陳 輝 李仲東，2 過 敏，2

（1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川 成都 610059；2.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室·成都理工大學(xué)，四川 成都 610059）

0 引言

據(jù)統(tǒng)計，全世界共有180個沉積盆地中發(fā)育超壓地層，其中160個盆地的超壓體與油氣分布具有成因聯(lián)系，反映了壓力場是控制油氣藏形成的重要因素之一。前人做了深入的研究，總結(jié)出異常高壓控制著油氣的成藏過程和分布，其中壓力過渡帶和常壓帶是油氣藏聚集的有利場所［1-4］。

緬甸D區(qū)塊位于緬甸中西部。緬甸石油天然氣公司，日本Indemitsu公司和中國石化公司均做過勘探，但勘探結(jié)果不甚理想。在已鉆的11口井中，有6口井無油氣顯示或未獲得工業(yè)油流，只有在2007年所鉆的Patolon-1井見良好的油氣顯示，獲得高產(chǎn)油氣流，測井綜合解釋油氣層57.2 m／7層，DST測試日產(chǎn)氣14.7×104m3，產(chǎn)油9.76 m3。在同一構(gòu)造上Pa?tolon-2井卻無油氣顯示。北部mahudaung構(gòu)造的Ya?gyi-1井見良好的氣顯示，但測試均為含氣水層或低滲高壓的干層。D區(qū)塊東南部新鉆探Thingadon-1（鉆遇蓬當(dāng)組、塔本組、提林組）、 Padaukkone-3井砂層發(fā)育（鉆遇塔本、提林、朗欣組）、累計厚度大，但單層薄、橫向變化快，砂層物性非均質(zhì)性強，好儲層多為水層。因此可以看出該區(qū)油氣分布規(guī)律比較復(fù)雜，油氣成藏控制因素研究不夠深入。鉆井揭示D區(qū)塊含油層系提林組、塔本組、蓬當(dāng)組異常超壓發(fā)育，壓力系數(shù)達到2.0。但該區(qū)異常壓力與油氣成藏的關(guān)系研究甚少。

筆者擬通過D區(qū)塊4口井的泥巖聲波時差、電阻率與深度的關(guān)系，過剩壓力與深度的關(guān)系以及過剩壓力隨時間的關(guān)系研究，從該區(qū)超壓的平面和垂向分布特征入手，來探討D區(qū)塊超壓的成因和超壓對該區(qū)油氣成藏的控制作用。

1 石油地質(zhì)特征

伊洛瓦底盆地位于印緬山脈和中緬山脈之間，欽敦江、伊洛瓦底江流域的中央低地。盆地南北長約1 600 km，東西寬約150～200 km，面積達25.2×104km2（其中研究區(qū)D區(qū)塊為1.2×104km2）。其東西分帶、南北分塊的特點將其劃分為西部深坳、中部隆起和東部淺坳3個一級單元［5-7］。

研究區(qū)D區(qū)塊地處伊洛瓦底盆地中西部，在擠壓應(yīng)力場環(huán)境下，該區(qū)主要呈現(xiàn)南北走向、東西分帶的“四隆二凹一斜坡”的構(gòu)造格局，自西向東依次為 Gangaw復(fù)背斜帶、Htonwaing復(fù)向斜帶、Pato?lon復(fù)背斜帶、Thingadon復(fù)向斜帶、Mahudaung復(fù)背斜帶、Pinlebu背斜帶和Kani斜坡帶［8］（圖1）。

圖1 緬甸D區(qū)塊區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)圖

盆地發(fā)育地層主要為晚白堊世—第三系碎屑巖，從下至上分別為上白堊統(tǒng)卡巴組、古新統(tǒng)龐吉組；始新統(tǒng)朗欣組、提林組、塔本組、蓬當(dāng)組、堯河組；漸新統(tǒng)瑞澤道組、巴當(dāng)組、鄂霍明當(dāng)組；中新統(tǒng)賴特卡特組、拿特馬組、瑞塔敏組；以及上新統(tǒng)伊洛瓦底群。

伊洛瓦底盆地為中新生代發(fā)育的弧后—前陸復(fù)合盆地。三疊—侏羅紀(jì)為初始的擴張階段。從侏羅紀(jì)開始，新特提斯洋逐漸萎縮，伊洛瓦底地區(qū)發(fā)育為弧前盆地。若開造山帶形成于晚白堊世時期。在古新世時期，伊洛瓦底地區(qū)為前陸盆地，沉積了多層礫巖。中新世受印度板塊轉(zhuǎn)向北急劇的俯沖，伊洛瓦底盆地開始處于右行走滑拉分階段，從而形成了基底隆起，這些隆起現(xiàn)今隔開了欽敦凹陷、沙林凹陷和三角洲凹陷。上新世晚期受印度板塊俯沖的持續(xù)影響，導(dǎo)致盆地產(chǎn)生廣泛的褶皺和局部斷裂以及中央隆起帶的隆起，沿著中央火山巖帶出現(xiàn)火山巖侵入活動。

2 D區(qū)塊異常壓力分布特征

2.1 異常高壓垂向分布特征

異常地層壓力就是背離正常靜水壓力的地層壓力，分為異常高壓和異常低壓。國內(nèi)一般根據(jù)壓力系數(shù)將壓力分為超低壓（小于0.75）、低壓（0.75～0.90）、常壓（0.90～1.10）、高壓（1.10～1.50）和超高壓（大于1.50）［9］。

鉆井資料揭示，D區(qū)塊在始新世發(fā)育超壓，其層位主要分布于提林組、塔本組、蓬當(dāng)組、堯河組。從深度分布上可見1 000 m以上地層基本為常壓或低壓，其壓力系數(shù)小于0.9。從圖2可以看出Patolon-1井的堯河組、蓬當(dāng)組和塔本組均發(fā)育超壓，壓力系數(shù)呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，從堯河組的平均1.3增加到蓬當(dāng)組的平均1.9，到塔本組達到平均2.0。在1 500 m處地層開始形成超壓，2 000 m到3 500 m之間為超壓帶，在超壓帶頂部發(fā)育明顯的封隔層，其巖性為灰色泥巖、綠灰色泥巖，淺灰色、灰色細砂巖夾灰—綠灰色泥巖。

圖2 Patolon-1井實測壓力與深度關(guān)系圖

2.2 異常超壓平面分布特征

根據(jù)鉆井資料可以看出D區(qū)塊儲層異常超壓在平面上具有從南西到北東方向逐漸遞增的現(xiàn)象，整體上看，儲層超壓帶在平面上呈階梯帶狀分布。

3 D區(qū)塊異常超壓成因分析

提林組均為烴源巖發(fā)育層位，根據(jù)D區(qū)塊埋藏—成烴史，由巖心實測鏡質(zhì)組反射率（Ro）與深度（H）的關(guān)系測算，Patolon-1井烴源巖塔本組上部未成熟，塔本組下部在中新世進入低成熟演化階段，Ro小于0.7%，尚未進入大量生排烴階段。只有提林組下部進入了成熟演化階段，但生排烴規(guī)模較小，說明生烴作用對異常超壓的貢獻并不明顯。而且超壓地層烴源巖發(fā)育還遠未到原油裂解成氣階段。

3.1 欠壓實作用是異常超壓形成的主要因素

緬甸D區(qū)塊古新世之后構(gòu)造運動趨于穩(wěn)定，依次形成了朗欣組、提林組、塔本組、蓬當(dāng)組以淺海相—三角洲為主的砂巖和泥巖交互沉積；堯河組末期盆地北部接受廣泛的河流和三角洲沉積。這種淺海相—三角洲以及河流和三角洲相沉積環(huán)境有利于形成巨厚的泥頁巖。從沉積速率的角度來看，在第三系時期，D區(qū)塊沉積巨厚，盆地中心沉積厚度達到20 km，僅始新統(tǒng)16 Ma地層沉積厚度就達到15 km，沉積速率達到800～1 500 m／Ma。 據(jù)統(tǒng)計，中國快速沉積盆地渤海灣盆地和鶯歌海盆地第三系最大沉積速率一般為500～600 m／Ma左右，第四系沉積速率可達1 000 m／Ma［10］，仍遠遠小于緬甸D區(qū)塊的沉積速率。因此在快速沉積以及第三系巨厚泥頁巖地層的條件下，伊洛瓦底盆地D區(qū)塊具備了發(fā)育欠壓實超壓成因的充足條件。

依據(jù)上述沉積背景，結(jié)合泥巖聲波時差、視電阻率和巖石密度等測井資料對D區(qū)塊超壓成因進行探討。

通過對研究區(qū)4口井的泥巖綜合壓實規(guī)律進行研究可以看出，這4口井的聲波時差隨著深度的增加并沒有有規(guī)律的減少，而是呈現(xiàn)在一定深度范圍內(nèi)增加然后再減小，而與之對應(yīng)的密度和電阻率呈相反趨勢，表現(xiàn)出鏡像對稱關(guān)系（圖3）。以Kabaing井為例，聲波時差隨著深度的增加在蓬當(dāng)組1 200 m到1 700 m之間呈現(xiàn)反向增加的趨勢，而與之對應(yīng)的密度和電阻率呈現(xiàn)反向減小。聲波時差在1 700 m以下又恢復(fù)隨深度增加而減小的趨勢，同時密度和電阻率呈現(xiàn)增大的趨勢。其他3口井Patolon-1、Patolon-2、Yagyi-1井也出現(xiàn)相同的情況，總之，4口井均反映了相同的欠壓實超壓特征，這一特點說明了欠壓實是超壓形成的主要原因。

圖3 Kabaing井泥巖聲波時差、密度、電阻率與深度關(guān)系圖

3.2 構(gòu)造擠壓與異常超壓

由構(gòu)造擠壓而產(chǎn)生的超壓主要是由于構(gòu)造活動而產(chǎn)生的斷層、褶皺，以及斷盤下降而引起的擠壓，還有泥底辟等塑形變形產(chǎn)生的超壓。

如圖4所示，從Patolon-1井預(yù)測壓力、實測壓力、預(yù)測過剩壓力、實測過剩壓力與深度關(guān)系可以看出，用泥巖欠壓實理論預(yù)測的壓力與實測壓力匹配很好，說明欠壓實是形成異常高壓的重要原因，但是通過等效深度法計算的剩余壓力與欠壓實理論預(yù)測的剩余壓力有所差別［11-12］，另外在Patolon-1井提林組3 350 m以下的欠壓實恢復(fù)帶，實測剩余壓力與欠壓實預(yù)測壓力并不一致，使得此處壓力并沒有減弱，可見在欠壓實形成縱向封閉的基礎(chǔ)上，構(gòu)造擠壓增壓效果至少能達到20%以上。此外縱向發(fā)育兩個明顯的流體分割帶，阻止了流體的“上下交流”。反映了若沒有斷層溝通情況下，塔本組、提林組以自源超壓為主的特征。

另外從研究區(qū)儲層壓力平面分布來看，D區(qū)塊儲層壓力系數(shù)分布具有從西南至東北方向依次增加的規(guī)律，這與盆地后期受擠壓的方向一致。這說明后期構(gòu)造擠壓對該區(qū)異常壓力的影響也很大，所以可以得出中新世 — 第四紀(jì)的構(gòu)造擠壓是該區(qū)異常高壓形成的重要原因之一。

圖4 Patolon-1井預(yù)測壓力、實測壓力、預(yù)測過剩壓力、實測過剩壓力與深度關(guān)系圖

4 異常超壓與油氣成藏的關(guān)系

伊洛瓦底盆地D區(qū)塊的異常超壓對該區(qū)油氣成藏有極其重要的影響。

首先，超壓對油氣藏有封閉保存作用。油氣藏的保存，其本質(zhì)是對油氣的有效封堵，而異常高壓的存在即有這種作用［13］。筆者運用等效深度法可以確定欠壓實形成的最晚時間。以Patolon-1井為例，等效深度為700 m左右，由于泥巖壓實的不可逆性，泥巖的壓實規(guī)律是反映最大埋深的壓實狀態(tài)，所以根據(jù)緬甸D區(qū)的實際埋藏史資料，還應(yīng)該加上剝蝕厚度1 000 m左右，所以緬甸D區(qū)的欠壓實最晚在1 700 m開始形成，也就是說在1 700 m以前就開始形成欠壓實。對照研究區(qū)的埋藏史，塔本組1 700 m相當(dāng)于中新世。根據(jù)D區(qū)塊烴源巖的成熟演化史，塔本組下部烴源巖在早中新世進入成熟期，晚中新世上部烴源巖也進入成熟期，下部烴源巖經(jīng)歷了以液態(tài)烴為主的排烴階段后，達到高成熟演化階段。從Patolon構(gòu)造帶①號圈閉的構(gòu)造發(fā)育史可見，Patolon構(gòu)造帶①號圈閉在始新世末至漸新世就已經(jīng)形成雛形，中新世末的構(gòu)造活動使圈閉的構(gòu)造幅度進一步加大，中新世末塔本組下部烴源巖成熟度較高，大量的氣態(tài)烴在構(gòu)造活動的動力驅(qū)動下，快速向Pato?lon①號背斜充注。這與烴源巖異常高壓的形成時間與層位相一致，因此超壓與各種成藏要素在時間和空間上相互匹配，為油氣藏的最終形成提供了有利條件，由此說明中新世欠壓實作用形成的超壓對油氣藏起封閉作用。

第二，超壓對油氣儲集性能有影響。超壓對儲集性能的影響表現(xiàn)在對儲層的孔隙度、滲透率的保存或改善方面［14-18］。當(dāng)剩余壓力大于5 MPa時，其對于孔隙度的貢獻變得明顯，剩余流體壓力每增加5 MPa，孔隙度大約增大2%［19］，而Patolon井在進入塔本組時，剩余壓力迅速增大到10～20 MPa，最大可達到25 MPa。由此推測因為剩余流體壓力的存在使得該井在塔本組和提林組的砂巖儲集層孔隙度大約增加4%～10%。因此充分改善了儲集層的儲集性能。

第三，超壓構(gòu)成獨立的油氣成藏系統(tǒng)。如圖5所示，從Patolon-1—Kabaing-1井泥巖過剩壓力剖面圖可以看出油氣主要分布在過剩壓力最大幅度以下，最大幅度的這種壓力分割面有利于油氣的保存，形成了良好的儲蓋組合。一個超壓體系構(gòu)成的封存箱不僅是一個封閉的水動力系統(tǒng)，同時也構(gòu)成一個獨立的油氣成藏系統(tǒng)［20］。在Patolon構(gòu)造上，油氣分布在塔本組的壓力分割面之下，由于油氣來源于塔本組本身的煤系源巖，塔本組地層欠壓實形成的超壓不僅是油氣運移的重要動力，同時超壓保存了儲層的原生孔隙，通過增強溶解作用產(chǎn)生次生孔隙，改善了儲層的物性。而塔本組本身上部泥巖的致密性封閉導(dǎo)致煤系源巖形成的油氣無法排出，從而又導(dǎo)致超壓的進一步發(fā)育，因此構(gòu)成了良好的自生自儲型［21-22］。

圖5 Patolon-1—Kabaing-1井泥巖過剩壓力剖面圖

第四，壓力演化對油氣成藏的影響。在中新世以前，研究地區(qū)在塔本組（有些地區(qū)是蓬當(dāng)組底部）開始形成欠壓實，欠壓實的形成意味著這些地層開始形成封閉。隨著中新統(tǒng)末由于構(gòu)造擠壓形成的逆沖斷層開始活動，特別是大型推覆逆斷層，影響達300 m，斷層對上盤的欠壓實壓力有所釋放；在構(gòu)造抬升強烈的地區(qū)，有些欠壓實壓力已經(jīng)完全釋放，這個時候來自于南部凹陷深部的油氣已經(jīng)成熟，油氣沿著斷層運移，主要運移至沒有欠壓實封閉的斷層上盤地層。隨著研究區(qū)的進一步沉積，欠壓實進一步加強了，研究區(qū)的塔本組煤系烴源巖低成熟開始生烴，在塔本組欠壓實的封閉作用下，油氣形成自生自儲組合。

5 結(jié)論

1）伊洛瓦底盆地D區(qū)塊朗欣組、提林組、塔本組、蓬當(dāng)組普遍發(fā)育異常高壓，儲層異常超壓在平面分布上從南西到北東方向逐漸遞增。

2）異常高壓的成因為欠壓實和構(gòu)造擠壓。欠壓實帶泥巖聲波時差與密度及電阻率呈現(xiàn)典型的欠壓實“鏡像關(guān)系”，聲波時差大，密度小，電阻率低。

3）緬甸D區(qū)的欠壓實在中新世開始形成，中新世形成欠壓實的層位具有一定的封閉能力，超壓充分改善了儲集層的儲集性能，使其對D區(qū)塊油氣成藏產(chǎn)生重要作用。異常壓力在中新世末之前欠壓實形成異常高壓，對欠壓實發(fā)育帶形成封閉；中新世末，斷層形成圈閉，對欠壓實形成的異常高壓有所釋放（特別是上盤），塔本組油氣形成自生自儲組合。第四紀(jì)圈閉定型期，構(gòu)造擠壓，區(qū)內(nèi)形成大范圍的異常超高壓，這個時期蓬當(dāng)組以上未發(fā)育欠壓實的地層開始封閉形成超壓。

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