塔里木盆地库车坳陷克拉2气田异常高地层压力成因力学分析.pdfVIP

塔里木盆地库车坳陷克拉2气田异常高地层压力成因力学分析’ 谭成轩‘张明利2汤良杰3孙炜锋1 1中国地质科学院地质力学研究所，北京，10008 2中国打油化工集团公司石油勘探开发科学研究院，北京，100083 3f啪大学(北京)，吕平，102249 摘要：克拉2气田异常高地层压力育不同的成因解释，主要有构造抬升作用、不均衡压实作 Hj、天然气生成和大量充注、构造挤压等。已有研究表明构造抬升作用和不均衡压实作用不 能在储层造成异常高压：天然气生成和大量充注解释有一定的合理性．但尚处于定性分析； 构造鹿力挤压作j{{是人们普遍认为有效的少数几种增压机制之一，但目前属于一种定性分 析，其对异常高地层压力有多大贡献需从定量的角度作进一步研究。为此，进行了克拉2 气田三维应力场有限元数值模拟。研究结果表明克拉2井异常高地层压力中有52～55MPa 由构造应力作_L}j引起，剩余部分由其他增压机制引起。该研究对于准确评价气田的储量、指 导气田开发等有一定的意义。 关键词：库车坳陷，克拉2气田．异常高地层压力，成困分析 1．前言 盆地中地层压力分布是一个影响油气运移的重要因素。由于特殊的地质环境，往往孔隙 应力可能会很大，以致于造成钻探成本增加、危险性增大。 因此．石油地质中面临的一个 重要挑战是评价盆地中孔隙压力分布，对其成园进行分析。 (1993)认为水平应力增加会引起超压现象，或者说超压作用造成水平应力增大：王连捷等 (1996)和谭成轩等(2001)认为当地层处于饱和状态，岩层中平均有效应力将全部转化为孔 隙压力。所有这些作者都认为应力对于孔隙压力有重要的影响作用，了解盆地的应力状态对 于评价和预测盆地中孔隙压力的分布具有重要意义，是一项基础工作。 本文将从三维构造应力场方面定量分析应力对克拉2气藏超压的影响，探讨三维构造应 力场住超压成囡分析中的应J：}j。 2．地质背景 克拉2气田是我国目前发现的虽大的整装气田，位于塔里术盈地北部库车坳陷，是西气 尔输r程的主要气源基地之一(酗1)。从钻井揭示的地层看，克拉2气田地层层序正常， 白上而F钻遇地层为：第四系，上第三系库车组、康村组、吉迪克组，下第三系苏维依组、 库小格列小组以及白垩系巴什基奇克组。下第三系库术格列术组为蒸发泻湖沉积体系，共划 分5个岩性段，由上至F分别为泥岩段、膏盐岩段、白云岩段、膏泥岩段、砂砾岩段。白垩 系巴什基奇克纽为辫状三角洲一滨浅湖沉积体系。自上而一F可划分3个岩性段．第l、Il岩 性段以砂岩为土，夹泥岩；第】II岩性段为砂砾岩。3个岩性段横向上可对比性强，分布稳 定。兜拉2气田构造纵向上可分为盐上和盐下两个构造层，井存在一定构造差异(图2，幽 3)。盐上构造为沿r第三系库木格列木组中膏盐岩滑脱层滑脱形成的断层及与之相关的摺 锻，而盐F构造为滑脱层之r受近东两向走向的逆冲断层控制的断弯背斜构造。 并¨国家臼然科学基金项目 +基金IⅢlj：国家重点基础研究发展规划项目(G (N。 3．克拉2气田特征 兜拉2气田具有极好的储盖组合。F面将以克拉2井为例讨论克拉2气田特征。F第三 系库水格列水组中上部膏泥岩为一套优质盖层，厚474m：储层为下第三系库术格列术组白 云岩段、F第三系库木格列术组砂砾岩段一白垩系巴什基奇克组I、II岩性段和白垩系巴什 基奇克组第JIi岩性段，现分述如下： r第二系库木格列木组白云岩段：顶部埋深3530．5m：储层厚9m；地层压力75．94MPa， 压力系数2，22，地层温度108。C。 F第三系库水格列术组砂砾岩段一白垩系巴什基奇克组I、I】岩性段：顶部埋深3560m； 压力系数1．89～1．94，地层温度107～110℃。 综上所述，克拉2井具有低温、高压特征，与克拉1井和克拉3井同属于克拉苏高压构 造带(幽4)。克拉】和克拉3井下第三系和白垩系地层压力等于或大于盖层破裂压力，导 致盖层破裂、天然气散失：而克拉2井白垩系储层地层压力小于盖层破裂压力。使得天然气 保存下来形成气田，并具有高压特点。 4．克拉2气田异常高地层压力成因分析 目前．关于克拉2气田异常高地层压力有不同的成因解释，主要有构造抬升作用、不均 衡压实作川、天然气生成和大量充注、构造挤压等【1～1。 构造抬升是形成异常高压还是形成异常低压，对此存在着不同的认识。库车坳陷第三纪 为一前陆盆地，晚第三纪强烈沉降，之后坳陷北部快速抬升，克拉苏构