海相盆地热史恢复方法体系

从多期复杂热史的记录与恢复入手,介绍了常规热史恢复的基本原理和方法以及近些年古温标研究和构造-热演化模型方面的进展情况,然后针对海相残留盆地多期复杂热史恢复这一特殊问题,提出了盆地与岩石圈尺度并举、不同封闭温度的多种古温标和盆地模型结合的海相残留盆地热史恢复体系的初步思路以及工作的方法,藉以引起讨论和思考,促进海相盆地热史恢复研究的进展。     

中国海相油气勘探若干重大科学问题

中国覆盖区海相地层（以古生界为主）勘探多年，勘探发现与预期结果差距甚大，认为主要原因是我国石油地质家对海相油气富集及分布规律的认识甚少。我国海相盆地与国外富油气海相盆地差异显著：①时代老；②有机质丰度低；③有机质热演化程度高；④勘探目的层埋藏深；⑤油气藏保存条件差。必须开展多学科联合研究，从新的角度加快研究３个基础理论问题：①成盆理论，要进行地球动力学和盆地沉积建造类型、地层样式及地层成岩事件研究；②成烃理论，要进行古生物学、古海洋学、古环境化学、沉积学、有机岩石学、有机地球化学和物理化学研究，研究不能受干酪根热降解成烃学说的束缚，有可能提出更适于我国古生代海相盆地的新成烃理论；③成藏理论，要揭示以碳酸盐岩为主的地质体中的油气运移问题，建立油气充注成藏过程的物理化学场模型，并以动态平衡观点建立油气藏调整模型。（王孝陵摘）     

基于U-Pb同位素年龄和团簇同位素(Δ47)温度约束的四川盆地震旦系灯影组构造—埋藏史重建

目的层系构造-埋藏史曲线对成烃、成储和成藏史的研究有着非常重要的作用。前人基于区域地质背景、地层剥蚀厚度、构造运动幕次等地质认识恢复的构造-埋藏史,因构造运动幕次认识的不同,地层剥蚀厚度难以恢复,存在不确定性,尤其是经历多旋回构造运动改造的中国海相碳酸盐岩构造-埋藏史的重建。通过四川盆地震旦系灯影组镜下多期次碳酸盐胶结物的识别和成岩序列的建立、碳酸盐矿物U-Pb同位素测年和团簇同位素（Δ₄₇）测温两项技术的应用,取得两项成果认识:（1）建立了四川盆地震旦系灯影组基于同位素年龄和Δ₄₇温度约束的构造-埋藏史曲线,解决了前人基于区域地质背景、地层剥蚀厚度和构造运动幕次等地质认识约束的构造-埋藏史曲线不确定性的问题;（2）基于同位素年龄和Δ₄₇温度约束的构造-埋藏史曲线,重新认识了灯影组气藏的成烃、成储和成藏史,指出该气藏经历了志留纪石油聚集、二叠纪石油聚集、燕山-喜马拉雅期天然气持续聚集和调整3个阶段。该案例揭示基于同位素年龄和Δ₄₇温度约束的构造-埋藏史恢复方法不但适用于经历多旋回构造改造的深层碳酸盐岩构造-埋藏史重建,而且在成烃、成储和成藏研究中具重要的应用价值。      

塔里木盆地塔中地区下奥陶统白云岩的成岩流体演化:来自团簇同位素的证据

基于碳酸根中¹³C-¹⁸O键的相对丰度与温度的关系,碳酸盐团簇同位素（Δ₄₇）具有独特的温度指示特征,而且不受碳酸盐沉淀时流体的化学和同位素组成的影响,是成岩流体研究中很好的温度指标。应用该指标可以更好地解决与温度相关的成岩流体来源及演化的问题。论文主要针对塔里木盆地塔中地区下奥陶统鹰山组白云岩样品,在详细的岩矿观察基础上,选取了基质（孔隙发育处）、孔洞内充填物和裂缝内充填物进行了团簇同位素测试分析,解析了深层-超深层碳酸盐岩储层的流体性质、演化与其对储层发育的影响。测试结果表明,塔中地区下奥陶统鹰山组白云岩主要经历了3期成岩流体改造：第一期流体为浅-中埋藏,为粉晶-细晶结构,团簇同位素形成温度T（Δ₄₇）分布范围为69~94℃,流体氧同位素值（δ¹⁸O_w,SMOW）分布范围为+1.81‰~+5.19‰,为奥陶系改造海水;第二期流体为晚期深埋藏卤水,多表现为细晶与中-粗晶结构,T（Δ₄₇）为111~113℃,δ¹⁸O_w（SMOW）值为+8.46‰~+8.95‰,指示进一步增加的水-岩相互作用;第三期为热流体,T（Δ₄₇）为130~147℃,δ¹⁸O_w（SMOW）值为+7.93‰~+9.42‰,矿物氧同位素较第二期明显偏负,且鞍状白云石发育。孔洞和裂缝内充填碳酸盐岩的碳、氧同位素分布范围较宽,δ¹⁸O_carb（VPDB）值为-17.38 ‰~-5.84‰,δ¹³C_carb（VPDB）值为-3.57‰~-1.33‰,也揭示了多期次流体活动的叠加改造。岩心和显微观测结果显示,白云岩具有很好的储集空间,埋藏溶蚀作用和断裂带附近的热流体活动叠加是鹰山组白云岩储层发育的主要建设性成岩作用。     

沉积盆地热历史重建研究进展与挑战

系统介绍了沉积盆地热历史研究方法的现状和进展。沉积盆地热史重建方法主要包括古温标方法和地球动力学方法两大类，前者主要是从盆地的尺度来进行研究，后者则是从岩石圈的尺度来研究盆地的热历史。古温标方法主要包括了有机质成熟度指标和低温热年代学参数，由于可以通过实测数据来检验模拟结果，因而被认为是研究精度较高且切实可行的方法；实际工作中，一般采用多种古温标耦合反演热历史以提高模拟结果的精度和可靠性。针对多期构造演化盆地，可以结合多种古温标耦合反演和地球动力学正演方法进行相互补充和验证，从而实现定量恢复古老盆地复杂热历史。同时，盆地热史在研究构造抬升作用下的页岩气保存、盆山构造—热演化耦合作用等方面提供了重要的方法技术。目前，针对深层—超深层、海相层系和古老层系的热史重建仍存在诸多问题和挑战。      

中国南方高演化海相层系的古温标

通过对四川盆地东北部普光5井等188块钻井样品镜质体反射率(VR_o)等多项热演化分析数据,并结合沉积演化史的综合研究,认为:①VR_o或固体沥青反射率等效BR_o及伊利石结晶度等恢复的古地温可以作为良好的古温标,它反映的是该地层在有效受热时间内所经历的最高地层温度,古地温增高,VR_o或等效BR_o呈指数增加,有效受热时间越长,VR_o或等效BR_o也相对增大;②流体包裹体均一温度是研究地层所经历古温度和成藏期次最直接的古温标,其最高流体包裹体捕获或均一温度与VR_o等恢复的古地温相当,基本上代表了最高古地温,它还是成藏期次和不同时期热史恢复的有效指标;③磷灰石和锆石等(U-Th)/He的封闭温度也可以作为古温标,它与定年相配合可进行成盆和隆升造山的热史恢复;④高演化海相层系可根据VR_o或等效BR_o、最高包裹体均一温度、伊利石结晶度、磷灰石及锆石等(U-Th)/He封闭温度年龄等技术恢复最大古埋深、古地温及热史研究。     

碳酸盐矿物定年和定温技术及其在川中古隆起油气成藏研究中的应用

基于含烃包裹体宿主矿物U-Pb同位素年龄和团簇同位素((35)47)温度约束建立成藏地质过程重建新方法。通过激光原位U-Pb同位素年龄和团簇同位素温度约束油气成藏时间和深度,包括两个关键步骤:(1)显微镜下液态或气态烃类包裹体特征、丰度和分布研究;(2)烃类包裹体宿主矿物激光原位U-Pb同位素定年和团簇同位素定温。该方法应用于川中古隆起震旦系灯影组气藏成藏期次研究,通过含烃包裹体白云石宿主矿物U-Pb同位素年龄和团簇同位素((35)47)温度的测定,识别出3个成藏期:(1)以距今(416±23)Ma为代表的志留纪末的石油聚集;(2)以距今(248±27)Ma和(246.3±1.5)Ma为代表的二叠纪末—早三叠世的石油聚集;(3)以距今(115±69)Ma和(41±10)Ma为代表的燕山-喜马拉雅期天然气聚集。川中古隆起灯影组气藏成藏史与工区构造-埋藏史、盆地热史、烃源岩生烃史高度吻合,展示了碳酸盐矿物定年和定温技术在油气成藏期次研究中的适用性和可靠性,具推广应用价值。图5表1参45     

油气盆地地热史恢复方法

本文主要介绍了利用古温标恢复含油气盆地或烃源岩热史的三种基本方法:即随机反演法,古地温梯度法和古热流法,并阐述了三种方法的优缺点。此外,特别强调了古温标热史恢复的局限性。     

基于U—Pb定年和团簇同位素测定的古老碳酸盐岩地层热演化史恢复及成藏过程重建

团簇同位素作为一种新的地质温度计,在与U-Pb定年一起使用的情况下,能为古老碳酸盐岩地层热历史恢复提供时间和温度坐标。依据U-Pb定年实验的结果,得出不同产状白云岩的成岩时间,并利用团簇同位素固态重排模拟,恢复不同产状白云岩的成岩温度。结果表明：(1)依据围岩的?47固态重排模拟过程,目的层所经历的最大埋深温度约为216.5±5℃;(2)利用不同产状白云岩的成岩时间和温度数据,对前人根据岩石热导率和地层剥蚀量所恢复出的热演化史进行限定,从而使研究区的热演化史恢复由定性转变为定量;(3)以恢复出的热演化史为基础,依据流体包裹体捕获的均一温度判断,共有3期油气充注：第一期油气充注时间约为255～240 Ma,第二期油气充注时间约为160～120 Ma,第三期油气充注时间约为80～40 Ma。     

油气盆地热史恢复方法

本文主要介绍了利用古温标恢复含油气盆地或烃源岩热史的三种基本方法：即随机反演法，古地温梯度法和古热泫法，并阐述了三种方法的优缺点。此外，特别强调了古温标热史恢复的局限性。     

方解石原位U-Pb测年结合磷灰石裂变径迹方法约束鄂尔多斯盆地西南部构造演化

鄂尔多斯盆地下古生界油气资源丰富,盆地西南部下古生界海相碳酸盐岩地层沉积厚度大、有机质丰度较高,烃源岩热演化达到过成熟生干气阶段,但是构造演化缺乏深入研究,早期构造事件具体时限是一个亟待解决的关键科学问题。在详细的野外调查、显微结构特征、原位微量元素分析和区域沉积-埋藏演化历史的约束下,结合下古生界碳酸盐岩地层及其断裂破碎带内次生方解石原位U-Pb测年与磷灰石裂变径迹时间-温度曲线模拟结果,揭示了鄂尔多斯盆地西南部晚奥陶世、晚三叠世、晚侏罗世和早白垩世末期—新生代以来的4期构造事件。结果表明研究区晚奥陶世（452±13）Ma存在一期热液改造事件,可能与加里东期原特提斯洋俯冲闭合密切相关;印支期（214±22）Ma的断裂活动是引起区域构造-热事件的重要原因,印支期构造事件规模有限;燕山期和喜马拉雅期构造活动强烈,造成鄂尔多斯盆地西南部大幅度隆升和强烈剥蚀。盆地西南部多阶段复杂的构造演化历史导致油气保存条件破坏严重,对寻找古生界天然气藏不利,应重视盆地天然气保存条件的研究。研究结果对鄂尔多斯盆地古生界油气勘探工作有重要指导意义。将低温热年代学与断裂带方解石原位U-Pb定年相结合分析构造演化的新思路,为解析复杂叠合盆地盆缘带构造演化及其后期改造过程的研究提供了新途径。     

微生物碳酸盐地层与油气成藏

指出研究地质历史时期沉积的微生物碳酸盐在石油勘探方面具有3个重要的意义,一是微生物碳酸盐可作为古环境和古气候的良好指示,有利于古地理重建;二是可通过分析微生物碳酸盐沉积的生物标志化合物特征评价有机质类型;三是可通过研究微生物碳酸盐中有机质的保存情况评价生烃能力。通过对微生物碳酸盐的发育条件和油气成藏模式的分析认为,发育在斜坡沉积环境中的含微生物碳酸盐建造和纯微生物碳酸盐建造不但可以成为油气储层,而且还可以作为生油气层之一,其中以生物礁为主,微生物碳酸盐为辅的地层,因靠近海相烃源岩地层或直接被海相油页岩覆盖,在海侵体系下极易形成良好的盖层,具备良好的油气成藏潜力。建议在我国南方海相碳酸盐岩地层油气勘探中加强微生物碳酸盐的研究,可为探寻我国的海相油气地层提供新的勘探途径和方法。     

江汉盆地南部二叠系烃源岩热演化特征

应用含油气盆地热史及构造－热演化模拟系统，对江汉盆地南部不同时期剥蚀量和底部热流值进行了反演，恢复了二叠系烃源层埋藏史、温度史、成熟度史和油气生成史；探讨了二叠系烃源岩的油气热演化规律，阐明了不同地区油气热演化历程的差异性；指出燕山期、喜马拉雅期是二叠系烃源岩有机质热演化的重要变革时期。     

试论残留盆地

从中国大地构造及其形成演化历史来看,有两类沉积盆地具有良好的油气前景:中、新生代陆相碎屑岩盆地,其油气潜力已为勘探实践所证实;中生代—古生代海相碳酸盐岩曾经广泛发育并形成油气藏,中生代遭受严重的破坏,有些暴露于地表;根据诸多古油藏的研究表明,仍存在有未遭破坏的古生代海相碳酸盐岩油藏的残留盆地。由于其地质条件的复杂性,多学科综合研究,地质与地球物理的深入结合将是残留盆地油气勘探的关键所在。     

东营凹陷牛庄洼陷地层流体演化与油气成藏

含油气盆地中地层流体的活动对油气的生成、运移、聚集和散失均具有重要的控制作用,因此地层流体演化与油气成藏过程密切相关.在分析东营凹陷牛庄洼陷地层流体分布特征的基础上,以盆地流体动力学为指导,首先通过流体包裹体的岩相学观察,划分出3种与流体活动相关的包裹体类型;进而通过包裹体均一温度和盐度测试,结合牛庄洼陷埋藏热演化史,明确了牛庄洼陷地层流体活动主要分为3个期次:东营组沉积末期、馆陶组沉积时期和明化镇组沉积时期—第四纪;在此基础上,利用包裹体盐度测试资料,恢复了3个期次的古流体矿化度,并利用流体包裹体甲烷含量计算法恢复了地层流体主要活动时期的古流体压力.牛庄洼陷沙三段古流体矿化度具有在东营组沉积末期明显增大,至馆陶组沉积中期显著减小的特点;古流体压力在东营组沉积末期显著减小,至馆陶组沉积时期明显增大.最终结合研究区的油气成藏过程,建立了地层流体活动与油气成藏的动态作用模式.     

江苏南部未成熟海相碳酸盐生油岩地球化学特征和差异成熟及其找油意义

继江苏南部句容盆地首次发现下三叠统未成熟的腐泥型碳酸盐岩后,又在宁镇隆起上见到同期的未成熟混合型碳酸盐岩。这一发现改变了过去认为我国东部中、古生界海相地层时代老、埋藏深和经历构造运动多,有机质热演化已达到过成熟阶段,只能找气的传统认识。本文论述了一口探井的未成熟海相碳酸盐生油岩的地球化学特征,以及混合型有机质的差异成熟作用;与相同类型泥质生油岩进行了比较,其成熟速率较低,对寻找碳酸盐岩原生油藏具有理论和现实意义。     

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鄂尔多斯盆地奥陶系数值模拟方法及结果分析席胜利付金华刘新社（长庆石油勘探局勘探开发研究院）模拟方法１．沉积埋藏史的恢复方法沉积史恢复选用目前最成熟并且普遍使用的回剥法，即利用岩石骨架与孔隙度的关系由今塑古恢复地层古厚度。２．热史的模拟方法根据本区有机...     

海拉尔盆地呼伦湖凹陷热演化史恢复

呼伦湖凹陷是海拉尔盆地油气勘探的重要接替区。该凹陷沉积厚度大,地层发育全,主要烃源岩层是南屯组,其次是铜钵庙组和大磨拐河组,生油条件十分优越,然而至今尚未对其热演化史进行系统研究。呼伦湖凹陷现今地温梯度为30.7 ℃/km,属于中温型地温场。根据镜质体反射率、包裹体测温和磷灰石裂变径迹法恢复呼伦湖凹陷的古地温梯度为42～56 ℃/km,大于现今地温梯度值,古地温高于今地温。古地温恢复及热史模拟表明,呼伦湖凹陷在伊敏组沉积晚期（约90 Ma）达到最高古地温,古近纪-新近纪以来是一个降温过程,下白垩统烃源岩热演化程度主要受古地温场控制。古地温演化史结合含油储层自生伊利石测年结果表明,伊敏组沉积晚期应该是呼伦湖凹陷一次非常重要的油气成藏期。伊敏组沉积晚期凹陷发生抬升剥蚀,地层温度降低,烃源岩埋深变浅,生烃强度减弱。     

中国陆上三大克拉通盆地海相碳酸盐岩油气藏大型化成藏条件与特征

近年来,在塔里木、四川、鄂尔多斯三大盆地海相碳酸盐岩层系中相继发现了一批以地层-岩性油气藏为主体的大油气田,虽然单个油气藏储量丰度低,但由于油气藏呈集群式分布,因此总体油气储量规模大。为了揭示海相碳酸盐岩大油气田形成条件和分布规律,本文从盆地的构造演化、烃源灶的分布范围、有效储层的发育条件以及油气成藏模式等方面,来分析和探讨中国三大克拉通盆地海相碳酸盐岩层系油气藏大型化成藏条件与特征。研究表明,大范围分布的烃源灶及其晚期规模生烃是大油气田形成的资源基础;大面积呈似层状分布的礁滩体及受不整合面控制的岩溶储集体为大油气田的形成提供了有效储集空间;"退火"地温场与递进埋深的耦合是大范围油气成藏的重要机制;下侵式、扬程式、转接式成藏模式是油气大范围成藏的重要途径。古隆起及其斜坡带、台缘带礁滩体、与蒸发岩共生的台内滩、深大断裂带具备形成碳酸盐岩大油气田地质条件,是油气勘探的有利区带。     

中国中西部海相碳酸盐盆地油气资源

中国陆上海相油气盆地主要分布在特提斯构造域中，自晚元古代到中生代，具克拉通基底的塔里木、鄂尔多斯和四川三大海相盆地，具有巨大的资源潜力，是当前我国重要的油气勘探，开发区，中国古大陆沉积－构造演化在加里东运动期和海西－早印支运动期，发育两个构造层次的海相盆地，早古生代海相盆地的演化与洋－陆转换共耦，沉积了海侵和海退序列的烃源岩；晚古生代－旱印支运动期，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，聚集－成藏上具有三个共性；原型盆地演化和沉积序列相同，具五个层系的烃源岩（Z2，E1，O1，O2＝3，S1），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，形成深水盆和多期古暴露面，古岩溶碳酸盐与上覆晚古生代组成聚集成藏体系，盆地古地理迁移和构造演化的时序差决定了南、北盆地的特殊性。