異常高壓與油氣充注的耦合性
——以東海陸架盆地西湖凹陷花港組和平湖組為例

陳智遠(yuǎn)，徐志星，陳 飛，徐國盛，張 武

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))，成都 610059；2.中海石油(中國)有限公司 上海分公司，上海 200030)

異常高壓與油氣充注的耦合性
——以東海陸架盆地西湖凹陷花港組和平湖組為例

陳智遠(yuǎn)1，徐志星2，陳 飛1，徐國盛1，張 武2

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))，成都 610059；2.中海石油(中國)有限公司 上海分公司，上海 200030)

基于聲波時(shí)差測(cè)井、有機(jī)地球化學(xué)測(cè)試及包裹體測(cè)試等資料，對(duì)東海陸架盆地西湖凹陷花港組和平湖組異常高壓進(jìn)行了研究。西湖凹陷花港、平湖組異常壓力主要起始于花港組下段，并且異常高壓段具有“階梯式”增大的特征，橫向上從平湖構(gòu)造帶至西次凹向中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶及從凹陷的邊緣向凹陷的中部，高壓頂界面在地質(zhì)層位上有變老的趨勢(shì)。由高壓流體注入引起的傳導(dǎo)型超壓在區(qū)內(nèi)目的層發(fā)育，并對(duì)應(yīng)著良好的油氣儲(chǔ)層，說明了異常高壓發(fā)育與油氣充注空間上的一致性。利用盆模軟件模擬出剩余地層壓力的演化過程，認(rèn)為中新世(15～7 Ma)以及上新世至第四紀(jì)(3～0 Ma)是剩余地層壓力異常的2個(gè)關(guān)鍵時(shí)期。結(jié)合油氣充注史研究認(rèn)為，中—晚中新世和早上新世該區(qū)發(fā)生了2次油氣充注，說明異常高壓發(fā)育與油氣充注時(shí)間上的一致性。因此，證明了西湖凹陷花港、平湖組異常高壓與油氣充注具有良好的時(shí)空耦合性。

異常高壓；油氣充注；花港組；平湖組；西湖凹陷；東海陸架盆地

全球異常高壓盆地廣泛分布，世界上180個(gè)沉積盆地中就有160個(gè)盆地與超壓地層相關(guān)[1]，并且大多數(shù)異常高壓與油氣具有密切關(guān)系[2-9]。研究表明，異常高壓的發(fā)育受多種因素的影響，有學(xué)者根據(jù)有無外界流體的參與將其分為他源型和自源型異常高壓[10]，自源型異常高壓形成最重要的影響因素就是烴類的生成及排出作用。有研究[11-14]認(rèn)為，烴類等流體通過斷裂裂縫、不整合面等通道向近源油層(儲(chǔ)層)傳遞高壓，可形成較大幅度的異常高壓，說明異常高壓的發(fā)育與高壓流體(油氣)的注入密切相關(guān)。

東海陸架盆地西湖凹陷古近系花港組(E3h)和平湖組(E2p)異常高壓普遍發(fā)育，前人[15-17]多集中于異常壓力分布特征及其成藏動(dòng)力的研究，而對(duì)異常壓力演化與油氣充注在時(shí)空上的匹配關(guān)系研究相對(duì)薄弱。本文依托前人的研究方法，在聲波時(shí)差測(cè)井、有機(jī)地球化學(xué)測(cè)試及包裹體分析等資料的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Eaton法建立起典型單井地層壓力剖面，再利用盆模軟件模擬剩余地層壓力演化及研究區(qū)埋藏史與熱演化史，并結(jié)合該區(qū)目的層油氣充注史，厘清研究區(qū)異常高壓演化與油氣充注的時(shí)空耦合性，以期為該區(qū)油氣成藏規(guī)律和下一步勘探提供指導(dǎo)。

1 數(shù)據(jù)與方法

異常高壓成因的判斷主要基于有效應(yīng)力定理：垂直有效應(yīng)力控制壓實(shí)變形，壓實(shí)變形導(dǎo)致孔隙度變化?？梢姡行?yīng)力與孔隙度的關(guān)系反映的就是壓實(shí)過程中發(fā)生的力學(xué)關(guān)系，分析異常高壓成因就必須研究這種力學(xué)關(guān)系。國外學(xué)者[18-19]通過實(shí)驗(yàn)得出：巖石在壓實(shí)過程中發(fā)生的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系主要有2種，即加載曲線關(guān)系和卸載曲線關(guān)系，這是判斷超壓成因的主要方法。

本文所做單井壓力預(yù)測(cè)采用Eaton法，該方法對(duì)壓力的預(yù)測(cè)主要基于聲波時(shí)差測(cè)井、垂直有效應(yīng)力及Eaton指數(shù)，并根據(jù)實(shí)際鉆井壓力進(jìn)行校正，所以此方法普遍適用于復(fù)合成因的地層高壓預(yù)測(cè)。其預(yù)測(cè)方法原理如下：

(1)

式中：PP為目標(biāo)地層流體壓力梯度；PPN為目的層孔隙流體壓力梯度；OBG為目的層上覆巖層載荷變化(即壓力梯度)；DTO為正常電阻率；DTN為正常聲波值；x為Eaton指數(shù)(無量綱，一般默認(rèn)取3.0)。

本文用于剩余地層壓力演化模擬及埋藏—熱史分析所需的地層巖性、鏡質(zhì)體反射率(Ro)等數(shù)據(jù)來自于中海油上海分公司勘探開發(fā)研究院，大地?zé)崃髦?、地層剝蝕量及斷層活動(dòng)性參數(shù)來自于參考文獻(xiàn)[20-22]；模擬中對(duì)地層分層、巖性參數(shù)、地化參數(shù)等進(jìn)行賦值處理，其他參數(shù)使用軟件默認(rèn)值。用于流體包裹體測(cè)溫的樣品雙面剖光至0.2 mm，流體包裹體測(cè)溫是在LINKAM-THMS600冷熱臺(tái)上進(jìn)行，開始經(jīng)過溫度校正，起初升溫速率為20 ℃/min，在流體包裹體中氣泡開始明顯變小、接近均一溫度時(shí)，升溫速率降到5 ℃/min。流體包裹體均一溫度的測(cè)試精度為±1 ℃，測(cè)試數(shù)據(jù)由中國石化石油勘探開發(fā)研究院提供。

2 地質(zhì)背景

西湖凹陷位于東海陸架斷陷盆地東北部，具有東斷西超的典型特征，凹陷內(nèi)自西向東分別為西部斜坡帶、中央洼陷—反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶和東部斷階帶，“兩洼夾一隆”，東西分帶、南北分塊是其在構(gòu)造上的典型特征，研究區(qū)主要位于西湖凹陷中南部(圖1)。西湖凹陷古近系始新統(tǒng)和漸新統(tǒng)主要發(fā)育平湖組和花港組地層[23]，平湖組是區(qū)內(nèi)烴源巖發(fā)育層位[24-25]，花港組則為儲(chǔ)集層相對(duì)發(fā)育層位[26-27]。因此，西湖凹陷平湖組和花港組可以作為研究異常壓力與油氣充注關(guān)系的有利場(chǎng)所。

3 異常高壓成因判別及分布

3.1 異常高壓成因判別

根據(jù)前述異常高壓成因判別方法，以XCA-3井為例，建立起聲波速度—垂直有效應(yīng)力和巖石密度—垂直有效應(yīng)力的交會(huì)圖(圖2)，欠壓實(shí)增壓的交會(huì)點(diǎn)落在加載曲線上(黑線)，生烴增壓和傳導(dǎo)增壓交會(huì)點(diǎn)落在卸載曲線上(紅線)，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征區(qū)分生烴和傳導(dǎo)增壓，綜合以上說明異常高壓的成因類型。該井花港組下段泥巖厚度較大，累計(jì)可達(dá)433.7 m，可占花港組下段厚度的50.65%，其次是花港組沉積期沉積速率可達(dá)135 m/Ma，具備形成泥巖欠壓實(shí)高壓的條件；此外，該層段內(nèi)TOC含量和生烴潛力也相對(duì)較高(圖3)，結(jié)合圖2可以判斷出XCA-3井花港組下段異常高壓主要是由欠壓實(shí)作用結(jié)合生烴作用形成的，生烴作用占主導(dǎo)，生烴增壓對(duì)該層段內(nèi)異常高壓幅度的迅速增加起到了至關(guān)重要的作用。該異常高壓層段內(nèi)實(shí)測(cè)油氣層產(chǎn)量較高，圖2中粉紅色陰影區(qū)域的部分點(diǎn)即為實(shí)測(cè)點(diǎn)，從圖2中可以看出，此部分點(diǎn)可以判斷為流體充注傳導(dǎo)作用形成的。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置

圖2 東海陸架盆地西湖凹陷XCA-3井聲波速度、巖石密度—垂直有效應(yīng)力交會(huì)圖

3.2 異常高壓分布特征

根據(jù)實(shí)測(cè)地層壓力資料，結(jié)合研究區(qū)單井壓力預(yù)測(cè)情況，并參考國內(nèi)學(xué)者的地層壓力分類劃分方案[15]，確定了研究區(qū)的地層壓力劃分標(biāo)準(zhǔn)(表1)。

3.2.1 實(shí)測(cè)壓力分布特征

實(shí)測(cè)地層孔隙流體壓力是指利用鉆井過程中隨鉆測(cè)量得到的鉆井參數(shù)及地質(zhì)資料來評(píng)估出的地層孔隙壓力。根據(jù)研究區(qū)62口單井實(shí)測(cè)地層壓力資料，其中有38口井花港組、平湖組鉆遇異常地層高壓，從實(shí)測(cè)壓力數(shù)據(jù)分析可知(圖2)，花港和平湖組地層異常高壓頂界面(壓力系數(shù)1.2)主要起始于3 300～3 500 m，壓力系數(shù)主要集中在1.2～1.7之間，異常高壓絕大多數(shù)處于壓力過渡帶和高壓帶，研究區(qū)沒有鉆遇超強(qiáng)高壓的單井(圖4)。

3.2.2 異常高壓縱向分布特征

根據(jù)對(duì)花港組、平湖組單井地層壓力計(jì)算發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)目的層普遍發(fā)育有異常高壓。本次研究以平湖構(gòu)造帶PB-3和西次凹XCA-3等2口典型異常高壓井為例進(jìn)行分析。

PB-3井位于西湖凹陷平湖構(gòu)造帶平北區(qū)寧波13-4構(gòu)造中部，是該區(qū)最為重要的油氣富集區(qū)之一，其中平湖組是該井的主要目的層段和產(chǎn)層段。如圖5為PB-3井地層壓力綜合剖面，從圖中可以看出，異常高壓主要起始于E2p1，高壓頂界面深度約為3 510 m，E3h下以上基本為正常地層壓力，E2p2以下普遍發(fā)育異常高壓，最大壓力系數(shù)超過1.50，大部分處于壓力過渡帶和高壓帶，并且異常高壓帶壓力和壓力系數(shù)均具有階梯式增大的特征(圖5)。從聲波時(shí)差預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)壓力結(jié)果對(duì)比可知，兩者具有較高的吻合性，說明聲波時(shí)差對(duì)異常高壓發(fā)育層段的響應(yīng)具有敏感性，預(yù)測(cè)可信度高。PB-3井平湖組沉積厚度較大，熱演化程度較高，最大Ro值可達(dá)0.765%，已經(jīng)進(jìn)入生烴高峰；并且異常高壓層段對(duì)應(yīng)的地層密度小于正常密度值，烴源巖參數(shù)以及氣測(cè)參數(shù)(TG)具有隨異常高壓增大而增大的現(xiàn)象，可以判斷該井平湖組異常高壓的發(fā)育是由泥巖欠壓實(shí)和生烴作用共同造成的，并以生烴作用為主。其中E2p3下部為實(shí)測(cè)油氣產(chǎn)層(圖5)，推斷為下部烴源巖成熟后排出的高壓流體形成的異常高壓。

表1 東海陸架盆地西湖凹陷花港組和平湖組地層壓力劃分

圖4 東海陸架盆地西湖凹陷花港、平湖組實(shí)測(cè)地層壓力縱向分布特征

XCA-3井位于中央洼陷區(qū)西次凹黃巖1-1構(gòu)造上，該構(gòu)造位于深凹的邊緣，主力烴源巖為平湖組，區(qū)域性蓋層為花港組上段的濱淺湖泥巖，儲(chǔ)層為花港組水下分流河道砂體，儲(chǔ)集條件優(yōu)越。從XCA-3井地層壓力綜合剖面(圖3)中可以看出，高壓頂界面深度為3 800 m，位于E3h下上部層段，往上為正常壓力帶，往下為異常高壓帶，最高壓力系數(shù)達(dá)到1.54，大部分處于壓力過渡帶和高圧帶。從聲波時(shí)差預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)壓力結(jié)果對(duì)比可知，兩者吻合較好，說明聲波時(shí)差和電阻率對(duì)異常高壓的發(fā)育層段的響應(yīng)具有敏感性，預(yù)測(cè)可信度高。該井高壓發(fā)育的層位地層密度順著減緩的正常演化趨勢(shì)(密度增大)并逐漸接近其極限值，烴源巖參數(shù)具有隨異常高壓增大而增大的現(xiàn)象，可以判斷異常高壓的發(fā)育是欠壓實(shí)作用和生烴作用共同造成的，并以生烴作用為主。從測(cè)井解釋成果及DST測(cè)試結(jié)果來看，實(shí)測(cè)油氣層主要分布在花港組下段中部的儲(chǔ)層中，其高壓帶中油氣聚集是油氣從高壓帶本身的高能帶向相對(duì)低能區(qū)運(yùn)移傳導(dǎo)的結(jié)果。

圖5 東海陸架盆地西湖凹陷PB-3井地層壓力綜合柱狀圖

3.2.3 異常高壓橫向分布特征

由PB-11—ZHS-6井聯(lián)井剖面(圖6)可以看出，平湖構(gòu)造帶、西次凹、中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶南部淺部地層(埋深在3 500 m之上)壓力系數(shù)多數(shù)在0.98～1.20之間，表現(xiàn)為常壓；埋深在3 800 m以下的深部地層壓力系數(shù)隨深度呈階梯狀快速增高，高壓發(fā)育，高壓異常多屬于壓力過渡帶和高圧帶。

凹陷內(nèi)異常高壓頂界面的深度和地質(zhì)層位分布，在不同構(gòu)造區(qū)具有明顯的差異(圖6)。西部斜坡區(qū)的平湖構(gòu)造帶高壓異常頂界深度開始出現(xiàn)于3 300 m，多數(shù)位于3 700 m以下，地質(zhì)層位上則開始于平湖組二段，多數(shù)位于平湖組三段、四段；從平湖構(gòu)造帶平中區(qū)帶向平北區(qū)帶，高壓異常頂界面的有變深的趨勢(shì)，地質(zhì)層位上則主要在平湖組二段、三段內(nèi)，可見平湖構(gòu)造帶高壓發(fā)育主要受層位控制。西次凹高壓異常頂界面深度開始出現(xiàn)于3 700 m，多數(shù)位于3 900 m以下，地質(zhì)層位上則開始于花港組下段；從西次凹邊緣向西次凹中部，高壓異常頂界面深度變深，地質(zhì)層位主要在花港組下段內(nèi)。中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶南部高壓異常頂界面深度開始于3 800 m，多數(shù)位于4 000 m以下，地質(zhì)層位上主要出現(xiàn)于花港組下段，平湖組頂界面反轉(zhuǎn)抬升，高于井深3 700 m后，高壓異常頂界面又下落到平湖組三段。從平湖構(gòu)造帶—西次凹—中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶及從凹陷的邊緣向凹陷的中部，高壓異常頂界面有變深的趨勢(shì)，地質(zhì)層位上則有變老的趨勢(shì)。

圖6 東海陸架盆地西湖凹陷PB-11—ZHS-6井地層壓力剖面位置見圖1。

4 剩余壓力演化史和油氣充注史

4.1 剩余壓力演化史

在利用Petromod盆模軟件恢復(fù)剩余地層壓力過程中，其模型主要基于以下4個(gè)條件：①地下流動(dòng)中的流體質(zhì)量守恒；②孔隙中流動(dòng)的流體服從達(dá)西定律；③地下巖層的壓實(shí)是由孔隙中流體的排出造成的；④地下巖層在壓實(shí)過程中，巖石骨架顆粒及孔隙中的流體不能被壓縮。

在上述條件下，剩余地層壓力演化史模型數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

(2)

(3)

式中：C為壓縮系數(shù)；φini為初始孔隙度；C5為孔隙度為5%對(duì)應(yīng)的壓縮系數(shù)；Cini為初始?jí)嚎s系數(shù)；k為滲透率；v為流體流動(dòng)速度；pf為地層孔隙流體壓力；ps為上覆地層壓力；ph為靜水壓力；t為時(shí)間。

根據(jù)前述模擬中的模型和數(shù)據(jù)選取原則，以及模擬時(shí)對(duì)參數(shù)的賦值處理，本文選取西湖凹陷平湖構(gòu)造帶PB-2井進(jìn)行剩余地層壓力演化史單井?dāng)?shù)值模擬。模擬顯示該井4 304 m處現(xiàn)今剩余地層壓力在11.87～12.48 MPa之間，與實(shí)測(cè)剩余地層壓力12.05 MPa(實(shí)測(cè)壓力系數(shù)為1.28)誤差在-1.5%～3.6%之間，模擬結(jié)果吻合度較高，結(jié)果可信(圖7)。

PB-2井模擬結(jié)果顯示(圖7)，該井從花港組下段開始，剩余地層壓力在地質(zhì)歷史中出現(xiàn)了2次異常，距今約15.6～7 Ma之間，花港組及平湖組剩余地層壓力增大至4.53～8.20 MPa，尤其是距今10 Ma左右，目的層剩余地層壓力達(dá)到最大值；距今約3～0 Ma之間，花港組及平湖組剩余地層壓力再次增大至5.14～12.48 MPa，演化至今仍保持相對(duì)較高的剩余地層壓力。

因此，根據(jù)上述單井剩余地層壓力模擬可知，研究區(qū)花港組和平湖組在地質(zhì)歷史時(shí)期出現(xiàn)過2次剩余地層壓力異常，也即為中新世以及上新世—第四紀(jì)是該區(qū)剩余地層壓力異常的主要時(shí)期。

圖7 東海陸架盆地西湖凹陷PB-2井剩余壓力演化史

4.2 油氣充注史

流體包裹體記錄著烴類成藏的信息，是研究含油氣盆地中烴類流體歷史的一種重要手段和方法[28-30]。通過研究區(qū)流體包裹體顯微測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)可知(表2)，平湖構(gòu)造帶PB-2井花港組和平湖組均可區(qū)分2期流體包裹體，其中花港組儲(chǔ)層內(nèi)2期流體包裹體對(duì)應(yīng)的均一溫度為67～78 ℃和92～106 ℃，平湖組為92～115 ℃和116～124 ℃。

結(jié)合地層分層數(shù)據(jù)、地層抬升剝蝕量以及Ro值等資料，利用盆模軟件建立起PB-2井單井地層埋藏史—熱史圖(圖8)，可以看出，自中新世以來，花港組和平湖組有機(jī)質(zhì)熱演化進(jìn)入成熟階段，到中中新世目的層達(dá)到生烴高峰。通過流體包裹體均一溫度結(jié)果(表2)分析可知，PB-2井目的層在地質(zhì)歷史時(shí)期經(jīng)歷了2期油氣充注，其花港組和平湖組2期流體包裹體所代表的油氣充注時(shí)間大致距今17～13 Ma和5～3 Ma，即分別對(duì)應(yīng)中中新世和上新世，因此，該時(shí)期為PB-2井2期油氣充注的關(guān)鍵時(shí)間。

根據(jù)西湖凹陷花港組、平湖組埋藏—熱史分析，結(jié)合流體包裹體均一溫度測(cè)試結(jié)果，認(rèn)為研究區(qū)目的層油氣充注的關(guān)鍵時(shí)期大致在中—晚中新世和早上新世。

表2 東海陸架盆地西湖凹陷PB-2井花港和平湖組流體包裹體測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)

注：A.鹽水包裹體(未見共生烴類包裹體)；B.與烴類包裹體共生的鹽水包裹體。

圖8 東海陸架盆地西湖凹陷PB-2井花港和平湖組埋藏—熱史及油氣充注史

5 結(jié)論

(1)西湖凹陷古近系花港、平湖組普遍發(fā)育異常高壓，花港組以下的異常高壓主要呈階梯式增大，其異常高壓多數(shù)處于壓力過渡帶和高壓帶，橫向上從平湖構(gòu)造帶至西次凹向中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶及從凹陷的邊緣向凹陷的中部，高壓異常頂界面有變深的趨勢(shì)，地質(zhì)層位上則有變老的趨勢(shì)；花港和平湖組地層異常高壓頂界面(壓力系數(shù)1.2)主要起始于3 300～3 500 m，其層位多屬于花港組下段。

(2)研究區(qū)異常高壓帶內(nèi)對(duì)應(yīng)著良好的油氣儲(chǔ)層，其異常高壓為烴源巖排出的高壓流體造成；中中新世后西湖凹陷花港組、平湖組烴源巖演化達(dá)到生烴高峰，并在中新世以及早上新世—第四紀(jì)出現(xiàn)2次剩余地層壓力異常，流體包裹體也證明中—晚中新世和早上新世發(fā)生了2次油氣充注；花港組、平湖組異常高壓的發(fā)育與油氣充注具有良好的時(shí)空耦合性，油氣充注是該區(qū)儲(chǔ)集層異常高壓發(fā)育的關(guān)鍵因素，異常高壓是促使天然氣自平湖組烴源層向平湖組、花港組儲(chǔ)集層運(yùn)移聚集的動(dòng)力。

[1] Hunt J M.Generation and migration of petroleum from abnormally pressured fluid compartments[J].AAPG Bulletin,1990,74(1):1-12.

[2] Spencer C W.Hydrocarbon generation as a mechanism for overpressuring in Rocky Mountain region[J].AAPG Bulletin,1987,71(8):368-388.

[3] Hindle A D.Petroleum migration pathways and charge concentration;a three-dimensional model[J].AAPG Bulletin,1997,81(9):1451-1481.

[4] Terken J M J,Frewin N L,Indrelid S L.Petroleum systems of Oman:Charge timing and risks[J].AAPG Bulletin,2001,85(10):817-1845.

[5] 郝芳.超壓盆地生烴作用動(dòng)力學(xué)與油氣成藏機(jī)理[M].北京:科學(xué)出版社,2005:137-239.

Hao Fang.Kinetics of hydrocarbon generation and mechanisms of petroleum accumulation in overpressure basin[M].Beijing:Science Press,2005:137-239.

[6] 陳中紅,查明.盆地流體與油氣成藏[M].北京:科學(xué)出版社,2013:3-161.

Chen Zhonghong,Zha Ming.Basin fluid and hydrocarbon accumulation[M].Beijing:Science Press,2013:3-161.

[7] 黃娟,葉德燎,韓彧.超深層油氣藏石油地質(zhì)特征及其成藏主控因素分析[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2016,38(5):635-640.

Huang Juan,Ye Deliao,Han Yu.Petoleum geology features and accumulation controls for ultra-deep oil and gas reservoirs[J].Petroleum Geology & Experiment,2016,38(5):635-640.

[8] 王勇,宋國奇,劉惠民,等.濟(jì)陽坳陷頁巖油富集主控因素[J].油氣地質(zhì)與采收率,2015,22(4):20-25.

Wang yong,song guoqi,liu huimin,et al.Main control factors of enrichment characteristics of shale oil in Jiyang Depression[J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency,2015,22(4):20-25.

[9] 譚紹泉,曾治平,宮亞軍,等.準(zhǔn)噶爾盆地腹部超壓控制烴、儲(chǔ)演化與油氣充注過程[J].斷塊油氣田,2014,21(3):287-291.

Tan Shaoquan,Zeng Zhiping,Gong Yajun,et al.Control of abnormal overpressure on hydrocarbon-reservoir evolution and hydrocarbon filling process in central of Junggar Basin[J].Fault-Block Oil and Gas Field,2014,21(3):287-291.

[10] 解習(xí)農(nóng),李思田,劉曉峰,等.異常壓力盆地流體動(dòng)力學(xué)[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,2006:107-179.

Xie Xinong,Li Sitian,Liu Xiaofeng,et al.Basin fluid dynamics in abnormally pressured environments[M].Wuhan:China University of Geosciences Press,2006:107-179.

[11] Osborne M J,Swarbrick R E.Mechanisms for generating overpressure in sedimentary basins;A reevaluation[J].AAPG Bulletin,1997,81(6):1023-1041.

[12] 申家年,叢永山,毛立全,等.松遼盆地古龍凹陷葡萄花油層超壓成因[J].地質(zhì)科學(xué),2009,44(2):502-512.

Shen Jianian,Cong Yongshan,Mao Liquan,et al.Mechanism of Putaohua oil layer’s overpressure in the Gulong Sag,Songliao Basin[J].Chinese Journal of Geology,2009,44(2):502-512.

[13] 操應(yīng)長(zhǎng),徐濤玉,王艷忠,等.東營(yíng)凹陷古近系儲(chǔ)層超壓成因及其成藏意義[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,31(3):34-38.

Cao Yingchang,Xu Taoyu,Wang Yanzhong,et al.The origin of reservoir overpressure and its implication in hydrocarbon accumulation in the Paleogene of Dongying Depression[J].Journal of Southwest Petroleum University(Science & Technology Edition),2009,31(3):34-38.

[14] Satti I A,Ghosh D P,Yusoff W I W,et al.Origin of overpressure in a field in the southwestern Malay Basin[J].SPE Drilling & Completion,2015,30(3):198-211.

[15] 劉金水.西湖凹陷平湖構(gòu)造帶地層壓力特征及與油氣分布的關(guān)系[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,42(1):60-69.

Liu Jinshui.Characteristics of formation pressure and their relationship with hydrocarbon distribution in Pinghu tectonic belt of Xihu Sag,East China Sea[J].Journal of Chengdu University of Technology(Science & Technology Edition),2015,42(1):60-69.

[16] 葉加仁,顧惠榮,賈健誼.東海陸架盆地西湖凹陷油氣成藏動(dòng)力學(xué)[J].天然氣工業(yè),2005,25(12):5-8.

Ye Jiaren,Gu Huirong,Jia Jianyi.Research on the hydrocarbon accumulation dynamics of Xihu Sag,East China Sea Shelf Basin[J].Natural Gas Industry,2005,25(12):5-8.

[17] 姜文斌,陳永進(jìn),李敏.東海盆地西湖凹陷成藏動(dòng)力系統(tǒng)特征[J].特種油氣藏,2011,18(5):33-36.

Jiang Wenbin,Chen Yongjin,Li Min.Characteristics of migration-accumulation dynamic system in the Xihu Depression,East China Sea Basin[J].Special Oil and Gas Reservoirs,2011,18(5):33-36.

[18] Chow Y K,Yong D M,Yong K Y,et al.Dynamic compaction analysis[J].Journal of Geotechnical Engineering,1992,118(8):1141-1157.

[19] Tingay M R P,Hillis R R,Swarbrick R E,et al.Origin of overpressure and pore-pressure prediction in the Baram province,Brunei[J].AAPG Bulletin,2009,93(1):51-74.

[20] 何將啟.東海西湖凹陷構(gòu)造—熱歷史分析[D].上海:同濟(jì)大學(xué),2004:92.

He Jiangqi.Tectono-thermal history of Xihu Depression,East China Sea[D].Shanghai:Tongji University,2004:92.

[21] Yang Fengli,Yu Haixiao,Zhang Qinglin,et al.Correlations between shortening rate,uplift rate,and inversion rate in central inversion zone of Xihu Depression,East China Sea Basin[J].Journal of Earth Science,2009,20(4):699-708.

[22] 胡望水,蔡峰,胡芳,等.東海西湖凹陷平湖斜坡帶裂陷期變換構(gòu)造特征及其演化規(guī)律[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2010,32(3):7-12.

Hu Wangshui,Cai Feng,Hu Fang,et al.The characteristics of tectonic transform evolutional rules of chasmic cycles in Pinghu Slope of Xihu Depression of East China Sea[J].Journal of Oil and Gas Technology,2010,32(3):7-12.

[23] 陳琳琳,王文強(qiáng).東海陸架盆地西湖凹陷深層烴源巖探討[J].海洋石油,1999(2):1-8.

Chen Linlin,Wang Wenqiang.Discussion on the source rock of deep strata in Xihu trough,the East China Sea[J].Offshore Oil,1999(2):1-8.

[24] 仝志剛,賀清,何仕斌,等.東海西湖凹陷地溫場(chǎng)及其對(duì)烴源巖的作用[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2009,31(5):466-471.

Tong Zhigang,He Qing,He Shibin,et al.Geothermal field and its effecton source rock in the Xihu Sag,the East China Sea Basin[J].Petroleum Geology & Experiment,2009,31(5):466-471.

[25] 徐國盛,趙莉莉,徐發(fā),等.西湖凹陷某構(gòu)造花港組致密砂巖儲(chǔ)層的滲流特征[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012,39(2):113-121.

Xu Guosheng,Zhao Lili,Xu Fa,et al.Seepage flow characteristics of tight sandstone reservoirs in Huagang Formation in a certain structure of Xihu Depression in East China Sea Basin[J].Journal of Chengdu University of Technology(Science & Technology Edition),2012,39(2):113-121.

[26] 蔡全升,胡明毅,胡忠貴,等.東海盆地西湖凹陷中央隆起帶古近系花港組儲(chǔ)層特征及成巖孔隙演化[J].天然氣地球科學(xué),2013,24(4):733-740.

Cai Quansheng,Hu Mingyi,Hu Zhonggui,et al.Reservoir characteristics and evolution of diagenetic porosity of Huagang Formation of Paleogene in the central anticlinal belt of Xihu Sag,Donghai Basin[J].Natural Gas Geoscience,2013,24(4):733-740.

[27] 張遠(yuǎn)興.東海西湖凹陷流體動(dòng)力場(chǎng)演化及其對(duì)油氣成藏的影響作用[D].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢),2009:1-6.

Zhang Yuanxing.The evolution of fluid dynamic field and its impaction on hydrocarbon accumulation in Xihu depression,East China Sea Shelf Basin[D].Wuhan:China University of Geoscience(Wuhan),2009:1-6.

[28] Eadington P J,Hamilton P J,Bai G P.Fluid history analysis：A new concept for prospect evaluation[J].APEA Journal,1991,31(1):282-294.

[29] Oxtoby N H,Mitchell A W,Gluyas J G.The filling and emptying of the Ula Oilfield:Fluid inclusion constraints[M]//Cubitt J M,England W A.The geochemistry of reservoirs.London,UK:Geological Society Special Publications,1995:141-157.

[30] 王飛宇,金之鈞,呂修祥,等.含油氣盆地成藏期分析理論和新方法[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2002,17(5):754-762.

Wang Feiyu,Jin Zhijun,Lv Xiuxiang,et al.Timing of petroleum accumulation:Theory and new methods[J].Advance in Earth Sciences,2002,17(5):754-762.

(編輯 徐文明)

Coupling of abnormal overpressure and hydrocarbon charging:A case from the Huagang and Pinghu formations of Xihu Sag, East China Sea Shelf Basin

Chen Zhiyuan1, Xu Zhixing2, Chen Fei1, Xu Guosheng1, Zhang Wu2

(1.StateKeyLaboratoryforOil&GasReservoirGeology&DevelopmentEngineering(ChengduUniversityofTechnology),Chengdu,Sichuan610059,China; 2.ShanghaiBranchofCNOOC(China)Ltd,Shanghai200030,China)

Abnormal overpressure in the Huagang and Pinghu formations of the Xihu Sag, East China Sea Shelf Basin was studied based on sonic logging data, organic geochemistry and fluid inclusion testing. The abnormal pressure mainly originated from the lower Huagang Formation, and featured a “step type” distribution in the Xihu Sag. The top interface of high pressure becomes older from the Pinghu tectonic zone to the central inversion structural belt and from the edge to the center of the sag. Conductive overpressure due to the injection of high pressure fluid developed in the study area, and corresponds to good oil and gas reservoirs, which showed that the development of abnormal pressure and hydrocarbon charging had consistency in space. The evolution process of residual formation pressure was simulated using the basin simulation software, indicating that Miocene (15-7 Ma) and Pliocene to Quaternary (3-0 Ma) were the two key periods of residual formation pressure. Hydrocarbon charging history showed that hydrocarbon charging took place twice in the middle-late Miocene and the early Pliocene, which indicated that the development of abnormal pressure and hydrocarbon charging had consistency in time. Therefore, the abnormal overpressure of the Huagang and Pinghu formations coupled in time and space with hydrocarbon charging.

abnormal overpressure; hydrocarbon charging; Huagang Formation; Pinghu Formation; East China Sea Shelf Basin

2016-09-14；

2017-02-09。

陳智遠(yuǎn)(1987—)，男，在讀博士生，從事石油地質(zhì)研究。E-mail：czy880209@yeah.net。

中海油上海分公司重點(diǎn)項(xiàng)目(CCL2014SHPS0014RSI)資助。

1001-6112(2017)02-0186-09

10.11781/sysydz201702186

TE122.3

A