东濮凹陷柳屯洼陷泥岩裂缝超压形成机制

摘 要：欠压实作用p生烃作用p构造挤压作用是可以产生大规模超压的主要机制。压实不均衡导致的欠压实作用是新生代盆地由于快速沉降造成的异常高压的主要成因机理；生烃作用和原油裂解成气是生烃中心范围内产生异常高压的主要机制；构造挤压则是在具有强烈挤压背景下产生异常高压的重要机制。对于盐湖盆地中的膏盐剖面，矿物脱水导致的孔隙流体体积增加引起的增压式超压形成的重要机制之一。

关键词：东濮凹陷；柳屯洼陷；超压；形成机制

超压是相对于正常流体压力而言的，当实际流体压力高于其相同深度的正常流体压力，则称为超压。实践证明油气藏的形成和分布于超压关系密切[1]，因此研究人员对于超压的研究也越发重视。对于超压形成的研究也取得了较大成果，主要包括压实作用、油气生成、矿物脱水等方面[2-4]。

1 压实作用

柳屯洼陷沙三上沉积时期为洼陷的扩展时期，洼陷沉降快速，沉积速率高，沉积厚度大，含砂率低，因此，欠压实作用相对较强，有利于超压形成。

根据对柳屯洼陷及附近地区47口井的压实曲线进行分类，表明本地区的压实曲线类型存在两大类曲线特征：

（1）正常压实型压实曲线类型，主要分布在三角洲平原亚相分流河道微相相带，剖面上一般呈“砂包泥”的结构；

（2）欠压实曲线类型又可以划分出两类欠压实曲线类型：

1）渐变型欠压实曲线类型，其压实曲线从浅到深，可以划分为三段，即：正常压实段，欠压实过渡段和欠压实段。标志特征是存在较明显的欠压实过渡段；一般渐变型欠压实曲线主要分布在“泥包砂”的砂泥岩剖面之中，其沉积相带多为三角洲前缘～前三角洲沉积相带（图1）。

2） 突变型欠压实曲线类型，其压实曲线从浅到深，可以划分为两段，即：正常压实段和欠压实段。标志特征是正常压实曲线段与异常压实段为突变接触，且欠压实最明显的地方在欠压实段上方。这类欠压实曲线主要分布在膏盐发育的盆地中心部位，反映了膏盐层段的强封闭性，导致压实过程中流体排除的强烈不畅的现象，形成的欠压实现象位于欠压实段的顶部（图2）。

2 油气生成

沙三上时期，柳屯洼陷深湖区是生烃中心之一，烃源岩有机碳含量在0.14%～6.19%，平均为2.39%；65%沙三上为有机碳丰度达到很好到极好烃源岩。干酪根类型主要是Ⅱ1和Ⅱ2型，也包含一部分Ⅰ型干酪根，以生油为主。由镜质体反射率数据分析可知，在3200m左右开始进入生烃高峰期。超压系统在3200m以下，由实测镜质体反射率据可知，在3250m左右镜质体反射率为0.93左右，进入生烃期。可以看出，超压顶面深度与生烃深度在空间上具有一致性，由此判断生烃作用对超压的形成有一定的贡献。

3 矿物脱水

在柳屯地区发育盐湖沉积，盐湖中心为盐岩沉积p向外为石膏、含膏泥岩p碳酸盐岩、钙质泥岩p暗色泥岩p油页岩和粉砂岩沉积组合。泥岩中含有丰富的氯离子p钾离子p钠离子等无机元素，这些先天条件为粘土矿物转化提供极为有利的物质基础。

在文留地区，粘土矿物主要为伊利石，其次为伊蒙混层。超压顶界深度主要为3200m左右，超压段主要存在伊利石和伊蒙混层，但是没有蒙脱石，通过其含量分析，表明存在蒙脱石脱水转化为伊蒙混层，进一步转化为伊利石的过程。

钾离子的参与和适当的温度是蒙脱石向伊利石转化的主要条件，而在柳屯洼陷盐湖区富含钾离子。从分析测试的结果来看，伊利石是粘土矿物的主要组成成分，说明在文留地区蒙脱石向伊利石的转化是相对比较彻底的，盐湖的沉积特征是促进粘土矿物脱水的有利因素。

4 膏盐封闭作用

膏盐岩对超压的形成和保存起着重要作用，与超压的分布也有着密切联系，这主要是因为膏盐起着物性及压力双重封闭作用。膏盐作为盖层，其岩性非常致密，几乎不发育孔喉，具有相当大的排替压力，这保证了超压可以保存下来[5]。

在研究区，其储层主要为裂缝，在裂缝相对发育同时，若盖层也发育裂缝，则造成地层压力散失，无法形成超压。而膏盐塑性强、易流动以及韧性强的特点保证了盖层不会轻易产生裂缝，从而对超压起到保护作用。

5 结论

从超压成因研究来看，欠压实、矿物脱水和生烃作用是柳屯洼陷泥岩裂缝超压形成的关键因素，而柳屯洼陷盐湖区发育油页岩―钙质泥岩―含膏泥岩―石膏―盐岩的沉积旋回特征为超压提供了良好的封闭条件。

参考文献：

[1]曹华，龚晶晶，汪贵锋.超压的成因及其与油气成藏得关系[J].天然气地球科学，17（03）：433-435.

[2]褚庆忠，李耀华.异常压力形成机制研究综述[J].天然气勘探与开发，2001，24（04）：38-46.

[3]查明，曲江秀，张卫海.异常高压与油气成藏机理[J].石油勘探与开发，2002，29（01）：19-23.

[4]高岗，黄志龙，王兆峰等.地层异常高压形成机理的研究[J].西安石油大学学报（自然科学版），2005，20（01）1-7.

[5]付广，吕延防，薛永超等.泥岩盖层压力封闭的演化特征及其研究意义[J]. 石油学报，2000，21（03）：41-44.

作者简介：谢敏，男，2010年毕业于中国石油大学（北京）地质工程专业；现为中原油田分公司勘探开发研究院从事石油地质综合研究工作。