重新审视深层油气成藏模式：以塔里木盆地为例

近年来,随着油气勘探不断向深层—超深层领域拓展,深层展现出了巨大的油气勘探潜力,同时也在成烃-成储-成藏等方面浮现出一系列科学问题。本文在广泛调研国内外相关研究的基础上,梳理了深层油气成藏环境和生、储、盖成藏要素的特殊性,重点讨论了深层油气藏在形成与演化过程中需要深入关注的四个基本问题：(1)深层中的油气生成、储集空间形成、油气相态和运移等研究,均需要以物质守恒和能量守恒基本定律为前提开展;(2)深层经历了盆地演化全过程,需要从动态演化角度研究油气成藏;(3)需要探索新的实验方法,加大对深层液态烃稳定性与保存深度下限的研究;(4)注重多学科融合与多技术交叉,解决深层复杂的地质问题。在此基础上,提出了深层油气藏最为可能的两种成藏模式：(1)中—浅层油成藏、深埋保持型;(2)长期浅埋、晚期快速深埋(凝析)气成藏型。以塔里木盆地台盆区顺北地区和库车坳陷博孜—大北地区为研究对象,应用储层地球化学分析、流体包裹体系列分析技术、方解石原位U-Pb定年技术和盆地模拟技术,对两个地区油气成藏模式进行研究。结果表明：顺北地区奥陶系深层油气藏为“早期中—浅层成藏、后期持续深埋保存”的成藏模式,油气成藏后相...     

中国南方海相油气成藏模式分析

分析了油气藏形成的四个重要时期,即加里东、印支、燕山、喜马拉雅油气聚集期,和两个主要的油气藏破坏期,即中燕山运动期和晚燕山—喜马拉雅运动期,依据生烃期的早晚和油气在完成初次聚集后至最终成藏定型是否突破了原始封闭体系,提出了新的成藏模式划分方案,将中国南方海相油气成藏模式划分为原生型、次生型和再生型成藏模式3种类型,并分析了各类成藏模式的分布情况。     

一种有效的油气成藏研究手段——有机包裹体生物标志物分析：以渤海中部沙东南构造带为例

包裹体生物标志物分析实现了包裹体烃与储层烃的直接对比，是目前最有效的有机包裹体成分分析方法之一。由于一般情况下成熟早期原油密度较高，其中高分子量的生物标志物浓度亦高，因此，虽然该方法为群体包裹体分析结果，事实上包裹体生物标志物主要反映早期烃流体的特征，因而该方法可用于追朔油气成藏过程中石油组成的变化。本文详细介绍了压碎法包裹体烃生物标志物分析方法，并应用该方法分析了渤海中部沙东南构造带油气成藏过程。认为沙垒田凸起上CFD11-1油田的原油为沙河街组与东营组下段混合来源，其成藏过程是：早期沙河街组一段、三段形成的成熟度低到中等的油首先充注在近凹陷的构造中(如CFD18—2构造)，晚期(上新世时)东营组下段成熟油及沙河街组生成的高成熟油充注近凹的构造，并将早期注入的成熟度相对低的油向构造高部位排驱，排驱过程中有部分晚期生成的油气混合一起进入浅层，在远离凹陷的凸起上成藏(CFD11-1油藏)。作者认为，在近凹的低凸起及潜山构造是寻找轻质油和天然气的有利区带。     

塔里木盆地克拉2气田储层流体包裹体与油气成藏研究

储层流体包裹体研究是认识油气运移、油气成藏的有效方法之一.通过对塔里木盆地克拉2气田克拉201井储层流体包裹体的系统取样研究,得到储层流体包裹体的四组均一温度:75～105℃,120～135℃,155～175℃,200～250℃.其中前三组与油气成藏有关,第四组及更高的温度可能与地下的热液活动有关.结合沉积埋藏史和热史的恢复,认为克拉2气田的成藏时间为11～2.5 Ma之间,即康村组至库车组沉积初期开始,到库车组遭受抬升剥蚀时停止.推测来自地下的高温热液可能对气藏起过重要的改造作用.     

南堡凹陷混源油分布与主力烃源岩识别

南堡凹陷油气源尚不清晰.首次采用单体烃碳同位素、结合生物标志物对全凹陷范围的原油和烃源岩进行了精细地球化学研究.分析表明, 拾场次洼沙三段烃源岩(Ⅰ类)发育高丰度的4-甲基甾烷与硫芴系列、贫伽玛蜡烷, 单体烃碳同位素为"斜直线型", 相关原油分布于高柳深层; 南堡凹陷南部沙二+三段源岩(Ⅱ类)伽玛蜡烷较发育, 但4-甲基甾烷不太发育, 其他特征类似于Ⅰ类源岩, 相关原油发现于潜山; 南堡凹陷沙一段-东三段烃源岩(Ⅲ类)富含重排甾烷与孕甾烷系列, 单体烃碳同位素较轻且近"W"型, 相关原油主要分布于南堡4、5号构造带.发现南堡油田1、2号构造带、老爷庙、高柳中浅层原油具有界于Ⅱ、Ⅲ类源岩(及相关原油)间的同位素与生标特征, 系混源油, 定量预测出混源油中沙二+三段源岩的贡献最高达82%.本研究关于Es₂₊₃系南堡凹陷重要的油气源的认识不同于以往研究, 为该区进一步油气勘探提供了重要依据.      

深层-古老海相层系温压场与油气成藏

深层海相碳酸盐岩层系尚处于勘探初期,对于海相盆地深层温压场的演化特征及主控因素认识还不够清晰.本文总结了适用于深层海相层系的温压场研究方法,并以川中古隆起震旦系气藏和塔中隆起奥陶系凝析气藏为例,展示温压场恢复的结果.川中古隆起震旦系灯影组的温度演化经历了升温-降温-快速升温-快速降温的过程,主要受大地热流与沉积埋藏史的控制;而塔中隆起奥陶系则经历了持续缓慢增温的过程,现今为最高温度.川中震旦系和塔中奥陶系现今地层压力都表现为常压,但前者经历了常压-弱超压-强超压-卸压的演化过程,而塔中隆起奥陶系在3次主要的油气成藏期没有明显的超压.对温压场的系统研究,有助于解释塔中隆起和川中古隆起现今油气相态的差异,还可以为碳酸盐岩储层高温高压模拟实验提供参数,为海相大气田进一步勘探提供理论指导.      

塔里木盆地东部大地构造演化与油气成藏

塔东地区的大地构造演化经历了前震旦纪基底形成阶段、早加里东期大陆边缘断陷盆地阶段、晚加里东期隆后坳陷阶段、海西期前陆隆起阶段、印支期—早燕山期冲断前陆盆地阶段、晚燕山期陆内坳陷盆地阶段和喜山期断陷盆地阶段;大地构造演化的不同阶段不仅形成了多套烃源岩,而且控制了古生界和中新生界两套不同的油气成藏系统。古生代油气成藏系统主要在塔东低凸起和古城鼻隆地区,中生代油气成藏系统在英吉苏凹陷—孔雀河斜坡一带地区。     

四川盆地海相碳酸盐岩的油气成藏条件

四川盆地位于亚洲大陆中南部,是我国最大的外流盆地。油气资源评价结果(2008)表明,四川盆地海相地层待发现资源量约为50111.84×108m~3,资源勘探潜力巨大。本文从地层的划分、层序格架及层序岩相古地理特征等方面,对四川盆地海相碳酸盐岩油气成藏条件做了进一步研究。认为研究区烃源岩包括下志留统、中二叠统、上二叠统龙潭组和上三叠统须家河组等4套岩石,及局部发育的上二叠统大隆组。储集层粉为构造成因类和沉积成因类,构造成因主要包括裂缝性储层;沉积成因类储层主要是礁滩储层、内幕白云岩储层和风化壳岩溶储层。中二叠统气藏主要为自生自储的裂缝性气藏和台内滩相气藏;茅口组顶部和雷口坡组顶部发育风化壳型气藏;吴家坪组、长兴组及飞仙关组地层含礁滩型气藏;嘉陵江组和雷口坡组地层含内幕白云岩型气藏。     

柴达木盆地北缘西段油气成藏机理研究

柴达木盆地北缘西段是一个以中下侏罗统煤系地层为烃源岩的含油气系统, 产油气层位主要是第三系.逆断层及相关褶皱组合构成柴北缘油气藏的主要圈闭类型.渐新世晚期(E₃2) 与上新世末到第四纪(N₂3—Q) 是柴北缘构造变形和圈闭形成的重要时期, 第三系油气成藏也主要发生在这2个关键时期.油藏原油组成和石油包裹体成分分析结果证明第三系油气藏存在不同期次的油气充注历史.下第三系的油气藏存在2期油气充注, 渐新世断层活动破坏侏罗系古油藏并连通侏罗系烃源岩, 导致古油藏中的低成熟石油和侏罗系烃源岩新生的成熟油气沿断层运移到下第三系圈闭中, 构成第1期油气充注; 上新世末到第四纪(N₂3—Q) 期间, 继续活动的断层导致侏罗系烃源岩高成熟油气沿断层运移到下第三系圈闭中, 形成第2期油气充注.上第三系油气藏主要为一期充注, 即在上新世末到第四纪(N₂3—Q) 新生断层破坏下第三系油气藏, 部分油气沿断层充注到上第三系合适的圈闭中形成次生油气藏.在柴北缘第三系油气藏形成过程中, 断层起到了重要的控制作用.      

塔里木盆地塔河油田原油中生物标志化合物成熟度指标特征与石油运移

塔河油田是我国迄今为止在古生界海相碳酸盐岩层系中发现的最大的油气田,研究其中油气的运移是了解这种油气藏形成规律的重要环节。对塔河油田近几年开采的油井原油样品进行系统采集后,分析了原油中生物标志化合物,选取Ts/(Ts Tm)、三环萜烷/17α(H)-藿烷和重排甾烷/规则甾烷比值作为油气运移指标,研究了塔河油田原油的运移特征。结果表明,这些指标反映了塔河油田奥陶系原油运移有两个方向,一个是由东向西,另一个是由南向北;9区和三叠系、石炭系原油成熟度较高,说明它们成藏期较晚。     

塔里木盆地塔中隆起奥陶系碳酸盐岩油气运聚主控因素及成藏模式

从多元地质条件及其空间匹配关系角度出发,综合地质剖析及地球化学示踪等方法,对塔里木盆地塔中隆起奥陶系油气输导体系、运移方向及分布特征等进行的精细研究。结果显示:断裂、源储接触关系及盖层等共同控制着油气垂向运移的距离及层位;构造背景、不整合面、渗透性输导层、断裂的配置关系等控制着油气侧向运移的方向、通道和距离;海平面升降旋回、优质储层的配置关系控制着油气垂向聚集层位及平面分布规律。进一步结合研究区烃源岩条件、储层类型等研究成果,基于源储纵向接触关系及油气垂向运移距离,目的层油气成藏模式可分为近源混合成藏模式与远源混合成藏模式;根据油气来源区域及油气横向运移距离,又可分为内部源岩叠加混合成藏模式与内外部源岩交叉混合成藏模式。     

库车褶皱冲断带天然气成藏体系及有效运移优势通道

库车褶皱冲断带天然气成藏体系由侏罗系煤系烃源岩、侧断坡断层输导体系和侧断坡相关背斜构造圈闭构成.相对于走滑断层而言, 侧断坡断层是有效的天然气运移优势通道.研究表明, 侏罗系煤系生成的天然气通过侧断坡断层向上运移到白垩系巴什基奇克组侧断坡相关背斜的砂岩储集层聚集成藏, 异常压力的幕式泄压可能是油气运移的主要方式.克拉2、迪那2、迪那1和吐孜1等气田的发现是库车褶皱冲断带天然气成藏体系的有效体现.侧断坡相关背斜是库车褶皱冲断带天然气勘探的新领域.      

塔里木盆地轮南低隆区油源问题与运聚模式

塔里木盆地轮南低隆区的油源研究存在若干问题,直接影响到对运聚模式的认识,并影响到勘探的思路,综合分析各项地质条件,笔者认为：轮南低隆区的主力烃源极有可能是三叠系和侏罗系自身生成的油气,它是一个短距离侧向运聚,自生自储,多套生储盖复合,纵向叠置,以河湖相砂岩为储层的正常生储盖组合方式的含油气系统,表现为背斜油气聚集带。     

准噶尔盆地莫北-莫索湾地区原油成因分类及运聚特征

准噶尔盆地腹部莫北—莫索湾地区原油成因类型复杂,通过混源油配比模拟实验,发现原油的一些生物标志物组成随混源油比例呈现有规律的变化,因而可能是判识原油成因类型的有效指标。据此,综合原油的其它地球化学参数,将本区的原油分出4种成因类型。根据这些不同类型原油的区域分布特点,结合地质背景,分析了原油的运聚特征。研究结果为区域油源与成藏研究提供了有益的参考信息。     

塔里木盆地一类新海相原油的地球化学特征

对塔中52等井奥陶系储层产出的原油进行的分析结果表明,它们的三环萜烷系列较为特殊,主要表现为其相对丰度呈C19>C20>C21>C23>C24>C25>C26阶梯状的模式,C24四环萜烷异常丰富,且其丰度远高于C26三环萜烷,这一分布模式一般出现在淡水沼泽相和浅湖相沉积地层与原油中。在三萜烷分布特征上,其伽马蜡烷含量很低,甾烷系列和藿烷系列的分布与组成特征与该地区来源于中上奥陶统烃源岩的海相原油十分接近,同时它们的全油均具有轻的碳同位素组成,其δ13Ｃ值都小于-30‰,具有海相成因原油的特征。而塔中12井上奥陶统良里塔格组4-5段烃源岩中生物标志物的分析结果进一步证实了该类原油与那些富含宏观藻残片,且有机质类型偏腐殖型的上奥陶统海相烃源岩关系密切,是该地区油气勘探中值得关注的对象。      

塔河油田古近系陆相油气地球化学特征及其远距离成藏模式

通过对塔河油田古近系油气藏油气物理性质、饱和烃色谱、分子标志化合物及碳同位素等地球化学特征研究,发现塔河 古近系油气藏油气均表现出陆相油气地球化学特征,与塔河油田海相油气特征形成鲜明对比。结合前人对塔北地区烃源岩研 究成果分析,认为塔河古近系油气来源于库车坳陷三叠系-侏罗系烃源岩。库车坳陷充足的油气源是塔河油田古近系油气成 藏的物质基础。喜马拉雅期塔河中新生界区域北倾构成了油气由北向南运移的构造背景,库车坳陷烃源岩在新近纪康村组沉 积晚期-库车组沉积早期达到高成熟期,其所生油气沿南翼斜坡的输导系统向南运移至古近系圈闭成藏。塔北地区古近系与 白垩系之间的不整合是北部陆相油气远距离侧向运移的重要通道,油气向南侧向运移直线距离超过100 km。塔北地区古近系泥 岩是良好的区域盖层,多种成藏要素相互配合造就了塔河古近系远距离油气聚集模式,该模式较为合理的解释了塔河地区古近 系油气藏分布特征,丰富了对塔河碎屑岩油气成藏规律认识,有助于塔河地区新生界碎屑岩油气勘探领域的进一步拓展。     

塔里木盆地石油运移的孢粉学证据

基于塔里木盆地塔北、库车、喀什和叶城四个含油气区 44个原油样品和 3个天然气样品中发现的化石孢子花粉89属183种的研究, 在该盆地地质背景下探讨了石油运移的机理。研究内容包括石油运移的通道、相态、方向、路线和期次。研究结果表明, 在油气源岩成岩过程中由异常高压形成的微裂隙是石油初次运移的通道 断层、不整合面、节理和其他裂隙是石油二次运移的通道 在运移过程中石油可保持其原有相态, 液态与气态混合相是塔里木盆地石油运移过程中的主要相态 石油运移的方向因油藏类型而异, 或以垂直运移为主, 或以侧向运移为主。     

油气运聚地化分析技术在塔里木盆地台盆区的应用

塔里木盆地台盆区因多期的构造运动使油气藏经历了多次破坏、多次调整的复杂演化历史,应用储层包裹体特征与盆地模拟分析技术确定油气注入时间,应用中性含氮化合物分布判别油气运移方向,应用具有时代意义的生物标志化合物确定烃源岩的准确时代等方法,再结合构造演化史,较好地解决了确定塔里木盆地轮南油气区和哈得逊油田油气分布规律和油气运移路径的问题。研究表明,轮南地区主要有三期油气运移期,后两期(发生于侏罗纪之后)的油气主要通过裂隙与不整合面由满加尔凹陷和草湖凹陷向轮南低隆高部位运移,轮南地区下部的烃源岩所生成的油气则通过裂隙运移到上部储层中成藏。油气大规模注入三叠系储层的时问为15～10Ma,三叠系原油在横向上从吉拉克地区向桑塔木断垒带和轮南断垒带方向运移注入,垂向上为由断裂从 T_Ⅲ油组向 T_Ⅰ油组注入。哈得逊油田东河砂岩油藏的寒武系—下奥陶统烃源岩生成的油数量有限,后期注入的中—上奥陶统生成的油的推进前端应在哈得逊东南部附近。