沉積盆地流體地質(zhì)學第三章-3溫壓耦合特征

沉積盆地流體地質(zhì)學Geofluids

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Sedimentary

Basin主講教師：曾濺輝教授大學（）地球科學學院第三章（3）二、沉積盆地流體壓力特征三、沉積盆地流體溫度和壓力耦合特征溫－壓系統(tǒng)基本概念和類型溫－壓系統(tǒng)的基本特征不同類型沉積盆地的溫－壓系統(tǒng)溫-壓系統(tǒng)與油氣第3章

沉積盆地流體溫度和壓力特征一、沉積盆地流體溫度特征1、溫－壓系統(tǒng)基本概念和類型1.1溫－壓系統(tǒng)基本概念含油氣盆地

地層溫度與地層壓力耦合而成的這樣一個封閉系統(tǒng)稱為溫-壓系統(tǒng)。在每一個這樣的“封閉系統(tǒng)”內(nèi)，地層溫度與地層壓力保持直線關系，其數(shù)學表達式為：Ｔ＝ＫP＋Ｌ式中：Ｔ為地層溫度，℃；P為地層壓力，ＭＰａ；Ｋ、Ｌ為常數(shù)。對于不同的溫壓系統(tǒng)，溫壓直線關系的斜率一般不同。1.2

溫－壓系統(tǒng)基本類型含油氣盆地在縱向上一般具有兩個或兩個以上的溫壓系統(tǒng)，通常包括一個淺層溫壓系統(tǒng)和至少一個溫壓系統(tǒng)，不同溫壓系統(tǒng)在縱向上一種“折線模式”。淺層溫壓系統(tǒng)的地層壓力呈正常靜水壓力狀態(tài)，而溫壓系統(tǒng)的孔隙流體壓力為異常壓力，淺層溫壓系統(tǒng)與

溫壓系統(tǒng)共同構成一個復式溫壓系統(tǒng)。沉積盆地存在３類溫-壓系統(tǒng)：（1）高壓型復式溫-壓系統(tǒng)（

等，2013）?淺部地層壓力為靜水壓力?深部地層壓力表現(xiàn)出高壓異常（2）低壓型復式溫-壓系統(tǒng)（

等，2013）?淺部地層壓力為靜水壓力?深部地層壓力表現(xiàn)為低壓異常（3）單一型溫-壓系統(tǒng)（

等，2013）淺部和深部地層壓力都為靜水壓力2、溫－壓系統(tǒng)基本特征(1)

高壓型復式溫-壓系統(tǒng)特征?淺層的地層壓力為靜水壓力，

地層壓力為異常高壓?

截距小于淺層截距（

等，2013）?

溫壓系統(tǒng)斜率大于淺層溫壓系統(tǒng)斜率（

等，2013）(1)高壓型復式溫-壓系統(tǒng)特征★淺層溫壓系統(tǒng)斜率分布范圍比較窄，主要集中在

0.22～0.63，說明淺層靜水壓力系統(tǒng)地區(qū)差異較小，縱向上壓力受溫度影響較小，水熱增壓作用不明顯（

等，2013）★斜率分布范圍較寬，大概分布在0.48～1.49，表明地層深部壓力隨溫度增加變化幅度很大，水熱增壓作用顯著，地區(qū)差異較大★深淺層溫壓系統(tǒng)斜率比值范圍在1.97～3.85，明顯大于１，說明深淺層地層連通性很差流體具有很高的勢能，在局部斷裂系統(tǒng)溝通的情況下，流體向上運移的動力大于淺層流體產(chǎn)生的靜水壓力，流體具有向上運移的趨勢?根據(jù)復式溫壓系統(tǒng)深淺層系統(tǒng)斜率比值關系可以將高壓型復式溫壓系統(tǒng)分為：強高壓型復式溫壓系統(tǒng)：深淺層斜率比值大于2.5弱高壓型復式溫壓系統(tǒng)：深淺層斜率比值為1.0～2.5(1)高壓型復式溫-壓系統(tǒng)特征地層壓力局部出現(xiàn)異常低?淺層的地層壓力為靜水壓力，壓段。?

左移式： 截距小于淺層截距右移式： 截距大于淺層截距一般式： 溫壓系統(tǒng)斜率小于淺層溫壓系統(tǒng)斜率，

截距小于淺層截距(2)低壓型復式溫-壓系統(tǒng)特征?低壓型復式溫壓系統(tǒng)淺層溫壓系統(tǒng)斜率分布范圍較寬，大概在

0.27～1.18，分布不均，表明淺層靜水壓力系統(tǒng)地區(qū)差異較大溫壓系統(tǒng)斜率分布范圍較窄，主要集中在0.27～0.56，表明

水熱增壓作用極不明顯，地區(qū)差異小深淺層溫壓系統(tǒng)斜率比值范圍在0.39～1.00，說明深淺層地層連通性較差，流體勢能很低，在局部斷裂系統(tǒng)溝通的情況下，流向上運移的動力小于淺層流體產(chǎn)生的靜水壓力，系統(tǒng)內(nèi)流體具有向下倒灌的趨勢。?深淺層溫壓系統(tǒng)斜率和截距都相同?

淺層和 都為靜水壓力。?單一型溫壓系統(tǒng)深淺層斜率一致，而且分布非常集中，主要分布在0.35～0.53，深淺層溫壓系統(tǒng)斜率比值恒等于１，說明地層深淺層都為靜水壓力系統(tǒng)，由于垂向斷裂的大量發(fā)育深淺層地層連通性較好，水熱增壓作用不明顯，地區(qū)差異也較小。(3)單一型溫-壓系統(tǒng)特征3、不同類型盆地的溫－壓系統(tǒng)特征(1)伸展型盆地溫-壓系統(tǒng)特征伸展型盆地平均地溫梯度較高， 異常壓力發(fā)育；溫壓系統(tǒng)類型以高壓型復式溫壓系統(tǒng)為主，低壓型復式溫壓系統(tǒng)次之。(2)擠壓型盆地溫-壓系統(tǒng)特征平均地溫梯度低、

異常壓力發(fā)育，以高壓型復式溫-壓系統(tǒng)為主，也有低高壓型復式溫-壓系統(tǒng)(3)克拉通盆地溫-壓系統(tǒng)特征平均地溫梯度比較低，發(fā)育高壓型或低壓型復式溫-壓系統(tǒng)(3)克拉通盆地溫-壓系統(tǒng)特征平均地溫梯度比較低，發(fā)育高壓型或低壓型復式溫-壓系統(tǒng)4、盆地溫－壓系統(tǒng)與油氣盆地

的溫壓系統(tǒng)對油氣的分布起著非常重要的控制作用，不同類型的溫壓系統(tǒng)在垂向上具有不同的油氣運移特征。(1)高壓型復式溫壓系統(tǒng)地層深部封閉流體具有較高的動能，而且盆地深淺層連通性較差，深部流體具有向淺部層位運移的趨勢。在

溫壓系統(tǒng)內(nèi)，油氣會沿著斷層或裂隙垂向運移到該溫壓系統(tǒng)淺部的圈閉中

，或油氣沿斷層或裂隙從深部層系垂向運移到該溫壓系統(tǒng)之上的淺層溫壓系統(tǒng)中的圈閉里

。如果沒有斷層等的溝通，

一般會發(fā)育孤立的高壓巖性油氣藏。遼東灣地區(qū)發(fā)育典型的高壓型復式溫壓系統(tǒng)，從該地區(qū)縱向上的油氣分布狀況來看，石油探明儲量主要位于上下兩套溫壓系統(tǒng)分界附近，上部靜壓型溫壓系統(tǒng)和下部超壓型溫壓系統(tǒng)

的石油探明儲量少；天然氣探明儲量主要位于上下兩套溫壓系統(tǒng)分界附近和下部超壓型溫壓系統(tǒng)。鶯歌海盆地泥底辟帶發(fā)育典型的高壓型復式溫壓系統(tǒng)，天然氣主要分布在該復式溫壓系統(tǒng)上部的靜壓型溫壓系統(tǒng)內(nèi)及下部的超壓型溫壓系統(tǒng)中。深部流體在高壓動力驅(qū)動下驅(qū)使天然氣沿斷層、裂縫垂向運移到該復式溫壓系統(tǒng)的中淺部圈閉中

。ＤＦ1-1氣田和ＬＤ22-1氣田主要就是天然氣從深部的高壓地層沿斷裂垂向運移到淺層正常壓力層段中聚集而成。(2)低壓型復式溫-壓系統(tǒng)流體動力非常弱，同時盆地深淺層連通性也較差。由于淺層勢能相對較高，故深部流體無法向淺層運移，相反有向下倒灌的趨勢。深部油氣只能在深部層位中的圈閉里，形成深盆氣或深盆油，一般容易形成自生自儲式油氣藏，或者上生下儲式油氣藏，縱向上油氣儲量主要集中在深部層位。鄂爾多斯盆地為典型的低壓型復式溫壓系統(tǒng)，盆地內(nèi)油氣資源主要集中在中生界三疊系延長組、侏羅系底部的

組。從儲量縱向分布可以看出，鄂爾多斯盆地儲量主要集中在復式溫壓系統(tǒng)的深部系統(tǒng)中，淺層卻很少有發(fā)現(xiàn)，而且長８油氣主要來自上部的長７段烴源巖，為典型的上生下儲型

組合。0510152030354045靜壓（

MP

）25溫度0

30

60

90

120

150低壓型復式溫—壓系統(tǒng)淺部常壓型溫壓系統(tǒng)中生成的油氣，可以通過斷層等通道向深部低壓型溫-壓系統(tǒng)內(nèi)運移，若深部有好的儲層則能在深部，即上生下儲或新生古儲車鎮(zhèn)凹陷南部潛山帶EdEs1Es2Es3C-PO大古1大古82大古6大古6

1大6

2Es4EkMZ(3)單一型溫壓系統(tǒng)流體縱向運移動力較弱，所以在縱向上流體運移不明顯，但可以在橫向上短距離運移。生成的油氣只能在同層系圈閉中

，形成自生自儲式原生油氣藏，淺層有可能發(fā)育與深斷裂有關的小型深源油氣藏?？v向上油氣儲量取決于各層系自身資源量。單一型溫壓系統(tǒng)有時也反映出地層深部和淺部具有良好的連通性。鶯歌海盆地鶯東斜坡帶發(fā)育單一型溫壓系統(tǒng)浮力是天然氣垂向運移的主要動力目前只發(fā)現(xiàn)黃流組氣藏，天然氣藏多以自生自儲型原生氣藏為主，而且在儲量規(guī)模上要比泥底辟帶小得多從溫-壓系統(tǒng)類型與油氣儲量關系來看：?高壓型復式溫壓系統(tǒng)和低壓型復式溫壓系統(tǒng)內(nèi)油氣

效率最高，油藏規(guī)模和油氣