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建筑抗爆研究中超压的分布特征及确定方法随着恐怖袭击和自然灾害的频发，建筑物的抗爆性能越来越受到关注。
超压是爆炸造成的建筑物内部压力超过大气压力的现象，它对建筑物的结构和人员安全构成严重威胁。
研究建筑抗爆性能中超压的分布特征及确定方法对于改善建筑物的抗爆性能具有重要意义。
本文将从超压的产生机理入手，探讨超压在建筑内部的分布特征以及确定超压值的方法。
一、超压的产生机理超压是由于爆炸冲击波在建筑物内部的传播造成的，冲击波在建筑物内壁上产生压力，使得建筑物内部的压力大于大气压力。
超压的大小取决于冲击波的强度、建筑物的结构和周围环境等多种因素。
一般来说，爆炸产生的冲击波能量越大，超压就越大；建筑物结构的抗爆性能越好，超压就越小；周围环境的限制对超压的影响也是不可忽视的。
二、超压在建筑内部的分布特征在建筑物内部，超压的分布具有一定的特征。
一般来说，超压在爆炸点周围的地方最大，随着距离的增大超压逐渐减小。
建筑物内部的结构也会对超压的分布产生影响，例如楼梯间、空气通道等空间会使得超压分布不均匀。
通过对建筑物内部的超压分布特征进行研究，可以为建筑抗爆设计提供重要依据。
三、确定超压值的方法确定超压值是建筑抗爆研究中的一个重要问题。
目前，确定超压值的方法主要有数值模拟和试验两种途径。
1. 数值模拟数值模拟是通过计算机模拟建筑物受到爆炸冲击波作用后的超压分布情况。
这种方法可以根据建筑物的结构和材料性能、爆炸点的位置和能量、周围环境等因素进行综合考虑，得出较为准确的超压值。
数值模拟方法的优点是可以节省成本和时间，减少对于实际试验的依赖性，而缺点是需要对建筑物的参数进行准确的建模，并且计算结果需要经过验证。
2. 试验试验是通过爆炸试验或者冲击波试验来确定建筑物受到爆炸冲击波作用后的超压情况。
爆炸试验是将真实的爆炸装置设置在建筑物附近，通过爆炸得到超压值；冲击波试验则是通过冲击波发生器在建筑物内部产生冲击波，测量超压值。
试验方法的优点是较为直观和真实，能够得到准确的超压值，但缺点是成本高、风险大、影响范围大等。
超压对油气成藏的影响1、超压地层体系识别特征以及形成机理超压地层的压力梯度会明显增高,一般超压地层的压力梯度会超过9.80KPa/m(王连进2001),王兆云等分析全球150多个地理区域中确认存在异常地层压力的180个盆地,总结异常高压的特征如下(王兆云2002):异常高压可以存在任何深度，但多深于3050m；可以出现在任何时代的岩石中，但在白恶纪和第三纪的地层更普遍；许多许多超压区沉积物为欠压实、高孔隙度、低密度；正常压力区至异常压力区的过渡带内压力梯度最大；超压区地热梯度通常较高；超压区的形成通常与烃气有关。
超压的形成机理主要包括三类（Osborne1997）：与应力有关的生压过程；空隙流体体积增大引起的生压过程；流体流动和浮力的增压过程。
2超压对油气成藏的影响超压可以促使烃类运移,超压使孔隙度变高成为有效的储层,超压也可以使盖层破裂形成优势运移通道,使油气幕式运移成藏。
超压对油气成藏的影响如图1所示。
超压可产生烃类运移的动力。
当超压达到一定程度便会产生裂缝,为烃类运移提供优势运移通道,烃类进入超压改造的良性储集层,在合适的地质条件下就会聚集成藏。
图1超压对油气成藏影响示意图（胡海燕2004）2.1超压对烃源岩生烃的影响压力对有机质的热演化作用长期以来一直是大家争论的焦点，然而随着研究的深人，很多专家认为超压会延缓油气的生烃过程，例如郝芳院士在2001年对莺歌海盆地LD3011井与邻近的YA1911井研究时发现，如图2所示，LD3011井与邻近的YA1911 井的地温梯度变化曲线相互平行，表明这两口井的地温梯度相近，在两口井的井水压力相近时，这两口井的镜质体反射率是相近的，也就是说他们的有机质成熟度相近，然而当随着地温的升高，LD3011井出现了异常超压，在异常超压处，LD3011井镜质体反射率的模拟计算数值和预测值曲线都出现了明显的波折，表明了此时LD3011的镜质体反射率随着深度的变大，镜质体的增大速率在相对的减小，并且明显低于同深度YA1911井的镜质体反射率，这充分的说明了超压在烃源岩生烃过程中存在抑制作用，超压对生烃过程的抑制作用使得源岩生烃不同于传统的生烃模。
超压运移名词解释
超压运移，又称为热驱动运移，是一种空气动力学效应，是一种因高热源的附近的气流，产生压差使的现象。
它的发生原因是湍流的大能量，当热量加热某一空间时，产生的高能量湍流产生了大量压差，使热量传播到对空间。
超压运移可以分为天然和人工超压运移。
天然超压运移是由风和太阳辐射产生的，其升温
主要来源于地表温度的明显变化，特别是在强烈的太阳辐射下，地表的温度明显的变化会
造成局部的超压运移。
人工超压运移是由人为利用热源产生的，包括通风，采暖，焊接等等。
超压运移对海洋运动和气象气候等有着重要的影响，它是湍流的基础，也是大气稳定运行
的前提。
同时，它也是影响空气中悬浮物分布的重要因素，可以分为垂直结构和表面结构。
垂直结构可以产生对流，表面结构通过边界层模型可以影响品位混合。
超压运移是空气动力学中的重要现象，他的发生有利于更好的气候调控，促进空气质量改善，也有利于我们掌握空气动定动态，改进我们的环境和生活状况。
因此，我们应当加强对超压运移的认识和研究，以更好地利用它的优势，促进人类和环境的和谐发展。
超压释放及其对油气运移和聚集的意义α刘晓峰,解习农(中国地质大学资源学院,湖北武汉430074)摘 要:从增压作用和减压作用相互关系的角度,探讨了超压释放的定义——超压趋向于静水压力降低的作用。
根据超压释放的结果,超压释放可分为不完全释压和完全释压;依突破压力封闭的动力,超压释放可分为主动释压和被动释压。
有两类不同成因的超压释放通道,分别是自拓通道和它拓通道。
超压释放的主要机制有断裂活动、水力压裂、底辟作用、渗透性岩层输导作用、渗透作用、剥蚀作用和人为作用。
超压释放提供了油气运移的现实动力,开拓了油气运移的通道,促进了生烃作用,有利于超压系统内的油气成藏,影响油气的分布。
超压释放分析为探讨超压与油气的运聚提供了有效的方法。
关键词:超压释放;增压作用和减压作用;自拓通道和它拓通道;运移和聚集中图分类号:O52;P618.130.1 文献标识码:A 文章编号:100027849(2001)0420051206 超压的存在是含油气盆地的普遍现象[1]。
超压与油气的生成运移、聚集与分布有着密切的关系[2,3],并且它们之间的关系已成为当前石油地质学的重大课题。
超压封闭和超压释放是两个相反的过程,对于油气的运移和聚集,二者孰轻孰重?人们在总结出超压过渡带是寻找油气的有利地带这一规律的同时,也认识到了超压封存箱之上的过渡带是封闭层渗漏的证据[4～6]。
这充分说明超压释放与油气的运聚和分布有必然的联系。
本文的主旨在于探讨超压释放可能的发育机制和方式及其对油气生成、运移、聚集和分布的贡献。
1 超压释放的定义和分类1.1 超压释放的定义“增压作用”和“减压作用”均是必然存在的,而且是相互联系的,因此可以从增压与减压的关系来考察超压释放。
假定p i代表增压作用,p d代表减压作用,对于某一处于临界状态的压力系统单元,就有如下几种可能的情况(图1)。
(1)当p i=p d时,原压力系统状态不变。
若单元的压力状态为静水压力,则依然处于静水压力状态(图12A);若原来存在着超压系统,结果依然为超压(图12D)。
惠民凹陷临南洼陷古近系沙河街组超压成因机制及分布预测王冰;张立宽;李超;陈开远;宋国奇;罗红梅【摘要】渤海湾盆地惠民凹陷临南洼陷古近系沙河街组油气勘探过程中钻遇不同规模的异常高压,超压成因的不确定性限制了压力预测的可靠性.利用临南洼陷丰富的钻杆测试(DST)压力数据、泥浆密度和测井资料,细致分析了渗透性砂岩流体压力发育特征和超压段泥岩测井响应,依据常压和超压段声波速度、密度测井数据建立判识超压成因的有效应力-测井响应图版,综合讨论了沙河街组超压的成因机制,并预测了异常高压的空间分布.研究发现,临南洼陷沙河街组砂岩储层超压主要发育在3000m以深的沙三段(Es3)和沙四段(Es4),最高过剩压力分别为23.82 MPa和14.04 MPa;超压段泥岩测井响应表现为偏离正常压实趋势的异常高声波时差、低密度和高中子孔隙度,具有典型的欠压实特征.沙河街组储层超压最主要的成因是相邻泥岩机械压实不平衡作用形成超压的传递,表现为大多数的超压数据均符合加载曲线趋势,只有深洼陷区(埋深为4 000 ～4 300 m)的超压呈现出卸载特征,可能存在由于富有机质泥岩深埋达到较高成熟度(Ro为0.90％～1.05％)引起的生烃增压贡献.利用平衡深度法计算的流体压力与DST压力数据吻合度高,印证了沙河街组超压主要来自泥岩不均衡压实作用的认识,沙三段过剩压力呈现围绕着洼陷中心呈环状分布,向周围的斜坡区和隆起带逐渐减小为常压.研究成果可以为临南洼陷钻前压力评估提供有价值的指导和借鉴.【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】12页(P641-652)【关键词】异常高压;测井响应;成因判识;压实不均衡;储层;沙河街组;临南洼陷;惠民凹陷【作者】王冰;张立宽;李超;陈开远;宋国奇;罗红梅【作者单位】中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国科学院地质与地球物理研究所油气资源研究重点实验室,北京100029;中国科学院地质与地球物理研究所油气资源研究重点实验室,北京100029;中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营257000;中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营257000【正文语种】中文异常高压是含油气盆地中广泛存在的地质现象，不仅与油气生成、运移和聚集具有密切的关系，而且影响钻井安全[1-4]。
消防给水系统超压的原因概况消防给水系统超压的原因大致有以下情况：(1)按设计流量选消防水泵，而水泵的流量～扬程曲线较陡直,当消防水泵在小流量运行时会出现超压.小流量运行指火灾初期和消防水泵自检时的情况.此时,灭火设施出水量较小,消火栓的水枪为1～2支,自动喷水灭火系统的喷头数为1～3个.(2)消防水泵从给水管网直接吸水,水泵扬程按给水管网的最低水压计算.水泵运行时如正逢给水管网的最高水压,而给水管网的最低水压与最高水压相差较大时,就会出现超压.3)消防给水管网按最低位置的室内消火栓静水压力0.80MPa 进行竖向分区,管网未采取完善的减压措施,当消防水泵启动时,管网下部的消火栓会由于动压值大于静压值而出现超压.(4)消防水泵因故障或停电而突然停转,停泵水锤造成超压.(5)消防给水竖向分区采用减压阀分区给水方式,当减压阀因故障而关闭不严、或旁通管上阀门失控时,会造成下区给水管网的超压.(6)消防给水采用水泵对口抽给水方式,即下区的水泵出水管与上区水泵吸水管直接连接,当止回阀不严密时,下区的水泵会因静水压力大于其工作压力而超压.(7)稳压泵低位设置,其吸水管若引自高位水箱,当静水压力大于其工作压力时会出现超压.(8)消防给水竖向分区的上区和下区共用水泵接合器,当防止串压的止回阀不严密时,下区会出现超压.(9)集中或区域的,设有稳压泵或气压水罐的临时高压给水系统,由于管道较长,水头损失值较大,消防给水管网的稳压值对消火栓等灭火设施会造成超压.(10)消防车车用消防泵串联运行向水泵接合器供水造成室内消防给水管网超压.(11)消防水泵的实际扬程和产品样本不符,而且偏差较大,造成超压.(12)给水管网排气阀设置位置不当或未设置排气阀,管网内存有的气体在外力的作用下处于压缩状态造成超压采取相应泄压和稳压设施,使超压值不致造成损害.泄压和稳压设施有回流管、安全阀、超压泄压阀、稳压阀、气压罐等.实践证明超压泄压阀反应灵敏、准确、可靠，可以有效防止因超压而造成的损害。
异常高压气藏的成因分析流体压力高于正常静水压力即称为异常高压。
一异常高压是多种地质因素长期作用的产物，是沉积作用、构造作用、流体活动等作用的综合体现，在沉积盆地形成的这种异常高压特征，通常与盆地的构造特征密切相关，因此，对于异常高压的成因主要从地质因素和构造因素探讨。
标签：异常高压成因构造产生异常高压的地质因素多种多样，根据世界范围内现今已发现的异常高压情况，其成因可归纳为构造作用成因、沉积成岩作用成因、油气生成作用成因等几类，不同因素具有不同的增压机理和作用方式。
1构造应力作用构造应力作用时形成异常高压的一种重要机制。
构造作用可使异常高压快速聚集，引起流体压力升高的构造因素类型多样，主要包括挤压、抬升、底辟等作用。
1.1构造挤压作用构造挤压形成的异常高压通常具有良好的封闭性，使得挤压作用只使圈闭变形但不被破坏，圈闭内流体得以保存。
即圈闭内流体质量基本不变，而圈闭由于挤压变形体积减小，使得孔隙空间减小，继而使得流体压力增大。
构造挤压作用多见于挤压型盆地。
逆断层是深部气源岩向储气构造内定向充注油气的通道，如北天山山前的断裂活动引起它源流体充注是准噶尔盆地南缘古近系储层中产生异常高压的重要原因;同时，逆断层自身的封闭性可构成异常高压封存箱的侧箱板。
1.2构造抬升作用已经形成的气藏或者圈闭，在构造抬升作用下，储层孔隙中流体压力得到保持，高于底层正常流体压力。
这种异常高压的形成通常也要求盖层封闭能力强、圈闭四周遮挡好，尤其是构造抬升作用形成的断层，需具备良好的侧向封闭性;构造在抬升运动过程中，气藏或者圈闭内流体封闭好，因此与邻层或者邻区相比，压力偏高。
如川中地区上三叠统须家河组气田。
1.3构造底辟作用构造底辟作用指在上覆地层压力作用下，塑性岩体发生流动，形成底辟、刺穿体等构造，从而挤压周围封闭性良好的地层，造成岩石孔隙体积发生变化，孔隙流体压力升高，形成异常高压。
底辟作用主要产生于岩盐、泥岩等地层。
如美国路易斯安那州和德克萨斯州侏罗系Louann岩盐层，其底辟作用发生在新生代初期的快速沉积期，受砂泥岩沉积挤压作用的影响，岩盐体被挤向海湾方向，形成盐丘和盐脊，也有些底辟构造向上刺穿了整个上覆沉积，并在盐体周围形成异常高压。
建筑抗爆研究中超压的分布特征及确定方法随着恐怖袭击和自然灾害的频繁发生，建筑抗爆性能成为了当今建筑领域中一个极为重要的研究方向。
超压是爆炸冲击波在建筑内部产生的一种压力，对建筑结构和内部设备设施都会造成不同程度的影响。
研究建筑抗爆性能中超压的分布特征及确定方法对于提高建筑的安全性和抗灾能力具有十分重要的意义。
一、超压的分布特征1. 造成超压的原因超压产生的原因主要包括两个方面：一是爆炸能量的释放，二是传播途径的影响。
在爆炸事件中，由于爆炸能量在一瞬间被释放，使得周围空气形成冲击波，进而产生超压。
而传播途径的影响则主要由建筑结构的抗爆性能、周围环境以及建筑内部的设施等因素影响。
2. 超压随距离的变化超压在建筑内部的分布特征主要随着距离的增加而逐渐减小。
一般来说，离爆炸源越近，超压越大，而离爆炸源越远，超压则越小。
这是由于爆炸冲击波传播过程中能量的逐渐耗散所导致的。
3. 超压对建筑结构的影响超压对建筑结构的影响主要包括两个方面：一是直接冲击压力对建筑结构的破坏，二是由于超压引起的振动对建筑结构造成的影响。
直接冲击压力通常会导致建筑结构的受压、抗弯破坏，而振动影响则会加剧建筑结构的疲劳破坏。
二、确定超压的方法1. 数值模拟法数值模拟法是目前确定超压最为常用的方法之一。
通过利用计算流体动力学（CFD）软件，可以精确地模拟爆炸冲击波在建筑内部形成的超压分布情况，从而为建筑的抗爆研究提供了重要的依据。
2. 实验法实验法是另一种常用的确定超压方法。
通常可以在实验室条件下通过爆炸试验或者冲击试验来模拟爆炸事件中的超压情况，从而获取超压的真实数据。
3. 经验公式法经验公式法是一种快速确定超压的方法。
在建筑抗爆设计中，通常可以通过经验公式来评估爆炸事件对建筑内部产生的超压情况，从而为建筑结构的抗爆设计提供依据。
1. 提高建筑安全性研究建筑抗爆研究中超压的分布特征及确定方法，可以为建筑抗灾设计提供重要的技术支持。
通过充分了解超压的分布特征以及确定方法，可以有效提高建筑结构的抗爆性能，从而减少在爆炸事件中对建筑结构的影响，提高建筑的安全性。
文章编号:0253-9985(2001)01-0017-04沉积盆地超压形成机制述评王连进,叶加仁(中国地质大学资源学院,湖北武汉430074)摘要:超压形成机制可以归纳为三大类:(1)岩石压力的增加;(2)孔隙流体或岩石骨架体积的变化;(3)流体流动及烃类上浮。
低渗透性的沉积物在快速沉降过程中,上覆岩层产生的不均衡压实可产生相当大的超压,这是沉积盆地形成高压的主要机制。
构造活动的地区,水平应力变化可以快速产生并迅速释放大量的超压。
除非有非常理想的封闭性,否则由水热膨胀和粘土脱水引起的流体体积增加不足以形成超压。
烃类生成和裂解成气具有形成超压的潜能,但压力需要较长时间才能得以聚集,所以,这一机理也值得怀疑。
关键词:超压;形成机制;不均衡压实;沉积盆地第一作者简介:王连进,男,25岁,硕士,油气地质与勘探、成藏动力学中图分类号:TE122 文献标识码:A超压是地下岩石中常见的现象,据不完全统计,世界上超压盆地有180多个,其中160多个是富含油气的盆地,超压油气田约占全球油气田的1/3左右[1]。
超压是流体滞留引起的一种不平衡状态,控制其存在和分布的主要因素是渗透率以及沉积物的可压缩性[2,3]。
此外,现今岩石中的超压分布不但应归功于其形成机制,还应归功于超压形成时以及形成以后的流体重新分布[4]。
沉积盆地中超压形成机制非常复杂,有十几种之多,主要可归纳为三大类:(1)压实不均衡和构造压缩引起的压力增加;(2)由温度上升(水热作用)、矿物转化释放水、烃类生成以及石油裂解成天然气引起的流体体积增加;(3)与渗流作用、水压头以及密度差引起的流体运动及烃类上浮等。
此外,某地产生的超压还可以在异地岩石序列中重新分布。
1 压力增加岩石压力的增加包括垂向压实和横向构造应力作用两方面。
1 1 不均衡压实在沉积盆地中,由于上覆岩层负载的增加,岩石的有效应力增加,岩石受到压实,孔隙体积减小并产生地层流体。
砂岩孔隙度由沉积时(2~3km)的39 ~49 减小到约15 ~25 (即砂岩颗粒重排以及部分颗粒与颗粒接触带的化学溶蚀等),在深度更大处由于有伴随地层厚度减小的机械压实作用的存在,因此孔隙度不会有明显的减小现象。
超压的成因机制及其分类一、超压的分类Swarbrick 、Osborne （1998）按主要作用过程把超压分为应力相关型、流体体积增加型、流体运动及浮力型三种；后来（2002）又分为应力相关型和流体扩张型两种，其中应力相关型又按应力方向分为垂向应力型（欠压实）和侧向应力型两种。
Chilingar 、Serebryakov 等（2002）把超压的成因按体积变化情况归为岩石孔隙体积的变化、孔隙内流体体积的变化、流体压力（水压头）的变化及流体运动三类（表1）。
表1 超压的成因类型 变化类型过程描述 垂向载荷 （欠压实） 沉积和沉降速率。
沉积速率较高的碎屑岩地层并具有较高的泥/砂比（欠压实）。
区域性的盐类沉积。
非渗透盐层的存在。
如在美国、俄罗斯、北非、中东及德国北部地区等均存在广阔的盐类沉积。
古压力。
由于抬升或剥蚀而使封闭的储集体发生深度变化。
侧向构造载荷 构造运动。
由于岩石的水平构造挤压而使孔隙体积减少，如局部或区域性断裂、褶皱、侧滑和平移、断块下降产生的挤压、底辟盐丘/砂/泥的移动、地震等。
岩石孔隙体积的变化 次生胶结 胶结作用。
硫酸钙、氯化钠、白云石、菱铁矿、方解石、硅石等对压力具有封闭作用（压力盖层），并由于其在封闭储层内的晶体生长使得孔隙空间减少，从而直接引起孔隙压力的增高。
温度变化（水热膨胀）热动力效应。
地温升高引起流体膨胀，从而导致孔隙压力的增加。
矿物转化 成岩作用和后生作用。
沉积期后的蚀变（释放结合水）：⑴蒙脱石和混层粘土转化为伊利石（蒙脱石脱水）、⑵石膏脱水转化为硬石膏。
烃类生成 有机质/干酪根转化为石油。
干酪根（成熟）生成的油、气会使孔隙体积显著增大。
烃类裂解（热成因）烃类裂解。
烃类由长链分子裂解为短链分子后体积会增加2～3倍，该反应通常发生在2～4km 的深度以下，并且地层温度超过70～120℃。
有机分子的热裂解起始于120～140℃地温所对应的深度。
当地温超过180℃时，几乎所有的烃类都转化为甲烷。
孔隙流体体积的变化 流体运移气体运移。
烃类气体沿断层自下而上运移，在上部地层产生超压。
的变化及渗透作用 渗透作用。
地层流体中的盐水浓度差能使流体通过半渗透膜进行交换。
变化类型过程描述 流体压头承压液面。
区域性的等势面效应，如自流水体系。
渗透性储层的构造。
压力沿大背斜、陡倾岩层传递至浅部地层。
油田开采储层注压。
大量的流体注入或流入地层（如二次采油）导致储层压力增加，并沿断层或套管传递使地层压力升高。
永冻环境冻胀性地层（冰丘）。
永冻土的侵蚀：在几乎封闭的体系内捕获非冻性地层。
气水储层。
密度差 浮力作用。
气柱和液柱（油或水）之间的重量差。
综上所述可以看出，国外学者的分类大体一致，分为应力相关型（岩石孔隙体积的变化）、流体体积增加型、流体压力变化及流体运动型，该分类标准明晰了超压的成因，比较合理。
二、异常高压的形成机制根据对有关超压出版物的统计，泥质岩欠压实、有机质降解生烃和构造挤压是最为常见、独立起作用或起主要作用的成因机制，而水热增压、渗透作用和矿物转变则是相对少见或相对次要、起辅助作用的成因机制。
1.与应力有关的成因机制由于应力的压缩作用导致孔隙体积的减少，产生超压。
⑴ 欠平衡压实（垂向应力）沉积盆地中，某一深度上的静岩压力ob p （即上覆岩层重量）是上覆岩层厚度（Z ）、密度（b r ）及万有引力（g ）的函数：ob b p Z g r =⑴ 体积密度（b r ）可通过岩石骨架密度（m r ）、流体密度（f r ）及孔隙度（f ）来确定，即： (1)()b m f r r f r f =-+ ⑵静岩压力（ob p ）、有效应力（s ）和孔隙压力（p p ）之间的关系（Terzaghi,1923）为：ob p p p s =-⑶即某一深度上的有效应力等于静岩压力与孔隙压力之差。
在地表，泥质岩的孔隙度可高达65～80%（Swarbrick 和Osborne,1998）。
在埋藏过程中，有效应力随沉积负荷的增加而增大，由此产生的压实作用在驱出地层流体的同时，缩小了岩石的孔隙体积（Plumley,1989）。
Rubey 和Hubbert(1959)提出了一个基于正常压实条件下孔隙度与深度之间的指数关系式：max cD e f f -= ⑷式中，f 为深度D 处的泥质岩孔隙度；max f 为泥质岩在地表（0D =）时的最大孔隙度；c 为常数，Ozerskaya(1965)将该常数定义为0.45。
孔隙度降低的速率与岩石类型有关（图1）。
砂岩的压实率相对较低，由于颗粒的重新排列及颗粒接触处的溶解作用，其孔隙度将由初始的40～45%降到20～30%（McBride等，1991），在1.5～2.5km 的深度，由机械压实而使原始孔隙度进一步显著降低的潜力已经不大。
相比之下，泥质岩的压实速率要快得多，即使在4～6km 的深度，由于颗粒的重新排列及可塑性仍可进一步压实，其孔隙度可减少到岩石体积的5～10%（Katsube 和Williamson,1994；Hunt 等，1994），如墨西哥岸区3km的深度，泥质岩类所排出水的体积占原始体积的75%以上（Dickinson ，1953；图2）。
但并非所有的泥质岩类都具有同样的行为，所以图1中具有多条泥质岩类的孔隙度变化曲线。
只有在泥质岩的渗透率、沉积及埋藏速率、排水效率达到平衡的情况下，才能产生正常压实。
渗透率是岩石重要的物性参数之一，它与岩石性质（颗粒的大小、形状、磨圆度等）、流体性质（粘度、密度等）及包括油气在内的毛管效应有关。
泥质岩的渗透率很低，隙间水排出速度缓慢。
对于一定的沉积速率，当渗透率低于维持平衡压实所需的最小渗透率或者对于一定的泥质岩渗透率，沉积速率过快，超过了维持平衡压实所能承受的最大沉积速率时，隙间水不能及时排出，导致孔隙压力增加，产生欠平衡压实（或欠压实）。
图3 泥质岩类在压实过程中排除水的体积图1泥质岩孔隙度-深度曲线沉积速率和渗透率是泥质岩排水效率的主控因素，从而控制着欠平衡压实所产生的超压强度。
来自墨西哥湾地区的资料研究表明，流体不能完全排出的深度即流体滞留深度（FRD ）或超压顶界深度与沉积速率之间存在一定的应关系（图3）：FRD 越浅，沉积速率越大，相应深度上的超压强度也就越高（有效应力低）。
模拟结果显示，FRD 处的渗透率在0.001～约0.01md 之间。
世界上典型的欠压实超压盆地或地区有意大利的Adriatic 盆地、尼日利亚的Niger 三角洲、哈萨克斯坦的South Caspian 盆地、日本的Nagaoka 平原、印度尼西亚的mahakam 三角洲等。
国内主要的欠压实超压地区有辽东湾北、西湖凹陷、莺歌海盆地、北部湾盆地涠西南凹陷、下辽西部凹陷、歧口凹陷、黄骅凹陷、临清凹陷、五原临河凹陷、河南泌阳凹陷等。
⑵ 构造（横向挤压应力）局部和区域断层、褶皱、侧向滑动和滑脱、断块下降、底辟盐丘/泥丘运动以及地震等构造活动所产生的水平挤压应力，与欠平衡压实一样会导致孔隙体积的降低，由于排水不完全而在泥质岩中产生超压或将泥质岩中的隙间水挤进相连储层（砂岩或碳酸盐岩），在其中形成超压。
构造成因的超压机理可用单元立方体模型来解释。
地下一个立方体单元受9个分应力的作用：3个主应力（i s ）和6个切应力（i t ）。
主应力，也叫法向应力，作用于与主坐标轴垂直的平面上；切应力，也称剪应力，作用于与主坐标轴垂直的立方体面上(图4)。
9个应力的张量（S ）可用下列方程表示：x xy xz yx y yz zx zy z S s t t t s t t t s éù êú= êúêú ëû⑸ 若挤压作用是由构造的水平挤压应力产生的（如褶皱作用），则最大主应力的方向是水平的（x s ），而最小主应力方向是垂直的（z s ），并等于单位面积图3 沉积速率与FRD 关系图上的静岩压力（ob p ）。
最大、最小有效应力可用下式表示：ex x p p p s =- ⑹ez z p p p s =- ⑺其中，p p 为孔隙流体压力。
如果上覆岩层压力（z s ）保持不变，且有效水平应力ex p 的增长速度远远快于孔隙压力的散失速度，那么孔隙压力将持续增长，直至等于上覆岩层压力（p p =z s ）。
此时，ez p 将等于零，x s 将增至岩石的破裂压力，上覆物质作切向移动的阻力微乎其微。
达到这种条件取决于两个相反作用过程的相对速率：一是侧变应力（x s ）的速率；二是压力散失的速率。
在形成超压方面，造山（切压）应力比静止地槽中的载荷应力更为有效（Hubbert 和Rubey ，1959），所以当造山应力的增长速率远远大于孔隙流体压力的散失速率时，只有非常坚硬的岩石才能阻止p z p s =。
① 断层作用 断层对异常压力的作用取决于：断层面是封闭的还是开启的、断距将两盘的地层封隔还是连通、盖层及储层的原始分布情况（图5）。
在美国路易斯安娜和得克萨斯Gulf Coast 地区的一些高压带明显源于与同生沉积和压实作用伴生的断块模式。
在压实作用和其它成岩作用过程中，断层作用形成的侧向封堵层与超压带上覆厚层页岩一起阻止了孔隙流体从沉积物中的散失。
水流穿过粘土层的阻力是其孔隙度和渗透率的函数，粘土层的孔隙度及渗透zx T z D yx T zy T z d y D yz T y d y z x xz T xd xy T x D O z z dz z d d ¶+¶图4 泥质岩立方体上的应力表示图5 断层在压力分布中的作用率随压实过程而降低。
在超压环境中，粘土几乎没有透水性，所以它可在超压带上覆盖数百万年之久而不释放其中的流体压力。
显然，随着粘土岩的压实，孔隙度和渗透率会不断降低，降到一定程度时，水完全不能做垂向流动。
Gulf Coast 的生长断层具有滑塌型滑坡的特征，并在多数情况下，可由于老的滑动而被后期沉积物所埋藏（Dickey ，1968）。
生长断层的下降盘地层厚于上升盘，可能缘于沉积过程中两盘沿断层面的持续运动。
在沉积压实过程中，沉积物中的孔隙流体通常垂直向上运移，随着进一步压实，泥质沉积物的纵向渗透率迅速减少，孔隙压力随上覆沉积物质量及温度的增大而增高。
连续沉积会导致欠压实页岩负载过重而形成剪切带。
地层水排出的同时伴随着沉积块体的沉降，因而Gulf Coast 盆地（美国）的同沉积断层具有沉积循环、地层水排驱、沉积块体下降和温度升高的特征。
非洲尼日利亚的尼日尔三角洲也钻遇有异常高压。
该三角洲的异常高压是由重力成因的生长断层所引起的，超压带上覆有厚层页岩。
② 底辟作用在美国的路易斯安娜和得克萨斯州，在新生代初期伴随着落基山的抬升而产生的快速沉积期间，深部沉积物下伏的侏罗系Louann 盐丘由于底辟流动而变薄。
