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含油气盆地普遍存在超压,超压演化对油气生成、运移和聚集有密切关系。同时超压的演化又受超压形成机制、断裂活动、储层特征等多种地质因素的影响。本文在前人研究成果基础上,综合利用地震、钻井、测井等资料,通过统计实测砂岩压力,了解本区实测超压的分布状况,结合单井综合分析及相关岩性、钻探测试数据,对超压测井响应特征进行剖析,模拟压力的演化,分析断裂特征及对流体压力和油气成藏的控制作用。
论文主要研究内容和主要成果认识如下。
1、东营凹陷是一个新生代含油气盆地,烃源岩为始新世沙四上亚段和沙三下亚段灰黑色泥岩、钙质泥岩和油页岩,有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ1为主,有机质丰度高。实测地层压力和测井资料均显示凹陷内沙三段、沙四段普遍发育超压,最大压力系数可达到1.99,超压出现深度范围约2200m-4500m。
2、东营凹陷泥岩声波时差与超压具有很好的响应关系,超压段对应异常高的声波时差值,而且泥岩声波时差均随垂直有效应力的增加而减小,泥岩电阻率和密度与超压的响应不明显。因此可用泥岩声波时差来预测地层压力。预测超压顶界面深度范围约为2000-2650m。
3、油包裹体荧光颜色和同期盐水包裹体均一温度测温显示,东营凹陷沙四段和沙三段储层存在两期油气充注,第一期充注发生在东营组沉积末期,时间大约为30-25Ma,第二期发生在明化镇组沉积期,大约距今5-2Ma。油气充注时Es3x烃源岩演化程度为0.5-0.6％,Es4s也不过0.7％左右,有机质处于低成熟阶段,所以第一期油气充注不是东营凹陷最主要的一期充注成藏事件。
4、对凹陷内古压力模拟显示,东营凹陷超压演化可划分出两个压力旋回,早期超压旋回发育于沙河街组至东营组末期,超压强度弱,地层超压以欠压实为主要成因。晚期超压旋回形成于馆陶组至明化镇末期,超压幅度强,超压的分布具有生烃增压的特点。利津洼陷超压系统形成时间早,现今剩余压力最大达30MPa,牛庄洼陷超压系统形成的时间较晚,现今剖面最大剩余压力为20MPa左右。
5、测井资料计算的东营凹陷现今地应力类型属于Ⅲ类走滑应力,现今最大水平主应力方向近东西向。在地应力和高流体压力共同作用下,产生水力压裂形成裂缝性输导网络是油气初次运移的通道,岩芯观察证明沙四段和沙三段泥岩中裂缝大量发育。断裂活动表现出时空不均一性,二、三级断层发育时间较长,产生于Es3前期,持续活动在Ed期达到高峰期,持续活动到明化镇组沉积期,基本与油气运移时期同步。四级断层伴生高级次断裂产生,分布广泛、活动期短、活动强度逐渐减弱,绝大部分四级断层发育于东营组时期,在馆陶组前期活动减弱,在油气运移期基本都停止活动。
6、实际油藏地质和开发过程经验说明现今断层对油气封闭具有广泛性。现今断层对流体压力起分隔作用,在断层附近超压顶界面有明显上升现象。超压顶界面和断裂叠合关系可以看出,二、三级断层与超压项界面耦合关系较好,共同控制着断块油气藏的现今分布,其控制特征较复杂。以单井日采油量来评价油藏产烃能力,分析超压顶界面与油气藏分布关系,80％油气含量聚集在异常超压顶界面上部+10～-600m的过渡带内.
7、根据全文总结出超压背景下的油气成藏模式可分为三个阶段,第一阶段为深洼陷区岩性油气藏形成阶段,第二阶段为盆地周缘油藏形成阶段,第三阶段为盆地中、浅层断块油气藏形成阶段。不同阶段油气成藏主要驱动力不同,成藏时的储层类型和断裂活动特征不同,造成现今凹陷内复杂的尤其分布。