TSM盆地模拟原理方法与应用

盆地模拟是建立在油气地质的物理、化学原理上,用计算机软件来实现时空框架下的盆地结构、沉积充填和油气生排运聚的演化,从而给出油气资源潜力评价。TSM盆地模拟是在"3T-4S-4M"盆地研究工作程式指导下研发的在原型约束下的确定性数值模拟软件系统。系统强调以盆地原型并列与迭加分析为先导,采用确定性的油气响应模拟模块,合理计算埋藏史、热史、生烃史、运聚史等结果,通过结果分析得到合理的油气资源量和分布。通过四川盆地川西坳陷的模拟应用,揭示了晚三叠世以来陆缘拗陷盆地原型到前渊盆地原型的环境变化,以及上三叠统须家河组烃源岩发育、分布、演化特征和动态生排烃过程。模拟结果表明,侏罗纪拗陷原型沉降演化是导致不同段生排烃差异形成的重要原因;中-晚侏罗世最终定型的结构控制了天然气的运聚,形成了孝泉-丰谷、安县-鸭子河-大邑2个有利的资源聚集区。模拟结果表达了盆地原型迭加的控烃、控藏过程;表明TSM盆地模拟可动态揭示"原型控源、迭加控藏"的油气演化过程,通过与已知的拟合,最终实现预测未知油气的功能,是油气勘探领域重要的技术手段和工具。      

苏北后生-同生断陷盆地油气成藏规律研究

苏北盆地性质有多种不同观点,分歧影响了油气成藏深化认识。在分析前人盆地观、论据和问题后,根据识别先成、同生、后生盆地概念和唯一性标志,提出泰州组-阜宁组原型为大型拗陷盆地,经后期强烈改造成为“箕状形态”后生断陷盆地;叠加戴南组-三垛组同生断陷盆地,盐城组-东台组萎缩拗陷盆地,非继承性成盆形成了后生-同生断陷盆地。根据地化理论和实验数据,结合30年来勘探未熟油一无所获的事实,认为成烃遵循源岩干酪根晚期生烃模式,并呈现非均衡性成熟生烃和烃灶展布格局;不存在早期的未熟-低熟生烃带、双峰生烃和未熟-低熟油。指出盆地油源总体欠丰,源岩成熟有效供烃、断层多重性作用是控藏关键因素;后生断陷油气以侧运为主,油藏沿箕状烃灶呈扇形环带展布;同生断陷油气以垂运为主,构造油藏叠置烃灶上呈串珠状展出,复合油藏叠合呈裙边状展出;油气聚集呈非连续性的分布规律。      

四棵树凹陷超深层裂谷盆地的厘定及油气勘探意义

准噶尔盆地南缘西段四棵树凹陷下部成藏组合获重大勘探突破,凹陷的深部构造、盆地结构和原型盆地备受关注。利用最新二维地震资料,解析凹陷深层地震反射和构造特征,厘定盆地性质,结合平衡剖面方法,恢复了盆地构造演化过程。研究表明,四棵树凹陷石炭系—新生界均有发育,由老至新地层展布范围逐渐扩大,厚度中心整体具有继承性。该凹陷具有裂谷盆地的断拗二元结构,以侏罗系底为界,其下为断陷结构,可见原型盆地的边界断层,沉积厚度大,范围小,发育火山—碎屑岩沉积组合;其上为拗陷结构,断层不发育,沉积厚度小,范围大,发育侏罗纪—白垩纪陆相碎屑沉积。结合区域构造演化史与局部地质结构特征,四棵树凹陷的演化可分为断陷和拗陷2个阶段,断陷阶段可能相对独立,拗陷阶段与准噶尔盆地主体连接为湖盆。高泉断裂属于裂谷盆地边界断裂之一,为同沉积正断层,持续活动,晚期遭受挤压反转。受裂谷盆地控制,断陷期二叠系—三叠系泥页岩和拗陷期侏罗系煤层,是四棵树凹陷超深层的重要烃源岩,油气勘探潜力大。     

海拉尔盆地乌尔逊—贝尔凹陷构造特征与油气成藏过程分析

海拉尔盆地是一个多期叠合和多期改造的中生代断陷盆地,由下而上可以划分为下部伸展断陷盆地(T₅-T₂₂)、中部走滑拉分盆地(T₂₂-T₀₄)和上部坳陷盆地(T₀₄-地表)3个原型盆地。每一期盆地建造之后都经历了相应的盆地改造过程,分别对应着南屯期末、伊敏期末和晚期(青元岗期后)。盆地的这种多期建造和多期改造特征控制了盆地内油气成藏要素的时空配置关系,因而决定了油气勘探的方向。伸展断陷发育时期,乌尔逊—贝尔凹陷为受NEE和近SN向断裂控制的箕状断陷盆地群,控制了盆地内有效烃源岩的空间分布。中部走滑拉分时期,受近SN向和NEE向断裂控制,形成了乌北、乌南、贝西、贝中4个次洼,控制了乌尔逊—贝尔凹陷区域盖层的空间分布,并与上部坳陷盆地一起控制了下部烃源岩的成熟范围。3期改造作用提供了油气运移的输导体系,并决定了有利构造圈闭的空间分布特征。伊敏期是油气的主要成藏期,在此之前定型并受晚期构造微弱改造的构造圈闭是有利的油气勘探目标。     

海拉尔盆地乌尔逊—贝尔凹陷构造特征与油气成藏过程分析

海拉尔盆地是一个多期叠合和多期改造的中生代断陷盆地，由下而上可以划分为下部伸展断陷盆地(T₅—T₂₂)、中部走滑拉分盆地(T₂₂—T₀₄)和上部坳陷盆地(T₀₄—地表)3个原型盆地。每一期盆地建造之后都经历了相应的盆地改造过程，分别对应着南屯期末、伊敏期末和晚期(青元岗期后)。盆地的这种多期建造和多期改造特征控制了盆地内油气成藏要素的时空配置关系，因而决定了油气勘探的方向。伸展断陷发育时期，乌尔逊—贝尔凹陷为受NEE和近SN向断裂控制的箕状断陷盆地群，控制了盆地内有效烃源岩的空间分布。中部走滑拉分时期，受近SN向和NEE向断裂控制，形成了乌北、乌南、贝西、贝中4个次洼，控制了乌尔逊—贝尔凹陷区域盖层的空间分布，并与上部坳陷盆地一起控制了下部烃源岩的成熟范围。3期改造作用提供了油气运移的输导体系，并决定了有利构造圈闭的空间分布特征。伊敏期是油气的主要成藏期，在此之前定型并受晚期构造微弱改造的构造圈闭是有利的油气勘探目标。     

额济纳旗地区侏罗—白垩纪盆地演化与油气特征

额济纳旗地区侏罗纪以来经历了两期断陷盆地的发育。早—中侏罗世研究区处于一种张扭构造环境之中,晚侏罗世盆地发生明显抬升和反转。白垩纪—早第三纪盆地演化为一个完整的裂谷发育过程,下白垩统是裂谷早期断陷作用的产物,而上白垩统和下第三系则代表裂谷后期热沉降(或区域坳陷)沉积。侏罗纪盆地和白垩纪盆地应属两类不同性质盆地。两期盆地的不同叠置关系控制了本区烃源岩的发育,影响到这一地区坳陷的油气潜力。下白垩统烃源岩为较差—较好烃源岩,中—下侏罗统为好烃源岩。各凹陷的生烃潜力取决于两期生烃洼陷的规模和叠置关系,天草凹陷继承性发育,中—下侏罗统和下白垩统两套烃源岩叠置关系较好,是额济纳旗地区最有远景的凹陷。     

盆地模拟及在松南地区的应用

松南地区盆地模拟主要包括了构造演化史、埋藏史、热史、生排烃史和油气运聚史的模拟。利用本模拟系统对松南地区十屋、德惠、伏龙泉和柳条断陷的油气资源量及资源结构特征进行了计算和研究。松南地区区域主力烃源岩为沙河子组，次要烃源岩为火石岭组和营城组。区域内4个主要断陷盆地中，德惠断陷生烃量最大为628×108t，其次为十屋断陷239.08×108t。烃源岩演化程度最高为十屋断陷，生油气比为1∶17，柳条断陷演化程度最低，生油气比为1.2∶1。区内具有工业价值油气区的总体模拟特征为生烃强度大于40×104t/km2，排烃强度大于20×104t/km2的区域之内，运移指向聚敛特征明显，运移强度较大。     

苏北盆地海安凹陷曲塘—李堡地区新生代演化和油气响应评价

曲塘—李堡地区位于苏北盆地海安凹陷南部,是受NE向和EW向大断裂控制的新生代盆地。总体表现为北断南超的箕状断陷盆地,期次性断裂活动分别控制北部曲塘次凹和南部海北次凹的沉降幅度和沉积厚度,形成3套生储盖组合。在新生代断陷-坳陷盆地原型叠加的构造-热体制边界条件控制下,5套烃源岩中的泰州组、阜一段和阜三段主力生油层在三垛组沉积末前后均已进入生油门限,盐二段沉积以来(11.3Ma—今)进入生烃高峰。我们运用TSM盆地模拟评价方法计算出曲塘次凹总生烃量约为230.54×106t,海北次凹总生烃量约为149.21×106t;排烃期以坳陷发育期为主,总排烃量为88.837×106t,坳陷期排烃占总量的95%以上。各次凹水势和油汇模拟分析表明,不同时期发育的不同级别的断裂影响着油气规模,邻近断陷深凹多期断裂复合构组的断块带是主要勘探区带,部分外斜坡带的鼻状隆起和断阶带也有可能是较有利的聚集带。      

中国海相残留盆地油气成藏系统特征

该文从鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地、渤海湾盆地、中下扬子地区、滇黔桂地区等海相残留盆地的油气成藏系统特征研究出发,总结出中国主要海相残留盆地油气成藏系统的诸要素与盆地所处的大地构造位置及所经历的构造演化历史密切相关。这些盆地具有以下特征:a)原型盆地的构造沉降作用控制主力烃源岩的类型与分布;b)受原型盆地构造演化旋回控制形成3类有效生储盖组合;c)后期构造作用控制残留盆地晚期生烃中心;d)加里东期、海西期、印支期形成的继承性大型古隆起是主要油气运移指向区;e)古生界生烃区的生烃高峰期与圈闭形成期必须形成有机的配置;f)后期构造改造适中,既要有适当挤压隆升,形成必要的储集空间、圈闭和运移动力,使油气富集,又要不破坏油气藏;g)在经历后期构造改造后,盆地的晚期生烃及晚期油气运移受改造后的构造格局控制。      

长岭断陷断层活动特征及控藏作用

松辽盆地长岭断陷气藏类型多样,其分布特点与断层活动息息相关。为此,基于盆地构造演化背景,利用伸展正断层生长指数(EI)、断层垂直断距—埋深(T-Z)曲线、反转断层反转率(RI)和滑移距离曲线分析断裂活动时期和活动强度,划分断层类型,分析不同类型断层对成藏的控制作用。研究表明：1长岭断陷发育断陷期活动、断陷期—拗陷期活动和长期活动(断陷期—坳陷期—反转期持续活动)的弱反转、强反转四种类型断层;2断陷期断层控制沙河子组烃源岩和营城组火山岩储层分布;3断陷期—拗陷期断层不仅控制烃源岩及火山岩储层的分布,还可在源内作为中、下部气藏组合的油气输导断层;4长期活动弱反转断层断陷期控制烃源岩分布,在拗陷期可作为油气输导断层,反转期控制浅层圈闭的形成并对气藏进行调整;5长期活动强反转断层对拗陷期形成的天然气藏具有破坏作用,该类断层附近难以形成规模天然气聚集。该成果对于松辽盆地南部深层天然气勘探具有指导作用。     

多旋回盆地复杂生烃史条件下烃源岩生烃量研究

通过热模拟实验的方法,探讨了复杂生烃史条件下烃源岩生烃量的变化特征。热模拟实验结果表明,复杂生烃史条件下,烃源岩的生烃量与简单连续生烃相比并不相同。烃源岩两次不连续累计生烃量大于连续生烃量;不同的两次不连续生烃中,烃源岩累计生烃量也不相同。对热模拟实验结果的讨论认为,不连续生烃量与连续生烃量的差别主要反映了生烃过程、排烃条件以及可能存在的外界环境的影响。多旋回盆地中的古老烃源岩,在漫长而复杂的生烃过程中,其生烃量与简单的连续生烃相比可能存在显著差异。      

残余盆地构造分析与油气地质评价

垂向上层序不完整,平面上沉积体系和相带不齐全,盆地以侵蚀或断层为边界以及周缘和邻近地区露头的构造特征都可作为识别残余盆地的标志。残余盆地大多经过多次构造的叠加,从系统论和信息论的角度可将这一过程抽象为建造过程、构造过程和信息记录过程。要认识和重建某个地质历史时期盆地的原始构造格局和沉积特征,就必须除去后期叠加的构造层和构造变形,即反序构造分析法。该方法主要包括构造成像、变形年代确定和变形恢复等几项关键技术。残余盆地油气地质条件复杂,一般分两个步骤对其进行油气地质评价 :一是运用反演技术恢复原型盆地构造格局、沉积特征以及原生油气地质特征;二是以原型盆地为出发点,运用正演技术对其进行理论分析,将结果与现存实际对照,修正主观因素的影响。以此为基础,建立盆地改造过程中空间结构层次、时间发生序次与成烃、成藏事件的时空耦合关系,并由此深化对油气形成和聚集规律的认识。     

渤海湾盆地东营-惠民凹陷孔店期原型盆地分析

东营—惠民凹陷隶属渤海湾盆地,位于济阳坳陷的南部,古新统和始新统的下部的孔店组中已获工业性油气流。孔店组的含油气远景与控制形成油气藏各要素的孔店期盆地原型密切相关。该文通过分析构造演化剖面沉积相图,认为孔店期原型盆地为北断南超的伸展半地堑,盆地长轴方向整体为近东西向,主要的控制性断层是北东东向的宁南断层、无南断层西段和陈南断层西段,北西向的陈南断层东段、无南断层东段和石村断层有重要影响。北西向构造的影响在东部大于西部,孔店早期大于晚期。太平洋板块向欧亚板块俯冲以及亚洲东部大陆边缘由安第斯型向西太平洋型转化导致上地幔隆升作用的加剧和郯庐断层由左旋走滑向右旋走滑的转化是东营—惠民凹陷孔店期盆地发育地球动力学背景。      

盆地“原型”及其相关外延称谓与研究

盆地“原型”或“原型”盆地，目前已成为业界使用频率较高的专业术语和热词。但在已公开发表的大量文献中，对盆地“原型”一词内涵的理解和表述却不尽相同。通过对公开发表论著和内部文献的溯源分析认为，朱夏1982年给盆地“原型”（prototype）一词赋予了新的内涵，提出盆地原型是指（某一地史阶段）一种地球动力机制（环境）形成的一个结构构造形式和沉积实体单元。（小型）简单盆地即为一个盆地原型，大型复杂盆地总是包含着若干个不同类型的盆地原型。随时间发展，盆地原型的类型是变化的。盆地“原型”是朱夏学术思想和科学理论体系的重要组成部分，已具有专属性的具体科学内涵和术语符号。对盆地发育过程中原始状况未经明显改造的盆地，建议在不同语境中选用“原始盆地”、“原盆地”、“原盆”系列同义术语。盆地的原始状况，可涵盖与盆地形成演化和成藏（矿）作用各类相关内容的原始状况。对遭改造盆地的原盆和原型恢复难度大，因其形成作用多样、改造过程复杂、恢复的证据和结论多解性强。将原盆和原型恢复的要点概括为:寻觅证据、厘定属性、建模复原和重塑过程。这4方面工作彼此关联、循序渐进。      

太康隆起构造演化史与勘探远景

太康隆起是北西西向展布的宽缓复式背斜，叠加有北北东向短轴褶皱，被北西西向，北东向和北北东向断裂切割。太康地区古生代至三叠纪接受了海相，海陆过渡相加和陆相盆地沉积，三叠纪末隆起，地层广遭剥蚀。太康隆起的构造演化对南华北盆地的石油地质条件有重要影响，太康地区发育有两套古生界生油气层系，构成自生自储式成油组合，油气远景的关键是保存条件，该地区砖楼凹陷和通过凸起的油气勘探远景较好。     

盆地原型及其迭加改造分析的思路与方法——以早中生代永梅盆地为例

盆地作为负构造单元,记录了同沉积期的盆地沉降以及盆缘造山带演化的过程,盆地原型面貌、形态及其同期变形的空间展布和配置关系反映了区域动力作用方向和性质,不同时期原型盆地的叠合关系和历史指示了区域构造演化。在分析盆地原型恢复研究现状基础上,探讨了盆地原型及其迭加改造分析的内容、思路、方法,并以永梅早中生代盆地为例,探讨了永梅盆地由早期西侧前陆原型变成东侧前陆盆地原型的盆地原型及其迭加改造过程,这一过程充分表明了闽粤地区早中生代构造演化的历程及其动力学机制,也表明了其对区域大地构造演化研究的可行性与重要性。     

准噶尔盆地乌夏断裂带复式油气成藏特征

通过综合地质研究,认为准噶尔盆地乌夏断裂带为典型复式油气聚集带,油气主要来源于二叠系佳木河组、风城组和下乌尔禾组烃源岩,三次油气充注形成了三期油气藏;油气藏类型复杂多样,具有多种储盖组合;断裂、不整合面及连通性砂体构筑了油气运移的立体输导体系;烃源岩和生排烃中心、构造和沉积相带、断裂和不整合以及有利储层是乌夏断裂带油气分布的主控因素。乌夏断裂带复式油气成藏特征及油气分布主控因素的研究成果,对本区油气勘探及滚动评价工作具有重要的指导意义。     

陆相断陷盆地复式成烃及成藏系统研究——以济阳坳陷沾化凹陷为例

渤海湾盆地油气勘探实践证明,丰富的油气资源与富含有机质的生烃凹陷具有十分密切的关系.陆相断陷盆地多沉降中心、多物源供给和充填演化的多旋回性,发育了多套有机地球化学特征不同的生油层系和多种油气储集相带组合,形成了不同层系、不同圈闭类型的复式油气聚集带,并在空间上构成了多个相互交叉、叠置或并列的复合含油气系统.研究表明,盆地叠加演化及动力学环境所构成的复式成盆系统孕育了复式成烃系统,复式生烃系统的特点决定了油气成藏的复杂性,它们控制了复合含油气系统(多源油藏)的形成和分布.     

黄骅坳陷孔古3井古生界烃源岩的生烃演化

孔古3井的古生界烃源岩自形成以来经历了复杂的构造-埋藏史,并发生多次生烃演化。基于详细的构造-埋藏史研究,并结合磷灰石裂变径迹测试及矿物包裹体分析,运用EASY%R_o数值模拟技术,深入研究了孔古3井的古生界烃源岩的生烃演化历史,阐明了孔古3井古生界生烃作用发生的构造期次、生烃强度,揭示了孔古3井处古生界烃源岩曾发生过两次重要的生烃作用过程,分别发生在海西-印支期和喜山晚期,而主要生烃作用发生在喜山晚期,并提出了孔店构造带是有望实现黄骅坳陷深层古生界找油突破的有利地区。     

中国东部中、新生代主要裂谷盆地的演化及评论

中、新生代亚洲大陆发育了一系列裂谷系,中国东部的华夏裂谷系、汾渭裂谷系等都有其独特的表现。裂谷型盆地作为重要的含油气盆地类型,如北海盆地、西西伯利亚盆地以及我国的松辽、渤海湾等盆地已日益显示出具有广阔的含油气远景。裂谷和裂谷盆地的形成与演化是地球内部物质物态变化引起的垂向运动和地壳本身水平运动双重作用的结果。而裂谷盆地的构造、沉积和火山活动等则是这种结果的主要表现。