四川盆地涪陵地區(qū)頁(yè)巖儲(chǔ)層壓力預(yù)測(cè)及高壓形成機(jī)制分析

陳亞琳，郁 飛，羅 兵，鄒賢軍

(中國(guó)石化 江漢油田分公司 勘探開發(fā)研究院，武漢 430223)

異常高壓是海相頁(yè)巖氣富集高產(chǎn)的關(guān)鍵因素，地層壓力是影響頁(yè)巖氣水平井部署和產(chǎn)能的重要因素[1-3]。四川盆地涪陵頁(yè)巖氣田實(shí)際開發(fā)效果表明，在涪陵一期產(chǎn)建區(qū)地層壓力系數(shù)與產(chǎn)能具有較好的正相關(guān)關(guān)系；在涪陵二期產(chǎn)建區(qū)，構(gòu)造特征復(fù)雜，地層壓力變化較大，如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地層壓力非常重要。國(guó)內(nèi)外關(guān)于地層壓力預(yù)測(cè)的方法和模型有多種，多數(shù)是基于1943年TERZAGHI建立的孔隙壓力與有效應(yīng)力的關(guān)系準(zhǔn)則[4]，具有代表性的方法主要有：等效深度法(1965)、Eaton法(1976)、Bowers法(1995)、Fillippone法(1982)和Eberhart-Phillips法(1985)等。這些方法都是基于國(guó)外壓力數(shù)據(jù)建立的模型，具有較強(qiáng)的區(qū)域特征。國(guó)內(nèi)在利用上述模型開展壓力預(yù)測(cè)時(shí)，需要采取一定的改進(jìn)措施[5-6]。在三維壓力預(yù)測(cè)方面，如何準(zhǔn)確獲得地層速度是區(qū)域壓力預(yù)測(cè)的關(guān)鍵。早在1968年P(guān)ENNEBAKER[5]就提出利用地震層速度預(yù)測(cè)地層壓力，但受速度譜分辨率的限制，地層壓力預(yù)測(cè)的精度并不高；隨著地震處理技術(shù)的發(fā)展和地震反演方法在速度處理中的應(yīng)用[7-9]，使得地震速度的分辨率得到極大改善，為提高區(qū)域壓力預(yù)測(cè)精度提供了基礎(chǔ)。

目前在涪陵地區(qū)頁(yè)巖儲(chǔ)層的地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)和高壓形成機(jī)制方面開展的研究較少，筆者在對(duì)現(xiàn)有壓力預(yù)測(cè)方法的原理及適用性分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合涪陵頁(yè)巖氣田龍馬溪組頁(yè)巖氣層的地質(zhì)特點(diǎn)和資料情況，以Eaton法為基礎(chǔ)，通過(guò)改進(jìn)正常壓實(shí)趨勢(shì)線的建立方法提高單井地層孔隙壓力預(yù)測(cè)的精度，并聯(lián)合測(cè)井、地震速度資料，建立了以廣義線性高精度速度反演為核心、單井高精度孔隙壓力預(yù)測(cè)為約束的三維地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)流程，為涪陵頁(yè)巖氣田儲(chǔ)層壓力預(yù)測(cè)提供理論依據(jù)。同時(shí)，對(duì)涪陵地區(qū)頁(yè)巖層段高壓成因機(jī)制進(jìn)行探索研究，為頁(yè)巖儲(chǔ)層地層壓力預(yù)測(cè)的發(fā)展方向提出建議。

1 地層壓力預(yù)測(cè)方法

目前，國(guó)內(nèi)外常用且使用效果較好的地層壓力預(yù)測(cè)方法主要有Fillippone法、Bowers法和Eaton法3種。其中，F(xiàn)illippone法[10]是根據(jù)速度與孔隙壓力變化的規(guī)律預(yù)測(cè)地層壓力，該方法不依賴正常壓實(shí)趨勢(shì)線；Bowers法是一種有效應(yīng)力法，該方法提出加載、卸載曲線的概念，認(rèn)為不同的高壓成因其有效應(yīng)力與聲波速度的變化遵循不同的曲線關(guān)系[11]。理論上來(lái)說(shuō)，這2種方法對(duì)于同時(shí)存在欠壓實(shí)、流體膨脹等多種成因機(jī)制的高壓預(yù)測(cè)效果較好。但2種方法的計(jì)算公式中均涉及多個(gè)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，參數(shù)具有極強(qiáng)的區(qū)域性，參數(shù)準(zhǔn)確性直接影響預(yù)測(cè)結(jié)果的精度，在井資料或測(cè)壓資料缺少的地區(qū)應(yīng)用受限[12]。而Eaton法由于涉及參數(shù)少，方法容易實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用最為廣泛。

涪陵頁(yè)巖氣田高壓成因機(jī)制復(fù)雜，且實(shí)際測(cè)壓資料較少，選用Bowers或Fillippone法關(guān)鍵參數(shù)的求取十分困難。通過(guò)對(duì)研究區(qū)已鉆井巖性、電性特征分析，發(fā)現(xiàn)在韓家店組中上部泥巖地層中存在正常壓實(shí)的泥巖段，而在龍馬溪組下部—五峰組的高壓段聲波速度、密度存在明顯反轉(zhuǎn)，因此，本次選用Eaton法作為涪陵地區(qū)預(yù)測(cè)地層孔隙壓力的首選。

1.1 Eaton法基本原理

Eaton法是EATON在1972年提出的一種基于正常壓實(shí)趨勢(shì)線計(jì)算地層壓力的方法，是基于有效應(yīng)力和泥巖壓實(shí)理論提出的。該方法的前提是給出一個(gè)假定的沉積壓實(shí)條件，它利用的是孔隙壓力和聲波時(shí)差、速度等參數(shù)的冪函數(shù)關(guān)系，這種關(guān)系不隨巖性或深度的變化而變化，其一般公式形式為[13]：

Pp=Po-(Po-Pw)(νinst/νn)N

(1)

式中：Pp為預(yù)測(cè)地層孔隙壓力，MPa；Po為靜巖壓力，MPa；Pw為靜水壓力，MPa；νn為正常壓實(shí)地層的速度，m/s；νinst為地層實(shí)測(cè)的聲波速度，m/s；N為冪指數(shù)，無(wú)量綱。指數(shù)N隨地區(qū)和地質(zhì)年代的不同而變化，需要根據(jù)區(qū)域的實(shí)測(cè)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試獲取。

國(guó)外研究結(jié)果表明，對(duì)于存在流體膨脹機(jī)制的超壓地層，采用原始的Eaton法預(yù)測(cè)結(jié)果可能會(huì)偏低，但通過(guò)調(diào)整正常趨勢(shì)線或者伊頓指數(shù)N，增大正常壓實(shí)地層的速度，降低有效應(yīng)力，可以使得預(yù)測(cè)的地層孔隙壓力增大，預(yù)測(cè)的壓力數(shù)據(jù)將沿卸載曲線分布，從而彌補(bǔ)流體膨脹等其他壓力成因引起的超壓[11]。因此，理論上來(lái)說(shuō)，只要建立的正常壓實(shí)趨勢(shì)線合理、伊頓指數(shù)N可靠，Eaton法可以滿足欠壓實(shí)、流體膨脹等多種成因機(jī)制的壓力預(yù)測(cè)。

1.2 預(yù)測(cè)方法改進(jìn)

Eaton法在實(shí)際應(yīng)用中預(yù)測(cè)精度受正常壓實(shí)趨勢(shì)線的制約明顯。針對(duì)這一問(wèn)題，本文結(jié)合涪陵頁(yè)巖氣田巖性、構(gòu)造、巖石物理性質(zhì)的變化特征，通過(guò)以下3個(gè)步驟對(duì)正常壓實(shí)趨勢(shì)線的建立過(guò)程進(jìn)行控制：

(1)縱向上分段、多井建立：涪陵地區(qū)沉積過(guò)程中地層巖性縱向上存在明顯的變化，需要對(duì)不同巖性的地層分段建立壓實(shí)趨勢(shì)線；

(2)平面上分區(qū)建立：對(duì)于穩(wěn)定沉積的區(qū)域，應(yīng)該具有統(tǒng)一的正常壓實(shí)趨勢(shì)，而涪陵地區(qū)經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的改造，平面上速度由北往南也存在明顯差異，本次以聲波速度曲線的橫向變化為基礎(chǔ)，以三級(jí)斷裂為界分區(qū)塊建立正常壓實(shí)趨勢(shì)線，采用默認(rèn)Eaton指數(shù)對(duì)地層壓力進(jìn)行初算；

(3)利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，反復(fù)調(diào)試修正：利用地層壓力測(cè)試數(shù)據(jù)、泥漿密度曲線等數(shù)據(jù)，對(duì)初算的地層壓力結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，反復(fù)調(diào)整正常壓實(shí)趨勢(shì)線和Eaton指數(shù)，直至二者吻合，由此得到最終的正常壓實(shí)趨勢(shì)線。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 研究區(qū)概況

涪陵頁(yè)巖氣田構(gòu)造位置位于四川盆地東南構(gòu)造區(qū)川東高陡褶皺帶的東南部，研究區(qū)主體位于萬(wàn)縣復(fù)向斜，處于江南雪峰造山系峰帶。受江南雪峰造山帶由南東向北西的遞進(jìn)變形影響，研究區(qū)總體呈北東向隆凹相間的構(gòu)造格局，局部受后期改造出現(xiàn)北西向構(gòu)造，具有明顯的南東強(qiáng)北西弱、南東早北西晚的遞進(jìn)變形特征[14]。涪陵頁(yè)巖氣田勘探開發(fā)主要目的層為上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組，整體處于相對(duì)安靜的淺水—深水陸棚沉積環(huán)境，發(fā)育一套暗色碳質(zhì)、硅質(zhì)頁(yè)巖。鉆探結(jié)果顯示，該套富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖整體分布穩(wěn)定，自上而下頁(yè)巖顏色加深，有機(jī)碳含量增高。其中，五峰—龍馬溪組一亞段地層儲(chǔ)集性能好，有機(jī)質(zhì)豐度高，含氣性好，為目前主要開發(fā)層系。五峰—龍馬溪組一亞段地層普遍具有高壓特征，一期主體區(qū)鉆井液相對(duì)密度在1.3～1.45 g/cm3之間，JYA井實(shí)測(cè)地層壓力系數(shù)1.37；在二期產(chǎn)建區(qū)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)塊，鉆井液密度更高，普遍在1.5～1.7 g/cm3之間，水平井微注入試驗(yàn)測(cè)試地層壓力系數(shù)1.6左右。

2.2 地層壓力預(yù)測(cè)

2.2.1 單井地層壓力預(yù)測(cè)

準(zhǔn)確的單井地層壓力求取是開展三維地層壓力預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，單井壓力預(yù)測(cè)主要包括：上覆壓力求取、單井正常壓實(shí)趨勢(shì)線建立、壓力預(yù)測(cè)模型參數(shù)優(yōu)選和地層壓力計(jì)算4個(gè)部分。其中，正常壓實(shí)趨勢(shì)線建立和壓力預(yù)測(cè)模型參數(shù)優(yōu)選是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

(1)正常壓實(shí)趨勢(shì)線的建立?；谇笆稣簩?shí)趨勢(shì)線的改進(jìn)方法，在對(duì)涪陵地區(qū)三級(jí)構(gòu)造單元?jiǎng)澐值幕A(chǔ)上，利用多井聲波速度趨勢(shì)分區(qū)塊建立正常壓實(shí)趨勢(shì)線。依據(jù)三級(jí)斷裂及主要構(gòu)造形態(tài)，涪陵頁(yè)巖氣田可以劃分為11個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元，現(xiàn)以一期產(chǎn)建區(qū)為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。一期產(chǎn)建區(qū)位于涪陵地區(qū)焦石壩背斜帶上，已鉆導(dǎo)眼井6口，縱向巖性特征基本一致，在韓家店組頂部存在明顯的地層沉積間斷，上下地層巖性存在明顯差異，上部地層以灰?guī)r沉積為主，下部地層以泥頁(yè)巖沉積為主。利用純泥巖段特征明顯的5口井，對(duì)原始聲波速度曲線進(jìn)行泥巖趨勢(shì)過(guò)濾，分別對(duì)上奧陶統(tǒng)五峰組—中志留統(tǒng)韓家店組的大套泥頁(yè)巖地層和上覆的灰?guī)r地層建立壓實(shí)趨勢(shì)線(圖1)。

(2)預(yù)測(cè)模型參數(shù)的確定。JYA井2 360.1 m地層DST實(shí)測(cè)地層壓力32.31 MPa，地層壓力系數(shù)為1.37，以該井?dāng)?shù)據(jù)為標(biāo)定，確定涪陵地區(qū)單井孔隙壓力預(yù)測(cè)模型參數(shù)。由于實(shí)測(cè)壓力數(shù)據(jù)僅有一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，縱向上地層壓力的分布趨勢(shì)主要參考鉆井液密度曲線，求取得到的Eaton指數(shù)N為2.8。將JYA井模型參數(shù)應(yīng)用于其他井，并用實(shí)鉆信息進(jìn)行驗(yàn)證。如一期產(chǎn)建區(qū)中JYB井五峰—龍馬溪組下段(2 524～2 575 m)槽面顯示有孔狀氣泡，鉆井液密度1.4 g/cm3，采用模型參數(shù)預(yù)測(cè)的地層壓力系數(shù)為1.43，略高于鉆井液密度，說(shuō)明預(yù)測(cè)結(jié)果比較合理。

圖1 四川盆地涪陵地區(qū)正常壓實(shí)趨勢(shì)線示意

(3)單井壓力預(yù)測(cè)。采用上述方法對(duì)涪陵頁(yè)巖氣田導(dǎo)眼井進(jìn)行孔隙壓力預(yù)測(cè)，認(rèn)為涪陵地區(qū)泥頁(yè)巖地層孔隙壓力具有如下特點(diǎn)(圖2)：自上而下呈“三段式”分布特征，即韓家店組中部以上地層為常壓帶，孔隙壓力系數(shù)為0.9～1.1；韓家店組下部地層孔隙壓力系數(shù)逐漸增加，至龍馬溪組上部為壓力過(guò)渡帶，地層壓力系數(shù)為1.1～1.3；龍馬溪組下部—五峰組地層為高壓帶，孔隙壓力系數(shù)為1.3～1.6，其中，二期構(gòu)造復(fù)雜區(qū)塊受構(gòu)造擠壓產(chǎn)生的增壓作用明顯，位于平橋區(qū)塊的井地層孔隙壓力系數(shù)均大于1.5。

2.2.2 三維壓力預(yù)測(cè)

在井上確立了壓力預(yù)測(cè)的模型和參數(shù)，即可用于三維地層孔隙壓力預(yù)測(cè)。Eaton法進(jìn)行地層壓力預(yù)測(cè)的原理是通過(guò)比較井點(diǎn)速度與正常壓實(shí)趨勢(shì)線的偏離程度，偏離越大，表明地層壓力越大，因此，三維地層孔隙壓力預(yù)測(cè)的成敗取決于地震速度的精度[15]。

(1)高精度速度場(chǎng)建立。傳統(tǒng)地震層速度的獲得是利用常規(guī)地震資料處理的均方根速度通過(guò)Dix公式轉(zhuǎn)換得到，縱向分辨率低[16]，而且轉(zhuǎn)換后的層速度與實(shí)際的測(cè)井速度往往存在較大誤差，直接采用處理得到的速度體進(jìn)行壓力預(yù)測(cè)會(huì)導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差，不能反映真實(shí)的地層壓力。本次聯(lián)合測(cè)井、地震信息，在高精度速度分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)井約束的廣義線性速度反演獲得高精度的三維速度場(chǎng)，以提高三維地層孔隙壓力預(yù)測(cè)的精度。首先，通過(guò)疊前噪聲壓制、信號(hào)加強(qiáng)、超道集等一系列道集優(yōu)化處理技術(shù)，提高原始CRP道集的信噪比，使得速度譜能量團(tuán)更加集中(圖3)；第二，以初始速度體V0為基礎(chǔ)，開展高精度速度分析，通過(guò)加密速度解釋網(wǎng)格、提高目的層段縱向的樣點(diǎn)拾取精度，并以聲波測(cè)井速度作為趨勢(shì)約束，提高地震速度與地層速度的相關(guān)性；第三，通過(guò)“三步法”得到高精度層速度體，包括三維約束Dix反演層速度、基于井約束的低頻背景趨勢(shì)校正、基于井約束的速度廣義線性反演，提高層速度的精度和分辨率。

(2)三維壓力預(yù)測(cè)效果。涪陵地區(qū)構(gòu)造特征復(fù)雜，三維地層壓力預(yù)測(cè)采用統(tǒng)一的正常壓實(shí)趨勢(shì)線會(huì)造成預(yù)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差?；诜謪^(qū)建立的正常壓實(shí)趨勢(shì)線，通過(guò)地質(zhì)建模建立橫向變化的背景壓實(shí)趨勢(shì)模型，再結(jié)合高精度處理的層速度體，采用Eaton法對(duì)涪陵地區(qū)三維孔隙壓力進(jìn)行預(yù)測(cè)。

圖2 四川盆地涪陵地區(qū)JYA井地層壓力剖面

圖3 四川盆地涪陵地區(qū)道集優(yōu)化處理前后速度譜對(duì)比示意

圖4 四川盆地涪陵地區(qū)頁(yè)巖層段地層壓力系數(shù)分布

涪陵地區(qū)五峰—龍馬溪組下段的地層壓力預(yù)測(cè)結(jié)果表明(圖4)，地層壓力系數(shù)東低西高，與構(gòu)造變形強(qiáng)度東強(qiáng)西弱的認(rèn)識(shí)相對(duì)應(yīng)。東帶地層壓力系數(shù)整體較低，小于1.2；西帶普遍存在高壓特征，地層壓力系數(shù)大于1.3。其中，在一期產(chǎn)建區(qū)西南部和東西兩翼的斷裂復(fù)雜帶地層壓力系數(shù)偏低，與構(gòu)造作用導(dǎo)致壓力釋放有關(guān)；在二期平橋、江東等構(gòu)造復(fù)雜區(qū)塊，局部地層壓力系數(shù)大于1.5，可能與強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓作用有關(guān)。

2.3 高壓成因機(jī)制分析

2.3.1 異常高壓形成機(jī)制判別方法

異常高壓成因機(jī)制多種多樣，包括不平衡壓實(shí)、生烴作用、水熱增壓、黏土礦物脫水、流體密度差異和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等十余種。依據(jù)沉積壓實(shí)過(guò)程中的力學(xué)關(guān)系，可以將主要的高壓形成機(jī)制分為3類(表1)。其中，加載、卸載2類機(jī)制引起的異常高壓是研究的重點(diǎn)[17-20]。

沉積壓實(shí)過(guò)程中力學(xué)關(guān)系的實(shí)質(zhì)是研究有效應(yīng)力與孔隙變形之間的關(guān)系，與孔隙變形相關(guān)的測(cè)井曲線主要有聲波速度、電阻率、密度等，不同的高壓成因機(jī)制在泥巖段具有不同的測(cè)井響應(yīng)特征，其有效應(yīng)力與聲波速度、密度等的變化遵循不同的曲線關(guān)系。當(dāng)?shù)貙犹幱谡簩?shí)、欠平衡壓實(shí)狀態(tài)或受到強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓作用時(shí)，會(huì)造成垂直有效應(yīng)力持續(xù)增加或保持不變，沉積物處于一種逐漸加載或維持原有載荷的力學(xué)過(guò)程，此時(shí)聲波速度—垂直有效應(yīng)力關(guān)系曲線符合加載曲線關(guān)系(圖5a)[17]；在波速—密度交會(huì)圖中，隨著密度增加，聲波速度也會(huì)逐漸增加。其中，構(gòu)造擠壓機(jī)制可以認(rèn)為是處于一種三維壓實(shí)狀態(tài)，是加載速率更快的加載過(guò)程，曲線形態(tài)與欠壓實(shí)的加載曲線形態(tài)明顯不同。當(dāng)?shù)貙又写嬖诹黧w膨脹作用時(shí)，導(dǎo)致孔隙體積增加而垂直有效應(yīng)力在原始狀態(tài)基礎(chǔ)上減小，為地層的沉積卸載過(guò)程，此時(shí)反映巖石卸載過(guò)程的聲波速度—垂直有效應(yīng)力關(guān)系曲線符合卸載曲線(圖5b)[17]，聲波速度、電阻率曲線出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，而密度曲線變化不大；在聲波速度—密度交會(huì)圖中，聲波速度會(huì)迅速降低，密度則保持不變或緩慢減小。

表1 異常高壓形成機(jī)制分類

圖5 聲波速度與垂直有效應(yīng)力關(guān)系曲線[17]

超壓形成機(jī)制判別主要包括3個(gè)步驟：首先，基于泥質(zhì)含量提取純泥巖的聲波速度、密度、電阻率等曲線數(shù)據(jù)；其次，依據(jù)聲波速度、密度等曲線變化趨勢(shì)，判斷是否存在反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，并提取反轉(zhuǎn)點(diǎn)附近泥巖段的聲波速度—密度交會(huì)圖，區(qū)分加載和卸載機(jī)制；最后，綜合區(qū)域構(gòu)造背景、應(yīng)力測(cè)量結(jié)果以及聲波速度—密度加載曲線形態(tài)，判斷是否存在再次加載的機(jī)制(構(gòu)造作用)。

2.3.2 高壓成因機(jī)制分析

涪陵地區(qū)多口井純泥巖段的聲波速度、密度、電阻率縱向分布特征表明，在韓家店組上部的正常壓實(shí)段，波速、密度、電阻率曲線在對(duì)比圖中均無(wú)明顯偏轉(zhuǎn)；在龍馬溪組下部—五峰組目的頁(yè)巖層段，普遍存在高壓特征，聲波速度、電阻率和密度測(cè)井曲線均發(fā)生了明顯反轉(zhuǎn)，說(shuō)明存在加載類的高壓機(jī)制類型。

以焦石壩背斜帶JYA井和平橋背斜JYC井為例，分別提取2口井反轉(zhuǎn)點(diǎn)附近泥巖段的聲波速度和密度數(shù)據(jù)，制作二者的交會(huì)圖(圖6)，認(rèn)為在目的頁(yè)巖層段除了存在加載機(jī)制的高壓成因外，還存在卸載機(jī)制(流體膨脹)的高壓成因。研究表明，川東南地區(qū)五峰—龍馬溪組頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型為Ⅰ型，頁(yè)巖熱演化程度較高，Ro介于2%～3.5%，達(dá)到了油氣生成的后期階段[21-22]；涪陵地區(qū)在燕山晚期進(jìn)入主生氣期，烴類氣體集中大量生成，頁(yè)巖層的生烴量遠(yuǎn)高于排烴量，頁(yè)巖儲(chǔ)層壓力顯著增高。因此，生烴作用為涪陵地區(qū)頁(yè)巖地層高壓的重要成因機(jī)制之一。

從JYC井的聲波速度—密度交會(huì)圖(圖6b)上還能明顯看出加載曲線存在明顯的拐點(diǎn)，認(rèn)為加載機(jī)制中除原始沉積的欠壓實(shí)機(jī)制外，還可能存在構(gòu)造擠壓機(jī)制[23]。前人研究表明，涪陵地區(qū)經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，在燕山期遭受了由南東至北西強(qiáng)烈的擠壓作用，平面上構(gòu)造變形強(qiáng)度具有明顯差異性。JYA井位于一期產(chǎn)建區(qū)內(nèi)，處于焦石壩背斜核部，構(gòu)造變形強(qiáng)度較弱，聲波速度—密度交會(huì)圖(圖6a)中構(gòu)造擠壓機(jī)制不明顯，高壓成因機(jī)制以生烴作用、欠壓實(shí)為主。JYC井位于涪陵頁(yè)巖氣田南部的平橋背斜上，為一狹長(zhǎng)的窄陡背斜，構(gòu)造變形指數(shù)要高于一期產(chǎn)建區(qū)；聲波速度—密度交會(huì)圖(圖6b)中其加載曲線具有明顯的拐點(diǎn)，呈兩段式分布，說(shuō)明平橋區(qū)塊與一期產(chǎn)建區(qū)相比遭受了更劇烈的構(gòu)造擠壓，高壓成因機(jī)制以生烴作用、欠壓實(shí)和構(gòu)造擠壓為主。

圖6 四川盆地涪陵地區(qū)五峰—龍馬溪組頁(yè)巖層段聲波速度與密度交會(huì)圖

綜合分析認(rèn)為，涪陵地區(qū)目的頁(yè)巖層段的壓力異常是由欠壓實(shí)、生烴作用、構(gòu)造擠壓3種機(jī)制混合作用所致，其中構(gòu)造擠壓在不同構(gòu)造帶發(fā)揮的作用不一樣?，F(xiàn)階段研究認(rèn)為，一期產(chǎn)建區(qū)構(gòu)造擠壓機(jī)制較弱，在二期構(gòu)造復(fù)雜區(qū)塊，構(gòu)造擠壓作用也是產(chǎn)生異常壓力的重要機(jī)制之一。

本次僅對(duì)涪陵地區(qū)目的頁(yè)巖層段的高壓形成機(jī)制做了探索性研究，尚需要進(jìn)一步結(jié)合區(qū)域沉積背景、構(gòu)造演化特征、曲線變化特征，對(duì)縱向上每一段壓力異常的成因機(jī)制進(jìn)行深入分析，研究每種超壓機(jī)制出現(xiàn)的時(shí)期、頂?shù)捉缑嬉约皩?duì)壓力系統(tǒng)的具體影響。同時(shí)，在高壓機(jī)制明確和新鉆井實(shí)測(cè)壓力數(shù)據(jù)豐富的基礎(chǔ)上，綜合Eaton法、Bowers法等方法進(jìn)一步改進(jìn)頁(yè)巖氣地層壓力預(yù)測(cè)方法。

3 結(jié)論

(1)采用改進(jìn)后的Eaton方法，在涪陵地區(qū)頁(yè)巖儲(chǔ)層單井孔隙壓力預(yù)測(cè)中取得較好的應(yīng)用效果，建立的以廣義線性速度反演為核心的井控速度精細(xì)處理流程，可以有效提高層速度場(chǎng)的處理精度，為準(zhǔn)確開展涪陵地區(qū)三維孔隙壓力預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

(2)涪陵地區(qū)志留系地層孔隙壓力縱向上呈“三段式”分布特征，自上而下地層壓力系數(shù)逐漸增加，由常壓地層向高壓層逐漸過(guò)渡。其中，龍馬溪組下部—五峰組的目的頁(yè)巖層段為高壓帶，孔隙壓力系數(shù)在1.3～1.6。

(3)根據(jù)巖石加載和卸載時(shí)不同的測(cè)井曲線響應(yīng)特征，通過(guò)聲波速度—密度交會(huì)圖，結(jié)合區(qū)域有機(jī)質(zhì)演化特征和構(gòu)造地質(zhì)特征，可以對(duì)涪陵地區(qū)目的頁(yè)巖層段的高壓成因機(jī)制進(jìn)行判別。

(4)涪陵地區(qū)志留系的壓力異常是由欠壓實(shí)、生烴作用和構(gòu)造擠壓3種機(jī)制共同作用的結(jié)果。其中，生烴作用是目的頁(yè)巖層段產(chǎn)生超壓的主要機(jī)制，構(gòu)造作用在構(gòu)造復(fù)雜區(qū)塊是產(chǎn)生壓力異常的重要機(jī)制之一。

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