謝　敏,徐本燕,張京波,張　瑜（中國石油化工股份有限公司　中原油田勘探開發(fā)研究院,鄭州　450000）

東濮凹陷柳屯洼陷泥巖裂縫超壓形成機(jī)制

謝敏,徐本燕,張京波,張瑜
（中國石油化工股份有限公司中原油田勘探開發(fā)研究院,鄭州450000）

摘要：欠壓實(shí)作用、生烴作用、構(gòu)造擠壓作用是可以產(chǎn)生大規(guī)模超壓的主要機(jī)制。壓實(shí)不均衡導(dǎo)致的欠壓實(shí)作用是新生代盆地由于快速沉降造成的異常高壓的主要成因機(jī)理；生烴作用和原油裂解成氣是生烴中心范圍內(nèi)產(chǎn)生異常高壓的主要機(jī)制；構(gòu)造擠壓則是在具有強(qiáng)烈擠壓背景下產(chǎn)生異常高壓的重要機(jī)制。對于鹽湖盆地中的膏鹽剖面，礦物脫水導(dǎo)致的孔隙流體體積增加引起的增壓式超壓形成的重要機(jī)制之一。

關(guān)鍵詞：東濮凹陷；柳屯洼陷；超壓；形成機(jī)制

超壓是相對于正常流體壓力而言的，當(dāng)實(shí)際流體壓力高于其相同深度的正常流體壓力，則稱為超壓。實(shí)踐證明油氣藏的形成和分布于超壓關(guān)系密切[1]，因此研究人員對于超壓的研究也越發(fā)重視。對于超壓形成的研究也取得了較大成果，主要包括壓實(shí)作用、油氣生成、礦物脫水等方面[2-4]。

1　壓實(shí)作用

柳屯洼陷沙三上沉積時期為洼陷的擴(kuò)展時期，洼陷沉降快速，沉積速率高，沉積厚度大，含砂率低，因此，欠壓實(shí)作用相對較強(qiáng)，有利于超壓形成。

根據(jù)對柳屯洼陷及附近地區(qū)47口井的壓實(shí)曲線進(jìn)行分類，表明本地區(qū)的壓實(shí)曲線類型存在兩大類曲線特征：

（1）正常壓實(shí)型壓實(shí)曲線類型，主要分布在三角洲平原亞相分流河道微相相帶，剖面上一般呈“砂包泥”的結(jié)構(gòu)；

（2）欠壓實(shí)曲線類型又可以劃分出兩類欠壓實(shí)曲線類型：

1）漸變型欠壓實(shí)曲線類型，其壓實(shí)曲線從淺到深，可以劃分為三段，即：正常壓實(shí)段，欠壓實(shí)過渡段和欠壓實(shí)段。標(biāo)志特征是存在較明顯的欠壓實(shí)過渡段；一般漸變型欠壓實(shí)曲線主要分布在“泥包砂”的砂泥巖剖面之中，其沉積相帶多為三角洲前緣～前三角洲沉積相帶（圖1）。

2）突變型欠壓實(shí)曲線類型，其壓實(shí)曲線從淺到深，可以劃分為兩段，即：正常壓實(shí)段和欠壓實(shí)段。標(biāo)志特征是正常壓實(shí)曲線段與異常壓實(shí)段為突變接觸，且欠壓實(shí)最明顯的地方在欠壓實(shí)段上方。這類欠壓實(shí)曲線主要分布在膏鹽發(fā)育的盆地中心部位，反映了膏鹽層段的強(qiáng)封閉性，導(dǎo)致壓實(shí)過程中流體排除的強(qiáng)烈不暢的現(xiàn)象，形成的欠壓實(shí)現(xiàn)象位于欠壓實(shí)段的頂部（圖2）。

2　油氣生成

沙三上時期，柳屯洼陷深湖區(qū)是生烴中心之一，烴源巖有機(jī)碳含量在0.14%～6.19%，平均為2.39%；65%沙三上為有機(jī)碳豐度達(dá)到很好到極好烴源巖。干酪根類型主要是Ⅱ1和Ⅱ2型，也包含一部分Ⅰ型干酪根，以生油為主。由鏡質(zhì)體反射率數(shù)據(jù)分析可知，在3200m左右開始進(jìn)入生烴高峰期。超壓系統(tǒng)在3200m以下，由實(shí)測鏡質(zhì)體反射率據(jù)可知，在3250m左右鏡質(zhì)體反射率為0.93左右，進(jìn)入生烴期?？梢钥闯?，超壓頂面深度與生烴深度在空間上具有一致性，由此判斷生烴作用對超壓的形成有一定的貢獻(xiàn)。

3　礦物脫水

在柳屯地區(qū)發(fā)育鹽湖沉積，鹽湖中心為鹽巖沉積﹑向外為石膏、含膏泥巖﹑碳酸鹽巖、鈣質(zhì)泥巖﹑暗色泥巖﹑油頁巖和粉砂巖沉積組合。泥巖中含有豐富的氯離子﹑鉀離子﹑鈉離子等無機(jī)元素，這些先天條件為粘土礦物轉(zhuǎn)化提供極為有利的物質(zhì)基礎(chǔ)。

在文留地區(qū)，粘土礦物主要為伊利石，其次為伊蒙混層。超壓頂界深度主要為3200m左右，超壓段主要存在伊利石和伊蒙混層，但是沒有蒙脫石，通過其含量分析，表明存在蒙脫石脫水轉(zhuǎn)化為伊蒙混層，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為伊利石的過程。

鉀離子的參與和適當(dāng)?shù)臏囟仁敲擅撌蛞晾D(zhuǎn)化的主要條件，而在柳屯洼陷鹽湖區(qū)富含鉀離子。從分析測試的結(jié)果來看，伊利石是粘土礦物的主要組成成分，說明在文留地區(qū)蒙脫石向伊利石的轉(zhuǎn)化是相對比較徹底的，鹽湖的沉積特征是促進(jìn)粘土礦物脫水的有利因素。

4　膏鹽封閉作用

膏鹽巖對超壓的形成和保存起著重要作用，與超壓的分布也有著密切聯(lián)系，這主要是因?yàn)楦帑}起著物性及壓力雙重封閉作用。膏鹽作為蓋層，其巖性非常致密，幾乎不發(fā)育孔喉，具有相當(dāng)大的排替壓力，這保證了超壓可以保存下來[5]。

在研究區(qū)，其儲層主要為裂縫，在裂縫相對發(fā)育同時，若蓋層也發(fā)育裂縫，則造成地層壓力散失，無法形成超壓。而膏鹽塑性強(qiáng)、易流動以及韌性強(qiáng)的特點(diǎn)保證了蓋層不會輕易產(chǎn)生裂縫，從而對超壓起到保護(hù)作用。

5　結(jié)論

從超壓成因研究來看，欠壓實(shí)、礦物脫水和生烴作用是柳屯洼陷泥巖裂縫超壓形成的關(guān)鍵因素，而柳屯洼陷鹽湖區(qū)發(fā)育油頁巖—鈣質(zhì)泥巖—含膏泥巖—石膏—鹽巖的沉積旋回特征為超壓提供了良好的封閉條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹華，龔晶晶，汪貴鋒.超壓的成因及其與油氣成藏得關(guān)系[J].天然氣地球科學(xué),17(03):433-435.

[2]褚慶忠，李耀華.異常壓力形成機(jī)制研究綜述[J].天然氣勘探與開發(fā)，2001,24(04):38-46.

[3]查明，曲江秀，張衛(wèi)海.異常高壓與油氣成藏機(jī)理[J].石油勘探與開發(fā)，2002,29(01):19-23.

[4]高崗，黃志龍，王兆峰等.地層異常高壓形成機(jī)理的研究[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005,20(01)1-7.

[5]付廣，呂延防，薛永超等.泥巖蓋層壓力封閉的演化特征及其研究意義[J].石油學(xué)報(bào)，2000,21(03):41-44.

作者簡介：謝敏，男，2010年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）地質(zhì)工程專業(yè)；現(xiàn)為中原油田分公司勘探開發(fā)研究院從事石油地質(zhì)綜合研究工作。