異常高壓氣藏的成因分析

敬巍

（西南石油大學四川成都610500）

異常高壓氣藏的成因分析

敬巍

（西南石油大學四川成都610500）

流體壓力高于正常靜水壓力即稱為異常高壓。一異常高壓是多種地質因素長期作用的產物，是沉積作用、構造作用、流體活動等作用的綜合體現，在沉積盆地形成的這種異常高壓特征，通常與盆地的構造特征密切相關，因此，對于異常高壓的成因主要從地質因素和構造因素探討。

異常高壓成因構造

產生異常高壓的地質因素多種多樣，根據世界范圍內現今已發現的異常高壓情況，其成因可歸納為構造作用成因、沉積成巖作用成因、油氣生成作用成因等幾類，不同因素具有不同的增壓機理和作用方式。

1　構造應力作用

構造應力作用時形成異常高壓的一種重要機制。構造作用可使異常高壓快速聚集，引起流體壓力升高的構造因素類型多樣，主要包括擠壓、抬升、底辟等作用。

1.1構造擠壓作用

構造擠壓形成的異常高壓通常具有良好的封閉性，使得擠壓作用只使圈閉變形但不被破壞，圈閉內流體得以保存。即圈閉內流體質量基本不變，而圈閉由于擠壓變形體積減小，使得孔隙空間減小，繼而使得流體壓力增大。

構造擠壓作用多見于擠壓型盆地。逆斷層是深部氣源巖向儲氣構造內定向充注油氣的通道，如北天山山前的斷裂活動引起它源流體充注是準噶爾盆地南緣古近系儲層中產生異常高壓的重要原因；同時，逆斷層自身的封閉性可構成異常高壓封存箱的側箱板。

1.2構造抬升作用

已經形成的氣藏或者圈閉，在構造抬升作用下，儲層孔隙中流體壓力得到保持，高于底層正常流體壓力。這種異常高壓的形成通常也要求蓋層封閉能力強、圈閉四周遮擋好，尤其是構造抬升作用形成的斷層，需具備良好的側向封閉性；構造在抬升運動過程中，氣藏或者圈閉內流體封閉好，因此與鄰層或者鄰區相比，壓力偏高。如川中地區上三疊統須家河組氣田。

1.3構造底辟作用

構造底辟作用指在上覆地層壓力作用下，塑性巖體發生流動，形成底辟、刺穿體等構造，從而擠壓周圍封閉性良好的地層，造成巖石孔隙體積發生變化，孔隙流體壓力升高，形成異常高壓。

底辟作用主要產生于巖鹽、泥巖等地層。如美國路易斯安那州和德克薩斯州侏羅系Louann巖鹽層，其底辟作用發生在新生代初期的快速沉積期，受砂泥巖沉積擠壓作用的影響，巖鹽體被擠向海灣方向，形成鹽丘和鹽脊，也有些底辟構造向上刺穿了整個上覆沉積，并在鹽體周圍形成異常高壓。

1.4構造埋深作用

構造埋藏作用也可能形成異常高壓。已經形成的氣藏或者圈閉，在構造作用下，迅速深埋藏，儲層孔隙體積減小，流體在質量不變時，體積減小后形成的異常高壓特征。

這種異常高壓的形成要求構造作用以下降埋藏為主，構造運動過程中，圈閉的封閉性得到保存，沒有與相鄰層或相鄰區的流體充分交換，從而使得壓力高于鄰區。

2　沉積成巖作用

沉積成巖作用是異常高壓形成的重要機制，它包括沉積物沉積時期的欠壓實作用和沉積物成巖時期的礦物轉換作用。

2.1欠壓實作用

在正常壓實條件下，隨著埋深的增加，上覆靜巖壓力逐漸增加，孔隙流體被擠壓排出并保持對應深度的靜水平衡壓力，形成正常壓實體系。

而在完全封閉的環境中下，隨著上覆巖層載荷的快速增加，當泥質巖滲透率降低使得孔隙水排出受到限制或阻礙時，孔隙流體壓力將隨著上覆靜巖壓力以相同、甚至更快的速率隨埋深的增加而增加，而有效應力將保持不變或減小，從而形成超壓體系。欠壓實造成的異常高壓大小取決于封密層的滲透性、巖性、沉積速率、地殼的構造運動。

例如我國渤海灣盆地的東營凹陷和沾化凹陷，在其沙河街組的沙三段和沙四上亞段，大套泥巖在壓實過程中，孔、滲降低，封閉性增強，孔隙水難于排出，從而引起異常高壓。

2.2礦物轉換作用

粘土礦物轉化作用是指蒙脫石脫水向伊-蒙混層、伊利石轉換的過程。在這一過程中，新生成的水會承載一部分通常由多孔介質有效應力調節的總垂直應力，造成流體壓力升高，形成異常高壓。

蒙脫石脫水后形成的自由水可使得地層內水體體積急劇增加。第Ⅰ階段孔隙水含量減小約30%，包括20%～25%的層間水和5%～10%的殘余水；第Ⅱ階段，泥質沉積物繼續吸收地熱能到一定程度，層間水便會被驅動并釋放到自由水體系中，此階段活動水的數量可占到壓實總體積的10%～15%；第Ⅲ階段，隨沉積物溫度的增加，會有微量的水從粘土礦物晶格和空隙中擠出，其密度與毛細管水接近。

3　油氣生成作用

油氣生成作用增壓可細分為有機質熱解生烴增壓和液態烴熱裂解生氣增壓兩種。

3.1有機質熱解作用

固態干酪轉化為液態烴和氣態烴均都伴有體積的增大。如具有封閉系統，便可能產生異常高壓。但是這種機制只有當有機碳達到一定程度、有機質發生裂解時才可能造成較為顯著的過剩流體壓力，而孔隙體積以及孔隙中流體的體積變化決定這壓力的高低。

3.2液態烴熱裂解作用

液態烴類的熱裂解作用是指生成的液態烴在一定條件下裂解成氣態的作用。烴類由液態化為氣態的同時伴有體積的膨脹，若系統封閉，便可形成異常高壓。

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TE3[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-39-1