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异常高压与油气藏的关系 摘要 目前全世界已发现超压盆地180多个，其中160多个为富含油气盆地。异常高压油气田约占全球油气田的30%左右。异常压力的形成与水热增压、成岩过程中黏土矿物的脱水、构造变动的压缩力、烃类和非烃类气体的大量生成、自生矿物的形成等作用有关。异常高压对烃源岩的生烃具有抑止作用;异常高压能够改善运移通道, 同时也是运移的动力因素之一。异常高压对油气的聚集和保存具有双面作用, 即可改善储层, 形成流体封闭箱, 保存油气, 又可阻止油气进入储层。异常高压的分布层位和形成时间与烃源岩的配置和油气运移时间的关系, 对油气的分布也具有一定的影响。 关键字： 异常高压； 油气藏； 1 异常压力的定义和高压的形成 1.1 异常压力的定义 在沉积盆地中, 沉积物是在边沉积边压实, 其孔隙水同时排出的平衡条件下进行的。如果沉积速度超过流体排出速度, 下伏地层中邻近渗透层的黏土层由于首先被压 实排水, 导致渗透性能急 剧变差, 在其四周形成致密带, 阻滞了厚层泥岩内部大量孔隙流体的及时 排出, 延缓 了其成岩作用的进行, 从而形成欠压实现象。由于大量的孔隙流体滞留在厚层泥岩中, 孔隙流体将承受一部分上覆泥岩沉积载荷, 从而形成了较正常压实泥岩更高的孔隙流体压力, 即异常高压。表现为地层具有偏离正常压实趋势的较大孔隙度, 而孔隙流体则具有高于静水压力的异常压力。相对于盆地低压, 盆地高压对盆地油气聚集的控制和影响作用更为显著[3～5]。地层高压的识别主要依据压力梯度和压力系数( 表1)[6]。 表1 地层异常压力分类表 Table 1 Classification of abnormal pressure 压力系数 压力梯度 泥浆比密度 （PPG） 压力分类 (psi/f) (Kpa/m) 1 0.433 10 8.34 低压 1.0~1.27 0.433~0.55 10~12.7 8.34~10.5 常压 1.27~1.5 0.55~0.65 12.7~15.0 10.5~12.5 高压过渡带 1.5~1.73 0.65~0.75 15.0~17.3 12.5~14.5 高压 1.73~1.96 0.75~0.85 17.3~19.6 14.5~16.5 超高压 1.2 异常高压的形成 异常高压形成的原因多样, 包括不均衡压实作用、构造作用、水热增压作用、矿物转化作用、生烃作用以及渗透扩散作用[7]。通常认为最主要的成因为不均衡压实作用、构造作用和生烃作用。 在沉积过程中由于压实与排水作用不平衡导致欠压实现象。在埋藏和压实过程中, 水在压实作用下从沉积物中排出。在快速沉积的较厚泥岩层段中, 与渗透层相邻的上下两侧的部分泥岩首先被压实并排出孔隙水, 造成围岩的孔隙度和渗透率迅速降低并形成致密带, 阻滞了厚层泥岩内部大量孔隙流体的及时排出。这将导致压实停止, 至少是使压实变缓, 从而使厚层泥岩处于欠压实状态。欠压实泥岩中的孔隙水可以产生较正常压力高的孔隙流体压力。 构造作用可以造成区域性抬升、隆起等活动, 当处于正常压力系统的地层被整体抬升时, 压力保持原状或由于温度降低引起的压力下降速率低于静水压力梯度, 而在相对浅层造成高压系统。 在沉积物深埋过程中, 当进入有机质生油门限后, 油气开始大量生成, 随着沉积物埋深的不断加大,地温升高、水热增压造成生油层内流体大量生成、膨胀, 当它们排出受阻或来不及排出时, 便具有高于静水压力的异常压力, 因此生烃作用增压也是异常高压形成的一个重要原因。 2 异常高压与油气形成的关系 2.1 异常高压对烃源岩生烃的影响 压力对有机质热演化的作用, 长期以来一直是争论的焦点,。压力对有机质热演化和油气生成无明显影响Huck和Karweil(1955)、Hanbaba等以及Horvath认为，压力的作用可以忽略；Hunt 指出，在烃生成过程中，压力不是重要的因素[3]；Tissot等认为，压力的作用次于温度，但并未指明具体起到什么作用。总结来说，其作用无非有三种：①无明显影响;② 压力的增大加速烃类的热裂解;③压力的增大抑制有机质的热演化和油气生成作用。 随着研究的深入, 愈来愈多的专家认为超压对油气的生成有抑制作用。超压将会延缓烃源岩的生烃过程。而随后由于各种地质因素导致超压释放, 将会抵消这种抑制作用而促进生烃作用[8,9]。 2.2 异常高压与油气运移的关系 在生油层中在一定的温度及压力下, 由可溶有机质或干酪根降解生成的油气都要经过运移聚集才能形成油藏, 异常高压是油气运移的潜在动力。 ( 1 ) 异常高压影响油气运移的方向 油气总是从高势区向低势区运移, 异常高压层就是一个高势区。研究表明, 异常高压是油气自烃源岩