幕式排烃

《东营凹陷超压系统的幕式排烃》——陈中红、查明、金强Episodic expulsion of hydrocarbons in overpressured systems in dongying depression
1.超压系统分布
2.形成条件
除强挤压背景外，不均衡压实和生烃作用是形成超压的两种主要机制，其中前者是快速沉降的盆地超压发育的主要机制，而生烃作用尤其是生气作用是沉降速率较低的第三系盆地超压发育的主要机制。

3.驱动机制
郝芳等将地下流体的流动方式分为稳态和瞬态两种方式，稳态流指的是一种连续渗流过程，瞬态流指的是由于地层的破裂或断层、先存裂隙的突然开启引起地下流体突然开始快速流动并在短时间内终止的流动过程。

幕式排烃主要存在两种机制:一种是由于超压体系内部能量的积累，超过了其承受能力，从而超压体系的封闭层发生破裂，超压体系内部的“剩余”能量随裂缝或压裂面等得到释放，由于这种能量的释放方式与压力密切相关，故将其定义为“压力幕”方式。

另一种是超压体系外部因素，主要是由于构造活动的影响，破坏了超压体系能量场的相对稳定状态，表现为超压体系内部的能量由于活动断裂等的卸压得到释放或转移，将其定义为“构造幕”方式。

4.地质地球化学特征
5.勘探意义
《论幕式成藏》——赵靖周ON EPISODIC MIGRATION AND ACCUMULATION OF HYDROCARBON 1．幕式成藏理论的提出
2．幕式成藏的证据
1.1成藏年代学证据
成藏年代学研究表明,许多具有多期构造活动或具有超压的盆地,其油气藏的形成一般都具有多期性。

1.2断层作为流体运移通道的证据
(1)矿物学证据。

流体沿断层的周期性活动必然造成断裂带及其周围岩石发生一定的矿物学变化。

(2)热异常证据。

热异常也是流体沿断裂发生幕式运移的一个重要证据。

假定断层附近流体流动比较集中,则将导致地热的异常高值。

(3)油气富集证据。

油气沿断裂带集中分布是断裂作为油气运移重要通道最直接的证据。

2.3 超压封闭层破裂和愈合证据
在超压的封闭层中,常常发现有裂缝存在,且封闭层孔隙及裂缝中普遍存在方解石和/或硅质充填的现象,是流体自封存箱内部向外泄露的重要证据。

另外,在一些封闭层中,还发现渗透层与非渗透层交互出现的条带状现象。

3．幕式成藏的机理
分析认为,幕式成藏主要有种机理,即构造幕(构造泵)作用、断层阀效应以及超压积聚效应。

3.1 构造幕(构造泵)作用
在构造活动期,地下流体的运动也比较活跃,而构造稳定期地下流体的活动则相对较弱。

因此,构造稳定期与活动期的不断交替,必然造成地下流体的周期性活动,从而形成流体的
幕式流动现象。

3.2 断层阀效应或地震泵作用
根据地震泵吸作用原理,地震剪切破裂发生之前,沿断层带即发生区域构造剪应力(τ)积累,使得垂直于最小主应力(σ3)方向的张裂隙和破裂面张开而产生体积膨胀,此即岩石变形的扩容阶段。

裂隙空间的发育造成膨胀带内流体压力降低,导致流体从周围地层向断裂带(膨胀带)内流动。

在膨胀刚开始时,流体压力降低造成沿断层剪切的摩擦阻力升高。

随着流体运移充填入裂隙当中,流体压力再次上升,流体势增大,摩擦阻力随之下降。

当剪切应力升高至等于摩擦阻力时,地震破裂终于发生,从而使剪切应力部分得到快速释放,造成膨胀带内的张裂隙松弛,其中包含的流体必然快速沿着最容易解除压力的方向排出。

换言之,当应力释放时,岩石将重新被压实到膨胀前的状态,从而使流体从系统中被快速排出。

这种结果通常发生在平移断层和正断层情况下,因为在这些情况下,σ3呈水平状态,张裂隙有可能处于垂直面上。

3.3 超压积聚效应
4 幕式成藏的特点和规律
(1)幕式成藏是一种普遍存在的成藏方式。

由于前陆盆地构造活动相对强于克拉通盆地,因而前陆盆地一般以幕式成藏为主,而克拉通盆地则多以渐进式成藏为主。

(2)幕式成藏主要受控于区域构造运动、断裂活动和异常压力演化。

其在油气藏的形成时间上并不完全受控于烃源岩的热演化历史,而主要取决于烃源岩大量排烃的时间以及二次运移的时间。

(3)幕式成藏是一种快速、高效的成藏方式。

与渐进式的成藏相比,幕式成藏的最大特点是快速、高效、运移损失小,并常常具有周期性。

5 幕式成藏的勘探意义
首先,按照幕式成藏理论,油气藏的形成在时间上并不完全受生烃窗控制,而与构造运动、地层压力演化等密切相关。

其次,按照幕式成藏理论,断裂带附近通常是油气运移最集中的部位,因而是大中型油气田形成的主要部位。

《欠压实区内岩性油藏幕式成藏机制分析》——苏永进蒋有录房新娜
微裂缝和断层是幕式排烃的重要通道,两种方式具有不同的排烃机制。

1幕式排烃
烃源岩幕式排烃的根本原因在于有效烃源岩自身具备的生烃能力以及随着压实作用的增强、生烃量的增加或者由于构造运动的影响而打破了其自身的相对封闭体系,开始通过幕式排烃的方式向外进行能量和物质的传递。

1.1微裂缝排烃
微裂缝排烃区位于欠压实区内部,通常处于洼陷较中心、异常压力较高部位,垂向上可发育多套微裂隙带。

在微裂缝排烃模型中,烃源岩内的异常高压是排烃的主要动力,造成异常高压的主要因素是压实作用、黏土脱水作用、油气生成以及孔隙流体的热膨胀等。

当烃源岩开始生烃后,随着有机质成熟度的增加,生烃量进一步增大,烃源岩中的流体压力逐渐增高;与此同时,随着压实作用的增强、地热增压以及烃源岩的塑性增大使得上覆压力作用在烃源岩流体上的有效压力增高,进一步增加了烃源岩内的流体压力。

这种复合流体压力就是排烃动力,当它达到或
超过烃源岩的破裂压力(排烃阻力)时,可产生大量的微裂缝,形成超压流体释放的通道。

烃源岩内相对封闭的系统就被打破,开始出现烃类流体的排出过程。

待流体释放,压力减小到一定限度时,微裂缝闭合,一次排烃结束。

但生烃过程并没有停止,随着时间的延续,生烃量逐渐增多,烃源岩内的流体压力又开始逐渐增高,当再次积累到破裂压力时,微裂缝开启,发生二次排烃。

之后开始下一循环,直到烃源岩生烃能力枯竭或生烃的物理化学条件被改变而停止排烃。

1.2断层排烃
在有断层沟通烃源岩与砂岩透镜体的情况下,断裂的开启和由此引起的流体流动受多种因素的影响,郝芳等(2004)将其分为超压主导型、超压-构造活动联控型和突发性构造事件型。

2幕式聚烃(充注)
砂岩体的聚烃是由于先前能量较低的系统平衡被打破,外界的能量开始进入该系统内,直到形成新的系统平衡。

3幕式成藏
欠压实区内岩性油藏的幕式成藏包括有效烃源岩幕式排烃和砂岩体幕式聚烃两个过程。

幕式成藏能否实现,主要取决于两个方面:①是否达到排烃门限和聚烃门限;②排烃过程与聚烃过程的配置关系。