古压力恢复研究综述

古压力恢复研究综述

摘要：沉积盆地的古压力和古温度一样, 都是油气成藏的重要参数，古压力的恢复预测有一定的难度，沉积盆地的古压力研究方法也受到日益广泛的关注与重视。

关键词：古压力方法恢复

沉积盆地的古压力和古温度一样, 都是油气成藏的重要参数。油气的生成、排运与聚集、保存及成岩-成矿流体相互作用都离不开压力的作用。近10多年来，随着沉积盆地成藏动力学研究的不断深入，对恢复各种原型盆地古压力场的技术和方法的研究也产生了大的飞跃[1]。

流体包裹体方法是人们较早用来恢复古压力的有效手段[2]，油气作为热液流体在初次、二次运移过程中均会随晶体生长或裂隙愈合而被捕获形成有机包裹体, 其往往被封存于碳酸盐岩和碎屑岩中的方解石脉、石英脉、石英加大次生边、石英颗粒裂缝愈合处或同期形成的萤石、硬石膏等自生矿物中[3]。其原理是根据烃类包裹体和同期捕获盐水包裹体的等容线具有不同的斜率，在p-t空间上必然会相交于一点，该点就代表了烃类包裹体和同期盐水包裹体捕获时的温压状态，获取特定烃类包裹体和同期盐水包裹体的均一温度、气液化和成分参数，并输入到pvt热动力学模拟软件中就可以得到该流体的捕获压力，即古流体压力。包裹体捕获温度的获取相对简单，主要是通过测试包裹体的均一温度并通过压力校正来求

得，但古压力的求取较为繁琐。该方法存在的缺陷是参数获取的精确性会受到某些不确定因素的影响、人为操作产生的误差等缺陷，但是此种方法还是较为广泛采用的。

异常高压区古地层压力的恢复主要是用回剥的方法把某一地层现今的厚度和地层压力恢复到沉积时或埋藏中途某一时刻的厚度和压力。它的基本假设是：在整个盆地的发育过程中，理想地认为岩石颗粒体积保持不变（由于岩石的压缩系数较小）。这样在盆地演化过程中，由于上覆岩层的增加，地层的孔隙度和厚度就减少，地层厚度的变化主要通过孔隙流体体积及孔隙度的变化来实现。一般情况下，埋深越大，孔隙度越小；时代越老，孔隙度也越小，因此在古厚度和古压力恢复过程中，假设时间和深度两因素彼此可以分离，从泥岩声波时差资料出发，利用泥岩压实的不可逆原理，从而分别建立单层组地层的深度—孔隙度、时间—孔隙度的正常压实趋势线，用反回剥的方法推导出一套适用于异常高压区的古厚度和古地层压力恢复的方法。此方法的关键是建立比较准确的孔隙度压实趋势线，对于不同物源、不同时代、不同沉积环境的地层建立单层的深度—孔隙度压实趋势线和剖面上的时间－孔隙度压实趋势线。

盆地模拟是基于物理化学的地质机理，在时间和空间上由计算机定量模拟含油气盆地的形成和演化、烃类的生成、运移和聚集，以揭示盆地油气规律本质。1978年世界上出现了第一个一维盆地模

拟系统，上世纪80年代先后出现了二维盆地模拟系统，90年代开始了三维盆地模拟系统的研发。古压力特别是异常压力的形成的原因很多, 如沉积速率与压实排液不平衡、水热增压、粘土矿物的转化脱水和油气大量生成[4]等, 不同的地区不同时期的增压机制也可能不同, 这也就造成了在采用盆地模拟的方法研究古压力的过

程中输入参数不好确定的问题, 常规的模拟过程中采用参数惟一, 结果惟一的确定性模型, 难以分析模拟过程的多解性, 也降低了

模拟的精度和实际效果, 更难以确定不同的参数对结果的影响。盆地模拟的输入参数种类繁多, 计算耗时量大,这也是长期以来限制了确定模型向风险模型转变的主要因素之一[5]。

“改进的philippone公式”法有比较高的精度，该模型为：此处：pf为地层压力；pov为上覆负荷压力，与埋深有关；vint 地层层速度；vmax为地层中刚性颗粒的速度；vmin为孔隙流体速度。vmin和vmax相对于vint的变化比较小，可以视为常数。

该模型预测地层压力需要利用地层层速度和上覆负荷压力，而层速度与孔隙度有关，可以由时间平均方程来计算：

此处：vint为地层层速度；φ为孔隙度；vm为地层岩石骨架速度；vf为孔隙流体速度。上覆负荷压力与地层密度有关，可以由下式来计算：

此处：ρ(z)为地层密度曲线，h为计算点埋深值，g为重力加速度。由此，若计算地层压力，需获取地层孔隙度和地层密度数据。

国内外大量的油气勘探实践研究证明，古压力的恢复预测有一定的难度，沉积盆地的古压力研究方法也受到日益广泛的关注与重视。对于不同区域不同地质条件下的古压力恢复需要采用适合该区的方法。

参考文献

[1]cross t a.controls on coal distribution in transgressive-regressive cycle,upper cretaceous,western interior,u.s.a[a]. in:wilgaus c k.seal-lever change:an integrated approach[c]. new york: sepm special publication,1998:371-380.

[2]roedder e,bodnor r j.geological pressure determining from fluid inclusion studies.annual review of earth planetary science,1980,8:263-301.

[3]刘超英,闫相宾,徐旭辉,等.应用流体包裹体研究惠民凹陷

南斜坡油气充注史[j]. 石油与天然气地质,2008,29(4): 507-510.

[4]付广,薛永超等.异常孔隙流体压力的成因及其贡献探讨[j].海相油气地,1999,4(4): 46-50.

[5]石广仁,张庆春.盆地模拟的参数敏感性与风险分析[j].石

油勘探与开发,2004, 31(4):61-63.