松辽盆地是世界上罕见的同时发育超压与低压的陆相含油气盆地，这使其成为研究不同压力条件下储层演化与油气分布的天然实验室。本论文以松辽盆地中央坳陷带上白垩统地层为研究对象，综合运用异常压力对地球物理的响应及计算机模拟，结合盆地沉积和构造演化史，在刻画异常压力响应特征和展布特征的基础上，探讨了异常压力的形成机理。同时，利用油气地球化学、碎屑岩储层地质学等方法和技术，充分利用研究区各种分析测试资料，并结合镜下鉴定和扫描电镜分析，对比不同压力条件下成岩作用演化及其油气地质意义。深入分析了流体流动对于异常压力条件下成岩作用的响应，归纳了油气分布特征和成藏过程，最后总结出异常压力条件下的油气成藏模式。主要结论如下:　　 1、中央坳陷带普遍存在异常压力。齐家古龙凹陷-三肇凹陷均广泛发育超压，只有在特定的层位(K2y)发育低压，且与超压及常压并存，形成混合压力带。纵向上看呈两超夹一混的“汉堡状”形态。　　 2、平面上看，超压主要发育在齐家古龙凹陷和三肇凹陷中央，在不同构造带内超压顶界面深度不同。嫩江组超压顶界面从西向东分别为1300m、800m和900m;青山口组超压顶界面从西向东分别为2200m、1400m和1800m。齐家古龙凹陷中心压力系数最大可达1.6。低压主要发育在凹陷边缘，靠近朝阳沟阶地、龙虎泡大安阶地和明水阶地，三肇凹陷压力系数最小只有0.4。总的来说，齐家古龙凹陷超压强于三肇凹陷，大庆长垣地区超压最小。纵向上看，随着地层由深到浅超压逐渐减弱，分布范围逐渐减小。超压由多中心向单一中心转换。　　 3、从异常压力与地球物理资料的响应关系可以看出，相对于正常的声波时差变化趋势，超压层段具有较高的声波时差，而低压层段和常压层段一样，声波时差无明显异常。模拟结果显示超压的产生与有机质热演化具有良好的相关性。研究认为欠压实和烃类生成是超压产生的主要原因。地层构造作用抬升剥蚀，不仅是研究区异常低压产生的主要原因，也是使得超压层泄压和控制压力分配的主控因素。大地热流值的降低导致的温度降低也是造成研究区异常低压的重要原因。构造作用与超压产生时间与油气生成时间的匹配性，是造成超压“西强东弱”的重要原因。　　 4、异常压力对成岩作用及储层演化的影响不容忽视。主要表现在:　　 ①超压抑制了有机质热演化，扩宽了传统的生油窗，为深部的油气勘探提供了理论依据。同时，超压抑制了粘土矿物转化，从而改变了储层演化的流体场，进而对储层砂岩的成岩作用造成影响。　　 ②异常压力会抑制机械压实作用，但是超压和低压产生抑制的机理不同。超压通过承担上覆地层压力的方式延缓机械压实，保护孔隙。而低压由于其本身是流体的会聚区，胶结作用强烈，胶结物的产生对地层起到固结作用，从而抑制机械压实。　　 ③异常压力对胶结作用的影响比较复杂。超压对粘土矿物转化的抑制使得Si4+浓度减小，同时也抑制了石英的胶结作用，保护储层物性。统计结果表明超压带的石英胶结物含量明显低于常压区含量。另一方面，当地层中存在Ca2+富集时，例如松辽盆地中浅层存在大量介形虫壳，被酸性溶液溶解后产生溶解度主要受压力控制的CaCO3溶液，随着压力的消散和损耗，碳酸钙胶结物则富集在与超压泥岩邻近的砂岩中。因此，超压对胶结作用的影响依赖于成岩作用的环境，不能一概而论。另外，上面已经分析过，低压能促进胶结作用。　　 ④对孔隙度分布和面孔率分析结果表明，超压通常伴随高孔带而存在。超压驱动的有机酸流入邻近的砂岩中，产生次生孔隙。研究区三个高孔带除了浅层高孔带可能会受到大气水淋滤的影响外，其他两个高孔带的发育均与超压有关。超压无法像抑制压实作用那样直接对胶结作用产生影响，它只能通过地质流体活动间接的促进溶解作用。通过镜下鉴定和地层水化学特征分析，低压区成岩作用以斜长石的钠长石化为主。　　 5、在前人研究基础之上，通过不同成岩作用类型的分析，结合流体包裹体均一温度、镜质体反射率Ro、孢粉颜色TAI、色质谱、热解分析、有机酸含量、X衍射、镜下薄片鉴定、扫描电镜、电子探针等指标的分析，参考不同构造单元内部压力及Ro演化特征，本次研究根据不同构造单元依次划分了成岩阶段，结果表明，坳陷带碎屑岩成岩作用可划分为两个阶段，五个期次，分别为早成岩阶段A、B期，中成岩阶段A1、A2和B期，不同构造单元其底界埋深不同。3个成岩区成岩作用具有“西弱东强”的成岩规律，主要表现在，相同埋深的情况下，坳陷带东部的成岩作用强于西部，而中部大庆长垣又弱于齐家古龙和三肇凹陷。成岩作用强度受到构造作用、温度及压力的共同影响。　　 6、研究区异常压力控制了盆地流体的活动，地质流体作为反应介质，几乎参与了全部的盆地演化及成岩过程，在分布特征及组分特征上响应成岩作用。主要表现在　　 ①超压抑制了烃源岩的有机质热演化，同时从排驱力上控制着有机酸的排放。因此，无论是在纵向上还是在平面上，有机酸的含量都与烃源岩及超压的分布具有明显的相关性。纵向上来说，有机酸分布呈现出“低-高-低”的特征，而平面上看，有机酸的高值区主要集中在超压比较发育的齐家古龙凹陷，向凹陷边缘逐渐减少。尽管三肇凹陷也发育明显超压，但是由于受到后期构造作用的改造，特别是古中央隆起带和东面地层的抬升影响，导致压力的释放，使得除了中部肇源地区含量较高，其周边一般较小。由于陆相盆地中砂岩输导层的分布面积的局限，所以有机酸被排出以后难易发生长距离运移。　　 ②研究区没有发育明显的压溶作用，因此推断该区石英胶结物主要来源于自生矿物的溶解和粘土矿物转化，例如钾长石溶解及蒙皂石向伊利石转化等。尽管石英胶胶结物的产生会降低储层的孔渗性，但溶解作用却使孔隙度大幅增加，所以在中浅层石英次生加大发育的层段对应着次生孔隙发育带。　　 ③研究区砂岩储层中碳酸盐胶结物，多数为与有机质成熟过程有关的碳酸盐胶结。尽管分布范围广，但是含量普遍较低，一般低于10％。在超压顶界面附近存在碳酸盐胶结物高值区，最高含量可达20％。碳酸盐含量与面孔率呈现出此消彼长的负相关性，碳酸盐含量高值区对应这面孔率的低值区，面孔率高值带对应的碳酸盐胶结物含量往往较低。通常距离超压泥岩近的储层，碳酸盐胶结物含量高，而远离超压带的储层，碳酸盐胶结物含量低。　　 ④碳酸盐胶结物C、O同位素的研究为流体活动提供了有力证据。超压泥岩中的碳酸盐胶结物多为无机成因，其δ13C‰多为正值，而储层砂泥岩中胶结物多为与有机酸脱羧作用有关的碳酸盐，这种碳酸盐胶结物δ13C‰和δ18O‰均呈现负高值。无机成因的碳酸盐主要分布在中央坳陷带嫩江组和青山口组泥岩中，反应了淡水碳酸盐的同位素特征。由于有机质热演化产生有机羧酸，羧酸中的碳同位素较轻，进入砂岩储层中引起碳同位素向负值“漂移”。　　 ⑤地层水化学特征显示出对成岩作用明显的响应。地层水矿化度在纵向上呈现出“低—高—低”的分布特征，与有机酸分布基本一致。有机酸生成、Ro、地层压力以及矿化度之间具有良好的相关性。这说明油气生成、有机酸释放、矿物溶解和地层水矿化度升高从整体上看是一系列连锁反应，并且呈现出明显的正相关性。尽管超压和低压均会导致地层水矿化度提高，且压力偏离静水压力幅度越大，矿化度越高，但是不同压力体系下矿化度提高的机理不一样。超压通过促进有机酸的排放，改变了成岩环境，促进了自生矿物的溶解，使矿化度增加;而低压由于其本身处于泄水区加上良好的封隔条件，使得其内部成岩作用强烈，进而影响矿化度分布特征。　　 ⑥根据地层水化学特征分析，发现不同压力体系下成岩作用具有差异性。超压促进了围岩的溶解作用，此时成岩作用以钠长石的溶解作用为主，在地层水化学特征上出现Na+含量升高，出现Na+的富余。富余的Na+与HCO3-以1∶1的趋势增加，此时的水型主要为NaHCO3和NaCl型。而低压体系内部成岩作用以钙长石的钠长石化为主，主要表现为Na+含量降低，Ca2+含量升高，且Na+的亏损与Ca2+的富余呈现2∶1的趋势，此时的地层水主要为CaCl2型。　　 7、研究区异常压力条件下流体活动及其对成岩作用响应的油气地质意义主要表现在一下几个方面:　　 ①超压顶界面附近发育有明显的油气聚集带，其分布范围主要集中在顶界面之上300m及之下400m范围之内。　　 ②整体上来看，青山口组及嫩江组烃源岩位于上下分隔的两个超压仓内，其中，青山口组超压泥岩既是烃源岩又是区域性的盖层，其封堵能力强于普通泥岩盖层。同时超压顶界面也是油气运移的平衡面，有机质的热演化、输导体系的空间配置、超压的演化、压力顶界面的封堵性及其附近的圈闭特征共同控制着现今油气的分布。　　 ③研究区储层存在超压、低压和常压体系共存的特殊现象。超压流体的垂向及侧向运移，对超压的再分布具有重要的意义。异常压力体系赋予了流体多样的流动形式，更通过流体流动改变了成岩环境。嫩江组沉积早期，青一段泥岩进入生油门限，生成油气并产生有机酸，此时下伏的泉头组四段储层发育早期溶蚀相。流体的向下倒灌为泉头组储层形成了大量次生孔隙，为后期大量排出的油气提供了良好的储集空间。泥岩超压是油气运移的重要驱动力，储层低压为流体提供了泵吸力。断裂和不整合分别是垂向上和横向上最重要的流体优势运移通道。泥岩超压与储层的成岩阶段成岩相具有良好的对应关系，因此满足了油气成藏过程中生储条件。