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文檔簡介

“壓陷”和“撓曲”是擠壓動力學過程中有密切聯(lián)系的兩種構(gòu)造作用方式,也是壓陷(撓曲)盆地形成的主要動力學機制。可以說“壓陷”是擠壓體制下盆地形成的最根本的動力學機制,“撓曲”是盆地形成過程中的具體體現(xiàn)。“壓陷”和“撓曲”是擠壓動力學過程中有密切聯(lián)系的1巖石圈板塊邊界受到垂直載荷作用發(fā)生撓曲變形,可以用半無限延伸板塊撓曲變形方程來描述(假設巖石圈為彈性的):(據(jù)Turcotte和Schubert,1982)W—撓曲度,指撓曲變形后相對于變形前質(zhì)點的垂直位移量(向下為正,向上為負);W0—最大撓曲度,可根據(jù)巖石圈抗撓剛度及載荷的大小來確定;a—撓曲參數(shù);x——水平坐標軸。巖石圈板塊邊界受到垂直載荷作用發(fā)生撓曲變形,可以用半無限延伸2

在載荷點(x=0處)的撓曲度最大,隨著離載荷點的距離的加大,撓曲度逐漸減小為零,并在前方出現(xiàn)隆起現(xiàn)象。在彈性模型中,板塊的撓曲變形總體特征是一個撓曲凹陷和一個前緣隆起在載荷點(x=0處)的撓曲度最大,隨著離載荷點的距離的3用彈性撓曲模型可以很好的模擬洋殼撓曲作用(下圖)。用彈性撓曲模型可以很好的模擬洋殼撓曲作用(下圖)。4

在擠壓力作用下,隨著新的逆沖斷片增加和每個新的逆沖斷片向前移動,都會引起下伏地殼的彈性撓曲響應,形成壓陷盆地和前緣隆起向穩(wěn)定地塊方向遷移(下圖)。在擠壓力作用下,隨著新的逆沖斷片增加和每個新的逆沖斷5安全生產(chǎn)基礎知識培訓PPT格式6安全生產(chǎn)基礎知識培訓PPT格式7安全生產(chǎn)基礎知識培訓PPT格式8安全生產(chǎn)基礎知識培訓PPT格式9四、異常壓力

地壓場是指一定地質(zhì)空間范圍內(nèi)地層壓力及其分布特征。一般由正常壓力、異常高壓和異常低壓組成。關于其詳細的分類,目前國外主要采用A?A?奧爾洛夫的分類。

壓力系數(shù)壓力分類<0.96低壓異常0.96-1.06常壓1.06-1.2高壓異常>1.2異常高壓四、異常壓力地壓場是指一定地質(zhì)空間范圍內(nèi)地層壓力及其分布特10異常高地層壓力的分布特征①可存在于任何深度,但多深于3050m。②可出現(xiàn)在任何時代的巖石中,但在白堊紀和第三紀地層中更普遍;古老巖石中的超壓層有可能形成于較新的年代,如古生代巖石可能到白堊紀及其以后才被深埋并形成超壓。③與相似成巖條件、相似埋深的正常壓力沉積物相比,許多超壓區(qū)沉積物為欠壓實、高孔隙度、低密度。④正常壓力區(qū)至異常壓力區(qū)的過渡帶可能沒有或很薄而使壓力突變,也可能較厚(幾千米)而使壓力變化緩慢,過渡帶內(nèi)壓力梯度最大。⑤超壓區(qū)地熱梯度通常較高,可能是因為較多的孔隙充滿流體而降低其熱傳導性。⑥超壓區(qū)的形成通常與烴(尤其是氣)有關,并且通常無自由水(底水或邊水),僅含間隙水。⑦超壓區(qū)的形態(tài)和分布與構(gòu)造或地層結(jié)構(gòu)可能無關,也可能受其控制。異常高地層壓力的分布特征①可存在于任何深度,但多深于30511異常高地層壓力的成因機理沉積盆地中超壓形成機理非常復雜,有十幾種之多,主要可歸納為四類:(1)壓實不均衡和構(gòu)造壓縮引起的壓力增加(即孔隙的減小);(2)由溫度上升(水熱作用)、礦物轉(zhuǎn)化釋放水、烴類生成以及石油裂解成天然氣引起的流體體積增加;(3)與滲流作用、水壓頭(勢能)以及密度差引起的流體運動及烴類上浮;(4)由于隆起或剝蝕引起的沉積物卸載,保存了古壓力系統(tǒng)等。此外,某地產(chǎn)生的超壓還可以在異地巖石序列中重新分布。異常高地層壓力的成因機理沉積盆地中超壓形成機理非常復雜,有十12盡管沉積盆地中地層異常高壓有多種成因機理,然而每種機理對地層超壓的形成貢獻不同;同一機理在不同盆地或同一盆地的不同階段作用也不一樣。例如一套富含有機質(zhì)的厚層泥巖,在埋藏過程中,由于差異壓實作用可能形成超壓,當其埋藏到一定深度,干酪根開始生烴時,剩余地層壓力的主要貢獻者應轉(zhuǎn)變?yōu)樯鸁N作用。目前對各種超壓形成機理的研究方法和手段尚需不斷的改進和完善

盡管沉積盆地中地層異常高壓有多種成因機理,然而每種機13(1)直接測量的壓力數(shù)據(jù)和已出版的一維數(shù)學模式都表明,在快速埋藏的厚層泥巖序列中,不均衡壓實作用可作為超壓形成的一種主要因素。許多盆地模式都模擬出不均衡壓實作用的存在,但需要對泥巖的流變性和滲透性進行進一步研究,以便改進這些模式。對廣泛分布的沉積巖的孔隙度和有效應力之間的關系應進行綜合研究,并且通過巖石力學實驗加以證實。(2)構(gòu)造作用可引起超壓力。構(gòu)造作用可以迅速地形成和耗散壓力。在當今構(gòu)造活動的盆地內(nèi),這種影響尤其普遍。必須對各種不同類型的盆地中最大水平應力和構(gòu)造應力有更好的了解。(1)直接測量的壓力數(shù)據(jù)和已出版的一維數(shù)學模式都表明,在快14(3)在大多數(shù)地質(zhì)條件下,由于缺乏非滲透性封蓋層,熱液膨脹不可能是超壓形成的主要機理。流體體積的膨脹非常小,并且很容易因流體的流動而耗散。(4)在沉積盆地中,因為釋放的流體體積很小,并且壓力的發(fā)育使脫水作用受到抑制,所以蒙脫石的脫水作用不可能是超壓形成的主要原因。另外,與蒙脫石到伊利石的轉(zhuǎn)變有關的精確反應在目前還知之甚少。因此,在蒙脫石-伊利石轉(zhuǎn)變期間,不一定會造成實際體積的增加。應對反應的體積測定、速率和其他控制因素進行進一步的實驗研究。(3)在大多數(shù)地質(zhì)條件下,由于缺乏非滲透性封蓋層,熱液膨脹不15(5)石膏至無水石膏的轉(zhuǎn)化發(fā)生于40~60℃,并可能產(chǎn)生大大超過負荷壓力的流體壓力。這樣的反應和體積測定值可能相當好理解,應與現(xiàn)有的盆地模式研究結(jié)合起來。(6)成巖作用不可能直接引起超壓或欠壓,因為大范圍的膠結(jié)和溶解需要一個開放體系。在開放體系中,流體可以自由運移,從而釋放出異常的壓力。然而,膠結(jié)作用對沉積物的滲透性可能有重要的影響,它能降低由其它機理形成的超壓流體逸出的速率。應該研究成巖作用對泥巖的孔隙度、滲透率和壓縮率的影響。盆地范圍內(nèi)成巖圈閉的存在仍然缺乏直接證據(jù)。(5)石膏至無水石膏的轉(zhuǎn)化發(fā)生于40~60℃,并可能產(chǎn)生大大16(7)假如壓力的形成直接地或間接地阻礙了干酪根的成熟,那么將干酪根的轉(zhuǎn)化作為超壓力形成的機理,其有效性就值得懷疑。不同的研究者認為,在干酪根轉(zhuǎn)化期間,體積不是增加就是減少,需要對轉(zhuǎn)化過程中體積的變化進行研究。(8)天然氣的形成伴隨著體積膨脹,有可能形成異常壓力。然而壓力的形成可延緩石油裂解過程,令人對這種機理的有效性產(chǎn)生懷疑。由于氣體的毛細管作用,地下游離氣對于壓力的產(chǎn)生是很重要的因素,尤其是在巖石界面處。(7)假如壓力的形成直接地或間接地阻礙了干酪根的成熟,那么將17精品課件!精品課件!18精品課件!精品課件!19(9)在淺埋藏的“鉛垂”盆地內(nèi),水壓(勢能)頭能產(chǎn)生一定的超壓。需要對連續(xù)的封蓋層之下儲層的構(gòu)造高程和橫向連續(xù)性進行研究。(10)在油氣儲集層附近,由于原油的浮力,發(fā)育有少量的超壓力。在不可壓縮的流體

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