中国海相与陆相油气资源的主要差别

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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。     

桂林泥盆纪碳酸盐台地礁组合的层序地层研究

桂林的泥盆系以发育碳酸盐台地和礁组合沉积为特征，岩相多样，地层对比和时代确定的难度较大。本文应用层序地层学原理，结合生物地层和岩石地层特征，研究桂林泥盆系露头的相结构及碳酸盐台地礁组合不同亚相的９个剖面中的不整合界面，识别出该区中、晚泥盆世地层的５个层序界面：（１）牙形刺下ｖａｒｃｕｓ亚带和中ｖａｒｃｕｓ亚带之间；（２）牙形刺ｈｅｒｍｍａｎｉ－ｃｒｉｓｔａｔｕｓ带和ｄｉｓｐａｒｉｌｉｓ带之间；（３）牙形刺下ｒｈｅｎａｎｅ亚带和上ｒｈｅｎａｎｅ亚带之间；（４）牙形刺ｅｘｐａｎｓａ带内部；（５）牙形刺ｐｒａｅｓｕｌｃａｔａ带和ｓｕｌｃａｔａ带之间。这些层序界面在岩石学上的特征为具有生物铸模溶孔的白云岩和不同规模的暴露溶蚀面。比较明显的大的海泛面有２次：（１）牙形刺ｅｎｓｅｎｓｉｓ带和ｖａｒｃｕｓ带之间；（２）牙形刺ｌｉｎｇｕｉｆｏｒｍｉｓ带和下ｔｒｉａｎｇｕｌａｒｉｓ亚带之间。     

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。     

中国海相碳酸盐岩层系油气贫化与次生成藏

我国海相层系经过多期构造运动的叠加,油气地质条件除受"先天条件"的影响外,"后天因素"的影响更加突出,表现在现今油气成藏虽仍以海相烃源为主,但油气成藏与油气主要生烃高峰多已不匹配; 油气相态多已发生变化,如四川盆地从含油盆地转为含气盆地; 油气富集过程受构造影响而发生了改变,油气藏规模因此发生了变化,表现出油气藏的破坏规模缩小,或随断层的切割,油气发生泄露,向上运聚到浅层形成次生油气藏,导致油气贫化。因此,具有多期成藏、多期改造、相态转化及晚期就位的特点。现今海相层系发现的油气藏实际上已经是经过"变位、变相"的残留及次生油气藏。针对这一特性,在海相层系油气勘探中更应注意后期油气藏演化所带来的特殊性,进一步深化整体保存环境对油气藏形成、保持的影响。     

对中国海相盆地油气资源战略选区的思路

中国古大陆的地质构造演化、盆地性质和盆山转换过程以及资源分布，决定了我国油气勘探战略方针应为两个并举：海域区勘探和陆上区勘探同时并举；陆上区应为古生代海相盆地和陆相盆地同时并举。中国陆地上的海相油气盆地主要分布在特提斯构造域中，具克拉通基底的塔里木、鄂尔多斯和四川盆地三大海相盆地是当前我国油气资源重要勘探开发区，具有巨大的资源潜力。中国古大陆发育有两个构造层次的海相盆地，早古生代海相盆地沉积了海侵和海退序列两套烃源岩。晚古生代一早印支期的早期海侵序列以储集层为主、烃源岩次之；海平面下降期的盆地具生储双重性。油气勘探开发的实践证明，三大海相盆地在生烃、储集、成藏上具有三个共性：(1)原型盆地演化和沉积序列相同，具五个层系的烃源岩；(2)加里东构造运动形成夭折前陆盆地，造就了古隆起和构造掀斜，形成浅海深水盆和古暴露面；(3)古岩溶碳酸盐岩与上覆晚古生代海侵地层组成了储集成藏体系。     

有孔虫及共生生物组合与碳酸盐微相探讨

有孔虫属微小原生动物,不同的属种对其生态环境的选择不同。浙江鸡笼山C₃-P₁剖面有孔虫分布于盆地相、开阔海-局限海台地相灰岩中,并与相应环境的底栖生物共生。盆地相有孔虫还与放射虫共存。根据有孔虫的特征、伴生生物反映的生态环境和周岩的岩石结构、沉积构造所反映的沉积环境,将该剖面有孔虫划分为三个组合、七个亚组合。它们分别反映了盆地、广海陆棚及陆棚边缘、开阔海台地和局限海台地五个相带、七个亚相和十六个微相。盆地、广海陆棚、开阔海台地有孔虫组合所赋存的微相具有良好的油气生成能力。经搬运后堆积的有孔虫组合所在微相储集油气的性能较好。     

南沙海区万安盆地中新世碳酸盐台地的地震响应与沉积特征

利用反射地震并结合部分钻井资料,通过对万安盆地大量地震资料的详细解释,对研究区内碳酸盐台地进行地震识别,进而探讨台地的沉积特征与时空分布.万安盆地碳酸盐台地最初发育于早中新世,并于中中新世时达顶盛时期,呈南北向展布,主要分布在盆地中部走滑断块构造高部位及盆地南部边缘.东西两带台地具有不同的构造沉积背景,西带为被断层复杂...     

中国海相层系油气地质理论的继承与创新

我国海相碳酸盐岩层系分布面积广,残余厚度大,油气显示多。由于我国海相碳酸盐岩的复杂性和勘探难度大的客观条件,制约了对碳酸盐岩层系油气资源潜力的认识。陆相生油理论的建立以及陆相盆地的成功勘探,使我国的石油工业走上了独立自主发展的道路。中国海相碳酸盐岩油气勘探经历了几多兴奋,几多困惑,勘探实践表明,随着理论认识的升华、科学技术的进步,新发现的海相碳酸盐岩层系油气田越来越多,越来越大,是我国油气资源战略接替的重要领域。中国东部的陆相油气勘探理论及国外海相油气勘探理论均不能有效的指导我国海相层系的油气勘探,海相油气地质理论必须在继承陆相与国外海相油气地质理论基本要素基础上,进一步创新适用于我国海相碳酸盐岩特点的油气地质理论。     

鄂尔多斯盆地长7段源储组合特征与油气成藏模式

依据不同单井黑色页岩、暗色泥岩与储集层的垂向叠置特征,将鄂尔多斯盆地长7段源储组合划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ6种类型。不同类型源储组合的分布区域存在差异。Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ型源储组合主要分布在黑色页岩发育范围之内,储集层含油性普遍较好。Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ型源储组合主要分布在黑色页岩发育范围之外,储集层含油性在局部地区较好。黑色页岩分布区内的油气连续性分布较好,其中黑色页岩生成的油气主要为垂向强充注,暗色泥岩生成的油气主要为就近运移充注;在缺乏黑色页岩发育的三角洲前缘地区,油气以弱充注为主,其中暗色泥岩内的油气就近运移聚集,黑色页岩内的油气主要进行长距离侧向运移,油气在局部地区富集。     

塔里木盆地海相碳酸盐岩与油气

塔里木盆地碳酸盐岩主要分布于台盆区寒武系—奥陶系,它既可以作为油气的储层和源岩,也可以作为油气的盖层或遮挡体。碳酸盐岩主要发育于碳酸盐岩台地相和斜坡相之中,其中开阔台地及台地边缘坡折带的生物碎屑滩和砂屑滩、局限台地的白云岩坪是主要的储集相带。潜山溶孔溶洞型白云岩、石灰岩及礁滩复合体中的生物碎屑灰岩、砂屑灰岩、鲕粒灰岩、礁灰岩以及潮坪白云岩是主要的储集岩。寒武系—下奥陶统、中—上奥陶统都发育有较好的碳酸盐岩烃源岩。根据油气的分布与聚集特点,对碳酸盐岩油气藏作了分类。论述了塔里木盆地碳酸盐岩油气勘探的前景和重要目标。     

我国古生代海相碳酸盐岩成藏理论的新进展

近年来在中国古生界新发现大中型油气田40多个,其中大型油气田16个。在长期研究中国古生代海相沉积特征的基础上,总结归纳近几年来新发现的海相烃源岩,提出对碳酸盐岩有效烃源岩的新认识。从有效烃源岩、古岩溶储集体、油气成藏期次和成藏模式等四个方面概述油气成藏理论方面的新进展;根据油气成藏史研究,结合区域构造演化史、生烃史等,提出塔河油田奥陶系有四个成藏期:加里东中晚期至海西早期;海西晚期;燕山期-喜马拉雅早中期;喜马拉雅晚期。     

南海表层沉积物中放射虫的组合特征与海洋环境

南海拥有较齐全的边缘海地理地貌与生态环境, 沉积物中保存的放射虫种类繁多, 个体丰富.本文采用数理统计与聚类分析方法, 对表层沉积物中放射虫的组合特征进行了较为详细的定量分析, 以期获得可靠的放射虫组合与分布的特征.聚类分析结果显示, 放射虫组合在南海表层沉积物中的分布大致可区分为5种类型: 陆架浅水区型、陆坡珊瑚礁区型、中央海盆区型、南部富营养区型和夏季上升流区型, 它们分别对应于特有的海洋环境, 并由含有某些优势种类的放射虫群落所组成.进一步分析还表明, 南海的北部、中部和南部分别表现为3个不同生态环境的海区: 北部海区受陆源影响较为明显; 中部海区被中央水团、海底火山活动和夏季上升流活动所控制; 南部海区总体上属于典型的珊瑚礁海洋环境, 生态与沉积环境明显优越于北部海区.南海表层沉积物中放射虫的组合分布特征较好地响应和反映了所在海区的生态环境与沉积条件, 是探讨古海洋环境的重要依据.      

碳酸盐台地的类型、特征和沉积模式--兼论华北地台寒武纪陆表海-淹没台地的沉积样式

随着对现代碳酸盐沉积环境的系统调查和解释、以及对碳酸盐沉积原理认识的深化,自20世纪60年代,一系列碳酸盐沉积相模式得以建立,其中最引人注目的是Wilson和Tucker的工作。但在镶边陆棚及缓坡模式得到了广泛认可和使用的同时,对陆表海和淹没台地型沉积未能予以足够的重视。与过去相比,现今的海平面是相对较低的,因而没有出现陆表海广泛发育的情况。但在漫长的地质历史时期,陆表海曾经覆盖了广泛的克拉通区域,是碳酸盐沉积最重要的场所之一。本文在系统总结前人成果的基础上,将用于描述大尺度碳酸盐岩沉积环境的碳酸盐台地分为镶边陆棚、缓坡、陆表海、孤立台地和淹没台地5种类型分别描述,并重点强调了陆表海和淹没台地的沉积模式。华北地台寒武系大面积分布的潮坪沉积、鲕粒滩相灰岩和竹叶状风暴砾屑灰岩,以及频繁出现的台地淹没事件,为阐明陆表海和淹没台地的沉积提供了绝佳实例。这些实例和研究表明了碳酸盐沉积环境的多样性和沉积过程的复杂性,以及将今论古的困难性,从而为碳酸盐沉积原理的认识和沉积环境的解释提供新认识和新思路。     

中国主要海相残留盆地有效成藏组合类型

经历了复杂构造演化历史的中国主要海相残留盆地具备了盆地油气成藏的最基本条件,诸如烃源岩、油源、输导系统、储集层、封盖层、圈闭等以及成藏动力学条件。海相残留盆地中,当有效烃源岩、有效储集体、有效封盖层系形成“三位一体”的有机配置时,即形成有效成藏组合。受盆地构造演化控制,中国主要海相残留盆地发育有加里东期风化壳上下组合、海西—印支期海陆交互相互层组合、中—古生界与陆相中—新生界“下生上储”组合等三类有效成藏组合。决定这些盆地成藏组合有效性的主要因素还包括油气成藏组合的封盖系统、成藏系统的构造分割性等。由此,不同海相残留盆地油气富集程度存在显著差异。     

从滨里海盆地上古生界油气探讨中国海相碳酸盐岩油气勘探的科学思路

中国海相碳酸盐岩油气勘探“久攻不克”,其中碳酸盐岩有机质丰度和油气运移是两大难题。滨里海盆地上古生界油气储量的地质成藏条件分析提供了一种碳酸盐岩油气成藏模式,即碳酸盐岩油气生成与地幔流体以及与中地壳的低速、高导层有关。原油、沥青、干酪根的 Pb、Sr、Nd 同位素组成、碳酸盐岩矿物与含水矿物的高温、高压实验、热液条件下 HCO_3~-与 H_2的实验均证实了上述认识,油气可以通过无机反应生成。根据这一油气生成模式,应该重新审视中国油气勘探的方针。近期可在西部三大克拉通盆地(塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地)及南方海相碳酸盐岩地区以“碳酸盐岩—生物礁(白云岩化)—膏盐”的岩性结构为模式有望找到大型、超大型油气田,关键是对生物礁的勘探及识别技术的突破、白云岩孔洞、裂缝储层的识别、预测及膏盐层钻井技术的改进。     

中国西部三大盆地海相碳酸盐岩台地边缘类型及特征

在回顾经典的碳酸盐沉积模式类型研究和我国学者对碳酸盐岩台地边缘特征研究的基础上,以构造控盆、盆地控相、相控生储盖组合为指导思想,依据中国西部三大海相盆地碳酸盐岩发育的特殊性,从中国西部三大盆地海相碳酸盐岩发育特征和地质实际情况出发,系统建立了5种碳酸盐岩台地边缘类型及沉积模式和12种亚类类型。以中国西部三大盆地不同时期发育的碳酸盐沉积特征为主线,从盆地构造演化、岩性特征、相带变化以及模式演化等方面详细分析了各个碳酸盐岩台地边缘类型及沉积模式特征。不同类型台地边缘及其沉积模式演化特征研究对分析生烃、储烃和盖烃物质等油气要素的时间和空间匹配关系具有重要的指导意义。     

Carbonate platform evolution: from a bioconstructed platform margin to a sand-shoal system (Devonian, Guilin, South China)

ABSTRACT The depositional organization and architecture of the middle–late Devonian Yangdi rimmed carbonate platform margin in the Guilin area of South China were related to oblique, extensional faulting in a strike‐slip setting. The platform margin shows two main stages of construction in the late Givetian to Frasnian, with a bioconstructed margin evolving into a sand‐shoal system. In the late Givetian, the platform margin was rimmed with microbial buildups composed mainly of cyanobacterial colonies (mostly Renalcis and Epiphyton). These grew upwards and produced an aggradational (locally slightly retrogradational) architecture with steep foreslope clinoforms. Three depositional sequences (S3–S5) are recognized in the upper Givetian strata, which are dominated by extensive microbialites. Metre‐scale depositional cyclicity occurs in most facies associations, except in the platform‐margin buildups and upper foreslope facies. In the latest Givetian (at the top of sequence S5), relative platform uplift (± subaerial exposure) and associated rapid basin subsidence (probably a block‐tilting effect) caused large‐scale platform collapse and slope erosion to give local scalloped embayments along the platform margin and the synchronous demise of microbial buildups. Subsequently, sand shoals and banks composed of ooids and peloids and, a little later, stromatoporoid buildups on the palaeohighs, developed along the platform margin, from which abundant loose sediment was transported downslope to form gravity‐flow deposits. Another strong tectonic episode caused further platform collapse in the early Frasnian (at the top of sequence S6), leading to large‐scale breccia release and the death of the stromatoporoid buildups. Siliceous facies (banded cherts and siliceous shales) were then deposited extensively in the basin centre as a result of the influx of hydrothermal fluids. The platform‐margin sand‐shoal/bank system, possibly with gullies on the slope, persisted into the latest Frasnian until the restoration of microbial buildups. Four sequences (S6–S9), characterized by abundant sand‐shoal deposits on the margin and gravity‐flow and hemipelagic deposits on the slope, are distinguished in the Frasnian strata. Smaller‐scale depositional cyclicity is evident in all facies associations across the platform–slope–basin transect. The distinctive depositional architecture and evolution of this Yangdi Platform are interpreted as having been controlled mainly by regional tectonics with contributions from eustasy, environmental factors, oceanographic setting, biotic and sedimentary fabrics.     

中国晚始新世—早渐新世地层孢粉组合及其古气候特征

始新世—渐新世是从65Ma恐龙绝灭以来新生代地球历史上最重要的事件, 此时地球从“暖室”过渡到“冰室”, 全球气候突变, 南极冰首次出现, 气候突变引起生物的大绝灭, 而我国的孢粉组合也有明显的变化特征.根据我国各个区始新世晚期—渐新世早期地层中孢粉组合的演化规律来探讨当时我国的古气候变化规律, 研究认为中国从始新世晚期到渐新世早期总体上亚热带、热带植物成分丰度和分异度都降低, 温带植物如桦科和榆科花粉大增, 耐寒山地针叶植物大量发育, 干旱类型植物增加, 草本植物开始繁盛.这些反映了从始新世晚期到渐新世早期植被组成由热带亚热带常绿阔叶树为主的针阔叶林转变为落叶树为主的针阔混交林, 说明晚始新世气候温暖湿润过渡到早渐新世气候变干变冷.孢粉植物群所反映的我国气候变化趋势与全球气候变化趋势一致, 说明我国的陆地也受全球构造的演变和南极大陆冰盖的影响.      

海相碳酸盐岩勘探地球物理方法新进展

介绍了地震相和古地貌恢复、地震属性分析、相干体、三维可视化解释、地震反演等五种主要地球物理方法技术的新进展。生物礁地震相可归纳为七种类型;层拉平技术是帮助进行古地形、古地貌分析的一种有效手段。地震属性的数量不断增加,新添的属性如分频属性、级联属性等;地震属性研究进展可概括为八个方面;目前的研究前沿主要集中在叠前深度域和弹性波。相干体技术已从第一代基于互相关的算法发展到第三代基于特征值计算的算法。虚拟现实系统的出现是三维可视化技术最新的具有质的发展意义的一次飞跃,代表了三维可视化技术的最新进展。地震反演技术的突出进展主要表现在四个方面:由单一曲线反演发展到多曲线联合反演、由基于振幅反演发展到基于地震多属性反演、由构造层序控制发展到层序地层控制、由叠后反演发展到叠前—叠后联合反演。使用所述方法在四川盆地云安厂、黄龙场、罗家寨等地区取得了较好勘探效果。