惠民凹陷中央隆起带异常低压特征及成因分析

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2018.01.15

摘要/Abstract

摘要：

惠民凹陷普遍存在异常低压现象,低压发育层段为沙河街组二段、三段,且集中分布在中央隆起带周边。前人对异常低压成因研究尚存在于定性描述阶段,应用295口井试油实测地层压力数据,分析了惠民凹陷地层压力纵向、平面分布特征;从引起异常低压主要因素入手,定量分析了抬升地层剥蚀、地层温度降低、蚀变耗水作用、蚀变矿物体积变化对地层压力的影响。结果表明,地层剥蚀孔隙反弹引起地层压力降低0.516 MPa;地温下降造成地层压力降低2.02~3.73 MPa;蚀变耗水引起地层压力降低8.64 MPa;蚀变矿物体积变化使得地层压力降低4.36 MPa;成藏期烃类充注,地层压力增加量小于32 MPa。以上各因素共同作用,使得中央隆起带压力演化呈现降压-增压-降压的旋回性,并最终形成现今压力分布格局。

关键词: 异常低压, 低压封存箱, 惠民凹陷, 中央隆起带

Abstract:

There commonly developed subnormal pressure in Huimin Sag, which mainly located in the second and third members of Shahejie Formation vertically and around the Central Uplift Belt horizontally. The previous studies on genesis of subnormal pressure has still remained un-quantitative. Based on the measured data of 295 boreholes, the vertical and horizontal distribution characteristics of the strata pressure in Huimin Sag were discussed. Furthermore, the decrease of pressure caused by the influence of the strata denudation, temperature decrease, water consumption of mineral alteration and volume change of minerals was analyzed quantitatively, which was respectively 0.516 MPa, 2.02 to 3.73 MPa, 8.64 MPa and 4.36 MPa. Hydrocarbon filling led the pressure increased less than 32 MPa. All the above factors together made that the pressure evolution of Central Uplift Belt presented the cycle of depressurization-pressurization-depressurization, and finally formed the current distribution characteristics of pressure.

Key words: subnormal pressure, low pressure compartment, Huimin Sag, the Central Uplift Belt

中图分类号:

TE122.2

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LIU Yuanqing, ZHOU Le, ZENG Jianhui, LI Wei, ZHOU Junliang, HE Jin, WANG Xinfeng, LÜ Lin, DENG Qijun. Subnormal Pressure Characteristics and Genesis Analysis of the Central Uplift Belt in Huimin Sag[J]. Geoscience, 2018, 32(01): 154-161.

图/表 10

表1 地层压力分类表

Table 1 Classification of strata pressure

压力梯度/(MPa/m)	压力系数	压力的分类
<0.007 5	<0.75	超低压
0.007 5~0.009	0.75~0.9	低压
0.009~0.012	0.9~1.2	常压
0.012~0.015	1.2~1.5	高压
>0.015	>1.5	超高压

图1 惠民凹陷压力及压力系数随深度变化图

Fig.1 Diagram of strata pressure and pressure coefficient vs.depth in Huimin Sag

图2 惠民凹陷沙河街组二段、三段异常低压压力系数分布图

Fig.2 The distribution of subnormal pressure and pressure coefficient in the second and third members of Shahejie Formation in Huimin Sag

表2 惠民凹陷N/E沉积间断计算的单井地层剥蚀量

Table 2 Single well formation denudations calculated by depositional hiatus of N/E, Huimin Sag

井号	剥蚀厚度/m	井号	剥蚀厚度/m	井号	剥蚀厚度/m	井号	剥蚀厚度/m
临208	113	商13	114	商55	77	田14	57
临59	55	商49	99	商550	89	田26	83
临82	54	商54	77	商848	97	田301	53
盘213	98	商543	84	田12	86	田斜307	53

表3 惠民凹陷中央隆起带沙二段、沙三段砂岩矿物组分表

Table 3 Mineral components of sandstone in the second and third members of Shahejie Formation in Huimin Sag

井号	层位	深度/m	岩石名称	石英/%	长石/%		白云石/%	方解石/%	黏土矿物/%
井号	层位	深度/m	岩石名称	石英/%	斜长石	钾长石	白云石/%	方解石/%	黏土矿物/%
商848	E₂s²	2 633	粉细砂岩	49.5	20	6.3	5.2	4.5	14.5
商850	E₂s²	2 680	粉砂岩	55.0	17.0	7.0	11.0	0.7	9.3
盘斜352	E₂s³	1 559	泥质粉砂岩	60.0	18.5	12.0	0	2.5	7.0
商544	E₂s³	3 182	粉砂岩	64.5	13.5	5.0	3.5	5.5	8.0
商548	E₂s³	3 276	粉砂岩	45.0	24.0	5.0	9.0	8.0	9.0
商549	E₂s³	3 086	细砂岩	64.0	17.0	5.0	2.0	3.0	9.0
商550	E₂s³	2 978	粉砂岩	56.2	16.0	5.7	8.7	0.2	13.2
商847	E₂s³	2 978	粉砂岩	41.8	26.9	13.3	4.6	4.7	8.7
矿物平均含量				54.5	19.1	7.4	5.5	3.6	9.9

表4 斜长石、钾长石蚀变为高岭石的体积变化情况

Table 4 Volume changes of plagioclase and potash feldspars altering to kaolinite

反应类型	反应阶段	反应物质	摩尔数	摩尔克数/g	密度/ (g/cm³)	体积/cm³	反应前后体积/cm³
斜长石高岭石化	反应前	Na_0.6Ca_0.4Al_1.4Si_2.6O₈	2	268.4×2	2.69	199.5	199.5	3.1
	反应后	Al₂Si₂O₅(OH)₄	1.4	258×1.4	2.60	139	193.3
	反应后	SiO₂	2.4	60×2.4	2.65	54.3	193.3
钾长石高岭石化	反应前	KAlSi₃O₈	2	278×2	2.56	217.2	217.2	12.6
	反应后	Al₂Si₂O₅(OH)₄	1	258	2.60	99.2	189.8
	反应后	SiO₂	4	60×4	2.65	90.6	189.8

图3 商64井声波时差与深度关系

Fig.3 Transit time differences vs.depth in well Shang 64

图4 惠民凹陷生烃史和埋藏史图(据李纯泉[9])

Fig.4 Hydrocarbon generation and burial history curves in Huimin Sag(modified after LI[9])

图5 临南洼陷沙三段烃源岩生油作用形成超压和压力系数值图

Fig.5 The oil overpressure and pressure coefficients caused by oil generation of the source rocks in the third member of Shahejie Formation Linnan sub-sag

图6 惠民凹陷沙三段压力系数随时间演化

Fig.6 Evolution of pressure coefficients with time of the third member of Shahejie Formation in Huimin Sag

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