[科学探索]什么原因可导致异常高压？ [复制链接]

●李传亮

自然界中有异常高压地层，也有异常低压地层，但绝大多数的地层都属于正常压力。只有相对封闭的地层，才可能出现压力的异常，开放的地层不可能出现异常。在压力异常的地层中，异常高压比异常低压又多一些。而且，异常压力只是一种暂时的压力状态，时间长了就会恢复正常。

什么原因可导致地层的异常高压呢？人们凭直觉想出了很多原因，如压实、挤压、剥蚀、抬升、渗透、生烃、脱水等，实际上，其中的许多因素都不靠谱，缺乏科学依据，只有生烃和脱水才有可能。

异常低压呢？

大家可以发表自己的看法，也可以参阅下面的文献。

# 地层异常压力原因分析[J]，新疆石油地质，2004，25（4）：443-445

# 地层抬升会导致异常高压吗？[J]，岩性油气藏，2008，20（2）：124-126

# 也谈库车坳陷的异常高压问题[J]，新疆石油地质，2005，26（5）：592-593

# 欠压实概念质疑[J]，新疆石油地质，2005，26（4）：450-452

# 油气初次运移理论新探[J]，地学前缘，2007，14（4）：132-142

# 异常高压气藏开发上的错误认识[J]，西南石油大学学报，2007，19（2）：166-169

# 泥岩地层产水与地层异常压力原因分析[J]，西南石油大学学报，2007，19（1）：130-132

# 油藏工程原理（第二版）[M]，北京：石油工业出版社，2011

（论文可在“第一作者论文名单”中下载）。

这么晚了还没有休息，李老师，看来课本要进行修改了。

“地层压力出现异常的主要原因是地层的封闭特性，异常高压是地层外来流体进人的结果，而异常低压是构造运动导致地层破碎、孔隙体积增加的结果。”

我疑惑的是正常压力的流体是通过什么方式进入封闭体系、进而造成超压？

正常压力条件下的“外来流体”可以通过某种方式进入封闭体系，但是还不足以就此产生超压，除非是在高压条件下压入封闭体系。外来流体不是产生超压的充分必要条件。相反，我比较倾向于认为，超压是由于封闭体系内自身流体的体积变化引起的。可能的原因包括生烃，流体温度升高（比如纯水 125 psi / ℃）、粘土脱水等。超压的另一种原因如上帖的Fig5.右图所示（Powley，2006），是由于“压力封隔体（pressure compartment）”引起的。

ps: 关于泥岩生烃是否会形成超压的一点看法：泥岩在纵向上如果不形成裂缝，排烃会比较困难——主要是考虑到泥岩孔隙的直径与原油分子直径的大小。在横向上不会有太大的问题。泥岩电镜扫描图片可以证实，泥岩在纵向上的孔隙要比横向上的孔隙小得多。

1. 我的问题是您是如何解释注入外来流体的动力。打个比方，在一个装满水的瓶子里，你如何再增加2%体积的外来流体？
      ps.李明诚曾经用半渗透的机理来解释，但也只能说这只是产生超压一种情景。并不是所有超压都是这样形成的。
2.泥岩裂缝是一个很普遍的现象。泥岩裂缝的原因可能是构造，也可能是生烃。按照您论文中的观点，同样可以得出，泥岩生烃可以产生裂缝。因此，在横向上，烃源岩就是非均质的，就拿有机碳含量分布图来说的， 对于湖相，湖心的有机碳丰度一般要比周围要高，形成环状分布。
3.泥岩裂缝可以作为排烃通道，泥岩的裂缝填充的方解脉中的含油包裹体可以证实这点。
4.曾经一度认为，油气主要在浮力的作用下，通过泥岩孔隙排出；但是对比泥岩的孔隙直径（平行于地层面的截面）的分布与原油分子直径的分布之后，分子尚且难于通过，更不要说油滴了。因此，相当一部分还是要通过泥岩裂缝运移的。

引用第4楼水南于2008-07-19 22:32发表的  :
2.泥岩裂缝是一个很普遍的现象。泥岩裂缝的原因可能是构造，也可能是生烃。按照您论文中的观点，同样可以得出，泥岩生烃可以产生裂缝。因此，在横向上，烃源岩就是非均质的，

再说第二个问题。
如果泥岩裂缝很普遍，怎么还能封堵流体？盖层的功能不就丧失了吗？
我的观点是，如果泥岩中有裂缝，也不是生烃造成的，而是其它因素造成的，生烃过程是不可能形成裂缝的，原因很简单，一孔隙生烃产生的高压，会被周围孔隙生烃产生的高压所平衡，致使裂缝无法形成。

引用第4楼水南于2008-07-19 22:32发表的  :
3.泥岩裂缝可以作为排烃通道，泥岩的裂缝填充的方解脉中的含油包裹体可以证实这点。

没有裂缝，油气可以运移；有了裂缝，油气当然也可以运移，因此，裂缝不是油气运移的必要条件。而且，在我看来，裂缝仅是油气二次运移的通道，并非是初次运移的通道。

引用第4楼水南于2008-07-19 22:32发表的  :
4.曾经一度认为，油气主要在浮力的作用下，通过泥岩孔隙排出；但是对比泥岩的孔隙直径（平行于地层面的截面）的分布与原油分子直径的分布之后，分子尚且难于通过，更不要说油滴了。因此，相当一部分还是要通过泥岩裂缝运移的。

泥岩中的孔隙并非都是小孔隙，也有少量的大孔隙，正是因为大孔隙少，渗透率才极低，但由于运移时间长，因此，并不影响运移的最终结果。地质学家说泥岩中的裂缝是油气运移的通道，但是，一没有解决裂缝的形成机制问题，二没有解决裂缝中油气的来源问题，科学依据很不充分。

引用第5楼cllipe于2008-07-19 22:57发表的  :
再说第二个问题。
如果泥岩裂缝很普遍，怎么还能封堵流体？盖层的功能不就丧失了吗？
我的观点是，如果泥岩中有裂缝，也不是生烃造成的，而是其它因素造成的，生烃过程是不可能形成裂缝的，原因很简单，一孔隙生烃产生的高压，会被周围孔隙生烃产生的高压所平衡，致使裂缝无法形成。

作为烃源岩的泥岩与非烃源岩的泥岩的强度是不同的。一般的，暗色泥岩的岩心很脆，而全成层性好。而灰色泥岩一般很硬，不容易敲碎。

引用第7楼cllipe于2008-07-20 07:51发表的  :
泥岩中的孔隙并非都是小孔隙，也有少量的大孔隙，正是因为大孔隙少，渗透率才极低，但由于运移时间长，因此，并不影响运移的最终结果。地质学家说泥岩中的裂缝是油气运移的通道，但是，一没有解决裂缝的形成机制问题，二没有解决裂缝中油气的来源问题，科学依据很不充分。

油气在纵向上运移与横向上运移会有很大的不同。泥岩的孔隙结构也不能完全套用砂岩的孔隙结构。