Upphovsman:CC0 Public Domain
Formationstrycket styr generationen, uteslutning, migration, ackumulering och bevarande av petroleum. Vätske-berg-interaktioner under diagenes och mineralisering påverkas också av formationstrycket. Således, att undersöka bildandet av paleotryck i sedimentära bassänger är en viktig aspekt av forskningen om mekanismer och processer relaterade till kolväteackumulering, och det spelar en allt viktigare roll för kolväteutforskning och framtida förutsägelser.
Bildningstryck uppstår under den långsiktiga utvecklingen av bassänger, och regleras av tektonism, deposition, diagenes, vätskeflöde, geotermiskt fält, och magmatisk aktivitet. Olje- och gasutforskning riktas alltmer mot djup, ultradjupa och gamla skikt som, dock, har i allmänhet upplevt flera stadier av tektoniska rörelser. Rekonstruktion av bildning paleo-tryck i dessa skikt är inte lätt.
Olika metoder har etablerats för rekonstruktion av paleo-tryck i sedimentära bassänger, inklusive metoder baserade på bassängmodellering, analys av vätskeinkludering, differentialspänning av stenar, omvandling av lermineraler, akustisk transittid för lerstenar, och seismisk våghastighet. Var och en av dessa metoder har fördelar och begränsningar, men de flesta kan bara bestämma bildningstrycket under en viss geologisk period, snarare än hela tryckutvecklingsprocessen. Vidare, några av dessa metoder upprättades baserade på enkla modeller för porös utveckling, som inte är tillämpliga på behållare med komplexa vätskeflöden, intensiva tektoniska aktiviteter, och onormala utvecklingsvägar för porositet.
Ursprunget till onormalt tryck förändras vanligtvis under geologisk historia. I den här studien, en ny metod föreslås för att rekonstruera paleotrycken i skikt genom att integrera olika paleotrycksberäkningsmetoder enligt identifieringen av bildningsmekanismen och de viktigaste faktorerna som är ansvariga för att kontrollera onormala tryck. Enligt den geologiska bakgrunden kvantitativa analyser av de faktorer som kan kontrollera övertryck genomfördes först för att klargöra varje mekanisms bidrag under olika geologiska perioder. Tryckutvecklingen rekonstruerades genom vätskekompakteringsmodellering med begränsningar som åläggs av paleotryck erhållna från vätskeinkluderingar eller differentialspänningsmetoder. Att bestämma de mekanismer som är ansvariga för övertryck under geologisk historia är grundförutsättningen för paleotrycksforskning. Således, kvantitativa studier genomfördes av bidrag till jämviktskompaktering, gasladdning, oljesprickor, temperaturminskning, och tektonisk höjning och nedsättning till övertryck.
Tre fallstudier av rekonstruktion av paleotryck utfördes för Sinian-strata i Sichuanbassängen, Ordoviciska skikt i norrhöjningen i Tarimbassängen och de permiska skikten i Sulige -gasfältet i Ordos -bassängen, där dessa tre studieplatser normalt sett är pressade, svagt övertryckt och onormalt lågt tryck för närvarande, respektive.
Den sininska formationen i centrala Sichuanbassängen är huvudsakligen normalt pressad för närvarande. Under begränsningen av infångningstrycken på grund av vätskeinkluderingar i tre perioder, som beräknades med PVTsim -programvara, utvecklingen av trycket i Dengying Formation erhölls genom bassängmodellering med en vätskekompaktionskopplingsmodell. Trycket i Sinian Dengying Formation beror på en kombination av kolväte ackumulering, oljesprickning för att bilda gas, och temperaturminskningar orsakade av tektonisk höjning, där dessa olika faktorer spelade dominerande roller under olika perioder.
Sulige -gasfältet i Ordos -bassängen är ett typiskt gasfält med ett onormalt lågt tryck. En stor temperaturminskning från 165 ° C till 105 ° C inträffade under de senaste 100 Ma. Oavsett gasavledning, trycket skulle minska med 17,7-22% när temperaturen sjönk med 50-60 ° C. Å andra sidan, gaser tappades 17-24 vol%, vilket resulterar i 23-32% minskningar av formationstrycket. Baserat på analys av vätskeinkludering och numerisk modellering, svagt övertryck inträffade två gånger under hela den geologiska historien, där det första övertrycket genererades vid 195 Ma, som avbröts av höjningen vid 160 Ma tidigare, övertryck genererades igen efter 140 Ma, där den maximerades i 98 Ma på ett största djup av 4425,6 m och med ett tryckkoefficientvärde på 1,1. Senare, både formationstrycket och tryckkoefficienten minskade gradvis på grund av höjning och denudation, och bytte till ett onormalt lågt tryck med en koefficient på 0,85 för närvarande.
Vätsketrycket under den kritiska perioden av tektonisk kompression kan beräknas kvantitativt med hjälp av differentialspänningsmetoden med kalsit tvillingar som en paleo-barometer. Paleotrycket i de ordoviciska Yinshan-karbonatlagren i Shunnanområdet i Tarimbassängen rekonstruerades som en fallstudie. Shunnanområdet befann sig i en tektonisk kompressionsmiljö från mitten och sen kaledonisk tid till hercynianperioden, och orienteringen av huvudspänningen ändrades från SW-NE till SE-NW. Paleostressen varierade från 66,15 till 89,17 MPa, med ett genomsnitt på 82,06 MPa på kaledoniska, och varierade från 56,97 till 79,29 MPa, med ett medelvärde på 66,80 MPa i hercynian. Det överflödiga vätsketrycket i karbonatlagren under tektonisk kompressionsdeformation beräknades med skillnaden mellan realistisk effektiv vertikal spänning och teoretisk vertikal spänning. Kombinerat med modelleringsresultat, ett svagt övertryck utvecklades i de ordoviciska skikten under mitten till sen kaledonisk period av den starka kompressionen relaterad till Paleo-Kunlun Ocean subduktion. Formationstrycket avtog gradvis till normalt tryck på grund av skikthöjning och spänningsfältomvandling. Ytterligare två faser av övertryck bildades i slutet av Perm- och Neogenperioden, härstammar från sydosttrenderande kompression och gaspåfyllning, respektive.
Tryckanalys är grunden för fluid dynamisk systemanalys, vilket är signifikant för kolvätevandring och reservoardiagenes. Utvecklingen av effektiva paleo-tryckåtervinningsmetoder för karbonatlager kan vara avgörande för att ta itu med olika problem inom djup- och ultradjupt lagtrycksforskning.