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沉积盆地异常低压与低压油气藏成藏机理综述

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沉积 盆地 异常 低压 油气藏 机理 综述
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沉 积 盆 地 异 常 低 压 与 低 压 油 气 藏 成 藏 机 理 综 述邹 华 耀 1, 郝   芳 2, 蔡 勋 育 3(1. 石 油 大 学 资 源 与 信 息 学 院 , 北 京 102200; 2. 中 国 地 质 大 学 资 源 学 院 , 湖 北 武 汉 430074;3. 中 石 化 南 方 石 油 勘 探 开 发 分 公 司 科 技 处 , 云 南 昆 明 650041)摘   要 : 地 下 异 常 低 压 主 要 有 两 种 成 因 : 抬 升 — 剥 蚀 反 弹 和 在 介 质 孔 隙 度 、 渗 透 率 非 均 质 性 条 件 下 的 区 域 地 下 水 稳 态 流 动 , 而 化学 渗 透 与 流 体 “ 冷 却 ” 在 低 压 形 成 中 只 起 次 要 作 用 。 根 据 圈 闭 类 型 、 储 盖 组 合 及 成 藏 过 程 , 将 低 压 油 气 藏 分 为 三 种 类 型 : ① 常 规 地 层型 (除 砂 岩 透 镜 体 外 )低 压 油 气 藏 , 低 渗 透 岩 石 通 常 起 遮 挡 作 用 , 底 水 与 边 水 不 发 育 ; ② 砂 岩 透 镜 体 低 压 油 气 藏 , 通 常 分 布 于 盆 地 中心 的 深 部 , 具 有 不 含 水 、 充 满 油 气 的 特 点 , 油 气 的 充 注 和 水 的 排 出 与 构 造 抬 升 之 前 压 实 作 用 、 超 压 引 起 的 水 驱 裂 缝 和 毛 细 管 力 的 作用 有 关 , 抬 升 — 剥 蚀 引 起 的 异 常 低 压 导 致 水 由 砂 岩 向 页 岩 的 流 动 有 助 于 油 气 藏 中 水 的 排 出 ; ③ 深 盆 区 低 渗 透 储 层 低 压 气 藏 , 通 常分 布 在 含 水 层 的 下 倾 方 向 (气 水 倒 置 ) , 异 常 低 压 是 由 于 构 造 抬 升 致 使 超 压 向 低 压 演 化 的 结 果 。 实 例 研 究 表 明 , 构 造 抬 升 盆 地 中 的低 压 系 统 是 一 个 水 动 力 相 对 封 闭 的 体 系 , 有 利 于 油 气 的 聚 集 与 保 存 。关 键 词 : 异 常 低 压 ; 低 压 油 气 藏 ; 抬 升 — 剥 蚀 反 弹 ; 流 体 流 动 ; 成 藏 机 理中 图 分 类 号 :   文 献 标 识 码 : A    文 章 编 号 : 100027849(2003) 0220045206  ①盆 地 流 体 的 驱 动 机 制 、 流 动 样 式 及 其 成 岩 、 成 矿和 成 藏 效 应 是 盆 地 动 力 学 研 究 的 重 要 内 容 之 一 , 亦是 国 际 地 学 界 高 度 重 视 的 跨 学 科 前 沿 研 究 领 域 [1, 2 ]。近 年 来 , 超 压 的 发 育 机 理 、 超 压 流 体 的 流 动 样 式 及 其成 岩 、 成 烃 和 成 藏 效 应 已 得 到 广 泛 研 究 并 取 得 了 重要 进 展 [3~ 8 ]。 相 比 之 下 , 尽 管 早 在 20 世 纪 30 年 代 地质 学 家 就 已 经 发 现 了 沉 积 盆 地 中 的 异 常 低 压 现象 [9 ], 但 对 异 常 低 压 及 其 成 因 的 研 究 却 明 显 滞 后 于对 超 压 的 研 究 。 随 着 油 气 勘 探 的 深 入 , 在 越 来 越 多 的盆 地 中 发 现 了 异 常 低 压 油 气 藏 [10~ 13 ], 使 得 关 于 异 常低 压 的 成 因 、 异 常 低 压 与 油 气 成 藏 的 关 系 及 异 常 低压 油 气 藏 的 分 布 规 律 等 问 题 日 益 受 到 石 油 地 质 学 家的 重 视 。 异 常 低 压 的 预 测 与 确 定 对 于 钻 井 过 程 中 避免 由 于 过 重 泥 浆 对 低 压 油 气 层 的 损 害 具 有 重 要 作用 。 另 外 圈 定 的 异 常 低 压 封 闭 体 系 可 能 是 地 下 液 态废 料 存 放 的 有 利 场 所 [14, 15 ]。 笔 者 将 根 据 国 内 外 研 究成 果 , 总 结 沉 积 盆 地 异 常 低 压 的 成 因 , 讨 论 低 压 油 气藏 的 成 藏 机 理 。1  异 常 低 压 的 成 因 机 理1. 1  抬 升 — 剥 蚀 反 弹 成 因当 上 覆 地 层 遭 受 剥 蚀 、 垂 向 应 力 减 小 时 , 岩 石 骨架 就 会 像 弹 性 固 体 那 样 发 生 反 弹 , 引 起 岩 石 孔 隙 体积 的 扩 容 , 从 而 导 致 流 体 压 力 的 降 低 。 假 如 岩 石 具 有极 低 的 水 力 传 导 率 (和 较 高的 储 集 系 数 ( , 并 且 因 反 弹 扩 容 的岩 层 厚 度 大 而 与 上 覆 地 层 和 (或 ) 地 表 水 源 相 隔 较远 , 在 这 种 情 况 下 , 反 弹 扩 容 引 起 的 低 压 将 保 存 在 地质 时 期 中 , 不 致 于 因 外 来 流 体 的 侵 入 在 短 时 期 内 达到 平 衡 而 消 失 。 如 果 这 种 低 水 力 传 导 率 地 层 的 上 覆岩 层 的 剥 蚀 作 用 是 区 域 性 的 , 那 么 将 产 生 区 域 性 的异 常 低 压 。 许 多 地 质 学 家 和 水 文 地 质 学 家 对 抬 升 —剥 蚀 反 弹 与 异 常 低 压 的 成 因 机 理 进 行 了 研 究 [16~ 23 ]。北 美 A 地 上 白 垩 统 异 常 低 压 的 成 因 是地 质 学 家 长 期 研 究 和 争 论 的 焦 点 [12, 16, 21, 22 ]。 24 ]、 M [25 ]报 道 了 该 盆 地 露 头 区 上 白 垩统 的 剥 蚀 反 弹 现 象 。 L 6 ]在 利 用 未 风 化 岩 石 进行 工 程 力 学 性 质 实 验 时 发 现 , 岩 石 反 弹 与 应 力 的 快速 减 小 有 关 。 7 ]和 M cL [28 ]测 定 的 砂 岩储 层 孔 隙 的 弹 性 收 缩 率 为 48. 28× 10- 3 , 并 认为 当 上 覆 地 层 被 剥 蚀 时 , 砂 岩 储 层 孔 隙 的 扩 容 率 与收 缩 率 相 当 , 泥 页 岩 的 扩 容 率 高 于 砂 岩 。 水 的 收 缩 率约 为 20. 69× 10- 3 , 因 此 , 当 上 覆 岩 层 被 剥 蚀时 , 岩 石 孔 隙 体 积 的 扩 容 量 比 孔 隙 水 的 膨 胀 体 积 大50% , 这 样 势 必 会 产 生 低 压 。 由 于 泥 页 岩 的 扩 容 率 大第 22 卷   第 2 期2003年     6 月        地 质 科 技 情 报 rm      22  2  2003① 收 稿 日 期 : 2002208213      编 辑 : 禹 华 珍基 金 项 目 : 国 家 杰 出 青 年 科 学 基 金 资 助 项 目 (40125008)作 者 简 介 : 邹 华 耀 (1963—   ) , 男 , 副 教 授 , 现 在 石 油 大 学 (北 京 )博 士 后 流 动 站 从 事 油 气 成 藏 机 理 研 究 。于 砂 岩 , 当 上 覆 岩 层 被 剥 蚀 时 , 与 泥 页 岩 相 邻 (互 层或 侧 向 过 渡 ) 的 砂 岩 储 层 中 的 部 分 水 (不 是 油 或 气 )将 在 由 低 压 产 生 的 横 向 压 力 梯 度 驱 动 和 毛 细 管 力 作用 下 向 泥 页 岩 渗 透 [10, 29, 30 ], 从 而 进 一 步 降 低 了 相 邻砂 岩 的 流 体 压 力 [16 ]。 A 地 上 白 垩 统 的 低 渗 透 性 地 层 中 产 生 的 横 向 水 力 梯 度 驱使 流 体 侧 向 运 移 , 运 移 的 方 向 指 向 上 覆 岩 层 剥 蚀 量最 大 的 区 域 , 而 与 现 今 地 表 的 地 势 形 态 无 关 , 这 进 一步 表 明 该 区 异 常 低 压 的 形 成 与 剥 蚀 反 弹 密 切 相关 [12, 31~ 33 ]。数 值 模 拟 不 仅 为 剥 蚀 反 弹 引 起 异 常 低 压 的 研 究提 供 了 进 一 步 的 证 据 , 而 且 还 可 以 揭 示 异 常 低 压 的产 生 条 件 和 主 控 因 素 。 N [16 ]、 To [21 ]及s 等 [12 ]均 认 为 岩 石 的 剥 蚀 卸 载 是 岩 石 弹 性 压 缩的 逆 过 程 。 当 反 弹 系 统 中 岩 石 的 压 缩 率 大 于 流 体 的压 缩 率 时 , 等 温 条 件 下 孔 隙 流 体 相 对 于 静 水 压 力 产生 的 不 均 衡 压 力 及 其 异 常 低 压 的 消 散 过 程 可 以 由 以下 偏 微 分 方 程 表 示 :KS p′5z 2 =5p′5t - : K 为 水 力 传 导 率 ; S s 为 储 水 系 数 ; p ′ 为 孔 隙 流体 压 力 ; l 为 岩 层 自 剥 蚀 开 始 后 t 时 刻 的 厚 度 ; m 为地 下 岩 石 或 沉 积 物 的 质 量 ; z 为 深 度 。 异 常 低 压 产 生的 条 件 可 用 一 个 无 维 数 m 3 来 判 别 :m 3 = S sv : v 为 剥 蚀 速 率 ; h 为 “ 封 闭 ” 层 在 剥 蚀 前 的 垂 直厚 度 。模 拟 结 果 表 明 , 当 无 维 数 m 3 超 出 2× 10- 2~8× 10- 2时 , 在 “ 封 闭 ” 层 的 中 心 可 以 产 生 低 压 , 而 且低 压 一 直 保 持 到 “ 封 闭 ” 层 被 完 全 剥 蚀 之 前 。 N o A 地 上 白 垩 统 的 模 拟 计 算 表明 , 当 剥 蚀 速 率 为 0. 026 a、 水 力 扩 散 率 (K S s = 10- 8 m 2 s 时 , 上 白 垩 统上 覆 1 600 m 厚 的 岩 层 在 剥 去 50% 后 ,“ 封 闭 ” 层 中可 产 生 低 压 。 模 拟 结 果 还 表 明 , 依 据 通 常 的 剥 蚀 速率 , 剥 蚀 卸 载 作 用 只 能 在 低 渗 透 或 水 力 “ 封 闭 ” 层 (泥页 岩 层 )中 产 生 。 泥 页 岩 中 低 压 的 形 成 使 相 邻 孔 隙 性砂 岩 储 层 中 的 流 体 向 “ 封 闭 ” 性 泥 页 岩 中 渗 透 , 从 而引 起 渗 透 性 砂 岩 储 层 中 进 一 步 产 生 低 压 。L [34, 35 ]基 于 流 变 学 和 水 动 力 学 理 论 , 在 不考 虑 成 岩 作 用 与 岩 石 横 向 变 形 的 情 况 下 模 拟 了 鄂 尔多 斯 盆 地 上 古 生 界 下 部 地 层 压 力 的 演 化 , 结 果 表 明曾 经 因 欠 压 实 产 生 过 剩 压 力 的 上 古 生 界 , 因 受 中 生代 至 第 三 纪 构 造 抬 升 — 剥 蚀 (或 沉 积 间 断 ) 的 影 响 ,过 剩 压 力 被 消 除 , 甚 至 最 终 出 现 负 压 , 这 进 一 步 表 明抬 升 — 剥 蚀 作 用 对 于 降 低 低 渗 透 性 岩 层 的 压 力 具 有明 显 作 用 。1. 2  地 下 水 流 动 成 因在 北 美 的 D 地 和 u 地 , 异 常低 压 是 由 区 域 性 地 下 水 稳 态 流 动 引 起 的 。 这 两 个 盆地 均 存 在 地 形 驱 动 的 注 水 区 和 泄 水 区 , 在 注 水 区 与异 常 低 压 区 之 间 存 在 低 渗 透 性 岩 层 , 而 在 异 常 低 压区 与 泄 水 区 之 间 则 分 布 着 渗 透 性 较 高 的 岩 层 。 这 一低 压 成 因 机 理 可 用 一 个 简 单 模 型 来 表 示 : 流 体 通 过低 传 导 性 区 域 时 的 能 量 损 失 大 于 通 过 高 传 导 性 区 域时 的 能 量 损 失 , 因 此 出 现 一 个 相 对 于 潜 水 面 的 低 势区 。 [11 ]通 过 准 三 维 数 学 模 拟 证 实 D 地 的 古 生 界 存 在 由 区 域 性 地 下 水 稳 态 流 动 引 起 的 异常 低 压 。 [36, 37 ]通 过 二 维 数 学 模 拟 也 证 实 , u 地 深 部 高 盐 度 含 水 层 的 区 域 性 异 常 低压 也 是 由 该 机 制 引 起 的 。 异 常 低 压 的 这 种 成 因 机 理在 普 遍 存 在 供 水 区 与 泄 水 区 的 剥 蚀 残 留 型 盆 地 中 具有 重 要 意 义 。除 上 述 机 制 外 , 一 些 学 者 曾 用 化 学 渗 透 [38, 39 ]和流 体 “ 冷 却 ” 来 解 释 异 常 低 压 的 成 因 。 但 大 量 研 究 表明 , 要 产 生 盆 地 中 现 有 的 低 压 , 必 须 具 有 实 际 盆 地 中难 以 达 到 的 异 常 高 的 地 层 水 离 子 浓 度 [10, 12, 22 ]。 12 ]的 模 拟 结 果 也 同 样 表 明 , 只 有 当 页 岩 的 渗 透 率和 孔 隙 收 缩 率 比 实 际 最 小 值 还 小 一 个 数 量 级 时 , 孔隙 流 体 的 “ 冷 却 ” 才 能 在 抬 升 — 剥 蚀 过 程 中 起 明 显 的作 用 。 因 此 , 化 学 渗 透 和 孔 隙 流 体 的 “ 冷 却 ” 均 不 能 成为 异 常 低 压 的 主 要 形 成 机 制 。2  剥 蚀 残 留 型 盆 地 典 型 的 低 压 油 气 藏类 型 及 成 藏 机 理在 剥 蚀 残 留 型 盆 地 中 , 不 同 的 圈 闭 类 型 , 不 同生 、 储 、 盖 配 置 的 低 压 油 气 藏 , 其 成 藏 机 理 、 油 气 水 关系 以 及 油 气 藏 分 布 规 律 也 不 同 。 因 此 , 基 于 圈 闭 类 型和 成 藏 机 理 的 低 压 油 气 藏 分 类 研 究 具 有 重 要 的 意义 。 根 据 国 内 外 研 究 成 果 , 低 压 油 气 藏 可 分 为 三 类 :常 规 地 层 型 低 压 油 气 藏 、 砂 岩 透 镜 体 低 压 油 气 藏 和深 盆 区 低 渗 透 储 层 低 压 气 藏 。2. 1  常 规 地 层 型 低 压 油 气 藏这 类 油 气 藏 的 圈 闭 类 型 主 要 以 岩 性 变 化 为 遮 挡条 件 。 此 类 油 气 藏 通 常 分 布 在 盆 地 深 凹 陷 的 两 翼 。 烃源 岩 位 于 储 层 的 下 倾 方 向 ; 储 层 的 上 倾 方 向 为 非 渗透 性 岩 层 , 上 倾 方 向 既 可 以 是 砂 体 尖 灭 , 也 可 以 是 因岩 性 变 化 导 致 物 性 变 差 而 形 成 的 遮 挡 , 或 者 是 因 成岩 作 用 导 致 上 倾 方 向 储 层 孔 隙 阻 塞 而 形 成 的 遮 挡 。这 类 圈 闭 广 泛 分 布 在 北 美 A 地 的 白 垩64 地 质 科 技 情 报 2003 年系 和 地 的 白 垩 系 地 层 中 [38, 40, 41 ]。 其 砂 体规 模 小 , 油 气 藏 的 底 水 与 边 水 不 发 育 , 地 层 水 的 离 子浓 度 高 , 表 现 为 与 大 气 水 循 环 长 期 分 隔 的 特 点 。2. 2  砂 岩 透 镜 体 低 压 油 气 藏R u 9 ]和 0 ]发 现 在 许 多 盆 地 深 部 的向 斜 部 位 分 布 着 众 多 的 砂 岩 透 镜 体 低 压 油 气 藏 。 这些 砂 岩 透 镜 体 规 模 小 , 成 串 分 布 ; 压 力 的 形 成 与 演 化自 成 体 系 , 显 示 与 外 部 不 连 通 的 特 点 。 这 类 油 气 藏 中几 乎 不 含 水 , 却 充 满 了 油 气 。 这 类 油 气 藏 的 圈 闭 周 围常 被 非 渗 透 性 的 烃 源 岩 所 包 围 。 0 ]曾 用 压 实作 用 和 毛 细 管 力 的 作 用 来 解 释 此 类 油 气 藏 油 气 的 聚集 和 水 的 排 出 机 理 。 R u 9 ]认 为 剥 蚀 作 用 导 致 页岩 中 形 成 低 压 , 并 促 使 砂 岩 透 镜 体 中 的 水 向 页 岩 运移 。 他 据 此 来 阐 明 该 类 油 气 藏 的 低 压 成 因 、 油 气 聚 集和 水 缺 乏 三 者 之 间 的 关 系 。通 过 构 造 演 化 史 、 低 压 成 因 机 理 和 烃 源 岩 生 烃 、排 烃 史 的 动 态 综 合 分 析 , 我 们 认 为 砂 岩 透 镜 体 低 压油 气 藏 的 形 成 过 程 可 分 为 两 个 阶 段 。第 一 阶 段 为 以 埋 藏 压 实 作 用 、 生 烃 排 烃 作 用 为主 导 的 连 续 沉 降 过 程 。 由 于 欠 压 实 与 生 烃 作 用 导 致源 岩 超 压 , 当 地 层 压 力 超 过 岩 石 的 抗 张 强 度 时 , 产 生微 裂 隙 或 水 驱 裂 缝 , 促 使 烃 源 岩 中 以 油 气 为 主 的 流体 向 外 (包 括 向 砂 岩 透 镜 体 ) 排 驱 , 然 后 随 着 烃 源 岩中 油 气 的 排 出 、 压 力 的 降 低 , 微 裂 缝 闭 合 , 待 压 力 的增 加 使 微 裂 缝 再 次 张 开 而 导 致 油 气 的 再 次 排 出 , 这一 过 程 随 着 埋 藏 压 实 与 生 烃 作 用 的 继 续 而 反 复 地 发生 , 最 终 导 致 油 气 藏 的 形 成 [42~ 44 ]。 与 此 同 时 , 砂 岩 透镜 体 由 于 欠 压 实 作 用 也 可 形 成 异 常 高 压 , 其 内 的 流体 也 将 通 过 水 驱 微 裂 缝 向 外 排 出 。 由 于 毛 细 管 力 的作 用 , 作 为 砂 岩 透 镜 体 围 岩 的 烃 源 岩 向 砂 岩 透 镜 体排 泄 的 流 体 以 油 气 为 主 , 而 砂 岩 透 镜 体 向 外 排 泄 的流 体 则 以 水 为 主 。 在 埋 藏 压 实 过 程 中 , 受 生 烃 、 欠 压实 与 异 常 高 压 以 及 水 驱 微 裂 隙 与 毛 细 管 力 等 多 种 作用 控 制 下 的 流 体 运 移 过 程 , 最 终 导 致 砂 岩 透 镜 体 中油 气 的 聚 集 与 水 的 排 泄 。第 二 阶 段 为 抬 升 — 剥 蚀 阶 段 , 其 主 要 特 征 是 压实 作 用 停 止 , 地 温 降 低 , 生 烃 作 用 减 弱 甚 至 停 止 , 剥蚀 卸 载 引 起 岩 石 骨 架 反 弹 而 使 孔 隙 体 积 扩 容 。 随 着生 烃 作 用 的 减 弱 , 烃 源 岩 的 排 烃 及 砂 岩 透 镜 体 中 油气 的 聚 集 基 本 停 止 , 但 由 于 剥 蚀 卸 载 而 使 页 岩 中 产生 低 压 , 促 使 砂 岩 透 镜 体 中 的 孔 隙 水 (而 不 是 油 气 )向 页 岩 运 移 , 不 仅 导 致 砂 岩 透 镜 体 中 压 力 的 进 一 步降 低 , 而 且 减 少 了 储 层 中 水 的 含 量 。2. 3  深 盆 区 低 渗 透 储 层 低 压 气 藏在 北 美 落 基 山 地 区 , 绝 大 多 数 的 气 藏 具 有 超 压或 异 常 低 压 , 与 常 规 气 藏 的 区 别 在 于 这 些 气 藏 通 常出 现 在 盆 地 中 心 深 部 的 低 渗 透 储 层 中 , 而 且 位 于 含水 岩 石 的 下 倾 部 位 。深 盆 区 低 渗 透 储 层 低 压 气 藏 , 即 通 常 所 指 的 深盆 气 的 成 因 机 理 与 高 压 气 藏 的 相 似 , 前 者 是 后 者 演化 的 结 果 [45 ]。 超 压 气 藏 的 形 成 是 低 渗 透 岩 石 中 热 成因 气 生 成 与 聚 集 的 结 果 , 此 时 天 然 气 的 聚 集 速 率 大于 逸 散 速 率 。 当 盆 地 经 受 了 区 域 性 或 局 部 的 抬 升 —剥 蚀 后 , 由 于 温 度 的 降 低 及 剥 蚀 卸 载 作 用 , 使 生 烃 作用 停 止 、 岩 石 骨 架 反 弹 与 孔 隙 扩 容 , 导 致 超 压 向 异 常低 压 演 化 , 这 时 气 体 的 散 失 量 大 于 充 注 量 。3  研 究 实 例3. 1  加 拿 大 A 地加 拿 大 的 A 地 是 得 到 广 泛 研 究 的 发 育异 常 低 压 的 含 油 气 盆 地 [22, 46, 47 ]。 该 盆 地 西 南 地 区 的密 西 西 比 系 至 白 垩 系 水 文 地 层 层 序 可 划 分 为 两 大 系统 : 下 部 是 自 密 西 西 比 系 至 下 白 垩 统 的 M 上 部 是 下 白 垩 统 上 部 的 Co lo 至 上 白 垩 统顶 部 的 。 该 区 流 体 流 动 样 式 如 图 1。图 1  A 地 的 地 层 水 流 动 样 式 示 意 图 [46 ]1  D of of w 形 驱 动 的 局 部 流 体 流 动 ; 21 剥 蚀 反 弹 驱 动 的 区 域 性 流 体流 动 ; 31 地 形 驱 动 的 南 北 向 盆 地 规 模 的 流 体 流 动 ; 41 构 造 驱 动的 盆 地 规 模 的 流 体 流 动A 地 的 两 个 流 体 系 统 均 发 育 异 常 低 压 ,但 其 成 因 机 理 不 同 : ① 上 部 水 动 力 系 统 , 即 Co 至 , 页 岩 占 75%~ 80% , 页 岩中 有 侧 向 上 展 布 广 泛 的 含 水 层 。 这 些 含 水 层 发 育 异常 低 压 , 流 体 向 冲 断 带 与 褶 皱 带 方 向 流 动 。 这 种 与 地形 驱 动 相 反 的 流 体 流 动 是 由 于 剥 蚀 反 弹 在 低 渗 透 页岩 中 引 起 低 压 驱 动 的 缘 故 。 ② 下 部 水 动 力 系 统 , 即 密西 西 比 系 至 下 白 垩 统 M , 主 要 由 区 域 上 相互 连 通 的 含 水 层 组 成 。 该 水 动 力 系 统 是 重 力 驱 动 型 ,供 水 区 位 于 西 部 冲 断 带 与 褶 皱 带 露 头 区 (海 拔 高 程74第 2 期 邹 华 耀 等 : 沉 积 盆 地 异 常 低 压 与 低 压 油 气 藏 成 藏 机 理 综 述  大 约 1 000 m ) , 泄 水 区 在 A 地 东 北 部 (海 拔高 程 约 240 m )。 该 水 动 力 系 统 相 对 于 地 表 高 程 或 潜水 面 为 低 压 系 统 , 即 地 层 压 力 低 于 静 水 压 力 。 该 低 压系 统 的 成 因 是 区 域 性 地 下 水 稳 态 流 动 机 理 , 即 供 水区 存 在 低 孔 隙 度 、 低 渗 透 性 岩 层 , 而 泄 水 区 由 高 孔 隙度 、 高 渗 透 性 岩 层 组 成 , 这 一 成 因 机 理 与 前 述 的D 地 和 u 地 的 低 压 成 因 相 同 。 A 地 下 部 的 水 动 力 系 统 为 相 对 开 放 型 , 油 气 如果 没 有 在 地 层 或 构 造 圈 闭 中 聚 集 , 将 在 浮 力 及 水 动力 驱 动 下 向 东 部 和 东 北 部 运 移 , 至 浅 部 被 水 洗 和 生物 降 解 而 形 成 “ 冷 湖 ” (co ld 地 表 油 气 苗 和A 砂 。 上 部 的 水 动 力 系 统 至 少 为 部 分 封闭 型 , 有 利 于 上 白 垩 统 烃 源 岩 生 成 的 油 气 在 该 系 统内 聚 集 , 受 向 下 的 水 动 力 的 抑 制 作 用 而 不 至 于 向 东部 的 “ 冷 湖 ” 和 油 砂 矿 藏 区 域 运 移 [32 ], 这 一 点 也 得 到了 油 — 源 对 比 结 果 的 证 实 [48 ]。 由 此 可 以 看 出 , 由 泥页 岩 抬 升 — 剥 蚀 反 弹 形 成 的 低 压 封 闭 系 统 有 利 于 油气 的 聚 集 与 保 存 。3. 2  百 色 剥 蚀 残 留 型 盆 地百 色 盆 地 是 一 个 发 育 在 中 生 界 基 底 上 的 第 三 纪沉 积 盆 地 。 盆 地 主 要 沉 积 地 层 包 括 始 新 统 那 读 组( 百 岗 组 ( 渐 新 统 伏 平 组 (与 建 都 岭组 (E3 j )。 渐 新 世 晚 期 盆 地 开 始 整 体 抬 升 , 在 盆 地 边缘 地 层 剥 蚀 厚 度 大 于 1 200 m , 在 盆 地 中 心 亦 大 于800 m。 盆 地 边 缘 出 露 了 百 岗 组 和 部 分 那 读 组 , 盆 地中 心 的 建 都 岭 组 及 部 分 伏 平 组 被 剥 蚀 。 因 此 , 该 盆 地为 一 个 较 典 型 的 剥 蚀 残 留 型 盆 地 。 那 读 组 泥 页 岩 和百 岗 组 下 部 煤 系 泥 岩 为 主 力 烃 源 岩 ; 那 读 组 扇 三 角洲 砂 体 和 百 岗 组 河 湖 相 砂 体 为 主 要 储 层 。那 读 组 上 部 泥 页 岩 组 成 了 该 盆 地 的 区 域 性 盖层 , 那 读 组 泥 页 岩 整 体 上 占 90% 以 上 , 其 中 夹 有 多层 扇 三 角 洲 砂 体 , 构 成 了 那 读 组 储 层 。 上 部 百 岗 组 及上 覆 伏 平 组 以 砂 岩 、 泥 岩 互 层 为 组 成 特 征 。该 盆 地 的 水 动 力 系 统 分 为 上 、 下 两 个 系 统 (图2) : ① 在 那 读 组 区 域 性 泥 页 岩 盖 层 之 上 , 百 岗 组 及 其上 覆 地 层 组 成 了 一 个 开 放 型 的 静 水 压 力 系 统 , 地 表淡 水 可 下 渗 至 该 系 统 。 百 岗 组 为 一 套 含 煤 砂 泥 岩 地层 , 地 下 水 的 入 侵 一 方 面 使 百 岗 组 储 层 中 的 原 油 发生 水 洗 和 微 生 物 降 解 作 用 , 另 一 方 面 低 温 及 低 矿 化度 地 层 水 为 百 岗 组 煤 系 地 层 生 物 气 的 形 成 创 造 了 条件 。 目 前 在 百 岗 组 储 层 中 已 发 现 了 保 存 较 好 的 油 藏 、生 物 降 解 油 藏 和 生 物 气 藏 。 ② 区 域 性 盖 层 之 下 的 那读 组 为 一 个 低 压 系 统 , 压 力 系 数 小 于 0. 9, 地 层 水 为矿 化 度 大 于 5 000 m g L 的 地 层 水 , 表 明 下部 水 动 力 系 统 为 一 个 封 闭 条 件 较 好 的 低 压 封 闭 体系 。 百 色 盆 地 现 今 主 要 的 油 田 大 多 分 布 于 盆 地 中 心图 2  百 色 盆 地 流 体 压 力 系 统 与 流 动 样 式 剖 面 图2  of w 力 驱 动 的 盆 地 规 模 的 流 体 流 动 ; 21 剥 蚀 反 弹 驱 动 的区 域 性 流 体 流 动那 读 组 储 层 中 , 以 扇 三 角 洲 砂 体 岩 性 油 气 藏 为 主 , 断层 — 岩 性 遮 挡 圈 闭 油 气 藏 次 之 。 该 盆 地 的 异 常 低 压是 由 剥 蚀 反 弹 形 成 的 。 油 气 藏 的 聚 集 发 生 在 抬 升 —剥 蚀 作 用 之 前 , 抬 升 — 剥 蚀 之 后 形 成 的 低 压 封 闭 体系 有 利 于 油 气 藏 的 保 存 。4  结   论异 常 低 压 或 负 压 是 沉 积 盆 地 中 重 要 的 流 体 动 力状 态 , 尽 管 异 常 低 压 的 发 育 和 保 存 与 很 多 因 素 有 关 ,但 抬 升 — 剥 蚀 反 弹 和 非 均 质 介 质 条 件 下 区 域 地 下 水稳 态 流 动 是 异 常 低 压 的 主 要 成 因 , 而 化 学 渗 透 与 流体 “ 冷 却 ” 在 低 压 形 成 中 的 作 用 较 小 。低 压 或 负 压 油 气 藏 是 很 多 盆 地 的 重 要 油 气 藏 类型 。 根 据 圈 闭 类 型 、 储 层 — 盖 层 组 合 及 油 气 成 藏 过程 , 可 以 将 低 压 油 气 藏 分 为 三 类 : 常 规 地 层 型 (除 砂岩 透 镜 体 外 )低 压 油 气 藏 、 砂 岩 透 镜 体 低 压 油 气 藏 及深 盆 区 低 渗 透 储 层 低 压 气 藏 , 即 深 盆 气 或 盆 地 中 央气 。 常 规 地 层 型 低 压 油 气 藏 通 常 由 低 渗 透 岩 石 起 遮挡 作 用 , 底 水 与 边 水 不 发 育 。 砂 岩 透 镜 体 低 压 油 气 藏通 常 分 布 于 盆 地 中 心 的 深 部 特 别 是 优 质 源 岩 中 , 以不 含 水 、 油 气 充 满 度 高 为 特 征 , 油 气 的 充 注 和 水 的 排出 与 构 造 抬 升 之 前 压 实 作 用 、 超 压 引 起 的 水 力 破 裂和 毛 细 管 力 的 作 用 有 关 , 抬 升 — 剥 蚀 引 起 的 低 压 导致 水 从 砂 岩 向 页 岩 的 流 动 有 助 于 油 气 藏 中 水 的 排出 。 深 盆 气 以 储 层 低 孔 隙 度 、 低 渗 透 率 和 气 水 倒 置 为特 征 , 低 压 是 构 造 抬 升 致 使 高 压 向 低 压 演 化 的 结 果 。良 好 的 封 闭 条 件 是 异 常 低 压 长 期 保 存 的 重 要 条件 。 因 此 , 构 造 抬 升 盆 地 中 的 低 压 地 层 实 际 上 是 一 个水 动 力 相 对 封 闭 的 流 体 系 统 , 有 利 于 油 气 的 聚 集 与保 存 。 由 于 较 好 的 封 闭 条 件 , 低 压 系 统 内 的 油 气 通 常84 地 质 科 技 情 报 2003 年可 以 免 遭 水 洗 和 微 生 物 降 解 。参 考 文 献 :[ 1 ]  刘 宝   , 李 廷 栋 . 地 质 学 的 若 干 问 题 [J ]. 地 球 科 学 进 展 , 2001,16 (5) : 607- 616.[2 ] 李 明 诚 , 李 剑 , 万 玉 金 . 沉 积 盆 地 中 的 流 体 [ J ]. 石 油 学 报 ,2001, 22 (4) : 13- 18.[ 3 ] O J, Sw E. 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本文标题:沉积盆地异常低压与低压油气藏成藏机理综述
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