中国叠合盆地油气成藏研究进展与发展方向——以塔里木盆地为例

塔里木叠合盆地具备多套生储盖组合、多期生排油气作用和多旋回油气成藏作用,为了发展和完善叠合盆地油气成藏理论,总结了叠合盆地研究进展并分析其发展方向。叠合盆地研究主要取得4大进展:①发现了叠合盆地广泛分布的复杂油气藏;②建立了复杂油气藏成因模式;③揭示了复杂油气藏的改造机制;④提出了构造叠加改造复杂油气藏评价模型。叠合盆地功能要素组合控制油气藏的形成和分布,后期构造作用的叠加复合导致了早期油气藏的调整、改造和破坏。叠合盆地油气成藏研究的发展方向主要包括3个方面:①多要素联合控藏模式研究;②油气复合成藏机制研究;③油气藏调整改造机理及预测模式研究,尤其是针对叠合盆地深部开展该方面的研究更具理论和现实意义。     

塔里木盆地“多元复合—过程叠加”成藏模式及其应用

阐述了复杂叠合盆地油气地质特征及油气成藏主控因素,提出了多元复合—过程叠加成藏模式及有利勘探区带预测方法。研究表明,中国复杂叠合盆地具有多期次构造变革、多套生储盖组合、多旋回油气成藏、多期次调整与改造的油气地质特点,油气藏形成与分布主要受古隆起、烃源灶、区域盖层以及构造平衡带4个要素的控制。"要素复合、过程叠加、多期成藏、晚期定型"是复杂叠合盆地油气藏形成、演化和分布的基本模式。依据这一模式,在恢复研究区4个主要控藏因素演化历史的基础上,对塔里木盆地各主要成藏期奥陶系目的层有利油气聚集区带及构造调整改造后的有利勘探区带进行了预测和评价。     

叠合盆地石油地质特征及其研究意义

经历了多期构造变革,由多个单型盆地经多方位叠加复合而形成的具有复杂结构的盆地称为叠合盆地;多层段多期生排烃多期运聚散,多来源多阶段混合成藏,多区带多旋回改造调整,油气藏分布预测困难是叠合盆地的4个主要油气地质特征;叠合盆地的这些特点决定了其油气分布极为复杂,迫切需要新的地质理论和相关配套技术解决叠合盆地的分布规律和油气勘探。     

中国西部叠合盆地深部油气勘探面临的重大挑战及其研究方法与意义

在综合调研和收集了世界深部油气藏大量资料及对中国西部叠合盆地油气地质特征深入研究的基础上,总结提出中国西部叠合盆地深部油气勘探面临着三方面的重大挑战:①油气组成复杂,多期混合、来源不清,致使深部油气勘探方向难以确定;②富集油气的有效储层裂缝和溶蚀孔洞混杂,成因机制不清,导致勘探区带预测困难;③油气相态变异大,油气分布特征受深部高温压环境、低孔渗介质条件和多种运聚动力的影响,使得现有的成藏理论难以有效指导勘探目标的预测。因此认为,加速中国西部叠合盆地深部油气勘探必须解决三个关键科学问题:①多期构造过程叠加与深部油气生成演化;②深部有效储层形成机制与发育模式;③深部油气复合成藏机制与油气富集规律。为此,建议采用油气成藏过程正演模拟和油气成藏过程反演剖析相结合的研究方法和“深部成藏条件-深部成藏机制-深部成藏规律”的技术主线,重点选择深部资源潜力最大的塔里木盆地和准噶尔盆地开展研究,期待形成和发展中国叠合盆地深部油气复合成藏理论,研发深部油气分布预测配套技术,促进中国西部深部油气勘探和储量的快速增长。     

叠合盆地油气资源评价问题及其研究意义

叠合盆地具有多套烃源岩、多类储盖组合、多次生、排烃和多期成藏等特征,通常勘探目的层埋深大,经历长期演化,油气藏充注历史复杂,油气分布规律受多种因素控制。认为评价叠合盆地的油气资源量时需要注意：①不能依据氯仿沥青“A”和有机碳含量等实测指标评价烃源岩品质,因为这些指标值高并不能完全表征烃源岩的生、排烃量大;②不要完全依据生、排烃量评价探区勘探前景,因为构造变动强时可以使烃源岩排出的烃量在运称中全部遭到破坏;③不宜套用运聚系数法求取资源量,因为叠合盆地成藏体系聚油气效率远不如简单盆地;④不应依据有限的几口预探井的失利而否定某一地区的勘探前景,因为复杂盆地具有复杂而独特的油气藏机理和分布规律。研究这四方面的地质问题对于准确评价和预测叠合盆地的油气资源具有重要意义。     

要素匹配成藏模式在塔里木盆地的应用

塔里木盆地志留系分布面积广,是主要的油气产层之一。该目的层油气来源多样,油气藏经历多期成藏和调整改造,类型复杂,导致该层系油气藏分布预测十分困难。根据国家973项目"中国典型叠合盆地油气形成富集与分布预测"中提出的叠合盆地多要素匹配成藏模式(T-CDMS),预测塔里木盆地志留系为有利成藏领域。首先建立各主控因素与油气藏之间的数学模型,然后定量评价4大主控因素(区域盖层C,沉积相D,古隆起M,烃源岩S)单独作用时的控藏范围和概率,在此基础上,按照多地质要素匹配模式原理预测了四大要素综合作用下的油气成藏概率和成藏范围。结果表明:志留系最有利区为孔雀河斜坡、英吉苏凹陷西部和满加尔凹陷周缘;有利区主要分布在塔北隆起英买力构造带和塔中隆起部分地区;巴楚隆起部分地区成藏可能性相对较小。     

准噶尔大型叠合盆地油气富集规律

准噶尔盆地是我国油气资源增长的热点地区之一,具有典型的叠合盆地“多源多期多类型次生成藏”的油气聚集特征。通过应用叠合盆地研究中的关键技术,首次系统解剖了盆地的油气富集规律,提出盆地历史上发育了三期前陆盆地,其演化具有不同的油气地质意义。盆地叠合样式控制了油气的富集:①油气沿继承延变型的古隆起构造凸起部位聚集;②断裂对油气聚集的穿越式改造扩大了油气分布范围,增加了含油层系分布,造成了不同油气的混生成藏,同时也使油气分布特征复杂化;③不整合的间断变革使得其上的底砾岩和下面的风化壳是油气运移的良好通道;④早白垩世早期最大湖泛面控制下的储盖组合是中浅层岩性地层油气藏发育的重要层系。     

塔里木盆地海相油气成藏研究进展——"中国西部典型叠合盆地复杂油气藏形成改造再聚集机制"课题进展交流暨塔里木盆地油气成藏学术研讨会综述

塔里木盆地海相油气勘探潜力巨大,近几年来展现出喜人的勘探局面.叠合盆地碳酸盐岩油气成藏的复杂性和改造作用,给油气成藏研究提出了严峻挑战.目前,在油气的来源、油气藏形成时期和过程方面存在一定争议.为了适应目前的勘探形势,让油气成藏研究成果能够更加有效地指导勘探与生产实践,2009年7月在甘肃省兰州市召开了"中国西部典型叠合盆地复杂油气藏形成改造再聚集机制"学术研讨会,专门针对塔里木盆地油气成藏的研究现状及存在的问题开展了深入讨论,并取得了如下共识:①正确认识油气来源对于资源评价非常重要,塔里木盆地海相油气主要来源于寒武系和奥陶系 2 套烃源岩,油气"混源"现象突出,中上奥陶统烃源岩贡献比例较大;②油气成藏时期总体与重大构造变革期相对应,晚加里东期是寒武系大量生排烃期,早海西期由于抬升暴露油藏破坏而形成志留系沥青;晚海西期是奥陶系油藏的重要充注成藏期;天然气主要在晚喜马拉雅期注入;③动态研究油气成藏过程,必须恢复重要成藏期的古构造,并考虑历史时期的地质事件可能对油气成藏有着重要影响,应选准几个典型油气藏进行精细解剖,然后从整体上总结油气区域分布规律.     

四川叠合盆地海相碳酸盐岩油气分布特征及其构造主控因素

为了研究四川叠合盆地海相碳酸盐岩油气藏的分布规律和主控因素,预测勘探接替区,从盆地区域构造角度,分析油气沿（或在）拉张槽、古隆起和盆山结构区的分布特征,探讨拉张槽、古隆起和盆山结构对海相油气成藏和分布的控制作用,并据此探讨四川叠合盆地深层-超深层海相油气的勘探前景和有利地区。研究发现,拉张槽控制油气成藏的基础条件,即烃源岩、储集岩和优质源-储组合的发育,为油气成藏打下了坚实的物质基础;古隆起是油气运聚的指向地区,控制古油藏和古气藏的形成与演化,奠定了油气成藏的主要聚集区,属于油气藏的建造过程;盆山结构则进一步改变盆地内的构造格局,再分配和调整古油气藏,形成现今油气藏,属于改造过程。拉张槽是油气早期富集最根本的控制因素,古隆起是油气运聚的指向地区,盆山结构是油气晚期散失最主要的控制因素,从基础到建造再到改造的一系列过程相辅相成,共同控制了四川叠合盆地海相碳酸盐岩油气的分布。在此基础上,推测川西中北段深层-超深层是未来四川叠合盆地海相碳酸盐岩油气勘探最主要的有利地区,具备形成大型气田的基本条件,可能是原生气藏和次生气藏共存的天然气富集区,理由为：①具有以下寒武统优质烃源岩为主的多源供烃系统;②具有多时代优质储集层的叠合层系;③具有以断裂（及不整合面）和优质储层构成的立体输导网络;④具有致密碳酸盐岩、泥质岩和膏盐等构成的多级封盖系统。     

中国中西部大型盆地差异演化与碎屑岩油气响应

以碎屑岩油气成藏体系为核心,将中西部大型盆地（四川、鄂尔多斯、准噶尔和塔里木）置于统一时空体系,分析晚古生代以来原型及其更迭对成藏体系形成、分布的控制与油气响应,明确勘探方向。研究认为,构造体制转换期的原型沉降结构差异约束了主力烃源岩及源内、内源近源成藏体系的形成与分布,原型更迭产生的构造形变决定了内源远源、外源与混源成藏体系的时空展布。不同成藏体系的油气行为受中、新生代陆内体制原型的叠加改造控制,表现为:①转换期前渊叠加产生的差异性构造沉降控制了内源近源成藏体系大面积岩性油气藏的形成和近隆起/斜坡相对富集;②燕山晚期以来的掀斜隆升改造致使早期近源油气藏发生调整与贫化;③燕山期以来的断裂改造控制了近源成藏体系油气局部富集高产与内源远源、外源成藏体系油气藏的形成。中部盆地碎屑岩油气勘探主攻方向为燕山期隆起斜坡区内源近源、源内成藏体系,西部盆地优先选择活动隆起压扭性断裂发育区的内源远源、外源成藏体系。      

塔里木盆地喜马拉雅晚期油气藏调整与改造

为理清塔里木盆地油气分布规律,对喜马拉雅晚期构造运动背景下塔里木盆地油气藏的调整与改造进行分析.塔里木盆地油气成藏过程受喜马拉雅运动影响十分强烈,主要发生了物理调整和化学改造两方面的次生作用:一方面由于地层的翘倾和圈闭的调整,早期形成的油气藏发生侧向长距离运移和垂向渗漏再聚集;另一方面巨厚的地层沉积加速了有机质的热演化,生成大量裂解气,天然气侵入早期油藏导致油气性质发生重大改变,重质油、轻质油、蜡质油、凝析气等各种类型的油气形成并分布在同一区域.喜马拉雅晚期油气藏的物理调整和化学改造作用导致塔里木盆地横向上大面积油气差异分布,纵向上多层系含油、但油气性质各异的复杂格局.     

塔里木盆地深层海相轻质油/凝析油的成因机制与控制因素

塔里木盆地是中国蕴含丰富海相凝析油的克拉通含油气盆地,目前已在塔北隆起、塔中隆起及其斜坡区的震旦系—三叠系发现6个大型海相凝析油气藏,这些油气藏呈现出轻质油、高含蜡凝析油气、干气—轻质油—挥发性油多种类型油气藏围绕烃源岩有序聚集的特点.基于烷烃损失量计算、凝析油中烃类分子成熟度参数和天然气同位素组成的分析,提出塔北隆起...     

塔里木盆地海相油气成藏研究进展

近年来塔里木盆地超深层海相油气勘探取得了丰硕成果,顺北奥陶系、塔中寒武系、塔河深层等油气新发现,为塔里木盆地海相油气成藏研究提供了丰富的基础资料。塔里木盆地海相油气主要分布于台盆区,油气藏类型多样,原油物性变化大,显示出成藏的复杂性。通过对大量的实际样品分析和模拟实验及大量的地质、地球化学综合分析,结合构造演化、层序地层学、沉积相与沉积环境等研究成果,在烃源岩分布及其演化、油气地球化学特征、海相油气藏分布特征等方面取得了显著进展。一是明确了塔里木台盆区海相油气主要来源于强还原环境下形成的下寒武统-中下奥陶统烃源岩,特别是台盆区下寒武统玉尔吐斯组,并明确了超深层海相油藏后生改造主要有TSR、热裂解2种类型,提出了相应的判识指标;二是在建立玉尔吐斯组缓坡型优质烃源岩沉积发育模式的基础上,通过井震标定、正演模拟和区域测线地震相解释、三维区属性分析与地震反演,预测了玉尔吐斯组烃源岩的展布,并明确其演化特征:燕山期以来长期低地温背景下的"高压生烃演化抑制模式"延缓了顺托果勒低隆寒武系烃源岩热演化,顺托果勒地区仍具晚期高成熟液态烃形成条件;三是通过台盆区油气成藏特征对比,明确了奥陶系油气分布特征,进一步明确在台盆区寻找以下寒武统玉尔吐斯组原地烃源岩与燕山期以来晚期活动走滑断裂相匹配的、以晚期供烃为主的轻质油藏-天然气藏,是塔里木台盆区超深层碳酸盐岩领域油气勘探的重要方向。      

塔里木盆地顺托果勒低隆起顺托1井区油气成藏模式

塔里木盆地顺托1井区奥陶系碳酸盐岩与志留系碎屑岩层系均获得油气流,为受同一条断裂沟通的2套油气藏,但2套油气藏的地层温度、地层压力系数与油气性质均存在较大差异。通过油气性质、饱和烃色谱、饱和烃色谱—质谱、芳烃色谱—质谱与同位素等地球化学特征对比分析,认为两者为油源相同、多期充注、相互关联的2套油气系统。结合断裂活动期次、断裂活动强度、油气垂向分布特征、油气运移方向及油气充注期次研究,进一步明确志留系油藏主要成藏期为海西晚期,而奥陶系凝析气藏主要成藏期为喜马拉雅期。主要成藏时期断裂的活动强度决定了该区油气富集层系,并初步建立了该区“垂源与侧源供烃、断层垂向输导、断裂活动强度控层、下部圈闭优选聚集”的油气成藏模式。      

构造运动对四川盆地震旦系油气成藏的控制作用

四川盆地所经历的多期构造运动对油气藏的形成和改造都具有明显的控制作用。为此,探讨了历次构造运动对该盆地震旦系油气成藏与富集的控制作用。基于地震、测井、岩心等资料,结合野外露头勘察,对研究区构造演化及其对储层形成、圈闭改造的控制作用开展了研究。结果认为:桐湾运动等4次构造运动控制了四川盆地震旦系油气成藏过程,其中:①桐湾运动以区域性升降运动为主,桐湾运动Ⅰ幕和Ⅱ幕造就灯影组灯二段、灯四段这2套近地表古岩溶储层的形成且大面积分布;②加里东运动形成了乐山—龙女寺大型古隆起,奠定了震旦系油气富集带形成的构造背景;③海西—印支期,震旦系以整体沉降为主,早期古隆起格局继承性发育,震旦系—寒武系烃源岩进入成油高峰期,古隆起区发育大型古油藏;④中三叠世末期的印支运动,四川盆地进入前陆盆地演化阶段,震旦系被深埋,使得古油藏发生原油裂解成气,成为震旦系重要的气源;⑤晚燕山—喜马拉雅期是震旦系气藏调整的关键期。结论指出,四川盆地震旦系天然气成藏条件良好,勘探潜力大,其中乐山—龙女寺古隆起震旦系是天然气富集的有利区带,古隆起斜坡带也是值得重视的勘探领域。     

塔里木盆地顺1走滑断裂带超深储层油气充注历史

顺北地区是近期塔里木盆地超深层油气勘探获得重大突破的领域。通过顺北地区奥陶系一间房组储层原油和天然气地化特征对比,并结合荧光颜色和显微荧光光谱参数分析,认为顺北地区奥陶系经历了多期油气充注,且早期充注原油遭受一定程度的生物降解,而天然气为原油伴生气。利用类异戊二烯烃、生物标志化合物和原油轻烃对顺北地区和顺南地区原油进行对比,发现顺北地区油气来源与顺南地区一样来自于寒武系玉尔吐斯组烃源岩,通过断穿寒武系的断层向上运移至奥陶系储集层。对顺北地区采集样品进行流体包裹体测试、冷阴极发光、荧光观察等系统分析,结果表明顺北地区发生了“五幕三期”油充注和一期天然气充注,第一期为加里东晚期,第二期为海西晚期,第三期为喜马拉雅晚期,而天然气充注发生在喜马拉雅晚期。     

塔里木盆地巴楚凸起构造特征及其对油气藏分布的控制

巴楚凸起是塔里木盆地西南部重要的油气勘探区。巴楚凸起经历了加里东、海西、印支－燕山和喜马拉雅等多期构造运动,其中海西和喜马拉雅运动对其油气藏形成十分重要。通过对其构造发育史、构造单元和断裂体系的详细研究,认为,巴楚凸起油气分布以复式油气藏为主体,其形成与断裂、储集岩体、不整合面三个基本因素的相互配合有关;断裂不仅控制着圈闭的形成、油气的运移,而且在一定程度上改善了储集层的物性     

塔里木盆地塔中低隆起构造演化对油气藏的控制

塔里木盆地塔中低隆起在其演化过程中经历了多期构造运动的改造，使该区经历了“4次拉张、4次挤压”，对应于盆地4次大的沉降和抬升。其中加里东早、中、晚期和海西早、晚期运动是该区最重要的构造事件。受构造演化的控制，形成了该区加里东—早海西及燕山—喜山期2个重要的成藏期和多套有利的生、储、盖组合，同时对不同构造带不同层系油藏的形成、保存、破坏与调整有看同样重要的控制作用。从而形成该区石炭系东河砂岩块状、志留系层状油藏及沥青、奥陶系灰岩内幕及风化壳等多种油气藏。受构造运动影响，在塔中Ⅰ号构造带和北部斜坡带形成油气富集带。塔中低隆起西北围抖区构造相对稳定，油气破坏性小，具备形成大型油气田的石油地质条件，是下一步油气勘探的新领域和新方向。     

塔里木盆地北部雅克拉地区海相油气成藏特征与运聚过程

在前人研究基础上，结合塔里木盆地雅克拉地区海相油气地球化学特征，利用流体包裹体法对雅克拉海相油气的成藏期次进行厘定，并通过分析该区油气关键成藏期的构造演化过程，来确定油气聚集和调整的有利勘探区。雅克拉地区主要存在喜马拉雅早期（45.5～16.5 Ma）和喜马拉雅中—晚期（22～4 Ma）2期海相油气成藏过程，具有多期充注和晚期成藏的特点。雅克拉地区在喜马拉雅晚期的“构造翘倾”作用控制了海相油气的晚期充注和成藏有利区。喜马拉雅早期，雅克拉地区前中生界构造呈北东高、西南低的构造格局，油气充注范围广，雅克拉—雅东构造圈闭群均处于海相油气充注的有利范围内。喜马拉雅晚期受库车坳陷快速沉降，雅克拉地区中新生界构造发生了“翘倾”作用，前中生界构造由原来的北东高和西南低格局转变为北东低和西南高的构造格局，轮台断裂构造带及其以南圈闭是晚期海相油气充注的有利区。同时构造“翘倾”使喜马拉雅早期充注的海相油气藏遭受破坏或向南调整聚集。      

固相流动对垂直气井井筒压降影响的数值模拟

结合非常规油气特点,评价中国非常规油气资源潜力,总结中国非常规油气勘探开发技术进展,阐述中国非常规油气勘探开发前景与未来的发展战略。研究表明,中国非常规油气资源丰富,发展潜力大,其中致密气可采资源量为8.8×1012～12.1×1012m3,页岩气可采资源量为15×1012～25×1012m3,煤层气可采资源量为10.9×1012m3,致密油可采资源量为13×108～14×108t,可回收页岩油资源量为160×108t,油砂也具有一定资源潜力。目前已形成了全数字地震勘探技术、低渗低阻气层识别技术等一系列关键技术,且应用效果显著。致密气和致密油是中国目前最为现实的待开发非常规油气资源,煤层气与页岩气的开发利用正在起步。未来10～20年,中国非常规油气产量将显著增长,在弥补常规油气产量短缺中扮演日益重要的角色。