莺歌海盆地是一个典型的高温高压(高温高压)含气盆地。深的压力系数超过2.2中新世乐东坡水库,在莺歌海盆地nondiapir区。确定超压机制和预测孔隙压力是天然气勘探和开发的关键问题在乐东斜率。摘要超压机制研究根据垂直有效stress-logging响应的分析和地质评价、使用凉亭,孔隙压力预测方法。装卸的交会图表明,超压存在于储层主要包括两种类型:neighbor-source和它超压。neighbor-source超压主要是压力造成的传输从相邻泥岩储层压力系数小于1.5 ~ 1.6。高震级超压点的压力系数大于1.6显示一个典型的卸载响应,表明砂岩压力而非原位泥岩压力升高,这是最有可能产生的超压垂直转移。高震级超压流体产生的高成熟的超深埋N1年代源岩迁移到浅水库通过隐而未现的过错/裂隙,导致超压的垂直转移。垂直转移生成超压为1.5 ~ 0.2,这是有利于保护透镜状砂体的超压。鲍尔斯估计孔隙压力的方法是在良好的协议与实测压力和提供有意义的参考打超前钻眼压力预测nondiapir莺歌海盆地和底辟区。
孔隙压力称为异常高压或超压在静水压力大于预期在给定深度(
超压再分配现象普遍发生在渗透地下蓄水层。研究超压的再分配是同样重要的,因为它是理解超压机制。根据孔隙流体来源、超压在渗透性地层可分为三种类型:自源,neighbor-source,它超压(
垂直有效stress-porosity /声波速度块(也称为装卸曲线)是用来区分neighbor-source超压和它超压(
准确预测它的超压是另一个困难的问题在钻井工程(
作为一个整体,尽管它超压引起的压力转移并不是一个新观察,沉积盆地内超压的横向或垂直转移并没有被广泛报道,有一些明显的例外(
莺歌海盆地是一个典型的高温高压(高温高压)盆地天然气资源丰富,是著名的北海和墨西哥湾的盆地。超压在墨西哥湾的起源和北海盆地已经彻底研究的研究人员和公认的不均衡压实,气体的产生,和化学压实超压机制[主导
近年来,莺歌海盆地的勘探重点已经开始转向岩性油藏在乐东斜坡,它显示了一个埋藏深度大(超过4000)、高温(大于200°C,温度和温度梯度达到46.8°C /公里),和高超压(压力系数接近2.30)[
本文确定了内在泥岩压力和确定储层压力适当或异常使用装卸曲线结合一维盆地建模。垂直转移的可能性超压与地质条件分析确认。在此基础上,压力预测模型参数优化实现准确预测它的超压。这项研究的结果将在钻井期间减少可能的踢、井喷等事故,确保钻井安全和提供有效指导开发石油和天然气资源。
莺歌海盆地是一个新生代沉积盆地位于中国南海,沿着northwest-southeast钻石形的方向,这是由红河走向滑动断层控制。一边的盆地东北部毗邻Beibuwan盆地和海南岛,是连接到Kuntum隆起西部和琼东南盆地东南部。莺歌海盆地进一步分为河内萧条,Lingao隆起,东部斜坡,抑郁,中部和西部斜坡。由于右旋走滑,一排排left-order enechelon底辟构造近南北罢工开发中部抑郁,即中央泥底辟带(图
(a)简化结构莺歌海盆地和研究区域的地图,和(b)的分布井LD-B井区。
新生代沉积地层的厚度在莺歌海盆地渐新世的超过17公里,由形成期(E3y)和陵水形成(E3l);三亚中新世地层(N1年代);梅山(N形成1米)和Huangliu形成(N1h);上新世莺歌海形成(N2y);和第四纪乐东形成(昆士兰)(图
广义莺歌海盆地的地层剖面,显示形态和符号,地震视野,主要岩性和沉积环境(修改(
三亚的形成可分为两个成员:第一个成员(N1年代1)主要是砂岩和泥岩夹层,第二个成员(N1年代2砂岩与泥岩薄夹层的组成的)。梅山形成由浅灰色泥质粉砂岩和泥岩沉积的semi-deep海洋环境,也包含海底扇砂岩。Huangliu形成进一步分为两个成员。第一个成员(N1h1)层间的泥质粉砂岩和粉砂质泥岩,第二个成员(N1h2)包含灰色泥岩和细砂岩。莺歌海的形成是由灰色粉砂岩和泥岩semideep海洋和三角洲沉积。乐东形成包含浅海沉积,岩性主要是灰色粘土和桑迪集团。
海洋泥岩的N1年代和N1m形成富含III型干酪根,这是莺歌海盆地主要烃源岩(
重力流沉积物和海底扇砂岩的N1h和N1m的形成是主要的天然气储层和回厚的泥岩的N1y2在LD-B井区。右旋走滑张性断层和骨折提供天然气的运移通道,形成一个大型高温高压岩性气藏(
模块式地层动态测试器的准确性(联合化疗)压力是受到很多因素的影响,如岩性和地层的渗透率,井眼条件,和泥浆性能。在大多数情况下,不可靠的数据显示在阀座密封失效的形式,超压力,干测试。流动性(渗透率和粘度的比值)被选为一个关键因素来决定联合化疗的有效性的结果,和流动的相对价值对应的有效点,低渗透性,和干点1 ~ 20 md / cp, 0.01 ~ 0.5 md / cp,分别和低于0.01 md / cp。最后,总分269分的好成绩,其中包括63名有效点,82低渗透性点,59岁的干点,60密封失败点,和5超压力点,分类;只能用于孔隙压力的有效点分析。
最后一关井压力由钻柱测试记录(DST)接近于原始地层压力时关井时间足够长,并形成足够高的渗透率。除了天然气开发造成的减压,关井压力往往形成固有的低渗透等因素的影响,不完整的压力恢复,和当地的泥饼的问题,所以关井压力不能用于直接反映了孔隙压力。因此,测量压力数据需要筛选确定DST数据是可以接受的(
虽然泥浆比重不是一个准确的孔隙压力表示,当平衡或使用本文钻探技术,泥浆比重可以代表孔隙压力校准的测量压力(
通过比较来自不同来源的孔隙压力与深度,联合化疗的压力是在良好的协议与DST的压力或泥浆比重等效压力在相应的深度(图
比较来自不同数据源的孔隙压力。DST的测量压力和联合化疗,从泥浆和泥浆意味着等效压力计算权重。
甲烷的碳同位素(C1)、乙烷(C2)在天然气和二氧化碳(有限公司2)测量使用SP3400气chromatography-combustion-isotope比率MAT252质谱仪(GC-CIRMS)。烃源岩的碳同位素数据来自黄等。
作为使用最广泛的方法,研究油气成藏阶段,地史流体包裹体也记录好信息,可以有效地确定流体性质的积累。均一化温度是最低温度捕获的流体包裹体和代表了最低宿主矿物的沉淀温度。利用流体包裹体均一化温度测量是由水et al。
曲线反映了声波速度变化与垂直有效应力的增加在泥岩的压实称为加载曲线。卸载效应指的是减少垂直有效应力的过程,和卸载曲线反映了垂直有效应力之间的关系和声波速度(
不均衡压实阻碍泥岩压实的过程中,因此,垂直有效应力和声波速度保持在加载曲线(图
装卸由垂直有效应力和构造曲线泥岩声波速度和超压机制(修改的标识(
加载曲线之间的关系由泥岩的声波速度和垂直有效应力可以表示如下(
此外,相关的孔隙压力加载机制可由以下公式计算:
卸载曲线可以描述由以下方程(
卸载情况下的预测孔隙压力可以由以下公式:
一维盆地构造建模是利用斯伦贝谢的PetroMod v2012确定超压机制和恢复热历史。一维建模,每个单元的信息,包括名称、最高深度和厚度,得到的报告,年龄和决心从已知的年龄层的关键。每一层的复杂岩性是基于切削描述和确定
关于热的重建和成熟历史,孔的镜质体反射率和温度是用于校准目的。基于热演化历史,结合流体包裹体的均一化温度,确定天然气的充电时间。根据埋藏史,温度和成熟度演化仿真结果,孔隙压力耦合建模与压实不均衡和生烃。最后模拟压力受到实测压力数据和泥浆的重量。
检查测量的压力联合化疗和DST和等效压力是用来分析不同储层的孔隙压力特征的LD-B井区。超压意味着压力系数(孔隙压力与静水压力)比超过1.2。
所有的测量压力LD-B井区超,压力系数在1.2和2.3之间。压力分布非常复杂,压力系数并不随着埋深增加,压力在不同深度和层(图有很大不同
储层的压力与深度的情节LD-B井区。压力数据的DST和联合化疗,很多意思漏泄的压力。(b)是一个本地增大(a)。
轻中度级超压在N1h1和N1h23950以上,压力系数从1.29到1.60不等,多余的压力大约是10.65 - -23.46 MPa。3950 - 4500米的深处,高震级超压(
横向和纵向特征的孔隙压力LD-B井区进行了分析的基础上,测量压力和泥浆比重等效压力。总的来说,超压在LD-B井区从N开始发展1y形成,超压前大约是2000(图
孔隙压力分布在LD-B井区,超压的顶部。孔隙压力是来自联合化疗,DST和泥浆比重。部分的位置如图
声波渡越时间(AC)的比较,这反映了交通特性,与密度(穴),这反映了大部分属性,有助于识别超压的存在和起源。不均衡压实超压显示AC和窝偏离正常压实趋势(NCT),而流体膨胀的特点是更比窝的逆转AC (
颈- 1井为例,讨论对超压泥岩压实回应。完成颈- 1井的深度是5026米,这对应于N1m。实测压力数据缺席在这个好,但是连续泥浆重量是可用的。泥浆的重量相当于压力显示,孔隙压力是正常的3000以上。超压随深度逐渐增加超过3000,和深层的泥浆比重达到1.8 - -2.0 (> 4000)。泥岩的声波传输时间和密度在上面的正常压力段3000米有一个很好的趋势随着深度增加,符合正常压实趋势(图
的声波传播时间、密度和颈- 1井的泥浆比重乐东斜率。的位置如图
与正常压实趋势相比,在超压部分泥岩的声波传输时间比3000显示异常高值,但密度显示只有一个小的偏差。声波渡越时间和密度偏离正常压实趋势超压间隔与埋藏深度超过3500米。在超压的顶部,有一个明显的对声波传播时间,但密度反应相对滞后。比蒙脱石向伊利石的伊利石/蒙皂石混合层泥岩逐渐减少在这个深度(
装卸曲线由垂直有效应力和测井响应可用于有效区分砂岩中的超压机制。如果超压点落在加载曲线,它表明,不平衡所产生的超压主要是泥岩的压实。如果超压点偏离加载曲线,它可以被认为是卸货超压机制,包括水热增压、生烃和超压传递
将进入岩石脆性甚至塑料阶段在高温高压环境中,可能改变装卸行为(
垂直应力计算通过集成密度测井和垂直有效应力等于垂直应力-孔隙压力。声波渡越时间和密度的平均值作为泥岩区间内的压力测量数据。正常压力数据的颈- 1 3000米以上和LD-A井区是用于建立加载曲线,这是用作基准基线识别可能超压机制LD-B井区。
装卸的交会图的LD-B井区表明10 51过压点阴谋的加载曲线和压力系数约为1.2 - -1.6(图
(一)垂直有效应力与声波渡越时间交会图和(b)垂直有效应力与密度交会图的LD-B井区在莺歌海盆地。正常压力的加载曲线是由颈- 1井和LD-A井区。
超压部分LD-B井区显示声波和密度测井响应异常(图
不均衡压实是最常见的超压机制厚mudstone-dominated滇池流域在连续快速埋葬小盆地,它是支持的机制来解释超压盆地,包括莺歌海盆地,墨西哥湾沿岸,北海
声波的振幅渡越时间偏离正常压实趋势深层超压部分远远大于高的密度,与压力系数大于1.6的点落在卸载曲线。证据表明不均衡压实不足以产生超压在水库和高表明卸载机制的贡献。从理论上讲,有四个机制导致卸载效应:水热增压,粘土成岩作用,气体的产生和超压传递。详细分析这些机制和评估每个可能的效率机制,通过区域地质分析。
由于较高的温度梯度,温度达到180°C在LD-B深度4000井区,和水热增压被认为是超压的原因之一(
成岩转换从蒙脱石向伊利石已经被释放结合水认为产生超压或荷载传递机制(
干酪根或公司会使用气开裂导致大幅提高流体体积,理论上可能导致超压接近地面压力(
即使考虑到可能的自我和neighbor-source超压,这不足以解释一些极端在渗透性地层超压现象。因此,一些其他更有效的机制,如超压传递,必须考虑。一个常见的概念来解释的存在超压在砂岩的重心,从深层超压地层侧压砂体转移通过一个倾向于浅间隔,导致后者比预期更高的压力(
孔隙压力在中新世水库LD-B井区显示从中度到高震级超压,突然转变和垂直有效stress-logging交会图显示一个典型的卸载响应。根据上述分析,超压引起的生烃的比例是有限的。因此,突然压力过渡区和卸载效应只能解释为超压垂直转移。我们将进行一个详细的地质分析,讨论深层超压流体的来源,它超压的转移途径,和超压的模式转移的过程。
自高震级过压属于它在储层超压LD-B井区,超压的来源来自更深的中新世水库。高震级的存在超压在这个机制系统是先决条件。超压传递过程中渗透性岩层伴随着流体迁移。因此,确定天然气的来源也表明澄清超压流体的来源。
天然气的碳同位素组成是一个很好的指标来确定它的遗传类型和来源(
(a)的天然气成因分类(从[歧视图修改
E的细1l, N1s是两套烃源岩在莺歌海盆地和碳同位素组成显示大大不同。的
已经证实,超压流体主要来自N1源岩,建立一个一维模型来模拟超压一代的N1年代。两口井的孔隙压力耦合压实不均衡和生烃的恢复。建模的孔隙压力的N1y和上覆岩层与泥浆比重基本上是一致的等效压力和压力渗透形成类似于相邻泥岩(图
超深埋的建模压力源岩在LD-B井区。星星预测压力根据垂直转移压力的特点,这是平行于静水压力。的位置如图
研究故障在nondiapir区非常初步的很长一段时间由于有限的地震资料的分辨率和不明显的断层落差。认为缺乏所需的路径形成它的超乐东斜率。因此,气体的迁移途径超深埋中新世浅油藏烃源岩是它超压的形成的关键因素。
近年来,三维地震相干、曲率分析技术已经应用于获得新的理解识别的高压底辟系统和莺歌海盆地的断裂迁移系统
(一)方差切片乐东斜率的莺歌海盆地(4250毫秒),请注意,这些张性断层主要是面向西,(b)双向行驶时间的地震剖面显示一系列隐而未现的过错或裂隙,和(c)解释的地震剖面显示了源岩和水库。
虽然这些隐藏的缺点/裂隙停止向上扩展后10.5 Ma (N的基础1h),由于现有的低摩擦系数的缺点,缺点/裂隙将打开失败的孔隙压力超过阈值时无凝聚力的错误(
超压垂直转移引发故障关闭由于开幕式在深层储层超压降低。低流体扩散率的超压泥岩保持高于周围砂岩(
的超压的影响渗透砂岩一般是瞬时现象,和超压消散的很快,除非有效密封。一般来说,打开后,故障,更有效的密封,长时间在砂岩转移超压保护。
烃源岩成熟度的时候在乐东斜率通常是太迟了,是天然气的充电周期。气体动力学的结果生成和碳同位素分馏建议的气藏LD-B井区成立以来1.2 ~ 0.1 Ma (
天然气收费时期LD-B井区在莺歌海盆地。(a)建模的成熟度与测试数据校准和温度,(b)均匀温度夹杂物(修改(
当前或最近的地质断层开放,这意味着转移超压形成1.50 Ma或更晚。LD-B气藏的河道砂体是深埋地下,砂体储层属性是穷人,四周都是超压泥岩。大量的气体在水库进一步降低了岩石渗透率由于共存的两个阶段。这些综合效应导致转移过压的保护。已经记录的几十米能保持超压泥岩砂岩超过1 Ma和这样的密封能力在盆地[很常见
本研究认为不均衡压实引起的超压可以达到约1.5 - -1.6 N1h和N1m在乐东斜率,超压垂直转移占大多数的观察高震级超压。基于这些知识,模型的超压一代在LD-B井区可以建立和使用作为超压的基础识别和预测未来的压力。
N1年代烃源岩有潜力开发高震级超压泥岩含量大于75%,沉积速率超过280米/ Ma,有机质含量大于1.55%,成熟度高于1.3 ~ 2.0%,压力系数达到1.9 - -2.0。当打开故障/裂隙连接烃源岩和储层超压转移伴随着天然气沿断层的迁移/骨折,导致超压高浅的河道砂体N1h和N1米的形成(图
天然气的运移模型和超压的过程中垂直转移LD-B井区。
超压序列通常被认为是不受欢迎的石油和天然气勘探目标,因为盖层或错误密封失败的风险增加(
了解超压的原因是准确的孔隙压力预测的基础;不同的overpressure-generating机制影响岩石属性超压的反应。常用压力预测方法包括等效深度,伊顿,和鲍尔斯方法,都是基于声波传播时间进行。等效深度法预测超压根据异常高孔隙度、价值和假设不平衡所产生的超压主要是泥岩的压实。作为一个经验关系,伊顿法并不真正表明超压的原因,虽然压力预测结果可以修改通过调整伊顿指数。建立了加载和卸载曲线时,鲍尔斯方法系统地考虑不均衡压实和卸载超压的机制
由于超压在LD-B井区结合了多种机制的结果,包括不均衡压实和超压垂直转移,鲍尔斯方法用于预测孔隙压力。声波传输时间转换成声波速度,和垂直有效stress-sonic速度关系是构建LD-B井区(图
交会图的垂直有效应力与声波速度LD-B井区,显示第一个卸载点。
孔隙压力计算公式的装卸情况
孔隙压力预测结果表明,浅的间隔在b - 1主要是正常压力,压力方程采用加载条件下的预测,预测结果也显示正常的价值观。测量压力约4000显示了明显的卸荷特征,以及预测压力卸荷条件下与测量压力(图基本上是一致的
孔隙压力预测的三个井乐东在莺歌海盆地斜坡。鲍尔斯Bowers-Pressure意味着孔隙压力预测的方法;EDM-Pressure意味着孔隙压力预测的等效深度法。
值得注意的是,压力预测的等效深度法反映了泥岩的持续的压力变化。然而,预测砂岩的压力不仅反映砂体的压力,由超压影响垂直转移,而不是整个地层的压力分布趋势。在任何的压力之间的间隔应预测泥岩和砂岩的压力的压力。确定压力在砂岩,砂体和断层之间的关系/骨折应该确认。如果砂岩没有必要条件与深层超压系统,压力可能基本上接近泥岩的压力。当砂岩连接故障与超压砂岩越高,压力应该参考Bowers预测压力的方法。
的不均衡压实泥岩和流体膨胀机制不足以解释高震级在储层超压LD-B井区在莺歌海盆地。所有高震级超压点偏离的加载曲线和显示一个典型的响应卸载机制。它超压引起的垂直转移nondiapir区超压机制仍然是一个非常重要的
超深埋中新世发达高振幅超压源岩,为超压流体转移确保足够的来源。隐而未现的过错/裂隙连接烃源岩和储层为超压垂直转移提供了可能的途径。它超压的形成时间不早于1.5 Ma,允许超压保护密封透镜状砂体
它超压与垂直转移并不总是有足够的测井响应振幅对应超压值。鲍尔斯的孔隙压力计算方法是在良好的协议与实测压力,特别是垂直转移超压可以准确预测的鲍尔斯的方法
超压机制的认识和压力预测提供新的见解高震级超压发电和天然气的形成,这是特别有意义的钻探前压力预测nondiapir莺歌海盆地的区域,它有助于降低钻井风险
主要数据用于支持本研究的结果都包含在这篇文章中,和其他人可以从相应的作者。
作者宣称没有利益冲突。
这项研究已经由战略重点资助的研究项目的中国科学院(XDA14010202),国家科技重大项目(2017 zx05008 - 004),和中国国家自然科学基金(U20B2014)。我们感谢中海油湛江分公司的提供原始数据。编辑和审稿人都感激他们的批评和建议,大大提高工作的质量。