《石油天然气地质学》第3章异常压力与油气初次运移.pptx

第3章异常压力与油气初次运移

第一节碎屑岩地层油气初次运移

一、概述

先概述正常压实作用---油气初次运移的动力之一:

随上覆沉积负荷不断增加，岩层发生压实作用。在埋藏较浅的深度段，通常发生正常压实作用，即：随着压实的进行，岩层中的流体能顺利排出，相应地孔隙度不断减小，并较快达到平衡状态。由于不同沉积物的抗压性能不同，表现的压实效应也各不相同。泥质岩抗压弱，压实强，砂质岩抗压强，压实弱。泥质岩孔隙内流体所受压力＞砂质岩，因此在压实作用下，泥质岩孔隙中流体将排向相邻的砂岩层中，这就是正常压实下油气初次运移的机理。;什么是异常压力：

1.定义:高于或低于静水压力的地层压力叫异常压力。分为异常高压和异常低压。这里只讨论异常高压与油气初次运移的关系。

2.产生：大量的事实和研究证实，异常高压地层的出现是泥质沉积物在压实过程中普遍甚至是必然发生的一个过程。这是因为：泥质沉积物在压实过程中有自封闭特征─--泥质层顶底两边排水压实后首先形成了封闭，使其中部流体难以排出而支撑了部分上覆沉积的基质压力，从而形成了超过静水压力的异常高压力。

沉积物的颗粒越细，厚度越大，则自封闭性越强，越容易形成异常高压。这是欠压实现象。

;3.形成异常高压的地质因素

①泥质岩的欠压实当地层欠压实时，流体一般具异常压力。但是，具异常压力的地层不一定欠压实。

②新生烃类增压干酪根热降解生成烃类和水，其体积要比原来有机质的体积大2-3倍。

③水热增压随埋深增加，地温升高而发生水热增压，根据Hinch的计算，孔隙度为10％的封闭页岩埋深每增加330M，流体体积大约增加5m3/ha.m。

④渗透作用渗透作用是指水由含盐度低的一侧向含盐度高的一侧运移的作用，它与溶液的扩散作用大小相等，方向相反。由于页岩是天然的半渗透膜，有渗滤盐类离子的作用，造成地下水各层之间的含盐度有很大差别。

据Jones计算(1967)，当含盐量达到50000PPM（5％）时，可产生42kg/cm2的渗透压力差，达150000PPM（15％）时，可产生224kg/cm2的渗透压力差。所以，他认为温度和含盐度的不同是地下流体流动的两个关键因素。如果渗透流指向一个封闭的岩系，则将使岩系内的流体产生异常压力。

⑤构造作用

⑥胶结作用

;4.结论

①一般地说，新生界中以欠压实为主，老地层以其它增压为主。

②目前我们从声波测井、密度测井、层速测井资料换算得出的异常压力，均与欠压实有关。因为这些测井方法均以孔隙变化为基础，它不能测得正常压实而具异常高压的地层。所以用这些方法了解地下异常压力分布是不全面的。这也是老地层中异常压力难以预测的原因。

;二、异常压力在初次运移中的作用

1.异常压力是晚期成油说油气初次运移的动力

当烃类大量生成时，正常压实作用不明显了，油气很难从被压实的泥岩细小孔隙中排出。根据Karwell等人的推算，2000M深处的泥页岩视孔隙直径为50—100毫微米，如果孔壁每边再有四个吸附水分子层（每个厚3毫微米），则孔内径只剩下26—76毫微米，已与一般的烃分子相差无几。要使油相保持连续流动，在亲水介质中要克服48—96kg/cm2的毛管阻力。这样大的压力差，正常压实是很难达到的。异常高压可达到，欠压实产生的异压可根据Magara非水热方程计算：;2.异常压力使岩石产生微裂缝，为初次运移提供了通道。

3.确定排液厚度异常高压一方面可以使它内部流体向外排出，另一方面外界流体却很难通过。因此，在剖面上它也是很好的压力封闭层。异常压力层中的最高压力面也就是流向分界面。位于这一分界面之上的流体往上运移，分界面之下的流体往下运移。这就可以根据分界面的位置，确定出向上、下排液带的厚度，从而估算出这一层系上下运移的排液量，为预测上下油气藏的形成提供信息。;三、利用异常压力研究初次运移的方法

分析泥岩压实曲线是研究初移的重要手段。

1、目前国内流行的研究方法

①把压实曲线上的异常

高压生油层作为有效生油层。

②把曲线上的欠压实段

做为泥岩压实的历史，并在

此基础上进行排烃深度、

排烃方向的分析，对生油层

进行评价。

例：见图1

;异常高压区出现在2400M

以下的深度，

根据①、②分析原则，

可得出结论：

a、2400M以下的生油层是

有效生油层

（因为烃成熟，具异常高压）

b、Ａ层为最佳生油层

（因为它经历了两个排液区

Ⅰ和Ⅱ，排烃时间最长。）