怀俄明拉腊米盆地白垩系岩石中的异常天然气压力封存体：油气聚集的一种新类

摘要

怀俄明拉腊米盆地（LBW）2400－2750m以下的白垩系页岩具有典型的异常压力特征，在盆地中心，异常压力带的顶部（305－610m)为过渡带，其地层为上白垩统页岩。超压带（厚达610m)一直下延至最底部的富含有机质白垩系页岩，一般在泡德河和温德河盆地，这些页岩以下的岩石则是正常压力。异常压力带顶部可由声波传播时间、烃生产指数、粘土成岩作用（从蒙脱石到伊利石），以及镜质体反射率的明显增加来判别。沥青充填微裂缝是许多富含有机质页岩的特征。在LBW盆地如，白垩系砂岩和页岩压力封存体间的主要差别是规模大小。每一盆地的超压白垩系页岩具有盆地范围的动态压力封存体。可是，在各个盆地的白垩系砂岩中，从地层学和成岩作用的角度，可在页岩剖面中再细分为相对小的、独立压力的或流体流动封存体[最大尺寸1－10英里（1.6-16km)]。页岩和砂岩中压力封存的驱动机理是液态烃生成和储集（部分转化为天然气）。通过毛管作用控制渗透率，并将流体流动系统从单相状态改变为多相流动状态。在单相状态，水控制系统，内外地层单元（从不整合面的古土壤到海侵页岩）都是具有有限漏失率的低渗透岩石。在渐进的埋藏期间，这些单元逐渐产生成岩作用（蒙脱石变为伊利石，高岭石转化为绿泥石）。随着更多液态烃的生成，油气转换进行时，流体流动系统逐渐被烃所饱和，其结果是，游离水被驱替，排驱压力大大增加，导致低渗透单元成为流体流动屏障，从而形成毛管封闭。封闭层的三维封闭引起流体封隔和异常压力，进而形成异常压力天然气聚集。在砂岩中，砂岩上、中、下的三维毛管封闭产生独立的流体流动或压力封存体。在少数情况下，以断层为边界的砂岩封存体也可通过其邻近的低渗透碳酸盐岩或石英胶结岩石形成。