第9章地层压力和温度

（4）刺穿作用
在不均衡压力作 用下，可塑性岩层发 生侵入刺穿作用，使 上覆一些软的页岩和 固结的砂岩发生挤压 与断裂，从而减少孔 隙容积，使其中流体 压力增大而形成高压 异常。
（5）成岩作用
①泥、页岩压实作用 这是目前比较流行的一种成因解释，世界上
一些沉积盆地中的异常高压主要是由于沉积物， 特别是泥页岩沉积物的压实作用所引起的。
上覆岩 层压力 Pa
上覆岩层 的垂直高
度，m
流体
孔隙流体 平均密度 Kg/m3
骨架
岩层骨架 平均密度 Kg/m3
2.静水压力
静液柱重量所产生的压力称为静水压力或 流体静压力。
静水压力的大小与液体的密度、液柱的高 度有关，而与液柱的形状和大小无关。
pH = Hρw g
H：静水柱高度
3.压力梯度 压力梯度是指每增加单位高度所增加的压力，
③硫酸盐岩的成岩作用
石膏
无水石膏，析出大量水，在封闭
的地质条件下，这些水积蓄起来，增加孔隙
流体压力，使地层具高异常地层压力；
无水石膏
石膏，体积发生膨胀，因此，
石膏的水化作用在封闭的地质条件下，将促
使高异常地层压力的形成。
（6）热力作用和生化作用
①热力作用 异常地层温度与异常压力是相伴出现的。 在一个封闭系统中，温度增加将引起岩石和岩石
渗滤作用，低浓度流体会向高浓度流体渗滤，使两套地层 的压力趋于平衡，造成地层压力的变化。 在封闭的地质环境中， 必然会使高含盐度或 浓度高的液体一侧地 层中形成高压异常。
（8）测压水位的影响 静水压力代替地层压力的理想情况：
测压水位（供水区露头海拔高度）=井口海拔高度 若测压水位>井口海拔高度，油井显示高异常地层压力； 若测压水位<井口海拔高度，油井显示低异常地层压力；
（a）低压异常
（b）高压异常
③浅部正常或低压 储油层，有时会由于断 裂作用与深部的高压地 层沟通，造成压力的上 升或重新加压。
浅部低压油层
高压气通道
高压异常
深部高压气层
（3）构造断裂与剥蚀作用
最初的原始油层压力由静水压头（h1）造成，后由 于断裂作用使其与高山供水区隔绝。后来的剥蚀作用， 使高山供水区降低（h2），但油层保持原来压力，形成 高压异常。
二、地层压力异常
高压异常
（一）异常地层压力的概念
在正常压实条件下，作用于孔隙流体的压力即为静水
柱的压力。偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力为异常地 层压力，或称压力异常。
1.压力系数 =
实测地层压力
同一深度静水压力
压力系数大于1时，高异常地层压力 压力系数等于1时，正常地层压力 压力系数小于1时，低异常地层压力
孔隙流体的膨胀，使该系统的压力增大；温度增加， 使干酪根热裂解，生成烃类气体，在封闭的地质环境 中，促使高异常地层压力的形成。 ②生化作用
催化反应、放射性作用、细菌作用等，均可使烃 类的微小颗粒裂解为较简单的化合物，从而使体积增 大，在封闭的地质环境中形成高异常地层压力。
（7） 渗析作用 当两套地层中的流体出现离子浓度差时，由于离子的
（9）流体密度差异
油气藏流体密度的差异会影响地层压力的分布，特别 是对于气-水系统。如果地层倾斜较陡，气藏高度很大时 ，影响更明显。
气柱产生的压力 小于水柱产生的 压力，导致气藏 顶部的气井显示 异常高压。
(三)异常地层压力预测方法
1.钻井速度
2.d指数
3.返出钻井液温度
4.页岩岩屑密度(见效快，精度高）
原始油层压力
第一口井测得的油层压力
1.原始油层压力及其分布
原始油层压力的基本来源是静水压头，除 此之外，还有次要来源：天然气压力和地静压 力。
①如图a所示，油层 与地面供水区连通时为正 常压力。断层使油藏与供 水区失去联系，并且剥蚀 作用是油藏深度变小（b） 或变大（c），而油藏仍保 持原来的压力值，估造成 高压异常（b）或低压异常 （c） 。
正常 高压 低压
②构造断裂与岩性遮挡作用造成的压力异常 （a）岩性遮挡油气藏埋藏较浅，后因断层作用下沉，仍 保持原来压力，结果造成低压异常；（b）岩性遮挡油气 藏埋藏较深，后因断层作用上升，仍保持原来压力，结果 造成高压异常；
第九章 地层压力与地层温度
§9 地层压力与地层温度
§9.1 地层压力 §9.2 地层温度
§9.1 地层压力
一、有关地层压力的概念
1.上覆岩层压力： 由上覆岩层的重量（由两部份构成，①岩
层孔隙空间流体的重量，②上覆岩层骨架的重量） 引起的压力。
上覆岩层压力： pr H f (1 )m g
除上述方法外,
钻进过程中钻盘扭矩
突然增加、起钻时阻
力加大、井喷、井涌
等现象的发生，均可
深
作为钻遇高异常地层
度
Fra Baidu bibliotek
压力的显示。
m
正常压实段 过渡带 欠压实段
密度g/cm3
三、油层压力研究
（一）原始油层压力
所谓原始油层压力是指油层末被钻开时， 在原始状态下所具有的压力。人们通常用第一 口井测得的油层压力值近似地代表原始油层压 力。
正常压实
压实过程中排液通 畅，压力正常，压 力系数等于1.
欠压实
压实过程中排液不畅 时，流体承受压力较 大，压力系数大于1， 产生高压。
②矿物脱水
粘土矿物中常常含有大量 的蒙脱石,这些蒙脱石则含有 大量的晶格层间水和吸附水, 在成岩作用过程，随着埋深不 断加大，地层温度也不断升高 ，当温度达到蒙脱石的脱水门 限时，蒙脱石将释放大量的晶 格层间水和吸附水，并向伊利 石转化，如果这种排水被限制 在一个封闭的体系中，必然造 成地层孔隙压力的升高，形成 异常高压。且与泥页岩的欠压 实作用同时出现。
2.压力梯度GP表示异常地层压力的大小。 纯水静水压力梯度为0.01MPa/m=GP
当GP=0.01MPa/m时，正常地层压力 当GP>0.01MPa/m时，高异常地层压力 当GP<0.01MPa/m时，低异常地层压力
（二）异常地层压力的成因分析
（1）剥蚀作用
B层 高压异常
剥蚀面
A层 低压异常
（2）构造断裂作用
单位Pa/m。
静水压力梯度：是指单
位液柱高度的压力值。其 大小完全取决于液体的密 度。 水的密度为1g/cm3 ， 纯水静水压力梯度为 0.01MPa/m=GP(压力梯度)
4.地层压力
作用于岩层孔隙空间内流体上的压力叫做地层压力，
它又可称为孔隙流体压力。常用 pf 表示。
含油、气区内的地层压力被称为油层压力，或气层 压力。