中国海相残留盆地油气资源潜力评价技术探索

从活动论构造历史观出发,应用“原型控源、叠加控藏”的研究思路,分析了古中国陆、古亚洲陆和新亚洲陆3个地史阶段中陆缘与陆内盆地的形成演化,探索了中国古生界海相残留盆地TSM盆地模拟资源评价技术。研究认为中国古生代海相盆地在纵向上主要发育下寒武统、中上奥陶统-下志留统和二叠系3套烃源岩。下寒武统烃源岩分布于被动大陆边缘靠陆一侧,中上奥陶统-下志留统烃源岩分布于台内坳陷,二叠系烃源岩分布于陆内裂陷-坳陷盆地,被动边缘坳陷是烃源岩最有利发育区。烃源岩主要包括碳酸盐岩和泥质岩两类。通过原型盆地约束下的地质作用-油气响应确定性数学模拟方法进行网络整合,提供油气资源评估和位置预测,从而评价了古生代海相盆地原型的发育和后期叠加改造演化的过程及其油气意义。该方法在华北地区上古生界烃源岩潜力的评价应用中,取得了较好的效果。     

浅谈塔里木盆地台盆区天然气勘探前景

塔里木盆地是一个由古生代克拉通盆地与中、新生代前陆盆地叠合而成的大型叠合盆地。克拉通盆地天然气成藏的主要控制因素为:巨厚的烃源岩、长期的低地温背景是长期生烃、多期成藏的重要条件;古隆起、古斜坡控制了古生界海相油气的运移、聚集与成藏;古岩溶储集体为古生界碳酸盐岩大型油气田的形成提供储集空间;古生界非构造圈闭是大型油气田的主要圈闭类型;油气成藏封闭系统的演化控制了盆地古生界油气资源及勘探方向。塔河油田9区凝析气藏和和田河气田是克拉通盆地天然气成藏的两个实例。主力烃源岩的生烃期特征决定着克拉通周缘的隆起带具有较好的天然气聚集成藏条件,下古生界烃源岩相邻的层位和地区是天然气勘探的重要目标。应加强对巴楚-麦盖提地区、满加尔坳陷周边地区高成熟-过成熟海相天然气的勘探研究工作。     

塔里木多旋回叠合盆地地质结构特征

塔里木盆地现今的地质构造特征是在长期的地质演化过程中,不同阶段的不同类型的原型盆地复合与叠加的结果。在纵向上,为区域不整合面分隔;在横向上,为大型断裂带切割,因此,表现出纵向分层、横向分块的不均一特征。构造层序的叠置表现出连续、间断或倒序特点,从而出现了新生代前陆坳陷与中生代断陷的叠置,新生代前陆坳陷与中生代断陷、古生代克拉通被动大陆边缘的叠置,中生代边缘坳陷与早古生代边缘坳陷的叠置,中生代断陷在前陆冲断带后缘的叠置,新生代前陆坳陷与古生代克拉通内坳陷的叠置,中新生代隆起与古生界克拉通内坳陷的叠置,新生代前陆冲断带与古生代大陆边缘的叠置等7种样式。沉积盆地的地质结构对盆地内含油气系统的发育与油气分布起制约作用。晚海西期与晚喜马拉雅期是塔里木盆地的关键成藏时期,相应的古隆起、古斜坡与前陆冲断带决定了油气聚集的部位。     

黄骅坳陷中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩生烃演化的控制

近期,渤海湾盆地黄骅坳陷港北、乌马营和歧北等古潜山内幕与上古生界煤系有关的原生气藏勘探取得重大发现,揭示其巨大的油气资源潜力。为了深入认识该坳陷中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩生烃演化的控制作用,采用构造解析、埋藏—热史分析、岩心薄片观察以及盆地生烃模拟等手段,综合分析了中生代构造体制与演化、盆地迁移过程、煤系烃源岩地球化学特征和生烃史,研究了中生代盆地沉降、迁移及岩浆活动对煤系烃源岩生烃的影响。研究结果表明:①黄骅坳陷中生代发生了多期、多类型的构造运动,构造事件主要有三叠纪克拉通抬升—沉降运动、侏罗纪差异压陷—压扭运动、白垩纪火山活动和伸展抬升运动;②盆地迁移过程为由南向北,孔店隆起为南、北迁移的重要界限;③黄骅坳陷上古生界煤系烃源岩经历两次生烃过程,存在着早期油气藏;④沧东凹陷上古生界煤系晚侏罗世末进入有效生烃门限,歧口凹陷上古生界煤系烃源岩早白垩世末进入生烃门限;⑤中生代构造运动对烃源岩一次生烃演化的控制主要体现在中生代各时期盆地迁移事件控制烃源岩一次生烃序列、岩浆岩局部加热事件促使烃源岩中有机质加速生烃和异常成熟等两个方面。结论认为,该研究成果明确了中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩一次生烃演化的控制作用,对华北地区中生代构造运动、原型盆地恢复、煤系生烃演化研究以及油气勘探等都具有参考价值。     

北黄海盆地生烃条件研究

截至1997年底,朝鲜已在北黄海盆地内钻井15口,并在中生代地层中发现了油气流,显示了该区良好的勘探前景。为此研究了该盆地的生烃条件,结果认为：①北黄海盆地是由历经古生代、中生代和新生代3个主要演化阶段的各种原型盆地叠加而成的小型多旋回盆地;②盆地的形成演化主要经历了震旦纪-二叠纪盆地基底形成阶段、中生代断陷发育阶段、古近纪叠加断陷阶段和新近纪坳陷阶段;③盆地主要在隆起背景上由3个坳陷和众多小断陷组成,其内发育了一套中生代以来、最大沉积厚度超过8 000 m的海相-海陆过渡相、河湖-三角洲相沉积,具有多期优越的成烃环境,为烃源岩的发育奠定了良好的物质基础;④中生代和古近纪是北黄海盆地烃源岩发育的最有利时期,盆地主要发育了中生界和古近系两套烃源岩;⑤盆地具备生油气的可能性,东部、中部坳陷是盆地油气生成最有利的地区。     

鄂尔多斯盆地古生代原型盆地演化与构造沉积格局变迁

鄂尔多斯古生代盆地是在前寒武系裂陷体系上发育起来的克拉通盆地,经历了早古生代克拉通边缘拗陷和晚古生代克拉通内拗陷两个阶段。其中早古生代克拉通边缘拗陷阶段可细分为早—中寒武世张夏期、晚寒武世三山子期—早奥陶世亮甲山期、中奥陶世马家沟期、晚奥陶世平凉期—背锅山期等4个阶段;晚古生代克拉通内拗陷可细分为晚石炭世—早二叠世、中—晚二叠世等2个阶段。古生代盆地从早寒武世—中奥陶世被动大陆边缘伸展转变为晚奥陶世—二叠纪主动大陆边缘,构造变革受周缘大地构造体制转变控制,内部构造沉积格局具有从寒武纪早期西南“L”型伸展裂陷、中—晚寒武世“坳—坡—隆—坪”、奥陶纪“坳—坡—隆—坳”、石炭—二叠纪“一隆两坳”逐步演化的特征。古生代原型盆地演化和构造—沉积格局变迁过程中,派生了多套烃源岩和储层,其中盆地西—南缘持续沉降区域发育寒武系苏峪口组—辛集组、徐庄组、奥陶系平凉组、石炭—二叠系煤系烃源岩,盆地内部沉降区发育奥陶系徐庄组、马家沟组、石炭—二叠系煤系烃源岩;下古生界中央古隆起两侧古斜坡区发育张夏组高能鲕粒滩、克里摩里组生物礁滩—颗粒滩、马家沟组颗粒滩等有效储层。      

东海陆架盆地中新生代构造演化对烃源岩分布的控制作用

东海陆架盆地为发育于克拉通基底之上的中、新生代叠合盆地,该盆地经历了晚三叠世(?)—中侏罗世克拉通边缘坳陷盆地、白垩纪弧前盆地和晚白垩世末—新生代弧后裂陷盆地等3个构造演化阶段。侏罗纪盆地和白垩纪盆地主要残留在中央隆起带;新生代盆地演化在平面上表现出裂陷由西向东迁移的特征。不同时代盆地构造类型和大地构造位置控制了盆地烃源岩发育层位及平面分布:西部坳陷带以古新统月桂峰组湖相泥岩和灵峰组、明月峰组滨海相煤系地层为主要烃源岩;中央隆起带以上三叠统—中侏罗统福州组为主要烃源岩;东部坳陷带以始新统平湖组煤系地层为主要烃源岩,渐新统和中新统煤系地层为次要烃源岩。西湖凹陷天台斜坡带为中、新生代有利烃源岩的叠合区,具有“中生中储”和“新生中储”的优势,是东海陆架盆地天然气勘探的有利地区。     

渤海湾盆地济阳、临清坳陷上古生界烃源岩生烃史分析

建立在盆地叠加改造分析基础上的TSM盆地模拟,揭示了渤海湾盆地上古生界多套不同类型烃源岩的生烃演化。济阳、临清坳陷上古生界烃源岩在中三叠世末之前大体进入生烃门限,印支运动造成区域性生烃停滞,中新生代盆地演化差异导致了坳陷内不同凹陷上古生界源岩"二次生烃"过程的差异,从而也影响了对上古生界生烃潜力的评价。模拟结果表明,济阳坳陷上古生界源岩经历了燕山期、早喜山期2个"二次生烃"过程,早喜山期生烃量最大,并且生烃中心随时间呈迁移变化;东濮凹陷在早喜山期开始"二次生烃"过程,平均生烃强度较高。     

叠合盆地老烃源岩系油气勘探前景评价方法——以南华北周口坳陷上古生界为例

丰富有效的烃源岩、超晚期的"二次生烃"过程、相对较好的储集条件、继承性隆起的构造部位和有效的封盖层是形成上古生界自生自储油气藏必备的条件。石炭-二叠系原型盆地解体后,在周口坳陷中部坳陷带和北部坳陷带的中、新生代深凹区不同程度地残存有石炭-二叠系。其中倪丘集凹陷和谭庄—沈丘(东部)凹陷的上古生界烃源岩在中三叠世末(一次生烃)时的有机质热演化程度低,因而在喜山期再次深埋中保持了较强的"二次生烃"潜力,为成藏创造了条件。立足于超晚期成藏及充分考虑烃源岩"二次生烃迟滞效应",提出了叠合盆地老烃源岩系油气勘探前景评价方法。根据二次生烃潜力和成藏条件,在周口坳陷上古生界评价出3个较有利勘探区和3个远景勘探区。     

鄂尔多斯多旋回叠合盆地形成与演化

鄂尔多斯盆地奠基于太古代-早元古代的结晶基底之上,其演化过程以稳定发育为特征,但其稳定性和活动性是对立统一、协调发展的。以钻井资料和地震资料为基础,恢复了各时期的古构造形态。结合沉积特征,将盆地演化划分为4个主要阶段,即中晚元古代坳拉谷盆地发育阶段、古生代大型稳定克拉通盆地发育阶段、中生代前陆盆地发育阶段、新生代周缘断陷盆地发育阶段。指出盆地早期演化主要受中央古隆起控制,表现为中部隆,东、西坳的古构造格局;晚期演化主要受后期改造的影响,表现出西部持续坳陷、东部整体掀斜的古构造格局;二叠纪石千峰期为这2种构造格局转换的关键时期。     

中国典型叠合盆地及其油气成藏研究新进展(之一)——叠合盆地划分与研究方法

根据盆地形成演化历史及结构特征,将中国沉积盆地划分为单型与叠合型两大类。单型盆地的原型可以划分为克拉通盆地、拉张盆地和挤压盆地。2种或3种单型盆地的叠合可以形成若干不同的叠合盆地。叠合盆地油气成藏研究以成盆-成烃-成藏的动态过程分析为主线,在成盆方面,关键构造变革期的盆山耦合关系与盆地结构的形成和改造是研究的基础;在成烃方面,应加强古生代海相碳酸盐岩与优质烃源岩的发育环境、生排烃机理和效率的研究;在成藏方面,强调叠合盆地油气聚散机理与含油气系统演化。针对中国大地构造演化的多旋回性,采用波动分析方法是叠合盆地分析的有效方法之一。鉴于叠合盆地多源、多期油气运聚、调整成藏的特点,使用“元素-结构-功能”系统思想体系,提出了油气成藏体系的概念,采用“源-位”分类方案,建立了油气成藏体系的6种结构类型。     

中国典型叠合盆地油气成藏研究新进展(之二)——以塔里木盆地为例

近年来,中国西部典型叠合盆地油气成藏研究获得重大进展。成盆方面:1)地球物理综合剖面揭示了塔里木盆地与天山造山带的深、浅层耦合特征具有走向分段性,大致以羊布拉克为界,以东表现为近东西向斜向伸展的特征;以西,主要表现为近南北向垂直于地层走向的伸展状态;2)揭示了塔里木盆地的翘倾式叠合演化的特点,自寒武纪到第四纪,盆地沉降中心经历了由东向西向周缘的迁移过程。成烃方面:1)建立了海相碳酸盐岩优质烃源岩发育的环境指标及发育的盆地类型,高丰度烃源岩仅发育于被动大陆边缘背景下的裂谷、克拉通内坳陷盆地和活动大陆边缘背景下的前缘斜坡、挠曲类前陆坳陷中;2)确立了有效碳酸盐岩烃源岩的有机质丰度下限为0.25%～0.30%。成藏方面:1)轮南地区早古生代碳酸盐岩储层中发育3期烃类包裹体,与区域性油气充注事件有关,分别形成于晚志留世-早泥盆世、晚白垩世及新近纪;2)通过油源对比分析,指出轮南、塔河地区的原油可能源于中、上奥陶统源岩;3)同位素示踪研究及包裹体测温揭示了塔中地区流体具有深部来源特征。而且,萤石交代灰岩对储层物性具有显著改善作用。并指出塔里木盆地近期油气勘探中,在台盆区碳酸盐岩勘探领域不断有新层系和新类型油气的发现,台盆区碎屑岩勘探领域于志留系和泥盆系也连获突破,展示了塔里木盆地良好的勘探前景。     

中国西部含油气盆地石油地质条件的主要认识和勘探方向

我国西部的盆地基本上都属于小型克拉通盆地,其石油地质特征可以概括为:①盆地主要为叠合盆地,具有多期构造发育史,造成油气资源分散;②多套烃源岩复合叠置,多阶段成烃演化与油气多期成藏;③两套构造层和多套沉积沉序形成多种储集类型;④多套沉积层序和后期构造运动控制的油气多期成藏决定了勘探的多目的层和勘探工作的复杂性,晚期成藏现象尤其值得重视;⑤油气藏类型多。各层系圈闭和油气藏类型丰富,前陆盆地冲断带主要是构造型,克拉通区油气藏类型主要是构造、岩性、地层和复合型油气藏。根据这些石油地质特征,西部地区的重点勘探领域主要分布在继承性的古隆起区、前陆盆地和正向构造上的岩性地层带。参照西部地区年均新增探明油气储量的趋势,未来10年内年新增探明油气可采储量可保持在0.5～0.7亿t和1500～2000亿m³.     

塔里木盆地多旋回构造演化与复合含油气系统

塔里木克拉通多旋回构造演化控制了塔里木叠合盆地的形成及石油地质条件和复合含油气系统特征,进而决定了油气的分布和资源潜力。受古亚洲构造域和特提斯构造域演化控制,塔里木盆地经历了3个伸展-聚敛旋回、6个演化阶段,发育了多期不同类型的原型盆地,其间还发生了加里东晚期、海西早期、海西末期、印支期、燕山晚期和喜马拉雅晚期6次规模较大的构造运动,使先前形成的盆地遭受隆升、剥蚀、褶皱、断裂等改造作用。经历多旋回构造演化形成的塔里木叠合盆地,具有发育多套烃源岩和多个生烃灶,有多类储集层和多套储盖组合,多期生烃与成藏及多期调整、改造乃至破坏等油气地质特征。按照生烃灶分布及其所形成的油气藏关系,可以划分出10个复合含油气系统。古生界含油气系统有加里东晚期-海西早期、海西晚期和喜马拉雅期3个关键时刻,不同关键时刻油气系统内的油气分布受有效生烃灶和古隆起匹配关系控制,多期油气系统叠加最终控制油气的分布。     

华北古生代克拉通盆地南部原生油气藏勘探前景

依据古生界烃源岩特征与烃源岩生烃史的分析,华北地区下古生界海相烃源岩虽然有机质类型好、厚度较大,但有机质丰度低,基本为差-非生油岩。加之烃源岩成熟以后,后期埋藏历史及烃源岩热演化史复杂,作为一个含油气系统的烃源岩,勘探风险较大。下古生界烃源岩仅在渤海湾南部地区具有中等-较差生烃潜力,经喜山期的深埋,在济阳坳陷、临清坳陷、东濮凹陷、黄口凹陷下古生界具备二次生烃条件,尚具有一定的勘探前景。上古生界石炭-二叠系烃源岩主要为煤系地层,厚度为150～500 m,有机质丰度属于低-中等,有机质类型为Ⅲ型。上古生界烃源岩二次生烃主要发生于晚三叠世末期和早白垩世末期,油气保存好,原生油气藏勘探前景广阔。上古生界有利勘探地区主要集中在渤海湾盆地的东濮凹陷、临南洼陷、德州凹陷南部及莘县凹陷北部二次生气强度较大的第三系凹陷内。     

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超越残留构造盆地的含油气超系统，是由共享相似烃源岩、既相互独立又有成因联系的若干个含油气系统构建的含油气成因地质单元，全球具有普遍性。近似的古地理沉积环境和相同时间的区域性烃源岩是确认含油气超系统的前提。中国南方海相独特的构造格局与演变史造就了区域展布的扬子克拉通被动大陆边缘盆地下古生界、扬子克拉通碳酸盐岩台地陆表海盆地上古生界、上扬子前陆盆地上三叠统—中下侏罗统和湘桂地块活动大陆边缘海盆地上古生界、三江古特提斯双弧后边缘海盆地上古生界—侏罗系等5个海相含油气超系统，晚燕山期—喜玛拉雅期构造运动差异性使之解体。根据含油气超系统内的已知含油气系统普遍规律，用地质类比法预测具类似源岩的其他低勘探程度盆地（或新区）未知含油气系统的展布特征，这在目前南方海相油气勘探早期阶段有一定指导意义和借鉴作用。     

中国板块构造对油气盆地演化和油气分布特征的控制

中国的板块构造演化表现为小陆块拼合、多旋回运动以及强烈的陆内构造变动等特征,使得中国的古生代盆地多为台内坳陷-断陷,陆缘盆地不发育,且多受改造,以至卷入造山带。中、新生代盆地则受板内构造影响,呈多期发展与改造特征,尤以前陆盆地发展独具中国特色。与国外典型的前陆盆地"二元"结构不同,中国的前陆盆地具"三元"结构特征。早期被动陆缘不发育,多以裂陷槽为特征;前陆盆地发育阶段多以陆相为主;晚期的强烈挤压叠加了巨厚的山前沉积。多旋回的构造运动和多期次的盆地叠加使中国的盆地多具叠合盆地的特征,影响到烃源岩的演化及油气的运移和分布。因此,中国的含油气系统多为复合油气系统。     

全球原型盆地演化与油气分布

在全球古板块重建基础上,对全球4 091个地质单元不同地质历史时期的大地构造特征和原型盆地性质进行厘定,并以468个重点盆地为关键标定,恢复了全球前寒武纪、寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、早白垩世、晚白垩世、古近纪和新近纪13个地质时期的原型盆地类型及其古、今位置分布,探讨了全球原型盆地演化规律及其与烃源岩发育和油气富集的关系。全球原型盆地的形成与板块构造演化密切相关：①罗迪尼亚超大陆裂解、分离阶段,主要形成克拉通盆地和被动陆缘盆地;②冈瓦纳大陆漂移与潘基亚超大陆的形成控制古生代被动陆缘盆地、弧后盆地和前陆盆地的共同发育;③潘基亚超大陆的裂解主要控制了裂谷盆地和被动陆缘盆地的发育。全球烃源岩发育与大陆裂解、海平面上升和海侵广泛有关,主要发育于拉张环境下形成的被动陆缘盆地和裂谷盆地,以侏罗纪和白垩纪最为发育。针对多期叠加型盆地,通过分别恢复不同期次的盆地原型,预测其生-储-盖组合分布与油气富集有利区,对中国石油公司开展海外战略选区和油气勘探具有重要的指导意义。