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盆地沉降和抬升剥蚀过程地层压力的变化及其预测方法

尹丽娟  
【摘要】: 本文以模拟试验和地质分析为主要研究手段,在分析沉降、抬升过程砂泥岩孔隙度、渗透率、压缩性、密度及裂缝变化的基础上,研究地层压力的演化及特征。主要取得了以下认识: 1 影响地层压力的基本因素是该岩层的上覆岩层(含流体)的厚度、密度以及该岩层封闭流体的特性。 2 盆地沉降过程中地层压力的变化 盆地沉降过程中,地层压力在垂向上大致分为静水压力带和异常超压带。其中异常超压的产生与岩性及其组合、岩石的孔隙度及渗透率、压缩性等因素有关。 砂泥岩孔隙度、渗透率的变化存在很大差异。相同孔隙度条件下,砂岩的渗透率比泥岩大得多。随深度的增加,泥岩孔隙度和渗透率降低的幅度比砂岩大。 基于以上原因,砂泥岩组合型式对异常超压带的发育有重要影响。在被泥岩封闭的砂岩透镜体中,砂岩中的流体无法有效排出,导致在较浅的深度就可能产生异常超压。在砂泥岩互层中,泥岩中的流体因泥岩边部的渗透率降低而无法有效排出,形成异常超压;而砂岩中的流体较易排出,常保持静水压力。厚层泥岩中,与砂岩接触部位的泥岩的渗透率急剧降低,使内部的流体无法有效排出,形成异常超压。 生烃和原油裂解使流体体积增大,但只有在地层的封闭性较好时,才会导致地层压力增加。 地层压力的增加达到使岩石破裂的值时,岩石破裂产生裂缝,会使压力释放。 3 盆地抬升剥蚀过程中地层压力的变化 盆地的抬升剥蚀对前期形成的地层压力有重要的影响,影响的方式与地表剥蚀的均匀程度有关。在均匀剥蚀情况下,上覆岩层厚度减小,岩石和孔隙流体膨胀,密度减小,地层压力会整体降低。不均匀剥蚀情况可造成地形较大的高差,从而导致压力系数异常,形成异常压力。 4 地层压力预测方法 地层压力预测方法的基本原理建立在地层压力随埋深增加而增加的基础上,所用的参数主要有岩层速度、密度、孔隙度、流体含量或与之有关的参数等。实际上,地层压力的影响因素很复杂,与岩性及其组合、岩石的孔隙度及渗透率、压缩性、岩层的封闭性、裂缝等有关。因此,在进行地层压力预测时要充分考虑各种地质因素的变化。


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