李超等-MPG-利用测井响应与盆地模拟对超压成因机制进行判识

文章来源: 发布时间:2021-10-08

  沉积盆地普遍发育异常压力,盆地深层超压现象尤为突出。超压改变了地下流体流动方向,也可能导致意外的钻井灾害。因此,超压成因、演化及孔隙压力的预测一直是石油地质学家和钻井工程师研究的热点。超压层段岩石物理属性的测井响应差异性可用于确定超压的成因,盆地模拟则可以量化不同超压机制及其贡献。渤海湾盆地车镇凹陷古近系沙河街组超压油气资源丰富。然而,目前对车镇凹陷超压成因机制和压力预测的研究还存在很大的不确定性,超压与油气运聚关系尚不清楚,给油气资源评价和安全钻井带来了困难。 
  我室博士后李超与合作导师罗晓容研究员及其合作者综合实测压力及泥浆比重认识了车镇凹陷沙河街组超压分布特征,结合超压测井响应和盆地模拟结果,揭示了车镇凹陷沙河街组可能的超压形成机制,讨论了超压分布及其对石油运移动力学的影响。
  沙河街组超压主要集中在沙三段和沙四段,储层超压受封闭条件、砂体连通性、断层活动等地质因素影响。由于受压力传递过程的影响,储层内超压分布较为复杂,在相近深度超压和常压共存。深埋的孤立渗透性地层压力往往与其周围低渗透泥岩压力相当,而具有允许侧向排液的砂岩中的超压可能会消散,超压的垂向传递可能会使砂岩超压高于预期。
  古新世泥岩快速埋藏导致的机械压实不平衡是车镇凹陷最普遍的超压成因(图1),超压点在声波时差-垂直有效应力、密度-垂直有效应力和声波传播时间-密度交会图中遵循加载曲线(图2)。有机质热解生烃在车镇凹陷中心深部超压形成中发挥了重要作用,强超压(压力系数大于1.4)层段的声波孔隙度比密度孔隙度显示出更多的异常(图3),并且超压点落在岩石属性交会图中落在卸载曲线上(图2)。研究表明,单独的机械压实不平衡作用就可以引起显著的超压,但生烃增压效应总是与不平衡压实同时出现。

图1 车镇坳陷单井泥质含量(MC)、沉积速率(BR)及机械不平衡压实超压模拟结果

图2 车镇坳陷测井响应-有效应力及声波时差-密度交会图(NP为常压,OP为超压) 

图3 车镇坳陷典型井声波孔隙度与密度孔隙度对比及生烃增压模拟结果
  查明烃源岩和储层超压成因和分布将加深对石油运移和聚集动力学的认识。车镇凹陷沙河街组超压促进了石油运移,提高了石油成藏效率。特别是在沙三下烃源岩中形成的石油在超压压裂导致的断层或裂缝通道中向下运移到沙四段储层,合理解释了车镇凹陷“上源下藏” 的油气分布特征。
  研究成果发表于MPG。(Li Chao*, Zhang L K, Luo X R*, Lei Y H, Yu L, Cheng M, Wang Y S, Wang Z L. Overpressure generation by disequilibrium compaction or hydrocarbon generation in the Paleocene Shahejie Formation in the Chezhen Depression: Insights from logging responses and basin modeling [J]. Marine and Petroleum Geology, 2021: 105258. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2021.105258)(原文链接:
 
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