全球碳酸盐岩地层-岩性大油气田分布特征及其控制因素

碳酸盐岩地层-岩性大油气田是一种重要的油气田类型,勘探已经证实其在全球范围内有着大量的油气资源及油气产量.通过对全球94个碳酸盐岩地层-岩性大油气田的区域展布、层系分布、圈闭类型、储层埋深及储量规模等参数的分析,探讨了其分布的主控因素.这类油气田主要分布于北美、中东和中亚地区,其中北美含油气域的油气最为富集,主要富集层...     

北美含油气域大油气田形成条件和分布规律

北美地区油气资源丰富,全球有近1/5的大油气田分布其中。研究区限于落基山褶皱冲断带、马拉松—沃希托褶皱冲断带、阿巴拉契亚褶皱冲断带和因努伊特褶皱带所围限的北美克拉通以及北大西洋被动大陆边缘地区北美部分,称之为北美含油气域。根据北美地区构造沉积特征,结合盆地分布及其地质结构特征,将北美含油气域划分为5个构造区带。通过深入剖析研究区大油气田的成藏要素和作用,结合含油气系统的思想,探讨大油气田的形成条件和分布规律。研究表明,研究区的构造沉积演化有泥盆纪、二叠纪和白垩纪3个重要时期,对区内大油气田的分布有着重要的控制作用。大油气田分布在落基山前陆地区、马拉松—沃希托前陆地区和中陆地区、内克拉通地区以及北大西洋被动大陆边缘地区,其中,在前陆地区最为集中。区内大油气田的烃源岩、储层和盖层主要位于泥盆系、二叠系和白垩系,圈闭类型主要是背斜圈闭、岩性圈闭和礁型圈闭以及构造和地层的复合圈闭。大油气田的产层深度主要在3km以上,其中泥盆系以大油田为主,二叠系大油田和大气田都较多,白垩系则以大气田为主。     

北极含油气域大油气田形成条件和分布规律

北极含油气域包括了北极圈以北的广大区域,具有非常丰富油气资源。根据北极地区的构造演化,结合区内地层特征、盆地分布及其发育特征,研究区内油气地质条件,通过剖析研究区大油气田的成藏要素和作用,并结合含油气系统的思想,探讨大油气田的形成条件和分布规律。研究表明,北极地区的构造演化控制了北极含油气域的含油气盆地的形成和演化。其中巨型裂谷的发育、联合古陆的形成与裂解以及北大西洋的形成使北极含油气域具备了优越的油气地质条件。因此,中生界是区内含油气盆地烃源岩、储层和盖层发育的主要层位,其次是新生界。区内主要以大气田为主,大油气田的圈闭类型以构造圈闭为主,油气生成大多开始于侏罗纪,运移高峰则大多发生在白垩纪以后。在大油气田数量和可采储量上,区内白垩系是大油气田分布最多的地层,其次为侏罗系。研究区勘探程度很低,仍有大量的油气资源待开发或未开发,但由于不确定性因素多,区内油气资源的勘探开发风险大,因此对大油气田的分布规律需进一步的研究。     

海相碳酸盐岩大中型油气田成藏体系及分布特征

基于全球53个海相碳酸盐岩含油气盆地199个大中型油气田的最新资料,根据油气成藏体系理论的分析原则,将成藏体系的“源-位”分类方案应用于海相碳酸盐岩大中型油气田,统计分析了这些油气田中单源一位、单源二位、单源三位、二源二位、二源三位和三源三位6类成藏体系类型油气田的分布和储量特征,厘定海相碳酸盐岩盆地油气富集的主要成藏体系类型,揭示其对海相碳酸盐岩盆地油气富集的控制作用。结果表明,海相碳酸盐岩大中型油气田中最主要、最普遍的成藏体系类型为单源三位,这类成藏体系富集的油气储量最多,其次为单源二位和二源三位,而归属于其它成藏体系类型的油气田储量不大,个数亦相对较少,分布也较为分散。单源二位是最优越的成藏体系,具有规模性的成藏效应,但后期需较好的保存条件。此外,单源一位更多地表现为非常规性质,成藏体系的三大要素集于同一套岩层,但这种成藏体系在海相碳酸盐岩层系中发现的最少。     

全球碳酸盐岩大油气田分布特征及其控制因素

碳酸盐岩大油气田是以碳酸盐岩为主要储层的一类油气田。据不完全统计,截至2012年底,世界上共发现了1021个大型油气田,其中碳酸盐岩大油气田321个。运用统计分析、资源评价、沉积学等方法理论分析了其中226个主要碳酸盐岩大油气田的地理位置、层系分布、储层规模与埋深及圈闭类型等。分析表明,碳酸盐岩储层主要分布于波斯湾盆地、墨西哥湾盆地、锡尔特盆地、滨里海盆地、美国阿拉斯加北坡、二叠盆地、四川盆地和塔里木盆地等;其中的油气资源主要集中在上古生界、侏罗系、白垩系、古近系和新近系。碳酸盐岩大油气田类型主要为生物礁类、颗粒滩类、白云岩类和不整合与风化壳类,通常规模较大,埋深一般小于3000m,埋深较大的主要为白云岩和超压石灰岩。通过对碳酸盐岩大油气田的分布特征和成藏研究,发现碳酸盐岩大油气田的现今地理位置与垂向分布受控于碳酸盐岩的平面与地层分布,古气候、古纬度控制了烃源岩的生成和碳酸盐岩的发育,古构造及其演化控制了碳酸盐岩的储层规模及油气富集程度,沉积成岩作用控制了碳酸盐岩大油气田的储集性能,有利的生储盖配置是碳酸盐岩大油气田形成的关键。     

全球油气探明储量与大油气田的分布及地质构造背景

世界探明油气储量的空间分布很不均匀,其中中东地区的油气储量最为丰富。全球大油气田的分布可划分为27个聚集区,其构造类型可归纳为6类。从构造背景分析,以被动边缘型和大陆裂谷型大油气田为主。笔者扼要而综合性地介绍全球油气探明（剩余可采）储量、油气储产比、大油气田聚集区的地域分布及其特征,大油气田的发现与分布特征及其在油气储量中所占的比重与作用,大油气田形成区的大地构造类型,进而举例介绍典型大油气田的地质概况,如典型大油气田加瓦尔油田和乌连戈伊气田的油气地质特征。     

全球常规-非常规油气形成分布、资源潜力及趋势预测

常规-非常规油气地质理论有效指导了油气资源不断获得新发现。新元古代以来,罗迪尼亚与潘吉亚(Pangea)超大陆2次重要板块构造分与合的旋回,控制特提斯、劳亚、冈瓦纳和太平洋4大构造域,以及克拉通、被动陆缘、裂谷、前陆、弧前和弧后等6类沉积盆地的形成。已发现油气储量中68%来自特提斯域,被动陆缘盆地占全球待发现油气资源量49%。全球盆地演化形成6套主要烃源岩、碳酸盐岩与碎屑岩2类储集层、泥页岩与膏盐2套区域性盖层。受以上因素控制,全球油气分布具有10条规律:1常规-非常规油气"有序聚集";2特提斯域控制全球油气富集带形成分布;3前陆冲断带控制构造油气田群分布;4克拉通内隆起控制特大型油气田展布;5台地边缘控制生物礁滩大油气田群带状分布;6被动大陆边缘控制海洋特大型油气田形成与分布;7前陆前渊斜坡控制大规模重油沥青赋存;8盆地沉积斜坡控制致密油气与煤层气聚集;9盆地深水富有机质沉积控制页岩油气滞留;10低温高压海底沉积控制水合物展布。常规与非常规油气资源比例为2∶8;常规油气资源主要分布于中东、俄罗斯、北美和拉丁美洲4大地区,非常规油气资源主要分布于北美、亚太、拉丁美洲和俄罗斯4大地区。预测世界石油工业有10个发展趋势,油气勘探主要集中在海域深水、陆上深层与非常规3大领域。预判石油产量峰值在2040年前后,石油工业生命周期还可再延续150年。新能源替代化石能源,不是化石能源利用的枯竭,而是新能源更低廉、更低碳、更大众。图7表8参36     

全球油气勘探领域地质特征、重大发现及非常规石油地质

全球常规类大型、特大型油气田主要分布在特提斯域、被动陆缘、前陆冲断带和克拉通等盆地中。非常规类油气田主要分布于前渊斜坡、盆地(坳陷)中心、克拉通向斜区和冻土带等。21世纪以来全球油气勘探重大发现主要集中在被动陆缘深水区、碳酸盐岩、岩性-地层、前陆冲断带、成熟探区、新地区新盆地及非常规油气藏(场)等7大领域。这些重大发现涉及油气勘探中的常规与非常规2类油气资源。常规石油地质强调在单一明确圈闭中的油气运聚和成藏规律;非常规石油地质重点研究非常规资源、非常规储集层、非常规成藏与非常规技术等。非常规油气藏(场)在地质特征、分类方案、研究内容、评价方法和勘探阶段等方面与常规油气藏有明显不同,需要加强非常规石油地质研究,发展非常规石油地质理论。图8表7参63     

全球深层油气藏及其分布规律

深层油气勘探对老油气区（田）扩大储量、稳定产量具有重要意义。以全球深层油气藏的最新资料为基础,系统统计分析了全球深层油气分布特征。在全球（不包括美国本土48州）349个含油气盆地中,87个盆地内发现了深层油气藏。全球深层油气储量的63.3%分布于碎屑岩储集层,35.0%储于碳酸盐岩,其余的1.7%储于岩浆岩和变质岩。构造圈闭富集了全球深层油气储量的73.7%,是深层油气最重要的圈闭类型。被动陆缘盆地和前陆盆地是深层油气最富集的盆地类型,其深层油气储量分别占全球总量的47.7%和46.4%。层系上,深层油气主要富集于5套储集层系：古近系（占全球总量的22.3%）、上古生界（22.2%）、白垩系（18.3%）、新近系（12.8%）和侏罗系（12.8%）,深层油气的层系分布特征与中、浅层油气类似。岩盐导致的盐下沉积物的负热异常效应抑制了盆地深层烃源岩的热演化或液态烃向气态烃转化,因此含盐盆地深层油气勘探特别值得关注。建议深层油气勘探应立足于中、浅层已有重大油气发现的地区,特别是发育有一定规模盐岩的地区。     

中国含油气盆地分布规律及油气勘探展望

在界定中国含油气盆地涵义的基础上, 从板块构造演化的背景、盆地形成的动力学特征、油气产层的时代等诸方面, 阐明了中国含油气盆地的分布规律。将中国含油气盆地划分为以富集石油为主的裂谷盆地和以富集天然气为主的克拉通盆地两种类型, 每种类型又各有三个油气富集的构造单元。它们占中国沉积盆地面积的90 %以上, 拥有全国油气资源量的60 %~ 67 %和储量77 %~ 96%.讨论了今后中国含油气盆地勘探中的有利地区和层位,并预测了可能发现的油气田规模。同时, 还展望了中国南方海相碳酸盐岩区和青藏地区油气勘探的远景。     

大油气区的内涵、分类、形成和分布

基于对全球油气分布规律的分析,提出了大油气区的概念:大油气区处于统一的构造动力学背景中,由一系列在成因、类型和分布方面相联系或相关的油气区、油气聚集带构成,其范围可以比盆地(或凹陷)大,也可以比盆地小,其有利构造背景、优质烃源岩、有利储集层、有效区域性盖层都基本相似,储量规模较大。统一的构造动力学背景和相似的成藏条件是形成大油气区的基础,原型盆地或凹陷(群)类型是划分大油气区的基本依据。中国地跨环太平洋主动型大陆边缘巨型油气域和大陆板块挤压碰撞型巨型油气域,目前共发现4个大油区、7个大气区和1个大油气区。根据大油气区的形成条件和特征,在勘探研究战略上,应坚持“立足长远,着眼全局”的思想、“整体研究、整体部署、整体评价”的原则、“面中找点、以点带面、全面推进”的思路,不因一口井的失利而影响对大油气区勘探的整体推进。大油气区概念的提出旨在强调和促进研究和勘探思路的转变,实现从源控大油气田勘探、复式油气聚集带勘探向大油气区勘探的发展,以大油气区发展带动大油气区建设;同时可为油气输送的管网布局和建设提供依据。图3表3参21     

世界大油气田形成的构造背景及其对勘探的启示

面对当前国内油气资源供求关系日趋紧张的形势,寻找能对国民经济起支柱性作用的大油气田已成为一项紧迫的任务。为了借鉴国际勘探的成功经验,在介绍了美国学者Mann P等人对世界大油气田研究的最新成果《Tectonic Set-ting of the World’s Giant Oil and Gas Fields》的基础上,结合我国勘探实践,认为国内以下新领域和新地区具有发现大油气田的巨大勘探前景:(1)南海北部陆坡深水区;(2)大型叠合盆地的海相油气成藏组合;(3)东部大型成熟勘探盆地的新层系;(4)地层型油气藏。     

西藏特提斯构造域及其找油前景

世界特提斯构造域是一个巨大的油气富集带,分布着世界上一些着名的特大含油气盆地,如波斯湾盆地、北高加索油区、苏尔特盆地等.西藏特提斯构造域油气勘探程度较低,根据地面石油地质资料,该区的石油地质条件较差,推测地下石油地质条件应好于地表.西藏特提斯构造域与世界其它地区特提斯构造域具有相似的大地构造背景、沉积环境和烃源岩发育特征.西藏特提斯构造域油气储层物性较差、燕山晚期及喜山期的构造变动比较强烈,使该区的油气藏保存条件较差.因而,在西藏特提斯构造域油气勘探中应以寻找中小型油气田为主.     

全球前陆盆地层序沉积学新进展

从前陆盆地的油气勘探应用角度总结了沉积学与层序地层学研究的新进展,展示了全球前陆盆地的石油地质新理论和油气勘探远景。首先论述了全球前陆盆地冲断带的分布特征及其动力学机制,前陆盆地沉积水系的发育特点。其次探讨了前陆盆地裂缝性储集层的作用及其Zagros盆地的实例,构造作用同期的沉积楔状体及其西班牙Ebro盆地实例,欧洲Spitsbergen前陆盆地的体系域和沉积砂体,南美Andes前陆盆地的南北差异及其含油气系统。最后指出南美和中东前陆盆地对我国中西部油气勘探有重要指导意义,西加拿大前陆盆地的实例对我国非常规资源的勘探评价有参考价值。中国的非常规油气资源非常丰富,有重油、致密砂岩油、致密砂岩气、页岩气、煤层气和可燃冰等。前陆盆地前渊带深水湖盆沉积相带是重要的致密砂岩油和致密砂岩气发育区,前陆造山带和前缘隆起带是重油和油砂资源的发育带,以物性边界和岩性边界的煤层气发育区常常与煤层尖灭带有关,页岩气的勘探要重视其烃源岩即富有机质黑色页岩和炭质页岩的沉积环境分析。以鄂尔多斯前陆盆地为例,盆山耦合关系、层序地层研究、湖盆底形恢复和沉积砂体成因模式的研究成果可以提供石油地质勘探的新认识。加强前陆盆地沉积学和层序地层学的深化研究必将促进我国油气资源勘探特别是非常规油气资源勘探的新突破。     

中国石油地质学的创新之路

建国以来,经过几代石油人的艰苦探索与努力,中国已建设成为一个石油生产大国。中国油气勘探开发不断提出石油地质的新问题。通过认识和解决这些问题,不断丰富了中国的石油地质新理论。这些理论主要涉及:1)陆相油气的形成与富聚规律;2)复式油气聚集(区)带的成矿规律;3)低-特低渗透储层的勘探开发;4)古潜山油气藏;5)煤成烃的研究与实践;6)海相古生界油气勘探的突破;和7)前陆盆地逆掩推覆带油气勘探的新进展。在当前能源供需矛盾的形势下,中国石油地球科学工作者将作出新努力,在陆地和海洋勘探开发更多的新油气田,特别是大油气田,为中国石油工业的持续发展和石油地质理论的创新作出新的贡献。     

未来石油地质理论的发展趋势

本文预测了世界中长期油气能源需求将以低幅度增长.中国在能源发展中油气仍需保持必要的比例,认为100年来,石油地质理论经历了三个重大阶段,取得了巨大的进展.随着对油气的不断需求,石油地质学面临着一系列理论问题的挑战,从世界石油地质和勘探的发展趋势,结合我国地质和油气发展状况,提出了9个方面的石油地质理论问题,即跨若干重大构造期油气藏的形成、深层油气藏形成机制、大型油气田形成条件的有效配置、新构造运动形成的高成熟裂解气藏和生物降解为重油——沥青矿藏、未成熟原油的聚集规模、非构造油气藏聚集区带、天然气区的形成、构造与沉积对成烃与成藏全过程的具体控制和封盖层在油气聚集区对烃类相态和分布的控制等.     

MRC技术在全球油田开发中的应用

MRC技术被国际石油专家们确立为21世纪初最具发展潜力的8项钻井新技术之一,代表了21世纪石油技术的发展的方向。MRC除具有水平井的常规优势外,其成本比单个水平井低,是从1个主井眼中钻成2个或多个分支井眼,从而钻遇多个不同空间位置的产层、增大储层钻穿几率和有效面积、提供多种泄油模式以及控制底水锥进和延缓边水推进速度,进而提高单井油气产量。发达国家MRC的技术日渐成熟,已成为油气田开发的一种重要技术在世界范围内广泛应用,必将为全球油气资源的高水平、高效益开发和可持续发展作出积极贡献。     

蒸发岩发育特征及其对大油气田形成的影响

蒸发岩广泛发育于全球各含油气盆地之中,其发育分布特征与世界大油气田的形成和分布有着密切的关系。通过对全球气候条件、海平面相对变化以及各类型盆地进行研究,分析了蒸发岩的发育特征,盆地内部的限制性洼地、相对停滞的水体以及干旱炎热的气候等共同制约着蒸发岩的形成与分布。通过对蒸发岩封盖能力、热导率以及非能干性的研究,结合东西伯利亚、坎波斯以及扎格罗斯等盆地中大油气田实例,分析了蒸发岩层对大油气田形成的影响。蒸发岩的致密性作为盖层有效地封盖了下伏油气,其热导率又有利于保持温度均衡,使得有机质能够更为彻底地转化;蒸发岩的非能干性使其易于发生滑脱变形,导致上覆储集层裂缝系统发育,极大地改善了其储集性能;蒸发岩强烈变形还可以形成盐构造,为油气聚集形成新的圈闭;蒸发岩的发育在时间上和空间上都制约着全球大油气田的形成与分布。随着油气勘探的不断深入,将会发现越来越多的与蒸发岩有关的大油气田。     

塔北地区中,新生界油气藏的形成,分布及勘探远景

塔里木盆地北部中、新生界油气藏形成条件较好,在库车凹陷具有形成大油气田的基本石油地质条件,在组合条件较好的其他地区,可形成中、小型油气田(藏)群.本区中、新生界油气田(藏)的分布具三种模式.区内已在震旦系至上第三系的九个层系内发现了规模不等的油气藏,其中80%集中在中、新生界内(主要分布在古隆起及斜坡带),表明塔里木盆地北部中、新生界有广阔的油气勘探远景.     

Formation and distribution characteristics of Proterozoic–Lower Paleozoic marine giant oil and gas fields worldwide

There are rich oil and gas resources in marine carbonate strata worldwide.Although most of the oil and gas reserves discovered so far are mainly distributed in Mesozoic,Cenozoic,and upper Paleozoic strata,oil and gas exploration in the Proterozoic–Lower Paleozoic(PLP)strata—the oldest marine strata—has been very limited.To more clearly understand the oil and gas formation conditions and distributions in the PLP marine carbonate strata,we analyzed and characterized the petroleum geological conditions,oil and gas reservoir types,and their distributions in thirteen giant oil and gas fields worldwide.This study reveals the main factors controlling their formation and distribution.Our analyses show that the source rocks for these giant oil and gas fields are mainly shale with a great abundance of type I–II organic matter and a high thermal evolution extent.The reservoirs are mainly gas reservoirs,and the reservoir rocks are dominated by dolomite.The reservoir types are mainly karst and reef–shoal bodies with well-developed dissolved pores and cavities,intercrystalline pores,and fractures.These reservoirs arehighly heterogeneous.The burial depth of the reservoirs is highly variable and somewhat negatively correlated to the porosity.The cap rocks are mainly thick evaporites and shales,with the thickness of the cap rocks positively correlated to the oil and gas reserves.The development of high-quality evaporite cap rock is highly favorable for oil and gas preservation.We identified four hydrocarbon generation models,and that the major source rocks have undergone a long period of burial and thermal evolution and are characterized by early and long periods of hydrocarbon generation.These giant oil and gas fields have diverse types of reservoirs and are mainly distributed in paleo-uplifts,slope zones,and platform margin reef-shoal bodies.The main factors that control their formation and distribution were identified,enabling the prediction of new favorable areas for oil and gas exploration.