油气勘探实践证实，在经历断陷演化阶段的含油气盆地（如我国的渤海湾盆地、松辽盆地、海拉尔盆地和二连盆地等），泥岩盖层之上的油源断裂处虽已发现油气，但不同部位油气聚集特征存在显著差异(张文朝等，2008；周新源等，2013；褚榕等，2019；蒋有录等，2020；孙同文等，2023；刘国勇等，2024)。除圈闭和储层发育差异的影响外，泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度也是关键控制因素，仅当处在泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度相对较小的部位时，下伏源岩供给油气才易在泥岩盖层之上聚集成藏，钻探发现的油气规模也相对较大；反之则相对较小。由此可见，准确研究泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度，对揭示含油气盆地泥岩盖层之上油源断裂处油气富集特征、预测油气勘探有利目标均具重要意义。

前人对油源断裂输导油气能力的研究主要集中在两个方面：其一，基于油源断裂自身的输导通道特征（长度、倾角、断距和断层岩填充物泥质含量）开展研究（孙永河等，2006；付广等，2008），认为油源断裂的长度、倾角及断距越大，且断裂填充物泥质含量越低，其输导油气能力越强；反之则越弱。其二，结合油源断裂的输导通道与动力特征开展研究（付广等，2017；付广和于桐，2023），认为输导通道越发育，动力越强，油源断裂的输导油气能力越强；反之则越弱。上述两种方法虽然存在不足之处，前者未考虑油源断裂输导油气动力对能力的影响，后者虽考虑了动力影响，但仅涉及倾角造成的浮力大小的影响，未涵盖源岩剩余地层孔隙流体压力差的影响（付广等，2007），可能导致油源断裂输导油气能力的计算存在误差，但仍对揭示油源断裂输导油气能力、预测有利勘探目标发挥了重要作用。

然而，截至目前，尚未见文献报道泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度的研究。现有相关研究多聚焦于油源断裂输导油气穿过泥岩盖层部位的预测（吕延防等，2014；蒋飞等，2024），仅仅给出油源断裂输导油气穿过泥岩盖层部位，无法确定输导能力的减弱程度，难以准确反映泥岩盖层之上油源断裂处油气富集潜力，使得该指标指导油气勘探必然存在风险。因此，开展泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度研究，对厘清含油气盆地泥岩盖层之上油源断裂处油气富集特征和预测油气勘探有利目标均具重要意义。

在含油气盆地中，在活动时期油源断裂可以作为油气向上运移的输导通道，若断裂向上延伸遇到泥岩盖层时，则会出现以下两种情况：（1）若油源断裂在泥岩盖层内部未连续生长，则该断裂不可作为输导通道，油气无法通过泥岩盖层继续向上输导（图1a）；（2）反之，盖层内部油源断裂连续生长，该断裂可以作为输导通道，油气可沿着断裂通过泥岩盖层继续向上输导。但由于泥岩盖层内断裂带填充物泥质成分相对较多，对油气输导形成的阻力显著增大，导致油源断裂输导油气穿过泥岩盖层的能力，较未穿过泥岩盖层时明显减弱（图1b）。

图  1  泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度示意图

Figure 1.  Schematic diagram of the degree to which mudstone caprocks weaken the hydrocarbon transport capacity of oil⁃source faults

由上可知，泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度，可由公式（1）来表示：

式中：a为泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度指数（%）；T_未穿为未穿过泥岩盖层油源断裂输导油气能力指数；T_穿为穿过泥岩盖层油源断裂输导油气能力指数。

由公式（1）可知，a值越大，表明泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度越大；反之则越小。

由上可知，确定T_未穿（未穿过泥岩盖层油源断裂输导油气能力指数）和T_穿（穿过泥岩盖层油源断裂输导油气能力指数）是研究泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度的关键参数，而研究穿过泥岩盖层油源断裂输导油气能力的影响因素是确定T_穿的基础和前提。

构造运动时期油源断裂开启，并伴随着大量裂缝产生，此类伴生裂缝通常具有较好的渗透性，在油气运移的过程中可作为油气输导的通道。同时，断裂的开启会导致地层孔隙流体的压力发生改变，断裂带中地层孔隙流体压力相对较小，而围岩地层孔隙流体压力相对较大，二者间形成地层孔隙流体压力差；在该压力差作用下，油气会进入断裂带，并在剩余的地层孔隙流体压力差的推动下继续沿着油源断裂向上输导。此外，油气沿油源断裂穿过泥岩盖层时，还将受到泥岩盖层的阻挡作用。

综上，穿过泥岩盖层油源断裂输导油气能力主要受到以下4个方面因素的影响：（1）油源断裂输导油气运移通道特征：油源断裂伴生裂缝越发育、断裂开启程度越高，输导通道有效性越强，输导油气能力越强；反之则越弱。（2）油源断裂输导油气动力特征：源岩剩余地层孔隙流体压力差越大、油源断裂倾角越陡，油源断裂输导油气动力越强；反之则越弱。（3）源岩供油气能力：若源岩自身供油气区和中转站（邓运华，2012；李振明等，2019）同时向断裂供油气，供油气能力强；仅源岩中转站供油气时，能力次之，仅源岩自身供油气区供油气时，能力最差。（4）泥岩盖层的阻挡作用：泥岩盖层连接厚度越大，对油气输导的阻力越大；反之则越小。

依据上述因素与穿过泥岩盖层油源断裂输导油气能力之间的正负关系，利用公式（2）计算T_穿：

式中：θ为油源断裂古倾角（°）；∆p为源岩古地层孔隙流体压力差（MPa）；L为油源断裂古断距（m）；L_min为研究区油源断裂伴生裂缝发育要求的断距最小阈值（m）；N_f为上覆沉积载荷重量产生的古正压力（MPa）；y为源岩供油气能力指数；H_f为泥岩盖层古连接厚度（m）。

由公式（2）可见，T_穿与sinθ、∆p、（L-L_min）及y成正比，与N_f和H_f成反比，T_穿值越大，表明油源断裂输导油气能力越强，反之则越弱。通过三维地震数据测量到油源断裂倾角。借助声波时差数据，依据袁红旗等（2019）提出的公式（3）计算得到油气成藏期源岩剩余地层孔隙流体压力差（∆p）：

式中：z为源岩埋深（m）；∆t为源岩声波时差值（μs/m）；∆t₀为地表处源岩声波时差值（μs/m）；c为地层压实指数；ρ_r为沉积岩平均密度（g/cm³）；ρ_w为地层水密度（g/cm³）。

通过三维地震数据测量油源断裂断距，根据刘哲等（2013）建议的方法计算得到油气成藏期油源断裂古断距（L）。统计研究区已知井点处油源断裂古断距和其油气显示特征，按照徐海轩和李江海（2025）提供的方法确定研究区油源断裂输导油气要求的断距最小阈值（L_min）。

利用钻井、测井和分析测试资料，依据付广等（2022）建议的方法确定源岩排油气分布区，即源岩自身供油气区。再由钻井试油资料确定源外油气分布区，即源岩中转站，最后结合油源断裂分布，确定源岩供油气能力指数（y），若二者同时供油气时，y=1；仅中转站供油气时，y=0.75；仅自身供油气时，y=0.5。

利用三维地震资料标定油源断裂埋深，根据王浩然等（2023）所使用的方法恢复油气成藏期油源断裂古埋深，由公式（4）求取上覆沉积载荷重量产生的正压力（N_f）：

式中：z为断裂填充物埋深（m）。

通过三维地震数据测量泥岩盖层厚度及其内油源断裂断距，依据前人提到的方法（刘哲等，2013；付广等，2022）计算得到油气成藏期泥岩盖层古厚度及其内油源断裂古断距，二者之差即为泥岩盖层古连接厚度（H_f）。

将上述已确定出的各计算参数代入公式（2）中，便可以得到T_穿。当油源断裂输导油气未穿过泥岩盖层时，其输导油气能力主要受到油源断裂输导油气通道、动力及源岩供油气能力三个特征的影响，不受盖层阻力影响，公式（2）中H可取1（既不影响计算结果，又可以确保计算出的T_未穿值也无量纲。），代入参数即可求取T_未穿。最后将上述已确定出的T_未穿和T_穿代入公式（1），即可求得泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度指数a。

为了验证上述方法的可行性，以渤海湾盆地歧口凹陷港东断裂及沙一中亚段泥岩盖层为研究对象，采用该方法对沙一中亚段泥岩盖层减弱港东断裂向东三段输导油气能力程度开展研究，分析研究成果与目前港东断裂处东三段已发现油气富集之间的相关性，进一步验证其可行性。

港东断裂是歧口凹陷北部发育的一条正断层，走向北东向，长约23 km，钻井揭示歧口凹陷北部下部为古近系（孔店组、沙河街组、东营组），上覆新近系（馆陶组、明化镇组），再上为少量第四系。从剖面上看，港东断裂从近地表向下延伸至沙三段顶部，倾角最大为71°，最小为55°，向南东方向倾斜，具长期活动特征（图2）。

图  2  港东断裂处东三段油气分布关系图

Figure 2.  Distribution of oil and gas in Ed₃ at the Gangdong fault

当前港东断裂区的钻探结果显示，沙一下亚段钻遇油气最多，其次是东三段和馆陶组。油气源对比结果显示，油气与下部沙三段分布的暗色泥岩有亲缘关系，而沙一段源岩相对埋藏较浅，目前成熟度较低，不是油气的主要源岩（孙肖等，2020）。沙三段源岩与东三段储层之间由沙一中亚段泥岩盖层分隔，付广等（2023）研究认为，港东断裂是沙三段油气源岩通过沙一中亚段泥岩盖层向东三段输导的油源断裂。目前港东断裂处东三段油气分布在测点6~10处（图2），推测该分布特征与沙一中亚段泥岩盖层减弱港东断裂向东三段输导油气能力程度相关。因此，开展沙一中亚段泥岩盖层减弱港东断裂向东三段输导油气能力程度研究，对揭示港东断裂处东三段油气富集特征、预测油气勘探有利目标至关重要。

通过三维地震数据测量不同测点处沙一中亚段泥岩盖层内埋深和沙三段源岩埋深，使用王浩然等（2023）提出的方法恢复油气成藏期（明化镇组沉积中晚期）的古埋深（图3）。通过三维地震数据测量不同测点处沙一中亚段泥岩盖层内港东断裂倾角，使用前人提出的方法（杨德相等，2017；袁红旗等，2021）恢复油气成藏期不同测点处沙一中亚段泥岩盖层内港东断裂古倾角（图3）。利用钻井、测井和分析测试资料，使用付广等（2022）提出的方法确定沙三段源岩排油气分布区，即沙三段源岩自身供油气区（因源岩已进入排油气门限可向外排出油气，可供断裂输导，图4）。利用钻井试油资料，统计沙三段源岩外和沙一下亚段之下油气显示分布，确定沙三段源岩中转站（图4）。将沙三段源岩中转站、源自身供油气区和港东断裂分布叠合，便可以得到不同测点处沙三段源岩向港东断裂供油气能力指数均为1（图4）。通过三维地震数据测量港东断裂在沙一下亚段内断距，利用刘哲等（2013）提出的方法求得明化镇组沉积中晚期港东断裂在沙一下亚段内古断距（图3）。统计得到歧口凹陷沙一下亚段内油源断裂伴生裂缝发育要求的断距最小阈值约为15 m（图5）。将上述已确定出的各个参数代入公式（2）中，能够获取不同测点处未穿过沙一中亚段泥岩盖层港东断裂向东三段输导油气能力指数（图6）。未穿过沙一中亚段泥岩盖层港东断裂向东三段输导油气能力指数高值区主要分布在测点7~10处，其余测点输导油气能力指数相对较小（图6）。

图  3  明化镇组沉积中晚期穿过沙一中亚段港东断裂向东三段输导油气能力指数计算参数分布特征图

Figure 3.  Calculation parameter distribution of hydrocarbon transport capacity index from Gangdong fault to Ed₃ through Es1M in the middle and late stages of Minghuazhen Formation deposition

图  4  港东断裂与沙三段源岩中转站和自身供油气区分布关系图

Figure 4.  Gangdong fault and internal and external oil and gas supply areas of Es₃ source rock

图  5  歧口凹陷沙一下亚段内油源断裂伴生裂缝发育要求的断距最小阈值厘定图

Figure 5.  Determination of the minimum fault throw threshold required for fracture development associated with oil source faults in Es1L in the Qikou Sag

图  6  港东断裂未穿过沙一中亚段区域性泥岩盖层输导油气能力分布图

Figure 6.  Hydrocarbon transport capacity distribution where the Gangdong fault does not penetrate the regional mudstone caprock of Es1M

通过三维地震数据测得沙一中亚段泥岩盖层厚度及其内港东断裂断距，使用前人提出的方法（刘哲等，2013；付广等，2022）获得明化镇组沉积末期沙一中亚段泥岩盖层古厚度及其内港东断裂古断距，进而利用前面恢复结果减去后面恢复结果计算出沙一中亚段泥岩盖层古连接厚度（图3）。由歧口凹陷油源断裂在沙一中亚段泥岩盖层内连接要求的连接厚度最大阈值约为139 m（图7），可以得到测点1~3处和12处港东断裂输导油气不能穿过沙一中亚段泥岩盖层，沙一中亚段泥岩盖层减弱港东断裂向东三段输导油气能力程度为100％。再由上述已确定出的其余各参数（图3），代入公式（2）中便可以求得其余测点处穿过沙一中亚段泥岩盖层港东断裂向东三段输导油气能力指数（图8）。可以看出，其余测点处穿过沙一中亚段泥岩盖层港东断裂向东三段输导油气能力指数，高值区也主要分布在测点7~10处，其次是测点4~6处，测点3处和11~12处相对较小。

图  7  歧口凹陷油源断裂在沙一中亚段泥岩盖层内连接要求的连接厚度最大阈值厘定图

Figure 7.  Determination of maximum thickness threshold for growth connection of oil source faults within the mudstone caprock of Es1M in the Qikou Sag

图  8  港东断裂穿过沙一中亚段区域性泥岩盖层输导油气能力指数分布图

Figure 8.  Hydrocarbon transport capacity index distribution where the Gangdong fault penetrates the regional mudstone caprock of Es1M

将已获得的未穿过和穿过沙一中亚段泥岩盖层港东断裂向东三段输导油气能力指数代入公式（1），便可以得到沙一中亚段泥岩盖层减弱港东断裂向东三段输导油气能力程度。测点4~10处沙一中亚段泥岩盖层减弱港东断裂向东三段输导油气能力程度为0，而测点1~3和11~12处沙一中亚段泥岩盖层减弱港东断裂向东三段输导油气能力程度为100%。测点3~4处和10~11处介于0~100%。

现阶段港东断裂处东三段油气井主要集中在测点6~10处（图3）；这一现象恰好与沙一中亚段泥岩盖层减弱港东断裂向东三段输导油气能力程度为0处相对应（图6，8），此时港东断裂可有效输导沙三段源岩供给的油气穿越沙一中亚段泥岩盖层，在东三段形成油气藏，进一步验证了方法的有效性。

（1） 泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度，主要受控于T_穿和T_未穿的相对大小。T_穿相对于T_未穿越小，泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度越大；反之则越小。据此，构建了一种泥岩盖层减弱油源断裂输导油气能力程度研究方法。

（2） 渤海湾盆地歧口凹陷测点4~10处沙一中亚段泥岩盖层减弱港东断裂向东三段输导油气能力程度为0，测点1~3处和11~12处为100%，测点3~4处和10~11处介于0~100%。测点4~10处为沙三段源岩供给油气在东三段内聚集成藏的有利部位，与当前港东断裂带东三段油气井主要集中在测点6~10处情况相符合。实例应用结果表明，上述方法适合研究含油气盆地泥岩盖层减弱张性油源断裂输导油气能力程度。