沉积盆地深部流体活动及油气成藏效应

沉积盆地深部流体包括幔源深部流体和壳源岩浆等,它们对成矿和油气成藏具有广泛而明显的影响。深部流体的油气成藏效应主要表现在四个方面:(1)形成与深部流体活动有关的无机成因气藏;(2)通过物质和能量交换,参与烃源岩的干酪根热解生烃;(3)通过溶蚀或交代,改变储层的岩石成分或孔渗结构进而改善其储集性能;(4)通过增温,驱动油气快速运移。论述了沉积盆地深部流体对油气成藏效应的研究进展及对油气勘探的重要意义。     

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。     

准噶尔盆地深层油气成藏条件与勘探潜力分析

近年我国在深层、超深层领域获得一系列重大突破,深层油气勘探的重要性日益突出。而准噶尔盆地深层的勘探尚处于初期阶段,有必要对准噶尔盆地深层油气形成条件开展系统研究梳理。在前人研究认识的基础上,结合新钻井资料对深层源岩成烃、成储及成藏的关键地质条件进行系统分析。研究表明：(1)深部存在多套烃源岩并且达到成熟高成熟阶段,受到多期构造运动、异常高压等外部环境的影响,深部源岩的生烃过程复杂,但整体生烃潜力大,能够提供充足的油气;(2)在深埋条件下,深部致密的储层受到多期构造活动叠加造缝、风化淋滤、烃类生成造成的有机酸溶蚀及早期充注、异常高压4个方面改善作用的影响,依然存在优质储集层;(3)油气的成藏受控于深部源岩的成烃及成储过程,表现为多期油气充注的特点,油气的富集类型受控于源岩母质的供烃类型,不同深层领域的油气成藏有其差异性;(4)盆地富烃凹陷内及斜坡区的深大构造与地层岩性目标,以及盆地深部含致密油、致密气资源的二叠系与盆地腹部含致密砂岩气的侏罗系煤系均具有利的成藏条件,是盆地深层油气勘探的有利领域。     

论渤海湾盆地深层油气勘探

渤海湾盆地近年来在古近系及以下层系发现并探明31个深层油气藏。分析表明,盆地深层以油藏为主,气藏为辅,盆地西部蕴藏较多的石油,向东部则天然气产量增多,这种分布现象与盆地深层烃源岩干酪根类型和高地温作用有关。讨论了古近系原生油气藏、上古生界煤系烃源岩二次生烃的油气藏、下古生界原生油气藏的成藏机制。认为古近系含油气层系仍是近期深层勘探的主要目标,但应加大上古生界煤系烃源岩层和下古生界海相深层油气的勘探。     

松辽盆地南部幔源CO_2充注成因次生油气藏深、浅层分布差异

在大量总结前人研究成果的基础上得出:松南地区深部层位以富气为特征,烃类气成藏阶段为登二段沉积期及早白垩纪晚期;浅部层位以富油为特征,油气成藏阶段主要集中于明水组沉积末期至古近纪早期;盆地中CO2气主要富集于营城组及泉头组(三、四段),储量丰富且以幔源成因为主,其形成与晚中新世后期火山活动有关;深层与浅层油气成藏时间均早于幔源CO2充注。与深部层位相比,松辽盆地南部浅层具备更完善的幔源CO2充注成因次生油气藏形成条件,可视其为常规油气资源再勘探的有利目标区。     

深层油气勘探势在必行

近年国内外油气勘探实践表明:在埋深大干3500m的深层不仅可以而且也能找到工业性大型油藏。随着Tissot传统烃源岩演化理论的被修正,勘探深度可大幅向下延伸。深层可通过原生孔隙的大量保存和次生孔隙的形成而发育工业性储层,尽管深层的高压、超高压条件给钻探带来诸多困难,但对深部油气藏的形成却是有利的。全国第二次油气资源评价结果表明,深层具有相当的油气资源量,深层勘探是有资源基础的。目前我国已初步形成针对深层勘探的技术系列,为深层勘探的实施和争取更大的发现奠定了基础。深层勘探具有投资大、技术要求高、风险大的特点,本文为此分析探讨了如何降低勘探风险、提高勘探成功率、获得良好投资回报等关键问题。     

南黄海盆地海相领域油气勘探战略思考

随着南黄海海域新一轮油气资源调查的展开,勘探深层海相油气成为必然趋势。借鉴下扬子地台海相油气勘探学术研究基础,概述了南黄海盆地由古生界组成、经历中生代构造运动形成的“古构造”,以及与古构造相关的非均质性碳酸盐岩裂隙(裂缝)储集系统,认为它们与下扬子区中、古生界海相地层的沉积序列、烃源岩及油气成藏规律具有可比性,因而具备形成油气田(藏)的地质条件。尤其是南黄海盆地南部的勿南沙隆起区,作为一个相对稳定的古构造单元,是寻找古生古储或古生新储油气藏有利地区,可作为近中期勘探战略优选靶区。     

莺歌海盆地天然气运聚成藏条件与分布富集规律

油气勘探实践表明莺歌海盆地的天然气形成、分布及保存均与底辟区超压体系密切相关。文章根据地震、测井及地质资料与钻探成果，系统地分析总结了莺歌海盆地天然气生成、运聚及富集成藏特征。研究表明，莺歌海盆地天然气分布往往具有浅层气田沿中央泥底辟带分布、中深层岩性气藏分布于底辟构造翼部的特征，且具有"流体超压驱动、底辟裂缝输导、重力流扇体储集、高压泥岩封盖、天然气幕式脱溶成藏"的运聚成藏及富集规律。      

黄骅坳陷北大港复式油气田的形成及富集因素

该文主要论述北大港复式油气田的地质特征，并以断块尧倾活动为主线探讨复式油气聚集带的形成机理。断块体尧倾活动形成丰富的油源区，多期多类型储集砂体与圈闭类型，受多种油气运移方式控制的断块体运移的总趋势，为复式油气聚集带的形成提供优越的生、储、圈等配套条件，有关其形成理论的研究，对复杂断块含油气盆地的油气勘探具有重要意义。     

深层气理论分析和深层气潜势研究

近年来的一些文献表述深层气时在"深层"和"深部"名词概念上容易造成不必要的费解。就沉积层而言,宜将生油主带（生油窗）作为"深"的界限,从此界限开始到基底以上地层范围的天然气统统称为"深层气";就整个地球而言,宜将沉积层结晶基底和该基底以下的天然气统统称为"深部气"。当然,还应更多地注意来源于深部"深生浅储"的"深层气"。深层气的形成与地壳烃类形成的垂直分带性有关。在一定的历史时期和一定的沉积盆地油气形成分带性理论对勘探实践发挥了一定的指导作用,随着油气地质科研和勘探实践的发展,人们逐渐发现了油气形成分带性理论中油相消失和气相生成带开始门限指标的局限性。不同盆地有不同深度的生油主带,因而也有不同深度范围生气主带（干气带）。腐泥型有机质的演化需要更高的活化能,而需更高的温度和更大的深度,其生气主带深于腐殖型有机质源岩层的位置。生气主带有机质演化受多种因素控制,其中温度、深度和时间是重要因素,引起深层温度升高的条件有地球动力和深部热流等。古生界以前的重大生物地质事件为深层气形成准备了有机质及其演化条件,从物质基础上讲,深层气有巨大的资源潜势。油气形成的地球动力学观点及其他新观点为研究深层气提供了新的思路,岩石圈的烃类资源远未枯竭,被发现和开采的资源仅是其中的一部分,更多的需在深部去发掘。     

Enrichment Mechanism and Prospects of Deep Oil and Gas

With the deepening of oil and gas exploration, the importance of depth is increasingly highlighted. The risk of preservation of storage space in deep reservoirs is greater than that in shallow and medium layers. Deep layers mean older strata, more complex structural evolution and more complex hydrocarbon accumulation processes, and even adjustment and transformation of oil and gas reservoirs. This paper systematically investigates the current status and research progress of deep oil and gas exploration around the world and looks forward to the future research focus of deep oil and gas. In the deep, especially the ultra-deep layers, carbonate reservoirs play a more important role than clastic rocks. Karst, fault?karst and dolomite reservoirs are the main types of deep and ultra-deep reservoirs. The common feature of most deep large and medium-sized oil and gas reservoirs is that they formed in the early with shallow depth. Fault activity and evolution of trap highs are the main ways to cause physical adjustment of oil and gas reservoirs. Crude oil cracking and thermochemical sulfate reduction (TSR) are the main chemical modification effects in the reservoir. Large-scale high-quality dolomite reservoirs is the main direction of deep oil and gas exploration. Accurate identification of oil and gas charging, adjustment and reformation processes is the key to understanding deep oil and gas distribution. High-precision detection technology and high-precision dating technology are an important guarantee for deep oil and gas research.     

塔里木盆地海相石油的真实勘探潜力

塔里木盆地古生界蕴藏了丰富的海相油气资源,储集层目前埋深在5500～10000m。深部流体的相态或者说液相石油大量消失的深度下限是学术界比较关心的理论问题,而塔里木盆地海相到底富油还是富气也是关系到塔里木油田未来产能规划的现实问题。通过对塔里木盆地原油的热稳定性分析,特别是低地温梯度和晚期快速深埋过程的补偿效应研究,认为液态石油大量消亡(油裂解成气)的深度下限在9000～10000m以下,对应的储层温度大于210℃,在此深度之上液态石油可以大量存在。通过对油气聚集与保存的关键地质科学问题的研究,认为晚海西期是台盆区油藏的主要成藏期,烃源灶区生成的油气主要分布在稳定的古隆起及其围斜区域;而晚海西期这些古隆起及其围斜区碳酸盐岩储层埋藏深度在800～2500m范围内,岩溶储集体发育,这是台盆区形成大面积层状油气聚集的基础,也决定了现今埋深在7000～9000m深度范围内的斜坡区将成为黑油和凝析油的重要勘探接替区。     

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。     

中国深层和超深层碳酸盐岩油气藏形成分布的基本特征与动力机制及发展方向

随着油气资源对外依赖度加大,中国的油气勘探已经拓展到深层和超深层领域,并相继在中西部盆地发现了塔河、普光、安岳、靖边、顺北等一批大型油气田,展示出广阔的勘探前景。中国已探明的深层和超深层碳酸盐岩油气藏特征与全球的有很大差异,经典的油气地质理论指导这类油气田勘探遇到了前所未有的重大挑战,需要完善和发展。通过调研和比较全球已探明的碳酸盐岩和砂岩油气藏地质特征,发现它们的油气来源条件、油气藏形成条件、成藏动力、演化过程特征等类同;同时,发现碳酸盐岩和砂岩油气藏的矿物组成、孔隙度和渗透率随埋深变化特征、孔渗结构特征、储层物性下限、油气藏类型等有着很大不同。中国深层和超深层碳酸盐岩油气藏与全球的相比较具有五方面差异:地层年代更老、埋藏深度更大、白云岩储层比率更大、天然气资源比率更高、储层孔渗关系更乱。中国已经发现的深层碳酸盐岩油气藏成因类型可以归为五种:沉积型高孔高渗油气藏、压实成岩型低孔低渗油气藏、结晶成岩型低孔低渗油气藏、流体改造型高孔低渗油气藏、应力改造型低孔高渗油气藏;它们形成的动力学机制分别与地层沉积和浮力主导的油气运移作用、地层压实和非浮力主导的油气运移作用、成岩结晶和非浮力主导的油气运移作用、流体改造介质和浮力主导的油气运移作用、应力改造和浮力主导的油气运移作用等密切相关。中国深层和超深层碳酸盐岩油气藏勘探发展的有利领域和油气藏类型主要有三个:一是低热流盆地浮力成藏下限之上自由动力场形成的高孔高渗常规油气藏;二是构造变动频繁的叠合盆地内外应力和内部流体活动改造而形成的缝洞复合型油气藏;三是构造稳定盆地内局限动力场形成的广泛致密连续型非常规油气藏。改造类非常规致密碳酸盐岩油气藏是中国含油气盆地深层和超深层油气资源的主要类型:它们叠加了早期形成的常规油气藏特征,又具有自身广泛连续分布的非常规特征,还经受了后期构造变动的改造;复杂的分布特征,致密的介质条件和高温高压环境使得这类油气资源勘探开发难度大、成本高。      

核技术探测油气田机理

油气田的具体地质和地球化学条件导致在油气储边缘的油(气)水界面附近形成氦与镭(氡)富集。上升的地下水流使上述元素的富集可能反映到近地表部位,呈环状分布于油气储边缘。在油气储正上方则显示这些元素的低场区,这是可能应用核技术勘查油气田的基础。我国和国外在油气田上的实测结果证实了上述论断。     

全球火山岩油气藏研究的历程与展望

当前全球火山岩油气勘探进入重要阶段,为客观评估其地位和前景,有必要对其研究历程进行系统的回顾和认识。通过较为广泛的文献调研,将这一历程整体上划分为四个阶段——从最初偶然发现所带来的兴奋(偶然发现阶段,1949年之前),进入了漫长的低潮时期(缓慢发展阶段,1950—1979年),之后逐渐升温(局部突破阶段,1980—1999年),并走向成熟(成熟阶段,2000年至今)。分析总结认为,印度尼西亚的Jatibarang油气田、中国的徐深气田、克拉美丽气田、长深气田、纳米比亚的Kudu气田等为典型的大型火山岩油气田。从出现频度上看,目前已发现的火山岩油气藏主要出现在中新生界,如侏罗系、白垩系、古近系和新近系中所出现的频率较高;其次是晚古生界。从全球范围来看,各种岩性的火山岩都可能具有形成有效储层的潜力。在一些盆地中,火山岩储层下伏地层中烃源岩层的发现,使得传统意义上将这些火山岩视为这些盆地基底的认识得以改变,其基底可考虑进一步向深部修正和调整,油气勘探也得以向深部发展。目前来看,火山岩油气藏勘探的重点区域依次有:环太平洋构造域的中新生界火山岩油气藏,古亚洲洋构造域的晚古生界火山岩油气藏,特提斯洋构造域(如其西端的环地中海区域)的火山岩油气藏等。     

准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷沉积储集层研究进展*

准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷中心区10×10⁸ t级砾岩大油区的发现,带动了该区沉积储集层研究的不断深入。作者梳理了准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷的沉积储集层研究现状和进展,认为准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷的沉积储集层研究的进展主要表现为: (1)提出了新的砂砾岩储集层岩石相和岩石学分析方法;(2)探索形成了新的沉积储集层地球物理测井和地震描述技术;(3)针对不同层系,在沉积物源、沉积相、沉积环境、沉积体系和沉积模式等方面取得大量新认识,建立了大型退覆式浅水缓坡扇三角洲沉积模式,指导油气勘探不断获得新突破;(4)在成岩作用理论指导下,所发现的储集层埋藏深度不断增加。研究表明,玛湖凹陷的沉积体系具有继承性: 从二叠纪到新近纪,发育了火山—碎屑岩沉积体系、细粒—蒸发盐沉积体系以及粗粒冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲等沉积体系,气候、构造和湖平面变化控制了沉积体系的形成和演化。沉积储集层研究为玛湖砾岩大油田的发现提供了有力的理论支持。未来应当加强针对古老层系和深部地层的沉积储集层研究工作,重视新理论新技术在西北缘和玛湖沉积储集层研究中的应用,已经形成的理论技术需要在勘探实践中接受进一步检验和完善。