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1、第六章地溫場、地壓場、地應(yīng)力場與油氣藏形成的關(guān)系主要內(nèi)容地溫場地壓場地應(yīng)力場與油氣生運(yùn)聚保的關(guān)系異常壓力流體封存箱凝析氣藏的形成和分布地溫場、地壓場、地應(yīng)力場與油氣藏形成分布有著密切關(guān)系(1)地溫場水熱增壓臨界溫度和臨界壓力—凝析氣藏形成地溫場和地壓場—控制氣田形成分布地溫場和有機(jī)碳分布—控制油田形成分布促進(jìn)可塑性巖石的流動(dòng)、穿刺無機(jī)和有機(jī)礦物的成礦演化有機(jī)質(zhì)熱演化生油窗、生氣窗粘土礦物轉(zhuǎn)化、脫水(2)地壓場地靜壓力、壓實(shí)作用——初次運(yùn)移流體勢—油氣初次、二次運(yùn)移,指明有利聚集部位促進(jìn)油、氣、水運(yùn)移改變氣在油、水中的溶解度異常壓力帶與欠壓實(shí)帶壓
2、實(shí)背斜圈閉的形成分布鹽丘、泥丘等刺穿構(gòu)造的形成分布(3)地引力場有機(jī)質(zhì)成熟生烴的力學(xué)化學(xué)反應(yīng)油氣運(yùn)移、聚集的重要?jiǎng)恿π纬筛黝惐承薄鄬拥葮?gòu)造圈閉形成二級構(gòu)造帶形成斷層、裂縫、微裂縫有助于形成各種地層不整合有助于形成儲集層的次生孔隙發(fā)育帶有助于形成穿刺構(gòu)造強(qiáng)烈地應(yīng)力作用可破壞油氣田作用強(qiáng)度地應(yīng)力≈(1-5)*地靜壓力綜上可知,“三場”相互聯(lián)系,對盆地內(nèi)油氣藏的形成分布有重要的控制作用第一節(jié)地溫場與古地溫研究一、基本概念1.地溫梯度:隨埋藏深度每增加100m,地溫所升高的溫度稱為地溫梯度又稱地?zé)嵩鰷芈?,單位:?100m;2.地溫級度:地質(zhì)歷史時(shí)期地層
3、經(jīng)歷的溫度,為古地溫。地質(zhì)歷史時(shí)期隨埋藏深度每增加100m,地溫所升高的溫度稱為古地溫梯度,單位:℃/100m;3.古地溫與古地溫梯度:溫度每增加1℃所增加的深度數(shù)稱為地溫級度,單位:m/℃。二、古地溫的測定在石油地質(zhì)研究中,測定地質(zhì)歷史過程中沉積巖經(jīng)受最高溫度的方法有很多,目前國外多借助于鏡質(zhì)體反射率、孢子的顏色、干酪根的電子自旋共振、自生礦物及流體包裹體等,通過對比這些指標(biāo)與已知溫度梯度的關(guān)系,或者通過實(shí)驗(yàn)測定反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式來求得。(一)鏡質(zhì)組反射率(R0)法鏡質(zhì)體反射率是一種較好的成熟度指標(biāo)。隨著溫度升高,反應(yīng)時(shí)間延長,鏡質(zhì)體逐漸降解演化
4、,顏色愈益加深,反射率逐步增大??梢?,鏡質(zhì)體反射率與溫度、時(shí)間之間存在一定的函數(shù)關(guān)系,反射率的大小直接反映經(jīng)受的最高溫度。因此,根據(jù)沉積巖中鏡質(zhì)體的反射率可以估算在地質(zhì)歷史上經(jīng)受的最高古地溫。它既可表示在恒溫下加熱一定時(shí)間所得到的反射率值,也可以反映在同一時(shí)間內(nèi)溫度變化所造成反射率值的差別。于是,對已知地質(zhì)時(shí)代的沉積巖,測定出其中所含鏡質(zhì)體的反射率后,就可以推算其所經(jīng)受的最高古地溫。在熱演化過程中,鏡質(zhì)體的降解程度與反射率的增加是一致的,因此也可以通過模擬得出各地區(qū)鏡質(zhì)體降解率與反射率的對應(yīng)關(guān)系。然后,系統(tǒng)測定探井中巖石的鏡質(zhì)體反射率,得出相應(yīng)這些
5、反射率值的鏡質(zhì)體降解率,代人阿倫尼烏斯方程既可求出地下古地溫。Barker(1986)專門研究過鏡質(zhì)體反射率與古地溫之間的關(guān)系,通過600多個(gè)鏡質(zhì)體反射率Ro值與對應(yīng)的最大溫度T統(tǒng)計(jì)分析得出LnRo=0.0078T-1.2Barker認(rèn)為上式具有普遍性,是一種較好的地質(zhì)溫度計(jì)。(二)袍子顏色和熱變指數(shù)法這是一種簡便快速的方法。隨著沉積物里埋藏深度加大,其中所含的袍子、花粉、藻類等有機(jī)物在熱演化過程中顏色逐漸加深,具有不可逆性。因此根據(jù)袍子的顏色及有機(jī)質(zhì)的熱變指數(shù),也可以反過來求得所經(jīng)受的最高古地溫。圖中表明隨溫度升高袍子顏色的變化情況,并加注袍子顏
6、色指標(biāo)和熱變指數(shù)。(三)自生礦物沉積巖中的自生礦物與溫度、壓力及反應(yīng)時(shí)間等物理因素密切相關(guān),隨溫度轉(zhuǎn)變具不可逆轉(zhuǎn)性。因此,可用它們來研究古地溫。粘土礦物轉(zhuǎn)化:沸石轉(zhuǎn)化:硅質(zhì)礦物轉(zhuǎn)化:蒙脫100℃伊-蒙混層100℃伊利石火山玻璃56℃斜發(fā)沸石116℃方沸石或片沸石138℃濁沸石或鈉長石非晶質(zhì)二氧化硅45℃低溫方石英67℃低溫石英(四)流體包裹體均一溫度法:常溫常壓下見到的包裹體往往含氣相與液相兩種流體。加熱升溫至呈單相流體,這時(shí)的溫度即為均一溫度,它是包體形成時(shí)溫度下限。均一溫度分析方法:直方圖統(tǒng)計(jì)方法。是用放射性原素U235的裂變來研究礦物裂變徑跡
7、,確定“退火”溫度,退火溫度與生油窗對應(yīng)。(五)磷灰石裂變經(jīng)跡法:第二節(jié)地壓場與地層壓力預(yù)測一、壓力的基本概念:1.上覆地層靜壓力:由上覆沉積物及流體重量產(chǎn)生的壓力。2.地層壓力:孔隙介質(zhì)中流體所承受的壓力,也稱為孔隙流體壓力,對油氣層而言又分別稱為油層壓力或氣層壓力。3.靜水柱壓力:由測點(diǎn)之上靜水柱產(chǎn)生的壓力。正常壓實(shí)條件下,地層壓力=靜水柱壓力4.地層壓力梯度:即地層壓力隨深度增加而增大的變化率單位:Mpa/m。。5.異常地層壓力:實(shí)際地層壓力與靜水柱壓力不等。前者>后者為異常高地層壓力;前者<后者為異常低壓力。6.壓力系數(shù):地層壓力/靜水柱壓
8、力之比,實(shí)際地層的壓力系數(shù)一般>1。二、地層壓力預(yù)測地層壓力可以在鉆井或采油過程中,利用隨鉆測量、重復(fù)式地層測試器RFT或