川西坳陷中段陆相地层压力演化及其成藏意义
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川西坳陷现今压力分布表现出分段性，从川西南 段到川西北段超压幅度逐渐降低，且龙门山活动具有 南、中、北分段性[16]。本文以川西坳陷中段为例，研 究地层压力演化分布规律以及深浅层超压成因的差异 性。以川西坳陷中段地区现今地层压力分布、测井资 料分析及成因机制探讨为基础，针对不同成因机制选 取较合适的技术方法（等效深度法、盆地模拟法、应 力转化定量分析）恢复该地区的地层压力演化史，讨 论增压机制的阶段差异性、不同机制增压幅度的差异
3. Exploration and Development Research Institute, Southwest Branch Company, Sinopec, Chengdu 610081, China)
Abstract: Based on the distribution features of present formation pressure, analysis on logging data, and genetic mechanisms of abnormal pressure, the overpressure evolution was reconstructed using numerical basin simulation and other quantitative analysis methods. The phase differences of pressure increasing mechanisms, enhancement differences among different mechanisms, and the control of geopressure evolution on gas migration and accumulation were discussed. The causes of overpressure in the Xujiahe Formation include under-compaction (from early Late Triassic to the end of the Jurassic), hydrocarbon generation (from end of the Early Jurassic to the Neogene) and tectonic compression (since the Cretaceous). It is suggested that tectonic compression and hydrocarbon generation are the principal factors of the present overpressure in the Xujiahe Formation. Overpressure transmission is the main cause of overpressure in the Jurassic strata which occurred during the intense tectonic activity periods since the Cretaceous. The overpressure is the main force for hydrocarbon migration and overpressure-related microfractures are the major pathways for gas migration. Fault transport and overpressure driving caused the formation of Jurassic secondary gas reservoirs with distant sources. The areas with high pressure coefficient in the Jurassic and high-overpressure zones in the Xujiahe Formation are optimum targets for exploration. Key words: abnormal pressure; under-compaction; hydrocarbon generated overpressure; tectonic compression; overpressure transmission; hydrocarbon accumulation; Western Sichuan Depression
Guo Yingchun1,2, Pang Xiongqi1,2, Chen Dongxia1,2, Leng Jigao3, Tian jun3
(1. State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting, China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 2. Research Center for Basin and Reservoir, College of Geosciences, China University of Petroleum, Beijing 102249, China;
中图分类号：TE122.1
文献标识码：A
Evolution of continental formation pressure in the middle part of the Western Sichuan Depression and its significance for hydrocarbon accumulation
426 2012 年 8 月
石油勘探与开发 PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT
文章编号：1000-0747(2012)04-0426-08
Vol.39 No.4
川西坳陷中段陆相地层压力演化及其成藏意义
郭迎春 1,2，庞雄奇 1,2，陈冬霞 1,2，冷济高 3，田军 3
干酪根的热降解、热裂解生烃作用也是烃源岩中 产生异常高压的重要原因。郭小文通过数值模拟发现 Ⅲ型干酪根（TOC=2%，HI=100 mg/g）生烃在天然气 散失量达 80%时还可以使压力系数升高 0.6[20]。由于须 二段和须四段储集层在天然气成藏早—中期的致密 化，川西坳陷中段须家河组后期形成了致密深盆气藏[21]， 因而上三叠统的生烃增压过程应该符合“高压锅原 理”——密闭容器中高密度相态（干酪根）向低密度相 态（天然气）转变从而导致整体压力迅速升高。
性以及压力演化对天然气运移聚集成藏的控制作用。
1 川西坳陷地质特征
川西坳陷位于四川盆地西部，呈北东向展布，西 以安县—都江堰断裂与龙门山为界，东以龙泉山—南 江一线为界，南以峨眉—荥经断裂与川滇南北构造带 为界，北至米仓山前缘，面积约 4×104 km2。它是晚三 叠世以来发育的前陆坳陷，经历了印支、燕山和喜马 拉雅多期次构造运动。现今构造格局是多组、多期次 构造运动综合作用的结果，除直接受控于龙门山冲断 带的发展，还受到龙泉山、北缘米仓山、南缘川滇构 造带的强烈影响[17-18]。研究区川西坳陷中段可划分为 龙门山前缘推覆带、安县—鸭子河—大邑断褶带、梓 潼凹陷、孝泉—新场—合兴场—丰谷构造带、成都凹 陷以及知新场—龙宝梁构造带（见图 1）。
时间和幅度也不相同，故有必要从历史演化角度对这 种“不等时不等量性”增压作用作定量分析。
前人对异常高压的意义，如对生烃的抑制作用[5-6]， 与油气运移方式、通道和动力的关系[7-9]，与油气聚集 的关系[10-12]，成藏效应（深部成藏与晚期成藏）[4]以及 对深部储集层孔隙的保存作用、超压盖层的封盖作用 等进行了研究。针对川西地区，王震亮等将其压力演化 概括为早侏罗世—古近纪的沉积型超压和新近纪—现
0 引言
20 世纪 90 年代初 Hunt 的异常高压封存箱理论引 起了人们对异常高压与油气成藏关系的关注[1]。超压发 育机制总体上可以分为 3 类：压性力的增加（不均衡 压实和构造挤压）、流体体积的变化（水热增压、成岩 作用、烃类生成和油的裂解）以及流体运移影响（重 力水头、浮力和渗透作用）[2-4]。不同增压因素作用的
2012 年 8 月
郭迎春 等：川西坳陷中段陆相地层压力演化及其成藏意义
427
今的构造型超压[13]，张金川等强调了该区致密地层条 件下天然气活塞式排驱作用产生的超压[14]，徐国盛等将 川西上三叠统的超压划分为沉积型、充气型和构造型 超压[15]。这些研究推动了对川西上三叠统超压的认识， 但均是简单地定性分析超压成因，未对压力演化进行 定量分析。此外，对川西浅层超压成因至今未见报道。
2.1 现今压力分布特征
川西坳陷中段无论是深层上三叠统须家河组还是 浅层侏罗系都发育强超压，储集层实测压力数据表明， 浅层压力系数大多为 1.0～1.5，深层多为 1.5～2.0（见 图 2）。
层”，不具生烃能力[5]。
428
石油勘探与开发·油气勘探
Vol. 39 No.4
图 2 川西坳陷中段气藏实测压力系数散点图
图 1 川西坳陷构造单元分区图
川西坳陷中段发育的陆相地层包括上三叠统须家 河组、侏罗系、白垩系等，其中须家河组内发育“三
2 压力演化及成因机制
明治”式生储盖组合，须一段、须三段、须五段为烃 源岩层，炭质页岩、暗色泥岩和煤厚度大，有机质含 量高，须二段和须四段为储集层，现今表现出低孔低 渗的致密化特征。侏罗纪期间，气候以炎热、干旱为 主，只在下侏罗统沉积了含灰绿色泥质岩的自流井组 和白田坝组，之后为氧化环境下沉积的一大套“红
（1. 中国石油大学（北京）油气资源与பைடு நூலகம்测国家重点实验室；2. 中国石油大学（北京）地球科学学院盆地与油藏中心； 3. 中国石化西南油气分公司勘探开发研究院）
基金项目：国家重点基础研究发展规划（973）项目（2011CB201102）；国家自然科学基金项目（41072100）
摘要：以川西坳陷中段现今地层压力分布、测井资料分析及超压成因机制探讨为基础，利用盆地模拟技术及其他定 量分析方法恢复该地区的地层压力演化史，讨论增压机制的阶段差异性、不同机制增压幅度的差异性以及压力演化 对天然气运移聚集成藏的控制作用。研究表明，川西坳陷中段须家河组超压的主要成因机制有欠压实作用（晚三叠 世早期—侏罗纪末）、生烃作用（早侏罗世末—新近纪）和构造挤压作用（白垩纪至今），构造挤压和生烃作用是现 今须家河组超压的主要成因。侏罗系超压的主要成因是超压传递作用，主要发生在白垩纪以来构造活动强烈时期。 超压是天然气运移的主要动力，超压产生的裂缝是天然气运移的主要通道，断裂输导和超压驱动促使了侏罗系“远 源次生气藏”的形成。侏罗系压力系数高值区和须家河组中高超压带是该区今后勘探优选目标。图 7 表 3 参 28 关键词：异常压力；欠压实；生烃增压；构造挤压；超压传递；成藏；川西坳陷
2.2 须家河组超压成因 2.2.1 欠压实
川西坳陷中段受龙门山逆冲推覆的影响，快速沉
积了巨厚的上三叠统。须家河组的沉积速率大多 超过 100 m/Ma（见图 3），泥页岩厚度超过 200 m 的须 三段和须五段很容易发生排液不畅形成欠压实。欠压 实造成的超压可利用泥岩声波时差定量计算得到[19]， 但需要注意的是利用声波时差计算得到的压力是地层 埋深最大时的古压力，因为有可能地史时期曾出现欠 压实作用导致的超压，后来欠压实逐渐消失，而孔隙 度的异常仍然保存下来，造成现今欠压实超压的假象。 笔者用该方法计算了多口单井的压力系数进而制作了 连井剖面（见图 4），通过沉降史分析得知须家河组埋 深最大时期大致在侏罗纪末，可知由欠压实造成的超 压应该是从晚三叠世早期保存至侏罗纪末，后在喜马 拉雅运动中逐渐消失殆尽。侏罗纪末也是一个排烃高 峰期，此时的欠压实超压起到了两方面作用，一是产生 了大量可作为排烃通道的裂缝，二是为排烃提供了动 力。 2.2.2 生烃作用
3. Exploration and Development Research Institute, Southwest Branch Company, Sinopec, Chengdu 610081, China)
Abstract: Based on the distribution features of present formation pressure, analysis on logging data, and genetic mechanisms of abnormal pressure, the overpressure evolution was reconstructed using numerical basin simulation and other quantitative analysis methods. The phase differences of pressure increasing mechanisms, enhancement differences among different mechanisms, and the control of geopressure evolution on gas migration and accumulation were discussed. The causes of overpressure in the Xujiahe Formation include under-compaction (from early Late Triassic to the end of the Jurassic), hydrocarbon generation (from end of the Early Jurassic to the Neogene) and tectonic compression (since the Cretaceous). It is suggested that tectonic compression and hydrocarbon generation are the principal factors of the present overpressure in the Xujiahe Formation. Overpressure transmission is the main cause of overpressure in the Jurassic strata which occurred during the intense tectonic activity periods since the Cretaceous. The overpressure is the main force for hydrocarbon migration and overpressure-related microfractures are the major pathways for gas migration. Fault transport and overpressure driving caused the formation of Jurassic secondary gas reservoirs with distant sources. The areas with high pressure coefficient in the Jurassic and high-overpressure zones in the Xujiahe Formation are optimum targets for exploration. Key words: abnormal pressure; under-compaction; hydrocarbon generated overpressure; tectonic compression; overpressure transmission; hydrocarbon accumulation; Western Sichuan Depression
Guo Yingchun1,2, Pang Xiongqi1,2, Chen Dongxia1,2, Leng Jigao3, Tian jun3
(1. State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting, China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 2. Research Center for Basin and Reservoir, College of Geosciences, China University of Petroleum, Beijing 102249, China;
中图分类号：TE122.1
文献标识码：A
Evolution of continental formation pressure in the middle part of the Western Sichuan Depression and its significance for hydrocarbon accumulation
426 2012 年 8 月
石油勘探与开发 PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT
文章编号：1000-0747(2012)04-0426-08
Vol.39 No.4
川西坳陷中段陆相地层压力演化及其成藏意义
郭迎春 1,2，庞雄奇 1,2，陈冬霞 1,2，冷济高 3，田军 3
干酪根的热降解、热裂解生烃作用也是烃源岩中 产生异常高压的重要原因。郭小文通过数值模拟发现 Ⅲ型干酪根（TOC=2%，HI=100 mg/g）生烃在天然气 散失量达 80%时还可以使压力系数升高 0.6[20]。由于须 二段和须四段储集层在天然气成藏早—中期的致密 化，川西坳陷中段须家河组后期形成了致密深盆气藏[21]， 因而上三叠统的生烃增压过程应该符合“高压锅原 理”——密闭容器中高密度相态（干酪根）向低密度相 态（天然气）转变从而导致整体压力迅速升高。
性以及压力演化对天然气运移聚集成藏的控制作用。
1 川西坳陷地质特征
川西坳陷位于四川盆地西部，呈北东向展布，西 以安县—都江堰断裂与龙门山为界，东以龙泉山—南 江一线为界，南以峨眉—荥经断裂与川滇南北构造带 为界，北至米仓山前缘，面积约 4×104 km2。它是晚三 叠世以来发育的前陆坳陷，经历了印支、燕山和喜马 拉雅多期次构造运动。现今构造格局是多组、多期次 构造运动综合作用的结果，除直接受控于龙门山冲断 带的发展，还受到龙泉山、北缘米仓山、南缘川滇构 造带的强烈影响[17-18]。研究区川西坳陷中段可划分为 龙门山前缘推覆带、安县—鸭子河—大邑断褶带、梓 潼凹陷、孝泉—新场—合兴场—丰谷构造带、成都凹 陷以及知新场—龙宝梁构造带（见图 1）。
时间和幅度也不相同，故有必要从历史演化角度对这 种“不等时不等量性”增压作用作定量分析。
前人对异常高压的意义，如对生烃的抑制作用[5-6]， 与油气运移方式、通道和动力的关系[7-9]，与油气聚集 的关系[10-12]，成藏效应（深部成藏与晚期成藏）[4]以及 对深部储集层孔隙的保存作用、超压盖层的封盖作用 等进行了研究。针对川西地区，王震亮等将其压力演化 概括为早侏罗世—古近纪的沉积型超压和新近纪—现
0 引言
20 世纪 90 年代初 Hunt 的异常高压封存箱理论引 起了人们对异常高压与油气成藏关系的关注[1]。超压发 育机制总体上可以分为 3 类：压性力的增加（不均衡 压实和构造挤压）、流体体积的变化（水热增压、成岩 作用、烃类生成和油的裂解）以及流体运移影响（重 力水头、浮力和渗透作用）[2-4]。不同增压因素作用的
2012 年 8 月
郭迎春 等：川西坳陷中段陆相地层压力演化及其成藏意义
427
今的构造型超压[13]，张金川等强调了该区致密地层条 件下天然气活塞式排驱作用产生的超压[14]，徐国盛等将 川西上三叠统的超压划分为沉积型、充气型和构造型 超压[15]。这些研究推动了对川西上三叠统超压的认识， 但均是简单地定性分析超压成因，未对压力演化进行 定量分析。此外，对川西浅层超压成因至今未见报道。
2.1 现今压力分布特征
川西坳陷中段无论是深层上三叠统须家河组还是 浅层侏罗系都发育强超压，储集层实测压力数据表明， 浅层压力系数大多为 1.0～1.5，深层多为 1.5～2.0（见 图 2）。
层”，不具生烃能力[5]。
428
石油勘探与开发·油气勘探
Vol. 39 No.4
图 2 川西坳陷中段气藏实测压力系数散点图
图 1 川西坳陷构造单元分区图
川西坳陷中段发育的陆相地层包括上三叠统须家 河组、侏罗系、白垩系等，其中须家河组内发育“三
2 压力演化及成因机制
明治”式生储盖组合，须一段、须三段、须五段为烃 源岩层，炭质页岩、暗色泥岩和煤厚度大，有机质含 量高，须二段和须四段为储集层，现今表现出低孔低 渗的致密化特征。侏罗纪期间，气候以炎热、干旱为 主，只在下侏罗统沉积了含灰绿色泥质岩的自流井组 和白田坝组，之后为氧化环境下沉积的一大套“红
（1. 中国石油大学（北京）油气资源与பைடு நூலகம்测国家重点实验室；2. 中国石油大学（北京）地球科学学院盆地与油藏中心； 3. 中国石化西南油气分公司勘探开发研究院）
基金项目：国家重点基础研究发展规划（973）项目（2011CB201102）；国家自然科学基金项目（41072100）
摘要：以川西坳陷中段现今地层压力分布、测井资料分析及超压成因机制探讨为基础，利用盆地模拟技术及其他定 量分析方法恢复该地区的地层压力演化史，讨论增压机制的阶段差异性、不同机制增压幅度的差异性以及压力演化 对天然气运移聚集成藏的控制作用。研究表明，川西坳陷中段须家河组超压的主要成因机制有欠压实作用（晚三叠 世早期—侏罗纪末）、生烃作用（早侏罗世末—新近纪）和构造挤压作用（白垩纪至今），构造挤压和生烃作用是现 今须家河组超压的主要成因。侏罗系超压的主要成因是超压传递作用，主要发生在白垩纪以来构造活动强烈时期。 超压是天然气运移的主要动力，超压产生的裂缝是天然气运移的主要通道，断裂输导和超压驱动促使了侏罗系“远 源次生气藏”的形成。侏罗系压力系数高值区和须家河组中高超压带是该区今后勘探优选目标。图 7 表 3 参 28 关键词：异常压力；欠压实；生烃增压；构造挤压；超压传递；成藏；川西坳陷
2.2 须家河组超压成因 2.2.1 欠压实
川西坳陷中段受龙门山逆冲推覆的影响，快速沉
积了巨厚的上三叠统。须家河组的沉积速率大多 超过 100 m/Ma（见图 3），泥页岩厚度超过 200 m 的须 三段和须五段很容易发生排液不畅形成欠压实。欠压 实造成的超压可利用泥岩声波时差定量计算得到[19]， 但需要注意的是利用声波时差计算得到的压力是地层 埋深最大时的古压力，因为有可能地史时期曾出现欠 压实作用导致的超压，后来欠压实逐渐消失，而孔隙 度的异常仍然保存下来，造成现今欠压实超压的假象。 笔者用该方法计算了多口单井的压力系数进而制作了 连井剖面（见图 4），通过沉降史分析得知须家河组埋 深最大时期大致在侏罗纪末，可知由欠压实造成的超 压应该是从晚三叠世早期保存至侏罗纪末，后在喜马 拉雅运动中逐渐消失殆尽。侏罗纪末也是一个排烃高 峰期，此时的欠压实超压起到了两方面作用，一是产生 了大量可作为排烃通道的裂缝，二是为排烃提供了动 力。 2.2.2 生烃作用