中国中西部前陆盆地的地质特征及油气聚集

油页岩是一种重要的替代能源资源,中国油页岩主要分布于中国15个省份(区),总查明资源储量329.89亿t,居世界第四位。其中,吉林省、广东省、辽宁省分别为174.27亿t、55.15亿t和45.05亿t,并分别占全国油页岩探明资源储量的52.83%、16.72%和13.65%。中国油页岩具有沉积时代以新生代为主,沉积环境以陆相为主的特征。中国高含油率的油页岩主要分布在新生代小型聚煤断陷盆地,而低含油率油页岩主要分布在晚白垩纪大型含油气坳陷盆地,且资源量巨大。中国小型断陷盆地油页岩,如桦甸油页岩的形成主要受构造、气候作用影响;而大型坳陷盆地,如松辽盆地油页岩的形成与全球缺氧事件有关,而缺氧事件常与海平面变化关系密切。新的评价体系把油页岩边界品位-含油率(ω)定为3.5%,并按不同品级、不同埋藏深度进行油页岩资源系统评价。坚持综合开发和利用,走炼油-化工-发电-多金属提取-建材一条龙联合生产是最佳开发利用途径。中国油页岩工业在中长期内将可实现油页岩工业化,具有广阔前景。     

松辽盆地农安地区上白垩统油页岩含油率影响因素

农安油页岩含矿区地处松辽盆地东南隆起区,主要发育于上白垩统青山口组一段、嫩江组一、二段。油页岩有机质的干酪根类型为Ⅰ-Ⅱ₁型,质量较好,处于成岩的未成熟阶段。油页岩含油率与有机碳和氢元素含量间存在明显的线性正相关关系,当有机碳质量分数＞6％或氢质量分数＞1％时构成油页岩。此外,有机质干酪根的显微组分可以反映有机质的类型,与含油率之间也存在一定的相关性。青山口-嫩江组沉积时期,该区温暖湿润的古气候条件、大规模的海侵和缺氧事件影响了油页岩中有机质的丰度和类型,从而影响了油页岩的含油率。     

松辽盆地北部中浅层油页岩分布特征及资源潜力

利用有机碳含量、镜质体反射率等手段,对松辽盆地北部上白垩统青山口组一段、嫩江组一段、嫩江组二段三个层位油页岩的分布、地球化学特征及富集条件进行研究表明:目标层主要以深湖相、半深湖相的黑色泥岩和页岩为主,厚10~30m不等;有机质丰度较高,TOC值介于1.873%~10.625%之间,平均6.47%,干酪跟类型以Ⅰ型、ⅡA型为主,成熟度Ro普遍为0.41~0.78,处于低成熟阶段;三个层位油页岩有机质来源以湖生生物及海侵带来的藻类等母源物质为主,沉积时期主体处于海侵深水、强缺氧环境,有机质保存条件较好。     

吉林松江盆地大拉子组上段油页岩特征及成矿机制

吉林省延边地区早白垩世大拉子组上段地层以含油页岩为特征。松江盆地大拉子组上段油页岩呈灰褐色或灰黑色,表现为纸片状和致密块状。有机质类型为腐泥型-腐殖腐泥型,含油率为3.8%～6.2%。大拉子组上段发育7个含油页岩层位,2号层和7号层为具有工业开采价值的矿层,产状不稳定,自东向西、由南向北累计厚度增大。致密块状油页岩发育于松江向斜轴部杨木屯地区、向斜北翼的老偏坡—东山一线,纸片状油页岩见于向斜南翼的杨木屯—松江镇北以及胜利屯一带。大拉子组上段地层可划分为两个三级层序,2号和7号油页岩矿层皆为半深湖-深湖成因,分别形成于层序I、层序II的高位体系域时期。湖水分层稳定、藻类勃发、半深湖-深湖长期滞水缺氧的还原环境、有机质有效聚集保存有利于油页岩成矿,频繁发育的重力流湖泊水下扇沉积则不利于成矿。     

中国陆相盆地油页岩形成环境与成矿机制*

近10年来,油页岩勘探开发和成矿理论研究取得重要进展。作者在前期研究和系统调研的基础上,概要总结了中国陆相油页岩的形成环境和成矿机制。总体表明,油页岩易形成于相对较高的O₂和低CO₂浓度的大气背景下,具有4个主要成矿期次;盆地内构造和古气候协同控制油页岩的矿床规模,补偿环境易于形成深水油页岩,而过补偿环境沉积浅水油页岩;深水油页岩沉积于半深湖和深湖环境中,湖底均处于贫氧—缺氧的状态,生物生产力为控制油页岩品质的关键因素,有利条件的持续时间和低含氧区范围决定油页岩矿床的规模;浅水油页岩沉积于湖沼环境中,富营养化和浊水藻型湖泊是沉积油页岩的前提,湖泊自身恢复和古气候调节作用导致油页岩厚度小、横纵向非均质性强;部分地质事件,缺氧、火山活动和热液、海侵,有助于提高生物生产力和形成缺氧环境,促进油页岩沉积。基于油页岩形成环境归纳,总结出深水和浅水油页岩成矿机制。进一步结合中国大陆区域构造演化,认为中国油页岩时空分布主要受控于古亚洲、特提斯和环太平洋构造域的影响。     

西藏南部中白垩世黑色页岩的碳氧同位素组成及大洋缺氧事件的讨论

本文对西藏南部中白垩世黑色页岩中的氧同位素组成特征和两次大洋缺氧事件的形成、发展过程作了较为详细的分析讨论。西藏南部中白垩世期内,在仲玛期及其稍后的沉积时期存在两次大洋缺氧事件,定两次缺氧事件在时间上可与国际上的Ｃｅｎ－Ｔｕｒ和Ｃｏｎ－Ｓａｎｔ时期的全球大洋缺氧事件相对应;该区这两闪大洋缺氧事件的形成、发展,是与当时全球特定的的生态环境和全球性的地壳构造运动、大规模的海侵、火山喷发等重大地质灾变事     

依兰盆地始新统达连河组油页岩成因新认识

综合利用野外露头、岩石矿物组合、有机岩石学、元素地球化学等资料,研究了依兰盆地达连河组含煤-油页岩段与油页岩段油页岩成因。含煤-油页岩段油页岩有机质类型主要为II₁型,油页岩段油页岩有机质类型主要为II₁-II₂型,且都表现为弱氧化-还原特征,但是两者却具有不同的成因。含煤-油页岩段油页岩形成于湖泊-沼泽沉积体系,油页岩形成于湖泛作用基准面上升时期,直接发育在原来沼泽发育的位置,由于该时期水动力很弱,无法带入新的氧气,又有大量的生物生长并且不断原地死亡堆积,形成了有机质很丰富的油页岩。油页岩段油页岩形成于半深湖-深湖体系,该体系中频繁重力流作用的出现,把陆源碎屑带入深湖、半深湖中的时候,也把氧气带入到湖底,不利于有机质的保存,导致该油页岩段的有机质呈混合型以及弱氧化-还原特征。     

松辽盆地嫩江组泥页岩有机质富集模式探讨——以嫩江组一、二段油页岩为例

通过理论模型推演与地质研究实例相结合的方式,以松辽盆地白垩系嫩江组一、二段发育的富有机质页岩(油页岩)为例,重点利用松科1井(南孔)嫩江组取芯井已有测试分析资料,综合有机碳(TOC)含量、黄铁矿硫同位素、全岩元素,以及相关测井、地震资料,综合探讨分析了嫩江组油页岩的成因机制以及油气勘探意义。研究认为:(1)将松辽盆地嫩江组油页岩的形成机制完全归因于海水侵入湖盆很可能是不全面的。虽然海侵能够导致湖盆水体咸化以及藻类勃发,但由于海侵时富氧表层海水对湖盆底部氧化还原环境的改变,"海侵"发生时可能在一定程度上抑制有机质在沉积物中的富集保存,这一点可以从松科1井连续地化剖面上得到验证;(2)海侵对富有机质页岩沉积的促进因素很可能主要体现在海侵结束后湖盆的持续咸化带来的藻类勃发;(3)嫩江组泥岩内存在全盆地广泛分布的火山凝灰岩沉积,且通常与油页岩呈共生关系。古松辽湖盆生产力的提升与火山灰输入所带来的营养物质,如磷、铁等直接相关;(4)嫩江组一、二段油页岩的形成可能是海侵结束后湖盆水体咸化与火山灰瞬间大量输入所诱发的湖盆水体富营养化事件多因素共同作用的结果。油页岩含油率分布规律显示在湖盆生产力普遍较高的情况下,沉积区水体深度越深、越远离河流碎屑输入,则有机质的富集保存条件越好,油页岩品质越高。     

依兰盆地达连河油页岩成矿控制因素研究

达连河油页岩含矿区位于黑龙江省依兰地区,该区是一个半地堑式断陷盆地。油页岩形成受到多重因素制约,构造上在靠近断裂F₂的煤和油页岩厚度较厚,随着湖盆沉积范围的扩大,表现了一种从湖平面逐渐向岸上上超的过程;高水位体系域浅湖-半深湖相和水进体系域湖泊-沼泽相形成不同成因类型油页岩;孢粉分析结果可知油页岩形成的气候总体呈现出气候温和、 温度下降的发展趋势;而气候的波动影响了古生物的发育,降低了有机质生产能力,进而造成油页岩含油率低。     

陕西镇安-山阳地区南羊山组重力流沉积作用及其意义

陕西镇安-山阳地区的南羊山组发育陆源细碎屑岩和碳酸盐岩组成的多种重力流沉积，是构成台前斜坡和局限台盆沉积的主体和标志岩相。重力流沉积作用、火山－热液活动提供Ａｕ－Ｓｂ－Ａｓ－Ｈｇ等深部成矿物质、同生断裂活动、岩相古地理分异具有时空统一性，并在局限台盆中形成陆源细碎屑岩与碳酸盐岩高频交替叠覆、横向上递变、以重力流沉积占主导、含显量火山凝灰物质和沉积成岩黄铁矿的旋回性沉积，构成了本区微细浸染型层控Ｓｂ－Ａｕ矿床的矿源层。     

中国非常规油气沉积学新进展

经过近20年不断探索,中国陆上非常规油气勘探开发取得了重大进展。2019年全国非常规油气产量占油气总产量的23%,2020年非常规油气产量接近7 000万吨油当量,标志着中国进入非常规油气革命发展新阶段。非常规油气沉积学作为非常规油气地质学理论体系的重要组成部分之一,受到越来越多的关注和重视,形成了“陆相深水砂质碎屑流等重力流沉积模式”、“海陆相富有机质页岩沉积模式”、“细粒沉积岩发育微纳米级孔喉系统”、“多地质事件沉积耦合形成非常规油气甜点区（段）”等重要认识。专辑主要是由从事非常规油气相关的沉积学专家对中国近几年非常规油气层系沉积研究新进展的系统性和及时性总结,内容涵盖了鄂尔多斯、四川、松辽、渤海湾、准噶尔等近50个大中型及中小型含油气盆地,地层时代跨度自元古代至新生代,涉及致密油/页岩油、页岩气、致密气、煤层气、油页岩油等非常规油气层系（段）近30个。这些研究成果为我国非常规油气资源勘探开发提供了重要理论基础与技术支撑。提出未来非常规油气沉积学需以非常规油气工业开发的“甜点箱体”和“甜点群”为重点研究方向,指导非常规油气资源高效勘探开发。     

非常规油气沉积学:内涵与展望

随着非常规油气资源工业化勘探开发的快速发展,非常规油气地质学理论体系逐步建立,迫切需要创新构建非常规油气沉积学理论。通过简要概述非常规油气沉积学的基本内涵,提出“非常规油气沉积学”的概念,综述我国四川盆地页岩气、鄂尔多斯盆地致密油与页岩油等典型非常规油气层系沉积学研究进展,并展望非常规油气沉积学研究所面临的关键科学问题与挑战。研究指出非常规油气资源沉积富集与重大地质环境突变密切相关,是全球性或区域性构造与海（湖）平面升降、火山活动、气候突变、水体缺氧、生物灭绝与辐射、重力流等多种地质事件沉积耦合的结果。未来需要从地球系统科学出发,采用“非常规思想”,以地质事件分析思维深入开展非常规油气沉积学研究,为寻找非常规油气资源发挥重要作用。     

中国陆相盆地油页岩形成环境与成矿机制

近10年来,油页岩勘探开发和成矿理论研究取得重要进展.作者在前期研究和系统调研的基础上,概要总结了中国陆相油页岩的形成环境和成矿机制.总体表明,油页岩易形成于相对较高的O2和低CO2浓度的大气背景下,具有4个主要成矿期次;盆地内构造和古气候协同控制油页岩的矿床规模,补偿环境易于形成深水油页岩,而过补偿环境沉积浅水油页岩...     

泥质重力流沉积研究进展及其页岩油气地质意义--以东营凹陷古近系沙河街组三段为例

页岩油气的勘探开发推动了泥页岩沉积机理研究的快速发展,使得细粒物质的搬运和沉积成为当今沉积学界和油气工业界共同关注的焦点。尽管海洋环境下的泥质重力流沉积研究成果频见报道,但有关我国新生代湖泊环境中的泥质重力流沉积尚未引起沉积学界的关注。故本文在国内外相关文献调研基础上,以岩芯观察和薄片鉴定为重点,分析了渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组三段湖相泥质重力流沉积特征;探讨了湖相泥质重力流沉积的形成机制;以期为湖泊沉积学研究和陆相页岩油气开发提供参考。研究发现,东营凹陷古近系沙河街组三段发育泥质块体流、泥质碎屑流、泥质浊流及泥质异重流等多种重力流沉积类型;泥质滑塌岩、泥质碎屑岩、泥质浊积岩和泥质异重岩在时空上可以共生共存。认为泥质沉积物可以在动荡水体和较强水动力条件下沉淀;泥质重力流沉积在深水沉积区占有重要地位;泥质重力流对于泥页岩中的粗粒碎屑物质、有机质的搬运和沉积以及有机质的埋藏起到重要作用,因而具有重要的非常规油气地质意义。     

火山灰沉积与页岩有机质富集关系探讨——以五峰组—龙马溪组含气页岩为例

现代火山活动喷发形成的火山灰沉降到海水中能够提高海洋表层生产力、促进浮游生物繁盛,有利于有机质形成与富集沉积。而地质历史时期火山灰（斑脱岩）沉积与有机质富集关系研究相对较少,且存在着争议。以我国华南地区奥陶纪-志留纪转折期五峰组-龙马溪组页岩为例,开展含火山灰页岩层段与正常沉积的页岩层段的TOC含量、古生产力、氧化还原条件等对比分析,以探讨两者之间关系。研究结果初步表明:火山灰对高生产力背景的海洋区域影响相对较弱,对其有机质富集的促进作用不明显,而沉积水体氧化还原条件（富氧-贫氧-缺氧变化）与有机质含量关系密切,是这一时期有机质富集的主控因素。由于火山活动对沉积环境影响是十分复杂的过程,未来需要利用地质、地球化学等多种测试手段,开展更高分辨率（如厘米级、毫米级尺度）综合对比研究,精细解剖火山活动对有机质形成及富集作用的影响。火山活动相关的沉积事件是非常规油气沉积学重要研究内容之一,厘定它与页岩有机质富集关系,对我国页岩油气等非常规油气勘探开发具有重要意义。     

海陆过渡相页岩气层系沉积研究进展与页岩气新发现

四川盆地海相页岩气成功规模效益开发,使我国页岩气跨入了高速发展的快车道,确立了页岩气在我国能源安全保障中的重要战略地位。我国海陆过渡相页岩气资源丰富,有望成为我国页岩气增储上产的现实领域。目前海陆过渡相页岩气勘探开发和地质评价还处在初期阶段,海陆过渡相富有机质页岩发育特征与分布、沉积模式、有机质富集机理等非常规油气沉积学相关研究有待深入。通过系统厘定海陆过渡相相关概念与特征,明确了国内外典型海陆过渡相页岩气层系;系统总结海陆过渡相页岩沉积研究现状与新进展,揭示了海陆过渡相中富有机质页岩有利发育环境、主要沉积模式和页岩气储层基本特征。系统梳理鄂尔多斯、四川、渤海湾等盆地海陆过渡相页岩气勘探开发新发现,指出了我国海陆过渡相页岩气具有良好勘探开发前景。海陆过渡相页岩层系常伴有煤层,可进行页岩气、煤层气等联合开采,实现“体积开发”,以期有效推动我国天然气产业高质量大发展。     

全球页岩油形成分布潜力及中国陆相页岩油理论技术进展

全球非常规页岩层系油气资源丰富,富有机质页岩主要沉积在劳亚构造域和特提斯构造域的上侏罗统、渐新统—中新统、白垩系和上泥盆统4套页岩层系内。交汇分析北美典型页岩油区块产量与R_o数据关系,提出R_o为0.7%作为低熟页岩油和中高熟页岩油的界限,系统评价了全球116个盆地157套页岩层系中高熟页岩油、低熟页岩油技术可采资源量约2 512亿t,主要分布在北美洲、南美洲、北非和俄罗斯,以前陆盆地中新界、克拉通盆地古生界、裂谷盆地和被动大陆边缘盆地的中生界为主。海相页岩油受显生宙以来的海侵影响,富集在稳定克拉通和前陆等类型盆地中,具大面积稳定分布、成熟度适中等特征;陆相页岩油受暖室期气候影响,主要在坳陷、断陷等类型盆地中发育,以微纳米级无机孔隙和微页理裂缝为主要储渗空间通道,具有沉积相横向变化大、“甜点区段”局部富集等特征。中国石油工业正经历从“陆相页岩生油”向“陆相页岩产油”转变,初步形成源岩油气“进源找油”地质理论、陆相页岩油高效勘探及低成本开发技术体系,推动中国陆相页岩油取得重要突破。着力加强应用基础理论研究与关键技术攻关,构建地质-工程一体化模式,...     

Progress in China's Unconventional Oil & Gas Exploration and Development and Theoretical Technologies

The new century has witnessed a strategic breakthrough in unconventional oil gas.Hydrocarbon accumulated in micro-/nano-scale pore throat shale systems has become an important domain that could replace current oil gas resources.Unconventional oil gas plays an increasingly important role in our energy demand.Tight gas,CBM,heavy oil and asphaltic sand have served as a key domain of exploration development,with tight oil becoming a 'bright spot' domain and shale gas becoming a 'hotspot' domain.China has made great breakthroughs in unconventional oil gas resources,such as tight gas,shale gas,tight oil and CBM,and great progress in oil shale,gas hydrate,heavy oil and oil sand.China has an estimated(223-263)×10~8t of unconventional oil resources and(890-1260)×l0~(12)m~3 of gas resources.China has made a breakthrough for progress in unconventional oil gas study.New progress achieved in fine-grained sedimentary studies related to continental open lacustrine basin large-scale shallow-water delta sand bodies,lacustrine basin central sandy clastic flow sediments and marine-continental fine-grained sediments provide a theoretical basis for the formation and distribution of basin central reservoir bodies.Great breakthroughs have been made in unconventional reservoir geology in respect of research methodology technology,multi-scale data merging and physical simulation of formation conditions.Overall characterization of unconventional reservoirs via multi-method and multi-scale becomes increasingly popular and facilitates the rapid development of unconventional oil gas geological theory,method and technology.The formation of innovative,continuous hydrocarbon accumulation theory,the establishment of the framework of the unconventional oil gas geological theory system,and the determination of the implications,geological feature,formation mechanism,distribution rule and core technology of unconventional oil gas geological study lays a theoretical foundation for extensive unconventional oil gas exploration and development.Theories and technologies of unconventional oil gas exploration and development developed rapidly,including some key evaluation techniques such as 'sweet spot zone' integrated evaluation and a six-property evaluation technique that uses hydrocarbon source,lithology,physical property,brittleness,hydrocarbon potential and stress anisotropy,and some key development engineering technologies including micro-seismic monitoring,horizontal drilling completion and "factory-like" operation pattern, "man-made reservoir" development,which have facilitated the innovative development of unconventional oil gas.These breakthroughs define a new understanding in four aspects:①theoretical innovation;② key technologies;③ complete market mechanism and national policy support;and ④ well-developed ground infrastructure,which are significant for prolonging the life cycle of petroleum industry,accelerating the upgrade and development of theories and technologies and altering the global traditional energy structure.     

非常规油气地质调查工程进展与主要成果

中国地质调查局油气资源调查中心牵头组织实施的“非常规油气地质调查工程”,开展了黑龙江省鸡西地区煤系气地质调查、松辽盆地及外围油页岩地质调查、松辽盆地西斜坡油砂原位试采工程、陆域天然气水合物地质调查与祁连山木里天然气水合物野外长期观测站建设、陕西关中地区氦气地质调查和非常规油气资源国情调研等工作,获取了大量基础数据,取得了黑鸡地1井、黑鸡地3井、黑鸡地4井等一系列突破性成果和重要进展,初步掌握了我国油页岩、油砂、陆域天然气水合物、氦气以及鸡西盆地煤系气等非常规油气资源潜力。该工程在煤系气、油页岩、氦气等领域产生重要影响,提振了非常规油气勘探开发信心,推动了科技创新与地质调查深度融合,促进了非常规油气学科发展。