異常壓力與氣藏的形成

異常壓力與氣藏形成一、異常地層壓力的概念、分類二、異常壓力與油氣藏分布三、異常壓力形成原因四、異常地層壓力的物理響應(yīng)特征五、異常壓力流體封存箱六、異常壓力演化與氣藏形成模式一、異常地層壓力的概念、分類地層壓力是指作用于地層孔隙空間的流體（油、氣、水）壓力。某點(diǎn)的正常地層壓力等于地表到該點(diǎn)深度的靜水柱重量。超過靜水壓力的地層壓力或壓力系數(shù)（實(shí)測(cè)壓力/靜水壓力）大于1者為高壓異常；低于靜水壓力的地層壓力或壓力系數(shù)小于1者為低壓異常。異常地層壓力的分類Hunt提出的壓力剃度邊界值：正常地層壓力淡水：9.79kpa/m鹽水：11.90kpa/m二、含油氣盆地普遍存在異常地層壓力AnomalouspressureisaglobalphenomenonAnomalouspressuremayexistatanydepth,butmorecommonatdepthgreaterthan3000m;Anomalouspressureoccursinrocksofallage,butismorecommoninyoungerrocks;Hunt，1990指出，全球180個(gè)沉積盆地發(fā)現(xiàn)存在異常壓力流體封存箱四川盆地36%氣藏分布在超高壓區(qū)；中、西部80%分布在高壓區(qū)柴達(dá)木盆地西部第三系油氣田80%儲(chǔ)量分布在高壓地層中庫車坳陷高壓天然氣藏三、異常高壓形成原因不均衡壓實(shí)（欠壓實(shí)）油氣生成水熱增壓礦物轉(zhuǎn)化塊斷導(dǎo)致封閉地層升降區(qū)域地表差異剝蝕滲析浮力（油氣藏中的壓力異常）流體等勢(shì)面不規(guī)則側(cè)向構(gòu)造擠壓塑性物質(zhì)刺穿作用正常壓實(shí)與不

均衡壓實(shí)作用粘土礦物脫水作用流體熱增壓作用區(qū)域差異剝蝕作用導(dǎo)致地面與側(cè)壓面間出現(xiàn)不同關(guān)系塊斷作用導(dǎo)致封閉地層壓力改變流體性質(zhì)（浮力）導(dǎo)致的壓力異常Pc=Pd+hg（w-G）/10油氣藏內(nèi)流體壓力變化氣油水塑性物質(zhì)流動(dòng)與異常壓力瓊東南盆地底辟導(dǎo)致高溫地?zé)崃骰顒?dòng)和異常壓力形成擠壓作用6070809069.277.987.2燕山晚期喜山早期喜山晚期應(yīng)力（MPa）克拉蘇構(gòu)造帶異常高壓成因：擠壓應(yīng)力傳導(dǎo)是主要原因四、異常地層壓力的測(cè)試

及其物理響應(yīng)特征電纜測(cè)試Drill-StemTests,DSTRepeatFormationTester(RFT)FormationMultiTester(FMT)物理響應(yīng)聲波、電阻率、密度測(cè)井鉆井液密度和粘度（減低）鉆速增加鉆井巖屑增大，形狀呈貝殼狀斷面、裂片狀氣測(cè)指針跳動(dòng)（泥漿氣侵）地層水鹽度變低（SP測(cè)井）異常地層壓力的預(yù)測(cè)AA’PA=HA’waterg+（HA-HA’）rockg1）孔隙度—深度關(guān)系原理：等效深度法具有相同孔隙度的地層，巖石顆粒支撐的有效應(yīng)力相同異常地層壓力的預(yù)測(cè)2）地震速度層速度，Philiipon公式:

Pf=[1-(Vint-Vmin)/(Vmax-Vmin)]bgz在中淺層，可用下式：Pf=[ln(Vmax/Vint)]/[ln(Vmax/Vmin]bgzVmin：流體速度；Vmax：骨架速度；Vint：層速度五、流體壓力封存箱周邊被低滲封閉層隔離的，內(nèi)部水壓獨(dú)立于周圍的箱狀體規(guī)模與級(jí)次一個(gè)盆地內(nèi)在縱橫向上可存在多個(gè)不同規(guī)模、不同級(jí)別的流體壓力封存箱封閉層類型StratigraphicsealsDiageneticallybandedsealsPrecipitatedseals(precipitationofcements)GradationalsealsFaultedassociatedseals流體封存箱

的周期破裂與封存箱有關(guān)的成藏模式瓊東南盆地高壓氣藏形成模式Theoverpressurecompartmentisadynamicssystem,leakagebyintermittentfracturingofthetopsealmaycyclicallyoccur.Thereisatendencyforgastopreferentiallyleakfromthetopofstructures,thetopsealactslikeasafetyvalveonapressurecookerandthegaspreferentiallyescapesthroughthetopseal.Agascloud(gaschimney)overlaystheprospect.

Gaschimneyoil異常高壓

與油氣藏分布異常高壓不僅對(duì)油氣的運(yùn)移、聚集、保存有積極作用,而且控制著成藏過程和油氣分布,其關(guān)鍵是高壓系統(tǒng)分布的層位與烴源巖的配置關(guān)系、高壓形成時(shí)間與油氣運(yùn)移期的配置關(guān)系等。準(zhǔn)噶爾盆地異常高壓系統(tǒng)控制的油氣分布有多種形式(見表2):油氣突破封隔層在其上的砂巖儲(chǔ)集層中成藏(如莫北2井);油氣在超壓層內(nèi)部成藏(如莫索灣、石西、石南);油氣緊鄰“壓力封閉”層之下成藏(如呼圖壁)。超高壓與油氣成藏異常高壓對(duì)油氣形成、運(yùn)聚、封蓋及成藏起積極作用的機(jī)理。然而,過高的異常壓力并不利于油氣成藏,因?yàn)橛蜌獠厥堑貙訙貕簞?dòng)平衡條件下的產(chǎn)物,壓力過高將會(huì)打破這種平衡狀態(tài)而轉(zhuǎn)向負(fù)面。根據(jù)世界范圍油氣藏形成與地層壓力系數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,壓力系數(shù)大于1.94時(shí)基本不具備成藏條件。在大油氣田形成過程中,局部存在的高壓(壓力系數(shù)一般不超過2)起著積極作用,而超高壓將使區(qū)域范圍內(nèi)的水動(dòng)力條件活躍起來,不利于油氣藏的保存[1]。壓力過高產(chǎn)生的微裂縫既有利于油氣垂向運(yùn)移、聚集,也可導(dǎo)致已聚集的油氣逸散。推薦閱讀文獻(xiàn)Basincompartmentsandseals,AAPGmemoir61,1994.Howabnormalpressuresaffecthydrocarbonexplorationandexploitation.Oil&GasJournal.Jan.12,1998:79-84“三隆四坳”七個(gè)構(gòu)造單元實(shí)例—庫車坳陷克拉2號(hào)高壓氣田位置構(gòu)造分帶與油氣分布第三系：13.79×108t占52.4%白堊系：8.62×108t占32.8%合計(jì)：22.41×108t庫車坳陷油氣資源層系分布圖庫車坳陷油氣資源分區(qū)分布圖儲(chǔ)蓋組合特征庫車坳陷第三系膏鹽巖分布圖圈閉面積：49.6km2，幅度：510m含氣面積：48.1km2，含氣幅度：498m克拉2氣田克拉2氣田圈閉類型克拉2氣田溫壓特征地層溫、壓系