断陷湖盆超压封存箱形成机理与油气成藏机制——以渤海湾盆地东营凹陷为例

东营凹陷的超压分布于沙河街组三段中-下亚段大套泥岩和沙四段灰色膏盐岩段中,常压—低压系统发育于上部层段,包括沙二段上亚段、东营组、馆陶组、明化镇组和更新统,形成二元结构。这些发育程度不同的超压体系可以构成不同级别的超压封存箱系统,控制着油气的运移和聚集。超压封存箱的形成是一个地球化学自组织过程,与系统内的流体对流运动及成岩作用密切相关。超压体系构成了准封闭的超压封存箱型自源油气成藏动力学系统,同时也可以通过幕式排放为浅层的新近系及古近系的沙三段上亚段至东营组常压开放性它源油气成藏动力学系统提供油源及成藏动力。超压不但是油气运聚的主要动力,而且在其产生与演化的过程中能形成微裂缝型油气运聚隐蔽输导体系,是形成岩性等隐蔽油气藏的重要条件。超压和断裂形成陆相断陷湖盆断—压双控流体流动机制。断裂是超压体系卸压的重要渠道,也是幕式排放的主要途径;与断裂沟通的砂岩体及构造背斜等是有利的勘探目标,超压泥岩体周围的透镜状砂体是隐蔽油气藏的潜在目标。     

准噶尔盆地成藏动力学系统划分

本文在对成藏动力学系统的概念重新描述的基础上,选择经历了多旋回构造与沉积演化的准噶尔盆地进行成藏动力学系统划分。准噶尔盆地发育6套烃源岩、多套储集层、2套区域性盖层和数个局部盖层,它们构成6套生、储、盖组合。同时,钻井揭示盆地超压发育,结合测井与地震资料,将地层压力在垂向上划分为2个常压系统和3个超压系统。该盆地垂向通道众多,构造活动期流体上下连通性好,整体可划为一个复杂的成藏动力学系统。然而,断裂活动具幕式特征,相对盆地演化史,大部分时期处于静止封闭状态。因此,进一步将准噶尔盆地划分为6个成藏动力学子系统:①二叠系自源超压半封闭型成藏动力学子系统;②三叠系他源超压半封闭型成藏动力学子系统;③侏罗系混源超压半封闭型成藏动力学子系统;④白垩系—侏罗系混源常压开放型成藏动力学子系统;⑤古近系—白垩系混源超压封闭型成藏动力学子系统;⑥新近系他源常压开放型成藏动力学子系统。不同的子系统,成藏条件、成藏动力和成藏规律不同。     

东营凹陷流体超压封存箱与油气运聚

东营凹陷古近系由于压实不均衡和生烃作用导致超压的广泛发育,这些发育程度不同的超压体系可以构成不同级别的超压封存箱系统,控制着油气的运移和聚集。东营凹陷超压封存箱中的地质地球化学特征显示封存箱可以划分为三部分:箱缘成岩地带(封隔层),对油气起着封闭作用;烃类的有利释放带,其中超压得到一定程度释放,烃类较大程度上排出,可以称为排烃的高峰带;烃类滞留带,该带中超压未能得到很好释放,烃类也多滞留于其中,为排烃的不利地带。幕式排放是超压封存箱排液的一种重要排液方式,存在“压力幕”和“构造幕”两类方式。“构造幕”的机制是外部构造活动的破坏,其排烃方式主要是沿着断裂面及构造裂缝运移;“压力幕”的机制是超压体系内部“剩余”能量的积累和释放,其排烃方式主要是沿着压裂形成的微裂缝排放。在发生幕式排烃作用的超压体系内,排烃效率、烃指数分别较上下层段明显增大和减小。幕式排烃具有的高能量、快运移的特征,使得其在油气勘探中具有重要的意义。东营凹陷可以划分为浅层的常压开放性流体动力学系统和中部的超压封存箱流体动力学系统两类流体动力学系统(排除深层滞留系统),分别对应常压开放性它源油气成藏动力学及超压封存箱型自源油气成藏动力学两类不同成藏机制。     

阜东斜坡-北三台地区成藏动力学系统研究

成藏动力学系统是在含油气系统理论的基础上,针对油气流体矿产的特点而提出来的.含油气盆地实质上不仅是一个"低温热化学反应器",更是一个复杂的流体(油气水)渗流的成藏动力系统.油气从源岩到圈闭的作用机制和过程非常复杂,通过探讨油气成藏各个环节,指出影响油气赋存的因素,可以指导油气勘探工作.基于成藏动力学系统理论,将阜东斜坡-北三台地区划分为8个成藏动力学系统,建立了6个成藏动力学模式,提出2个勘探导向目标:①在勘探程度较低的白垩系寻找它源多向充足的油气藏类型;②在斜坡区寻找以三叠系小泉沟群为源岩所形成的自源封闭型高压油气藏.     

涠西南凹陷西南地区油气地质特征及有利勘探区带预测

从构造演化及沉积充填等区域地质分析入手,综合应用钻井、地球物理及地球化学等资料,对涠西南凹陷西南地区油气地质特征及有利勘探区带进行分析。该区主要发育流沙港组优质有效烃源岩,古近系流沙港组、涠洲组发育四套有利的储盖组合,以断鼻、断块及构造-地层复合型圈闭为主。流沙港组烃源岩排烃高峰期与圈闭定型期匹配,以流沙港组超压面为界存在下部高压自源半封闭成藏动力学系统及上部常压自源开放成藏动力学系统,油气分别以自生自储侧向运移方式及下生上储垂向运移方式汇聚成藏,区内油气成藏的时空配置条件有利。综合研究认为,研究区有两个有利的勘探区带,即该区洼陷生烃中心的陡坡带断鼻、断块群及缓坡构造-地层复合圈闭发育带。     

孤南洼陷成藏动力学系统划分

以成藏动力学系统理论为指导,根据弧南洼陷的构造演化特点、沉积剖面发育特征、油源条件以及异常孔隙流体压力的分布特征,自下而上将弧南洼陷划分为底部高压自源半封闭成藏动力学系统、下部高压自源半封闭成藏动力学系统、中部高压－常压自源半封闭成藏动力学系统、上部高压－高压他源－混源半封闭成藏动力学系统和顶部常压他源－混源半封闭－开放成藏动力学系统。     

库车坳陷东部地层压力特征与油气成藏

库车坳陷东部气藏既有常压气藏,也有超压气藏,对气藏实测压力特征进行了系统分析,探讨了地层压力与油气成藏之间的关系。结果表明,库车坳陷东部地层压力在结构上划分为膏盐岩封闭层压力结构和泥岩封闭层压力结构,压力分布在22.8~107.5 MPa之间,压力系数分布在1.16~2.29之间,常压和超压并存,且以超压占优势。纵向上,浅部一般为常压,深部一般为超压;平面上,压力和压力系数均由南向北表现出逐渐降低的趋势。在源-储压差作用下,深部超压流体对浅部的储层发生强充注。气藏压力反映出各气藏保存条件存在差异,迪那地区地层保存条件最好,依南2井次之,依深4井最差。根据地层压力和油气藏剖面特征,库车坳陷东部存在远源封闭型强超压成藏、近源半封闭型超压成藏和远源封闭型常压成藏3种油气成藏模式。     

莺歌海盆地流体垂向输导体系及其对天然气成藏控制作用

垂向输导体系主控下的热流体活动是莺歌海盆地重要的地质特征之一, 决定了盆内独特的油气成藏过程.依据地震剖面综合解释、三维地震属性提取和岩石薄片观察, 分析了流体垂向输导体系的构成要素, 并利用PetroMod v11进行2D盆地数值模拟, 定量化计算了自源超压和传导超压的大小, 获得以下主要认识: (1)底辟伴生断裂和水力破裂是东方区最主要的2种垂向输导要素, 且在垂向上存在分异性, 深部流体输导以水力破裂为主, 浅层输导以底辟伴生断裂为主; (2)流体的垂向输导刺穿了超压封存箱并导致自源超压面在盆地中央抬升近2 000 m, 现今盆地东方区3 000 m左右黄流组油气藏中剩余压力的90%来自传导型超压; (3)盆内存在2个有利天然气聚集带: 箱顶传导常压带和箱内自源-传导超压带, 其中后者天然气藏受水力破裂输导控制, 具有流体输导高效且距离烃源灶近的优势, 是盆地内最有勘探潜力的天然气聚集带.      

车镇凹陷油气成藏动力学系统

油气成藏动力学系统是近几年来油气成藏机理研究中的一大热点。笔者在对成藏动力学系统进行回顾的基础之上，从成藏动力学系统的划分及特征、形成条件、形成演化、成藏期次等方面对车镇凹陷成藏动力学系统进行广泛而深入的研究。将车镇凹陷划分为3个成藏动力学系统：上部它源开放型成藏动力学系统；中部自源封闭型成藏动力学系统；下部它源开放型成藏动力学系统。其联络体系有断层、不整合面和连通砂体。通过对成藏的静态要素(烃源岩、储层、盖层)描述及动态过程(烃类生成、运移、聚集和保存)，确定新近纪馆陶末一明华镇沉积时为成藏的关键时刻。     

油气二次运移的驱动机制转换及其石油地质学意义——以牛庄洼陷及其南缘为例

含油气盆地内可以存在多个油气成藏动力系统,相应地油气二次运移的主要驱动机制也不尽相同。驱动机制转换是油气穿越不同成藏动力系统发生运移的动力学纽带,也是进行系统与系统间能量传递和油气运移规律的研究。基于地层流体压力、原油地球化学特征、油气显示和钻测井等资料,经过对济阳坳陷牛庄洼陷及其南缘地区古近系的油气成藏动力系统分析,发现在异常流体压力系统边缘存在着油气运移由超压驱动向浮力驱动的转换过程。在驱动机制转换过程中,烃类物质首先从超压驱动的油、气和水混相流体中分离,在油源断层附近的输导层内经历了短暂停留和聚集后,然后在自身浮力驱动下发生继续运移,相应烃类物质经历的地质色层效应增强。对成藏动力系统间油气驱动机制转换的研究将加深油气运移过程中关键环节的认识,从而更加精细追踪油气运移路径。另外,驱动机制转换过程揭示出在成藏动力系统边缘具有复杂的油气成藏动力学条件和良好的油气勘探前景。     

Formation Dynamics and Quantitative Prediction of Hydrocarbons of the Superpressure System in the Dongying Sag

Based on the theory of formation dynamics of oil/gas pools, the Dongying sag can be divided into three dynamic systems regarding the accumulation of oil and gas： the superpressure closed system, the semi-closed system and the normal pressure open system. Based on the analysis of genesis of superpressure in the superpressure closed system and the rule of hydrocarbon expulsion, it is found that hydrocarbon generation is related to superpressure, which is the main driving factor of hydrocarbon migration. Micro fractures formed by superpressure are the main channels for hydrocarbon migration. There are three dynamic patterns for hydrocarbon expulsion： free water drainage, hydrocarbon accumulation and drainage through micro fissures. In the superpressure closed system, the oil-driving-water process and oil/gas accumulation were completed in lithologic traps by way of such two dynamic patterns as episodic evolution of superpressure systems and episodic pressure release of faults. The oil-bearing capacity of lithologic traps is intimately related to reservoir-forming dynamic force. Quantitative evaluation of dynamic conditions for pool formation can effectively predict the oil-bearing capability of traps.     

异常高压油气藏概论

异常高压是构成盆地区域流体势场的一种重要动力来源,是源控论中油气藏呈环状分布的重要原因。所以认识异常高压的起因具有特殊重要的意义。鲍格达诺夫M．M．(1989)认为,在深部油气富集和保存的特殊地质-地球化学条件中,最重要的是异常高压．但他仅仅认识到异常高压可以抑制有机质的成熟作用,使烃源岩成熟度明显降低,从而扩大了液态生油窗的深度区间．异常高压油气藏的形成应具有更深刻的原因和更明确的勘探意义．剖析以往文献对异常高压油气藏提出的各种成因机制,得出异常高压油气藏的成因源于深部流体供给的结论．     

渤海湾盆地孔西潜山构造带碳酸盐岩的成藏史数值模拟

通过碳酸盐岩成藏要素生、储、盖、运、圈、保的数值模拟,建立了成藏史数值模拟系统,并以渤海湾盆地黄骅坳陷孔西潜山构造带为例说明了这一系统的应用.研究表明,孔西潜山构造带奥陶系烃源岩在印支期开始排烃,一次成藏开始;燕山期进入大量生、排烃阶段,成为本区的主要生烃期和成藏期;之后,一次生烃中止;喜马拉雅期该构造带进一步被埋深,开始二次生烃和第三次成藏,二次生烃的量较小.所以黄骅坳陷下古生界原生油气藏的勘探应注重那些位于生烃区在印支期和燕山期形成且未被后期构造运动破坏的古构造.      

恩平凹陷南部隆起带油气成藏模式

南部隆起带是恩平凹陷的主要成藏带。利用基础资料, 系统分析了南部隆起带油气成藏的条件与特征, 总结了南部隆起带油气成藏的模式。恩平凹陷南部隆起带油气主要来自北侧EP17洼始新统文昌组中深湖相烃源岩, 南部隆起带之下缺失文昌组沉积, 存在油气的有利仓储区, 油气通过沟通有利仓储区的断裂运移, 主要有仓上-上盘诱导裂缝带垂向输导-连通砂体侧向输导-滑动破碎带侧向封堵-断块油气藏、仓上-上盘诱导裂缝带垂向输导-连通砂体侧向输导-它源自圈背斜油气藏以及仓上-下盘诱导裂缝带垂向输导-连通砂体侧向输导-滑动破碎带侧向封堵-断鼻油气藏3种成藏模式。      

陆相断陷湖盆迁移型层序构型及意义:以珠Ⅰ坳陷古近系文昌组为例

相对于海相盆地层序,陆相盆地层序构型具有多样性特征.迁移型层序是陆相断陷湖盆演化过程中一种特殊的层序构型,研究相对较少.通过珠江口盆地珠Ⅰ坳陷惠州凹陷、恩平凹陷古近系文昌组层序迁移现象的分析,定义了迁移型层序的概念,划分出“自迁移”和“异迁移”两种迁移型层序类型.自迁移型层序是由低角度正断层的水平滑动造成,即由同一条同沉积边界断裂控制;异迁移型层序由盆地两侧同沉积控边断裂活动强度及先后期次造成,即由两条同沉积边界断裂控制.迁移型层序在侧向迁移过程中,不同级次的层序地层单元控制下的储层、烃源岩也发生侧向迁移、斜列叠置,更利于生、储、盖等油气成藏要素的有效配置,形成多区块、多层段油气藏组合.      

东濮凹陷北部沙三段古压力恢复及油气运聚动力构成

综合应用流体包裹体法和盆地模拟法, 恢复了东濮凹陷北部沙三段古压力, 并分析了成藏期油气运聚动力构成。研究结果表明, 沙三段超压分布受构造格局、沉降中心、生烃中心控制明显, 超压幅度表现为洼陷区大、中央隆起带次之、西部斜坡带最小, 受盐岩层发育影响, 濮卫-文留地区盐岩下部层系表现为压力系数高值区。成藏期超压和浮力是研究区沙三段油气运聚的主要动力, 压力过渡带和正常压力带是油气的主要聚集场所。研究区主要存在超压驱动、超压-浮力联合驱动和浮力驱动等3种类型的驱动机制, 其中斜坡带和洼陷带等超压带主要为超压驱动, 部分中央隆起带上的压力过渡带为超压-浮力联合驱动, 西部斜坡带和部分中央隆起带等正常压力带主要为浮力驱动。      

Characteristics of overpressure distribution and its implication for hydrocarbon exploration in the Qiongdongnan Basin

The Qiongdongnan Basin is a strongly overpressured basin with the maximum pressure coefficient over 2.2. Two types of vertical overpressure configuration can be identified by electronic logs and mud pressure, based on the calibration with the test pressure. The first is a double overpressure configuration, in which the middle low overpressure zone divides the entire overpressure zone into two zones. The double overpressure configuration lies primarily in the western part of the basin. The second is a single overpressure configuration, in which overpressure increases with depth. The single overpressure configuration lies primarily in the eastern part of the basin. Distribution maps of the overpressure top and overpressure horizons show three important characteristics: (1) The distribution of the pressure coefficient is not uniform. There are many low overpressure zones against a background of high overpressure. (2) The pressure coefficient in the western area is greater than in the eastern area. The maximum pressure coefficient in the western area is greater than 2.2. (3) There is a low overpressure interval between the high overpressure zones in the western area. Based on the overpressure distribution, some important implications for hydrocarbon exploration can be drawn. In the Qiongdongnan Basin, it has been shown that normal pressure zones are favorable for hydrocarbon accumulation, and strongly overpressured zones (pressure coefficient greater than 1.8) are unfavorable for hydrocarbon accumulation. Accordingly, the NW low overpressure belt around wells R, Q and S should be beneficial for hydrocarbon accumulations, and should be considered as the next exploration play in the Qiongdongnan Basin. Theoretical hydrofracture calculation and interpretation of the sand injectites indicate the presence of widespread hydrofractures in the basin. Comparison between the sealing capacities of the double overpressure and single overpressure configurations shows that the former is superior for hydrocarbon accumulation and preservation. Because of the strong sealing capacity provided by the displacement pressure and pore pressure difference between the seal rock and reservoir in the double overpressure configuration zone, hydrocarbons barely penetrate the seal rock in the middle low overpressure zone. Therefore, the exploration interval should be within and below the middle low overpressure zone in the western basin.     

中国北方盆地中油气运移对砂岩型铀矿成矿作用讨论

以油气成藏动力系统和砂岩型铀矿成矿动力系统为单元,分析了砂岩型铀矿床与油气藏同盆共存的沉积体系、矿床(藏)聚集带之间的联系。认为油气多次运移促使砂岩型铀矿成矿是一种普遍的地质作用,油气运移成藏过程对砂岩型铀矿成矿作用表现为油气初次运移使铀矿化预富集、油气二次运移使间氧化带型铀矿化作用中止与矿体封存、油气藏微渗漏使红色砂层中铀富集成矿等。笔者依据油气对砂岩型铀矿还原作用的结果初步建立了吐哈式、东胜式、钱家店式3种油气藏与砂岩型铀矿共存的基本模式,丰富了砂岩铀矿找矿理论,为多能源矿产综合开发利用提供参考。     

渤海湾盆地东营凹陷沙四下亚段地层压力演化与天然气成藏

通过实测压力、泥岩声波时差、流体包裹体古压力恢复,对东营凹陷民丰地区沙四下亚段地层压力的演化特征进行了分析。研究表明,民丰地区地层压力纵向上存在“常压-超压-常压”三段式结构;时间上,沙四下亚段地层压力具有“二旋回波动模式”,即存在“常压-弱超压-常压”和“常压-超高压-常压（弱超压）”的演化过程,其中两次地层超压的形成时间与中深层天然气藏的两期成藏时间相对应,为油气藏的形成提供了动力条件。研究区地层压力的动态演化过程是多因素作用的结果,第一次高压的形成是地层快速沉积产生欠压实的结果,生烃贡献相对较小;第二次超压的形成是烃源岩大量生烃和原油裂解成天然气造成的,沉积作用为辅。由于地温梯度降低、断裂-砂体泄压、饱和气藏深埋等作用的影响,现今民丰地区沙四下储层表现为以常压为主,伴生部分超压的分布特征。     

东营凹陷博兴地区油气成藏动力学与成藏模式

根据东营凹陷西南部地区的地质背景和地层压力特征,探讨了该区的油气成藏特征、成藏动力学机制及成藏模式。成藏动力学机制可分为:自源封闭型和它源开放型。按照封存箱理论,油气藏的形成有箱内成藏、箱外顶部成藏和箱外边部成藏 3种模式;又分为近距离运移、垂向运移和侧向运移 3种聚集模式。成藏动力学背景对油气藏的形成与分布具有重要影响。