西湖凹陷位于东海陆架盆地的东部,其渐新统花港组下段及始新统平湖组地层异常高压现象十分普遍,但是学术界对于西湖凹陷异常地层压力特征及其与油气成藏的关系研究甚少,存在着异常地层压力分布特征不明、成因机理不明以及异常地层压力对油气成藏的影响机制不明等问题,困扰了该区油气的勘探与开发。本文以实测地层压力作标定,采用平衡深度法、Eaton方法、Bowers方法对西湖凹陷单井地层压力进行测井预测,结合岩性、有机质成熟度等资料建立单井地层压力纵向剖面图;以单井地层压力为基础,分析地层压力的横向和平面分布特征;结合沉积速率、岩性、有机质成熟度资料,利用声波速度-垂直有效应力交汇图判别高压成因机制;结合研究区的磷灰石裂变径迹测试结果、包裹体分析数据以及超压发育史数值模拟结果,探讨了西湖凹陷地层压力与油气成藏的关系,建立了西湖凹陷压控成藏模式。本文取得的认识如下:(1)利用平衡深度方法、Bowers方法及Eaton方法建立了区内单井及连井地层压力剖面。从地层压力预测效果来看,平衡深度法比较适合研究区浅层地层压力的计算,与实际情况吻合较好;而中深层地层压力计算使用Bowers方法及Eaton方法则效果较好,Eaton指数1.3-1.6比较适合研究区的实际情况。(2)通过地震层速度的计算和使用,建立了多条地震压力剖面,获得了与实际测试或测井计算基本一致的预测结果,验证了该方法在研究区使用的正确性与可靠性;摆脱井资料的限制,实现对未钻区域及未钻地层的超压预测。(3)基于测井资料和地震资料的超压预测结果显示,研究区西部斜坡带的平湖构造带高压异常顶界面深度开始出现于始新统平湖组二段,多位于始新统平湖组三段、四段;西次凹高压异常顶界面深度开始出现于渐新统花港组下段;中央反转构造带南部高压异常顶界面深度开始于渐新统花港组下段。地层压力的横向和平面分布特征分析表明,凹陷与凸起之间的斜坡带压力系数变化比较快;西次凹高压分布较广;中央反转带东西两侧仅部分井花港组下段发育高压,推测下部平湖组广泛发育高压。(4)通过对高压成因机制研究发现,研究区高压形成机制主要以欠压实增压、有机质生烃增压、流体传导增压或是其中两种成因叠加为主。平湖构造带平湖组二段、三段泥岩段的高压主要是欠压实+有机质生烃增压成因,平湖组四段高压主要为有机质生烃+欠压实增压成因;西次凹及中央反转带深部以有机质生烃+欠压实增压为主,生烃增压强化了超压的幅度;储层高压主要是流体传导引起的,其中既有高压源岩释放出的油气向储集层中充注传导所形成的高压,也有泥岩欠压实脱水向邻近储集层排水所形成的传导型高压。(5)磷灰石裂变径迹模拟的T-t演化路径表明,平湖构造带32Ma以来连续沉降的特征明显,抬升剥蚀的幅度相对较小。西次凹(XCA-2井)较明显的构造抬升剥蚀时间为8.0~7.7Ma到5.5~4.5Ma,抬升剥蚀的幅度为120 m左右,中央反转构造带(ZHS-18井)抬升剥蚀的时间大致与西次凹相当,主要为龙井运动期,剥蚀幅度为270~290m。5.5~4.5Ma之后,为快速埋藏增温期,也是烃源岩主要生烃期和主要的油气成藏期,这为生烃增压和传导超压创造了条件。(6)压力反演结果及有机包裹体数据分析表明,区内超压的发育和烃类的成熟度有着较好的对应关系,不同构造带的异常压力面的起始时间与油气充注期次有着明显的一致性;异常高压发育的深度与地层温度、地温梯度的变化、生烃门限深度亦具有一致性,高的地层温度促进了烃类的成熟,烃类的大量生成促进了超压的发育。(7)岩石薄片统计数据表明,平湖组有比花港组更发育的原生孔隙,而花港组的次生孔隙面孔率高于平湖组。埋藏深度更大的平湖组的原生孔隙的保存与早期沉降速率过快引起的欠压实增压能够减缓上覆岩层的机械压实作用有关。不同构造带的孔隙流体压力-储集物性-埋藏深度剖面表明,随埋深增加和超压发育幅度的增加,储集物性有明显偏离压实趋势线的趋势,超压的发育对储集物性有明显的改善作用。(8)分析了研究区超压封闭与油气分布的关系,总结出区内中深层段4种压控成藏类型。分别为双封闭高压型、双封闭压力过渡带型、单封闭压力过渡带型、单封闭常压型。西部斜坡区平湖构造带以双封闭压力过渡带型和单封闭常压型为主,其中平湖构造带平北宁波13区主要为双封闭压力过渡带型和双封闭高压型,宁波19区主要为单封闭压力过渡带型和单封闭常压型,宁波25区主要为单封闭常压型和双封闭压力过渡带型,平中地区为四种油气层压力类型均有发育,主要为单封闭压力过渡带型及单封闭常压型。西次凹及中央反转带主要为双封闭高压型,其次为双封闭压力过渡带型。(9)在压控成藏分类基础上,针对凹陷中深层高压对油气成藏的作用机制进行分析,建立了西湖凹陷压控成藏模式,认为双封闭压力过渡带及单封闭常压带为西湖凹陷最有利的油气聚集区域。上有岩性盖层与高压的单重或双重封堵,且既有自身高压烃源岩的油气供给,又有深凹充足的油气源补给,油气极易在高压强动力的驱动下向凸起及斜坡低势区运移成藏。