沉积盆地后期改造及对油气赋存成藏的影响

中国大陆由多个块体拼接而成,结构复杂而不均一,经历了多幕次构造运动,活动性强。特殊的构造位置使得中国沉积盆地后期改造强烈而普遍,这是中国沉积盆地有别于世界其它盆地的显著特点之一。油气作为流体矿产,后期改造对油气赋存、成藏和分布具有显著的影响。后期改造是研究盆地演化、构造特征和油气资源评价不可或缺的内容。1998年召开的“改造型盆地油气勘探理论、方法及关键技术研讨会”,推动和引发了我国油气业及学术界对盆地后期改造、改造型盆地及其油气勘探诸方面的研究和关注。笔者等通过对国内外有关后期改造和改造型盆地已有研究成果的梳理和总结,综述了后期改造、改造盆地的研究进展,及其对常规油气赋存—成藏的影响、晚期成藏—定位和对非常规油气特殊影响等相关内容。     

改造型盆地油气赋存-成藏理论体系纲要

中国沉积盆地的鲜明个性特征之一是后期改造强烈而普遍。此特征深刻地影响着油气的赋存条件和成藏效应,明显增加了地质研究和油气勘探的难度。改造型盆地和盆地复杂改造地区已成为中国油气勘探和资源接替的重要领域。盆地后期改造的主要形式可分为隆升-剥蚀、沉降-深埋、热力作用、流体活动和构造变形五种类型。在自然界,多种地质作用同时参与的复合式改造更为普遍。改造型盆地特征复杂多样,油气赋存和成藏过程集多类含油气盆地中诸多油气藏之众合。本文将改造型盆地油气赋存-成藏的核心理论纲要式归纳为:原盆控源、过程控储、改造控藏、多源成藏、动态聚散、晚期定位。原盆控源,即改造型盆地的烃源岩是在改造前原盆富烃凹陷中所形成,改造后留存的烃源岩规模及特征决定盆地油气的贫富和分布。各类储层的形成和保存总体受岩石原生物质沉积-埋藏成岩和次生改造重塑两大阶段全过程的控制,称之为过程控储。盆地或地区后期改造过程及结果的个性特征直接控制着该地区油气的赋存、成藏-定位和分布特点,即改造控藏。后期多种形式的改造可引发多源油气富集成藏,既含来自不同深度、不同成熟度烃源岩的油气同储成藏,又有源自不同类型、不同世代烃源岩的油气混聚成藏,还包括烃类与各种非烃类气体同储或同盆共存成藏。盆地经受多期次构造变动和改造必然导致油气发生多次动态聚散和晚期成藏-定位。将晚期成藏与定位连在一起就较全面地概括和体现了不同时代盆地大多油气藏形成的要点和勘探界关注的重点。     

中国西部叠合盆地油气多期成藏模式及勘探有效性

我国西部叠合盆地油气资源丰富,随着勘探难度逐年增加,如何准确定位有利成藏区带对增加勘探成功率至关重要。通过对比叠合盆地主要大中型油气田发现,叠合盆地大都为多期成藏,且晚期成藏有利于油气规模化保存。在大量总结叠合盆地多个油气成藏过程、特点和模式的基础上,结合研究区带的构造演化特点,按照叠合盆地构造变动模式划分,将西部叠合盆地油气多期成藏模式划分为5种,分别是油气连续充注型、早期强烈改造型、中期强烈改造型、晚期强烈改造型和多期充注改造交替型。在晚期成藏有利于油气勘探的前提下,分析认为具有油气连续充注型油气成藏的区域和周边地区由于构造变动轻微,破坏幅度最小,因此油气藏类型较多,规模化可能性最大,最具油气勘探有效性,而多期充注改造交替型成藏模式在构造变动频繁剧烈的影响下,使得油气藏破坏量较大,保存下来的可能性很小,因此也最不具备勘探有效性,此类地区应该尽可能规避。     

中国含油气盆地深层勘探的主要进展与科学问题

中国沉积盆地深层的油气勘探实践不断取得进步,提出了与之密切相关的油气地质基础科学问题,凝练与分析这些问题将为深化我国沉积盆地深层地质研究与油气勘探提供引领。近年来,我国在深层海相碳酸盐岩、砂砾岩、火山岩、变质岩与页岩气等勘探领域中发现了一系列大型油气田,油气勘探发现深度推进到7 000～8 500m,勘探前景良好。但由于沉积盆地深层经历了长期构造演化,温、压场与应力场变化大,地质结构多变,油气成藏过程复杂,深层油气勘探面临着一系列关键地质问题,主要包括:中国大陆的形成演化及其构造-古地理,中国小克拉通地块之上海相盆地的原型及演化,中国沉积盆地的多期改造过程与叠加地质结构,沉积盆地的成因机制与动力学演化,深层烃源岩发育、成烃机制及其演化,深层储集体的形成机制与分布,深层油气成藏机制,多期叠加、改造背景下油气聚集与分布规律,深层页岩气赋存机制与分布规律,过程导向的沉积盆地4D动态模拟。我国沉积盆地深层的油气地质基础研究与实际应用需求相比有较大差距,需要立足于中国大陆实际,在盆地的形成演化过程与油气成藏动力学等方面进行深入探索,期望在活动论构造-古地理、三维构造复原、流体-岩石相互作用与四维动态模拟方面取得实质性进展。     

羌塘中生代海相盆地演化与后期改造及油气赋存

发育在羌塘地块之上的羌塘中生代海相盆地,总体具中间地块盆地特征。盆地可划分为北羌塘坳陷、西部隆起、中部低隆起带、南羌塘坳陷和东北斜坡五个一级构造单元。盆地经历了三叠纪和侏罗纪—早白垩世初两大海相沉积期和其间晚三叠世晚期构造环境(体制)转换期三大演化阶段。三叠纪盆地演化受羌塘地块北缘拉竹龙-西金乌兰陆间洋开、合的控制,以碎屑岩、碳酸盐岩及膏盐岩和含煤碎屑岩建造为特征,盆地基底表现为南高、北低,东高、西低的特点。晚三叠世晚期,随着拉竹龙-西金乌兰洋的闭合和羌塘地块与可可西里地块的进一步汇聚,盆地整体隆升,沉积间断,形成岩溶风化壳,遂发生区域裂陷、火山活动和班公湖-丁青陆间洋裂谷新生。侏罗纪羌塘盆地再复沉降和沉积,与南邻班公湖-丁青陆间裂谷的发生发展同步,海相沉积由南向北扩展;形成了北西西向展布的多个沉积-沉降中心,以碎屑岩、碳酸盐岩和膏泥岩建造为主要特征,整体表现为西南部和东北部相对较高,南羌塘东部、北羌塘中西部沉降幅度较大的构造格局。白垩纪早期,冈底斯(拉萨)地块与羌塘地块汇聚,其间的班公湖-丁青陆间洋消亡,羌塘大型海相盆地沉积历史结束,遂进入了遭受后期改造和多个小型盆地陆相沉积时期。经早白垩世晚期—晚白垩世盆地反转和新生代进一步改造,使中生代羌塘盆地及其南北缘缝合带的原始面貌发生了较大改观,并使盆地西北部较大范围不复存在。羌塘盆地的叠合演化和改造,在中生界海相地层中发育了多套烃源岩,具有丰富的油气资源基础,构成了多层系聚集、多类型成藏的油气赋存-成藏条件。多处不同形式的油气显示和大型古油藏的发现,展示和证实了盆地所发生的油气成生、成藏过程。后期改造是影响羌塘盆地油气成藏及分布、资源规模和远景评价以及勘探成效的主控因素。     

改造型盆地评价及其油气系统研究方法——以中国南方中、古生界海相地层为例

通过对中国南方中、古生界油气地质的综合研究及勘探总结,初步提出了一套改造型残留盆地或叠合盆地评价及其油气系统研究的方法。其基本思路是强调进行油气地质的“动态演化”研究,主要通过拟三维盆地模拟反演主要烃源岩的时空演化、生烃过程以及不同地质阶段中的生烃强度、资源量;结合古今油气藏的解剖,总结油气成藏—破坏规律;结合古构造的分析,研究油气运聚指向;结合主要构造运动期对中国南方中、古生界主要油气系统的影响分析,进行分阶段的动态演化研究。认为中国南方中、古生界油气勘探的现实对象是次生油气系统及再生烃油气系统,现存的原生油气系统很少。提出中国南方新区中、古生界油气勘探的有利区为石柱复向斜西侧高陡背斜带、苏北盆地阜宁—盐城—海安—兴化—宝应地区、江汉盆地沉湖地区南部潜江—仙桃—牌州—汉参1井地区、江西南鄱阳盆地及楚雄盆地北部凹陷,这一认识已经得到苏北盆地盐城凹陷朱家墩气田及江汉盆地沉湖地区南部开先台西含油构造勘探发现的证实。     

南方海相油气勘探思路与选区评价建议

南方海相地层分布区具有优越的原始成油气地质条件,但经后期强烈的构造运动改造,原始海相含油气系统遭受强烈的“质”、“量”、“位”、“体”改造,其最终成藏与定位条件十分复杂,如何寻找海相油气保存单元和取得反映海相内幕构造的地震资料已成为当前海相油气评价与勘探的首要任务。以近期油气勘探与评价的新进展为依据,从后期改造的复杂性与不均衡性分析出发,提出南方海相勘探要先易后难。首先从目前地震勘探可以清楚揭示构造面貌和圈闭条件的中生界入手,即在构造挤压盆地持续性保存单元和晚期伸展盆地重建型保存单元之中生界寻找晚期成藏的外生型海相烃源油气藏,并在其中取得海相油气藏重大突破后才逐步探索海相内幕构造油气藏,并提出把白垩系—下第三系区域盖层封闭的保存单元作为南方海相优选的油气勘探目标靶区,海相晚期、混源、次生油气藏可能是最易突破的勘探对象。     

三塘湖盆地火山岩油藏特征与成藏过程分析

三塘湖盆地属西部典型的改造型叠合盆地,火山岩油气藏主要分布于石炭系、二叠系火山岩中。本文结合盆地构造演化史与生烃史,分析了三塘湖盆地石炭-二叠纪火山岩油气藏形成的动态过程。火山岩油气藏主要形成于二叠纪末-三叠纪海西印支期和侏罗纪末-白垩纪末期的燕山期,油气藏的形成及后期调整与构造运动密切相关。火山岩油气藏具多期运聚、多期成藏和多期调整改造成藏特征,其成藏模式为以火山岩风化壳为储集层、下覆湖相泥岩为烃源岩,油气在构造背景下,沿不整合面聚集成藏,形成下生上储地层型油藏组合模式。本文结合构造演化史分析三塘湖盆地火山岩油气成藏过程,对西部沉积盆地下组合火山岩油气藏的勘探具有良好借鉴与指导意义。     

中国北方石炭系—二叠系油气地质调查与勘探进展

近10年来,中国北方(天山-兴蒙构造带)以石炭系—二叠系为目的层的油气基础地质调查在地层划分对比、层序地层、沉积充填与沉积体系、构造改造等基础地质领域,以及石炭系—二叠系烃源岩评价等石油地质领域取得了一系列新认识。天山-兴蒙构造带发育石炭纪—二叠纪与中生代2期叠合盆地,其中中生代盆地群是在未变质的石炭系—二叠系之上发育的上叠盆地。盆地内部及周缘地质体均发现了石炭系—二叠系良好烃源岩。准噶尔、三塘湖、吐哈、银额等盆地以石炭系—二叠系为目的层的油气调查与勘探不断取得新的发现与突破,二连、松辽等盆地相继获得了石炭系—二叠系油气赋存信息。中国北方石炭系—二叠系具有良好的油气地质条件与资源前景,有望成为油气勘探的战略接替新领域。     

沉积盆地动力学进展及在油气勘探中的应用

沉积盆地在演化过程中,其沉积充填记录了海陆变迁,构造格局演变及与周围环境的相互作用的具体历史。人类所需绝大部分油气资源也都蕴藏于沉积盆地中。讨论总结前人有关研究成果,综述我国盆地动力学主要研究进展。结合若干实例概述沉积盆地动力学在油气勘探中的应用。二十世纪九十年代,对于沉积盆地的研究上升到了沉积盆地动力学的高度,且与油气勘探的关系越来越密切,已成为油气勘探中不可缺少的分析方法,沉积盆地动力学对油气生成、运移和聚集成藏有着重要的影响。     

巴音戈壁盆地塔木素地区流体改造与铀成矿

内蒙古巴音戈壁盆地塔木素地区的铀矿化与中国北方其他盆地的层间氧化带砂岩型和泥岩型铀矿化明显不同。在该地区的铀矿化岩石中,砂岩和泥岩几乎各占一半,并且出现不同类型的后期改造。笔者通过野外露头、岩心观察和室内微观分析,发现该地区的矿化岩石发育赤铁矿化、褐铁矿化、黄钾铁矾化、碳酸盐化、石膏化和绿泥石化等多种蚀变。在查明各蚀变带特征的基础上,讨论了巴音戈壁组上段蚀变带的期次及与铀矿化的关系。研究认为,以赤铁矿化、褐铁矿化、黄钾铁矾化为标志的红色、黄色岩石氧化作用发育时间较早,而碳酸盐化、石膏化和绿泥石化较晚;铀矿化分布受氧化作用控制,而灰绿色蚀变所代表的后期热流体叠加作用,使铀矿化进一步富集。     

高速公路膨胀土路堤处治后期土体性状试验验证

为了解膨胀土路基改性填筑后的土体性状，加深对膨胀土改性处治的认识，对某高速公路膨胀土路基改性处治1年多以后的土体性状进行了后期试验验证。结果表明：膨胀土路基后期含水量和干密度均有不同程度的变化，变化规律与处治方式、钻孔位置和取样深度密切相关。膨胀土直接用于路基填筑，后期干密度有所降低，将对路基长期稳定性造成不利的影响：石灰改性后填筑后期干密度的增加，有利于路基的长期稳定：煤粉灰改性在一定程度上改善了膨胀土性能，但处治效果不如石灰，隐患尚未彻底消除。     

河北省石家庄地区晚更新世晚期古菱齿象-披毛犀动物群及其古气候

河北省石家庄市郊区地下7～24m的古滹沱河沉积物中产出丰富的大型哺乳类化石:诺氏古菱齿象(Palaeoloxodon naumanni)、原始牛(Bos primigenius)、杨氏水牛(Bubalus youngi)、披毛犀(Coelodonta antiquitatis)、鹿(Cervus sp.)、四不像鹿(E...     

三门峡地区三门群地层时代研究

黄河三门峡水库北岸的山西省平陆县黄底沟剖面,较完整地保存着古三门湖湖相沉积记录。经磁性地层研究结果表明,古三门湖沉积起始于吉尔伯特负极性时中期,大约在５ＭａＢＰ;结束于布容正极性时晚期,结合热释光年龄,大约在１５０ｋａＢＰ。鉴于古三门湖沉和只地层从晚第三纪上新世早期延续至第四纪中更新世晚期。     

冰沟门盆地晚二叠世晚期肃南组河流相特征

甘肃冰沟门异常区在晚二叠世晚期肃南组(P_2~s)时发育了两种类型古河流。以大磁窑河为代表的网状支流河,蚀源区铀源丰度低,河床坡降大,流程短,水流急,不利于铀矿化的形成。古梨园河发育的中-晚期为低-高弯蛇曲河,边滩发育,规模适中(河宽<300m),铀源丰富,河水中富含植物碎屑等有机质,铀在沉积一成岩阶段于河流转弯处和主、支流交汇处形成聚集,为后生阶段的工业富集提供了良好的前提。     

瀑布沟水库汛期洪水分期特性研究

根据瀑布沟汛期洪水资料和环流形势等天气资料,分析瀑布沟汛期洪水与环流形势的关系,通过数理统计、模糊分析等方法分析了瀑布沟汛期洪水的分期特性,分析表明,瀑布沟汛期洪水存在较为明显的主汛与后汛之分,分期时间在8月20日左右。分析结果为瀑布沟水库分析分期设计洪水、汛期汛限水位动态控制等提供了良好的技术支持。     

西北干旱区石羊河流域末次冰期晚期气候不稳定性记录

通过对我国西北干旱区石羊河流域三角城末次冰期最盛期晚期-晚冰期地层剖面沉积物中有机质碳同位素分析,表明在季风边缘带的沉积地层中较详细地记录了这一时期气候快速颤动,发生千年至百年尺度的冷干-温湿变化,高分辨的有机质碳同位素组成与GRIP氧同位素组成有较好的可比性,表明与全球古气候变化有明显的联系,也反映在末次冰期最盛期与晚冰期过渡期气候温湿,陆地植被比较发育,可能与东亚季风有关。有机质碳同位素这一指标对气候记录较敏感,是重建干旱区高分辨古气候演化模式十分有效的手段,在季风交汇带能灵敏地记录到气候快速变化。     

川东北地区上二叠统油气储层中流体包裹体特征及成藏期研究

川东北地区是中国重要的天然气勘探区之一.为了探讨该区上二叠统储层流体特征、天然气充注的时期,本文应用包裹体、同位素地球化学的原理和方法,对区内上二叠统长兴组和吴家坪组储层中流体包裹体产出特征、岩相学特征、包裹体成分和显微测温,以及裂缝充填方解石的Sm-Nd同位素年龄进行了研究.结果表明,上二叠统储层中存在三期油气包裹体,其组合依次为:少量液相烃包裹体→黄色、黄褐色液相烃包裹体+气液烃包裹体→气相烃包裹体+烃—水包裹体+沥青包裹体,测得与油气包裹体共生的气液水包裹体均—温度分别为71～111℃、117～148℃和149～217℃.根据气液水包裹体的均—温度,结合沉积盆地热演化史和储层埋藏史,确定上二叠统储层中三期油气充注时间分别为202～185Ma、182～169 Ma和167～120Ma,第三期裂缝充填方解石的Sm-Nd等时线年龄为126±11Ma.说明古油藏的油气充注始于燕山早期,燕山中晚期达到高峰,喜马拉雅期运动对早期形成的气藏起抬升、剥蚀破坏作用.