Novas idéias sobre a teoria da sobrepressão: a relação entre a diferença horária de formação de infiltração de água, movimento tectônico e o coeficiente de pressão de formação

A sobrepressão da formação é um conceito crítico na geologia, descrevendo o desvio da pressão da água dos poros a partir de condições hidrostáticas nos estratos geológicos. Esse fenômeno pode se manifestar como pressão subnormal (menor que hidrostática) ou sobrepressão (superior a hidrostática), denominada coletivamente “pressão de formação anormal”.

Múltiplas hipóteses foram propostas para explicar as origens da pressão de formação anormal, com mecanismos dominantes, incluindo sobrepressão induzida por geração de hidrocarbonetos e sobrepressão induzida por compressão tectônica. No entanto, a proliferação de teorias concorrentes levou à fragmentação no entendimento:

1. As hipóteses proliferam como homens cegos que descrevem um elefante: Os mecanismos propostos variam de compressão tectônica e subcompação a pressão induzida por geração de hidrocarbonetos, efeitos hidrotérmicos, expulsão episódica de hidrocarbonetos e migração acionada por excesso de pressão.

2.Eça a hipótese aborda apenas um fragmento do quebra -cabeça: Por exemplo, a sobrepressão induzida por geração de hidrocarbonetos explica regimes de alta pressão, mas não consegue explicar condições extremas de baixa pressão. Essa abordagem fragmentada revela lacunas teóricas inerentes.

Durante anos de pesquisa aprofundada, propusemos o conceito crítico do atraso no tempo entre o fluido geológico (principalmente a velocidade da permeação da água) e a velocidade do movimento tectônico, que determina o regime de pressão de formação. Essa estrutura teórica unificada permite a interpretação ou previsão de coeficientes de pressão.

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Cite: Mao Xiaoping, Li Shuxian, Chen Xiurong et al. 2024. A relação entre a diferença de tempo de formação da taxa de infiltração de água, o movimento tectônico e o coeficiente de pressão de formação. Ciências Aplicadas. 14, 5615. https://doi.org/10.3390/app14135615

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Este artigo postula que a sobrepressão se desenvolve quando a velocidade do movimento tectônico excede a velocidade da permeação da água. Sedimentação, subsidência ou elevação rápidas recentes podem induzir sobrepressão. Crucialmente, a proximidade temporal é fundamental-se a atividade tectônica meso-cenozóica cessa (ou seja, estabilização pós-tetecônica prolongada), a sobrepressão se dissipa, transitando para condições de pressão regular. Quatro modos são delineados (Fig. 1). A plotagem cruzada dos dados da bacia international ressalta uma correlação positiva entre a velocidade do movimento tectônico e os coeficientes de pressão (Fig. 2). Essa estrutura unificada explica a sobrepressão extrema e a extrema pressão. As pressões anormais se manifestam exclusivamente em estratos mesodiagenéticos; Os estratos diagenéticos precoces, caracterizados por alta porosidade e permeabilidade, não podem sustentar anomalias de pressão.

Modo 1: Sobrepressão ativa acionada por sedimentação rápida (modelo Nanpu)
Neogene, particularmente subsidência rápida quaternária, desencadeia uma sobrepressão ativa. A formação de excesso de pressão requer estratos mesodiagenéticos, onde a expulsão de fluidos porosos fica atrás das taxas de sedimentação. Os exemplos incluem o Nanpu Oilfield e Baiyun Sag. Numerosas bacias da margem continental da China exibem sobrepressão ativa quando a espessura dos sedimentos exceder ~ 5 km.

Figura 1 Quatro modos de pressão de formação

Figura 2: Relação entre taxa de movimento da construção e sobrepressão. Os números da figura representam diferentes bacias ou estratos (apenas parciais, faça o obtain do texto unique para obter detalhes)

Modo 2: sobrepressão passiva induzida por elevação rápida (modelo Sichuan)
Durante os recentes eventos de elevação rápida, como a exumação neogene-quaternária, a sobrepressão passiva se desenvolve. Pós-Uplift, a pressão dos poros residuais persiste em estratos mais rasos, criando uma superpressão aparente quando recalculada para novas profundezas. Por exemplo, bem, JY1 na bacia de Sichuan experimentou uma elevação rápida, enquanto os poços PY1 e LY1 (elevação lenta) exibem coeficientes de menor pressão. Como ilustrado na Fig. 3, os estratos pré-Uplift a 8 km de profundidade atingiram o equilíbrio hidrostático (pressão de 80 MPa poros). A rápida exumação a 4 km de profundidade reduz a pressão dos poros para ~ 74 MPa (devido à diminuição da recuperação e temperatura dos poros), produzindo um coeficiente de pressão de 1,85. No entanto, a migração subsequente de fluidos porosos dissipa gradualmente essa sobrepressão. A duração desse processo determina a retenção de pressão: eventos tectônicos rápidos (LAG de tempo curto) preservam a sobrepressão por mais tempo, enquanto o equilíbrio prolongado do fluido reduz os coeficientes de pressão em relação aos valores hidrostáticos (por exemplo, 40 MPa). Esse desacoplamento temporal entre elevação tectônica e permeação de fluidos explica anomalias persistentes de sobrepressão.

Figura 3 Modo de formação de sobrepressão passiva de elevação rápida

Modo 3: Pressão regular induzida por dormência tectônica de longo prazo (modelo Songliao)
Quiescência tectônica prolongada durante o mesozóico ou cenozóico – marcado por elevação/subsidência insignificante ou deslocamento vertical mínimo – resultados em regimes de pressão normais. O tempo suficiente permite que os fluidos de poros dissipam totalmente pressões anormais, estabelecendo o equilíbrio hidrostático. Por exemplo, a bacia de Songliao permaneceu em grande parte inativa desde o Cretáceo (K2), assim como a bacia Erliana, que experimentou apenas elevação gradual pós-K2.

Modo 4: elevação em larga escala, seguida por menores subsidiações de subsidência induzida por pressão (modelo Sulige)
A elevação substancial prolongada para elevações significativas, seguida de uma rápida subsidência menor que não atinge as profundidades máximas anteriores do enterro, gera extrema pressão. A residência estendida em altitudes altas dissipa totalmente as pressões anormais dos poros, mantendo condições hidrostáticas. A subsequente subsequente subsidência interrompe a diagênese, preservar a porosidade e pressão originais. Quando recalculados para novas profundezas, esse regime de pressão estática se manifesta como uma pressão extrema, porque existe tempo insuficiente para a reequilibração do fluido ou reabastecimento de água poros. A Fig. 4 ilustra esse mecanismo: descendência rápida a profundidades rasas sem alcançar as preços máximos de profundidade do enterro.

Figura 4: aumento grande e pequeno modo de queda

Fig. 2 ilustra a correlação entre as recentes taxas de movimento tectônico (positivo para subsidência, negativo para elevação) e coeficientes de pressão em várias bacias globais. Uma relação positiva consistente é observada: a atividade tectônica recente mais rápida (seja elevada ou subsidência) se correlaciona com coeficientes de pressão mais altos. Nenhuma exceção foi identificada até o momento.

Mao Xiaoping

Escola de Recursos Energéticos, Universidade de Geociências da China (Pequim)
Tel & WeChat: 13911360200
22 de junho de 2025