La pressione di formazione governa la generazione, espulsione, migrazione, accumulo e conservazione del petrolio. Anche le interazioni fluido-roccia durante la diagenesi e la mineralizzazione sono influenzate dalla pressione di formazione. Così, indagare la paleopressione di formazione nei bacini sedimentari è un aspetto importante della ricerca sui meccanismi e processi legati all'accumulo di idrocarburi, e svolge un ruolo sempre più importante nell'esplorazione di idrocarburi e nella previsione prospettica.

La pressione di formazione si verifica durante l'evoluzione a lungo termine dei bacini, ed è regolato dal tettonismo, deposizione, diagenesi, flusso del fluido, campo geotermico, e attività magmatica. L'esplorazione di petrolio e gas è sempre più diretta a profondità, strati ultra profondi e antichi che, però, hanno generalmente sperimentato più fasi di movimenti tettonici. La ricostruzione della paleopressione di formazione in questi strati non è facile.

Sono stati stabiliti vari metodi per la ricostruzione della paleopressione in bacini sedimentari, compresi gli approcci basati sulla modellazione del bacino, analisi delle inclusioni fluide, stress differenziale delle rocce, trasformazione dei minerali argillosi, tempo di transito acustico delle pietre fangose, e velocità delle onde sismiche. Ciascuno di questi metodi presenta vantaggi e limiti, ma la maggior parte può solo determinare la pressione di formazione in un certo periodo geologico, piuttosto che l'intero processo di evoluzione della pressione. Per di più, alcuni di questi metodi sono stati stabiliti sulla base di semplici modelli di evoluzione della porosità, che non sono applicabili a serbatoi con flussi di fluido complessi, intensa attività tettonica, e percorsi di evoluzione della porosità anormale.

Le origini delle pressioni anomale cambiano tipicamente durante la storia geologica. In questo studio, viene proposto un nuovo metodo per ricostruire le paleopressioni negli strati integrando vari metodi di calcolo delle paleopressioni secondo l'identificazione del meccanismo di formazione e dei principali fattori responsabili del controllo delle pressioni anomale. Secondo lo sfondo geologico, sono state inizialmente condotte analisi quantitative dei fattori che potrebbero controllare la sovrapressione per chiarire i contributi di ciascun meccanismo durante i diversi periodi geologici. L'evoluzione della pressione è stata ricostruita mediante modelli di compattazione dei fluidi con vincoli imposti da paleopressioni ottenute da inclusioni fluide o metodi di stress differenziale. Determinare i meccanismi responsabili delle sovrapressioni durante la storia geologica è il prerequisito fondamentale per la ricerca sulla paleopressione. Così, sono stati condotti studi quantitativi sui contributi della compattazione del disequilibrio, ricarica del gas, cracking dell'olio, riduzione della temperatura, e sollevamento tettonico e cedimento per sovrapressioni.

Sono stati eseguiti tre casi di studio di ricostruzione paleo-pressione per gli strati Sinian nel bacino del Sichuan, Gli strati dell'Ordoviciano nel sollevamento nord nel bacino del Tarim e gli strati del Permiano nel giacimento di gas di Sulige nel bacino dell'Ordos, dove questi tre siti di studio sono normalmente sotto pressione, attualmente debolmente sovra-pressione e anormalmente bassa pressione, rispettivamente.

La formazione Sinian nel bacino centrale del Sichuan è attualmente principalmente sotto pressione. Sotto il vincolo delle pressioni di intrappolamento dovute alle inclusioni fluide in tre periodi, che sono stati calcolati utilizzando il software PVTsim, l'evoluzione della pressione nella Formazione di Dengying è stata ottenuta modellando il bacino con un modello di accoppiamento fluido-compattazione. La pressione nella formazione Sinian Dengying è dovuta a una combinazione di accumulo di idrocarburi, cracking del petrolio per formare gas, e riduzioni di temperatura causate dal sollevamento tettonico, dove questi diversi fattori hanno giocato ruoli dominanti durante diversi periodi.

Il giacimento di gas di Sulige nel bacino di Ordos è un tipico giacimento di gas con una pressione anormalmente bassa. Negli ultimi 100 Ma si è verificata una forte riduzione della temperatura da 165°C a 105°C. Indipendentemente dalla dissipazione del gas, la pressione diminuirebbe del 17,7-22% quando la temperatura scende di 50-60°C. D'altra parte, i gas sono stati dissipati 17-24% vol, con conseguente diminuzione del 23-32% della pressione di formazione. Sulla base dell'analisi delle inclusioni fluide e della modellazione numerica, deboli sovrapressioni si sono verificate due volte nel corso della storia geologica, dove si è generata la prima sovrapressione a 195 Ma, che è stato sospeso dal sollevamento a 160 Ma prima, la sovrapressione è stata generata di nuovo dopo 140 Ma, dove è stato massimizzato in 98 Ma ad una profondità massima di 4425,6 me con un valore del coefficiente di pressione di 1,1. Successivamente, sia la pressione di formazione che il coefficiente di pressione sono diminuiti gradualmente a causa del sollevamento e della denudazione, e cambiato in una pressione anormalmente bassa con un coefficiente di 0,85 al momento.

La pressione del fluido durante il periodo critico della compressione tettonica può essere calcolata quantitativamente utilizzando il metodo dello stress differenziale con gemelli di calcite come paleobarometro. La paleopressione negli strati carbonatici dell'Ordoviciano Yinshan nell'area di Shunnan del bacino del Tarim è stata ricostruita come caso di studio. L'area di Shunnan era in un ambiente di compressione tettonica dal medio e tardo Caledoniano al periodo ercinico, e l'orientamento della tensione principale è cambiato da SW-NE a SE-NW. Il paleo-stress variava da 66,15 a 89,17 MPa, con una media di 82,06 MPa nella Caledonia, e variava da 56,97 a 79,29 MPa, con un valore medio di 66,80 MPa nell'Ercinico. La pressione del fluido in eccesso negli strati carbonatici durante la deformazione tettonica da compressione è stata calcolata dalla differenza tra la sollecitazione verticale effettiva realistica e la sollecitazione verticale teorica. In combinazione con i risultati della modellazione, una debole sovrapressione si è sviluppata negli strati dell'Ordoviciano durante il periodo medio e tardo caledoniano a causa della forte compressione correlata alla subduzione dell'Oceano Paleo-Kunlun. La pressione di formazione è gradualmente scesa alla pressione normale a causa del sollevamento degli strati e della conversione del campo di stress. Altre due fasi di sovrapressione si sono formate alla fine dei periodi Permiano e Neogene, originato dalla compressione e dal riempimento di gas di tendenza sud-est, rispettivamente.

L'analisi della pressione è alla base dell'analisi del sistema fluidodinamico, che è significativo per la migrazione degli idrocarburi e la diagenesi del serbatoio. Lo sviluppo di metodi efficaci di recupero della paleopressione per gli strati carbonatici può essere essenziale per affrontare vari problemi nella ricerca sulla pressione degli strati profondi e ultraprofondi.