南海北部大陆架边缘盆地CO2成因和运聚规律的分析与预测

在近期所获大量新的地质地化资料基础上,重点对南海北部大陆架边缘盆地CO2成因及运聚成藏的主控因素进行了研究,并对可能的高CO₂风险区进行了初步预测。认为:莺歌海盆地壳源型及壳幔混合型CO₂的形成及富集成藏,主要受控于泥底辟热流体晚期分层、分块和多期的局部上侵活动,和巨厚的上新统―中新统海相含钙砂泥岩的物理化学综合作用,且CO₂运聚分布规律亦具多期和分层、分区的特点;琼东南盆地东部及珠江口盆地火山幔源成因型CO2则主要受控于幔源型火山活动和沟通深部气源的基底深大断裂的导气配置作用,CO₂运聚富集规律与幔源型火山活动及深大断裂的发育展布密切相关,CO₂主要来自地壳深部幔源火山活动所伴生的大量CO₂;因此,根据壳源岩石化学成因型CO₂与火山幔源成因型CO₂不同成因机理及成藏条件,可以追踪CO₂气源,可分析和预测天然气尤其是CO₂的运聚分布规律,可为天然气勘探部署及决策提供依据,可减少和降低勘探风险。另外还指出,油气藏中CO2的充注驱油特征可作为判识油气成藏动态过程的示踪标志,也可作为分析油气运聚、预测和追踪油气分布的良好指示。     

南海北部边缘盆地不同类型非生物成因CO_2成因成藏机制及控制因素

南海北部边缘盆地非生物成因CO2资源丰富,依据通常的成因判识与划分参数（δ13 CCO2和3 He/4 He）,结合运聚成藏的具体地质条件及控制因素,可将CO2成因成藏机制明确划分为泥底辟热流体控制的壳源型及壳幔混合型CO2成因成藏机制和火山幔源活动及深大断裂输导控制的火山幔源型CO2成因成藏机制2种类型。前者,即壳源型及壳幔混合型成因CO2资源丰富储量规模大,这种成因成藏机制形成的CO2运聚成藏规律复杂,主要富集于西北部走滑伸展型边缘的莺歌海盆地中央泥底辟构造带浅层,具有平面上分区、分块、纵向上分层、分带多期运聚成藏的特点,且主要受控于泥底辟热流体上侵活动与巨厚海相含钙砂泥岩的物理化学综合作用;后者即火山幔源型成因CO2在该区资源及储量规模较小,多分布在处于北部裂陷带的琼东南盆地东部Ⅱ断裂带周缘和珠江口盆地北部深大断裂发育区,且主要受控于火山幔源岩浆脱排气之CO2气源供给与深大断裂导气输送作用的有效配置。     

南海北部边缘盆地CO2成因及充注驱油的石油地质意义

在获取大量地质、地球化学资料的基础上,对南海北部边缘盆地CO₂的成因及充注驱油特征进行了分析,结果表明:南海北部边缘盆地CO₂可划分为壳源型岩石化学成因、壳源型有机成因、壳幔混合型及火山幔源型成因4种成因类型;其中,莺歌海盆地壳源型及壳幔混合型CO₂运聚成藏主要受控于泥底辟热流体晚期分层分块多期局部上侵活动与上新统—中新统海相含钙砂泥岩的物理化学综合作用;琼东南盆地东部及珠江口盆地火山幔源型CO₂成藏主要受控于幔源型火山活动及沟通深部气源的基底深大断裂的展布;CO₂运聚成藏中,其充注驱油过程主要受运聚输导条件及气源供给等诸多地质关键因素的制约和控制.由于CO₂充注驱替往往导致油气藏中油气再分配或重新组合,并引起原来的油气产出及产状特征发生变化,故容易形成新的油藏或气藏.因此,可以将CO₂充注驱油特征作为判识油气成藏动态过程的示踪标志,用于预测油气运聚状态,追踪油气分布特征.     

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在获取大量地质地化资料的基础上，重点对CO₂成因及运聚成藏的主要控制因素进行了深入的剖析与探讨。研究表明，莺歌海盆地壳源型及壳幔混合型CO₂形成及富集成藏，主要受控于泥底辟热流体晚期分层分块多期的局部上侵活动与沉积巨厚的上新统—中新统海相含钙砂泥岩的物理化学综合作用，且其运聚分布规律亦具多期和分层分区的特点；琼东南盆地东部及珠江口盆地火山幔源型成因CO₂则主要受控于幔源型火山活动与沟通深部气源的基底深大断裂的发育展布程度,其运聚富集规律与幔源型火山活动及深大断裂的发育展布密切相关，CO₂气源主要来自地壳深部幔源火山活动所伴生的大量CO₂。因此,根据壳源型岩化成因CO₂与火山幔源型成因CO₂不同成因及成藏条件，可以追踪其气源,分析和预测天然气尤其是CO₂运聚分布规律,为天然气勘探部署及决策提供依据，减少和降低勘探风险。     

南海北部边缘盆地与南部边缘典型盆地CO2研究现状及进展

南海北部边缘盆地非生物CO2资源丰富,成因类型有壳源型、壳幔混合型及火山幔源型,其中高含量壳源型和壳幔混合型成因CO2不仅集中分布于盆地中部坳陷泥底辟带浅层,而且具有平面上分区分块、纵向上分层分带分期运聚充注的复杂规律。根据勘探及研究程度,预测其CO2资源量超过万亿立方米,勘探及钻探证实的CO2地质储量近3000×108m3,居我国探明CO2地质储量之首,具有巨大的勘探潜力和综合开发利用前景。南海南部边缘曾母和万安盆地油气勘探中亦发现部分CO2气藏和含CO2油气藏,其成因类型多为非生物火山幔源型,且受控于火山幔源活动与深大断裂的输导作用,但该区目前勘探与研究程度甚低。     

南海北部边缘盆地CO2成因及运聚规律与资源化利用思路

南海北部边缘盆地CO2资源丰富,CO2成因类型多,依据CO2通常的成因判识与划分参数及标准(δ13Cco2值和3Hc/4He值),可将其划分为壳源型(有机和无机)、壳幔混合型及火山幔源型等3型4类.该区CO2运聚规律复杂,壳源型岩石化学成因及壳幔混合型成因CO2资源丰富、储量规模大,主要富集于西北部走滑伸展型边缘的莺歌海盆地泥底辟带浅层,具有平面上分区分块、纵向上分层分带多期运聚成藏的规律,且受控于泥底辟热流体上侵活动与巨厚海相含钙砂泥岩的物理化学综合作用;火山幔源型成因CO2在该区资源规模相对较小,多分布在北部边缘的东区,即琼东南盆地东部Ⅱ断裂带周缘和珠江口盆地深大断裂发育区,且主要受控于火山幔源岩浆脱排气活动的CO2气源供给与深大断裂导气输送作用的有效配置.根据迄今油气勘探程度,南海北部CO2资源规模已逾万亿立方米,居国内之首,故颇具勘探潜力与综合开发利用前景.因此,如何综合开发利用这种资源潜力巨大的CO2,充分发挥其市场经济价值,促进和加快其资源化利用的进程和步伐,这是该区目前天然气勘探开发与综合利用所面临的重大科技攻关课题.     

莺-琼盆地和珠江口盆地西部CO_2成因及运聚分布特征

莺 琼盆地和珠江口盆地西部CO2 成因及运聚分布特征分析结果表明 ,莺歌海盆地壳源型CO2 的形成主要受控于泥底辟热流体晚期多期的局部上侵活动 ,CO2 运聚分布具有分期、分层、分区及分带的特点 ,气源主要来自沉积巨厚的上新统—中新统海相含钙砂泥岩 ;琼东南盆地东部及珠江口盆地西部火山幔源型CO2 的形成主要受控于幔源火山活动与沟通深部气源的基底深大断裂的发育程度 ,CO2 运聚分布特征与幔源火山活动及基底深大断裂的发育密切相关。根据CO2 不同成因机理、地球化学特征以及运聚分布特点 ,可以追踪其气源 ,分析和预测天然气尤其是CO2 的运聚分布模式 ,从而为研究区的天然气勘探部署及决策提供依据     

莺-琼盆地和珠江口盆地西部CO2成因及运聚分布特征

莺-琼盆地和珠江口盆地西部CO2成因及运聚分布特征分析结果表明，莺歌海盆地壳源型CO2的形成主要受控于泥底辟热流体晚期多期的局部上侵活动，CO2运聚分布具有分期、分层、分区及分带的特点，气源主要来自沉积巨厚的上新统-中新统海相含钙砂泥岩；琼东南盆地东部及珠江口盆地西部火山幔源型CO2的形成主要受控于幔源火山活动与沟通深部气源的基底深大断裂的发育程度，CO2运聚分布特征与幔源火山活动及基底深大断裂的发育密切相关。根据CO2不同成因机理、地球化学特征以及运聚分布特点，可以追踪其气源，分析和预测天然气尤其是CO2的运聚分布模式，从而为研究区的天然气勘探部署及决策提供依据。     

南海北部边缘盆地CO2形成的地质条件及主控因素

南海北部边缘盆地CO2资源丰富,CO2成因类型主要属壳源型、壳幔混合型和火山幔源型,这些不同成因CO2的形成主要取决于具体的地质条件及控制因素.由于盆地所处地质背景、地质属性和结构类型的差异,导致不同地区的油气、CO2运聚规律与形成的地质条件及主控因素均明显不同.壳源型和壳幔混合型CO2富集于西北边缘莺歌海走滑伸展型盆地,受控于海相含钙砂泥岩与泥底辟热流体上侵活动的物理化学综合作用;火山幔源型CO2则主要展布于东北边缘琼东南及珠江口断陷裂谷盆地,其火山幔源岩浆脱排气活动与深大断裂导气输送作用的配置,控制了这种类型CO2的运聚乃至富集成藏过程.     

再论莺歌海盆地CO_2成因问题――兼答陈建渝教授

依据莺歌海盆地的实际地质和地球化学资料,讨论和剖析了该盆地CO2成因、CO2与氦含量的相关性、氦成因能否表征CO2成因、区域性火山活动、壳源型CO2气源丰度及资源量、高压对含钙砂泥岩热解的抑制作用和壳源CO2与邻区幔源CO2类比等问题。认为莺歌海盆地CO2主要属壳源岩石化学成因,只有少量的CO2属壳幔混合成因,与邻区(琼东南盆地东部和珠江口盆地西部)火山幔源成因CO2之间存在明显差异;莺歌海盆地CO2气源丰富,资源颇大。     

莺-琼盆地天然气成藏条件及地球化学特征

研究莺一琼盆地天然气成藏条件以及地球化学特征，认为该盆地天然气成藏条件良好：高温环境促进了有机质的热演化作用，缩短了烃源岩的成熟时间；储盖组合好，孔隙型的储集层利于天然气富集，具有超压的盖层提供了优异的封闭性能；圈闭多，类型丰富；构造活动提供了天然气运移的通道；烃源岩晚期排烃的特征保证了气田不会因为长时间的扩散而损失。天然气地球化学特征揭示：莺一琼盆地天然气中烷烃碳同位素普遍较重，以煤成气为主；莺歌海盆地由于具有流体幕式充注的特点，混有生物成因气。CO2成因比较复杂，莺歌海盆地既有壳源有机成因CO2，又有壳源无机成因和壳幔混合成因CO2；琼东南盆地CO2为无机成因，包括壳源无机成因CO2和幔源无机成因CO2。图7表1参31     

莺-琼盆地多源非生物CO2运聚成藏特征

南海北部莺-琼盆地壳源型、壳幔混合型及火山幔源型三类非生物（无机）成因二氧化碳资源丰富,据目前的勘探及研究成果,其二氧化碳资源量逾1×10¹²m³,勘探所获地质储量近3000×10⁸m³,居中国之首。该区非生物二氧化碳资源一方面既能广泛应用于国民经济及工农业生产中,另一方面也可能成为导致“厄尔尼诺”现象、严重影响生态环境的主要温室气体。为此,对其运聚与成藏特征进行了研究。结果认为：①该区多源非生物二氧化碳可划分为壳源型、壳幔混合型及火山慢源型等3大成因类型;②壳源型、壳幔混合型非生物二氧化碳主要富集于莺歌海盆地泥底辟浅层,具平面上分区分块剖面上分层分带的运聚成藏特征,而火山幔源型二氧化碳主要展布于琼东南盆地东部Ⅱ断裂带周缘区,且受控于深大断裂及火山幔源活动的相互配置;③南海北部莺-琼盆地二氧化碳资源潜力大,尤其是莺歌海盆地壳源型非生物二氧化碳资源量及地质储量规模大,在国内外亦是罕见的,颇具资源潜力与综合开发利用前景。     

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在以往研究及近期所获新的地质地化资料的基础上,重点对CO2成因及气源进行了较深入系统的研究,进一步剖析和确证了莺歌海盆地浅层气藏富CO2气的壳源型无机成因和极少量的壳幔过渡型混合成因,且这种富CO2气的成因类型完全不同于中国东部及东南亚地区的火山幔源成因的CO2气,富CO2气的气源主要来自沉积巨的上新－中新统海相含钙砂泥岩,琼东南盆地天然气中CO2多属壳源型无机成因和壳源型有机－无机混合成因这两种类型。     

北部湾盆地福山凹陷CO2气成因探讨

北部湾盆地福山凹陷油气钻探中发现了高含CO₂气的天然气气藏。对CO₂气稳定碳同位素、伴生稀有气体氦和氩同位素进行了分析研究，结果显示，福山凹陷CO₂气稳定碳同位素偏重，(13C_CO2为-5.01～-10.08‰，绝大多数样品大于-7.0‰，为无机成因CO₂气特征；伴生稀有气体氦同位素³He/⁴He值为(4.74~5.03)×10^-6，R/Ra值为3.38～3.59；伴生稀有气体氩同位素⁴⁰Ar/³⁶Ar值为1881～2190，也显示出幔源或壳幔混合CO₂气的特征。综合判定认为，福山凹陷CO₂为壳幔混合成因。始新统流沙港组岩浆岩体分布特征与CO₂气藏分布范围基本一致，也表明幔源-岩浆可能是福山凹陷CO₂气的主要来源。与南海北部边缘盆地其它地区如珠江口盆地西部、琼东南盆地东部CO₂气成因一致，都为幔源-岩浆来源，或壳幔混合来源。     

中国东部典型地幔岩中包裹体成分研究及意义

运用激光拉曼探针对中国东部地区新生代几个典型的玄武岩中橄榄岩包体和大别山—胶南造山带出露的超高压变质岩—榴辉岩包裹体的气液相成分进行了详细的测定,得出几个基本结论：(1)地幔流体中含有较高的气相组成,其中以无机的CO₂、CO、N₂、H₂S为主;(2)地幔岩包裹体成分的不均一性反映了其源区的不均一性和地幔的交代作用;(3)在个别地幔岩包裹体中还检测到高含量的CH₄和H₂。上述事实表明中国东部郯庐断裂系统地幔深处可能蕴藏丰富的二氧化碳气体、烃类气体和其它可燃性的气体资源。本研究对中国东部地幔流体组成和无机成因的非烃气（特别是CO₂气）成因和成藏的可能的探讨提供了重要证据。     

全球深水油气重大新发现及启示

2010年以来，全球深水油气勘探取得了一系列震惊世界的重大突破，成为常规油气发现最重要的接替领域。其中新盆地群的突破和已突破油气盆地群的新发现是两大重要方向。2010年以来全球深水油气重大新发现包括：中美洲东部大陆边缘的圭亚那盆地，东非大陆边缘深水区的鲁伍马盆地、坦桑尼亚盆地，特提斯盆地群的地中海东段，加拿大东部大陆边缘深水区。2011-2016年，全球深水区已证实有油气田的9个盆地群的重大新发现包括：西非陆缘深水区中段北段、巴西大坎波斯盆地、墨西哥湾盆地深水区、挪威西部陆缘深水区、澳大利亚西北陆架深水区、中国南海深水区、东南亚深水区、孟加拉湾深水区和环北极深水盆地群。这些新发现证实富油气盆地都具有形成有机质丰度高的世界级优质烃源岩的古环境，存在物性好、产能高的优质储层。新盆地突破的成功在于勇于向新区、禁区探索；成熟盆地取得持续发现的经验在于向新层系突破，特别是向盐下突破。由此可见，全球深水油气依然是未来世界常规油气勘探的主体领域。     

东海西湖凹陷平湖组储层成因特征及评价

西湖凹陷位于东海陆架盆地东北部,始新统平湖组是该地区重要目的层,本文针对平湖组主力含油气储层的四个成因类型;潮道、潮汐分流河道、分流河道、河口坝-前缘席状砂的岩石学、沉积学特征分析,预测砂体形态并对各类储层性质逐一评价。