东濮凹陷文留地区深层强超压环境下有机质热演化

东濮凹陷文留地区的地层普遍发育超压甚至强超压系统.超压与地层有机质热演化反应过程存在复杂的相关性.深层盐下、盐间地层有机质的热演化受强超压的影响,不同热演化反应过程不同程度地受到抑制作用:镜质体反射率演化正常;烃类裂解以及烃类结构演化在深层强超压作用下受到抑制作用.有机质热演化过程中的超压抑制为深层源岩成烃提供了更为有利的条件,是文留地区深层天然气成藏的主要因素.     

沉积盆地超压系统内油气的生成与保存

沉积盆地内的超压系统是一个相对独立的封闭-半封闭体系,与油气生成、保存关系密切.超压系统内矿物介质、有机质、水相互作用过程以及有效应力对有机质演化的作用机理研究揭示了超压对有机质演化具有显著的阶段性和差异性,具体表现在:(1)压力的影响程度是有机质演化程度的函数;(2)超压/压力效应对有机质演化发生显著影响需要达到某一最小值,即门限值;(3)在有机质演化不同阶段发育的超压对生烃的影响不同;(4)同一超压系统内,不同类型有机质对超压的响应具有差异性.迄今,已经建立了超压/压力对有机质演化影响程度的定量化模型,包括化学动力学模型和热力学模型两类.化学动力学模型仍有许多需要改进的地方,如压力影响的阀值、指前因子和活化能随反应时间的变化规律等,相对而言,热力学模型似乎更简单、易用,但其可靠性和普适性还有待时间的检验.由于异常高压对超压系统储层内原油的热裂解反应具有抑制效应,有利于深部高温高压储层内液态烃的保存,因此,含油气盆地深部高温高压地层已成为一个较为有利的石油勘探领域.     

莺-琼盆地独特的流体动力场及其成烃模式

莺－琼盆地具有高温、超压以及强烈的流体活动等独特的流体动力学特征。综合利用研究区的地质、地球化学、钻井及地层测试等资料，对莺－琼盆地的温度场、压力场进行了研究；分析表明，活动热流体有利于促进有机质的热演化和烃类的生成；超压对有机质的成熟起抑制作用，从而可减缓超压层段内有机质的成熟速率，拓宽生烃窗的范围；在此基础上总结出莺－琼盆地在独特的流体动力学背景下的成烃模式。     

川西地区须家河组异常压力演化与天然气成藏模式

川西地区须家河组发育异常高的流体压力, 组内构成了互层式的生、储、盖组合, 探讨异常高压背景下的天然气运移成藏特点及其规律具有重要意义.根据大量实测压力数据, 得出了川西地区异常压力在纵向和平面上的分布规律.以现今实测压力、压实研究和包裹体测试获得的古压力为约束条件, 应用所建立的异常压力数学模型恢复异常压力的演化历史. 研究发现, 地层压力的纵向分布可概括为南部地区的“两段式”和北部地区的“三段式”, 北部的超压幅度最大, 平面上超压中心位于梓潼凹陷.早侏罗世—古近纪须家河组内发育沉积型超压, 新近纪—现今则新增构造型超压.以流体压力的分布及其演化为主线, 结合其他主要成藏要素, 建立了3种典型的天然气成藏模式.      

莺歌海盆地黏土矿物异常转化及其地质意义

莺歌海盆地因其异常高压和高温热流体强烈活动而孕育了多种特殊地质现象。应用分析化验资料与热力学计算相结合的方法,研究了莺歌海盆地黏土矿物转化的特征,分析了其成因。结果表明,莺歌海盆地发育三种黏土矿物转化类型:正常演化型、快速演化型和缓慢演化型。其中超压抑制黏土矿物转化,形成黏土矿物缓慢演化型;高温热流体活动促进黏土矿物转化,形成黏土矿物快速演化型。超压对黏土矿物转化的抑制作用延缓了H+、阳离子和层间水的排出,减弱了胶结作用和溶蚀作用,有利于在深部形成优质储层。热流体的活动加速了黏土矿物转化,增强了储层的胶结作用,不利于深部优质储层的发育。     

评述异常压力研究中的石油地质学新思想

在对异常压力的认识不断深化的过程中,凝结出许多新的概念和思想,为现代石油地质学理论注入了新的内容。关于超压生成与有机质成熟-生烃的关系虽有争议,但大多数主张超压对有机质成熟和生烃起抑制作用;在超压的背景下,生烃、排烃以及烃类的运移和聚集常呈现出幕式的特征;压力驱动是流体活动和油气运移的重要动力;动态运移通道是油气运移的新型通道;通常压力过渡带是油气聚集的有利场所;在超压的含油气盆地中,可能发现的非传统油气聚集有异常压力的气饱和封存箱、水力破裂-泥岩裂缝油气藏、烃水倒置的油气藏等。异常压力的储层具有相对独立性。     

酒泉盆地营尔凹陷异常高压形成机理

酒泉盆地营尔凹陷下白垩统砂泥岩普遍发育超压。通过对地层压实特征、黏土矿物转化及有机质演化特征的分析,揭示了凹陷超压形成的机理。结果表明:①营尔凹陷纵向上发育常压带、浅层超压带、过渡带和深层超压带4个压力带,超压带内具有明显的泥岩密度降低、电阻率减小和声波时差增大的欠压实特征,表明不均衡压实作用是形成该区超压的主要原因;②凹陷内发育3个蒙脱石向伊利石转化带,第一迅速转化带对应于浅层超压带,第二迅速转化带对应于深层超压带,反映黏土矿物转化与凹陷超压有一定的联系;③深层有机质演化程度较高(镜质体反射率Ro>0.6%),与浅层超压带相比,生烃作用对深层超压带的超压贡献更大。由此认为,营尔凹陷的下白垩统地层超压是不均衡压实作用、黏土矿物脱水作用和生烃作用共同影响的结果,并且隆起带和洼陷带的成因机理有所差异。     

川西新场地区须五段泥页岩超压成因及其对含气性的影响

页岩气储集层中往往发育异常高的地层压力,其压力的大小不仅直接影响了泥页岩中有机质的热演化生烃作用,而且还决定着页岩气的保存和富集程度。为了研究川西新场地区须五段泥页岩的异常高压成因及其对含气性的影响,选取该地区3口井的页岩岩心样品进行现场解吸、X衍射矿物分析和等温吸附等一系列分析测试来辅助说明超压产生的原因。然后结合前人研究成果和测试数据,对泥页岩的异常高压成因进行了定性分析,初步探讨了泥页岩异常高压发育与含气量之间的关系。分析表明：造成川西新场地区须五段泥页岩异常高压现象的原因主要有欠压实作用、生烃作用、粘土矿物脱水作用和构造挤压作用。页岩含气量与异常高压的发育程度呈正相关关系,页岩异常高压越发育,其含气量越大,产气量也越高。同时压力系数可以作为保存条件的综合判别指标,川西新场地区须五段泥页岩压力系数较高,保存条件较好。     

准噶尔盆地西北部地层压力演化与油气成藏有利动力条件研究

准噶尔盆地西北部发育异常高压, 异常高压是油气垂向运移的重要动力条件, 目前已经在超压带上发现大量高压油气藏。为了揭示现今地层压力特征, 恢复成藏期古压力演化特征。利用测井方法和2D盆地模拟技术, 得到超压的分布和演化特征, 并讨论了超压对油气运移的影响。结果表明, 研究区单井地层压力结构可以分为三类; 由古至今, 各地层超压逐渐变大, 超压由浅部地层向深部地层逐渐变大; 各时期平面上超压分布呈规律性变化, 整体上是由西北部向东南部逐渐增大; 超压的分布和演化成为油气垂向运移有利动力条件, 对研究区高压油气藏的形成具有重要的意义。     

辽河西部凹陷南段异常低压背景下的成岩动力学研究与成岩相预测

辽河西部凹陷南段古近系砂岩中发育低压-异常低压,泥岩中发育超压。文中考虑低压对砂岩成岩作用的促进作用和超压对泥岩成岩作用的抑制作用,建立了适合于异常压力背景下的成岩作用数值模拟模型,模拟了该区的成岩演化史,预测了成岩阶段和成岩相。结果表明,在断陷期,辽河西部凹陷南段断裂活动强烈,大地热流高,成岩演化快;在裂后期,构造活动弱,大地热流低,成岩演化慢。目前,在深凹陷区沙河街组已进入中成岩阶段B期—晚成岩阶段,主要发育致密储层;在斜坡带沙河街组主要处于早成岩阶段—中成岩阶段A期,发育常规储层。     

Quantitative estimation of overpressure caused by oil generation in petroliferous basins

Oil generation can be the dominant overpressure mechanism in low permeability source rocks because of the volume increase upon conversion of organic matter to less dense oil during the petroleum generation process. To quantitatively express the relationship between oil generation and overpressure in source rocks, an equation for the pressure change due to oil generation was derived to quantitatively estimate the overpressure generated in the source rock by considering of the episodic fluid expulsion and parameters, such as the residual oil coefficient, source rock porosity, transformation ratio, TOC (total organic carbon), hydrogen index, the compressibility of Type I kerogen, oil and pore water. The equation was then calibrated with the results from physical simulation experiments in a closed pyrolysis system. Sensitivity analyses on the residual oil coefficient, TOC and hydrogen index were performed to investigate the dominant parameters controlling overpressure due to oil generation. A good correlation was achieved between measured overpressure from the physical simulation experiments and the calculated data using the derived equations for the pressure change due to oil generation, suggesting that the equation can be used to quantitatively estimate overpressure caused by oil generation in source rocks. Many parameters can affect overpressure caused by oil generation, including residual oil coefficient, source rock porosity, TOC, hydrogen index, and transformation ratio. Sensitivity analyses indicate that the most effective parameter on the pressure change due to oil generation in the source rocks is the residual oil coefficient, implying that the internal pressure seal for the source rock is the most important parameter for overpressure development caused by oil generation. Overpressure cannot be generated from oil generation if the residual oil coefficient is less than 0.75. Source rock TOC and hydrogen index have moderate effects on the pressure change caused by oil generation. Overpressure can be generated when the TOC content is as low as 0.5% provided the source rocks have a good internal pressure seal.     

烃源岩生气增压定量评价模型及影响因素

Ⅲ型干酪根烃源岩生气增压定量评价是一个复杂过程, 因为Ⅲ型干酪根以生气为主的同时伴生少量的油生成, 而且在达到一定的温度条件下原油还将逐渐裂解成天然气.在考虑烃源岩生烃过程中天然气的渗漏和排出、氢指数对生烃量的影响、原油裂解成气、生烃作用产生的超压对孔隙水, 油和干酪根的压缩作用、天然气在孔隙水和石油中的溶解作用等因素的基础上建立了Ⅲ型干酪根烃源岩生烃增压定量评价模型, 并对模型参数进行敏感性分析.Ⅲ型干酪根烃源岩生气增压受到烃源岩孔隙度、成熟度、有机质丰度、天然气残留系数等多种参数的影响.有机碳含量、氢指数和天然气残留系数3个参数中以氢指数对Ⅲ型干酪根烃源岩生烃增压产生的影响最大, 天然气残留系数影响最小.天然气残留系数只要大于0.2就可以产生超压, 表明保存条件不是Ⅲ型干酪根烃源岩形成生烃增压最主要的控制因素.      

准噶尔盆地腹部超压地层烃源岩热演化史研究

以往的研究认为准噶尔盆地腹部二叠系烃源岩成熟生烃时期较早,与油气晚期成藏的认识不一致。因此,本文通过盆地热历史恢复和超压对烃源岩抑制作用的详细分析,重新厘定了准噶尔盆地腹部主要烃源岩的成熟度演化史。结果表明,因二叠纪盆地构造热体制的转变,准噶尔盆地中二叠世-早侏罗世经历了快速降温的过程,超压全面抑制了准噶尔盆地腹部主要烃源岩的热演化过程,且抑制程度随压力系数增大而增大,当压力系数达到最大值后抑制程度也达到极限（Ro偏低0.6%左右）,利用与压力系数相关联的超压因子调节 Easy% Ro模型中的化学反应频率因子能够有效地反映Ro值受抑制的特征,采用改进模型模拟的烃源岩成熟度演化史表明,盆1井西凹陷和沙湾凹陷中-上二叠统烃源岩主要生油期为白垩纪,侏罗系八道湾组烃源岩目前仍处于生油高峰期,明显滞后于传统生烃模式的预测结果,为深源油气晚期快速成藏提供了有利的烃源条件。     

准噶尔盆地腹部侏罗系地层超压成因机制——以东道海子北凹陷为例

准噶尔盆地腹部地区侏罗系地层超压普遍发育,超压层段与声波时差、电阻率两者之间具有较好的响应关系,尤以电阻率响应最为显著,超压层段声波时差表现为异常高值,电阻率为异常低值的特征。利用准噶尔盆地腹部地区大量测井、测试及相关地质资料综合论述超压成因,指出泥岩和砂岩中发育的超压并非由压实不均衡、构造挤压等作用导致,而主要由生烃作用造成的。研究表明有以下几方面主要证据：1）超压泥岩密度不具有异常低值特征;2）超压段泥岩密度与岩石颗粒垂直有效应力之间不存在线性关系;3）超压砂岩不存在异常高地温梯度现象;4）超压顶界面深度范围为3 800～4 300 m,侏罗系烃源岩现今成熟度（Ro%）范围为0.6%～0.9%,温度范围分布在90 ℃～125 ℃;5）超压层段的侏罗系烃源岩现今生烃转化率最高可达70%,现今平均生油率可达90 mg/g·TOC,仍具有较强的生烃能力;6）泥质烃源岩本身对超压具有很好的封闭作用;7）侏罗系烃源岩内发育大量低角度或高角度微裂缝;8）超压储层主要以油层为主,无水层,准噶尔盆地东道海子北凹陷砂岩中超压主要是通过烃源岩中排出的高压流体运移至储层发生超压传递的结果。     

柴达木盆地西北古近系-新近系异常高压形成机制分析

柴达木盆地西北(以下简称“柴西北区”)古近系-新近系异常超压普遍存在。对超压的空间分布特征和形成机制的研究是评价该地区油气成藏条件与资源潜力的关键。依据柴西北区钻井实测压力数据及基于等效深度法计算的地层压力结果,对研究区异常高压的平面和剖面分布特征进行分析。在此基础上,结合柴西北区典型钻井泥岩声波时差曲线特征、不同时期沉积速率、各地层岩性特征、有机质生烃潜力及柴西北地区遭受的构造挤压作用,对研究区超压的形成机制进行分析,并对各控制要素在超压形成过程中的贡献进行定量评价。研究结果表明：柴西北区地层超压起始深度位于大约1 500 m,主要发育在古始新统路乐河组-中新统上干柴沟组内,总体上异常高压随深度加深逐渐增大。研究区超压的形成是多种因素综合作用的结果,其中欠压实作用、有机质生烃和构造挤压作用是该区超压形成演化的重要原因。对控制超压形成的各要素定量评价结果显示：欠压实作用是柴西北区超压形成的最重要控制因素,其贡献率高达60%;构造挤压作用次之,其贡献率在20%～30%左右;有机质生烃演化作用对超压形成也有影响,但贡献率相对较小。此外对柴西北区咸湖环境下的盐度分布特征研究初步表明,地层孔隙流体盐度和咸水半咸水环境下沉积的含盐塑性地层对超压的形成和保存也有一定的影响。     

沾化凹陷渤南洼陷沙四段～孔店组的热史及超压演化

利用EASR%Ro模型,计算了渤南洼陷沙四段～孔店组(Es4-Ek)的古地温和古地温梯度的演变值。古地温的演变与盆地的构造演化关系密切,抬升剥蚀期地层温度下降,沉降期地层温度升高,地史过程中地温梯度的变化呈逐渐降低的趋势。采用盆地模拟技术,恢复且再现了渤南洼陷Es4-Ek地史期的超压演化过程。此过程与该区构造演化和有机质生烃增压作用紧密相关,沉积和剥蚀速率及地层地史期的孔渗性决定了早期超压幅度的高低,而后期构造运动的改造及有机质的生烃作用,决定了现今压力系数的大小。压力在漫长的发展演化过程中,经历了超压积累～破裂泄压～超压再积累～再破裂泄压的反复过程,说明盆地的压力场是一个动态发展的过程,其间伴随着高压流体的幕式排放。     

渤中坳陷超压-构造活动联控型流体流动与油气快速成藏

渤中坳陷是东营组沉积期及其之后渤海湾盆地沉降-沉积速率最高的地区, 亦是晚期断裂活动最强烈的地区.较高的沉降-沉积速率产生了重要的成藏物质效应: (1) 持续的较快速沉降-沉积使东营组发育较深湖-深湖相泥岩并成熟, 从而使渤中坳陷发育沙河街组和东营组2套有效源岩; (2) 较高的沉降-沉积速率引起的压实不均衡及伴生的源岩快速生烃引起较强的超压, 超压对有机质热演化的抑制作用使沙河街组源岩生、排烃滞后, 从而使沙河街组和东营组在晚期同时保持在较有利的生、排油阶段, 这是渤中坳陷油气资源丰富和油气晚期快速成藏的物质基础.较强的超压和强烈的断裂活动决定了超压-构造活动联控型流体流动, 进而决定了油气幕式快速成藏过程和油气分布: 油气主要富集于新近系, 新构造运动控制油气分布      

江汉盆地海相地层有效烃源岩的识别

海相地层或海相碳酸盐岩烃源岩地球化学评价的焦点问题之一是如何鉴定有机质丰度下限和划分有效烃源岩与非有效烃源岩。江汉盆地海相地层烃源岩的地球化学研究表明,在有机质成熟演化过程中,烃源岩有机碳(TOC)含量不会有明显的降低,有机碳含量是有机质丰度评价的有效地球化学指标。参考国内外有关碳酸盐岩烃源岩有机质丰度的评价标准,结合本区油气显示,该高演化区有效碳酸盐岩烃源岩有机碳的下限值为0.2%～0.3%,二叠系烃源岩为有效烃源岩。