异常高压的形成机制.ppt

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1、异常高压的形成机制姓名：学号：专业：老师：2021/7/22基础概念静岩压力是指覆盖在某一深度地层以上的地层基岩和岩石孔隙中流体的总重量所造成的对这个地层的压力。地层压力是指作用于岩层孔隙空间内流体上的压力叫做地层压力，它又称为孔隙流体压力。静水压力是指与岩石表面及地表连通的开放体系下的水柱压力。有效应力是指作用在地层岩石骨架颗粒上的应力。压力系数Pp为实测地层压力；Ph为静水压力。当αp≠1时，流体压力就称为异常流体压力2021/7/22成因机制（1）欠压实作用；（2）生烃作用；（3）流体膨胀作用；（4）矿物成岩作用；（5）构造作用；（6）

2、与流体性质相关的作用；（7）水压头相关作用；但对具体盆地而言，起主导作用的往往是其中几个因素甚至一两个因素。2021/7/22（1）欠压实作用增压2021/7/22在快速沉积过程中,上覆负荷急剧增加,孔隙容积趋向于快速减小,流体的排出速度无法平衡孔隙容积的减少,于是部分流体将滞留于孔隙中,即相对来说,孔隙流体排出受阻,压实作用受到抑制或减弱.当继续埋深时,上覆地层载荷增加,地层中的流体将承担一部分负荷压力,岩石颗粒有效应力减小,从而流体压力高于静水压力形成超压。这种作用产生的异常高压主要出现于泥岩或厚泥岩中的砂岩中,在大套储集层中一般难以通过

3、这种作用产生异常高压。两个条件：①细粒沉积物②快速沉积2021/7/22（2）生烃作用增压实验表明：干酪根在向液态、气体、残留物和副产品的转变过程中,伴随的体积膨胀达25%。当温度升高时,由于气体的膨胀,将使生油层中的压力进一步提高。在转化过程中生成的流体排出可能会产生或加剧正在压实的粘土沉积物的超压、欠压实状态：（1）通过增加孔隙压力；（2）通过二次气-液相态的形成进一步阻止粒间孔隙水排出。两个条件：①厚层泥岩中含有大量有机质②有机质演化达到了大量生油气阶段（3）流体热膨胀作用增压在异常高的地温环境中,如岩浆活动或盆地底部异常的热流体活动区

4、，在孔隙容积不变时，温度提高必然导致孔隙中流体的体积膨胀，而使压力增大，形成异常高压。现在一般认为,这种异常高压形成机理需要快速升温的地质条件,同样也需要相对封闭的地质环境。它可以对异常高压的形成起一定作用,但不是一种主要的异常高压形成机理,它只在一些特殊的地质情况下才会起较为明显的作用,如岩浆侵入、热流体上拱的地质环境中。2021/7/22（4）矿物成岩作用增压在成岩作用过程中，有些矿物会脱出层间水和析出结晶水，增加储层流体的数量，引起压力升高。许多学者已经证明，地层埋深压实期间，随深度增加地温增加的同时，也发生蒙脱石向伊犁石，高岭石向绿泥

5、石的成岩转化。蒙脱石向伊利石的转化发生在80℃到120℃之间，同时释放出总量等于其一半体积的水。石膏向硬石膏转化时也排出多余水。如果这种排水被限制在一个封闭的体系内，必然造成孔隙压力的升高，形成异常高压。但就目前的研究现状来看，矿物成岩作用对异常压力形成的影响主要是限于间接的证据和推测，还缺乏充分的、直接的证据来加以证实。从异常压力的多种成因综合来看，成岩作用对异常高压的形成可能主要起辅助作用。2021/7/22（5）构造作用增压对地层压力有重要影响的各种构造作用，主要包括构造挤压、断层作用、侧向滑动、泥岩或盐的底辟、刺穿等。构造挤压作用在构

6、造变形地区，由于地层的剧烈升降，产生构造挤压应力，如果正常的排水速率跟不上附加压力（构造挤压力）所产生的附加压实作用，将会引起地层孔隙压力增加，产生异常高压。条件：存在厚泥岩封闭层，侧向封堵，伴随压实过程断层作用（1）正常地层压力（2）超压异常地层压力（3）低压异常地层压力2021/7/22（6）与流体性质有关的增压与流体性质有关的增压机理主要是地层流体的渗透作用和不同类型流体密度差引起的超压。前者与地层水的离子浓度有关，后者与油气水的密度差有关。当离子浓度不同的两种溶液被半渗透膜隔开时，溶剂会从较稀的一侧通过渗滤作用穿过半渗透膜进入较浓的一

7、侧，形成渗透压力。直到半渗透性膜两边的扩散化学潜能相等以后，渗透流才停止。因此，如果溶剂持续进入一个浓度更高的封闭空间中时，其压力就会增加（下图）。渗透作用流体密度差烃类密度的差异，尤其是水-气之间的密度差异，能在烃类聚集的顶部产生异常压力。烃柱越长，烃类与周围水的密度相差越大，超压也就越大。这种机理主要限定于油气藏范围（右图）。2021/7/22（7）与盆地结构有关的水压头有关的增压水压头作用产生的超压可存在于一定结构盆地地层中,一些地区经常见到的自流井水的上涌实际上就是水压头作用在下部地层中产生超压的果。Bachu等(1995)指出,如果

8、盆地深部储层或水层被封闭层覆盖,那么由高原区的潜水面高程形成的水头将对地下水层施加一个压力,可以形成有意义的超压,这种机制的产生要求连续的封闭层之下有长距离的侧向连