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。     

中国侏罗系煤成油质疑

“煤成油”是一个颇有争论的命题：澳大利亚吉普斯兰盆地的原油是否是煤成油?中国吐哈盆地的原油是否是煤成油?中国其它一些含煤盆地的原油是否是煤成油?煤的热解模拟实验是否有效?这些问题仍须进一步讨论。经研究认为,含煤盆地的原油不可能是煤岩所生成,也不大可能为煤系泥岩所生成,可能的模式是深部氢气与有机质的加氢液化生烃,或是深部H₂、CO₂、CO 在中地壳的低速高导层中经费托合成反应生成油气。     

南黄海西部地区浅层气成因

通过研究近年来获取的浅地层剖面发现,南黄海浅层气主要存在于南黄海东经123°以西的地区,为此进行了该区浅层气成因分析,以探索其来源。将根据南黄海西部地区逾6 000 km的浅地层剖面解释成果得到的南黄海西部地区浅层气分布概况,与该地区的有机质分布状况进行了对比分析,认为南黄海西部晚更新世末期的泥炭分布与浅层气分布具有较好的一致性,表明晚更新世末期的泥炭是该地区浅层气生成的重要物质基础。3个声学空白区的浅层气可能来自中深部地层。苏北浅滩西北部的大型塌陷坑可能由浅部断层活动引起的浅层气在该处多点喷发形成的塌陷坑复合而成,表明该处中深部地层中可能存在天然气。南黄海中部声学扰动区内浅层气不断自海底逸出,该处断层较多,中深部地层具备生气能力,推测该地区浅层气可能是深部油气泄露的气苗。     

中国西部盆地新生代油气藏深部有机质成烃的论据

在利用科拉半岛超深钻的实际资料和德国黑森地区地壳深部(地震)地球物理资料,证实中地壳低速塑性层矿化水的存在的基础上,应用深部成烃的基本原理,归纳出深部有机质成烃最终产物的有机化合物组合的特征为：短链正构烷烃多于长链、双环芳烃多于稠环、硫芴(二苯并噻吩)多于氧芴和芴、二环和三环萜烷丰度较高以及原油多为高成熟度等。这些有机化合物特征与塔西南幼陷羊布拉克油气藏和柴达木盆地西北缘冷潮油气藏中的有机质成分进行对比,认为它们的原油都是来自深部中地充低速塑性层,通过滑脱构造带和推覆断裂带,在晚第三纪末期至第四纪运移至有效构造区带成残。     

柴达木盆地西部咸化湖相优质烃源岩地球化学特征及成藏意义

传统上认为柴达木盆地西部地区咸化湖相烃源岩有机质丰度低,油气主要来源于"可溶有机质"。在柴达木盆地西部首次发现一定规模有机质丰度较高的优质咸化湖相烃源岩,其TOC值一般约在1%,最高可达4%以上;生烃潜量一般大于6 mg/g,最高可达40 mg/g;氢指数一般在500 mg/g(TOC)以上,最高可达900 mg/g(TOC)以上。有机质类型以I型和II1型为主,少量II2型,为倾油型有机质。而有机质丰度过低的样品(TOC0.5%),其类型也较差,所含的可溶有机质也较低,生烃潜力小,为无效烃源岩。优质烃源岩生物标志化合物中富含植烷、C28甾烷、伽马蜡烷和C35藿烷等指示咸水环境的化合物,同时具有高甾烷低藿烷、高C27甾烷低C29甾烷等特征,指示有机质主要来自于水生藻类。这些藻类中富含脂类化合物,被称为"油藻",在较低的成熟演化阶段可直接转化为烃类。咸化环境有利于藻类直接转化而成液态烃的保存,从而形成"未熟—低熟油"。柴达木盆地西部咸化湖相烃源岩中所含的"可溶有机质"明显高于淡水湖相烃源岩,这正是该地区在中浅层发现的一批"未熟—低熟油田"的重要物质来源。通过模拟实验证实,有机质在成熟演化阶段也具有较高的生油潜力,符合经典的油气生成模式。因此,对于深层来说,成熟的烃源岩形成的油气是主要的勘探对象。在该地区古近系深层优质烃源岩形成的油气具有2类成藏模式:(1)源外成藏,即通过油源断层将油气运移至浅部构造圈闭聚集成藏;(2)源内成藏,即在深部烃源岩附近的岩性圈闭中近源聚集。目前这2类油气藏勘探均已获得重大突破,发现了2个亿吨级储量区块,证实深部优质烃源岩形成的油气藏勘探潜力巨大。     

俄罗斯境内深部油气藏的形成及分布特点

俄罗斯油气地质勘探工作和综合研究的结果证实,在那些(>4000～5000m)深埋地层中仍有发现更多油气藏的可能。俄专家认为,今后深部油气藏预测和普查任务的进行将主要取决于对影响深埋油气藏形成与分布因素的研究程度。本文从烃类相态随深度的变化、地下深部生烃源岩及所含有机质在深成作用中的变化、油气产层和盖层的储集和隔挡性能的变化、岩石原始储集空间在深部保存情况、深部沉积岩层的结构等方面来介绍俄罗斯境内深部油气藏的形成及分布特点。     

济阳坳陷深部热液活动与成岩成矿

通常认为，沉积盆地中有机质热演化生烃和黏土矿物转化是埋藏深度加大的结果，温度升高是地热梯度的作用。深入研究济阳坳陷古近系发现，黏土矿物的转化是深部富烃、富碱、富金热液碱交代(K^ 交代)作用的结果，与此伴随的次生石英生成是碱交代过程中排硅的结果。许多证据表明济阳坳陷深部热液活动曾十分活跃，不仅提供热能，还提供重要的源物质，对油气藏形成和黏土矿物组合特征都有重大影响。我国东部裂谷盆地和西部克拉通盆地(如塔里木盆地)深部热液活动都十分活跃，重新认识深部热液活动与沉积盆地成岩、成矿作用的关系，将对油气勘探产生革命性影响。     

中国一些含油气盆地深部地壳结构特征与油气田关系的探讨

通过对近代深部地震及大陆电磁资料研究表明,中国大陆含油气盆地具有壳内低速、高导的结构,与世界上含大型、超大型油气田盆地的地壳结构相似。通过对塔里木盆地、准噶尔盆地和下辽河盆地有机质、沥青、原油的Pb、Sr、Nd同位素研究,表明了地幔流体对有机质的作用及沥青、原油的强烈幔源特征和油气田分布区恰好是壳幔结构强烈相互作用的地带。认为这些含油气盆地的深部油气仍有相当良好的前景。     

辽河西部凹陷沙三段岩性油气藏主控因素研究

辽河坳陷西部凹陷作为我国东部典型的富油气凹陷,勘探程度较高。深部的地层岩性油气藏是西部凹陷下一步油气勘探的主要目标,其中西部凹陷沙三段是非常有利的岩性油气藏发育层位。研究认为,西部凹陷岩性油气藏的分布主要受有效烃源岩分布、浊积砂体展布和油气运移3 个因素的控制。在成藏因素综合分析的基础上,预测了西部凹陷中深部沙三段岩性油气藏的有利分布区,其最有利的勘探区域为清水洼陷及周边地区。     

深部流体对有机质生烃演化过程的影响

随着油气形成的有机—无机相互作用观点的提出和发展,人们不断意识到无机物质在有机质生烃演化中的重要作用。深部流体作为地球内部物质运移的载体,承载着大量来自地下深部的无机物质。深部流体的加入将从外源氢、催化剂2个方面的物质供应促进沉积盆地内部有机质的生烃演化,并通过为无机生烃反应提供必要碳源的方式参与烃类物质的无机形成过程。通过对有关外源氢、催化剂作用下的有机质催化加氢反应和以费托合成为代表的无机生烃反应的模拟实验研究的归纳,系统分析了外源氢和催化剂对有机质成烃演化过程的影响,肯定了深部流体的"增烃"效应。     

蒙古戈壁盆地群烃源条件分析

蒙古境内的戈壁盆地群与我国二连盆地有相近的地质特征，对于该区的生油条件。西方和前苏联的学者曾用少量的露头和浅井样品作过分析。文章利用该区深探井取心及岩屑资料。系统地研究了东戈壁盆地群的烃源条件。对烃源岩的纵向分布、有机质类型及热演化进行了分析，认为下宗巴音组是区域主力生油岩，其生烃门限为1440m，而且戈壁盆地群具有形成中型油田的能力。     

华北地台东西部中新元古界生烃条件比较研究

通过对华北地台中新元古界有机质丰度、类型、热演化程度以及生烃演化史等的分析,全面对比了以蒙陕裂陷槽为代表的华北地台西部和以冀辽裂陷槽为代表的华北地台东部中新元古界的生烃条件,结果表明,冀辽裂陷槽中新元古界烃源岩有机质丰度高、类型好,为优质烃源岩;蒙陕裂陷槽中新元古界烃源岩有机质丰度低,尽管类型也较好,烃源岩仅为中等-偏差。华北地台东、西部中新元古界现今热演化程度较为接近,但其热演化过程差异较大,东部自晚古生代以后持续抬升,上覆地层剥蚀殆尽;西部则持续沉降,至中生代方达到最高演化程度。总体看来,华北地台中新元古界有利生烃区首推冀辽裂陷槽,其次为蒙陕裂陷槽和豫陕裂陷槽。     

三江盆地石油地质条件与勘探前景

三江盆地作为我国东部中生界唯一的海相和海陆交互相沉积盆地,受早白垩世末构造运动的强烈改造,其原型盆地与现今残留盆地存在较大差异,有机质热演化已达成熟—高成熟演化阶段;发育上侏罗统、下白垩统和第三系三套烃源岩,油气源较丰富;多期构造运动和火山活动,形成的两组断裂以及不整合面,为油气运移提供良好的通道和运移动力;圈闭类型较多,定型早,与油气生排烃期形成良好的匹配关系;存在西部、东部两类不同成藏组合的勘探领域,具有较好的勘探前景。     

深层烃源岩成烃理论研究进展

老油区深层具有很大的勘探潜力,深层烃源岩油气生成理论是寻找深层油气藏的基础,目前的研究表明,深层油气藏的温度已超出传统的干酷根晚期成油理论所认为的“液态窗”,深层烃源岩仍具有较高的有机碳含量,是深层油气藏的物质基础,温度和压力是影响有机质生烃演化的主要因素,目前较多的实验数据和勘探发现证明,压力可延迟或抑制油气生成和有机质成熟,中国东部深层具有巨大的勘探潜力,但仍需要深入研究深层烃源岩生烃理论,深层储层的储集性能,高温高压条件下的油气成藏和深层油气勘探技术等问题。     

改造型盆地及其油气地质意义

沉积盆地的改造及保存,对有机质的演化和油气的生成、运聚、储集有着重要的意义。通过研究沉积盆地的组合叠加、深埋、改造及消亡史,从盆地的基本概念入手认为：沉积盆地不完全是封闭性的洼地,也不完全保存于相对低洼的状态;在后期改造过程中,往往形成有统一特征的盆地群,并在地质历史中的不同阶段形成不同格局的盆地;作为油气地质研究和勘探单元的盆地,实际上是联片分布的沉积物和(或)沉积岩实体。根据沉积盆地的改造情况,将我国400多个沉积盆地划分为5类,其中Ⅰ、Ⅱ类盆地为上覆地层基本未被剥蚀的原型盆地,Ⅲ－Ⅴ类盆地为上覆地层遭受不同程度剥蚀和构造改造的改造型盆地。改造型盆地的油气储量分别占全国储量的一半以上和70％以上,且探明程度较低。因此,改造型盆地是今后我国油气勘探的主攻目标;研究改造型盆地的生储岩系,区域不整合及盆地改造中的多旋回开合,是打开改造型盆地油气地质勘探的钥匙     

葡深1井深层烃源岩地球化学特征

采用地球化学和盆地模拟技术相结合的方法。研究了松辽盆地北部葡深1井深层烃源岩的地球化学特征,内容包括有机质的丰度、类型以及有机质热演化特征。利用盆地模拟技术模拟烃源岩各地质时期的热演化阶段。结果表明,葡深井下白垩统的登娄库组、营城组,少河子组均发育有暗色泥岩,有机质丰度为中一差,有机质类型较差,有机质成熟较高（多处于高－过成熟状态）。综合认为生油潜力较差,以生气为主。     

柴达木盆地石油勘探潜力及勘探方向

通过50多年勘探研究表明,柴达木盆地主要存在第三系、侏罗系两套烃源岩,第三系烃源岩有机质丰度总体偏低,烃转化率较高,有机质热演化程度较低,主要分布在柴西地区。侏罗系烃源岩有机质丰度高,有机质类型为Ⅱ—Ⅲ2型,主要分布在柴北缘地区。盆地内具有碎屑岩和碳酸盐岩两类储层,碎屑岩储层是主要储油层,在纵向上分布于侏罗系、古新统、始新统、下干柴沟组下段、油砂山组,在区域上分布广泛,以河流三角洲、滩坝以及水下扇等不同沉积成因的砂岩类储层为主。盆地石油总资源量为21.5×108t,石油的探明率为15.3%,具有较大的资源发现潜力,综合分析提出了下步勘探的重点预探区带有3个,即柴西南构造岩性区、狮子沟—油砂山深层构造带、柴北缘的潜伏构造带。     

准噶尔盆地腹部深层成藏条件及勘探领域分析

分析准噶尔盆地的热史、烃源岩热演化史、圈闭的形成史和油气的早期充注对储集层演化的影响，指出盆地腹部深层具有形成大型油气田的有利条件。准噶尔盆地古地温较高，使下二叠统烃源岩在三叠纪末大部分达到生烃高峰，而盆地腹部的深层圈闭在三叠纪末期或更早就已基本定型，与生烃史有很好的配置关系，因此深层油气在三叠纪末期以前就可聚集成藏；油气的早期充注可抑制孔隙的演化，由于深层具有早期成藏的特点，推测储集层物性应该较好，探讨了深层的油气藏特征，包括油气特征，超高压和成藏模式等。     

东濮凹陷北部深层异常高压形成机理及对有机质热演化的抑制作用

东濮凹陷北部深层存在明显的异常高压,欠压实作用和有机质热演化是主要的控制因素,相应地主要发育成岩高压和生烃高压2种类型的异常高压.成岩高压主要分布在深洼部位,其余分布在向深洼的过渡带;生烃高压分布范围广,除西部断阶带胡庆地区外,其他地区均有发育.异常高压对有机质热演化的抑制作用应具备4个条件,即压力达到门限压力、异常高压为早期成因、有机质类型较好和原始有机质丰度较高.东濮凹陷北部深层异常高压对有机质热演化具有抑制作用,尤其是早期形成的异常高压,抑制作用更为明显.通过门限压力、异常高压发育状况以及异常高压形成时期的综合分析,认为东濮凹陷北部深层有机质热演化受抑制的区域主要分布在东部洼陷和西部洼陷,其中东部洼陷分布较广.     

松辽盆地中生界砂岩次生孔隙形成条件及预测

本文以松辽盆地油气层中地层水的地球化学分析为基础,从地层水中有机酸、酚的含量和主要酸根离子、金属离子含量出发,研究了砂岩储层次生孔隙的形成及分布特征。结果表明,松辽盆地各套储集层次生孔隙的形成条件及分布范围有一定差异,其中葡萄花油层、扶余油层、杨大城子油层和登娄库组、侏罗系地层中可能存在多套次生孔隙发育段,这一结果对松辽盆地油气勘探,尤其是深部油气勘探具有指导意义。