异常压力成因机制及其与油气成藏关系.ppt

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1、异常压力成因及其与油气成藏关系汇报提纲汇报内容·异常地层压力形成机制·异常高压与油气成藏关系一、异常地层压力形成机制异常地层压力形成机制基础概念静岩压力是指覆盖在某一深度地层以上的地层基岩和岩石孔隙中流体的总重量所造成的对这个地层的压力。地层压力是指作用于岩层孔隙空间内流体上的压力叫做地层压力，它又称为孔隙流体压力。静水压力是指与岩石表面及地表连通的开放体系下的水柱压力。有效应力是指作用在地层岩石骨架颗粒上的应力。压力系数Pp为实测地层压力；Ph为静水压力。当αp≠1时，流体压力就称为异常流体压力异常压力异常高压异常低压异常地层压力形成机制异常压力分类异常压

2、力在中国盆地的分布（据郝芳等，2007）世界上有180多个沉积盆地的油气分布与异常高压有关，高压油气田约占全球油气田的30%。异常地层压力形成机制异常地层压力形成机制1、异常低压成因机制一般认为，异常低压主要发育于一些致密气层砂岩和发生较强烈剥蚀的盆地。地下深部地层的低压系统也是密闭系统，由于地层受构造拉伸或其他作用使孔隙空间扩容，流体压力下降，但同时由于体系的封闭性，其他含水系统中的流体又补充不过来，就形成了低压。（1）上覆地层的抬升和剥蚀（2）不同热效应（3）地下水流动的不平衡（4）封闭层的渗漏（5）岩石扩容作用（6）浓度差作用（7）气体饱和储集层的埋藏

3、成因机制2、异常高压成因机制（1）欠压实；（2）生烃作用；（3）构造挤压；（4）断层作用；（5）底辟作用；（6）水热增压；（7）粘土矿物转化；（8）渗透作用；（9）压溶作用；（10）超压传递。成因机制异常地层压力形成机制但对具体盆地而言，起主导作用的往往是其中几个因素甚至一两个因素。从世界范围看，异常高压的成因机制类型及分布范围都要超过异常低压，而且异常高压对钻井的危害也要胜过异常低压，所以对高压的研究程度远远超过低压。因此，超压的研究占主要地位。异常高压形成机制（1）欠压实含有大量粘土矿物的沉积物在快速沉积埋藏过程中，沉积物的欠压实就可能发生（Rubeya

4、ndHubbert，1959；Wilson等，1977）。两个条件：细粒沉积物，快速沉积实例：廊固凹陷始新世和渐新世经历了一次快速沉积作用,平均沉积速率为0.35mm/a，快速的沉积导致孔隙流体排出受阻,形成异常高压，厚层泥岩的封闭使异常高压得以保持（据王志宏等，2008）。琼东南盆地晚中新世以后,盆地大幅度沉降,在莺-黄组沉积过程中,陵水组地层埋深迅速增大,产生压实排液不均衡。直至陵水组埋深达3486m时，Ro达0.7%左右，地温达150℃,出现了异常地层超压（据王敏芳，2003）。异常高压形成机制特征：高孔隙度、低密度异常高压形成机制（2）生烃作用在新沉

5、积的泥岩中占有大部分比例的有机质（或干酪根）在成岩和后生作用过程中转化为液态或气态烃。在转化过程中生成的流体排出可能会产生或加剧正在压实的粘土沉积物的超压、欠压实状态：（1）通过增加孔隙压力；（2）通过二次气-液相态的形成进一步阻止粒间孔隙水排出。JenniferHansom等人通过对美国Delaware盆地建模研究，发现生油可产生超压（大约425atm）超过压实作用产生的（大约300atm）40%。油和甲烷气同时生成的区域的超压最大值（大约750atm）超过压实作用产生的150%。实例：MarkR.P.Tingay等人对东南亚Malay盆地的研究表明该地区

6、地层中的超压有1/2到2/3是由于干酪根成熟生气形成的，剩下的超压由同时发生的欠压实作用形成。异常高压形成机制特征：低孔隙度、高密度相比于欠压实，而对于由生烃作用形成的超压地层，岩石颗粒间的垂直有效应力虽然减小，但孔隙度却不会变大，密度也不会变小。郭小文，何生等（2011）用东营凹陷丰富的测井、测试和地质资料综合分析超压成因，在确定超压泥岩和砂岩均属于正常压实的基础之上，提出生油作用为超压的主要成因机制，烃源岩生油使孔隙流体膨胀，压力增加。异常高压形成机制（3）构造挤压构造作用可使异常高压快速聚集（Osborne和Swarbrick,1997）。造山带的侧向

7、挤压会造成异常高孔隙压力。实例：北怀俄明（美国）白垩系泥岩遭受侧向挤压而变形，变形使得层内流体通过渗透性地层排出，地层孔隙度降低，封闭带内地层压力增高（Rubey和Hubbert，1959）。罗晓容（2004）利用数值盆地模型模拟了构造应力直接作用于沉积地层之上对地层压力的影响.他们发现,在地层完全封闭条件下作用于地层的构造应力的30%~50%可转化为地层流体压力;随构造压力的增加,整个地层岩石柱的重量因孔隙度整体的减小而增加,平均的上覆静岩压力系数可达2.4以上;而随地层异常流体压力的增加,地层孔隙度相对增加,表明构造应力对沉积地层作用的方式与重力相似,是

8、一种侧向上的压实作用。异常高压形成机制（4）断层作用