中扬子地块西部地区结构构造与页岩气保存条件的关系

中扬子地块西部地区下古生界暗色页岩发育,为海相页岩气的富集成藏奠定了物质基础。为了查明构造对页岩气差异保存的控制作用、揭示页岩气保存的关键因素,首先精细解析该区的结构构造特征,开展构造结构模式识别与构造区带划分,研究构造的变形方式及变形强度;在此基础上,分析确定不同构造样式与页岩气保存条件的关系;进而结合构造变形与海相页岩岩相古地理特征,指出该区页岩气勘探的有利区带。研究结果表明:①该区可分为4个构造形变带,识别出限制型、弱改造型和强改造型3类前展式结构模式;②限制型位于湘鄂西北段,前展式构造不完整,发育冲断带和挤压断褶带;③弱改造型和强改造型分别位于湘鄂西和武陵山地区,具有完整的前展式构造,但前者的变形强度较弱,未经历晚期的构造叠加改造作用;④该区存在着3个构造转换带——川东断褶带与湘鄂西断褶带构造转换带、湘鄂西断褶带与武陵山断褶带构造转换带、中扬子地块露头区与盆腹区构造转换带,其中前者以齐岳山断层发生构造转换,西侧川东断褶带为隔档式褶皱,断层密度小、地层剥蚀强度小、页岩气富集于背斜和斜坡中,东侧湘鄂西断褶带为隔槽式褶皱,断层作用强、地层剥蚀强度大、页岩气富集于残留向斜中。结论认为,该区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气在秭归向斜、冲断—滑脱带和齐岳山断层西缘保存条件为最好;下寒武统牛蹄塘组页岩气勘探的有利区带分布于开县对冲带、挤压褶皱带、冲断—滑脱带和宜昌斜坡西侧。     

四川盆地东南缘海相页岩气保存条件及其主控因素

中国南方构造运动复杂,海相泥页岩热演化程度高,保存条件的好坏是该区页岩气能否富集高产的关键因素。为此,根据近年来四川盆地东南缘志留系页岩气的勘探实践,分析了页岩气与常规气在保存条件上的差异性:优越的顶底板条件是页岩气保存的基础;页岩气具有的自封闭性和纵、横向渗透率2~8倍的差异性,决定了侧向扩散是页岩气的基本散失通道,下寒武统底部的不整合面使其保存条件变差,断层的切割会加速页岩气的散失。同时分析了该区页岩气保存条件的主控因素及判别指标,研究认为:①构造改造强度是页岩气层保存条件的主控因素,构造样式宽缓、盖层连续、有背斜背景的构造更有利于页岩气的富集,而抬升时间较晚的封闭演化环境则有利于页岩气的保存;②在断层不发育或断层封闭性较好或断层封挡的断下盘区域、相对远离露头区或地层缺失带,页岩气能较为有效的被保存;③压力系数是保存条件的综合判别指标,该区地层的压力系数与页岩气的产量呈对数正相关关系,储层高压—超高压是页岩气保存条件好的表征;④川东南地区盆内区域,除邻近剥蚀区和地层缺失线的区域外,上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组压力系数总体高(最高达2.25),保存条件较好,而向盆缘和盆外方向压力系数逐渐降低,保存条件变差。     

塔里木盆地孔雀河古斜坡成藏条件新认识

尉犁1井是塔里木盆地东北缘第一口钻揭震旦系的井,它的钻探分析对了解孔雀河古斜坡成藏条件、确定该区下一步有利勘探区具有重要的意义。对尉犁1井中、下寒武统的岩心观察、电子探针岩样成分分析、热解分析及单井的盆模综合研究,确定塔里木盆地东北缘孔雀河古斜坡寒武系—下奥陶统烃源岩经历一次深埋热演化后,其有机质演化产物已接近石墨,不具备二次生烃的能力;寒武系—下奥陶统中早期发育的裂缝和溶蚀孔洞是古油藏的主要储集空间。研究尉犁断鼻成藏史认为,该区的成藏具有早期成藏、自生自储、一期破坏、二期调整的特点。最后根据尉犁1井失利原因讨论了孔雀河地区有利的勘探圈闭样式:原生未被断层改造的下古生界的古背斜为有利油气圈闭;其次是在古背斜上继承发育的断背斜圈闭;最后为岩性圈闭和不整合面-岩性圈闭;而古断鼻构造圈闭不是有利的油气圈闭。      

典型盆外改造区高演化海相页岩勘探前景分析——以城口地区下寒武统页岩为例

下寒武统海相页岩是中国南方页岩气勘探的主要领域之一。城口地区位于四川盆地东北部大巴山前缘逆冲推覆构造带,为典型的盆外改造区。该区下寒武统页岩为一套经历了多期强烈构造运动、高演化、高硅低黏土的深水陆棚相页岩。在钻探资料、测录井资料、化验测试数据的基础上,结合野外地表地质调查成果,总结了该套页岩的含气地质特征,认为城口地区下寒武统页岩埋深适中、有机质丰富、储层发育、地层倾角大、含气量高、保存条件好,且厚度与有效厚度大,具有良好的勘探前景。     

塔里木盆地塔北隆起西段中生界圈闭新认识与勘探思路

 塔北隆起西段发育典型的三层构造层：古生界构造层发育寒武—奥陶系潜山；中生界构造层发育披覆背斜，由差异压实作用引起的小型正断层使披覆背斜成为断背斜； 位于库木格列姆群（E _1-2 km）膏盐层之上的新生界构造层以滑脱褶皱和冲断层为特征。本文认为，该区的中生界勘探应当放弃构造勘探的模式，立足于岩性勘探和小型的披覆构造及断背斜勘探。在该区应正确识别地震剖面上因上覆膏盐层影响而造成的大量构造假象，并结合中生界沉积相、沉积微相研究及区域构造应力场、构造变形特征分析，寻找可靠的地层圈闭。     

六盘山盆地西南缘重力场与深部构造特征研究

根据六盘山盆地西南缘地区的布格重力异常分布特征,发现南华山一带的布格重力异常分布与地形高程呈"同步型"的变化特征。结合重力、地质和钻井等资料综合研究认为,这是其地层老、变质程度高作用的结果。盆地西南缘推覆构造、断裂和褶皱异常发育,很有可能形成构造圈闭或非构造圈闭油气藏。盆地西南缘发育的大量北西向背斜型圈闭是与逆冲推覆构造相关的构造圈闭,是油气运聚集的有利场所,具有较好的勘探潜力。     

中国南方下古生界页岩气远景区评价

中国南方下古生界海相页岩成熟度很高,且经历了后期强烈构造改造,成为有别于北美页岩的典型特征。在对比中国南方下古生界与美国页岩、中国南方下志留统与下寒武统页岩地质地球化学差异的基础上,通过对储集物性、保存条件、含气性等相关数据的综合研究,探讨了页岩气远景区的评价指标。提出等效镜质组反射率(EqRO)3.5%的区域为页岩气高风险区,在EqRO值为2.0%~3.5%的范围内,保存条件是页岩含气性的主控因素。在此基础上,提出了抬升/褶皱区(四川盆地)及褶皱断裂区(四川盆地以外)下志留统与下寒武统页岩气远景区评价指标体系。认为:埋藏深度1 500m的南方下古生界页岩不具备页岩气开发潜力;四川盆地下古生界页岩普遍存在流体超压,TOC1.5%的下志留统页岩与TOC2.0%的下寒武统页岩均具有页岩气潜力。在褶皱断裂区,预测深层页岩(下志留统2 000m;下寒武统2 500~3 000m)达到具经济开发价值的含气量限定值,将成为该类地区下一步重点勘探的领域。     

潜伏背斜圈闭优选在强烈挤压断褶区油气勘探的重要性分析——来自天山、龙门山、昆仑山山前逆冲断带及川东高陡背斜区的勘探实例

强烈挤压断褶区油气勘探对象主要以背斜圈闭为主。通过天山北缘和南缘、龙门山南段和北段逆冲断带及川东高陡背斜的油气勘探现状对比分析,认为在构造特征和石油地质条件相似的区域,油气勘探重大发现与良好的背斜圈闭、优质的保存条件密切相关,而潜伏背斜具有"圈闭类型良好和保存条件优良"的双重条件。国内数十年油气勘探实践证明,强烈挤压断褶区油气田(藏)数量、储量及产量中,潜伏背斜所占比重远大于地面背斜,目前还具有良好的上升趋势。因此,潜伏背斜在强烈挤压断褶区油气勘探中占有极其重要的、不可替代的地位,应引起勘探家们的关注。强烈挤压断褶区油气勘探思路,应遵循"地面复杂背斜中寻找地下相对简单的潜伏背斜"这一原则,油气勘探可起着事半功倍的效果,勘探节奏进入良性循环的周期。     

中国页岩气勘探新思路

页岩气具有自生自储、低孔低渗的特点,它的成藏机理与常规气藏相似,对产量贡献最大的是游离气。高产页岩气藏需要具备以下四个基本条件:具有持续生气能力的页岩,网状微裂缝发育,气藏发育在构造封闭的宽缓背斜中顶底板岩层致密,形成岩性圈闭。盆地内构造运动影响较小、成藏诸要素具备,是国内重点页岩气勘探区域,尤其是四川盆地下志留统龙马溪组及下寒武统牛蹄塘组黑色页岩,应作为我国页岩气勘探的重点目标。     

从优质烃源岩到储层：构造——沉积分异格局下的四川盆地中西部下寒武统页岩气勘探前景

四川盆地下寒武统麦地坪组—筇竹寺组是继上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组后的又一个页岩气重点勘探开发层系,但关于该盆地中西部地区下寒武统地层划分比对尚存在着争议,因而制约了对该区下寒武统页岩气的研究和评价。为此,在系统梳理作为常规油气烃源岩的四川盆地中西部地区下寒武统地层与时间框架、黑色泥页岩形成与分布规律的基础上,结合其深埋藏—强隆升—强改造的构造背景,研究了下寒武统页岩有机质热演化过程与页岩气富集条件,并指出了有利区。研究结果表明:(1)参照国际寒武纪地层与时间对比序列,该区下寒武统黑色岩系的时间—空间分布关系受震旦系—寒武系界面差异性控制,麦地坪组—筇竹寺组并不都是纯黑色岩系;(2)构造—沉积分异格局下的四川盆地中西部麦地坪组—筇竹寺组厚度差异大,绵阳—长宁拉张槽中北段内是富有机质黑色页岩的沉积中心,是页岩气的最佳富集区;(3)麦地坪组—筇竹寺组在四川盆地存在局部中等成熟度的分布区域。结论认为,在有效解决4 000 m深层工程压裂技术问题的基础上,除了四川盆地威远构造以东资阳—内江—大足为最有利勘探地区以外,川西坳陷北段前陆扩展变形带的矿山梁—碾子坝—河湾场地区与米仓山前缘地区也可以作为下一步页岩气勘探的有利区。     

夏河地区构造演化及成藏耦合关系研究

夏河地区位于塔里木盆地巴楚隆起中段的北部，20世纪90年代以来，巴楚隆起南缘相继发现了一批以构造圈闭为主体的油气藏。因此，在巴楚隆起区域构造演化背景上分析夏河地区的油气成藏规律，对指导该区油气勘探具有重要意义。通过研究该区构造圈闭的演化特征，并结合生储盖等成藏条件分析，初步理清了成藏条件的时空耦合关系。研究发现：该区构造的发育主要受断裂活动的控制，现今的构造圈闭都经过多期构造运动的改造。海西晚期-中生代早期为夏河地区成藏第一关键期，中下寒武统烃源岩处于生烃高峰期，卡北构造和卡拉沙依构造先后达到最佳圈闭形态，成藏条件达到最佳匹配关系；随后，中下寒武统烃源岩停止生烃，圈闭的演化决定着古油气藏的保存程度；喜山中期为夏河地区成藏第二关键期，该期构造活动强烈，卡拉沙依构造由断背斜向断鼻形态发育而使古油气藏遭受严重破坏，卡北构造的圈闭幅度有所减小，但仍具备形成中下寒武统残存气藏的条件；随后，该区构造形态基本定型，卡北残存构造能否继续捕获阿瓦提凹陷油气决定着该构造的现今油气规模及勘探前景。     

沉湖地区下古生界油气系统演化与成藏模式

沉湖地区下古生界下寒武统中、上寒武统(·)油气系统烃源岩主要为南斜坡的下寒武统,储集层主要为中、上寒武统,盖层为志留系。加里东末期,油气从生油凹陷向台隆运移、聚集;印支末期,油气向乐乡关潜江隆起上运移,形成以隆起为圈闭的油气聚集区,同时,潜北断层造成部分烃类散失;早燕山末期,位于复向斜与复背斜之间的斜坡带和丫角新沟地区的圈闭对油气运移、聚集、保存有利;喜山期,一方面先期形成油气藏的再分配,另一方面来自乐乡关潜江复背斜上的裂解气及先期古隆起油气聚集区的烃类发生裂解向凸起运移。预测区内可能存在原生油气藏及次生油气藏2大类,勘探对象应以原生油气藏为主,以红丰牌洲区带为最有利区带,牌洲、珂理、戴家场均属首选钻探圈闭。     

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区油气圈闭类型研究

杭锦旗地区位于鄂尔多斯盆地北部,从早古生代至晚古生代早期一直为隆起区，局部构造复杂，地层受古地貌的控制，横向变化大，后期受燕山期构造活动的改造，导致该区圈闭类型及成因复杂。综合分析认为，该区主要发育4类构造圈闭和2类岩性圈闭。构造圈闭包括挤压褶皱型背斜圈闭，潜山披覆型圈闭，鼻状构造圈闭，层逆牵引背斜圈闭。岩性圈闭有不整合地层圈闭和岩性尖灭圈闭。综合评价认为，该区具备了形成大中型天然气藏的基本地质条件，具有良好的天然气勘探前景。     

塔里木盆地巴楚地区构造样式与演化

塔里木盆地巴楚地区断裂较发育,可分为３ 组（ 北西向,分布最广泛;东西向和北西西向;北北东向,主要分布于该区东南部） ,主要是基底卷入型断裂,断面较陡,上盘发育断展褶皱和伴生断裂。巴楚地区构造样式可分为盖层滑脱型和基底卷入型。下寒武统泥岩、膏泥岩和下第三系膏泥岩是该区的两套区域性滑脱层,盖层滑脱型构造可分为两种：沿下寒武统滑脱层发育的断展背斜、叠瓦状逆冲断片和沿下第三系滑脱层发育的滑脱型逆冲断块。基底卷入型构造有多种构造样式,包括单斜式断块、“Ｙ”形及反“Ｙ”形断块和背冲式、对冲式断块。巴楚地区构造发育史可分为３ 期：加里东期—海西期,海西晚期,这两期构造形成与中、晚志留世西昆仑早古生代火山弧和塔里木板块碰撞及西昆仑晚古生代火山弧的演化相关;喜山期,构造形成与印度板块同欧亚大陆南缘的碰撞密切相关。图３ 参３（王孝陵摘）     

下扬子皖南地区下寒武统页岩气地质特征及成藏控制因素

中国南方下寒武统页岩气资源丰富,有望成为页岩气增储上产的重要接替领域,但地质条件较志留系页岩气更加复杂,为探索过成熟古老页岩气成藏控制因素,以下扬子皖南地区下寒武统荷塘组为研究对象,利用钻井、测井、岩心、露头及分析测试等资料,开展下寒武统页岩气地质特征与成藏控制因素研究。研究认为:有效的烃源条件、有效的储集条件和有效的保存条件是页岩气成藏的基础,三者良好的动态耦合、时空配置是页岩气富集的关键。(1)滞留烃是页岩气成藏的物质基础,热演化程度是影响排烃效率的主要因素;(2)热演化程度和保存条件联合控储,R_o为1.8%～3.2%是生储耦合的最佳窗口,高压—超高压地层有利于孔隙的保持;(3)保存条件是页岩气成藏的关键因素,致密的顶底板条件和侧向逆断层有利于形成"封存箱","晚生晚抬型"埋藏史有利于持续生烃、减缓逸散。寻找改造作用弱、热演化程度适中的构造稳定区是下寒武统页岩气勘探的主要方向。     

四川盆地及周缘下寒武统页岩气成藏主控因素与勘探方向

运用最新的页岩气勘探理论及模拟实验结果,对四川盆地及周缘地区下寒武统页岩气成藏基本地质条件及主控因素进行了研究。该区下寒武统暗色泥页岩发育,可划分为"被动陆缘型"和"拉张槽型"2种类型。前者具有品质好、厚度巨大、分布范围广等特点,页岩气成藏物质基础条件优越,但底板条件差,构造变形强烈,页岩气保存条件受到挑战;后者达到了基本烃源岩标准,虽单层厚度薄,但具有纵向发育层段多、顶底板条件良好、构造变形弱等特点。高演化程度影响了暗色泥页岩的含气性,不利于页岩气富集成藏;顶底板条件是页岩气气藏早期形成的前提;构造条件是页岩气藏后期得以保存的关键。勘探有利区为盆内绵阳—乐至—隆昌—长宁地区及周缘城口—巫溪、鄂西宜恩—鹤峰、湘西花垣—张家界、贵州镇远等地区。      

四川盆地南部构造变形特征及其与页岩气保存条件的关系

复杂多变的构造作用是影响四川盆地南部(以下简称川南地区)下志留统龙马溪组页岩气保存条件的主要原因之一。为了进一步明确该区各类构造变形的特征及其与龙马溪组页岩气保存条件的关系,依据地震、露头和钻井等资料划分了构造带,分析了构造变形、演化与构造的主控因素,预测了页岩气保存的有利区。研究结果表明:(1)川南地区可划分为基底逆冲构造带(齐岳山、大娄山的山前带)、盖层滑脱构造带(齐岳山、大娄山和华蓥山之间的区域)和基底升降构造带(华蓥山南段以西区域),分别具有"双滑脱层、基底逆冲断层""三滑脱层、坡坪式断层""深层伸展、浅层挤压"的剖面结构特征;(2)志留纪末形成二叠系与志留系之间的不整合,晚侏罗世至早白垩世齐岳山至川东地区NE—SW向构造开始发育,晚白垩世大娄山及其北部地区近E—W向构造开始发育,新生代赤水地区及其北部形成近S—N向构造;(3)川南地区构造的形成与滑脱层的分布和变形层系的受力方式有关,滑脱层主要为中—下寒武统膏盐岩、龙马溪组泥页岩和下三叠统嘉陵江组膏盐岩,变形层系的受力方式取决于基底及其活动方式;(4)基底逆冲构造带除了盆缘水平挤压外,垂向隆升强且中—下寒武统膏盐岩较薄,部分规模较大的基底断层断穿了膏盐岩。结论认为:(1)基底逆冲构造带中,断层常断穿龙马溪组,高角度裂缝发育,构造变形强,宽缓褶皱、断背斜的倾没端和单斜的缓斜坡为页岩气保存的有利区;(2)盖层滑脱构造带中,断层通常不断穿龙马溪组,以低角度裂缝为主,页岩气总体保存条件好;(3)基底升降构造带中,构造变形弱,页岩气保存条件好。     

四川盆地东部深层盐下震旦系—寒武系天然气成藏条件与勘探方向

基于四川盆地东部(川东)周缘野外露头与钻井资料综合分析,通过对区内逾6×104 km2地震资料进行深层构造精细解释,刻画川东中下寒武统膏盐岩层平面展布,探讨川东深层盐下震旦系—寒武系天然气成藏条件,指出近期有利勘探方向。川东深层中下寒武统发育两套区域展布含膏盐岩层,其是川东区域性滑脱层,滑脱层之上发育断层相关褶皱,之下发育宽缓背斜;盐下发育6~7排北北东、北东向展布大面积构造圈闭。川东深层盐下具备良好天然气成藏条件,生储盖空间配置好:发育陡山沱组、灯三段与水井沱组3套烃源岩,以水井沱组为主;发育灯二段、灯四段与石龙洞组3套风化壳岩溶与颗粒滩型储集层;发育中下寒武统膏盐岩与水井沱组区域性盖层。川东深层盐下勘探应首选灯四段,石龙洞组与灯二段居次,首选油气运聚指向区、埋深适中且远离盆缘区域,红花店—华蓥山北、凉水井—蒲包山—雷音铺、大天池等3排构造是近期最有利勘探区带。     

塔里木盆地孔雀河地区构造变形特征及其控油气作用

根据塔里木盆地孔雀河地区地层层序及接触关系,将沉积盖层分为3大构造层,按古生界和中生界2大构造层重新划分构造单元;将区内断裂按走向划分为4组,以北东和北西向为主,断裂—褶皱组合样式有5种类型,以挤压构造为主。构造变形具有复合叠加特征,东西向表现为不对称的复式背斜;南北向以斜坡加断鼻构造为主;垂向上,下古生界以大型古鼻隆为特征,主要形成于加里东晚期—海西期;石炭系表现为缓凹缓坡;中生界总体表现为南西倾的大型斜坡,在此背景上发育断裂背斜圈闭,形成于燕山早期。长期构造演化控制了各类圈闭的形成;继承性的古隆起、古斜坡是油气运移的有利指向区;通源断裂是油气成藏的基本条件;保存条件对油气成藏至关重要。最后指出该区油气勘探的4大领域:西北部库南地区寒武—奥陶系碳酸盐岩潜山—内幕构造,西部草湖地区石炭系背斜和地层超覆圈闭,中南部普惠地区和东部龙口—维马—开屏地区侏罗系、志留系背斜构造。      

阜新凹陷中北段油气成藏主控因素分析及有利目标预测

针对阜新凹陷油气钻探程度低、储层变化大、油气藏分布规律不清等地质问题,通过解剖已钻探的东梁、小胡家和清河门3个典型构造,提出该区油气成藏的主控因素:除烃源条件作为油气成藏的基本控制因素之外,具有良好储集性能的沙海组下段和九佛堂组上段的扇三角洲砂体是阜新凹陷最重要的储集层;早白垩世末期的燕山运动控制构造圈闭的形成,背斜、断背斜或断鼻构造圈闭发育带决定油气藏的分布。从勘探潜力、油气地质条件及成藏规律分析,预测出伊吗图北断鼻圈闭和艾友东断背斜圈闭2个有利勘探目标。