油气成藏动力学.doc

运用测井曲线预测压力以及超压与油气成藏的关系 摘要 随着国内外油气勘探开发的不断深入，超压已成为当前石油地质学研究的热点领域随着国内外油气勘探开发的不断深入，超压已成为当前石油地质学研究的热点领域。石油地质理论认为，地层超压的形成、发育、演化与油气藏关系密切，对油气藏各个成藏要素和过程都有显著影响（刘玉华，2011）。因此在进行以油气藏为核心的成藏机理研究时，就必须研究超压的重要影响作用。据统计，在世界范围内已知有180多个沉积盆地具有超压地层体系，占世界盆地的2/3，其中超压体系与油气分布有成因联系的约有160个沉积盆地。在我国含油气盆地中，已发现29个地区具有超压，其中海域8个，陆地21个。上世纪60年代初开始在四川盆地的超压层中寻找天然气，总结了一些超压与油气的经验关系。70年代以后再东部陆地与海上许多含油气盆地中接连不断地发现超压层，以及许多与超压有关的油气田。 沉积盆地中超压研究已经成为盆地分析与研究中不可缺少的组成部分，在油气资源勘探与远景预测中起着越来越重要的作用。超压分布特征：1.超压区的形成常与烃类生成有关；2.超压区纵向分布范围很大，多分布于中深层（3000m以下），在我国从石炭系至新近系均有分布，以新生代为主；3.超压体系赋存于各种地质环境中，如我国东部的伸展盆地、转换——伸展盆地以及西部挤压型前陆盆地各部位，盆地类型不同，超压成因不同，埋藏深度各异但对油气都起着重要的控制作用。4.超压区的地热梯度通常较高；5.超压是流体滞留引起的一种不平衡状态，控制其存在和分布的主要因素是渗透率及孔隙的可压缩性。 前人已对其定义、成因类型、及对油气成藏的影响做过极为详细的分析，因为超压不仅在油气生成、储层储集物性、超压封盖等方面起了重要作用，而且为烃类的运移提供了动力。我们都知道，流体势定义为位能、动能与压能的加和，压能作为了流体势的一个重要的、不可分开的部分，而如果盆地存在超压，必然会影响其流体势能场，对储层孔隙流体的分布与重排起非常重要的作用，因此超压体系与相邻砂岩层的压差促使超压体系向外排烃运聚。 因此，搞清盆地中压力分布规律及其与油气的关系，对指导今后油气勘探的方向具有深远意义。 1. 超压成因分析 沉积盆地中超压的形成往往是地质、物理、化学等多方面因素共同作用的结果，另外在超压不同的演化阶段中，引起超压的主导因素也可能是不断改变的（崔杰，2007）。关于超压的成因机制，前人也已作出大量的分类，根据产生超压的过程，可以将超压的发育机理划分为三类 : 1.1 与应力有关的超压 与应力有关的生压过程，包括压实不均衡（垂向负载应力）和构造应力（侧向挤压）等； 1.欠压实作用 沉积物随着埋深增加，其孔隙度和渗透率逐渐降低，孔隙中的水则会缓慢排出。当沉积岩的渗透率、埋藏速度和排水效率达到平衡时，为正常压实状态。而当沉积岩埋藏速度过快，孔隙中的水来不及排出时，就会导致地层孔隙压力增大，为欠压实状态（王志站，2009）。沉积物欠压实状态一般有以下两大特征：（1）沉积物埋藏速度较快，且颗粒一般较细。（2）超压带内的地层往往具备异常高的孔隙度。主要发育于沉降沉积速率较高、充填岩性较细的新生代沉积盆地，国外典型的欠压实超压地区有意大利的Adriatic盆地、哈萨克斯坦的South Caspian盆地、尼日利亚的Niger三角洲等，国内典型的欠压实超压地区有莺歌海盆地、西湖凹陷、歧口凹陷、泌阳凹陷等。与同深度的常压相比，压实不均衡型超压通常具有高孔隙度与较低的密度。 2.构造挤压作用 褶皱、断层、侵入岩底辟、地震等构造活动会产生水平挤压应力，在水平挤压应力作用下，地层孔隙会降低，这时若孔隙中的水无法及时排出便会导致孔隙压力增大，形成超压（张亮，2008）。由构造挤压作用引起的超压一般发育于构造活动强烈，水平挤压应力背景下的地区如前陆盆地，山间盆地等。构造挤压型超压主要由于造山运动、逆冲推覆与剪切产生的压应力可在前进褶皱带传播数百公里远（Lorenz J C，etc. 1991），因此修改了水平应力方向，应力增加使孔隙缩小过程收阻，流体承受部分挤压应力，造成超压。 1.2 孔隙流体体积增大引起的超压 孔隙流体体积增大引起的生压过程，包括水热增压、粘土矿物脱水、生烃作用和烃类裂解成气等； 1.水热增压作用 水热膨胀增压的原理为：随着埋深的增加，地层温度升高，而孔隙流体的膨胀率要远远大于岩石的膨胀率，从而产生超压。一般来说，与欠压实相比，膨胀增压的贡献很小，当在封闭性良好的层段内，有岩浆侵入、热流体上涌导致该层段地温梯度升高时，水热增压较为明显(高岗，等，2005)。 2.粘土矿物脱水 粘土矿物一般以蒙脱石为主，蒙脱石在一定温度和深度条件下会向伊利石转化。在成岩过程中，蒙脱石含量随深度增加而不断减少，而伊利石含量会随深度增大而增多。