充填物古泥质含量，如图9所示，比较研究点4、6~7和9~15处呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内充填物古泥质含量与呼和诺仁断层纵向封闭要求的最小充填物泥质含量的相对大小，可判识伊敏组沉积末期停止活动时研究点4、6~7和9~15处呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向封堵性，如图9所示。由图9中可以看出，研究点7、12~15处伊敏组沉积末期（停止活动时）呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向封堵，研究点4、6、9~11处伊敏组沉积末期（停止活动时）呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向不封堵。
应用三维地震剖面界定出呼和诺仁断层向上断至伊敏组二段、三段地层内（图7），由此可得到呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内断层岩压实成岩时间约为102 Ma。由地质年代表可以得到南二段储层岩石压实成岩时间约为128.75 Ma。由式（8） 可计算得到现今停止活动后呼和诺仁断层纵向封闭要求的最小断层岩泥质含量。如图10所示，比较研究点4、6~7和9~15处呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内断层岩现今泥质含量与呼和诺仁断层纵向封闭要求的最小断层岩泥质含量。如图10所示，可判识现今停止活动后研究点4、6~7和9~15处呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向封堵性，由图10中可以看出，研究点7、12~15处现今停止活动后大一下段泥岩盖层内纵向封堵，研究点4、6、9~11处现今停止活动后呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向不封堵。
3 讨论
综合以上所述判识结果可以得到，研究点1~3、5、7~8、12~15处3个时间节点呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向上皆封堵（图8—图10），研究点1~3、5、7~8、12~15处有利于油气在呼和诺仁断层南二段储层内聚集与保存。目前呼和诺仁断层研究点7~8、12~15处南二段储层已获得了油流（图1），这是因为只有3个时间节点位于呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向上均封堵的南二段储层内，才有利于油气聚集与保存，油气钻探才能获得油流，而测点1~3、5处南二段储层未获得油流，是由于其位于构造低部位（测点1、2、3、5与测点7~8、12~15相差高度分别约为200 m、150 m、100 m和25 m，如图7所示），油气供给不足［25］，未能充满圈闭造成的。
本文所构建的3个时间节点断层在泥岩盖层内纵向封闭性判识方法较以往后2个时间节点断层在泥岩盖层内纵向封堵性更全面，不仅可以判识活动时期和现今停止活动后断层在泥岩盖层内纵向封堵性，还可以判识停止活动时断层在泥岩盖层内纵向封堵性，可更全面准确地反映断层在泥岩盖层内纵向封堵性，而且克服了以往方法在求取断层岩排替压力时，因假设条件苛刻带来的不足。该方法的不足之处有：①能否准确地判识断层在泥岩盖层内纵向封堵性要受到能否准确地恢复断层古倾角、断层岩古泥质含量的影响，断层古倾角和断层岩古泥质含量恢复越准确，断层在泥岩盖层内纵向封堵性判识越准确；反之，则越不准确。②该方法不能用于逆断层、走滑断层在泥岩盖层内纵向封堵性判识，只能适用于张性正断层在泥岩盖层内纵向封堵性判识。
4 结论
（1）通过活动期泥岩盖层古断接厚度、停止活动时断层充填物古泥质含量和现今停止活动后断层岩泥质含量，构建了一套断层在泥岩盖层内纵向封堵性“三时间节点”判识方法。
（2）海拉尔盆地贝尔凹陷研究点1~3、5、7~8、12~15处3个时间节点呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内纵向皆封堵，而研究点4、6、9~11处3个时间节点呼和诺仁断层纵向上皆不封堵。
（3）研究点1~3、5、7~8、12~15处3个时间节点呼和诺仁断层在大一下段泥岩盖层内皆封堵，有利于油气在呼和诺仁断层南二段储层内聚集与保存，是造成目前呼和诺仁断层处南二段储层在研究点7~8、12~15处获得油流根本原因。
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