徐家围子断陷徐南地区气藏超压成因_工程实践

摘要

摘要：松辽盆地徐家围子断陷为受徐西、徐中两条断裂控制的箕状断陷，在徐南地区发现有超压气藏存在。利用地球物理和地质资料，从压实不均衡、生烃作用以及泥岩封闭等方面分析了该

摘要：松辽盆地徐家围子断陷为受徐西、徐中两条断裂控制的箕状断陷，在徐南地区发现有超压气藏存在。利用地球物理和地质资料，从压实不均衡、生烃作用以及泥岩封闭等方面分析了该区的超压成因。研究结果表明，徐南地区地层为正常压实状态，不存在明显或可识别的欠压实沉积过程，地层压力在巨厚的泥岩封闭层下完好保存。生气作用是造成徐南地区气藏超压的主要原因，泥岩封闭为超压的保存提供了良好条件，压实不均衡作用对徐南地区的超压作用不明显。

关键词：松辽盆地；徐家围子断陷；异常超压；成因；压实不均衡；生气作用；泥岩封闭

异常超压普遍存在于沉积盆地中^[1]，据Hunt(1990)统计，世界范围内的150多个地理区域的180多个沉积盆地具有超压储层。徐家围子断陷有4口井属于超压井，笔者着重探讨该地区异常超压的形成机制，通过典型解剖、重点类比的方法来寻找类似的气藏。

徐家围子断陷位于松辽盆地古中央隆起带东部，面积约5350km²，断陷在晚侏罗世-早白垩世早期形成。断陷西部为断阶带，中部为深洼带，东部为斜坡带。西侧与古中央隆起带结合部为一大型的基底断裂面，该断裂面高差为3000～5000m，宽6～13km。断陷向东逐步抬升进入肇东-朝阳沟隆起带(图1)。

1 超压形成机理

目前，对于超压形成的机制认识主要有^[2～8]：①与应力有关的机制，包括不均衡压实(垂向负载应力)和构造应力作用(横向压应力)；②与流体体积增加相关的机制，有水热增压、黏土矿物转化、烃类生成和石油裂解成天然气；③流体运动及浮力作用机制，包括渗透作用、水压头和密度引起的浮力作用。可独立产生大规模超压的机制主要包括压实不均衡(欠压实)、生烃作用(包括生油型和生气型)、构造挤压和成岩作用，据此可将超压类型划分为压实不均衡型、生烃型、成岩型和构造挤压型。

压实不均衡引起的超压主要发育于沉降/沉积速率较高、充填岩性较细的新生代沉积盆地中，通常具有较高的孔隙度和较低的密度。生油型超压主要发育于有机质丰度高的成熟烃源岩中(R_o＞0.5%)，超压带的孔隙度既不高于上覆正常压力系统的泥岩孔隙度，也不高于埋藏深度相近且处于正常压力状态的同层位烃源岩。超压顶面受有机质丰度高的成熟烃源岩控制，不可能出现在区域性生烃门限之上。生气型超压和生油型超压相似，但分布的范围更广，超压带的压实程度、温度(大于150℃)和烃源岩成熟度更高(R_o＞1.0%)。成岩型超压的主要特征为：超压带不具有欠压实特征；超压带的有机质丰度、成熟度多变，超压与生烃作用的关系不明显；超压的发育与黏土矿物的转化、石英和方解石的溶解或沉淀等成岩作用密切相关。构造挤压型超压只发育于挤压盆地，超压带可以发育于有机质丰度和成熟度不同的层段，孔隙度可能相对较低且发育构造应力驱动的侧向流体流动。

2 徐南地区超压成因分析

实测资料显示徐家围子断陷徐南地区目前发现有2口井存在超压现象，分别为徐深19井和徐深10井，超压层位为下白垩统营城组一段(表1)。通过研究这两口井的气藏地质剖面来分析该地区超压的形成原因(图2)。

表1 徐南地区超压井基础数据分析表

井号	层位	深度(m)	压力(MPa)	压力系数	岩性	密度(g/cm³)	盖层厚度(m)
徐深19	K₁yc₁	3799.50	53.86	1.366	流纹岩	2.12～2.86	350
徐深10	K₁yc₁	3758.68	53.35	1.419	安山岩	2.41～2.80	330

首先对该地区是否存在欠压实进行分析，通过这两口井的泥岩声波时差曲线与深度的关系，发现为典型的线性关系，表明地层沉积的连续性，不存在明显或可识别的欠压实沉积过程，为正常压实状态。

其次，从图2中可以看出：该地区断裂非常发育，幔源产生的CO₂气体通过断裂向上运移到火山岩储集层中聚集成藏。这个地区的区域性盖层为登娄库组的暗色泥岩，通过统计分析，这两口井的登娄库组泥岩厚度都超过330m(表1)，单层最大厚度达到50m。可以看出这个地区的区域性盖层发育得很好，泥岩结构致密，具有极好的封堵性，为该区油气的保存提供了优质区域盖层条件，对超压的保存起到极其重要的作用^[9]。这个地区断裂发育，幔源能够为气藏的形成提供源源不断的气源，气体向上运移聚集到火山岩储集层中，但是由于盖层良好的封闭性导致天然气较少散失，油气充注的速率远远大于散失的速率，从而导致火山岩储层中形成了局部超压。说明生烃作用对该地区超压的发育具有重要的贡献。

3 结论

徐家围子断陷徐南地区地层沉积比较连续，不存在明显或可识别的欠压实沉积过程，同时断层比较发育，为油气的运移提供通道，幔源产生大量的CO₂气体通过断裂向上聚集，导致了生气型超压的产生。该区发育区域性分布很广且巨厚的泥岩盖层，为超压的保存提供了较好的条件。

参考文献

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(本文作者：狄嘉祥¹ 刘文龙¹ 吴世环² 1.中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院；2.中国石油大庆油田有限责任公司采油四厂)