徐家圍子斷陷徐南地區氣藏超壓成因

摘 要

摘要：松遼盆地徐家圍子斷陷為受徐西、徐中兩條斷裂控制的箕狀斷陷，在徐南地區發現有超壓氣藏存在。利用地球物理和地質資料，從壓實不均衡、生烴作用以及泥巖封閉等方面分析了該
摘要：松遼盆地徐家圍子斷陷為受徐西、徐中兩條斷裂控制的箕狀斷陷，在徐南地區發現有超壓氣藏存在。利用地球物理和地質資料，從壓實不均衡、生烴作用以及泥巖封閉等方面分析了該區的超壓成因。研究結果表明，徐南地區地層為正常壓實狀態，不存在明顯或可識別的欠壓實沉積過程，地層壓力在巨厚的泥巖封閉層下完好保存。生氣作用是造成徐南地區氣藏超壓的主要原因，泥巖封閉為超壓的保存提供了良好條件，壓實不均衡作用對徐南地區的超壓作用不明顯。
關鍵詞：松遼盆地；徐家圍子斷陷；異常超壓；成因；壓實不均衡；生氣作用；泥巖封閉
    異常超壓普遍存在于沉積盆地中[1]，據Hunt(1990)統計，世界范圍內的150多個地理區域的180多個沉積盆地具有超壓儲層。徐家圍子斷陷有4口井屬于超壓井，筆者著重探討該地區異常超壓的形成機制，通過典型解剖、重點類比的方法來尋找類似的氣藏。
徐家圍子斷陷位于松遼盆地古中央隆起帶東部，面積約5350km2，斷陷在晚侏羅世-早白堊世早期形成。斷陷西部為斷階帶，中部為深洼帶，東部為斜坡帶。西側與古中央隆起帶結合部為一大型的基底斷裂面，該斷裂面高差為3000～5000m，寬6～13km。斷陷向東逐步抬升進入肇東-朝陽溝隆起帶(圖1)。
 

1 超壓形成機理
    目前，對于超壓形成的機制認識主要有[2～8]：①與應力有關的機制，包括不均衡壓實(垂向負載應力)和構造應力作用(橫向壓應力)；②與流體體積增加相關的機制，有水熱增壓、黏土礦物轉化、烴類生成和石油裂解成天然氣；③流體運動及浮力作用機制，包括滲透作用、水壓頭和密度引起的浮力作用?？瑟毩a生大規模超壓的機制主要包括壓實不均衡(欠壓實)、生烴作用(包括生油型和生氣型)、構造擠壓和成巖作用，據此可將超壓類型劃分為壓實不均衡型、生烴型、成巖型和構造擠壓型。
    壓實不均衡引起的超壓主要發育于沉降/沉積速率較高、充填巖性較細的新生代沉積盆地中，通常具有較高的孔隙度和較低的密度。生油型超壓主要發育于有機質豐度高的成熟烴源巖中(Ro＞0.5%)，超壓帶的孔隙度既不高于上覆正常壓力系統的泥巖孔隙度，也不高于埋藏深度相近且處于正常壓力狀態的同層位烴源巖。超壓頂面受有機質豐度高的成熟烴源巖控制，不可能出現在區域性生烴門限之上。生氣型超壓和生油型超壓相似，但分布的范圍更廣，超壓帶的壓實程度、溫度(大于150℃)和烴源巖成熟度更高(Ro＞1.0%)。成巖型超壓的主要特征為：超壓帶不具有欠壓實特征；超壓帶的有機質豐度、成熟度多變，超壓與生烴作用的關系不明顯；超壓的發育與黏土礦物的轉化、石英和方解石的溶解或沉淀等成巖作用密切相關。構造擠壓型超壓只發育于擠壓盆地，超壓帶可以發育于有機質豐度和成熟度不同的層段，孔隙度可能相對較低且發育構造應力驅動的側向流體流動。
2 徐南地區超壓成因分析
實測資料顯示徐家圍子斷陷徐南地區目前發現有2口井存在超壓現象，分別為徐深19井和徐深10井，超壓層位為下白堊統營城組一段(表1)。通過研究這兩口井的氣藏地質剖面來分析該地區超壓的形成原因(圖2)。
 

表1 徐南地區超壓井基礎數據分析表
井號
層位
深度(m)
壓力(MPa)
壓力系數
巖性
密度(g/cm3)
蓋層厚度(m)
徐深19
K1yc1
3799.50
53.86
1.366
流紋巖
2.12～2.86
350
徐深10
K1yc1
3758.68
53.35
1.419
安山巖
2.41～2.80
330
    首先對該地區是否存在欠壓實進行分析，通過這兩口井的泥巖聲波時差曲線與深度的關系，發現為典型的線性關系，表明地層沉積的連續性，不存在明顯或可識別的欠壓實沉積過程，為正常壓實狀態。
    其次，從圖2中可以看出：該地區斷裂非常發育，幔源產生的CO2氣體通過斷裂向上運移到火山巖儲集層中聚集成藏。這個地區的區域性蓋層為登婁庫組的暗色泥巖，通過統計分析，這兩口井的登婁庫組泥巖厚度都超過330m(表1)，單層最大厚度達到50m?？梢钥闯鲞@個地區的區域性蓋層發育得很好，泥巖結構致密，具有極好的封堵性，為該區油氣的保存提供了優質區域蓋層條件，對超壓的保存起到極其重要的作用[9]。這個地區斷裂發育，幔源能夠為氣藏的形成提供源源不斷的氣源，氣體向上運移聚集到火山巖儲集層中，但是由于蓋層良好的封閉性導致天然氣較少散失，油氣充注的速率遠遠大于散失的速率，從而導致火山巖儲層中形成了局部超壓。說明生烴作用對該地區超壓的發育具有重要的貢獻。
3 結論
    徐家圍子斷陷徐南地區地層沉積比較連續，不存在明顯或可識別的欠壓實沉積過程，同時斷層比較發育，為油氣的運移提供通道，幔源產生大量的CO2氣體通過斷裂向上聚集，導致了生氣型超壓的產生。該區發育區域性分布很廣且巨厚的泥巖蓋層，為超壓的保存提供了較好的條件。
參考文獻
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(本文作者：狄嘉祥1 劉文龍1 吳世環2 1.中國石油大慶油田有限責任公司勘探開發研究院；2.中國石油大慶油田有限責任公司采油四廠)