前陆盆地结构单元与油气成藏响应

在成藏研究中, 前陆盆地可以划分为前陆褶皱冲断带、前渊坳陷带、斜坡带和前缘隆起带等4个结构单元。为揭示盆地油气分布规律和不同结构单元之间油气聚集的差异性, 通过对烃源岩、储集岩、生储盖组合和油气运移等主要成藏要素的分析, 从前陆盆地系统各结构单元讨论油气分布规律和成藏模式, 认为前陆盆地的油气分布受控于盆地结构、油气成藏与盆地结构单元相响应。在前陆盆地系统结构单元正确划分的基础之上, 综合分析不同结构单元成盆期前和成盆期沉积体系的成藏特征, 是前陆盆地油气成藏研究的重要发展方向, 而对于中国中西部前陆盆地的油气勘探还必须重点考虑后期改造作用。     

多造山带控制下的四川复合前陆盆地初析

深入研究四川盆地的起源及其演化过程,对该区进一步的油气勘探开发具有重大的现实意义。为此,根据2008-2010年度国家科技重大专项攻关研究的成果,将川西前陆盆地和大巴山前陆盆地合二为一,通称为四川前陆盆地,并给出了支持这一观点的4点主要证据,即：相同的大地构造背景、形成机制对前陆盆地的影响、“形”与“质”两方面的统一性、共同拥有同一个前陆隆起带。重点分析了盆地区域构造背景及演化过程、原型盆地与主控造山带的关系,结果表明,四川前陆盆地经历了不同时期由不同造山带控制、沉积范围变化大、沉积中心频繁迁移的复杂演化过程,不同类型盆地的垂向叠置,不同时期原型盆地的横向叠加,构成了多造山带控制下的复合型前陆盆地。最后,对盆地构造区带进行了划分,共划分出：造山带后缘推覆构造带、造山带前缘出露前锋逆掩推覆构造带、造山带山前隐伏前锋构造带、前陆盆地中央坳陷带、前陆盆地前缘斜坡带、前陆盆地前缘隆起区等6个一级构造带以及15个次级构造带。     

中国环青藏高原新生代巨型盆山体系构造特征与含油气前景

受印度-欧亚大陆碰撞及其持续的汇聚作用影响，中国中西部地区新生代构造最为显著的特征表现为环青藏高原的巨型盆山体系及盆、山结合部位的前陆盆地（及前陆冲断带）。结合大量的地质、地球物理资料，首先提出了环青藏高原巨型盆山体系的概念，描述了其分布特征，探讨了该体系的深部构造特征和成因动力学机制。重点研究了该体系内前陆盆地的构造特征，认为该体系内前陆盆地是喜山期再生前陆盆地（及冲断带）与海西晚期-印支期周缘、弧后前陆盆地组成的叠合式前陆盆地，其原型盆地包括海西-印支期周缘前陆盆地（如塔里木盆地北部、川西、鄂尔多斯盆地西缘等）、海西-印支期弧后前陆盆地（如塔里木盆地南部等）、喜山期再生前陆盆地（如库车、塔西南、准南等）。上述两期、三种原型盆地，在喜山期冲断隆升活动作用下，形成四类叠合式前陆盆地：叠加型、新生型、改造型和早衰型。中国环青藏高原巨型盆山体系内广泛发育多个前陆冲断带，构造变形极为复杂，主要构造样式有断层相关褶皱组合、盐相关褶皱、走滑-冲断构造组合等。最后分析了该体系内前陆盆地（及前陆冲断带）的油气地质条件，认为该区油气地质条件优越、油气资源丰富，是今后中国油气勘探的重要领域。     

从区域构造背景看我国油气勘探方向

任何大盆地的形成、发生和发展都离不开区域构造背景,全球的油气分布与几个大构造带有紧密关系,前陆盆地是油气的富集区,古隆起控制着大规模油气聚集。从前陆盆地到古隆起,世界大油气区的分布具有明显的有序性的特征。我国盆地具有小陆块拼合、多旋回性和强烈的后期陆内构造活动等区域构造特征。从世界油气勘探经验和我国独特的地质特征出发,今后应将前陆盆地、古隆起、坳陷型盆地大面积地层岩性带和断陷盆地富油凹陷作为未来重点勘探领域。采用综合勘探工作方法,坚持工作,我国勘探将实现新的突破。     

前陆盆地形成与演化砂箱物理模拟启示——以四川盆地西部龙门山为例

通过砂箱物理模拟实验揭示冲断带-前陆盆地系统形成演化过程中,单一构造剥蚀、沉积作用和剥蚀-沉积耦合过程对其盆-山系统形成演化的控制影响作用,尤其聚焦于龙门山-川西前陆盆-山系统沿走向变化的构造剥蚀-沉积作用对其盆-山系统的控制作用。单一构造剥蚀作用过程模拟揭示浅表剥蚀作用强度与冲断带楔形体楔长、楔高呈负相关性;构造剥蚀作用使冲断带后缘逆冲断层更加易于发生断层再活化与无序冲断,制约着冲断带前陆向扩展。浅表沉积作用导致楔形体前缘冲断层上覆物质加载、更易于发生断层闭锁,促使冲断带楔形体前陆向/前展式扩展生长。沿走向变化的剥蚀-沉积作用过程导致冲断带楔形体后缘深部层系剥蚀走向变化、断层产状变陡,前陆盆地中前陆向断层明显减小、其倾角减缓,且反向冲断作用加强(乃至导致主断层反向冲断),尤其走向差异性导致前陆盆地发育斜向断层。受控于龙门山冲断带-川西前陆盆地系统晚三叠世以来走向差异性剥蚀-沉积作用,川西前陆盆地中南段发育晚白垩世—新生代再生前陆盆地,可能形成前陆盆地前缘斜向断层-龙泉山断层。     

中国中西部两期前陆盆地的形成及其控气作用

前陆盆地是指呈线性收缩于造山带和克拉通之间、由造山带逆冲负荷引起挠曲并沉降成狭长的沉积单元。中国中西部中新生代前陆盆地都处于特提斯北缘盆地群东端,其形成主要受特提斯演化控制。中生代以来,中国中西部地区分别在中生代早期、新生代晚期发育两期前陆盆地,又被分为3类、4种相应的前陆盆地(前陆逆冲带),主要由前陆盆地早期拉张环境下的细粒沉积物或碳酸盐岩和前陆挤压期的粗粒沉积物叠置而成,成为前陆盆地特有的二元结构。发育了前陆盆地特有的天然气地质特征,即拉张构造背景下沉积有效的烃源岩层系、挤压背景下发育前陆逆冲带、喜山期形成成排成带的大型圈闭。早期前陆逆冲带被后期构造改造叠加,主体部位构造圈闭破坏严重,冲断带前锋、前渊、前缘斜坡和隆起部位圈闭保存较好;晚期前陆逆冲带与前缘隆起构造圈闭发育,成藏条件好,是近期勘探的主攻目标。     

前陆盆地勘探领域三个潜在的油气接替区

中国中西部地区前陆盆地油气资源丰富,加强前陆盆地新勘探领域的研究具有重要意义。前陆盆地油气勘探多集中在挤压背斜构造、岩性圈闭、生物礁、披覆背斜、地层圈闭和断块圈闭6类勘探区,其中以挤压背斜构造为主,但其勘探难度越来越大。参考近年来全球前陆盆地领域油气勘探重大成果的实践经验,结合中国前陆盆地领域油气勘探新突破的趋势,提出了造山带变质岩推覆体之下的"隐伏层序"、前陆冲断构造的"下盘冲断夹片构造"、前陆坳陷部位深层等三个潜在油气接替区,并预测此三个接替区与前陆坳陷层序具有相同的油气地质条件,有着较大的油气勘探潜力。造山带变质岩推覆体之下的"隐伏层序"发育有成盆期沉积层序;前陆冲断带"下盘冲断夹片构造"上覆地层封盖性能好、断层涂抹系数高,具有良好的储盖条件;前陆坳陷深层领域提供了优质的储集层、有利烃源岩以及晚期发育的膏岩层或致密泥岩封盖层。勘探实践证实此三个接替区具有广阔的勘探前景。     

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。     

从周缘盆—山耦合区带剖面结构特征分析准噶尔盆地构造演化

准噶尔盆地是多期构造挤压环境下演化形成的大型陆内叠合盆地，其盆地类型既有前陆盆地，也有陆内凹陷，其中，前陆盆地主要分布在造山带逆冲断裂前缘，陆内凹陷主要分布于盆地内陆区。基于前人的研究成果，结合在准噶尔盆地油气勘探开发实践中取得的新认识和对准噶尔盆地周缘盆—山耦合区带地质剖面及盆地不同时期沉积地层特征的分析，认为该盆地自二叠纪以来发育了3期前陆盆地，这3期前陆盆地及与其相关坳陷的组合和叠加是形成准噶尔盆地丰富油气资源和多样化成藏模式的主要原因。     

川西前陆盆地勘探思路分析

受龙门山推覆构造的影响,川西前陆盆地的构造形变、沉积充填、圈闭类型在平面分布上存在较明显的差异.从总体上看,靠近龙门山前构造形变较强烈,地层倾角较陡,远离龙门山构造较为平缓;盆地中充填的上三叠统、侏罗系、白垩系主要以冲积扇、河流、三角洲、湖泊等沉积体系为主,龙门山的多期推覆活动以及推覆作用的向盆内推进,造成盆内地层以向上变粗的反粒序为主和沉积中心的有序迁移;靠近龙门山前主要以发育构造圈闭为主,进入盆内则以构造-岩性圈闭为主;地层水矿化度也表现为自龙门山向盆内增高.由此看来,川西前陆盆地不同构造部位必然具有不同的成藏条件,当然也应采取不同的勘探战略龙门山前应中浅层兼顾,以构造圈闭为主要对象进行立体勘探;前陆深坳区,地层异常压力高,具有形成深盆气的条件,是深盆气的有利勘探场所;前陆隆起区应特别注意须家河组二段的尖灭区,以构造-岩性型圈闭为主要勘探目标;燕山期古隆起是浅层侏罗系天然气的运移指向区,应以浅层侏罗系天然气勘探为主攻方向.     

四川盆地关键构造变革期与陆相油气成藏期次

四川盆地经历了多期构造演化,其关键构造变革期为印支期、燕山期及喜马拉雅期。通过对盆地内多个陆相碎屑岩油气藏的成藏时间进行对比分析,认为四川盆地碎屑岩油气藏总体上经历了3期成藏过程,即印支晚幕、燕山中—晚幕和喜马拉雅早幕,这与四川盆地整体经历的构造演化关键构造变革期一致。四川盆地西部地区北部气田的主要成藏时间早于南部,主要原因为川西地区构造活动的差异性;自西向东成藏时间具有逐渐变早的趋势,主要原因为四川盆地及其周边造山带构造活动的差异性,川西前陆盆地紧邻龙门山冲断带,从龙门山往盆地中部形变依次变弱。     

四川盆地西北部前陆盆地构造演化对古生界海相油气成藏的影响

针对四川盆地西北部古生界海相油气成藏的复杂性和平面分带性,研究梳理了古生界油气成藏特征,探讨了不同构造背景下油气聚集的差异化特征,揭示了前陆盆地构造演化对古生界海相油气成藏的影响。研究认为四川盆地西北部地区前陆盆地构造运动在纵向上促进了古生界烃源岩的热演化进入高成熟—过成熟阶段,在横向上对逆冲推覆带—坳陷带烃源岩热演化具有一定的延迟效应。前陆盆地构造深埋作用造成储层具有低孔低渗特征,挤压运动使储层孔隙度呈现逐渐降低的趋势。逆冲断裂破坏了前陆冲断带地区盖层的封盖能力,降低了圈闭的有效性,前缘隐伏带和坳陷带发育断块圈闭和构造—岩性圈闭,保存条件较好。综合分析认为逆冲推覆带受不整合面—断层疏导体系影响,古生界油气藏具有“早油晚气、后期调整、保存控藏”的特征,前缘隐伏带受渗透层—断层组合的阶梯状疏导体系控制,具有“多源充注、多期运聚、通源断裂控藏”成藏特征,而坳陷带主要受层间断裂垂向疏导体系控制,气藏具有“近源充注、持续供烃、层间断裂控藏”成藏特征。综合分析认为,前缘隐伏带是川西海相深层油气突破的有利地区。     

海相改造残留盆地的地质特征和勘探前景

中国前新生界海相地层很发育,其油气资源潜量丰富,但目前探明程度和勘探成功率很低。其根本原因在于它们普遍经历过多期改造,具有改造残留盆地的性质。主要的改造方式有抬升剥蚀、构造变形和深埋等,具体受盆地在各期构造运动中所处的大地构造背景控制,如被前陆盆地或裂谷盆地所叠加,整体抬升转化成为高原或高地,以及由于冲断褶皱而转化为断褶带甚至于造山带等。海相改造残留盆地具有复杂的成藏动力学过程和油气系统。其最重要的油气成藏特点有 :(1)多期成藏,形成复杂油气系统,油气藏高度分散;(2)晚期(喜马拉雅期)成藏,明显受喜马拉雅运动控制。因此在油气勘探中要以正确认识和描述地质特征的非均一性为关键,以油气的生、运、散、聚成藏动力学过程为主线,从各种地质要素的相互作用的发展演化历史的角度开展研究。海相改造残留盆地勘探前景广阔,必将成为我国 2 1世纪油气勘探的主战场。     

叠合盆地油气系统研究方法——以中国南方中、古生界为例

通过南方中、古生界油气地质综合研究及勘探成果总结,初步提出一套叠合盆地或改造型盆地评价及其油气系统的研究方法.其核心思路是强调进行油气地质“动态演化”研究.主要通过拟三维盆地模拟反演主要烃源岩时空演化、生烃过程及其不同地质阶段中的生烃强度、资源量;结合古今油气藏解剖分析总结油气成藏-破坏规律及古构造分析研究油气运聚指向;结合主要构造运动期对南方中、古生界主要油气系统进行了分阶段的动态演化研究.认为南方中、古生界油气勘探的现实对象是次生油气系统及再生烃油气系统,现存的原生油气系统很少.提出南方新区中、古生界油气勘探有利区为川东北大巴山前缘及石柱复向斜西侧高陡背斜带、苏北盆地阜宁-盐城-海安-兴化-宝应地区、江汉盆地沉湖地区南部潜江-仙桃-牌州-汊参1井地区、江西南鄱阳盆地及楚雄盆地北部凹陷.这一认识已经得到苏北盆地盐城凹陷朱家墩气田及江汉盆地沉湖地区南部开先台西含油构造勘探发现的证实.     

川东北地区侏罗系油气地质特征与成藏主控因素

基于四川盆地东北部(川东北)地区区域构造演化和侏罗系油气地质条件研究,分析了研究区侏罗系油气地质特征与成藏主控因素。认为川东北地区经历了从内陆克拉通之后的大型淡水坳陷湖盆阶段向大巴山前陆盆地阶段的转换过程。同时,通过对川北前陆盆地生烃演化与油气运移特征,大巴山构造演化与圈闭发育特征,及其对油气成藏作用分析,剖析了川东北地区侏罗系自流井组大安寨段、凉高山组、沙溪庙组油藏成藏主控因素和富集规律,指出川东北地区侏罗系油藏为成岩后期油藏,即成岩压实作用之后烃源岩才大量生烃,聚集成藏,表现为储层成岩演化与生烃演化的不协调性,导致研究区含油气层系多、发育不规则、油气分布分散而又不均匀,且油气层只产油气、不产水。     

中国南方中、古生界油气系统及勘探选区

中国南方经历了多期构造运动的强烈改造,中、古生界油气系统成因及演化复杂,按照"动态演化"综合分析思路将其分成原生、再生烃(二次生烃)及复合油气系统三大类。加里东期、海西期及印支期是原生油气系统的主要形成期,燕山期是除四川盆地外的广大南方地区原生油气系统的主要破坏与改造期;喜马拉雅期是再生烃油气系统及复合油气系统的主要形成期,也是四川盆地原生油气系统的主要改造期。指出川东北大巴山前缘及石柱复向斜西侧高陡背斜带、川西北上三叠统一下侏罗统煤成气藏、苏北盆地阜宁-盐城-海安-兴化-宝应地区、江汉盆地沉湖地区、江西鄱阳盆地南部凹陷、川中乐山-龙女寺隆起下古生界及楚雄盆地北部凹陷为南方中、古生界油气勘探有利区。     

中国西部与中亚前陆盆地油气地质特征类比分析

中亚及中国西部盆地自中生代以来，一直处于相同的大地构造位置—特提斯构造域的北缘。由于受到特提斯洋形成与演化的影响，两地区在中、新生代经历了相似的构造演化过程，即都经历了中生代-古近纪断陷-坳陷沉积阶段和新近纪以来的前陆盆地演化阶段，在中—新生代沉积特征等方面表现出许多共同特征，油气地质条件方面具有一定的相似性。然而，各盆地不同的基底特征及其具体的大地构造位置又使其油气地质特征等方面存在一定的差异性。油气勘探的实践表明，中亚盆地群蕴藏着丰富的油气资源，是世界上重要的油气富集区之一。因此，进行中国西部与中亚前陆盆地油气地质特征的类比研究，认真分析两地区油气成藏条件的差异，有助于正确认识中国西部盆地的油气地质特征和分布规律，从而有效地指导西部油气勘探。     

幕式成藏理论的提出及其勘探意义

幕式成藏是一种快速、高效的成藏方式,并常常具有周期性,因而对于高富集度大中型油气田的形成具有十分重要的意义。同渐进式成藏一样,幕式成藏也是含油气盆地一种普遍存在的成藏方式,特别是对于多构造运动、断裂发育的盆地以及异常压力比较发育的盆地(如前陆盆地和裂谷盆地等),幕式成藏往往占有重要地位;而在构造运动相对较稳定的克拉通盆地,一般以渐进式成藏为主。与渐进式成藏不同,幕式成藏在时间上并不完全受生烃窗控制,而主要受控于区域构造运动、断裂活动和异常压力的演化,因此盆地的构造演化史、断裂活动史和异常压力发育史往往决定了幕式成藏史。幕式成藏理论的提出,不仅是对传统油气成藏理论的一个重要补充,更重要的是拓宽了油气勘探领域,进一步明确了大中型油气田的勘探方向。      

物理模拟在天然气成藏研究中的应用

油气成藏的物理模拟实验是在实验室条件下模拟油气成藏的条件和结果，从而再现地下油气生成和运聚的过程。选取天然气运聚成藏这个重要过程，就川西平落坝天然气藏的成藏模式进行实验模拟，针对逆冲推覆断层对气藏形成的作用，对冲构造的成藏过程，原生气藏和次生气藏分别形成的过程等一系列重要问题得出很多认识，在平落坝原生气藏形成过程中，对冲构造起了重要作用，平落2逆冲断层对侏罗系次生气藏的形成起了重要作用，这些认识对川西前陆盆地天然气藏的下一步勘探有重要的指导意义。     

川西坳陷中段晚三叠世前陆盆地构造变形与油气勘探

由于龙门山地区会聚构造运动,地表露头与地下地震资料揭示了川西晚三叠世前陆盆地被卷入板内形变的构造地质现象。鉴于这一地区已经证实晚三叠世地层中富含油气,该文以获得的实际资料对晚三叠世前陆盆地形变年代、形变特征、形变运动(动力)学机制进行了深入分析,并着重分析了构造形变与油气成藏的关系。针对区内前陆盆地形变后所形成的3种不同类型(磁峰场、鸭子河、马井)的含气构造,文中讨论了其成藏的主控因素,并据此提出了该地区这一领域的油气勘探方向。