准噶尔盆地腹部深层异常压力成因及演化

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作者贺文君
来源中国石油大学(华东)
出版年2020
摘要
准噶尔盆地腹部地区深层侏罗系油气资源丰富,油气勘探前景良好。侏罗系发育不同程度的异常压力,与油气成藏分布以及钻井安全密切相关。本论文选择腹部地区侏罗系为研究对象,综合现有的勘探成果和前人的研究认识,分析现今压力结构特征及砂、泥岩地层差异性超压成因;结合岩石力学测试、地应力分析,明确岩石的临界破裂条件;利用异常压力形成演化数值模拟,深入探讨异常压力与岩石破裂、断层活化之间的动态耦合关系,揭示断层幕式开启-超压传递对油气运移的控制作用,建立断层-压力共同控制下的油气运聚模式,为预测油气分布规律和有利勘探方向提供指导。主要取得了以下成果和认识:准噶尔盆地腹部地区深层普遍发育超压,现今地层压力纵向分布表现为“两段式”的压力结构。机械不均衡压实作用是泥岩超压的主要成因,侏罗系砂岩储层超压来源于临近泥岩不均衡压实作用形成的超压传递以及深源二叠系超压沿断裂的传导作用。明确了腹部地区岩石力学参数及现今应力场特征,即最大地应力为垂向主应力,最小地应力为最小水平主应力。断裂渗透性、深-浅剩余压差、断裂带几何属性对传导超压起到一定控制作用。在不考虑地应力条件下,在整个地质历史演化过程中,深部流体压力均难以导致断裂发生活化。耦合应力-压力定量关系,对不同地质历史时期断裂活化条件进行了分析,进而确定了研究区断裂活动期次、压力演化历史:永进地区自晚白垩世以来发育多期断裂活动,而征沙村-沙窝地地区在古近纪断裂活动性相对稍差。新近纪以来断裂发生幕式开启,导致压力幕式增大和消散。超压传导过程显著改变了局部流体动力场格局,影响油气运移趋势,建立了断-压耦合控制下的油气运聚成藏模式:早白垩纪断裂开启,二叠系原油沿垂向通道运移至侏罗系渗透性地层发生早期原油充注,古近纪断裂活动性相对较弱,此时由于差异埋藏导致北部构造翘倾,从而早期原油发生调整改造,新近纪-现今以来,超压使断裂发生幕式开启,此时三叠系、二叠系原油再次沿断裂发生充注。论文恢复了准噶尔盆地腹部地区断裂传导超压的形成演化过程,建立了断裂开启-超压传导共同控制下的油气运聚成藏模式,不仅对于深化超压成因机制的认识具有重要意义,同时合理解释了研究区超压与油藏分布关系复杂的难题,对于推动深层-超深层油气勘探进程和优化安全钻井具有实际价值。

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