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1、随钻地层压力的预测与评价随钻地层压力的预测与评价随钻地层压力的预测与评价随钻地层压力的预测与评价 王志战王志战胜利地质录井公司地质研究解释中心胜利地质录井公司地质研究解释中心目目 录录前言前言一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语二、温压场的划分二、温压场的划分三、国内外研究现状三、国内外研究现状四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势五、异常高压的成因机制五、异常高压的成因机制前前前前 言言言言 异异常常压压力力与与油油气气的的生生成成、运运移移和和聚聚集集关关系系密密切切。据据异异常常压压力力与与油油气气的的生生成成、运运移移和和聚聚集集关关系系密密切切。据据Hunt(1990)Hu
2、nt(1990)统统计计，世世界界上上已已发发现现统统计计，世世界界上上已已发发现现180180个个超超压压盆盆地地，其其个个超超压压盆盆地地，其其中中有有中中有有160160多多个个为为富富油油气气盆盆地地，其其中中多多数数为为超超压压。在在油油气气多多个个为为富富油油气气盆盆地地，其其中中多多数数为为超超压压。在在油油气气生生成成方方面面，异异常常高高压压可可降降低低烃烃源源岩岩的的成成熟熟度度，延延缓缓烃烃源源生生成成方方面面，异异常常高高压压可可降降低低烃烃源源岩岩的的成成熟熟度度，延延缓缓烃烃源源岩岩热热演演化化的的进进程程，当当地地层层压压力力超超过过一一定定门门限限时时，压压力力
3、对对岩岩热热演演化化的的进进程程，当当地地层层压压力力超超过过一一定定门门限限时时，压压力力对对成成烃烃有有明明显显的的抑抑制制甚甚至至是是阻阻止止作作用用，表表现现为为压压力力系系数数与与成成烃烃有有明明显显的的抑抑制制甚甚至至是是阻阻止止作作用用，表表现现为为压压力力系系数数与与烃烃源源岩岩生生烃烃门门限限深深度度、石石油油窗窗下下限限深深度度的的正正相相关关。在在油油烃烃源源岩岩生生烃烃门门限限深深度度、石石油油窗窗下下限限深深度度的的正正相相关关。在在油油气气运运移移和和聚聚集集方方面面，异异常常高高压压具具有有建建设设和和破破坏坏双双重重作作用用：气气运运移移和和聚聚集集方方面面，异
4、异常常高高压压具具有有建建设设和和破破坏坏双双重重作作用用：发发育育异异常常高高压压的的泥泥岩岩可可作作为为良良好好的的盖盖层层，尤尤其其是是作作为为良良发发育育异异常常高高压压的的泥泥岩岩可可作作为为良良好好的的盖盖层层，尤尤其其是是作作为为良良好好的的区区域域性性盖盖层层，有有利利于于油油气气成成藏藏；异异常常高高压压可可以以成成为为好好的的区区域域性性盖盖层层，有有利利于于油油气气成成藏藏；异异常常高高压压可可以以成成为为泥泥岩岩排排水水、排排烃烃的的动动力力，产产生生的的裂裂缝缝既既可可作作为为良良好好的的油油泥泥岩岩排排水水、排排烃烃的的动动力力，产产生生的的裂裂缝缝既既可可作作为为
5、良良好好的的油油气气运运移移通通道道，也也可可能能导导致致油油气气盖盖层层的的破破坏坏，促促使使油油气气运运移移通通道道，也也可可能能导导致致油油气气盖盖层层的的破破坏坏，促促使使油油 气重新分布，导致幕式成藏。气重新分布，导致幕式成藏。气重新分布，导致幕式成藏。气重新分布，导致幕式成藏。前前前前 言言言言针对胜利地质录井公司而言，由于它是一个针对胜利地质录井公司而言，由于它是一个针对胜利地质录井公司而言，由于它是一个针对胜利地质录井公司而言，由于它是一个集钻前地质设计、随钻地质录井、钻后研究、集钻前地质设计、随钻地质录井、钻后研究、集钻前地质设计、随钻地质录井、钻后研究、集钻前地质设计、随钻
6、地质录井、钻后研究、解释、评价于一体的综合性服务机构，因而解释、评价于一体的综合性服务机构，因而解释、评价于一体的综合性服务机构，因而解释、评价于一体的综合性服务机构，因而异常地层压力预测与监测技术贯穿于公司各异常地层压力预测与监测技术贯穿于公司各异常地层压力预测与监测技术贯穿于公司各异常地层压力预测与监测技术贯穿于公司各个主营环节，搞好这项工作有助于提高地质个主营环节，搞好这项工作有助于提高地质个主营环节，搞好这项工作有助于提高地质个主营环节，搞好这项工作有助于提高地质设计水平、提高随钻监测精度、提高地质研设计水平、提高随钻监测精度、提高地质研设计水平、提高随钻监测精度、提高地质研设计水平、
7、提高随钻监测精度、提高地质研究深度、提高解释评价水准，从而提高公司究深度、提高解释评价水准，从而提高公司究深度、提高解释评价水准，从而提高公司究深度、提高解释评价水准，从而提高公司的整体技术势力，为油气勘探、开发提供更的整体技术势力，为油气勘探、开发提供更的整体技术势力，为油气勘探、开发提供更的整体技术势力，为油气勘探、开发提供更深入、更准确、更优质的服务。深入、更准确、更优质的服务。深入、更准确、更优质的服务。深入、更准确、更优质的服务。前前前前 言言言言 研究异常地层压力的成因、分布及其与油气藏的形研究异常地层压力的成因、分布及其与油气藏的形研究异常地层压力的成因、分布及其与油气藏的形研究
8、异常地层压力的成因、分布及其与油气藏的形成及分布之间的关系是成藏动力学的核心内容，是成及分布之间的关系是成藏动力学的核心内容，是成及分布之间的关系是成藏动力学的核心内容，是成及分布之间的关系是成藏动力学的核心内容，是成藏动力学系统研究和划分的依据。在油气田的滚成藏动力学系统研究和划分的依据。在油气田的滚成藏动力学系统研究和划分的依据。在油气田的滚成藏动力学系统研究和划分的依据。在油气田的滚动勘探开发过程中，准确的压力预测及细致而系统动勘探开发过程中，准确的压力预测及细致而系统动勘探开发过程中，准确的压力预测及细致而系统动勘探开发过程中，准确的压力预测及细致而系统的油气层压力分布规律研究，一方面
9、，可以帮助我的油气层压力分布规律研究，一方面，可以帮助我的油气层压力分布规律研究，一方面，可以帮助我的油气层压力分布规律研究，一方面，可以帮助我们认识和发现新的油气层，对于了解地下油气层的们认识和发现新的油气层，对于了解地下油气层的们认识和发现新的油气层，对于了解地下油气层的们认识和发现新的油气层，对于了解地下油气层的能量，控制油气层压力变化，并合理地利用油气层能量，控制油气层压力变化，并合理地利用油气层能量，控制油气层压力变化，并合理地利用油气层能量，控制油气层压力变化，并合理地利用油气层能量以最大限度地采出地下油气具有十分重要的意能量以最大限度地采出地下油气具有十分重要的意能量以最大限度地
10、采出地下油气具有十分重要的意能量以最大限度地采出地下油气具有十分重要的意义；另一方面，对于做好钻井、地质设计，在施工义；另一方面，对于做好钻井、地质设计，在施工义；另一方面，对于做好钻井、地质设计，在施工义；另一方面，对于做好钻井、地质设计，在施工过程中保障钻井安全、提高钻探效率、降低钻井成过程中保障钻井安全、提高钻探效率、降低钻井成过程中保障钻井安全、提高钻探效率、降低钻井成过程中保障钻井安全、提高钻探效率、降低钻井成本及合理保护油气层具有重要的指导意义。本及合理保护油气层具有重要的指导意义。本及合理保护油气层具有重要的指导意义。本及合理保护油气层具有重要的指导意义。一、孔隙压力术语一、孔隙
11、压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语 静水压力静水压力( (normal or hydrostatic pressure)normal or hydrostatic pressure)斜率斜率(slope) 纯水纯水(1.0g/cm3)：0.433psi/ft 盐水盐水(1.07g/cm3) ：0.465psi/ft 地层水：地层水：0.450.465psi/ft 1g/cm3 = .433 pst/ft开放系统开放系统(open system)a column of waterl l压力值随深度而增加压力值随深度而增加压力变化率只依赖于水的密度变化压力变化率只依赖于水的密度变化代表压力增
12、加最大速率的方向向量是垂代表压力增加最大速率的方向向量是垂直的直的压力压力深度的关系与流体容器的形状完深度的关系与流体容器的形状完全无关全无关静水压力的性质静水压力的性质一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语 上覆应力上覆应力/ /静岩压力静岩压力/ /地静压力（地静压力（overburden overburden stress)stress)固体固体+流体流体美国海湾盆地水饱和的沉积岩密度为2.3g/cm3，静岩压力梯度为：.433psi/ft2.3g /cm3=1.0psi/ft异常高压发生在静岩异常高压发生在静岩压力梯度线和清水静压力梯度线和清水静压梯度线之间的
13、区域压梯度线之间的区域静岩压力的性质静岩压力的性质决定静岩压力的三个变量 与盐度有关的地层水密度与盐度有关的地层水密度 各种岩性的净厚度各种岩性的净厚度 各种岩性的孔隙度各种岩性的孔隙度 P PGG=岩柱的重量岩柱的重量+水柱的重量水柱的重量 P PGG=mm（1-1-）d+d+wwddl l静岩压力梯度的变化原因 岩石体积密度随压实作用的增大而增加岩石体积密度随压实作用的增大而增加 地层水密度的增加（溶解在水中的固体总量（地层水密度的增加（溶解在水中的固体总量（TDS)TDS) 随深度而增加随深度而增加一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语孔隙压力（pore pre
14、ssure）PressureDepthThe “pore pressure” is the pressure of the fluid in the pore space of the rock.The point at which pore pressures exceed hydrostatic pressures is the “top ofoverpressures.”In overpressure, fluids are trapped in the pores and bear part of the weight of the overlying solids.Any press
15、ure over the hydrostatic pressure is overpressure（超压）. The amount of pore pressure exceeding the hydrostatic line.Effective stress（有效应力） is the amount of overburden stress that is supported by the rock grains.Another concept implied in the figure is that pore pressure does not reach overburden stres
16、s. As pore pressure approaches overburden stress, fractures in the rock open and release fluids and pressures.一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语Typical trend curves for resistivity, sonic velocity, and density. Blue curves denote normal compaction trends. Arrows indicat
17、e deviations due to overpressure.一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语Cross-section of hypothetical reservoir unit. In the absence of fluid flow, the difference in pore pressure between points A and B is simply the weight of the fluid in the vertical reservoir column.一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压
18、力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语压力梯度（Pressure gradients)A local pressure gradient defines how pressure varies over small depth ranges. At the smallest scale, it equals the slope of a pressure versus depth curve. The most basic pressure gradient that we use is equivalent mud weight (EMW).Pressure profile
19、for hypothetical reservoir unit一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语Its utility is that for any depth below the surface, we can derive the pressure of the borehole fluids by drawing a line from the origin through the appropriate mud weight to the depth and get the pressure for that depth.Pressure plotted
20、 against depth with mud weight scale added1 lb/gal = .0519 psi/ft静水压力梯度的性质静水压力梯度的性质控制流体密度的因素控制流体密度的因素 温度温度 压力压力 流体成分（包括溶解气和固体）流体成分（包括溶解气和固体） 流体相态流体相态气体或液体气体或液体l l流体密度和梯度变化范围流体密度和梯度变化范围流体流体正常密度范正常密度范围围（g/cmg/cm3 3）梯度范梯度范围围（psipsi/ft/ft）气体（气气体（气态态* *）0.0070.300.0070.300.0031.1300.0031.130气体（液气体（液态态）0.
21、2000.400.2000.400.0900.1740.0900.174油油0.4001.120.4001.120.1740.4860.1740.486水水1.0001.151.0001.150.4330.5000.4330.500*气体气体=84.3%C1+14.4%C2+0.5%CO2+0.8%N2一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语Diagram illustrating pore pressure between hydrostatic gradient and fracture gradient一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术
22、语Using mud weight changes pressure axis to gradient axis. This is the view preferred by drillers.一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语Casing points and mud weight profile for hypothetical situation一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语质心（centroid) Because overpressure of a sand is constant, pore pressure must
23、follow a hydrostatic gradient. Shale pore pressure does not. The sand acts as a conduit to transfer pressures updip. At depth shale pore pressures exceed sand pore pressures but shallow sand pore pressures exceed shale pore pressures. The centroid is the depth at which sand and shale pore pressures
24、are equal. The value of the centroid concept is that it emphasizes the difference between sand and shale pore pressures. Most pore-pressure prediction techniques emphasize shale properties such as velocity and resistivity but do not address this essential mismatch of the shale and sand pore pressure
25、s. This concept also points out that sands provide a mechanism for vertical and lateral transfer of pressures. As basins subside and dewater, the sands provide the mechanism for fluid escape including hydrocarbons.一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语一、孔隙压力术语Simple illustration of lateral transfer when one side
26、of a basin subsides and fills with shale. Overburden in the subsided portion is higher and, if burial is sufficiently fast that the shale cant dewater quickly enough, it becomes overpressured. This is known as disequilibrium compaction.二、温压场的划分二、温压场的划分二、温压场的划分二、温压场的划分压力场压力场 压力系数（压力系数（pressure coeffi
27、cientpressure coefficient）是地层某处的是地层某处的地层压力相对于该点正常压力的偏离程度，是该点地层压力相对于该点正常压力的偏离程度，是该点实际地层压力和静水压力的比值，无量纲。地层压实际地层压力和静水压力的比值，无量纲。地层压力系数消除了深度对压力场评价的影响，是压力场力系数消除了深度对压力场评价的影响，是压力场划分的首选参数。划分的首选参数。 结合济阳坳陷的实际情况，根据压力系数（结合济阳坳陷的实际情况，根据压力系数（Pc)Pc)的大的大小将济阳坳陷的压力场划分为高压（小将济阳坳陷的压力场划分为高压（Pc1.2)Pc1.2)、常常压（压（0.90.9Pc1.2)Pc
28、1.2)和低压（和低压（Pc0.9)Pc4t4）、）、）、）、常温区（常温区（常温区（常温区（-4-4 t4t4）和低温区（和低温区（和低温区（和低温区（t-4t22），压力系数），压力系数随地层时代而降低。随地层时代而降低。总体上，异常压力的分布深度在总体上，异常压力的分布深度在2700270030003000m m以下，以下，而在松辽盆地，地温梯度较高，异常压力可在而在松辽盆地，地温梯度较高，异常压力可在15001500m m埋深发生；在东部第三系拉张盆地中可发生埋深发生；在东部第三系拉张盆地中可发生于于1900190024002400m m以下。以下。在地层时代相同、岩性变化不大的情况下
29、，压力在地层时代相同、岩性变化不大的情况下，压力系数和剩余压力通常随埋深而增大。系数和剩余压力通常随埋深而增大。对于陆相地层，异常压力的分布常与深湖相和半对于陆相地层，异常压力的分布常与深湖相和半深湖相沉积有关。深湖相沉积有关。异常压力对储集性能的影响异常压力对储集性能的影响异常压力对储集性能的影响异常压力对储集性能的影响 研究较多的是超压对储集性能的影响。超压对储集性能的影响表现在对储层孔隙度和渗透率的保存和改善方面。异常高压可促进更多微裂缝的形成，增加超压体系内的储集空间、改善储集层的连通性、增强储集层的渗透性能。超压还有助于深部储层次生孔隙度的保存和改善。上述原因导致深盆气储层中多发育富
30、气的“甜点” 。 异常压力对油气成藏的影响异常压力对油气成藏的影响异常压力对油气成藏的影响异常压力对油气成藏的影响 研究较多的仍然是超压对油气成藏的影响，研究较多的仍然是超压对油气成藏的影响，主要表现在以下几个方面：主要表现在以下几个方面：超压是烃类初次运移的动力；超压是烃类初次运移的动力；超压层可成为良好的盖层；超压层可成为良好的盖层；超压可引起幕式排烃成藏；超压可引起幕式排烃成藏；超压不仅影响油气生成的相态，而且会延缓烃超压不仅影响油气生成的相态，而且会延缓烃源岩热演化生烃的进程。源岩热演化生烃的进程。在上述研究的基础上提出：超压体系油气藏在上述研究的基础上提出：超压体系油气藏是未来油气勘
31、探的重要方向之一。是未来油气勘探的重要方向之一。超压体系的划分超压体系的划分超压体系的划分超压体系的划分 超压体系由封隔层（顶、底板）及其之间具有超压流体的超压体系由封隔层（顶、底板）及其之间具有超压流体的储集层组成。不同成因的超压体系具有不同的油气成藏特储集层组成。不同成因的超压体系具有不同的油气成藏特征。孙冬胜等将库车坳陷的超压体系划分为征。孙冬胜等将库车坳陷的超压体系划分为深部超压体系深部超压体系和上部超压体系和上部超压体系两类，并指出深部超压体系的形成与生烃两类，并指出深部超压体系的形成与生烃作用关系密切，而上部超压体系的形成则是后期构造侧向作用关系密切，而上部超压体系的形成则是后期构
32、造侧向挤压的结果。徐士林等在纵向上将库车坳陷中、新生界地挤压的结果。徐士林等在纵向上将库车坳陷中、新生界地层流体压力分为三个逐层升高的台阶式压力结构带：层流体压力分为三个逐层升高的台阶式压力结构带：浅层浅层正常压力带、压力过渡带和异常高压带正常压力带、压力过渡带和异常高压带。张卫海等将准噶。张卫海等将准噶尔盆地南缘古近系尔盆地南缘古近系-新近系异常高压系统按封闭形式的不新近系异常高压系统按封闭形式的不同分为同分为滞排型和顶封滞排型滞排型和顶封滞排型。刘晓峰等提出储层超压流体。刘晓峰等提出储层超压流体系统的概念，包括系统的概念，包括压力封闭层、超压流体、岩石骨架和输压力封闭层、超压流体、岩石骨架
33、和输导通道导通道四个基本要素。赵靖舟则分不同的压力组合模式，四个基本要素。赵靖舟则分不同的压力组合模式，并研究其与前陆盆地天然气成藏模式之间的关系。并研究其与前陆盆地天然气成藏模式之间的关系。异常压力预测异常压力预测异常压力预测异常压力预测 限于技术方面的原因，国内在异常压力预测方限于技术方面的原因，国内在异常压力预测方面的研究相对较为薄弱。面的研究相对较为薄弱。地震方面地震方面通过井约束反演数据体提取层速度，建立精确通过井约束反演数据体提取层速度，建立精确速度场；从井出发，应用傅里叶趋势分析求取速度场；从井出发，应用傅里叶趋势分析求取正常压实趋势层速度；经过衍生正常压实趋势层速度；经过衍生F
34、illippone法法计算压力系数；计算压力系数；应用地震叠加速度谱求取层速度，建立对应剖应用地震叠加速度谱求取层速度，建立对应剖面上深度与层速度之间的关系，然后将整个测面上深度与层速度之间的关系，然后将整个测线上的层速度数据以等值线图的形式显示在地线上的层速度数据以等值线图的形式显示在地震深度剖面上，探讨层速度与超压带之间的关震深度剖面上，探讨层速度与超压带之间的关系；系；地震、测井联合预测地层压力。地震、测井联合预测地层压力。异常压力预测异常压力预测异常压力预测异常压力预测测井方面测井方面研究声波测井、补偿密度测井、电阻率测井及自然电研究声波测井、补偿密度测井、电阻率测井及自然电位测井资料
35、与异常压力地层的对应关系；位测井资料与异常压力地层的对应关系；与地震、钻井资料联合进行地层压力预测。与地震、钻井资料联合进行地层压力预测。随钻方面随钻方面岩石强度法：根据钻井参数评估岩石强度，通过建立岩石强度法：根据钻井参数评估岩石强度，通过建立岩石强度与孔隙压力之间的关系模型，来预测地层压岩石强度与孔隙压力之间的关系模型，来预测地层压力。力。泥（页）岩密度法：通过随钻测量泥（页）岩的体积泥（页）岩密度法：通过随钻测量泥（页）岩的体积密度，建立与深度的关系图，根据趋势线的偏移情况密度，建立与深度的关系图，根据趋势线的偏移情况预测异常地层压力，适用于欠压实地层；预测异常地层压力，适用于欠压实地层
36、；dc指数检测法：指数检测法：dc是压实指数，应用于欠压实成因的是压实指数，应用于欠压实成因的异常压力预测。解释方法与泥（页）岩密度法类似；异常压力预测。解释方法与泥（页）岩密度法类似；Sigma录井法：根据钻井参数计算出的一个反映地层录井法：根据钻井参数计算出的一个反映地层可钻性的指数，适用于粘土质地层。可钻性的指数，适用于粘土质地层。四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势异常地层压力的研究和预测是一项十分综合的技术，它不仅涉及到成藏动力学、流体动力学、石油地质学、构造地质学、测井地质学等理论学科，更涉及到盆地模拟、地震、测井
37、、钻井、录井等勘探技术。单科技术的进步及相关技术的综合是其发展的必由之路。四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势随着异常地层压力与油气成藏关系研究的不随着异常地层压力与油气成藏关系研究的不断深入，异常压力预测将成为油气勘探的一断深入，异常压力预测将成为油气勘探的一项重要手段项重要手段 异常流体压力几乎是世界范围内含油气盆地的普遍异常流体压力几乎是世界范围内含油气盆地的普遍异常流体压力几乎是世界范围内含油气盆地的普遍异常流体压力几乎是世界范围内含油气盆地的普遍现象。异常压力与油气聚集的关系不仅仅体现在它现象。异常压力与油气聚集的关
38、系不仅仅体现在它现象。异常压力与油气聚集的关系不仅仅体现在它现象。异常压力与油气聚集的关系不仅仅体现在它们空间上的联系，更体现在它们之间成生上的联系。们空间上的联系，更体现在它们之间成生上的联系。们空间上的联系，更体现在它们之间成生上的联系。们空间上的联系，更体现在它们之间成生上的联系。异常压力的存在对油气的生成、运移和聚集产生了异常压力的存在对油气的生成、运移和聚集产生了异常压力的存在对油气的生成、运移和聚集产生了异常压力的存在对油气的生成、运移和聚集产生了重要影响。如在深盆气方面，在北美地区深盆气藏重要影响。如在深盆气方面，在北美地区深盆气藏重要影响。如在深盆气方面，在北美地区深盆气藏重要
39、影响。如在深盆气方面，在北美地区深盆气藏研究中发现，其气层压力总是低于或高于区域静水研究中发现，其气层压力总是低于或高于区域静水研究中发现，其气层压力总是低于或高于区域静水研究中发现，其气层压力总是低于或高于区域静水压力，但也出现有正常压力的情况。这三种特征在压力，但也出现有正常压力的情况。这三种特征在压力，但也出现有正常压力的情况。这三种特征在压力，但也出现有正常压力的情况。这三种特征在鄂尔多斯盆地中也均有体现。纵观国内外深盆气藏鄂尔多斯盆地中也均有体现。纵观国内外深盆气藏鄂尔多斯盆地中也均有体现。纵观国内外深盆气藏鄂尔多斯盆地中也均有体现。纵观国内外深盆气藏的实例，时代较老的多具异常低压，
40、而第三系的多的实例，时代较老的多具异常低压，而第三系的多的实例，时代较老的多具异常低压，而第三系的多的实例，时代较老的多具异常低压，而第三系的多具异常高压。具异常高压。具异常高压。具异常高压。异常压力过渡带是油气聚集的有利场所。这一规律异常压力过渡带是油气聚集的有利场所。这一规律异常压力过渡带是油气聚集的有利场所。这一规律异常压力过渡带是油气聚集的有利场所。这一规律提供了一个新的油气勘探方法提供了一个新的油气勘探方法提供了一个新的油气勘探方法提供了一个新的油气勘探方法利用异常压力的分利用异常压力的分利用异常压力的分利用异常压力的分布，特别是超压顶界面的分布，来预测油气藏。布，特别是超压顶界面的
41、分布，来预测油气藏。布，特别是超压顶界面的分布，来预测油气藏。布，特别是超压顶界面的分布，来预测油气藏。四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势随着地震采集技术、地震处理技术、地震解随着地震采集技术、地震处理技术、地震解随着地震采集技术、地震处理技术、地震解随着地震采集技术、地震处理技术、地震解释技术及计算机、三维可视化、虚拟现实技释技术及计算机、三维可视化、虚拟现实技释技术及计算机、三维可视化、虚拟现实技释技术及计算机、三维可视化、虚拟现实技术的发展与联合，钻前异常地层压力的预测术的发展与联合，钻前异常地层压力的预测术的发展与联
42、合，钻前异常地层压力的预测术的发展与联合，钻前异常地层压力的预测将更加准确。将更加准确。将更加准确。将更加准确。在未来，新的孔隙压力预测方法将仍然采用多元地在未来，新的孔隙压力预测方法将仍然采用多元地在未来，新的孔隙压力预测方法将仍然采用多元地在未来，新的孔隙压力预测方法将仍然采用多元地震技术采集的震技术采集的震技术采集的震技术采集的S S波数据。上覆岩层压力梯度和破裂波数据。上覆岩层压力梯度和破裂波数据。上覆岩层压力梯度和破裂波数据。上覆岩层压力梯度和破裂梯度将用重、磁反演技术进行三维预测。叠前和叠梯度将用重、磁反演技术进行三维预测。叠前和叠梯度将用重、磁反演技术进行三维预测。叠前和叠梯度将
43、用重、磁反演技术进行三维预测。叠前和叠后地震反演将提供更加精确的速度场评价，新的地后地震反演将提供更加精确的速度场评价，新的地后地震反演将提供更加精确的速度场评价，新的地后地震反演将提供更加精确的速度场评价，新的地震处理方法将利用速度的各向异性来准确预测孔隙震处理方法将利用速度的各向异性来准确预测孔隙震处理方法将利用速度的各向异性来准确预测孔隙震处理方法将利用速度的各向异性来准确预测孔隙压力和三维应力场。这些方法也将被应用于非碎屑压力和三维应力场。这些方法也将被应用于非碎屑压力和三维应力场。这些方法也将被应用于非碎屑压力和三维应力场。这些方法也将被应用于非碎屑岩的压力预测，提取的信息可用来预测
44、油气藏内的岩的压力预测，提取的信息可用来预测油气藏内的岩的压力预测，提取的信息可用来预测油气藏内的岩的压力预测，提取的信息可用来预测油气藏内的构造超压。压力预测将成为盆地和圈闭含油气系统构造超压。压力预测将成为盆地和圈闭含油气系统构造超压。压力预测将成为盆地和圈闭含油气系统构造超压。压力预测将成为盆地和圈闭含油气系统评价的标准工具，并指导油气勘探。在开发领域，评价的标准工具，并指导油气勘探。在开发领域，评价的标准工具，并指导油气勘探。在开发领域，评价的标准工具，并指导油气勘探。在开发领域，孔隙压力预测将提供三维压力体系模型，这对有效孔隙压力预测将提供三维压力体系模型，这对有效孔隙压力预测将提供
45、三维压力体系模型，这对有效孔隙压力预测将提供三维压力体系模型，这对有效的油藏模拟和油藏管理将是十分重要的。的油藏模拟和油藏管理将是十分重要的。的油藏模拟和油藏管理将是十分重要的。的油藏模拟和油藏管理将是十分重要的。 四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势 SWDSWD、LWDLWD、MWDMWD等随钻测井技术在国外开展等随钻测井技术在国外开展等随钻测井技术在国外开展等随钻测井技术在国外开展的十分火热，国内也在陆续引进。这些技术将进一的十分火热，国内也在陆续引进。这些技术将进一的十分火热，国内也在陆续引进。这些技术将进一的十分火热
46、，国内也在陆续引进。这些技术将进一步提高随钻压力预测精度。与地表地震技术结合，步提高随钻压力预测精度。与地表地震技术结合，步提高随钻压力预测精度。与地表地震技术结合，步提高随钻压力预测精度。与地表地震技术结合，可大大提高钻前压力预测精度。可大大提高钻前压力预测精度。可大大提高钻前压力预测精度。可大大提高钻前压力预测精度。随钻测井技术发展的核心是将电缆测量方式成熟的技术随钻测井技术发展的核心是将电缆测量方式成熟的技术随钻测井技术发展的核心是将电缆测量方式成熟的技术随钻测井技术发展的核心是将电缆测量方式成熟的技术改造成为随钻测量方式。经过发展的特殊声波技术、电改造成为随钻测量方式。经过发展的特殊声
47、波技术、电改造成为随钻测量方式。经过发展的特殊声波技术、电改造成为随钻测量方式。经过发展的特殊声波技术、电磁波电阻率及核磁共振等测井新技术的加盟，以及与综磁波电阻率及核磁共振等测井新技术的加盟，以及与综磁波电阻率及核磁共振等测井新技术的加盟，以及与综磁波电阻率及核磁共振等测井新技术的加盟，以及与综合录井技术、地质导向钻井技术的结合，赋予了随钻测合录井技术、地质导向钻井技术的结合，赋予了随钻测合录井技术、地质导向钻井技术的结合，赋予了随钻测合录井技术、地质导向钻井技术的结合，赋予了随钻测井技术强大生命力。井技术强大生命力。井技术强大生命力。井技术强大生命力。随钻测井是在地层刚被钻开、钻井液侵入开
48、始发生的条随钻测井是在地层刚被钻开、钻井液侵入开始发生的条随钻测井是在地层刚被钻开、钻井液侵入开始发生的条随钻测井是在地层刚被钻开、钻井液侵入开始发生的条件下进行的，所得数据为地层参数真值，用于实时压力件下进行的，所得数据为地层参数真值，用于实时压力件下进行的，所得数据为地层参数真值，用于实时压力件下进行的，所得数据为地层参数真值，用于实时压力预测，其结果必将更加准确。预测，其结果必将更加准确。预测，其结果必将更加准确。预测，其结果必将更加准确。斯伦贝谢公司开发的井眼成像技术、哈里伯顿公司研发斯伦贝谢公司开发的井眼成像技术、哈里伯顿公司研发斯伦贝谢公司开发的井眼成像技术、哈里伯顿公司研发斯伦贝
49、谢公司开发的井眼成像技术、哈里伯顿公司研发的核磁共振新仪器等都在为应用于随钻测井做准备，新的核磁共振新仪器等都在为应用于随钻测井做准备，新的核磁共振新仪器等都在为应用于随钻测井做准备，新的核磁共振新仪器等都在为应用于随钻测井做准备，新技术和成熟技术的不断加盟必将为随钻压力预测提供更技术和成熟技术的不断加盟必将为随钻压力预测提供更技术和成熟技术的不断加盟必将为随钻压力预测提供更技术和成熟技术的不断加盟必将为随钻压力预测提供更加广阔的发展空间。加广阔的发展空间。加广阔的发展空间。加广阔的发展空间。 四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展趋势四、异常压力预测的发展
50、趋势盆地模拟和异常压力成因、演化、预测等的盆地模拟和异常压力成因、演化、预测等的盆地模拟和异常压力成因、演化、预测等的盆地模拟和异常压力成因、演化、预测等的建模技术将更加完善、更加简便。建模技术将更加完善、更加简便。建模技术将更加完善、更加简便。建模技术将更加完善、更加简便。盆地模拟和数学建模技术是异常压力研究和预盆地模拟和数学建模技术是异常压力研究和预测的有效工具。国外一、二维盆地模拟技术已测的有效工具。国外一、二维盆地模拟技术已经成熟，并研制了许多软件被推广应用。目前，经成熟，并研制了许多软件被推广应用。目前，正在向三维发展，力求实现的定量化、动态化正在向三维发展，力求实现的定量化、动态化
51、和可视化。纵观国内外异常压力预测模式，无和可视化。纵观国内外异常压力预测模式，无一不是建立在相应的数学模型基础之上。异常一不是建立在相应的数学模型基础之上。异常压力的形成、发展、演化及其预测是复杂的，压力的形成、发展、演化及其预测是复杂的，建立有效而简单的模型是其走向成功的关键。建立有效而简单的模型是其走向成功的关键。存在问题存在问题存在问题存在问题 通过对国内外研究现状的分析发现，国内在异常压力的成通过对国内外研究现状的分析发现，国内在异常压力的成因机制、分布规律及其对油气成藏的影响方面与国外研究因机制、分布规律及其对油气成藏的影响方面与国外研究程度相当，主要差异表现在对孔隙压力与有效应力的
52、关系程度相当，主要差异表现在对孔隙压力与有效应力的关系研究方面、对临界孔隙度模型、页岩压实模型的建立方面研究方面、对临界孔隙度模型、页岩压实模型的建立方面以及对油气藏内异常压力的动、静态研究方面。以及对油气藏内异常压力的动、静态研究方面。 在异常压力预测方面，国内外差距较大。主要原因是国外在异常压力预测方面，国内外差距较大。主要原因是国外地震采集、处理和解释的手段以及地震采集、处理和解释的手段以及SWDSWD、LWDLWD、MWDMWD等等随钻测井技术比较先进，另外还有随钻测井技术比较先进，另外还有VSPVSP及井间地震技术的及井间地震技术的发展和参与，都大大提高了压力预测的先进性和准确性；发
53、展和参与，都大大提高了压力预测的先进性和准确性；而国内长期以来一直处在靠单一的相对落后的地震处理数而国内长期以来一直处在靠单一的相对落后的地震处理数据、地震与测井联合以及利用钻井工程参数进行预测的不据、地震与测井联合以及利用钻井工程参数进行预测的不理想状态。理想状态。 国内外共同的不足有：国内外共同的不足有：对异常低压的研究和预测不够深入；对异常低压的研究和预测不够深入；对异常压力过渡带内岩石物理特性参数的研究不够深入。对异常压力过渡带内岩石物理特性参数的研究不够深入。异常压力预测研究较多的是沉积成因型的，而对成烃型和异常压力预测研究较多的是沉积成因型的，而对成烃型和构造型成因的研究不够深入。
54、构造型成因的研究不够深入。五、异常高压的成因机制五、异常高压的成因机制五、异常高压的成因机制五、异常高压的成因机制地质压力主要遇到两个主要地质压力主要遇到两个主要 环境：近期挤环境：近期挤压褶皱作用活跃的区域构造带和快速堆积形压褶皱作用活跃的区域构造带和快速堆积形成的巨厚相对年轻的沉积体。所以，异常高成的巨厚相对年轻的沉积体。所以，异常高压很大程度上依赖于沉积体的地质历史。压很大程度上依赖于沉积体的地质历史。异常高压形成的一个主要条件是沉积体中具异常高压形成的一个主要条件是沉积体中具有足够低的渗透性岩石，使得流体流出速度有足够低的渗透性岩石，使得流体流出速度相对沉积体压力恢复速度而言小得可以忽
55、略。相对沉积体压力恢复速度而言小得可以忽略。因此，异常高压通常出现在以页岩为主的沉因此，异常高压通常出现在以页岩为主的沉积环境。积环境。欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成异常高压段的取心常显示为一些未固异常高压段的取心常显示为一些未固结成岩的泥质沉积物，而它们上、下结成岩的泥质沉积物，而它们上、下的沉积物则早已固结成岩。这表明压的沉积物则早已固结成岩。这表明压实程度的差异，是欠压实作用存在的实程度的差异，是欠压实作用存在的强力证据。强力证据。异常高压段通常具有较高的孔隙度、异常高压段通常具有较高的孔隙度、较小的声波传播速度，
56、较低的体积密较小的声波传播速度，较低的体积密度和电阻率。在钻遇过程中表现为钻度和电阻率。在钻遇过程中表现为钻速的突然加快，平衡地层压力所需的速的突然加快，平衡地层压力所需的钻井液密度增大等。钻井液密度增大等。欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成Pore structure models used to characterize shale behavior. Pores with aspect ratios in the 0
57、.001-0.1 range undergo most rebound. Higher aspect ratio pores are too rigid. Crack-like pores are too flexible (Bowers, 2001)欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用
58、与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成欠压实作用与异常高压的形成 欠压实作用作为异常压力形成的主要机制，已被广欠压实作用作为异常压力形成的主要机制，已被广欠压实作用作为异常压力形成的主要机制，已被广欠压实作用作为异常压力形成的主要机制，已被广大研究者所接受，并被许多超压盆地的勘探实践所大研究者所接受，并被许多超压盆地的勘探实践所大研究者所接受，并被许多超压盆地的勘探实践所大研究者所接受，并被许多超压盆地的勘探实践所证明，其研究程度也较高。统计资料表明，欠压实证明，其研究程度也较高。统计资料表明，欠压实证明，其研究程度也较高。统计资料表明，
59、欠压实证明，其研究程度也较高。统计资料表明，欠压实作用通常发生在作用通常发生在作用通常发生在作用通常发生在快速沉积的厚层低渗透层序快速沉积的厚层低渗透层序快速沉积的厚层低渗透层序快速沉积的厚层低渗透层序中。在中。在中。在中。在沉积盆地中，通常只有沉积速率大于沉积盆地中，通常只有沉积速率大于沉积盆地中，通常只有沉积速率大于沉积盆地中，通常只有沉积速率大于100100m/Mam/Ma才才才才能发生欠压实作用。能发生欠压实作用。能发生欠压实作用。能发生欠压实作用。 产生欠压实作用的理想沉积层序是产生欠压实作用的理想沉积层序是产生欠压实作用的理想沉积层序是产生欠压实作用的理想沉积层序是砂泥岩互层砂泥岩
60、互层砂泥岩互层砂泥岩互层，在，在，在，在这种层序中泥页岩顶底部分更容易被优先压实。这种层序中泥页岩顶底部分更容易被优先压实。这种层序中泥页岩顶底部分更容易被优先压实。这种层序中泥页岩顶底部分更容易被优先压实。 侧向封闭侧向封闭侧向封闭侧向封闭是欠压实形成的必要条件，若侧向具低渗是欠压实形成的必要条件，若侧向具低渗是欠压实形成的必要条件，若侧向具低渗是欠压实形成的必要条件，若侧向具低渗透性封闭，在砂岩层序中也可出现高压。透性封闭，在砂岩层序中也可出现高压。透性封闭，在砂岩层序中也可出现高压。透性封闭，在砂岩层序中也可出现高压。 据统计，在许多地区欠压实作用多发生在据统计，在许多地区欠压实作用多发
61、生在据统计，在许多地区欠压实作用多发生在据统计，在许多地区欠压实作用多发生在海退层序海退层序海退层序海退层序中。包围在泥（页）岩中的砂岩透镜体，也是产生中。包围在泥（页）岩中的砂岩透镜体，也是产生中。包围在泥（页）岩中的砂岩透镜体，也是产生中。包围在泥（页）岩中的砂岩透镜体，也是产生超压的理想场所。超压的理想场所。超压的理想场所。超压的理想场所。烃类生成与异常高压的形成烃类生成与异常高压的形成 在全世界发现的超压在全世界发现的超压盆地中，许多盆地的盆地中，许多盆地的超压带和油气生成带超压带和油气生成带相重合。这种现象表相重合。这种现象表明烃类物质的生成会明烃类物质的生成会导致超压。导致超压。
62、沉积物中有机质热演沉积物中有机质热演化生成油气的过程是化生成油气的过程是一个有机质体积增大一个有机质体积增大的过程。固态干酪根的过程。固态干酪根转变为液态、气态烃、转变为液态、气态烃、不溶性残余和其它副不溶性残余和其它副产物的过程中，伴随产物的过程中，伴随着体积的膨胀。在一着体积的膨胀。在一个封闭系统中，这种个封闭系统中，这种体积的膨胀会导致超体积的膨胀会导致超压的形成。压的形成。水热增压作用与异常压力的形成水热增压作用与异常压力的形成Baker(1972)首次明确提出“水热增压”的概念，用以描述水热作用在形成超压过程中的作用。J.S.Bradley（1975）指出，如果地下一定体积的岩石温度
63、升高，则其体积会热膨胀而增大。但是流体的热膨胀系数比岩石骨架的膨胀系数要大，因此流体因热膨胀形成的体积增加会大于孔隙的体积增加，故可导致孔隙流体压力的明显增加。水热增压作用与异常压力的形成水热增压作用与异常压力的形成膨胀系数表膨胀系数表膨胀系数表膨胀系数表 物物质类质类型型膨膨胀胀系数系数（1010-6-6体体积单积单位位/ /）沉沉积积物物颗颗粒粒9 9孔隙体孔隙体积积5 5水水200200盐盐水水400400油油10001000气气40004000粘土矿物成岩转变与异常压力的形成粘土矿物成岩转变与异常压力的形成粘土矿物成岩转变与异常压力的形成粘土矿物成岩转变与异常压力的形成转变过程中形成的
64、伊利石可堵塞孔隙喉道，转变过程中形成的伊利石可堵塞孔隙喉道，转变过程中形成的伊利石可堵塞孔隙喉道，转变过程中形成的伊利石可堵塞孔隙喉道，降低泥质岩石的渗透率；降低泥质岩石的渗透率；降低泥质岩石的渗透率；降低泥质岩石的渗透率；转变过程中脱出大量的水使孔隙流体量增多；转变过程中脱出大量的水使孔隙流体量增多；转变过程中脱出大量的水使孔隙流体量增多；转变过程中脱出大量的水使孔隙流体量增多；蒙脱石层间吸附水的密度一般高于孔隙水的蒙脱石层间吸附水的密度一般高于孔隙水的蒙脱石层间吸附水的密度一般高于孔隙水的蒙脱石层间吸附水的密度一般高于孔隙水的密度，脱出的层间水进入孔隙后会发生膨胀，密度，脱出的层间水进入孔
65、隙后会发生膨胀，密度，脱出的层间水进入孔隙后会发生膨胀，密度，脱出的层间水进入孔隙后会发生膨胀，导致孔隙流体压力的增加。导致孔隙流体压力的增加。导致孔隙流体压力的增加。导致孔隙流体压力的增加。上述观点已被接受，但影响程度仍有争议。上述观点已被接受，但影响程度仍有争议。上述观点已被接受，但影响程度仍有争议。上述观点已被接受，但影响程度仍有争议。1.粘土矿物成岩转变粘土矿物成岩转变粘土矿物成岩转变与异常压力的形成粘土矿物成岩转变与异常压力的形成粘土矿物成岩转变与异常压力的形成粘土矿物成岩转变与异常压力的形成 世界上有些超压带中，存在世界上有些超压带中，存在世界上有些超压带中，存在世界上有些超压带中
66、，存在着异常压力开始发生的深度着异常压力开始发生的深度着异常压力开始发生的深度着异常压力开始发生的深度与蒙脱石向伊利石开始转化与蒙脱石向伊利石开始转化与蒙脱石向伊利石开始转化与蒙脱石向伊利石开始转化的深度及烃类生成的深度相的深度及烃类生成的深度相的深度及烃类生成的深度相的深度及烃类生成的深度相一致的现象。这表明：粘土一致的现象。这表明：粘土一致的现象。这表明：粘土一致的现象。这表明：粘土矿物成岩作用、烃类生成与矿物成岩作用、烃类生成与矿物成岩作用、烃类生成与矿物成岩作用、烃类生成与异常高流体压力之间存在着异常高流体压力之间存在着异常高流体压力之间存在着异常高流体压力之间存在着内在联系，超压的出
67、现与蒙内在联系，超压的出现与蒙内在联系，超压的出现与蒙内在联系，超压的出现与蒙脱石向伊利石的转化有一定脱石向伊利石的转化有一定脱石向伊利石的转化有一定脱石向伊利石的转化有一定的关系。的关系。的关系。的关系。 郝石生（郝石生（郝石生（郝石生（19931993）指出，在）指出，在）指出，在）指出，在一个盆地内，超压带顶板的一个盆地内，超压带顶板的一个盆地内，超压带顶板的一个盆地内，超压带顶板的埋深可根据有机质演化程度埋深可根据有机质演化程度埋深可根据有机质演化程度埋深可根据有机质演化程度来预测。来预测。来预测。来预测。2. 粘土矿物对烃类生成的催化作用及其机理粘土矿物对烃类生成的催化作用及其机理粘
68、土矿物成岩转变与异常压力的形成粘土矿物成岩转变与异常压力的形成粘土矿物成岩转变与异常压力的形成粘土矿物成岩转变与异常压力的形成构造作用与异常高压的形成构造作用与异常高压的形成构造作用与异常高压的形成构造作用与异常高压的形成 区域性抬升、褶皱、断层、滑坡、崩塌、刺穿均区域性抬升、褶皱、断层、滑坡、崩塌、刺穿均可造成异常压力体系。区域性抬升、隆起是造成可造成异常压力体系。区域性抬升、隆起是造成异常压力的重要因素。当某一深度下正常压力系异常压力的重要因素。当某一深度下正常压力系统整体抬升，而压力保持原状，则在相对浅层造统整体抬升，而压力保持原状，则在相对浅层造成超压系统。当某一深度下正常压力系统抬升
69、后，成超压系统。当某一深度下正常压力系统抬升后，上覆地层剥蚀，原始条件发生变化，如温度下降、上覆地层剥蚀，原始条件发生变化，如温度下降、裂缝或断层引起流体泄漏等因素则造成低压异常。裂缝或断层引起流体泄漏等因素则造成低压异常。 断裂的发育对原始超压体系来说，由于泄漏作用，断裂的发育对原始超压体系来说，由于泄漏作用，可导致低压异常，而对浅层非超压系统来说，由可导致低压异常，而对浅层非超压系统来说，由于断裂对高压起输导传递作用而可能产生超压异于断裂对高压起输导传递作用而可能产生超压异常。常。 侧向挤压和垂直应力一样能通过非平衡作用使流侧向挤压和垂直应力一样能通过非平衡作用使流体压力增加，导致超压的形成。体压力增加，导致超压的形成。五、异常高压的成因机制五、异常高压的成因机制五、异常高压的成因机制五、异常高压的成因机制在异常压力的上述5种成因机制中，欠压实作用和烃类生成作用可单独形成异常压力，其它的水热增压、粘土矿物成岩转变和构造作用在异常压力形成过程中一般起辅助作用。
