论常规—非常规油气有序“共生富集”——兼论常规—非常规油气地质学理论技术

石油工业发展呈现进军深层深水非常规、突出天然气发展、重视地质工程一体化的新局面，地质学科研究呈现常规和非常规油气地质并行协同发展、〖JP2〗超级盆地常规和非常规油气一体化整体研究的新趋势。未来石油和天然气仍是能源消费和安全的关键需求，常规和非常规油气地质融合创新将是学科发展的主要挑战。常规—非常规油气地质学的产生，主要缘于重新构建油气地质理论框架、重新认识超级盆地资源体系、重新研发适用配套关键技术、重新塑造能源转型战略角色、重新记录勘探开发示范模板等需求。常规—非常规油气地质学是研究常规—非常规油气“共生富集”盆地中大油气区形成机理、有序共生、差异富集、采出规律、发展战略的地质学科，如鄂尔多斯、四川等盆地，同步关注常规油气和非常规油气两种资源，围绕主力烃源层系，重点评价“烃源性、储集性、含油性、流动性、可采性与经济性”六特性及其匹配关系，创新研发源控论及源储共生系统评价、常规—非常规油气共生盆地物理及数值模拟、地质工程一体化评价、平台式“工厂化”生产模式等核心技术，研究重点是“常规油气和非常规油气的整体研究、同步发现、极限开采和协同发展”。常规油气和非常规油气有序“共生富集”，“共生”是客观自然规律，“富集”是主观人为认知，客观规律可以主观认知，有序协调客观和主观的统一性，超前创新研发理论技术，可以更好发掘剩余油气资源的潜力和价值。从常规圈闭型油气藏与目的层到非常规连续型甜点区与甜点段油气，再到常规—非常规有序“共生富集”油气，理论认识和核心技术的创新发展，将引领和支撑油气资源不断实现高效发现和利用。     

中国非常规油气的战略思考

本文基于非常规油气的内涵,分析了致密砂岩油气和泥页岩油气的成藏地质条件,论述了非常规油气资源潜力巨大,指明中国非常规油气资源战略发展方向。研究表明,中国非常规油气藏是富集在近源储集体或烃源岩的低孔、低渗的微米级纳米级的储集空间中连续油气聚集,淡化了圈闭、油气藏边界的概念。依据成藏地质条件和油气资源潜力的差异,非常规油气藏主要指致密砂岩油气和泥页岩油气藏。致密砂岩油气藏多位于斜坡、坳陷区,具有广覆式有效烃源岩;源、储关联密切,多呈互层式;油气运移距离短,以非达西渗流为主;储集体渗透率、孔隙度极低。泥页岩油气藏圈闭概念淡化,典型的储源一体;多形成于盆地坳陷或斜坡区,泥页岩大面积连续分布;有机质丰度大,热演化成熟度高;多发育纹层结构,纳米级孔隙、裂缝储集系统;储集层脆性系数大,地层压力高。烃源岩呈现多时代、多层系、多沉积环境特征,从震旦系到第三系均有富含有机质的烃源岩发育,沉积环境囊括陆相海、陆交互相海相,非常规油气资源潜力巨大。常规与非常规油气在时、空域的紧密伴生和规律聚集,使得常规非常规油气在平面上和纵向上形成“有序聚集”体系。对“有序聚集”的不同类油气藏进行“整一化勘探、整一化部署、整一化开采”,实现常规非常规油气整一化科学有序开发,避免整体油气资源的破坏和遗漏;从而丰富油气地质理论,促进油气勘探由“点带面”向综合有序三维空间迈进。     

富烃凹陷特征及其形成研究现状与问题

国内外油气勘探现状和研究表明,不仅全球不同油气域或同一油气域不同盆地油气资源贫富悬殊,就是在同一含油气盆地,油气也主要来自盆内少数几个资源极为丰富的沉积凹陷,称之为富烃凹陷。对陆相盆地而言,富烃凹陷的有无和特征,决定盆地油气资源的贫富和规模,同时明显控制或影响着大中型油气田(藏)的形成和相对集中分布。富烃凹陷控制油气生成和分布的认识,是对之前沉积盆地和烃源岩控制油气理论的延展和深化,集"盆控论"宏观评价预测的整体性和"源控论"局域评价的缘源性之长于一体,强调在盆地诸多凹陷中识别和遴选富烃凹陷,是油气勘探和评价预测重要而核心的内容。关于富烃凹陷,无论是科学前沿探索和基础理论研究,还是油气勘探和资源评价,都需回答其形成的主要地学条件和动力学环境及主控因素。本文综述了以下诸相关方面的研究现状:(1)水体中有机质的高产出;(2)沉积时丰富有机质的保存埋藏;(3)优质烃源岩的特征;(4)沉降与充填关系、地热场与热演化、湖盆咸化、全球或大区域气候变化与海平面升降、地质事件与构造变动及区域大地构造环境等在富烃凹陷和其中优质烃源岩形成中的作用。目前对富烃凹陷形成条件和环境及其主控因素研究中存在的薄弱环节和尚待深化的问题主要有:(1)在研究的内容和主次方面,总体仍是围绕优质烃源岩特征及发育的研究居多,关注富烃凹陷特征及形成的讨论明显要少;(2)在探究思路和形式上,"由此及彼"较多,"由表及里"或"由果索因"尚少;(3)在研究地区和类型上,以我国东部,特别是近海断陷型富烃凹陷为主,对陆相坳陷型富烃凹陷的研究甚少;(4)微生物对优质烃源岩形成的贡献尚需加强;(5)对无机元素参与和其作用重视不够;(6)对深部作用和过程研究薄弱;(7)研究结果受研究对象表观特征和地区局限性影响明显。富烃凹陷是油气资源偏富极分布的典型表现。相对于海相盆地,陆相盆地富烃凹陷形成和内部优质烃源岩的发育,受所在地区个性地质环境的影响更为明显,局部特有深部作用的控制更为重要。对此,目前尚有部分必要而充分的条件或主控因素还不清楚。对这类超常现象的研究需要突破惯常思维和常规模式,解放思想,勇于创新探索,才可能取得实质性突破。     

南堡凹陷石油地质条件、资源潜力及勘探方向

南堡凹陷是一个典型的富油气凹陷,近年来在多个勘探领域获得新发现,展现出良好的勘探前景。目前的勘探实践与盆地第三次资评结果之间的矛盾日益突出,难以有效指导勘探部署。通过南堡凹陷基本石油地质特征解剖和油气成藏条件分析,建立了不同勘探领域油气成藏模式,明确了油气富集规律。基于地质风险评价,优选评价方法,重新开展南堡凹陷资源量计算,明确了剩余资源分布及未来有利勘探领域。资源评价结果显示:南堡凹陷常规石油地质资源量为12.20×108t,非常规石油地质资源量为2.19×108t,剩余常规石油地质资源量为7.10×108t。依据"深浅兼顾、油气并举"的原则评价,指出了高柳、南堡1号、南堡2号和老爷庙等4个构造带是未来重点石油勘探区带。     

准噶尔盆地石油地质条件、资源潜力及勘探方向

近年来,准噶尔盆地的油气勘探在许多新领域取得重大突破,展现良好勘探前景。然而,盆地第三次油气资源评价结果与勘探实际、储量增长之间的矛盾越来越突出,常规、非常规领域的石油资源潜力亟待落实。在解剖盆地石油成藏条件,分析成藏控制因素,总结不同地区、不同层系成藏模式及其富集规律的基础上,开展地质评价参数研究,优选评价方法,重新评价盆地资源潜力,梳理了盆地有利的勘探方向。评价结果显示:盆地常规、非常规石油资源量近100×10~8t,综合探明率约为27%;剩余待探明石油资源量近55×10~8 t,主要分布于富烃凹陷斜坡区的二叠系—三叠系、盆地深层及凹陷周缘低勘探程度的凸起构造。未来应围绕盆地这3个领域,加大勘探力度,同时依托技术进步,努力拓展页岩油等资源潜力大、勘探程度低的勘探领域。     

二连盆地洼槽区非常规油气富集模式及勘探潜力

向湖盆中心和深层寻找油气勘探新领域已成为未来主要发展方向。二连盆地剩余油气资源量达8亿吨，主要分布于各富油凹陷洼槽区，以非常规资源形式富存，页岩油潜力巨大。本文通过对富油凹陷洼槽区非常规油气地质特征、成藏富集机理和成藏模式开展研究，总结提升断陷小湖盆洼槽区非常规油气地质理论认识。研究表明：二连盆地多个洼槽区发育互层型页岩油聚集，富集于洼槽区边缘，存在腾二期(120 Ma)未致密先成藏和赛汉期(105 Ma)边致密边成藏(先致密后成藏)两期成藏过程；高充注动力富集区，砂体规模控制页岩油富集程度，低充注动力洼槽区内甜点储层发育及规模控制页岩油富集程度；二连盆地夹层型页岩油存在两种富集机理，即“储层主控”和“生烃主控”。据此，构建了二连盆地斜坡带-洼槽区“常非共存、有序分布、满洼汇聚、差异富集”的全油藏系列成藏模式，研究成果坚定了深入湖盆内部寻找烃源灶边缘互层型页岩油及烃源灶内夹层型页岩油的勘探信心。     

页岩层系油气资源有序共生及其勘探意义——以鄂尔多斯盆地延长组长7页岩层系为例

页岩层系内的非常规油气已成为全球油气勘探开发的热点,这些资源的形成与富有机质页岩密切相关,形成演化有序、空间分布上共生。目前的研究通常按非常规油气类型单独进行,尚未从页岩层系整体角度考虑各类油气资源的分布规律。在大量调研国内外页岩层系油气资源分布规律的基础上,提出页岩层系油气资源有序共生,并以鄂尔多斯盆地长7页岩系为例进行解剖,按照成熟度阶段、埋藏深度和有机质丰度,将长7页岩层系油气资源分成露头-浅埋藏油页岩区、中等成熟-中等埋深压裂页岩油区、中等成熟-中等埋深原位改质页岩油区、高成熟度-深埋页岩气区和紧邻-夹层致密砂岩油五大区域。基于页岩系统油气资源有序共生关系,提出页岩层系油气资源立体勘探开发的观点,以期对页岩层系非常规油气资源有效利用提供新思路。     

西北中小型盆地油气资源潜力与勘探领域分析

西北中小型盆地众多,分属不同的大地构造单元,具有不同的成盆背景和成烃、成藏条件。存在石炭系、二叠系、侏罗系和白垩系4套主力烃源岩,具有较好的油气勘探前景,但具体到每个盆地又具有一定的差异。笔者在充分收集已有研究成果和跟踪勘探动态及油气新发现的基础上,开展中小型盆地油气资源潜力分析,选取部分中等勘探程度和低勘探程度盆地,分别采用不同的资源量计算方法对盆地或凹陷进行了油气资源预测与计算。认为虽然存在许多制约的难点或瓶颈,但也存在多个油气勘探领域。如侏罗系、白垩系生烃凹陷是油气勘探的有利地区;近源古隆起和山前带是勘探的有利区带;石炭系是潜在的勘探领域;另外,非常规油气资源值得重视。     

亚太地区油气成藏条件及资源潜力

亚太地区是全球重要的油气产区和最大的油气消费市场。亚太地区155个主要沉积盆地中,已有90多个盆地内发现了油气田或有油气发现,共发现油气田约6 900个。根据地理位置及构造特征等,亚太地区可进一步分为东亚分区、东南亚分区、澳新分区和南亚分区,约有131个主要的含油气系统。本文对亚太地区不同分区的油气成藏条件(包括烃源岩、储集层、盖层、含油气系统等)进行了总体分析与高度概括。在此基础上,以成藏组合为基本评价单元,不同勘探程度盆地采用与之相适应的评价方法,对本地区各盆地的油气资源潜力进行了评价。评价结果表明:亚太地区常规总油气可采资源量为673.7×10⁸ t油当量,占全球的6.1%,非常规油气资源类型以重油、页岩油、油页岩、页岩气、煤层气为主,非常规油气技术总可采资源量390.4×10⁸ t当量,占全球非常规油气技术总可采资源量的6.1%。根据待发现资源结果及盆地勘探程度,近海和深海勘探是将来的勘探热点:主要勘探领域为深海和成熟盆地新层系及岩性-地层圈闭等;海相三角洲体系是寻找天然气田的重要领域;东南亚弧后盆地群新生界湖相是页岩油的有利勘探领域;澳大利亚中部克拉通盆地群泥盆系-石炭系为页岩气的有利勘探领域。     

非洲中部Muglad盆地Fula凹陷断裂演化及对油气的控制作用

Muglad盆地是中非剪切带南侧的一个中?新生代陆内裂谷盆地,Fula凹陷是其北部的一个富油气凹陷。对于该地区断裂控烃作用研究,前人主要集中在断裂控制圈闭形成、阻止油气继续运移及为油气运移聚集提供通道等3方面,而对其他控制作用研究不足。故本文基于地震、地质及地化资料,对Fula凹陷断裂形成演化及对油气的控制作用等方面进行了研究。结果表明:1)Fula凹陷断裂第一、二期裂陷期活动性较强,控制“继承型”凹陷的形成;2)第一、二裂陷期断裂活动性较强,使Fula凹陷主要发育Abu Gabra组烃源岩与中部成藏组合;3)中央断裂带与西部陡坡带内断裂控制构造及构造—岩性油气藏的形成与分布,Abu Gabra组烃源岩生成的油气通过中央断裂带的主干断裂及断层①向上部圈闭中运移成藏。     

非常规油气地质学理论技术及实践

形成非常规油气地质学理论技术,引领油气工业从常规到非常规,进源找油,是世界油气勘探开发形势发展和科学研究持续推进的必然趋势.研究团队紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10余年不懈攻关,构建了非常规细粒沉积学、非常规油气储层地质学、非常规油气成藏地质学、非常规油气开发地质学和常规-非常规油气有序“共生富集”发展战略等学科内容,集成了非常规油气关键实验技术、勘探评价技术、开发工程技术和常规-非常规油气勘探开发关键技术,基本形成了非常规油气地质学理论技术体系框架.从常规油气的“源控论”到非常规油气的“源储共生系统”,深刻认识到源岩层系及与其大面积紧密接触的致密储集层系中可以聚集巨量工业油气资源.非常规油气地质学理论技术,引领推动了非常规油气地质学科发展、关键技术研发、国家标准制定、国家实验室建设和专业人才培养,有效推进了我国致密油和气、页岩油和气等非常规油气资源的工业勘探开发,截至2022年底,中国非常规油气产量超过1×108 t油当量,约占油气总产量28%,其中非常规气约占天然气总量的41%,非常规油约占石油总量的17%.油气不可再生,但非常规油气革命可延长油气工业的生命,持续强...     

油气聚集系数的研究方法及应用

油气聚集系数是油气资源评价中最为关键的一个参数, 影响因素复杂, 如何科学取值一直困扰着石油地质工作者.利用层次分析法建立油气运聚单元(油气成藏体系)定量评价结构模型, 对油气成藏体系进行定量评价; 根据“三高”原则选取刻度区, 利用生烃潜力法和油藏规模序列法求取刻度区的油气聚集系数, 将各油气成藏体系与刻度区类比求取相应油气成藏体系油气聚集系数.运用该方法求取苏北盆地高邮凹陷上含油气系统各油气成藏体系油气聚集系数.结果表明, 高邮凹陷上含油气系统各油气成藏体系油气聚集变化较大, 在9%~14%之间, 用该聚集系数求取的资源量较过去用一个统一的聚集系数求取的资源量更接近地质实际.实践证明, 利用层次分析法定量评价成藏体系, 结合生烃潜力法和油藏规模序列法, 可以对聚集系数进行定量预测, 减少资源量计算中人为因素的影响, 使资源评价更加客观.      

大型油气系统形成的盆地动力学背景

找寻大油气田的急迫任务带动了当今新一轮战略性、区域性的基础地质和石油地质研究.在盆地中识别富生烃凹陷及其所控制的油气系统具有关键意义.没有富生烃凹陷就没有大油气田赖以形成的首要基础.富生烃凹陷及大型油气系统的形成又有其特有的盆地动力学背景, 认识后者对前者的控制关系可提供战略性预测.渤海湾盆地作为中国东部陆上及海域伸展类盆地最重要也最典型的代表, 其数十年勘探和研究历程揭示了富生烃凹陷、大型油气系统和盆地动力学过程的内在联系.岩石圈伸展和裂陷的背景下, 盆地内隆坳分异的构造格架、快速沉降、高地温和异常高压系统提供了富生烃凹陷和大型油气系统形成的构造背景, 与古近系中晚期有利的古气候、古环境条件匹配形成了最有利生烃的超富养湖盆类型.根据多个富生烃凹陷的典型研究提出了大型油气系统形成的模式, 进一步分析了富生烃凹陷形成背景的多样性.值得指出的是, 目前所知西北地区大型叠合盆地中最重要的富生油凹陷, 如准噶尔盆地的二叠纪中央凹陷、塔里木盆地的满加尔凹陷可能都形成于伸展和裂陷背景下, 中新生代则以挤压、挠曲占优势.提出用当代盆地动力学和油气系统的思路与方法重新认识含油气盆地及其油气系统演化的动力过程, 进行新一轮基础性、区域性研究, 为发现新领域、找寻大油气田提供地质理论基础.      

非常规油气地质学建立及实践

非常规油气地质学理论是世界石油工业从常规油气向非常规油气跨越的一次理论飞跃。紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10年不懈攻关,通过构建细粒沉积学、非常规油气储层地质学、非常规油气成藏地质学、非常规油气开发地质学、常规—非常规油气"共生盆地"发展战略等学科内容,基本形成非常规油气地质学理论体系框架。非常规油气地质学理论,是世界页岩油和气、致密油和气等典型非常规油气工业发展的理论基础,引领推动了石油地质学科发展、行业标准制定、国家实验室建设和专业人才培养,有效推进了我国致密油和气、页岩油和气等非常规油气资源的工业勘探开发。非常规油气地质学科在未来油气资源综合利用、能源结构科学预判、复杂问题创新解决等方面,仍有发展空间。     

我国油气资源潜力、分布及重点勘探领域

我国地质结构具有3大板块、3大构造域多旋回构造演化特征,造就多种类型叠合沉积盆地,构成克拉通+前陆、断陷+坳陷、前陆+坳陷3种主要类型。大型叠合盆地是油气资源分布与勘探开发主体。我国常规与非常规油气资源十分丰富,常规石油地质资源量1 075×10⁸ t,常规天然气地质资源量83×10¹² m³;致密油地质资源量134×10⁸ t,致密砂岩气地质资源量21×10¹² m³,页岩油地质资源量335×10⁸ t,页岩气地质资源量56×10¹² m³。陆上油气资源主要分布于渤海湾(陆上)、松辽、鄂尔多斯、塔里木、四川、准噶尔、柴达木7大盆地。海域油气资源主要分布于渤海湾(海域)、东海及南海北部的珠江口、北部湾、莺歌海、琼东南6大盆地。未来我国油气勘探应始终坚持“资源战略,稳油增气”战略,坚持“非常并进、海陆统筹”积极进取勘探思路;常规勘探领域,陆上地层-岩性、前陆、海相碳酸盐岩与潜山领域;海域为渤海海域构造与基岩潜山,深水构造与岩性;非常规油气主要是立足陆上7大含油气盆地,立足致密油气与页岩油气,强化勘探开发与技术配套。     

多凹陷、多层位供烃油源对比方法——以石臼坨凸起油田群为例

<正>石臼坨凸起位于渤海湾盆地渤海海域中西部,近东西走向,为长期性继承性隆起[1],在其东侧和南侧存在两个倾没端,其南、北、西三个方向分别为渤中坳陷、秦南凹陷和南堡凹陷,供烃充足,是渤海湾盆地油气最为富集和复式聚集的地区之一。自20世纪70年代开始勘探至21世纪初,凸起上发现了多个含油气构造,油气主要集中于高部位明化镇组大型披覆背斜构造中,而凸起斜坡带和倾末端构造也有重大油气发现[2]。石臼坨凸起被三大富烃凹陷环绕,各凹陷内各段烃源岩沉积环境不同、有机质类型不同、热演     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7页岩复合含油气特征

<正>近年,随着国外致密油、页岩油和致密气等非常规油气资源的开发利用和理论的引入,国内致密油气的勘探与开发以及地质理论研究进入快速发展阶段。鄂尔多斯盆地晚三叠纪延长世长7期沉积的一套高丰度高效富有机质黑色页岩,为中生界油气资源的富集提供资源基础;同时,长7沉积期沉积的细粒沉积为致密油、页岩油和页岩气等非常规油气资源的富集提供储集空间。晚三叠纪长7沉积期是鄂尔多斯湖盆发育的鼎盛期,半深湖—深湖相细粒沉积物发育,受"西陡东缓"     

Melut盆地北部远源油藏类型、特征及勘探启示

Melut盆地为非洲内陆一个重要含油气盆地,其北部具有下白垩统生油、古近系聚集成藏的远源成藏特征,明确盆地远源油藏形成条件与控制因素是提高远源油藏勘探成功率、寻找新的勘探领域的关键。基于区域石油地质条件与油藏解剖,开展了Melut盆地北部远源油藏形成条件、类型及特征研究,在此基础上提出了源内Yabus组远源断层-岩性复合油藏及源外Yabus组远源断块油藏两大潜力勘探领域。研究表明:Melut盆地北部古近系Yabus组发育源内和源外2种类型的远源油藏,二者具有不同的油气充注方式与成藏模式。源内Yabus组远源油藏的形成取决于3个地质条件的耦合,即"两强一弱"的3期裂陷作用为古近纪Yabus组-Adar组远源储盖组合的形成创造了条件;富油凹陷的发育为Yabus组远源油藏的形成提供了必要的油源基础;多期裂陷作用为Yabus组远源圈闭的油气充注提供了垂向通道条件。源内远源油藏主要通过油源断裂的垂向充注成藏,油源断裂是其成藏的主要控制因素,油源断裂的识别及控圈断层的侧向封堵性评价是源内远源断块圈闭评价的重点。源外远源油藏主要通过富油凹陷的侧向运移充注成藏,由富砂地层与断块、古隆起形成的输导脊控制源外远源圈闭的成藏,输导脊的识别与圈闭充注油气程度研究是源外远源圈闭评价的重点。研究成果指导了Melut盆地远源油藏的勘探部署与深化勘探,对其他含油气盆地成熟探区远源油藏的勘探具有指导和借鉴意义。     

全球三大富油气前陆盆地油气分布特征对比

波斯湾盆地、东委内瑞拉盆地和西加盆地是全球油气最富集的前陆盆地。根据最新油气地质资料分析,它们的油气分布特征及资源结构存在明显差异。区域上,3个前陆盆地的逆冲褶皱带和前渊一斜坡带均有油气分布,但油气主要分布于前渊一斜坡带。层系上,波斯湾盆地91.0%以上的油气储量分布于被动陆缘层系,而东委内瑞拉盆地和西加盆地的油气则主要富集于前陆盆地层系。波斯湾盆地的油气资源以常规油气为主,而东委内瑞拉盆地和西加盆地则以非常规重油和天然沥青最为富集。区域性盖层与输导体系的配置关系是控制前陆盆地油气资源结构的主要因素。     

莺歌海盆地天然气底辟优势聚集规律及勘探意义

莺歌海盆地的高温高压环境、构造断裂不发育、泥-流体底辟发育及热流体活动强烈等独特的地质条件,决定了伸展-转换盆地的油气聚集规律与断陷盆地复式油气聚集具有明显的差异性。在分析天然气成藏主控因素的基础上,以天然气藏形成到天然气分布为主线,提出莺歌海盆地的天然气底辟优势聚集规律:即宏观上天然气聚集在盆地内成藏条件配置好的中央凹陷带底辟区,微观上天然气则聚集在底辟成藏条件配置好的顶部、两侧及周缘的构造和岩性圈闭中。天然气底辟优势聚集规律突破了以往紧邻凹陷带的斜坡带是油气聚集最有利区带的传统观点,使人们认识到只有符合优势聚集规律的构造带和圈闭才可能聚集天然气,这对于调整伸展-转换型盆地的油气勘探思路,针对性地解决莺歌海盆地勘探中存在的问题,进一步指明有利勘探方向具有重要的指导作用。