本文選題：超壓成因　切入點(diǎn)：超壓分布　出處：《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：渤中—遼東灣坳陷是渤海灣盆地的海域部分,面積廣闊,發(fā)育有多套生儲(chǔ)蓋組合,具有豐富的石油天然氣資源。該區(qū)勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育超壓,研究超壓的特征、成因、預(yù)測(cè)及分布,可為本區(qū)預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)層、探討油氣運(yùn)移規(guī)律和油氣藏分布,以及規(guī)避鉆井風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。本文以石油天然氣地質(zhì)學(xué)、地球物理勘探、油氣成藏等理論與方法為指導(dǎo),綜合利用地質(zhì)、鉆井、地球物理、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試分析等大量資料,結(jié)合前人認(rèn)識(shí),對(duì)渤中—遼東灣地區(qū)超壓特征、成因、演化、分布及其與油氣成藏的關(guān)系等方面開(kāi)展了深入的研究,主要工作包括：①現(xiàn)今實(shí)測(cè)壓力數(shù)據(jù)的整理與分析,總結(jié)研究區(qū)實(shí)測(cè)壓力特征；②利用測(cè)井與地震速度譜等地球物理資料對(duì)本區(qū)超壓進(jìn)行地球物理響應(yīng)特征研究,從單井、二維到三維對(duì)區(qū)內(nèi)超壓進(jìn)行預(yù)測(cè),得出超壓三維數(shù)據(jù)體及主要層位超壓平面分布圖；③綜合利用地質(zhì)、測(cè)井、測(cè)試等資料分析超壓成因,并對(duì)區(qū)內(nèi)單井和剖面埋藏史、熱史、壓力演化史等進(jìn)行模擬,④研究超壓的封蓋作用和對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量等油氣成藏條件的影響。論文主要得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：1、鉆桿測(cè)試實(shí)測(cè)壓力714口井的1430組數(shù)據(jù)揭示研究區(qū)超壓發(fā)育的主要層位為古近系東營(yíng)組與沙河街組,發(fā)育部位主要為區(qū)內(nèi)主要凹陷及其鄰近部位。渤中坳陷新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組均無(wú)超壓顯示；古近系東營(yíng)組東二段、東三段發(fā)育較明顯的超壓,實(shí)測(cè)超壓從2725m深度處開(kāi)始出現(xiàn),最深可達(dá)3995m,最大異常高壓在3650m處可達(dá)60MPa,壓力系數(shù)1.78；沙河街組有明顯的超壓顯示,其中沙一段與沙三段超壓幅度相對(duì)較高,超壓主要出現(xiàn)于2500m以下,壓力系數(shù)最大可達(dá)1.79。遼東灣坳陷新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組無(wú)超壓顯示；東營(yíng)組二、三段發(fā)育較明顯的超壓,實(shí)測(cè)超壓最淺從2112m深度處開(kāi)始出現(xiàn),最深可達(dá)3435m,最高異常壓力在3435m處可達(dá)68MPa,壓力系數(shù)1.92；本區(qū)沙河街組普遍發(fā)育超壓,超壓最淺出現(xiàn)于1825m深處,最深可達(dá)3825m,實(shí)測(cè)壓力系數(shù)1.2～1.78。2、本區(qū)116口井的泥巖聲波時(shí)差、電阻率和密度測(cè)井曲線對(duì)超壓表現(xiàn)出較好的響應(yīng)特征,聲波時(shí)差對(duì)壓力的響應(yīng)更為明顯,超壓段泥巖聲波時(shí)差隨深度變化特征與正常壓實(shí)泥巖聲波時(shí)差相比明顯不同,表現(xiàn)出高于正常壓實(shí)趨勢(shì)的聲波時(shí)差；單井井旁地震速度資料對(duì)超壓也表現(xiàn)出很好的響應(yīng)特征,超壓段地震速度低于正常趨勢(shì),與聲波時(shí)差響應(yīng)特征吻合。因此可根據(jù)泥巖聲波時(shí)差與地震速度資料對(duì)本區(qū)地層壓力進(jìn)行單井和剖面預(yù)測(cè),從而得出渤中—遼東灣坳陷發(fā)育超壓的整體特征及分布規(guī)律。3、在實(shí)測(cè)壓力數(shù)據(jù)控制下,本文利用地球物理資料進(jìn)行的單井和剖面壓力預(yù)測(cè)得出區(qū)內(nèi)地層壓力發(fā)育特征及分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)主要有：①渤中坳陷超壓頂界面埋深約為2000-4500m,在凹陷邊緣凸起部位頂界面較高,在凹陷中部頂界面較深；超壓主體主要發(fā)育在東營(yíng)組與沙三段,剩余壓力幅度可達(dá)12-30MPa,沙一、二段也有發(fā)育,但幅度相對(duì)較小,以此兩層地層為界,可將本區(qū)超壓縱向上分為兩個(gè)系統(tǒng),上部為東營(yíng)組超壓系統(tǒng),下部以沙三段為主的沙河街組超壓系統(tǒng)；②在平面上,渤中坳陷東營(yíng)組超壓主體發(fā)育在渤中凹陷中央,壓力系數(shù)最大可達(dá)1.8以上,超壓幅度向四周減弱；在渤東凹陷、黃河口凹陷發(fā)育有規(guī)模較小的超壓中心,壓力系數(shù)最大可達(dá)1.5；沙河街組超壓在渤中坳陷表現(xiàn)為以渤中凹陷為主體的一個(gè)統(tǒng)一的環(huán)帶狀分布的壓力體,壓力系數(shù)最大可達(dá)1.8以上；③遼東灣坳陷超壓頂界面埋深約為1000-3500m,在北端遼西凹陷鄰近的凸起部位壓力頂界面埋深最淺僅為1000m左右；在遼中凹陷中部頂界面較深；超壓主體主要發(fā)育在東二段與沙河街組沙一段、沙三段,剩余壓力可達(dá)8-20MPa,東三段與沙二段也發(fā)育超壓,但與上下相比超壓幅度相對(duì)較小。本區(qū)超壓縱向上也可分為兩個(gè)系統(tǒng),上部為東營(yíng)組超壓系統(tǒng),主要東二段巨厚泥巖層中的超壓,下部為沙一、三段為主的沙河街組超壓系統(tǒng)；④在平面上,遼東灣坳陷東營(yíng)組超壓在坳陷北端發(fā)育有一個(gè)沿凹陷走向的超壓中心,壓力系數(shù)最大可達(dá)1.8；在遼中凹陷中南段、遼西凹陷中段分別發(fā)育兩個(gè)幅度較低的壓力帶,壓力系數(shù)最大可達(dá)1.5；沙河街組超壓在遼東灣坳陷北端表現(xiàn)為強(qiáng)烈的超壓中心,壓力系數(shù)最大可達(dá)1.9,；在遼西凹陷和遼中凹陷的中南段表現(xiàn)為條帶狀分布,分布范圍較廣,壓力系數(shù)最大為1.6。4、綜合分析渤中坳陷沉降／沉積速率、實(shí)測(cè)壓力段聲波速度—有效應(yīng)力關(guān)系、測(cè)井采樣聲波速度—密度關(guān)系、烴源巖熱成熟史等表明,渤中坳陷東營(yíng)組超壓主要形成于快速沉積過(guò)程中的壓實(shí)不均衡,而在凹陷深部埋深大于3500m以下的部位,距今約10 Ma以來(lái)的油氣生成作用對(duì)該組現(xiàn)今的超壓有一定貢獻(xiàn)；沙河街組超壓主要成因亦為欠壓實(shí),在埋深大于4000m的深部,距今約14 Ma以來(lái)的生烴作用對(duì)沙河街組現(xiàn)今超壓面貌有較大貢獻(xiàn)。5、通過(guò)對(duì)遼東灣坳陷沉降/沉積速率、實(shí)測(cè)壓力段聲波速度—有效應(yīng)力關(guān)系、測(cè)井采樣聲波速度—密度關(guān)系、烴源巖熱成熟史等的綜合分析,本論文認(rèn)為遼東灣坳陷東二段超壓主要形成于快速沉積過(guò)程中的壓實(shí)不均衡,而埋深大于3000m的東營(yíng)組底部成熟烴源巖的生烴作用對(duì)該組現(xiàn)今超壓略有貢獻(xiàn)；沙河街組超壓形成于欠壓實(shí),沙四段與沙三段的生烴作用形成了沙河街組現(xiàn)今超壓幅度。6、渤中坳陷主要剖面的演化模擬表明本區(qū)沙三段沉積期沉積速率超過(guò)450m/Ma,極高的細(xì)粒沉積速率使得沙三段底部發(fā)育有欠壓實(shí)超壓；沙三段湖相烴源巖在距今36 Ma時(shí)已進(jìn)入熱成熟階段,埋深大于2000m,R0大于0.7%,其后的生烴作用增大了該段的超壓,并將超壓傳遞到沙二、沙一段儲(chǔ)層之中；沙一段末期的抬升作用使得沙河街組整體超壓幅度下降；東營(yíng)組湖相地層也為快速沉積的產(chǎn)物,在此階段發(fā)育了東營(yíng)組欠壓實(shí)超壓,而持續(xù)不斷的沉積使得下伏沙河街組烴源巖生烴作用得以繼續(xù),增大了沙河街組超壓幅度；館陶組末期的抬升使東營(yíng)組的超壓幅度降低,但之后明化鎮(zhèn)組、平原組的持續(xù)沉積使得古近系烴源巖埋深增大,成熟度升高,生烴增壓效應(yīng)明顯,并傳遞至砂巖儲(chǔ)層中,距今14Ma以來(lái)的生烴和傳遞的共同作用形成了本區(qū)大面積超壓狀態(tài)。7、由于沉積特征不同,遼東灣坳陷北段與中—南段超壓演化史有所差別。在遼東灣坳陷北段,在遼西凹陷與遼中凹陷分別有一個(gè)超壓中心,遼中凹陷超壓幅度略大于遼西凹陷,兩個(gè)凹陷中超壓主要形成于沙三段與東營(yíng)組的欠壓實(shí)及生排烴作用,其中遼西凹陷由于其埋深較淺,東營(yíng)組超壓主要為東二段的欠壓實(shí)超壓,而遼中凹陷10 Ma以來(lái)東三段的生烴作用決定了凹陷內(nèi)東營(yíng)組超壓現(xiàn)今的形態(tài)；在坳陷中—南段,古近系超壓最初形成于沙三段的欠壓實(shí)作用,該段烴源巖熱成熟之后的生烴作用增加了超壓的幅度；本區(qū)東二段沉積厚度較北段為小,欠壓實(shí)作用較不明顯；館陶組之后隨著埋深不斷增加,沙河街組與東營(yíng)組烴源巖成熟度逐漸增大,生烴增壓作用較為明顯,整體超壓幅度增大,持續(xù)至今。8、遼東灣坳陷北端在埋深1000～3000m的中淺層地層中發(fā)育了較大規(guī)模的超壓,含超壓層位主要為東營(yíng)組半深湖—深湖相泥巖層,統(tǒng)計(jì)表明泥巖總厚度占地層厚度的比例可達(dá)90%以上,各部位超壓層泥巖總厚度在276-952m,單層厚度可達(dá)數(shù)百米,超壓幅度高,剩余壓力在2.4-17.3MPa。從已發(fā)現(xiàn)的油氣層來(lái)看,遼東灣坳陷超壓區(qū)油氣層主要分布在超壓泥巖段的下方,說(shuō)明中淺層的超壓泥巖段封蓋能力強(qiáng),很好地阻擋了油氣的向上滲漏或沿?cái)嗔训倪\(yùn)移。9、渤中坳陷砂巖儲(chǔ)層孔隙度整體隨深度增大而逐漸減小,但在3000m以下出現(xiàn)偏離正常壓實(shí)趨勢(shì)的高孔隙度,在3000m左右正常壓實(shí)孔隙度為12～23%,偏離正常趨勢(shì)的孔隙度最大可達(dá)33%；在3500m左右正常壓實(shí)孔隙度為10～20%,偏離正常趨勢(shì)的孔隙度可達(dá)近30%；在4000m以下的深部?jī)?chǔ)層中,出現(xiàn)了最大為28%的實(shí)測(cè)孔隙度,遠(yuǎn)高于正常趨勢(shì),幾乎所有的異�？紫抖榷挤植荚诔瑝簩佣巍？紫短卣饔^察表明渤中坳陷超壓段砂巖孔隙多為粒間原生孔隙,溶蝕作用較弱。實(shí)測(cè)砂巖孔隙度與剩余壓力關(guān)系分析得出孔隙度與剩余壓力具有正相關(guān)關(guān)系；垂直有效應(yīng)力分析可說(shuō)明在相同有效應(yīng)力下,超壓段孔隙度一般大于正常壓實(shí)段孔隙度,即欠壓實(shí)超壓的發(fā)育減緩了壓實(shí)作用,從而保存了原生孔隙。綜合分析認(rèn)為本區(qū)埋深大于3300m的深部超壓地層中有利于發(fā)育孔隙度較高的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P618.13

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本文編號(hào)：1705625