中国多旋回叠合沉积盆地的形成演化、地质结构与油气分布规律

深入认识盆地的地质结构与构造演化,探讨盆地的油气分布规律,将为揭示中国大陆属性、资源能源分布、环境变化及油气勘探新领域奠立重要基础。本文立足于油气勘探的新资料,应用活动论构造历史观与比较大地构造学方法,分析了中国叠合沉积盆地的构造演化、构造分区、地质结构与油气成藏模式,探索油气分布规律。研究表明,中国叠合沉积盆地经历了中新元古代、寒武纪—泥盆纪(或中泥盆世)、(晚泥盆世—)石炭纪—三叠纪与侏罗纪—第四纪4个构造旋回的演化;据东西向两条构造锋线和南北(或北北东)向的两条改造锋线及西太平洋弧后盆地带,可将中国划分为北疆、内蒙古、松辽、塔里木—阿拉善、鄂尔多斯、渤海湾、青藏、四川、华南与海域等10个沉积盆地区;发育有前陆/克拉通、前陆/坳陷、坳陷/断陷、断陷/坳陷、反转断陷、被动陆缘、走滑叠合和改造残留等8种叠合盆地结构类型;发育安岳裂陷槽型、塔北型、苏里格复合三角洲型、玛湖凹陷型、陆梁隆起型、库车冲断带型、大庆长垣型、古潜山型、中央峡谷水道型、柴东生物气型、四川源内型与沁水向斜煤层气型等12种典型油气成模式;盆地内凹陷/断陷的油气分布具有空间有序性,叠合界面油气富集具优势性,油气叠合分布有强的非均一性,中西部前陆/克拉通叠合型盆地的油、气分区分布,海域被动陆缘/断陷叠合型盆地的油、气分带分布。中国多旋回叠合盆地具有独特的“三环带状”油气分布格局。     

中国海相克拉通盆地古隆起的活动性与油气分布

中国海相克拉通盆地具有时代老、规模小、多期活动、稳定性差的特点,因此海相盆地古隆起的规模相对较小,而且活动性较强,本文根据古隆起的地质结构和构造活动性,将其分为稳定型、反转型、迁移型、沉没型和肢解型5种类型,并结合最新的勘探进展对各类古隆起的控油气作用进行了剖析,研究表明:稳定型古隆起的油气主要富集在隆起的核部与斜坡部位,反转型古隆起油气主要富集在斜坡和枢纽带,迁移型古隆起主要富集在斜坡部位,沉没型和肢解型控油气作用较弱;随着油气勘探向深层拓展,油气"近源、优储"的成藏特征更为明显,古隆起斜坡部位邻近烃源岩的短期暴露溶蚀储层和多期断裂发育带是油气新发现的重要地区,古隆起与古老拉张槽叠加部位,具有优越的成藏匹配关系,成为深层油气勘探的新热点;塔里木盆地塔中-塔北古隆起下斜坡部位的阿满过渡带、鄂尔多斯盆地中央古隆起深层元古宙拉张槽两侧、四川盆地川中古隆起深层震旦纪—寒武纪拉张槽两侧等地区是海相深层大型—超大型油气田富集的有利地区。     

中国陆上主要含油气盆地石油地质基本特征

中国大陆是由若干大小不等的克拉通与不同时代的造山带组成的拼合体,在显生宙经历了古生代陆洋分化对立阶段,石炭纪－二叠纪软碰撞转化阶段和中,新生代贫山对峙发展阶段,从而形成了陆上３类叠合型盆地;即克拉通与前陆叠合,断坳叠合及残留与新生盆地的叠合     

复合叠合盆地油气成藏特征——以塔里木盆地为例

复合叠合盆地的多旋回演化会形成多个油气系统。每个油气系统中的成藏作用各具特点 ,其共同点是 :烃源和封盖这两个要素是首要前提 ,二者控制着烃类的资源总量、充满度、系统的类型和性质 ,在这两个前提下 ,储层、圈闭、通道等则控制着油气藏的规模、丰度 ;成藏的温压环境则影响着烃类流体性质。塔里木盆地是典型的复合叠合盆地 ,共有 9个油气系统 ,可分为前陆区的腐殖型和克拉通区的腐泥型两类。前者为单旋回富气区 ,有 3种成藏机制 ;后者为多旋回富油区 ,具有 4个成藏期。多种类型的油气系统、多样的成藏机制和多期的成藏作用是复合叠合盆地油气成藏的重要特征     

四川含油气叠合盆地基本特征

随着近年来四川盆地油气勘探的不断突破,重新审视其基本地质特征和油气成藏特点变得迫切而必要。四川盆地是典型的叠合盆地,显生宙以来经历了震旦纪—中三叠世伸展体制下的差异升降和被动大陆边缘（海相碳酸盐岩台地）、晚三叠世—始新世挤压体制下的褶皱冲断和复合前陆盆地（陆相碎屑岩盆地）、渐新世以来的褶皱隆升改造（构造盆地）3大演化阶段以及晚三叠世（被动大陆边缘→前陆盆地、海相碳酸盐岩—海相碎屑岩、海相碎屑岩→陆相碎屑岩）、晚白垩世（前陆盆地沉降中心的迁移、秦岭构造域→青藏构造域、沉积→部分隆升剥蚀）、始新世（外流盆地→内流盆地、沉积盆地→地貌盆地、沉积→整体隆升剥蚀）3大关键构造变革/沉积转换期。印支期以来,四川盆地受周边多个方向造山带（北缘秦岭造山带、东缘雪峰陆内构造系统、西南缘青藏高原）多期活动影响,形成多组、多期构造的复合—联合叠加。现今盆山构造格局呈现明显的三分性（地貌、基底和构造形迹）,发育突变型和渐变型两类盆山边界。按盆地不同区域盆山结构特征、定型时间和主控因素,可将四川盆地划分为5大盆山结构区： Ⅰ区： 川北突变型盆山结构区（秦岭构造控制域）; Ⅱ区： 川西突变型盆山结构区（青藏构造控制域）; Ⅲ区： 川东渐变型盆山结构区（雪峰构造控制域）; Ⅳ区： 川西南渐变型盆山结构区（青藏—雪峰—基底构造联合控制域）和Ⅴ区： 川中原地隆起—盆地区（基底构造控制域）。四川盆地是我国西部重要的含油富气盆地,勘探潜力巨大。这是由充足的烃源和良好的保存条件所决定的。首先,多阶段盆地叠合演化造就了5套重要的烃源层,总厚度可达1500～2500 m,有机碳含量高,生烃量大,成气率高。其次,中下三叠统膏盐岩的发育对海相油气起了重要的封闭作用,而冲断带—前陆盆地二元结构和隆升剥蚀作用较弱的特点大大增强了突变型盆山结构区的保存条件。此外,晚白垩世以来的隆升作用使古气藏（储气中心）发生调整或破坏的同时,也为现今气藏（保气中心）的形成创造了条件,隆升作用还造成流体跨层流动和天然气爆发式成藏。叠合盆地演化的多阶段性、多组多期构造的复合—联合作用、储层的非均质性和天然气的活动性决定了四川盆地油气勘探的复杂性、长期性和曲折性,同时说明不能用单一的勘探思路、勘探方法和成藏理论来指导整个盆地的油气勘探,即勘探策略也应多样化。     

中国西部复杂叠合盆地油气成藏研究进展与问题

中国西部复杂叠合盆地富集了中国45%左右的剩余油气资源,目前探明率不到20%,发展潜力巨大。近20年来的基础理论研究表明,中国西部复杂叠合盆地具有“多期构造变革、多套生储盖组合、多旋回油气成藏、多次调整改造”的油气地质特征,大油气田的形成和分布受“古隆起迁移、烃源灶演化、区域盖层发育、构造平衡带叠合”四大要素的控制,在此基础上提出了“多元复合—过程叠加”的成藏模式和有利勘探区预测方法,为塔里木盆地的油气勘探进一步指明了方向。除四大要素外,复杂油气藏的形成和分布还受“圈闭发育分布”、“储层发育分布”、“优势通道形成演化”、“运聚动力条件”及其相互耦合关系的控制,在已有成果的基础上进一步开展“复杂油气藏形成演化机制与分布规律”的基础研究,对于进一步提高钻探成效和发展叠合盆地油气勘探理论具有重大的现实意义。      

南苏门达腊盆地油气地质特征与勘探潜力分析

以广泛收集的数据资料为依据,运用含油气盆地理论方法,总结南苏门达腊盆地构造沉积演化和油气地质特征,探讨油气分布规律,分析其勘探潜力。结果显示,南苏门达腊盆地是新生代弧后裂谷盆地,经历了裂前、裂谷、过渡、坳陷和反转等5个演化阶段。主力烃源岩为过渡期沉积的炭质页岩和煤层,储集层主要为上渐新统砂岩、下中新统灰岩和裂缝基底。油气总体呈现"深层气、中层油和气、浅层油"的分布特征,主要富集于构造及构造复合相关圈闭中。断裂、储层发育有利相带和凹中隆是控制油气分布的主要因素。盆地油气成藏条件良好,具有较好的勘探潜力。生烃灶周边断裂发育的斜坡、古隆起是有利的勘探区,凹陷内的岩性、地层圈闭也是有利的勘探目标,应加大对此类圈闭的研究和勘探力度。     

鄂尔多斯盆地油气地质的古地磁研究

古地磁研究结果表明，鄂尔多斯盆地寒武纪－早中奥陶世位于北纬１４°～２０°的古纬度区内，气候温暖潮湿，其南部和北部边缘的滨浅海相地层中可能富含生物有机质，是寻找该时期油气资源的有利地区；晚奥陶世－早石炭世，它可能经历了大规模的南北向水平构造迁移；晚石炭世－二叠纪，盆地处于北纬２０°左右地区，广泛发育的湖沼相沉积地层是煤成油、气的主要源岩层；三叠纪－侏罗纪，它位于北纬２４°～３１°，干湿交替的气候环境和差异构造旋转作用，为盆地边缘的油气形成和聚集创造了良好条件，因此有希望找到更多的中生代油气资源。     

中亚地区与中国西部盆地类比及其油气勘探潜力

中国西部盆地和中亚某些含油气盆地在地质背景和石油地质条件等方面有一定的相似性,从盆地结构上看,中亚地区的盆地与中国西部盆地大多为具有不同构造属性的构造阶段,相互叠置的叠合盆地;从烃源岩发育特征来看,中下侏罗统的含煤岩系使中国西部与中亚地区烃源层有较好的可比性.勘探实践证明,无论在中亚还是在中国西部该含煤岩系是最重要的烃源层之一,但中国西部绝大多数盆地广泛发育古生界烃源岩,这无疑大大增强了中国西部盆地的生烃潜力.从储集岩特征来看,中亚地区含油气盆地以发育中一新生界储层为主,而中国西部大部分盆地不仅广泛分布中一新生界储层,具有发育古生界储集层的优势;从资源类型来看,中亚地区以天然气占有绝对优势,而中国西部除天然气外,石油资源也有良好的勘探前景.总的来看,中国西部的油气勘探潜力要优于中亚地区的大多数盆地.     

吐哈盆地台北凹陷侏罗系油气富集地质条件及油气分布规律

分析了吐哈盆地台北凹陷侏罗系油气富集地质条件,探讨了其油气分布规律,指出了今后油气勘探的方向。4套2类良好的油源、多套储集性能良好的砂体、有效的圈闭、2套封盖性能极好的区域性盖层及优越的生储盖组合配置是油气富集的基本地质条件;构造、构造—岩性复合是主要的油气藏类型;环主力生油凹陷、沿短轴分布的砂体与燕山期的古构造及喜山期改造加强的构造叠置、多期活动的油源断裂控制油气是油气分布聚集的规律;中部凹陷区的深挖细找,山前褶断带、火焰山背斜带及逆冲断裂上下盘构造,是今后油气勘探的方向。     

中国海相克拉通盆地内部走滑断裂发育特征及控藏作用

走滑断控油气藏作为一种全新类型油气藏,其勘探潜力已初步显现。在对中国三大海相克拉通盆地内部走滑断裂发育特征与控藏作用开展对比分析的基础上,揭示了塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地内部走滑断裂空间结构与活动特征的相似性与差异性,并结合盆地动力学演化特征探讨了不同盆地内部走滑断裂成因机制,系统分析了三大盆地内部走滑断裂的控藏作用:(1)中国三大海相克拉通盆地内部均发育中小尺度滑移距走滑断裂,普遍具有“纵向分层,平面分段,垂向多期叠加”的空间结构特征。(2)三大克拉通盆地内部走滑断裂体系具有成因、分布和期次的差异性。塔里木盆地内部走滑断裂体系形成时间早,演化时间长,在盆地北部具有“南北对接,东西分区”特征;鄂尔多斯盆地西南缘受燕山期(侏罗纪—白垩纪)陆内挤压影响,形成了北西西向走滑断裂体系;四川盆地受控于二叠纪峨眉山大地幔柱影响,在盆地内部先存基底断裂基础上,形成了北西向、北西西向、近东西向张扭型走滑断裂。(3)中国三大海相克拉通盆地内部走滑断裂对油气成藏和富集具有重要的控制作用。在控储方面,受断裂-流体耦合改造控制,可形成断控缝洞型储集体、断-溶缝洞型或断控裂缝-孔隙型储集体;在控圈方面,在碳酸盐岩地层中可形成断控缝洞型、断溶缝洞型岩性圈闭;在控运方面,走滑断裂产状高陡,可直接沟通烃源岩和储层,构成重要的油气垂向输导体系。     

中国海相盆地原型-改造分析与油气有序聚集模式

中国三大海相盆地原型及对油气形成原始物质条件的控制,古生代多次构造运动和中新生代差异性迭加改造对海相碳酸盐岩层系油气成藏、富集的控制作用,以及复杂构造区及超深层海相油气动态成藏过程与富集规律,是制约海相油气勘探发现的关键科学问题。研究认为,在不同板块构造旋回背景下,中国三大克拉通不同时期盆地原型及其沉积模式存在明显差别,可分为台内坳陷、被动大陆边缘和裂谷(陷)三大组合类型,其中被动大陆边缘可以分为陡坡、缓坡两种类型,形成了海相地层内多种类型的源-储配置关系;显生宙以来几次全球板块构造重组,特别是晚三叠世以来在多板块俯冲会聚构造格局下,三大海相克拉通盆地分别经历了4次迭加改造并形成了相应的陆相盆地原型,形成了多种类型的迭加改造地质结构,包括:山前带冲断-褶皱、差异沉降-隆升、多重滑脱构造、深断裂的走滑活动、构造-岩浆作用形成的相关构造;塔里木台盆区“大埋深、高压力、低地温”条件下的生烃抑制控制了油气分布,液态烃分布深度可以超过10 000 m,加里东中晚期和海西期古构造高部位控制了早期油气的运聚,燕山晚期—喜马拉雅期活动的走滑断裂带控制了晚期高熟油气的富集;四川盆地古隆起、古斜坡控制了原始油气聚集,形成了特殊的古油藏烃源灶,后期深埋裂解产生的油型裂解气成了大中型气田的主要气源,晚白垩世之后大规模褶皱变形和抬升剥蚀造成了盆地内流体压力系统重组再造,按照改造程度将油气聚集保存模式划分为:(1)弱改造型,常规、非常规气可在原位长期保存;(2)中改造型,常规气调整再成藏,页岩气规模富集;(3)强改造型,常规气藏大多遭破坏,部分非常规气藏得以保存。鄂尔多斯盆地奥陶系天然气具有“两源三向”的特征,天然气成藏与不整合面-地层层序界面、岩性-岩相变化密切相关,气藏普遍经历了一次调整过程。     

四川含油气叠合盆地基本特征

随着近年来四川盆地油气勘探的不断突破,重新审视其基本地质特征和油气成藏特点变得迫切而必要.四川盆地是典型的叠合盆地,显生宙以来经历了震旦纪一中三叠世伸展体制下的差异升降和被动大陆边缘(海相碳酸盐岩台地)、晚三叠世-始新世挤压体制下的摺皱冲断和复合前陆盆地(陆相碎屑岩盆地)、渐新世以来的褶皱隆升改造(构造盆地)3大演化阶...     

盆山结构与油气分布——以四川盆地为例

根据四川盆地与周缘造山带地貌学、深浅部结构构造及动力学机制等, 其盆山结构可分为板缘(龙门山、米仓山和大巴山)突变型和板内(齐岳山、大娄山和大凉山)渐变型两类。板缘突变型盆山结构具有显著深部结构差异性,浅部构造具典型冲断带(山)和前陆盆地(盆)二元结构,其盆山耦合关系主要受控于深部结构的差异性和造山带的形成演化过程,现今山盆地貌反差大,地形坡度陡,盆山边界明晰。板内渐变型盆山结构, 则深部结构特征相似,浅部构造具挤压-坳陷结构、不发育大规模冲断推覆,现今山盆地貌反差小、盆山边界不清, 盆山为渐变过渡关系,其盆山耦合关系主要受控于邻区(盆外)的构造变形和盆内沉积盖层中多层次滑脱作用。不同盆山结构主要通过对现今四川盆地保存条件的影响而控制现今油气分布。四川盆地现今(残存)大中型油气藏和天然气探明储量的大部分主要分布于突变型盆山结构区,尤其是秦岭构造变形控制域。     

鄂尔多斯盆地西缘横山堡地区构造特征与油气勘探目标优选

鄂尔多斯盆地西缘北区横山堡地区是重要的油气接替区域。本文利用构造解析、地震勘探等技术方法,对研究区构造特征与油气勘探目标进行了研究。结果表明,晚侏罗纪末期,研究区为银川复背斜东翼,喜山期构造调整后转为前缘反冲带,由一系列西冲东倾逆冲断层与断背斜组成;该区可分为西部逆冲断褶带、中部逆冲断阶带和东部过渡构造带3个构造单元。断层可分为4级;以燕山期近南北—北北东向逆断层为主,其次为喜山期近东西向走滑断层,并错断了燕山期逆断层。构造样式为一系列东倾单向叠瓦状冲断组合,由近南北向逆断层及加持于其中的断块组成,断块往往为一些小型断背斜,其轴迹走向以近南北—北北东向为主。地质结构为深层滑脱型单向东倾冲断构造。根据上述研究,在沙亥庙断裂上盘断背斜构造高部位优选出一个钻探目标。     

塔里木盆地西部鸟山-古董山地区断裂构造分析

鸟山-古董山地区位于塔里木盆地西部, 巴楚隆起与麦盖提斜坡之间, 鸟山、玛南、玛扎塔格、古董山和罗斯塔格构造带在此交汇, 附近还发育与之密切相关的沙陇断裂, 十分引人注目。鸟山-古董山地区的主干断裂形成于晚白垩世, 包括鸟山、罗斯塔格和玛扎塔格晚白垩世冲断构造带和玛南晚白垩世走滑断裂带, 玛南断裂是玛扎塔格构造带与鸟山和罗斯塔格构造带之间的调节断层。该期构造变形受控于南羌塘和拉萨地块与亚洲大陆之间的碰撞造山作用。鸟山-古董山地区的断裂构造于中新世末基本定型。因帕米尔突刺楔入于塔里木和卡拉库姆之间, 在塔西南地区形成一系列走滑断裂, 包括玛扎塔格-罗斯塔格中新世末走滑断裂, 古董山断裂是其派生断层。晚白垩世是研究区构造和圈闭的关键形成期, 上新世晚期-全新世早期以古近系底部膏盐层为主滑脱面的滑脱-冲断构造保护早期形成的圈闭和油气藏。鸟山和玛扎塔格构造带是研究区最有利的油气勘探区带, 玛南构造带是重要的油气运移通道。     

Geological Controls on High Production of Tight Sandstone Gas in Linxing Block,Eastern Ordos Basin,China

Tight sandstone gas in the Linxing Block, eastern Ordos Basin, has been successfully exploited. The high performance is mainly a result of the special geological conditions. The key geological controls for high production have been discussed on the basis of seismic data, field observation, sample features, mercury porosimetry, mechanical properties, and basin modeling. Firstly, the coal measures have good gas generation potential, not only because of the existence of coalbeds and organic-rich shales, but also because coal laminae and microbial mats in the shales significantly increase their total organic carbon(TOC) contents. Secondly, except for the uplifted zone of the Zijinshan complex and the eastern fault zone, rare large faults develop in the Carboniferous–Permian sequence, ensuing the sealing capacity of cap rock. Small fractures generally concentrated in the sandstones rather than the mudstones. Thirdly, gas accumulation in the Linxing Block was controlled by the tectonic, burial and thermal histories. Gas accumulation in the Linxing Block started in the Late Triassic, followed by three short pauses of thermal maturation caused by relatively small uplifts;the maximum hydrocarbon generation period is the Early Cetaceous as a combined result of regional and magmatic thermal metamorphisms. Field profiles show abundant fractures in sandstone beds but rare fractures in mudstone beds. Mechanical properties, determined by lithostratigraphy, confine the fractures in the sandstones, increasing the permeability of sandstone reservoirs and retaining the sealing capacity of the mudstone cap rocks. The modern ground stress conditions favor the opening of predominant natural fractures in the NNW-SSE and N-S directions. These conclusions are useful for exploring the potential tight sandstone gas field.