中国油田地热研究的进展和发展趋势

油田地热是地热学的一门重要分支学科,而沉积盆地的热历史则是油田地热学研究的核心内容。油田地热主要研究含油气盆地的今、古地温状况,盆地热历史及其与油气形成的关系。地热与石油是共存于沉积盆地的两种资源。近年来,油田地热的研究还拓展到油气区地热资源的勘查和地热能的开发利用等方面。文中对近年来我国含油气盆地的地热特征、深部热结构和热-流变结构、盆地热历史重建的研究现状和存在问题进行了综述,探讨了我国油气区地热资源的勘查、开发和利用现状及发展趋势,以期对中国油田地热研究的进展和发展趋势有进一步的了解。     

特约主编致读者

地热与石油是共存于沉积盆地的两种资源。油田地热是地热学的一门重要分支学科,它主要涉及含油气盆地的今、古地温状况,盆地热历史及其与油气形成的关系。近年来,油田地热的研究也拓展到油气区地热资源的勘查和地热能的开发利用等方面。以“油田地热”为主题专辑的19篇论文分为两部分内容：一是与油气勘探密切相关的沉积盆地热体制研究成果,主要包括含油气盆地的地热特征、深部热结构和热流变结构、盆地热历史重建等方面的成果;二是油区地热资源的勘查与利用方面的研究成果,分析了我国油气区地热资源的勘查、开发和利用现状及发展趋势。本专辑的出版能使读者对中国油田地热研究的进展和发展趋势有进一步的了解。 沉积盆地的热体制研究包括现今地温分布特征、热历史、深部岩石圈热结构和热流变结构等方面的研究。我国系统的油田地热研究始于20世纪80年代初,经过各部门广大科研人员近30年的不懈努力,在我国大陆地区获得了高质量的大地热流数据1 246个,完成了新版的热流数据汇编,基本廓清了我国主要沉积盆地大地热流背景。盆地热演化是盆地动力学研究的重要内容,也是含油气盆地沉积岩层内的有机质成熟并向烃类转化过程中的关键因素之一。盆地热历史研究近年来的主要进展体现在热史重建方法方面,即在低温热年代学古温标方法和前陆盆地构造热演化模型中有重要的进展,本专辑的9篇论文展示了这方面的成果。利用多种古温标耦合反演方法重建热历史不仅克服了单一古温标的缺陷并可进行相互补充和验证,同时也提高了研究结果的精度和可信度,从而使得定量恢复古老盆地复杂热历史得以实现。而前陆盆地构造热演化模型的建立,则是实现了构造与热的较好结合,拓展了盆地动力学模型用于恢复热历史的范围。同时,地球深部热状况是深部地球动力学和岩石圈活动性研究的重要内容,明确岩石圈热流变结构纵横向及时间上的变化特征有助于解释盆地形成、大陆边缘和造山带等的动力学过程,进而反映岩石圈的地球动力学特性。本专辑的4篇论文展示了典型盆地的热结构、热流变结构的成果,并在岩石圈热结构、热岩石圈厚度、热流变结构的演化研究中取得了新认识,为地质历史时期深部动力学研究提供了重要的参数。 沉积盆地的油田分布区往往也是地热资源广泛分布的地区。我国主要油气区蕴藏着丰富的中低温地热资源。科学开发、利用地热资源对于缓解雾霾与大气治理具有积极作用。近年来,国内在油区地热资源的开发利用方面的研究工作也开展得如火如荼。对含油气盆地的地热资源潜力进行评价是地热开发利用的基础。本专辑5篇地热资源方面的论文包含了地热单元分类分级评价体系、地热系统类型划分和三个实际地区的研究实例。为了更好地分析地热资源的分布特征和富集规律、评价资源潜力并优选有利勘探开发目标,提出了从全球构造到地热藏的地热单元分类分级评价的思路并将地热单元由大到小划分为地热域、地热区、地热带、地热系统和地热藏等5个级别。此外,提出了地热系统的概念模式和功能单元,并结合地质构造背景和热源类型将地热系统划分为隆起山地岩浆活动型、隆起山地非岩浆活动型、沉积盆地岩浆活动型和沉积盆地非岩浆活动型地热系统四类。总体上,我国油田区地热资源的开发利用研究方面刚刚起步,但油田区具有丰富的地热资源,且油田地质资料丰富,可利用的废弃井数量大,油田区地热能利用市场非常广阔。 本专辑的作者大都是中青年的“热二代”和“热三代”,既有来自高校和中国科学院各研究所的研究人员,也有来自油田和地热研究院的专家,他们是我国目前油田地热研究的中坚力量。感谢诸位专家学者的热烈响应和积极参与！让我们共同为中国油田地热研究的繁荣而努力！ 最后,感谢本专辑的所有作者、审稿人、编辑部人员为本专辑出版付出的辛勤劳动。     

南襄盆地地热系统构成及资源量预测:以泌阳、南阳凹陷为例

地热系统属于地质系统的一种,是指一个动态的,由相互联系的若干地热构成要素所组成的集合,这些要素包括热源、通道、水源、储盖层等,动态过程则主要包含热的传导与地下水循环。含油气盆地因其特有的形成演化过程而形成的构造、沉积以及水动力条件,使其具有形成大中型地热田的良好基础。本研究以南襄盆地为例,在区域地质研究的基础上,综合地震、测井、地化分析以及地温资料,分析了典型沉积盆地型地热系统的构成。结果表明:南襄盆地地热田热源以幔源热及壳源热为主,而区内可作为热源的喜山期岩浆岩不发育,规模小,热量多散失,不能作为本研究区主要热源;通道为边界深大断裂以及沉积盆地骨架砂体;热水来源为大气降水,其中盆地北面伏牛山山区、盆地南面桐柏山山区为大气降水汇集的重要场所;储盖层为中新生代沉积的古近纪、新近纪地层。综合这些要素与动态过程,本次研究揭示了典型的沉积盆地型地热田的地热系统构成方式以及聚热规律,在地热系统研究的基础上,并利用"体积法"计算了泌阳、南阳凹陷的地热资源量。     

沉积型和火山型地热流体的同位素水文地球化学对比研究

地热资源按地质构造及成因的不同可划分为火山型及沉积盆地型两种类型。国内外许多学者对沉积型地热系统的同位素水文地球化学研究较多,而火山型地热系统研究不足,且沉积型和火山型地热流体的同位素水文地球化学对比研究还有待进一步深入。文章以关中盆地腹部沉积型地热系统及腾冲火山地热系统为代表,应用同位素水文地球化学方法对不同类型地热流体的地质构造、地热流体起源及成因、热储开放程度等进行系统对比研究,进而揭示其异同之处,为我国不同类型地热资源的可持续开发利用提供科学依据。关中盆地与腾冲热海地热系统在热储空间、构造条件、热源方面均存在较大差异,前者热储更为封闭,热储层更厚,后者热储通道更为畅通,热源更为丰富;腾冲热海地热系统热储温度高,埋藏更浅,热水循环更快,更易于开发利用。关中盆地与腾冲热海地热系统均存在比较明显的δ18O富集现象,关中盆地地热流体滞留时间更长是δ18O富集的主控因素,腾冲较高的热储温度是δ18O富集的主控因素;关中盆地腹部为沉积-半封闭型、封闭型,腾冲热海地热系统为火山-半封闭型;在漫长的地质历史时期,水岩反应的程度是决定热储流体水化学类型的主控因素。     

中国东西部典型盆地中—新生代热体制对比

沉积盆地的热体制和热历史是盆地动力学和油气成藏研究的重要内容,中国东西部盆地受不同构造背景和动力学机制影响,热体制存在明显差异。文中从盆地的热历史、热岩石圈厚度和岩石圈热结构3个方面对渤海湾和塔里木这两个中国东西部典型盆地中—新生代的热体制进行了分析,表明东西部盆地在中—新生代时期的热体制存在较大差异。中—新生代时期渤海湾盆地经历了早白垩世—晚白垩世早期(K1—K12)和始新世—渐新世(E2—E3)两期热流高峰,而塔里木盆地热流值是逐渐降低的过程;渤海湾盆地的热岩石圈厚度在中—新生代经历了早白垩世晚期和古近纪中—晚期两次快速的减薄高峰,减薄高峰时期岩石圈厚度仅为43~55km;而塔里木盆地则经历了中生代缓慢增厚—古近纪以来快速增厚的过程。由地幔热流与地表热流比值确定的岩石圈热结构揭示出渤海湾盆地经历了三叠—侏罗纪的"冷幔热壳"型和白垩纪以后的"热幔冷壳"型;塔里木盆地则由"热幔冷壳"型在新近纪末期转变为"冷幔热壳"岩石圈热结构。深部岩石圈的热结构和热状态的这种差异与岩石圈热-流变结构和岩石圈变形特征密切相关,通过对沉积盆地中—新生代时期的热历史和岩石圈热结构演化的研究,可以揭示沉积盆地深部的热状态,为中—新生代以来的成盆动力学机制研究提供有科学意义的参考。     

全球沉积盆地动态分类方法:从原型盆地及其叠加发展过程讨论

沉积盆地是油气生成和聚集的基本地质单元,其形成和发展为板块构造演化所控制,主要表现在两个方面,一是板块从分离到汇聚的不同阶段、板块的不同位置,产生不同的原型盆地,形成了特定的构造-沉积体系,决定了其生、储、盖等基本含油气条件;二是后期叠加的原型盆地不但本身具有新的油气地质特征,还能够改变早期原型盆地的成藏条件及油气分布规律。以板块构造演化历史为时间线索,通过对现今盆地早期原型及其后期叠加改造过程的系统解剖,用动态方法将全球处于一个威尔逊旋回的现今盆地划分为12种类型。在此基础上,总结了各类盆地的基本属性及含油气条件,为科学预测各类盆地的含油气远景奠定了基础。     

中国西北部造山型盆地构造特征与油气赋存

中国西北部发育有塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈等四大含油气沉积盆地和众多的中小型含油气沉积盆地.现今盆地均是周缘造山带隆升后形成的地理型盆地,盆地基底均老于周缘造山带隆升时期,沉积盆地均具有造山型盆地性质.前人的研究表明周缘造山带的造山运动不仅给盆地提供了丰富的沉积物,同时控制了形成、改造和调整盆地的构造.笔者以相邻造山带构造演化对沉积盆地沉积、沉降、构造活动和热活动等特征的影响,特别是盆地边缘的影响研究为基础,在造山型盆地概念的基础上,系统讨论了造山带构造演化对含油气盆地油气生、储、盖、圈闭、运移和保存等方面的影响.     

济阳坳陷灰岩热储分布特征及资源潜力评价

利用钻井、测井、试油等油气勘探资料,对济阳坳陷灰岩潜山的构造演化、热储分布、地热资源形成条件等方面进行了综合分析,明确了该区灰岩潜山热储的成因类型为沉积盆地传导型,热储层主要为北东向潜山新近系覆盖的基岩凸起区寒武系-奥陶系。地热水主要为可更新性差的沉积埋藏水,腐蚀性和结垢性较强。热储法计算结果表明研究区地热资源量10.75×109 GJ,可采地热资源量1.61×109 GJ。     

沉积盆地热历史恢复方法及其在油气勘探中的应用

沉积盆地热历史的研究在油气勘探和油气成藏研究中占有重要地位。恢复沉积盆地热历史的方法主要有古地温指标法和动力学模拟法两类。古地温指标法中最常用的为有机质成熟度和矿物裂变径迹,动力学模拟法中最常用的是盆地的拉张模型和挤压模型。恢复下古生界碳酸盐岩地区所经受的热历史还存在一系列问题,需探索新方法。介绍了盆地热历史恢复的思路和技术,并结合中国西部盆地的实例阐述了盆地热历史恢复在盆地动力学、烃源岩成烃演化和油气成藏期次研究中的应用。     

新疆油气地质研究

新疆油气勘探开发已有40多年历史，特别是近10年来取得了重大进展。运用新理论和成果进一步研究总结了区内主要含油气盆地两类基底性质，不同原型盆地的沉积特征，盆地演化阶段及构造特征，油气资源及含油系统，多油气藏类型及油气分布规律等。     

中国大陆地区沉积盆地热状况剖面

根据我国沉积盆地大量实测的地温、大地热流资料和岩石热物理性质数据,分析、总结了由东至西我国主要沉积盆地的现今地温、大地热流、深部地热及岩石圈热结构的分布状况及其差异,为我国的地热研究的进一步深入提供了可靠的基础资料。     

松辽盆地坳陷层控地热系统研究

松辽盆地是在印支运动末期至燕山运动早期形成的大型沉积盆地,其不仅蕴藏丰富的油气资源,也是我国主要的地热资源潜力区。本文以大陆科学钻探松科二井为基础通过建立盆地热导率、生热率、孔隙度等物性柱,分析了盆地深部地温场特征,最后给出了松辽盆地坳陷层控型地热系统的形成机制。松辽盆地物性具有明显的垂向分层特征,按照垂向变化可分为4段,分别为盖层段、储层段、稳态热传导段和基底段。热导率随岩性、沉积时代的不同存在较大的差异,总体上随深度的变大逐渐增大,储层段表现出热导率的快速增长,而基底段则热导率差异性大;生热率在白垩系沉积层总体偏低,表现出“冷壳热幔”的热结构;孔隙度表现为从1800 m到2700 m的储层段快速下降趋势,地层储水能力逐渐变弱。松辽盆地地热系统具有坳陷层控的特点,中、晚侏罗世莫霍面隆起形成的热隆张导致了后期浅部的断陷-坳陷双重结构。在坳陷沉积阶段沉积了河湖相为主的砂、泥岩地层,后期随着地下水的循环补给及聚热作用,在白垩系姚家组、青山口组、泉头组中形成了以砂岩为主且空间上由盆地边缘向盆地中心逐渐变薄的层控型地热系统。寻找高渗透热储层是松辽盆地地热探测的关键,本研究可以为盆地深部找热提供...     

“源热共控”中国近海盆地油气田“内油外气”有序分布

源热共控油气形成,烃源岩是油气形成的内因,热是油气形成的外因,内因和外因缺一不可,二者耦合作用控制了含油气区内油气的形成、资源潜力与分布模式。中国近海沉积盆地主要属于新生代伸展盆地或张扭盆地,古近纪发生裂陷,早—中中新世发生区域性热沉降,晚中新世以来新构造活动在多数盆地比较活跃。中国近海新生代盆地烃源岩主要形成于古近纪...     

“一带一路”油气资源知多少?

<正>一、"一带一路"沉积盆地广泛发育,资源极其丰富,但分布不均衡,主要分布在西亚、俄罗斯、中亚及东南亚地区"一带一路"沿线国家主要位于特提斯构造域,沉积盆地发育,油气地质条件优越,资源极为丰富。据IHS(Information Handling Sevices)、Wood Mackenzie公司数据,截2015年底,正在开展勘探开发的含油气盆地共202个,油气剩余可采储量为     

含油气系统概念的内涵

含油气系统的概念自1972年首先由 Dow 在丹佛召开的 AAPG 年会上提出后,历经诸多学者的补充、修改而完善。现在我们可将其内涵归纳为以下几个方面。(1)沉积盆地、含油气系统、成藏组合及勘探目标等层次构成一个油气勘探序列。含油气系统是一个油气勘探层次,介于沉积盆地与成藏组合之间。含油气系统是一个油气成因单元,它占据一定的沉积空间,一般仅为构成含油气盆地     

山西大同盆地北部地热地质特征及资源潜力

【研究目的】大同盆地为新生代断陷盆地,具有较优越的地热地质条件,但由于盆内地球物理和钻探资料较少,针对盆地结构、沉积地层分布、地热地质特征和资源评价研究相对薄弱,在一定程度上制约了对大同盆地地热资源的潜力认识和开发利用。【研究方法】本文综合应用新的二维地震及钻测井等油气和地热勘探资料,开展了大同盆地北部地质结构、断裂、沉积地层、地热地质特征等研究,评价了地热资源潜力,估算了地热资源量,指出了地热资源有利区。【研究结果】将大同盆地划分为怀仁凹陷、桑干河凹陷、应县凹陷和黄花梁低凸起、桑干河西凸起5个二级构造单元;盆地北部（大同市境内）具有较好的地热地质条件及地热资源潜力,主要发育新近系砂岩和太古界基岩两套热储层,并发育较厚的第四纪热盖层,新生代拉张作用和火山活动强烈,总体处于大地热流高值区,具备新近系砂岩和太古界基岩层状地热资源潜力,总静态资源量约68.8×1015kJ,折合标煤约23.47亿t。【结论】综合评价认为大同盆地怀仁凹陷西部和桑干河凹陷北部为水热型地热资源一类区,是地热勘探开发有利目标区,热储埋深大于2000 m,预测平均水温大于60℃,单井涌水量可达60 m3/h,怀仁凹陷东...     

沧东-南皮凹陷地层沉积研究新认识

沧东-南皮凹陷是大港油田黄骅坳陷主要油气聚集区,已发现7个油田.本次应用层序地层学、储层沉积学对该区进行系统研究,在地层、沉积、湖盆结构等方面取得了新认识.统一了中央隆起带和外围地质分层界限;在孔店组内部存在两个不整合面;进一步认识到孔二段属坳陷型残留盆地,首次提出沧东-南皮凹陷为孔二段、沙河街组两期迭合盆地.沉积体系研究认为孔二段以短轴多物源辫状三角洲沉积为主.     

南海西纳土纳盆地含油气系统分析与勘探前景预测

西纳土纳盆地是南海重要的含油气盆地之一。根据含油气系统"从源岩到圈闭"的核心思想,本文以盆地油气田的最新资料为基础,结合盆地构造-沉积演化历程,运用石油地质综合研究方法,对盆地内主要含油气系统进行分析与划分,且在空间上圈定含油气系统展布范围。在此基础上,研究不同含油气系统的基本特征,深入剖析油气分布规律和主控因素,探讨未来盆地的油气勘探前景及重要勘探领域。研究表明,西纳土纳盆地发育4套含油气系统,Belut-Gabus/Arang/Belut(·)含油气系统和K/J-Arang(·)含油气系统是最重要的含油气系统,分别富集了盆地内46. 1%和45. 0%的油气可采储量。区域上,盆地的油气主要分布于Anambas地堑和Penyu次盆东部;层系上,油气主要储集于上渐新统和下中新统;油气藏类型上,油气富集于挤压背斜和披覆背斜等构造型油气藏中。油气分布规律的主要控制因素是主力烃源岩展布、区域盖层与油气运移路径、反转挤压和基底隆升运动。综合分析认为,Penyu-Penyu(·)含油气系统具有较大的勘探潜力,储层砂体预测和凹陷油气优势运移通道研究是该含油气系统的未来勘探重点。     

利用油藏地质地球化学特征综合划分含油气系统

含油气系统的划分和范围的确定关系到油气勘探的方向和有利区带的选择,油源对比是含油气系统划分的关键.在缺乏成熟烃源岩样品的情况下,须结合油气藏的地质特征和演化历史,才能科学地划分含油气系统.据中非Muglad盆地Nugara坳陷同-构造上两个油田的地质分析和原油地球化学分析,把坳陷划分为两个独立的含油气系统,不同油田属于不同的系统.这一思路可为今后复杂构造演化区和裂谷盆地含油气系统研究提供借鉴.     

沉积盆地中的流体运移

<正> 沉积盆地中有重要经济意义的流体流动包括地下水、油气形成和运移、地壳储层间的物质迁移、地热和水热矿床等。目前,在量化地质历史时期对地下水和油气运移性质的研究并将这些流体的流动与各种地球化学过程和大地构造作用