陜北下寺灣地區(qū)長7儲層過剩壓力分布特征研究

李 明，屈紅軍，鄭艷榮，王 力，李 敏 （西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安710069）

鄂爾多斯盆地主體以巖性油氣藏為主，但由于巖性對油水分布不起控制作用，因此理清研究區(qū)內(nèi)油水分布與過剩壓力之間的關(guān)系顯得尤為重要。陜北下寺灣地區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中南部，區(qū)內(nèi)上三疊統(tǒng)延長組長7油層組是最主要的烴源巖段，發(fā)育有碳質(zhì)泥巖、油頁巖、黑色泥巖等［1］，其中長73小層烴源巖最為發(fā)育，生烴膨脹作用顯著，產(chǎn)生強(qiáng)大的過剩壓力，成為石油初次運(yùn)移的主要動力［2］。此外，陜北下寺灣地區(qū)長7儲層頂部發(fā)育的穩(wěn)定泥巖可作為油氣聚集的有效蓋層，為油氣藏的形成提供了主要的圈閉條件。

1 地層流體過剩壓力的求取

地層流體的壓力分為正常的靜水壓力和地層流體過剩壓力。地層流體過剩壓力指的是地下某處的流體壓力與該點(diǎn)的靜水壓力之差可通過平衡深度法［3-5］求取，則欠壓實(shí)泥巖的孔隙壓力表示為：

式中，Pz為欠壓實(shí)泥巖的孔隙壓力，Pa；Pe為平衡深度處的地靜壓力，Pa；Sz為深度Z處的地靜壓力，Pa；Se為平衡深度處的地靜壓力，Pa；ρr為沉積巖平均密度，kg／m3；ρw為地層孔隙水密度，kg／m3；Z為欠壓實(shí)泥巖的埋藏深度，m；g為重力加速度，m／s2；Ze為欠壓實(shí)泥巖對應(yīng)的平衡深度，m。

在小孔隙且分布均勻的固結(jié)地層中，聲波傳播時(shí)間與孔隙度之間為線性正比例關(guān)系，因而聲波時(shí)差在半對數(shù)坐標(biāo)系中與測井的深度符合如下線性相關(guān)規(guī)律［6］：

式中，Δte為欠壓實(shí)泥巖的聲波時(shí)差值，μs／m；Δt0為原始地表聲波時(shí)差值，μs／m；C為正常壓實(shí)泥巖的壓實(shí)系數(shù)。

對式（2）兩邊取對數(shù)有：

將式（3）代入式（1），可得到正常泥巖壓實(shí)規(guī)律：

2 過剩壓力分布分析

1）平面分布特征 長7儲層過剩壓力分布圖如圖1所示。長7儲層總體過剩壓力值較高 （11～18MPa），沿北東向南西方向該值逐漸增加，具有隆凹相間的分布格局。由于陜北下寺灣地區(qū)已開發(fā)長7儲層油井（T34井、T39井、T40井、T42井和T43井）產(chǎn)能較好，這表明長7儲層過剩壓力與已知油井分布有密切關(guān)系，且大多數(shù)油井分布在長7儲層過剩壓力低值背景下的 “漏斗區(qū)”。

圖1 陜北下寺灣地區(qū)長7儲層過剩壓力平面分布圖

2）剖面分布特征 T19井-T5井過剩壓力剖面圖如圖2所示。從圖2可以看出，長73小層為最大的過剩壓力分布層位 （大于10MPa），局部超過15MPa，主要集中在長73小層上部，連續(xù)性好，長度超過11km；長71小層過剩壓力較長73小層次之，過剩壓力值主要集中在5～10MPa，連續(xù)性較好，長度同樣可達(dá)11km；長72小層過剩壓力總體最小，大部分地區(qū)小于5MPa。上述特點(diǎn)表明長73、長71小層與長72小層之間存在較高的過剩壓力差，較高的過剩壓力差驅(qū)動長7儲層烴源巖產(chǎn)生的油氣沿著微裂縫從高壓區(qū)向低壓區(qū)運(yùn)移。因此，陜北下寺灣地區(qū)長7儲層較高的過剩壓力差為油氣的運(yùn)移、聚集提供了充足動力。

圖2 陜北下寺灣地區(qū)長7儲層T19井-T5井過剩壓力剖面圖

3 結(jié) 論

（1）陜北下寺灣地區(qū)長7儲層過剩壓力與已知油井分布有密切關(guān)系，且大多數(shù)油井分布在長7油層組過剩壓力低值背景下的 “漏斗區(qū)”。

（2）陜北下寺灣地區(qū)長7儲層長73小層、長71小層與長72小層之間存在較高的過剩壓力差，較高的過剩壓力差驅(qū)動長7油層烴源巖產(chǎn)生的油氣沿著微裂縫從高壓區(qū)向低壓區(qū)運(yùn)移。因此，長7儲層較高的過剩壓力差為油氣的運(yùn)移、聚集提供了充足動力。

［1］楊飏，郭正權(quán)，黃錦繡，等 .鄂爾多斯盆地西南部延長組過剩壓力與油藏的關(guān)系 ［J］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2006，28（2）：49-52.

［2］李興文，李仲東，過敏，等 .鄂爾多斯麻黃山西區(qū)中生界過剩壓力與油氣關(guān)系 ［J］.石油勘探與開發(fā)，2011，38（3）：294-298.

［3］Magara A H.泥質(zhì)巖壓實(shí)作用 ［M］.陳荷立譯 .北京：石油工業(yè)出版社，1981.

［4］陳荷立，羅曉容 .砂泥巖中異常高流體壓力的定量計(jì)算及其地質(zhì)應(yīng)用 ［J］.地質(zhì)論評，1988，34（1）：54-62.

［5］李明誠 .石油與天然氣運(yùn)移 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1994.

［6］李明誠 .油氣運(yùn)移 ［M］.北京：地質(zhì)出版社，1983.