0 引言

在全世界范围内的多数超压沉积盆地中，超压与油气分布存在重要的因果关系.在高勘探程度区，以致密气藏为代表的非常规油气藏勘探逐渐得到重视.渤海湾盆地深层气藏一般位于洼陷侧翼或靠近洼陷的中心，致密气藏的形成、保存、分布与超压作用息息相关 (Hunt.，1991；Osborne and Swarbrick, 1997；马启富等，2000；许晓明等，2006).前梨园洼陷是东濮凹陷最大的生油气洼陷，面积约400 km².古近系沙河街组生油岩厚度1000~2400 m，主力生油岩沙河街组三段埋深均大于4000 m.研究区致密砂岩气藏大量富集，其中濮深4井在沙三中、下亚段气显示活跃，显示井段长达近1300 m；濮深5井钻井已发现页岩体积密度指示三个异常压力段且与油气显示段相对应.近年来对西翼文203-58井、文203-59井等进行评价，钻探后均见到良好效果，展示了极好的超压天然气勘探前景.因此，本文分析前梨园洼陷致密砂岩气藏超压特征并探讨超压对成藏的影响，以期对本区深层气藏的进一步勘探开发起到一定的指导作用.

1 超压展布 1.1 纵向分布特征

根据东濮凹陷深层实际压力状态，结合多数盆地压力划分方案 (许晓明等，2006；梁正中等，2011)，通过对地层测试、钻井试油、RFT资料的统计表明，地层压力在纵向上表现为浅层常压和深层超压的典型二元结构.前梨园地区常压带多对应于沙二段及以上地层.弱超压至沙三上亚段普遍出现，到沙三中下亚段是超压发育主体层位.超压顶界面深度约为3000~3200 m，由前梨园洼陷西翼向洼陷中心埋深增加.

根据盐岩与超压发育层位的配置关系，可划分为沙一盐下弱超压带、沙三盐间超压带、沙三盐下超压带.北部地区连井压力剖面对比可以看出超压带主要发育于沙三中盐下地层中；研究区南部盐岩层段已相变为砂泥岩段，无盐区各井同样具有相似的压力分布特征.沙三上为压力过渡带，沙三中进入高压段.

1.2 平面分布基本特征

在实测压力基础上，结合声波时差及地震速度分析，发现本区深层平面压力场分布具有如下特点 (图 1)：(1) 超压分布整体与构造格局、沉降中心对应较好；(2) 强超压主要分布在深洼部位和构造高部位的翼部，分布局限.研究区前梨园洼陷压力系数可超过1.7，最高达2.0；(3) 高部位同一断块内气层的压力系数较高，深部低部位致密砂岩气区压力普遍偏大.东部兰聊断层附近基本为常压，压力系数低于1.2.

2 超压成因

东濮凹陷位于渤海湾盆地西南端，是在中、古生界基底上发育起来的新生代咸化断陷湖盆，蕴藏着丰富的石油天然气资源.前梨园洼陷是东濮凹陷最大的生油气洼陷 (图 2)，有生成天然气的物质基础和成烃条件.前梨园洼陷构造相对简单，其中东部为陡坡带，中间为深洼，西翼为一单斜，圈闭不发育.已发现的油气藏主要环洼陷生烃中心分布.

大量的研究表明，异常压力的成因可能是由多种因素造成的，欠压实、生烃作用以及两者的共同作用是目前公认的非挤压型盆地超压发育的主要机制 (李传亮，2004；孙运宝等，2015；刘一锋等，2015).欠压实一般出现在快速连续埋藏的厚层泥岩、页岩等渗透性差的地层中.东濮凹陷文东—前梨园地区沙三中沉积的泥岩、泥页岩单层厚度约5~10 m，最大达30~40 m，由于砂泥岩互层的沉积特点，泥岩单层厚度较小.泥岩欠压实所产生的增压并不显著；近洼区濮深4井泥岩单层厚度一般也小于20 m.另一方面，根据模拟沉积速率与超压幅度的关系，对比渤中坳陷超过500m/10⁶a以及莺-琼盆地快速沉降和巨厚泥岩快速堆积等，研究区沉积速率相对较小，由此机制引起的超压幅度偏低.一般以声波时差异常指示欠压实，而有关物理模拟实验说明岩石中的高孔隙流体压力可直接导致通过岩石的传播速度降低而与孔隙度无关，从而需进一步论证超压与油气共生的因果关系.

Melssner等对美国蒙大拿和北达科他州威利斯顿盆地Ⅱ型巴肯 (Bakken) 组页岩的研究，早就突出了超压与生烃的共生特征.干酪根成烃引起的超压作用是由Momper (1978)提出的.干酪根生烃过程实际上是一个有机质总体积增加的过程，在密闭体系中烃类生成及其转变必然会导致超压的形成.从成熟干酪根中生成的天然气增压贡献更加显著.前已述及前梨园洼陷是东濮凹陷最大、埋藏最深的生烃洼陷，为有机碳分布高值区，热演化程度高，沙三段烃源岩整体上Ro>1.0%，最高达2.0%，达到了过成熟状态.通过大量比较发现，超压顶面与生烃门限相吻合.有机质生烃高峰对应的深度与异常压力的高值深度对应较好.生烃作用在很大程度上促使研究区异常超压的形成.其他证据包括岩芯观察发现烃源岩中发育大量的裂缝；超压储层主要为气层或者气水同层而水层很少，这也符合生烃增压沉积盆地的特征.

因此，本区生烃作用尤其是生气为超压形成的最可能的主要机制.另外必须指出，本区超压带分布与良好的封闭保存条件是分不开的，即与盐岩、泥岩层、断层等的封闭作用息息相关.

3 超压成藏效应

超压与油气的生成、运移、储集、保存等成藏要素及油气分布均有十分密切的关系，在天然气成藏动力学研究中占有非常重要的地位 (苏玉山等，2002；陈中红和查明，2008).本文以下主要从超压改善储集性能和提高含气性方面进行探讨.

3.1 超压改善储集性能

东濮凹陷深层天然气砂岩储层主要分布在沙四和沙三亚段，深层砂岩基本上都处于致密段.前梨园地区砂岩由于储层埋藏较深，深层成岩作用强烈，高部位储层以低孔低渗特征为主；低部位物性更差，局部存在高异常次生孔渗带 (图 3, 4)，如濮深12井4808.19~4813.84 m井段，砂岩实测孔隙度达10.5%.超压通过对成岩作用的影响，改善了深部储层物性.单井资料上，异常孔渗带与异常高压带有着良好的相关性.

(1) 超压有利于孔隙保存：Scherer (1987)研究认为每超压6.895 MPa约保存2%的孔隙度.前梨园地区存在大范围超压，较早发育的超压在一定程度上“抵制”了上覆岩层的压实并抑制压溶作用，从而使深部的砂岩储层保留一定的原生孔隙，同时为深层的流体—岩石相互作用提供了场所，有利于形成和保护次生孔隙.岩芯分析发现超压发育区岩石颗粒接触类型以线接触为主，而相近埋深的常压井区颗粒接触类型以凹凸接触为主，局部有缝合接触.通过与正常压力区比较，高压异常分布区孔隙度的减少趋势变缓.

(2) 超压促进次生孔隙形成：超压对有机质的热演化会产生抑制作用 (郝芳等，2004)，导致包括溶蚀作用等成岩作用的延迟、同时高压封闭的作用使CO₂等的溶解度增大，均有利于深层次生孔隙的形成和保存.幕式排烃作为东濮凹陷沙三段的重要排烃方式，其间超压流体的释放及循环热对流能够有效地将已溶物质带走，会加剧溶解进程 (苏玉山等，2002).

(3) 超压导致裂缝发育：在生烃传递或原油裂解引起储层超压时，颗粒之间的剪切阻力由此降低，这改变了岩石发生破裂时的有效应力场.一旦超过岩石的抗张强度，一系列的超压储层微裂缝便形成.一般规模较大的裂缝有沥青质的存在，表明其曾是烃气运移的通道.裂缝性能及特点的识别，有助于深刻认识深层气的成藏和分布规律.

3.2 超压提高含油气性

以往多认为压力过渡带带是油气的主要聚集区 (杜栩等，1995)，近来勘探实践则证实本区各类油气层均具有高温高压特征.根据已有气层测试资料统计，相同深度、相同储集条件下，油气层压力越高，相应含油气饱和度提高 (图 5).这是深层烃源岩在压力差的作用下向相邻储集层不断进行排烃和充注的结果.

沙三中样品流体包裹体温压测试表明在油气大规模的充住早期，地层普遍发育弱超压 (图 6).随后超压逐渐增强，代表了油气大规模成藏期烃类充住的规模和强度，为生烃增压超压烃类流体近距离注入储层的结果.

已有实验研究表明 (孙红蕾，2008；张庆峰等，2010；李明诚和李剑，2010)，对于低渗致密储层，当充注压力梯度增加时，无论原来的岩心物性或原油黏度如何，其含油饱和度总是都在增加.盆地其他类似洼陷区也有资料表明压力增高，砂体含油气性明显增加.如博兴洼陷以弱超压为主，超压区位于东营凹陷中北部的洼陷带，这是造成博兴地区油气富集程度远不如中北部地区优越的重要原因.

4 勘探意义

超压背景的存在，有利于改善储集性能.孔缝发育带是天然气充注的有利空间，其内部往往保持着异常高的流体压力，构成局部超压异常区，即深层含气区与相对异常高压区相对应.由此可见，超压分布是控制区内致密气藏分布的重要因素；确定超压及“甜点”的存在对非常规油气勘探意义重大.

致谢 感谢审稿专家提出的修改意见和编辑部的大力支持！