敬巍

（西南石油大学四川成都610500）

异常高压气藏的成因分析

敬巍

（西南石油大学四川成都610500）

流体压力高于正常静水压力即称为异常高压。一异常高压是多种地质因素长期作用的产物，是沉积作用、构造作用、流体活动等作用的综合体现，在沉积盆地形成的这种异常高压特征，通常与盆地的构造特征密切相关，因此，对于异常高压的成因主要从地质因素和构造因素探讨。

异常高压成因构造

产生异常高压的地质因素多种多样，根据世界范围内现今已发现的异常高压情况，其成因可归纳为构造作用成因、沉积成岩作用成因、油气生成作用成因等几类，不同因素具有不同的增压机理和作用方式。

1　构造应力作用

构造应力作用时形成异常高压的一种重要机制。构造作用可使异常高压快速聚集，引起流体压力升高的构造因素类型多样，主要包括挤压、抬升、底辟等作用。

1.1构造挤压作用

构造挤压形成的异常高压通常具有良好的封闭性，使得挤压作用只使圈闭变形但不被破坏，圈闭内流体得以保存。即圈闭内流体质量基本不变，而圈闭由于挤压变形体积减小，使得孔隙空间减小，继而使得流体压力增大。

构造挤压作用多见于挤压型盆地。逆断层是深部气源岩向储气构造内定向充注油气的通道，如北天山山前的断裂活动引起它源流体充注是准噶尔盆地南缘古近系储层中产生异常高压的重要原因；同时，逆断层自身的封闭性可构成异常高压封存箱的侧箱板。

1.2构造抬升作用

已经形成的气藏或者圈闭，在构造抬升作用下，储层孔隙中流体压力得到保持，高于底层正常流体压力。这种异常高压的形成通常也要求盖层封闭能力强、圈闭四周遮挡好，尤其是构造抬升作用形成的断层，需具备良好的侧向封闭性；构造在抬升运动过程中，气藏或者圈闭内流体封闭好，因此与邻层或者邻区相比，压力偏高。如川中地区上三叠统须家河组气田。

1.3构造底辟作用

构造底辟作用指在上覆地层压力作用下，塑性岩体发生流动，形成底辟、刺穿体等构造，从而挤压周围封闭性良好的地层，造成岩石孔隙体积发生变化，孔隙流体压力升高，形成异常高压。

底辟作用主要产生于岩盐、泥岩等地层。如美国路易斯安那州和德克萨斯州侏罗系Louann岩盐层，其底辟作用发生在新生代初期的快速沉积期，受砂泥岩沉积挤压作用的影响，岩盐体被挤向海湾方向，形成盐丘和盐脊，也有些底辟构造向上刺穿了整个上覆沉积，并在盐体周围形成异常高压。

1.4构造埋深作用

构造埋藏作用也可能形成异常高压。已经形成的气藏或者圈闭，在构造作用下，迅速深埋藏，储层孔隙体积减小，流体在质量不变时，体积减小后形成的异常高压特征。

这种异常高压的形成要求构造作用以下降埋藏为主，构造运动过程中，圈闭的封闭性得到保存，没有与相邻层或相邻区的流体充分交换，从而使得压力高于邻区。

2　沉积成岩作用

沉积成岩作用是异常高压形成的重要机制，它包括沉积物沉积时期的欠压实作用和沉积物成岩时期的矿物转换作用。

2.1欠压实作用

在正常压实条件下，随着埋深的增加，上覆静岩压力逐渐增加，孔隙流体被挤压排出并保持对应深度的静水平衡压力，形成正常压实体系。

而在完全封闭的环境中下，随着上覆岩层载荷的快速增加，当泥质岩渗透率降低使得孔隙水排出受到限制或阻碍时，孔隙流体压力将随着上覆静岩压力以相同、甚至更快的速率随埋深的增加而增加，而有效应力将保持不变或减小，从而形成超压体系。欠压实造成的异常高压大小取决于封密层的渗透性、岩性、沉积速率、地壳的构造运动。

例如我国渤海湾盆地的东营凹陷和沾化凹陷，在其沙河街组的沙三段和沙四上亚段，大套泥岩在压实过程中，孔、渗降低，封闭性增强，孔隙水难于排出，从而引起异常高压。

2.2矿物转换作用

粘土矿物转化作用是指蒙脱石脱水向伊-蒙混层、伊利石转换的过程。在这一过程中，新生成的水会承载一部分通常由多孔介质有效应力调节的总垂直应力，造成流体压力升高，形成异常高压。

蒙脱石脱水后形成的自由水可使得地层内水体体积急剧增加。第Ⅰ阶段孔隙水含量减小约30%，包括20%～25%的层间水和5%～10%的残余水；第Ⅱ阶段，泥质沉积物继续吸收地热能到一定程度，层间水便会被驱动并释放到自由水体系中，此阶段活动水的数量可占到压实总体积的10%～15%；第Ⅲ阶段，随沉积物温度的增加，会有微量的水从粘土矿物晶格和空隙中挤出，其密度与毛细管水接近。

3　油气生成作用

油气生成作用增压可细分为有机质热解生烃增压和液态烃热裂解生气增压两种。

3.1有机质热解作用

固态干酪转化为液态烃和气态烃均都伴有体积的增大。如具有封闭系统，便可能产生异常高压。但是这种机制只有当有机碳达到一定程度、有机质发生裂解时才可能造成较为显著的过剩流体压力，而孔隙体积以及孔隙中流体的体积变化决定这压力的高低。

3.2液态烃热裂解作用

液态烃类的热裂解作用是指生成的液态烃在一定条件下裂解成气态的作用。烃类由液态化为气态的同时伴有体积的膨胀，若系统封闭，便可形成异常高压。

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TE3[文献码]B

1000-405X（2015）-7-39-1