Heavy Oils and Oil Sands: Global Distribution and Resource Assessment

Gl obal recoverable resources of heavy oil and oil sands have been assessed by CNPC using a geology-based assessment method combined with the traditional volumetric method, spatial interpolation method, parametric-probability method etc. The most favourable areas for exploration have been selected in accordance with a comprehensive scoring system. The results show: (1) For geological resources, CNPC estimate 991.18 billion tonnes of heavy oil and 501.26 billion tonnes of oil sands globally, of which technically recoverable resources of heavy oil and oil sands comprise 126.74 billion tonnes and 64.13 billion tonnes respectively. More than 80% of the resources occur within Tertiary and Cretaceous reservoirs distributed across 69 heavy-oil basins and 32 oil-sands basins. 99% of recoverable resources of heavy oil and oil sands occur within foreland basins, passive continental-margin basins and cratonic basins. (2) Since residual hydrocarbon resources remain following large-scale hydrocarbon migration and destruction, heavy oil and oil sands are characterized most commonly by late hydrocarbon accumulation, the same basin types and source-reservoir conditions as for conventional hydrocarbon resources, shallow burial depth and stratabound reservoirs. (3) Three accumulation models are recognised, depending on basin type: degradation along slope; destruction by uplift; and migration along faults. (4) In addition to mature exploration regions such as Canada and Venezuela, the Volga-Ural Basin and the Pre-Caspian Basin are less well-explored and have good potential for oil-sand discoveries, and it is predicted that the Middle East will be an important region for heavy-oil development.     

全球重油与油砂资源潜力、分布与勘探方向

基于对全球主要地质时期构造、沉积演化、盆地类型和主要成藏期的地质研究,评价全球重油和油砂资源潜力,进而指出有利勘探方向.据CNPC(2011)评价结果:全球重油地质资源量为42 712亿桶,可采资源量为7 147亿桶,油砂地质资源量为66 945亿桶,可采资源量为7 095亿桶;主要分布在北美、南美、俄罗斯和高加索地区,产区集中于北美和南美.以构造域进行划分,全球重油和油砂主要富集在科迪勒拉褶皱造山带、喜马拉雅阿尔卑斯褶皱造山带、西伯利亚地台周缘山系和乌拉尔山前四个大型构造带,盆地类型以克拉通和前陆为主,以斜坡降解、抬升破坏型两种模式成藏.未来重油和油砂勘探主要集中在3类地区:1)资源落实程度较高、勘探程度高的美洲地区;2)资源潜力大、勘探程度低的俄罗斯东西伯利亚盆地、伏尔加乌拉尔盆地;3)资源潜力大、尚未引起注意的中东地区.     

Alteration and Reformation of Hydrocarbon Reservoirs and Prediction of Remaining Potential Resources in Superimposed Basins

<正>Complex hydrocarbon reservoirs developed widely in the superimposed basins of China formed from multiple structural alterations,reformation and destruction of hydrocarbon reservoirs formed at early stages.They are characterized currently by trap adjustment,component variation, phase conversion,and scale reformation.This is significant for guiding current hydrocarbon exploration by revealing evolution mechanisms after hydrocarbon reservoir formation and for predicting remaining potential resources.Based on the analysis of a number of complex hydrocarbon reservoirs,there are four geologic features controlling the degree of destruction of hydrocarbon reservoirs formed at early stages:tectonic event intensity,frequency,time and caprock sealing for oil and gas during tectonic evolution.Research shows that the larger the tectonic event intensity,the more frequent the tectonic event,the later the last tectonic event,the weaker the caprock sealing for oil and gas,and the greater the volume of destroyed hydrocarbons in the early stages.Based on research on the main controlling factors of hydrocarbon reservoir destruction mechanisms,a geological model of tectonic superimposition and a mathematical model evaluating potential remaining complex hydrocarbon reservoirs have been established.The predication method and technical procedures were applied in the Tazhong area of Tarim Basin,where four stages of hydrocarbon accumulation and three stages of hydrocarbon alteration occurred.Geohistorical hydrocarbon accumulation reached 3.184 billion tons,of which 1.271 billion tons were destroyed.The total volume of remaining resources available for exploration is～1.9 billion tons.     

次生稠油油藏成藏模式研究—以鲁克沁构造带为例

鲁克沁构造带稠油油藏主要为次生油气藏,原油本身低熟,加之成藏过程中多种原因造成轻质组分逸散,进一步稠化而成。该构造带位于库木凸起前缘,长期处于有利的油气指向部位。台北凹陷二叠系桃东沟群湖相泥岩为长期稳定的油气来源。同时,该构造带断层和不整合面非常发育,为油气运移聚集提供了良好通道。通过对该构造带油气运聚规律的认真研究和总结,概括出次生稠油油藏的成藏模式,对吐哈油田下一步对浅层稀油、浅层气、深部气及深部凝析油的勘探具有重要意义。     

Oil and Gas Accumulation in the Foreland Basins, Central and Western China

<正>Foreland basin represents one of the most important hydrocarbon habitats in central and western China.To distinguish these foreland basins regionally,and according to the need of petroleum exploration and favorable exploration areas,the foreland basins in central and western China can be divided into three structural types:superimposed,retrogressive and reformative foreland basin(or thrust belt),each with distinctive petroleum system characteristics in their petroleum system components(such as the source rock,reservoir rock,caprock,time of oil and gas accumulation,the remolding of oil/gas reservoir after accumulation,and the favorable exploration area,etc.).The superimposed type foreland basins,as exemplified by the Kuqa Depression of the Tarim Basin, characterized by two stages of early and late foreland basin development,typically contain at least two hydrocarbon source beds,one deposited in the early foreland development and another in the later fault-trough lake stage.Hydrocarbon accumulations in this type of foreland basin often occur in multiple stages of the basin development,though most of the highly productive pools were formed during the late stage of hydrocarbon migration and entrapment(Himalayan period).This is in sharp contrast to the retrogressive foreland basins(only developing foreland basin during the Permian to Triassic) such as the western Sichuan Basin,where prolific hydrocarbon source rocks are associated with sediments deposited during the early stages of the foreland basin development.As a result, hydrocarbon accumulations in retrogressive foreland basins occur mainly in the early stage of basin evolution.The reformative foreland basins(only developing foreland basin during the Himalayan period) such as the northern Qaidam Basin,in contrast,contain organic-rich,lacustrine so urce rocks deposited only in fault-trough lake basins occurring prior to the reformative foreland development during the late Cenozoic,with hydrocarbon accumulations taking place relatively late(Himalayan period).Therefore,the ultimate hydrocarbon potentials in the three types of foreland basins are largely determined by the extent of spatial and temporal matching among the thrust belts,hydrocarbon source kitchens,and regional and local caprocks.     

柴达木盆地石炭系油气资源调查评价进展

柴达木盆地是我国大型含油气盆地之一,已经发现的油气主要来自中新生界地层。作者通过近年来对柴达木盆地石炭系油气资源的调查研究,证实柴达木盆地内石炭系地层分布广泛,厚度大。石炭系分布范围达10万km2。厚度大于1000m的范围达5.71万km2。盆地石炭系发育良好的烃源岩,石炭系地层普遍发育厚层油砂,显示石炭系具有很好生烃能力和油气运移过程。石炭系构造变形主要发生在新近纪末,之前的构造变形较弱,有利于石炭系油气保存。初步评价柴达木盆地石炭系油气资源量为6.14×108～7.23×108t。显示柴达木盆地石炭系油气资源潜力很大,是油气资源战略突破的新领域。     

准噶尔盆地玛湖凹陷大油（气）区形成条件与勘探方向研究

准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷是全球著名的湖相富烃凹陷,最新勘探成果展示出大油(气)区特征。为及时总结,丰富发展当代中国特色叠合盆地油气地质理论与勘探实践,本文主要分析了这一大油(气)区的基本形成条件与勘探领域。结果表明,玛湖凹陷大油(气)区得以形成主要缘于三大有利基础条件:前陆碱湖优质高效烃源岩、立体输导体系、三类规模有效储层与储盖组合,由此造就油气在充足的烃源条件下,沿立体的输导体系,被三套区域性盖层有效封盖,向着三类规模有效储层,在有利圈闭中运聚成藏,因此油气富集规律可归纳为"源-输控烃、储-盖控藏"。相应,按目的层和圈闭类型形成了三大有利油气成藏领域,由浅至深依次为三叠系下统百口泉组岩性油(气)藏群、二叠系下统风城组致密油、石炭系—下二叠统大构造油气藏群。玛湖凹陷大油(气)区的勘探突破缘于勘探理念创新,具有巨大勘探潜力和基础科学研究意义。     

中国非常规油气勘探与研究新进展

全球油气勘探目标的转移和石油地质学的发展,具有从毫-微米孔喉的圈闭油气,逐渐向纳米孔喉的连续型油气聚集发展的趋势。近十年非常规油气资源在全球能源格局中的地位愈发重要,致密气、煤层气、重油、沥青砂等已成为勘探开发的重点领域,致密油成为亮点领域,页岩气成为热点领域。中国致密气、页岩气、致密油、煤层气等非常规油气资源勘探开发取得重要突破,油页岩、天然气水合物、油砂矿等有重要进展。中国非常规油气研究也取得重大进展,陆相敞流湖盆大型浅水三角洲砂体、湖盆中心砂质碎屑流沉积和湖相碳酸盐岩等,提供了湖盆中心储集体形成和分布的理论依据;创新发展了连续型油气聚集理念,明晰了连续型油气聚集的10个基本地质特征和2项关键标志,为大面积非常规油气规模勘探开发奠定了理论基础;系统表征了致密油气储层的纳米级微观孔喉结构,首次发现了纳米孔喉中油气的赋存,推动了纳米孔喉中油气流动机制和分布规律的研究。随着全球石油工业和纳米等技术的快速发展,提出了"纳米油气"概念,并指出这是未来石油工业的发展方向,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代即将到来。     

中国海相油气地质理论新进展

近年来中国海相油气勘探呈现出快速发展势头,一批大型海相油气田被发现,海相油气的地位也愈来愈受到重视。特别是在海相石油地质新理论的指导下,海相油气勘探将进入高速发展时期,这也将会极大缓解东部陆相盆地老油区的勘探开发压力。海相石油地质新理论包括三个方面:在成烃方面,研究认为中国海相不缺乏高有机质丰度的泥质烃源岩,纯碳酸盐岩生烃能力有限;深埋高温下原油裂解成气和高演化阶段的海陆过渡相煤系烃源岩是海相天然气的主力气源;在低地温梯度和晚期深埋条件下,原油的稳定性较高,塔里木盆地液相石油可以赋存在9000m以上的储集层中,因此,塔里木盆地深层石油的勘探潜力很大。在储层方面,TSR溶蚀改造储层在深部更强烈、层间岩溶和顺层岩溶不受埋深限制或影响不明显,将解放深部碳酸盐岩的勘探。在油气成藏方面,大面积、准层状、连续型、缝洞型等油气富集模式的提出,拓展油气勘探的范围、降低了勘探成本;一批古老油藏的发现,提高了在构造复杂区寻找原生型海相油藏的信心。研究认为,近期海相勘探,围绕隆起斜坡部位勘探为主,主体勘探深度可以下移至9000m。     

复合生烃系统--陆相断陷盆地烃源岩评价和油气预测的重要概念

复合生烃系统是指凹陷(或洼陷)具有两套或两套以上有机地球化学特征不同的有效烃源岩,它们具有多个成烃阶段和多期排烃运聚过程,形成了多种油气藏和多源油气藏。其特点可概括为“多套源岩、多阶段成烃、多源(混源)成藏的新模式”。渤海湾盆地油气勘探实践证明,丰富的油气资源及其分布特征与富含有机质生烃洼陷中存在的复合生烃系统具有十分密切的关系。渤海湾盆地复合生烃系统的组合特征可分为盐湖咸水湖相欠充填湖泊类型模式、半咸水微咸水深湖相平衡充填湖泊类型模式和淡水三角洲湖相过充填湖泊类型模式3种典型的湖相组合,其中所发育的烃源岩代表了复合生烃系统的基本特征。复合生烃系统发育在多幕式断陷活动的地质背景下,与不同油气储集性砂体相配合,通过不同的排烃方式和运移通道聚集成藏,形成了不同层系、不同区带和不同圈闭类型的复式油气聚集带,从而在空间上控制了盆地内各种油气藏的形成和分布。     

南盘江盆地油气成藏过程及天然气勘探前景分析

本文采用多种研究手段探讨了南盘江盆地的多期成藏、破坏过程。根据有机质成油、成气和油成气的化学动力学模型,计算了南盘江盆地主要烃源岩的油气演化过程;并通过对沥青充填期次、包裹体研究和胶结物期次与沥青的关系,研究了古油藏经历的多期次充注、破坏过程,据此初步建立了南盘江盆地古油藏演化模式。从南盘江盆地古油藏演化过程来看,南盘江盆地油气勘探应以原油裂解的天然气为主,但是由于该地区具有聚气早、破坏时间长的特征,尤其是三叠系沉积之后的巨厚剥蚀使原油裂解气保存的可能性变小,因此在该地区形成大中型天然气藏的难度很大,天然气勘探前景需要进一步研究。     

全球前寒武—寒武系含油气盆地石油地质特征及成藏主控因素

前寒武—寒武系油气作为我国中西部含油气盆地未来油气勘探的重要接替领域,近年来受到广泛关注。本文以阿曼和东西伯利亚盆地为例,阐述全球典型前寒武—寒武系古老含油气盆地石油地质特征及成藏主控因素,为国内前寒武—寒武系油气勘探取得进一步突破提供参考。阿曼和东西伯利亚盆地烃源岩主要发育在盆地初始裂陷作用区,受埋深及地温梯度控制,在志留纪或泥盆纪之前就已大量生油;储集层岩性以砂岩为主,分布面积广,受表生风化淋滤、胶结物溶蚀及构造裂缝改造等后期作用影响,可形成优质区域性储层;优质的区域性盖层是前寒武—寒武系古老油气藏得以保存的关键性因素,盆地膏盐岩累计厚度都超过1 000m。塔里木盆地寒武系盐下深层含油气层系,同国外古老含油气盆地相比,同样具有多套高丰度优质烃源岩生烃、厚层区域性膏盐岩封堵及长距离运移、多层系成藏特征,具有良好的油气勘探潜力。     

西非裂谷系Termit盆地古近系油气成藏主控因素分析

Termit盆地隶属于西非裂谷系,是发育于前寒武系-侏罗系基底之上的中、新生代裂谷盆地。国外石油公司自1974年开始对该盆地进行勘探,截止2008年在中国石油获得勘探许可前,仅在西部Dinga断阶带发现7个油气藏,区域甩开勘探没有获得商业发现。针对这一国外石油公司勘探近40年后放弃的区块,面临着如何寻找潜力区带、发现规模油气的巨大挑战。本文基于Termit盆地晚白垩世大规模海侵、早白垩世和古近纪两期裂谷叠置的构造演化特点,分析了古近系油气成藏的主控因素。这种后期叠置裂谷(古近纪)的成藏模式有别于其他纯陆相单一旋回的裂谷盆地,烃源岩为上白垩统海相泥页岩,储层为古近系陆相砂岩,盖层为古近系湖相泥岩,表现为跨世代(跨二级层序)油气聚集特征。其油气成藏具有6个主控因素,即大范围海相烃源岩“控源”、叠置裂谷“控砂”、断裂与砂岩输导层“控运”、构造地貌“控势”、断层与砂体配置“控藏”、盖层与侧向封挡“控保”。成藏主控因素分析揭示了Termit盆地古近系的油气富集规律,有效指导了该盆地潜力区带评价与规模油气发现。     

中上扬子盆地叠加、改造类型及油气勘探前景

内容提要：盆地的叠加、改造作用建设性或破坏性地影响了中上扬子叠合盆地不同构造阶段油气资源的形成、运移和成藏过程。从盆地演化及生储盖组合的角度将盆地叠合关系分为覆盖型（连续覆盖型、间断覆盖型）以及非覆盖型（下组合保持型、上组合保持型）。不同的覆盖关系对烃类的生成、演化、运移、保存或破坏,产生不同程度的影响。盆地演化过程中多旋回构造运动所产生的隆起、坳陷、冲断、褶皱、块断、隆升以及热动力作用等多种方式导致的改造,均对古生代海相盆地油气成藏产生程度不同、利弊不一的影响。最后指出不同覆盖类型的盆地中,以连续覆盖型盆地的前景最为优越;具有间断覆盖特点的江汉南部的沉湖-土地堂复向斜,地质条件相对较为有利;下组合保持型地区也具有良好的油气勘探远景;上组合保持型覆盖地区,其油气前景很值得认真研究和探索;对于那些由于大型推覆构造所形成的特殊覆盖关系中,下盘海相地层中的油气成藏和勘探值得重视。     

中上扬子盆地叠加、改造类型及油气勘探前景

内容提要：盆地的叠加、改造作用建设性或破坏性地影响了中上扬子叠合盆地不同构造阶段油气资源的形成、运移和成藏过程。从盆地演化及生储盖组合的角度将盆地叠合关系分为覆盖型（连续覆盖型、间断覆盖型）以及非覆盖型（下组合保持型、上组合保持型）。不同的覆盖关系对烃类的生成、演化、运移、保存或破坏,产生不同程度的影响。盆地演化过程中多旋回构造运动所产生的隆起、坳陷、冲断、褶皱、块断、隆升以及热动力作用等多种方式导致的改造,均对古生代海相盆地油气成藏产生程度不同、利弊不一的影响。最后指出不同覆盖类型的盆地中,以连续覆盖型盆地的前景最为优越;具有间断覆盖特点的江汉南部的沉湖-土地堂复向斜,地质条件相对较为有利;下组合保持型地区也具有良好的油气勘探远景;上组合保持型覆盖地区,其油气前景很值得认真研究和探索;对于那些由于大型推覆构造所形成的特殊覆盖关系中,下盘海相地层中的油气成藏和勘探值得重视。     

苏丹迈努特盆地油气成藏机理和成藏模式

苏丹迈努特盆地是中国石油天然气集团公司在海外最大的勘探项目．快速高效发现大油田是跨国勘探的主要目的。本文在过去三年的石油地质综合研究和勘探的基础上,系统总结盆地的独特石油地质特征和油气聚集规律。迈努特盆地三期裂谷的叠置．早白垩世是最主要的一期,形成了主力烃源岩;晚白垩世弱裂谷期,沉积了一套以砂岩为主的地层;古近纪又发育一期裂谷．是主力成藏组合发育时期。特定的构造—地层特征和演化史,决定了盆地独特的油气成藏机理和成藏模式——跨时代油气聚集模式。这一模式的建立为最终发明储量达5亿吨的大油田提供了理论基础。     

中上扬子盆地叠加、改造类型及油气勘探前景

内容提要：盆地的叠加、改造作用建设性或破坏性地影响了中上扬子叠合盆地不同构造阶段油气资源的形成、运移和成藏过程。从盆地演化及生储盖组合的角度将盆地叠合关系分为覆盖型（连续覆盖型、间断覆盖型）以及非覆盖型（下组合保持型、上组合保持型）。不同的覆盖关系对烃类的生成、演化、运移、保存或破坏,产生不同程度的影响。盆地演化过程中多旋回构造运动所产生的隆起、坳陷、冲断、褶皱、块断、隆升以及热动力作用等多种方式导致的改造,均对古生代海相盆地油气成藏产生程度不同、利弊不一的影响。最后指出不同覆盖类型的盆地中,以连续覆盖型盆地的前景最为优越;具有间断覆盖特点的江汉南部的沉湖-土地堂复向斜,地质条件相对较为有利;下组合保持型地区也具有良好的油气勘探远景;上组合保持型覆盖地区,其油气前景很值得认真研究和探索;对于那些由于大型推覆构造所形成的特殊覆盖关系中,下盘海相地层中的油气成藏和勘探值得重视。     

论盆地流体成矿/成烃作用的耦合关系

沉积盆地中的油气聚集和某些金属矿床都是盆地演化过程中盆地流体活动的产物,是同一地质-构造格架内同一自然过程留下的物质表象。油气是被封存起来的、以碳氢化合物为主的盆地有机流体,而固态的金属矿石则大多是以水溶液相为主的盆地流体在适当的部位将所溶解携带的成矿金属组分沉淀卸载的结果。碳氢化合物源干沉积有机质的演化;成矿金属元素则可能是盆地流体从沉积物颗粒通过流-岩反应萃取来的。有机组分在成矿金属元素的活化萃取、迁移、直至沉淀就位的全过程中均起了非常重要的作用。在成岩压实作用阶段(相当干油气的初次析出阶段),油气与粘土水一道从生烃层内被挤出。从这个意义上讲,油气与部分成矿水溶液具有共同的起源。但在往后的运移和聚集就位过程中,由于水和油的物理化学特征不同,二发生了分离。从而造成了金属矿床与油气藏在空间上既相互依赖,又相互分离的复杂关系。     

油气聚集链:内涵、特征与勘探实践:以渤海湾盆地冀中、黄骅坳陷为例

成熟盆地仍然蕴藏着可观的油气资源,目前的油气成藏理论面临越来越难、复杂、隐蔽油气藏勘探的挑战。受“链”事物属性的启发,通过调研、类比国内外油气成藏过程与分布规律,在继承和发展已有油气成藏理论基础上,结合勘探实践,学界提出了“油气聚集链”的概念和认识。油气聚集链指在成因上有密切联系、空间上多呈串珠状链式排列在一起的一系列油气藏组合,是油气成藏与分布本质规律的客观体现。油气聚集链在形式上多表现为油气藏多呈串珠状的链式空间分布特征,实质上表现为油气生成、运移、聚集的沿优势运移通道的链式反应和成藏事件;现今复杂的油气分布是地史上多条油气聚集链叠合的反映;一条完整的油气聚集链由内链、中链和外链组成,它们在成藏背景、成藏条件、成藏机理、富集规律和分布模式上既各有特征,又有连续性,更是紧密有机的油气生运聚成藏整体。“同源多链、一链多藏、多链成域、主链富集”是“油气聚集链”的四大特征。与目前油气成藏理论相比,油气聚集链认识的突出优势在于:发现和论证了油气聚集的链式成藏特点和多呈串珠状链式分布规律,提出沿“油气聚集链”寻找油气藏,比沿“油气聚集带”寻找油气藏的效率更高;将勘探目标的预测精度从油气聚集区带范围提高到某个具体圈闭或甜点。油气聚集链认识具有目前其他油气成藏理论所不具有的独特优势——链式思维,精准定位。依据油气聚集链的认识,提出了“找准链源,梳理链节,确定链环,重视主链”和“全链思维、整体研究,顺链找油、精准勘探”的思路,对指导成熟盆地继续挖掘勘探潜力、新区新领域获得勘探突破,都具有重要现实意义。以油气聚集链的认识为指导,转变勘探思维,在冀中、黄骅坳陷油气勘探中获得重大突破。     

塔里木盆地轮南低凸起:一个复式油气聚集区

轮南低凸起是塔里木盆地塔北隆起上的一个次级构造单元,多年的勘探开发实践表明,该地区具有多个产层、多种油气藏类型和多期油气充注的特点;多种类型的油气藏,垂向上复合叠置,横向上连片成带,共同构成了一个典型的复式油气聚集区。渤海湾盆地油气勘探和研究的实践中总结出来的复式油气聚集区的理论,已经成功地指导了我国东部和南方含油气盆地的勘探,轮南复式油气聚集区的认识,表明该理论在我国西部挤压型含油气盆地也有广泛的应用和发展前景