中国海相碳酸盐岩的储层类型、勘探领域及勘探战略

中国海相碳酸盐岩有效储层成因类型主要包括古风化壳岩溶储层、礁滩储层及层状白云岩储层三大类。陆上中—古生界盆地三类储层均有分布,海上第三系盆地主要发育礁滩储层。针对我国海相油气地质特别是陆上中—古生界油气成藏的复杂性,提出应该加强对勘探及认识程度相对较低的礁滩储层形成的原生岩性-成岩圈闭油气藏的研究与勘探工作。石灰岩古风化壳岩溶储层具有强烈的非均质性,白云岩储层的含油气性比较依赖于有效储盖组合及构造圈闭。鉴于我国海相油气资源潜力巨大、勘探程度较低,故应该加强海相油气资源特别是陆上主要盆地海相油气资源及南海油气资源的研究与勘探开发,尤其要加强层序地层及岩相古地理编图等基础油气地质研究工作。     

国家“973”项目《中国海相碳酸盐岩层系油气富集机理与分布预测》(2005CB422100)简介

我国海相沉积总面积大于455万km2。勘探领域广阔,资源潜力大,具有发现大中型油气田的物质基础,是我国油气资源战略接替区。制约我国海相碳酸盐岩油气勘探的主要难题是烃源岩时代老,生烃过程难恢复及生烃灶迁移;缝洞型储层非均质性强;深埋藏后优质储层形成机制复杂,预测难;多期构造活动导致油气多期成藏与改造,保存环境是油气形成工业性聚集的关键。正是这些特殊性,国外碳酸盐岩油气勘探经验和国内陆相油气勘探经验都很难直接应用于我国海相碳酸盐岩油气勘探实践。“973”项目《中国海相碳酸盐岩层系油气富集机理与分布预测》将“多期构造活…     

柴达木盆地德令哈地区下古生界成藏地质条件研究

德令哈地区位于柴达木盆地东北部,油气勘探和研究程度较低。文章在野外地质调查基础上,结合钻井和地震资料解释成果,主要开展下古生界烃源岩、储盖层、储盖组合和输导条件等成藏条件研究,根据构造条件和周边油气发现,对研究区下古生界含油气系统进行推测。研究结果表明,德令哈地区下古生界发育两套烃源岩,即震旦系全吉群红藻山组滨岸潮坪相灰黑色-黑色泥页岩,奥陶系石灰沟组浅海半深海相灰黑色黑色泥页岩。其中,震旦系烃源岩46%达到有效烃源岩标准,有效烃源岩有机质丰度平均为0.72%,奥陶系烃源岩38%达到有效烃源岩标准,且分布于石灰沟组底部,有效烃源岩有机质平均为0.77%;两套烃源岩有机质类型以Ⅰ型为主,热演化程度已进入高成熟-过成熟阶段。研究区发育碎屑岩和碳酸盐岩两类储层,三角洲前缘和台缘礁滩相是优势储集相,碳酸盐岩储层的储集空间主要为裂缝和溶蚀孔隙。根据烃源岩特征和周边油气发现,将研究区划分为推测的Z∈(?)油气系统和OO(?)油气系统。     

在1996年南方油气勘探工作会议上的讲话(主要部分) 努力实现南方海相油气勘探重大突破

南方地质条件有四方面的特点:碳酸盐岩区与特提斯域有关,具有良好的含油气前景;叠置在碳酸盐岩区上的南、北两大前陆盆地带,对古生界原型盆地烃源岩的演化、油气藏形成和保存起到重要作用;南方海相地层具有丰富的烃源岩;后期多旋回构造运动,使南方海相油气系统变得十分复杂。南方油气选区评价的关键是保存条件,在含油气系统中“保存单元”是优选勘探目标的重要依据。“九五”期间,一要主攻中、下扬子区,获重大突破;二要积极做好滇黔桂地区三个盆地(南盘江盆地、楚雄盆地、十万大山盆地)的预探;三要进一步搞好区域评价。     

全球古生界海相碳酸盐岩大油气田特征及油气分布

古生界海相碳酸盐岩油气对中国能源安全具有重要意义。以全球古生界海相碳酸盐岩大油气田的最新资料为基础,系统统计分析了古生界海相碳酸盐岩大油气田的地质特征及其分布规律。截至2013年底,全球15个含油气盆地中共发现了89个古生界海相碳酸盐岩大油气田,油气可采储量达495.9×10⁸,t油当量,占全球海相碳酸盐岩层系油气总储量的20.9%。研究表明,大油气田分布在中东、前苏联、北美和亚太地区,其中,大油田主要分布于前苏联和北美,大气田则主要位于中东和亚太,20世纪70年代是大气田发现的高峰期。大油气田的油气主要来自古生界烃源岩,以志留系、石炭系、二叠系和泥盆系(按重要性排序)为主;烃源岩岩性主要为泥页岩、沥青质泥页岩和沥青质碳酸盐岩。盖层以蒸发岩和碎屑岩为主。层系上,油气主要富集于二叠系、石炭系和奥陶系,白云岩和生物礁储集层占重要地位。埋深上,储量分布相对集中的埋深为2500~3000,m、3500~4000,m和4000~4500,m,分别占总储量的52.6%、15.9%和9.5%。油气藏类型上,以构造圈闭为主,不过近年来发现的大油气田的非构造圈闭比例有所增大。建议中国古生界海相油气勘探应重视白云岩储集层,更重要的是,应加强深层海相碳酸盐岩层系油气成藏机理和分布主控因素的研究。     

下扬子地区海相盆地演化及油气勘探选区评价

从晚震旦世开始至中三叠世,下扬子地区沉积了三套巨厚的海相烃源岩系(Z2-O3、C-P、T1).三套烃源岩热演化特点不同,下古生界烃源岩经历了加里东、印支-燕山期构造阶段的热演化(已达过成熟干气阶段);上古生界烃源岩基本处于生油阶段晚期;三叠系大部烃源岩处于成熟生油阶段,少数处于未成熟阶段.区内下古生界烃源岩经历了两次成油过程,即加里东运动前的盆地沉降阶段和加里东运动后晚古生代陆表海沉积阶段.海相油气储盖条件发育,配置有利,经多年油气勘探证实,下古生界油气勘探应立足于苏北地区;上古生界油气勘探除苏北地区外,尚有皖南与浙西地区.中生界海相油气勘探应集中在几个发育较好的中生代盆地,如常州、句容、无为、望江等盆地.     

塔里木克拉通寒武纪—奥陶纪原型盆地、岩相古地理与油气

寒武系—奥陶系是塔里木盆地最重要的海相碳酸盐岩含油气层系。基于板块构造环境、深部构造背景、沉积充填、构造演化、火山活动等分析,对塔里木克拉通寒武纪—奥陶纪原型盆地和岩相古地理进行了恢复,并研究其与油气的关系。根据盆地所受主要构造应力,对寒武纪—早奥陶世伸展构造背景阶段和中、晚奥陶世聚敛挤压构造背景阶段原型盆地及岩相古地理演化进行了分析。重点关注对油气聚集有重要控制作用的盆地内古隆起形成演化、碳酸盐岩台地演化与消亡过程、开阔及局限台地相及台缘相带展布等;总结了寒武系—奥陶系主要烃源岩和储集层发育模式。根据烃源岩发育所处的盆地类型及构造部位,认为塔里木盆地发育3种类型的优质烃源岩;储层主要划分为沉积型礁滩储层以及岩溶储层两大类。沉积型礁滩储层按照发育位置以及形成的控制因素可以分为4种类型,岩溶型储层按照发育部位及形成机理也可以划分为4类。综合考虑盆地构造演化、烃源岩和储层的发育等因素,提出了塔里木盆地海相碳酸盐岩未来的有利勘探领域。     

塔里木盆地塔中Ⅲ区奥陶系碳酸盐岩油气成藏主控因素及有利区带

碳酸盐岩是塔里木盆地塔中地区古生界油气勘探的主要目的层,探讨其成藏主控因素对碳酸盐岩勘探具有重要的意义。针对塔中Ⅲ区油气成藏规律复杂、难以有效拓展的难题,从构造断裂发育演化对碳酸盐岩储层沉积、储层后期改造以及油气运移和聚集的影响入手,明确了受断裂挤压抬升控制的高能相带是岩溶储层发育的物质基础,塔中Ⅲ区广泛发育台内高能滩和台内缓滩;北东向走滑断裂体系羽状破碎带和斜列叠置破碎带是储层最为发育的区域;关键成藏期古构造控制了塔中Ⅲ区古生界油气由北向南的运移路径,鼻状构造区油气运聚有利。在此基础上,结合区域盖层展布特征、储层分类预测结果和实钻油藏特征进行了成藏有利区综合评价,指明了塔中Ⅲ区下步勘探有利方向。     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组天然气成藏特征及勘探潜力

通过对鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组沉积特征及源储配置关系的研究,分析了古隆起的演化对储层发育及天然气聚集的宏观控制作用,提出储层旋回性的发育及其与上古生界煤系烃源岩较好的源储配置关系,是形成多层系含气并在奥陶系顶部风化壳大面积天然气聚集的主要原因,同时认为下古生界海相烃源岩仍然具有一定的生烃能力,强调了奥陶系生成的天然气垂向或侧向运移对马家沟组中下组合成藏的重要性,预测中下组合中的构造-岩性复合圈闭勘探潜力大,是近期盆地下古生界海相碳酸盐岩勘探的重要方向和接替领域。     

中国海相碳酸盐岩油气田的现状和若干特征

截止1998年底,中国天然气探明储量有40.7％存在于碳酸盐岩地层,共有7个碳酸盐岩大气田;而与碳酸盐岩储层以及海相烃源岩有关的原油探明储量不到7％。中国碳酸盐岩生烃问题长期以来是碳酸盐岩油气勘探中的一个关键问题,目前初步认为中国碳酸盐岩中的工业性油气田多数不是自生自储的,而需要外部存在有机质丰度较高的烃源岩。烃源岩的有机质质量和数量均受沉积环境的影响,多数情况下陆表海碳酸盐岩中烃源岩不发育。除了南海的第三系,中国海相碳酸盐岩储层普遍时代古老、物性差、非均质性强,储层的发育取决于后期改造作用。岩溶作用对碳酸盐岩储层的形成意义十分重要,不整合面之下是碳酸盐岩油气藏形成的有利层段。     

从已发现的油气田看中国海相油气勘探

中国海相油气勘探的主要目标是古生界碳酸盐岩,在漫长的演化历程中它的主要成藏类型是准原生型。对形成保存至今的工业油气藏来说,碳酸盐岩中有效烃源岩的总有机碳含量下限应≥0.5%,滨海相或海陆交互相煤系可对生烃作出重大贡献。碳酸盐岩中的储集体受裂缝—岩溶发育程度的控制而分为三种基本类型:(1)以孤立的缝洞储集体为主者称纳溪型,各储集体内的流体性质、压力均可有不同;(2)各储集体间相互连通从而有统一的压力和气、油、水界面,若其似块状者称任丘型,若其似层状者则称威远型;(3)居于这两个端元间的过渡类型为塔河型,其各部分之间的流体性质和压力可有一定差别,无统一油水界面。应注意对似层状储集体的勘探研究,保存条件的好坏对海相油气田有决定性的意义。在分析复杂的多期成藏史中,要注意古隆起和晚期成藏的辩证关系。我国的海相油气勘探有难度,要重新评价有效和高效烃源岩,从较浅部和次生油气蒇入手逼近油气源,寻找主力油气藏,要重视岩性圈闭和各构造(形变)层间的不吻合性。中国的海相油气勘探方向可分为优先勘探、立争突破、劣中选优三个层次。     

海相沉积岩是中国石油工业未来的希望

回顾了中国陆相找油第一次创业的经验,认为中国的海相找油走过了一段“以南代北”和“以偏概全”的弯路。提出了该如何全面看待中国南方海相地层所遇到的破坏严重,地面暴露,保存条件差及油气层年代古老等问题。汇总了我国主要海相勘探区(塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地、渤海湾盆地)的油气勘探进展概况。建议中国的海相油气勘探因经验不足,可以借鉴俄罗斯海相古生界找油的经验。指出中国的海相沉积油气勘探可以包括十个领域:(1)稳定地台区的大型古隆起;(2)断陷盆地的海相沉积;(3)山间盆地海相沉积;(4)南方地区碳酸盐岩分布区;(5)南方复合盆地;(6)大陆架海域海相沉积;(7)西藏羌塘盆地侏罗系;(8)四川盆地的三叠系;(9)大型不整合;(10)逆掩断层带的海相沉积。     

Ordovician Basement Hydrocarbon Reservoirs in the Tarim Basin, China

Ordovician marine carbonate basement traps are widely developed in the paleo-highs and paleo-slopes in the Tarim Basin. Reservoirs are mainly altered pore-cavity-fissure reservoirs. Oil sources are marine carbonate rocks of the Lower Paleozoic. Thus, the paleo-highs and paleo-slopes have good reservoiring conditions and they are the main areas to explore giant and large-scale oil reservoirs. The main factors for their reservoiring are: (1) Effective combination of fenestral pore-cavity-fracture reservoirs, resulting from multi-stage, multi-cyclic karstification (paleo-hypergene and deep buried) and fracturing, with effective overlying seals, especially mudstone and gypsum mudstone in the Carboniferous Bachu Formation, is essential to hydrocarbon reservoiring and high and stable production; (2) Long-term inherited large rises and multi-stage fracture systems confine the development range of karst reservoirs and control hydrocarbon migration, accumulation and reservoiring; (3) Long-term multi-source hydroc     

塔里木古生代海相大油气田形成条件及勘探方向

列举了塔里木盆地1984年以来油气勘探的一些重大进展,描述了塔里木原型盆地的特征以及加里东中晚期、海西早期、海西末期三次构造运动对盆地产生的形变改造作用,对塔里木盆地的构造变形区、构造变形层作了划分,并从形成大油气田的基本地质条件出发,阐述了塔里木盆地古生代海相地层具有多套烃源层和多种成油组合,并对大型古隆起、斜坡、区域性不整合面和断裂在塔里木油气勘探中的指向意义作了较深入的分析,认为它们是寻找大油气田的有利地质条件。     

华北地区古生界海相油气潜力分析

华北地区自早元古代结晶基底形成以后的沉积盖层发育演化可划分为五个阶段:拗拉槽—克拉通边缘(Pt_2—Pt_3);克拉通—被动大陆边缘(∈—T_1);裂谷盆地(T_2—K);拉张断陷盆地(E);坳陷盆地(N—Q)。中、上元古界—古生界海相碳酸盐岩和碎屑岩为该区海相油气勘探提供了多套勘探层系和广阔空间,并以二次生烃(再生烃)为特征,构成再生烃油气系统。海相油气勘探的有利地区,一般古生界保存完好,二次生烃强度大,且为晚期成藏。划分出了13个古生界二次生烃的有利区块,它们一般位于中一新生代沉积凹陷区,海相烃源岩主要为奥陶系碳酸盐岩和石炭系一二叠系煤系地层,二次生烃强度在5×10~8～70×10~8 m~3/km~2范围。作为多种沉积盆地类型并存的叠合盆地,具有多旋回构造运动、多套生储盖组合、多阶段生烃的特征,使同一区域内有多种油气系统的叠合,构成复合油气系统。区内存在古生古储再生烃油气系统、古生新储再生烃油气系统、新生古储油气系统等几种基本类型的油气系统。对华北地区海相油气的勘探应重视印支运动和燕山运动的破坏作用及后期沉降导致的二次生烃作用,尤其是在中—古生界地腹保存较完整、且晚白垩世—早第三纪再次埋藏发生二次生烃作用的地区应该具有良好的勘探前景,是天然气勘探的重要地区。     

中国海相碳酸盐岩层系油气勘探特殊性问题

中国至少有3 0 0×1 08t的海相碳酸盐岩油气资源量,是十分重要的勘探领域。在近5 0年的勘探历程中虽有塔河、普光等碳酸盐岩大油气田的发现,但探明储量仍然很低,这与勘探投入低有关,但更主要的原因在于中国海相碳酸盐岩油气地质的特殊性。经研究其特性可概括为7个方面:(1)碳酸盐岩层系形成于多旋回的叠合盆地;(2)碳酸盐岩层系时代老,埋藏深;(3)烃源岩具有多元、多期生烃;(4)储集层类型多、非均质性强;(5)圈闭类型多样,以隐蔽圈闭和复合圈闭为主;(6)油气藏改造、破坏严重,保存条件复杂;(7)油气藏分布复杂,预测难。要尽快实现碳酸盐岩油气探明储量的快速增长,缓解国内油气资源供需矛盾,必须加强碳酸盐岩油气富集与分布规律的理论研究和勘探技术攻关。文中将中国海相碳酸盐岩油气富集理论的研究凝练为三个方面的科学问题:(1)海相碳酸盐岩层系发育环境、构造演化及其对有效烃源岩的控制作用;(2)海相碳酸盐岩介质油气运聚机理;(3)海相碳酸盐岩层系油气多期成藏与保存机理;同时指出要加大碳酸盐岩地区的地震、钻井和测井等系列技术的攻关力度,以提高勘探的成功率。     

中国海相碳酸盐岩的分布及油气地质基础问题

中国海相碳酸盐岩在陆上与海域广泛分布,尤以陆上最具特色。中国大陆由小克拉通地块、微地块及其间的造山带镶嵌构成,发育于这些克拉通上的海相古生代盆地规模小、盆内分异明显、盆缘改造强烈,受中新生代巨厚沉积物覆盖,海相碳酸盐岩埋深大、热演化程度高,储集层非均质性强,油气成藏与分布复杂。自威远、靖边气田发现以来,尤其是近年塔河、普光、元坝、安岳等大型油气田发现以来,海相碳酸盐岩的油气勘探前景逐渐明朗。长期的勘探实践发现了海相碳酸盐岩发育礁滩体、白云岩、岩溶缝洞体、裂缝带等四类储集体,它们受沉积、成岩与构造演化的共同制约;礁/滩储层、斜坡区岩溶、风化壳岩溶、裂缝带均可大规模成藏。目前,海相碳酸盐岩的深化研究与持续勘探面临一系列重大难题。在基础科学层面,古老生物群落、古生态、古气候与古地理特征及其耦合关系,克拉通盆地的成因与构造-沉积分异机制,原始盆地面貌及其演化过程,沉积充填动力学等研究方面亟待加强;在油气勘探应用层面,在岩相古地理重建、碳酸盐岩台地边缘精细刻画与台地内部结构细化、碳酸盐岩储集层多期叠加改造机理、岩溶储集层成因分类、非均质碳酸盐岩储集层描述和评价技术等研究方面需要不断深入,在源-储配置、油气成藏过程、油气保存与调整再分配,油气富集规律方面需要深入探索。建议整体与动态研究海相碳酸盐岩层系的"成盆-成岩-成储-成藏"的全要素、全过程,厘定古裂陷槽、古台地、古隆起的分布,落实烃源岩、有利储集层(礁滩体、白云岩、顺层与层间岩溶、裂缝带等)的分布及其配置关系,构建符合实际的油气成藏模式,为油气资源潜力评价和有利区带预测奠定基础,促进中国海相碳酸盐岩油气勘探的持续发现。     

中国海相油气田勘探实例之四 塔里木盆地塔河油田的发现与勘探

塔河油田位于塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起西部,目前井控含油气面积约1800km2。它发现于1990年,是我国发现的第一个陆上古生代海相大油田。2004年探明石油储量为5.3×108t,原油年产量为358×104t。油田的主要产层为奥陶系浅海台地—斜坡相碳酸盐岩,其盖层为下石炭统区域性泥岩和膏盐岩,油源为寒武系—下奥陶统碳酸盐岩烃源岩。岩溶储集体发育,油气藏圈闭类型多样。论述了油田的发现和勘探开发历程、油藏的地质特征、油气分布规律,以及寻找海相碳酸盐岩油气田的启示。     

四川盆地大湾—毛坝—铁山坡地区飞仙关组储层特征及其主控因素

21世纪是中国海相碳酸盐岩油气勘探开发的一个大发展期,目前中国海相碳酸盐岩油气田多数为埋深达4000m以下的深部古生界层系。如何在深层碳酸盐岩地层中寻找优质储层已成为油气勘探家们关心的焦点;近期发现的普光气田是中国目前发现的碳酸盐岩储层次生孔隙最为发育的气藏,并严格受控于沉积微相的分布及白云岩化、埋藏溶蚀作用等成岩相的控制。本文以“相控论”理论为指导,对川东北普光外围大湾—毛坝—铁山坡地区下三叠统飞仙关组优质储层形成与演化起主控作用的“储集相”——有利的沉积相、成岩相进行详细研究和解剖。通过露头剖面、钻井、测井和地震等资料的研究,结合单因素分析、多因素综合作图法,认为大湾—毛坝—铁山坡地区飞仙关组主要发育斜坡、台缘浅滩、开阔台地和局限台地4个沉积相单位。结合岩心详描和室内大量岩心、岩屑薄片以及铸体薄片的观察和研究,认为控制储层形成的关键是白云岩化、埋藏溶蚀作用等成岩相。根据铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、物性分析及压汞分析等手段,研究认为优质储层以大套溶孔粉-细晶残余鲕粒白云岩为特征,岩石中溶孔极为发育,以大孔粗喉型、中孔中喉型为主;物性较好,以高孔高渗和中孔中渗为主,孔渗相关性明显。相控储层作用明显,纵向上主要分布于飞二段至飞一段顶部,横向上台缘浅滩为有利储层的分布区。台缘浅滩相带控制了本区优质储层的岩性及大致空间分布范围,白云岩化及埋藏溶蚀作用则决定了优质储层的最终分布范围和储集性能。通过对大湾—毛坝—铁山坡地区台地边缘浅滩储层“相控论”的探讨,以期对中国深层海相碳酸盐岩的勘探起到抛砖引玉的作用。