中国西北地区页岩气形成地质条件分析

长期以来,对西北地区盆地常规石油勘探已经取得了巨大突破,但页岩气的勘探仍处于起步阶段。页岩气具有自身的成藏机理,需要特殊的地质条件。通过分析我国西北地区塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地、银-额盆地和焉耆盆地页岩分布情况、厚度、面积、总有机碳含量、热演化程度、有机质类型、矿物岩石成分等因素,认为中国西北地区页岩分布面积广泛、厚度大,许多盆地或地区页岩有机碳含量高、热演化程度高、有机质类型好,具备页岩气大规模成藏的地质条件。其中吐哈盆地页岩与塔里木盆地页岩中黏土矿物含量低,石英等脆性矿物含量高,易受外力作用影响形成天然裂缝与诱导裂缝网络结构,有利于页岩气开采。与美国产气页岩的各项指标比较发现,塔里木盆地与准噶尔盆地古生界海相及海陆交互相页岩厚度大、脆性矿物种类多且含量高,但有机质丰度较美国海相产气页岩低,且热演化程度高(大部分处于高-过成熟热解气阶段)。与埋深超过3 000m的古生界过成熟(Ro为0.51%～3%)页岩和浅埋深但有机碳含量偏低(普遍小于2%)的新生界陆相页岩相比,中生界湖相和湖-沼相高有机碳含量(最高值达15.6%)页岩更具有勘探价值。

中国生物礁时空分布特征及其地质意义

中国生物礁从震旦纪至新近纪均有发育,分布范围广,并有泥盆纪、二叠纪和新近纪3个主要造礁期。不同地史时期造礁生物及其附礁生物的组合不同,形成的礁体具有不同的类型、规模和特征。生物礁的发育受构造作用、海平面变化及古地理环境控制,同时也受造礁生物兴衰演化的控制。生物礁与油气藏、金属矿床空间上关系密切,成因上可有联系。笔者系统总结了20多年来中国生物礁的研究进展和成果,并指出利用多学科综合方法能较成功地预测隐伏生物礁的发育和分布,寻找礁型油气藏和礁型矿床。

中国西部海相盆地地质结构控制油气分布的比较研究

中国西部塔里木、四川、鄂尔多斯等海相盆地的中、下组合是我国油气勘探的重点领域,深化研究油气分布规律是优化勘探部署、提高勘探效益与持续获得勘探发现的关键。本文从盆地地质结构控制油气分布的学术思路出发,立足于近年来的勘探新进展、新发现,应用比较分析方法,揭示油气分布的构造控制规律。研究表明,塔里木、四川、鄂尔多斯等海相盆地位于古亚洲洋构造域、特提斯构造域的复合作用区,是在前寒武纪克拉通基础上发展起来的多旋回叠合盆地;它们经历了Z-D_2、(D_3-)C_2-T、J-Q等三个伸展-聚敛旋回的演化;每一伸展-聚敛旋回发育了独立的生-储-盖组合,伸展期因差异沉降发育好的烃源岩,聚敛期发育大规模展布的储集体与圈闭组合;盆地的基底分区对后期原型盆地的发育和沉积盖层的分布具有明显的制约作用,盆地多旋回叠合,形成了"垂向分层、横向分块"的地质结构,叠合结构样式控制了油气聚集层系与富集区带,普遍存在加里东中期与印支期等两期原生油气成藏期,及燕山中期(J_3-K_1)与喜马拉雅晚期(N_2-Q)等两期油气调整成藏期,新构造运动期油气成藏较为普遍。海相叠合盆地含油气层系多,原型盆地的叠合界面常是重要的油气富集部位,隆起带、断裂带、台缘带(或岩相带)是重要的油气富集区(带),叠合盆地的中下部组合是下一步油气勘探持续突破的有利方向。

中国能源可持续发展方案选择与评价

可持续发展的概念最先是1927年在斯德哥尔摩举行的联合国人类环境研讨会上正式提出的,自此以后,各国致力于界定"可持续发展"的含义,其中可持续发展最广泛被接受的定义是:既满足当代人的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。它是一个密不可分的系统,既要达到发展经济的目的,又要保护好人类赖以生存的自然资源和环境,使得子孙后代能够永续发展和安居乐业。其核心是协调发展,即资源、经济、环境之间的协调发展。面对世界性能源危机的今天,可持续发展的方案是中国能源发展的出路。遥望二十二世纪,在能源危机声中,怎样实现能源与经济、环境的可持续发展是摆在世界各国面前的重大难题。本文在世界和中国经济能源情势的基础上,设计了3个可供选择的能源发展方案,运用可持续发展原则和数学分析方法,对各个方案进行了环境与经济的分析评价,进而得出更适合中国可持续发展的能源发展方案。

中国海相碳酸盐岩的分布及油气地质基础问题

中国海相碳酸盐岩在陆上与海域广泛分布,尤以陆上最具特色。中国大陆由小克拉通地块、微地块及其间的造山带镶嵌构成,发育于这些克拉通上的海相古生代盆地规模小、盆内分异明显、盆缘改造强烈,受中新生代巨厚沉积物覆盖,海相碳酸盐岩埋深大、热演化程度高,储集层非均质性强,油气成藏与分布复杂。自威远、靖边气田发现以来,尤其是近年塔河、普光、元坝、安岳等大型油气田发现以来,海相碳酸盐岩的油气勘探前景逐渐明朗。长期的勘探实践发现了海相碳酸盐岩发育礁滩体、白云岩、岩溶缝洞体、裂缝带等四类储集体,它们受沉积、成岩与构造演化的共同制约;礁/滩储层、斜坡区岩溶、风化壳岩溶、裂缝带均可大规模成藏。目前,海相碳酸盐岩的深化研究与持续勘探面临一系列重大难题。在基础科学层面,古老生物群落、古生态、古气候与古地理特征及其耦合关系,克拉通盆地的成因与构造-沉积分异机制,原始盆地面貌及其演化过程,沉积充填动力学等研究方面亟待加强;在油气勘探应用层面,在岩相古地理重建、碳酸盐岩台地边缘精细刻画与台地内部结构细化、碳酸盐岩储集层多期叠加改造机理、岩溶储集层成因分类、非均质碳酸盐岩储集层描述和评价技术等研究方面需要不断深入,在源-储配置、油气成藏过程、油气保存与调整再分配,油气富集规律方面需要深入探索。建议整体与动态研究海相碳酸盐岩层系的"成盆-成岩-成储-成藏"的全要素、全过程,厘定古裂陷槽、古台地、古隆起的分布,落实烃源岩、有利储集层(礁滩体、白云岩、顺层与层间岩溶、裂缝带等)的分布及其配置关系,构建符合实际的油气成藏模式,为油气资源潜力评价和有利区带预测奠定基础,促进中国海相碳酸盐岩油气勘探的持续发现。

丁文江对中国地质学科发展的奠基性贡献

丁文江是我国近代地质事业的开创者和奠基人之一。本文追述了丁文江科学思想的形成及其对地质教育和地质事业的贡献,旨在总结丁文江一生对中国地质事业做出的伟大成就和影响,他尊重科学、注重实践,在当今也是具有现实意义的。

先秦诸子学说对中国现代能源资源战略的启示

当代中国在经济发展的压力之下,用牺牲自然资源来获取经济增长,这无疑是最简捷的途径,但资源的有限性则约束了利用资源的质量、数量以及时空范围。中国先秦时代,诸子百家的许多论断就闪现了对资源合理利用的认识,用这些理念反观当今科学发展观视角下的能源资源战略,仍具有鲜明的借鉴意义和历史价值。

变克拉通化对盆地构造—沉积—油气成藏作用的响应:以阿富汗—塔吉克盆地为例

阿富汗—塔吉克盆地位于北特提斯构造域北缘,帕米尔突刺构造带的西侧,内部发育伴随盐构造的滑脱产生的断褶相间的独特构造地质现象,与塔里木盆地一样被称为“变克拉通化”。本文综合利用阿富汗—塔吉克盆地的地震地质资料、油气田资料,结合盆地地表及地下的构造—地层沉积类型和样式,分析盆地的构造演化特征,旨在为油气勘探的“盐相关构造”领域研究提供科学参考。研究表明,从地层结构格架来看,上侏罗统的膏盐岩作为区域性的滑脱面,控制了阿富汗—塔吉克盆地盐上、盐下两套构造层系的冲断变形,盐上构造层系属盐丘构造系统,平面上具有线形构造形态,而盐下构造层系大部分为断层滑脱褶皱的构造样式。阿富汗—塔吉克盆地在晚古生界基底之上存在3期构造运动:弧后伸展环境(中二叠世—三叠纪)、台地稳定沉积时期(侏罗纪—古近纪)、喜马拉雅造山期挤压阶段(渐新世末至今)。盆地因盐构造滑脱作用和岩层间滑移作用产生多套区域滑脱面,形成复背斜、复向斜、构造楔等多种构造样式,盆内挤压变形的最小缩短率约为13%。已发现的含油气区多位于复向斜带的隆起区,下侏罗统、下白垩统、始新统的页岩和泥质碳酸盐岩为烃源岩,白垩系碎屑岩、古近系碳酸盐岩为储集岩层,白垩系膏盐岩和始新统的区域性页岩为封盖层,发育盐下、盐上两套成藏组合,形成断背斜、地层岩性生物礁等圈闭,具有广阔的油气勘探潜力。

四川盆地乐山—龙女寺古隆起地质结构及构造演化

乐山-龙女寺古隆起位于四川盆地中西部,紧邻龙门山构造带。古隆起的地质结构及构造演化对陆内变形和油气勘探具有重要的意义。利用最新的高分辨率地震和探井资料,结合盆地周边的露头资料,对乐山-龙女寺古隆起的地质结构进行了研究。其结果显示:乐山-龙女寺古隆起地质结构在整体上构造变形较弱,仅在龙门山前和龙泉山地区变形相对较强;剖面上存在多套滑脱层,具有上、下分层变形特征。通过地震剖面精细解释,并利用平衡剖面技术,分析了古隆起的构造演化。研究认为乐山-龙女寺古隆起受基底隆起控制、具有一定继承性,经历了多期同沉积隆起兼剥蚀过程,形成于前二叠纪,随后经过印支运动、燕山运动及喜马拉雅运动的调整改造最终定型;其构造演化经历了雏形阶段、发展阶段、强烈隆升剥蚀阶段、稳定埋藏阶段、川西前陆盆地发育阶段以及调整定型阶段,主要受基底和分层滑脱系统2方面因素的影响。

塔里木盆地库车坳陷和西南坳陷油气地质特征类比及勘探启示

塔里木盆地西南坳陷已有近60年的油气勘探历史,目前已发现了柯克亚、巴什托普、亚松迪、和田河、阿克莫木5个油气田和山1井、柯东1井2个油气藏。对于该一直被寄予厚望的地区,如何深入认识其油气地质条件,加快勘探进程,获得更多的油气发现,始终是石油地质学家与油气勘探家努力追求的目标。塔里木盆地库车坳陷的天然气勘探近10年来取得重大突破。进行2个坳陷的石油地质类比研究是解剖与揭示西南坳陷油气地质条件的重要方法之一。本文立足于库车与西南坳陷已有的油气勘探资料和现有认识,从比较大地构造学与石油地质学的角度深入剖析二者的相似性与差异性。二者虽然在盆-山边界具有逆冲、走滑-逆冲性质,具有现今陆内前陆盆地结构,为不同性质的盆地转换、叠加形成,坳陷内部具有"分块、分带、分层"的特点,油气聚集受断裂带控制明显等方面具有相似性,但更多地体现出彼此的差异性。差异性主要表现在:大地构造背景,深部地质结构,基底性质,构造演化,地质结构,构造变形,烃源岩及其演化,储盖组合,含油气系统,油气成藏机理与成藏模式,油气分布规律等12个方面。其中,大地构造背景差异(库车坳陷与古亚洲洋相关,西南坳陷与特提斯体系相关)及地质结构特点的不同(库车坳陷主体为新生界与中生界叠加,西南坳陷主体为新生界与古生界叠加)是决定其油气成藏差异性的根本因素。石油地质类比表明,西南坳陷的油气勘探需要新的石油地质学理论与新的勘探思维。新的石油地质学理论要明确阐述"古老烃源岩生成的油气在后期强烈构造活动中保存的部位、状态、类型与可能机制";新的勘探思维迫切需要建立新的三维地质结构概念,整体、动态的勘探观与立体勘探思维,既重视山前带的复杂构造圈闭,也要重视斜坡带的隐蔽圈闭如奥陶系潜山、泥盆系-石炭系地层-岩性圈闭,同时要密切关注逼近寒武系烃源岩的白云岩圈闭。

中国东部中、新生代陆相断陷盆地沉积充填模式及其控制因素——以济阳坳陷东营凹陷为例

中国已发现的油气储量大多来源于中、新生代陆相断陷盆地,这些盆地大小各异、类型众多,储量相差悬殊,但大多已发现并开发的油田为明显的构造圈闭。随着我国油气勘探的不断进行及难度的增加与转型,当前油气勘探的目标已转移到隐蔽岩性地层圈闭中,因而很有必要对这些断陷盆地不同区带和各演化阶段的沉积充填特征进行认真分析和研究,以便为进一步的岩性地层圈闭勘探提供地质理论与科学依据。东营凹陷隶属于渤海湾盆地济阳坳陷,是一个典型的以陆源粗碎屑沉积为主的断陷湖盆,其沉积充填型式和砂体展布特征都具有代表性。因此,该文将着重在空间和时间2个方面从沉积学角度对东营凹陷进行剖析,阐述构造特征直接控制沉积充填特征、气候主要控制沉积物性质、沉积物补偿和湖平面升降主要控制沉积充填的空间展布型式这样一组对应关系,最后总结出不同构造区带各演化时期沉积充填模式及其对比关系,为丰富陆相断陷湖盆中油气生成和分布规律提供帮助与依据。

中国低煤阶煤层气成藏模式研究

借鉴国外煤层气成藏理论研究的思路和方法,开展了中国低煤阶煤层气藏的地质特征和成藏模式研究。研究表明,中国低煤阶煤层气藏具有煤储层厚度大、含气量低、渗透率易改造、吸附时间短和两个解吸峰值的特征;存在深部承压式超压成藏模式、盆缘缓坡晚期生物气成藏模式及构造高点常规圈闭水动力成藏模式3种低煤阶煤层气成藏模式。在目前技术条件下,构造高点常规圈闭水动力煤层气藏和盆缘缓坡晚期生物煤层气藏是勘探开发的首选目标。

彬长矿区水文地质特征及其对煤层气的控制作用

对彬长矿区水文地质特征进行了详细的论述,结合煤层实测含气性特征,探讨了水文地质条件对该区煤层气成藏的控制作用。研究表明:研究区构造简单,延安组煤系含水层与其他含水层不具明显水力联系,有利于煤层气富集成藏,同时使得煤系含水层地下水补给只能来源于区外侧向径流补给;矿区划分为3个水动力强弱不同的区域:侧向径流补给区、弱径流区和相对滞流区,其中位于矿区东南部的相对滞流区,也是水势低洼带煤层气汇集区,有利于煤层的富集成藏。同时,东南部煤层的含气量最高,说明该区水文地质条件确实对煤层气成藏起着关键作用。

中国克拉通盆地演化与碳酸盐岩—蒸发岩层序油气系统

中国克拉通盆地,如塔里木、鄂尔多斯和四川盆地,下伏有裂谷或坳拉谷,说明克拉通盆地随超大陆裂解而发育,其后,克拉通盆地随超大陆拼合而上叠前陆盆地。前期热沉降环境诱发良好烃源岩形成;中期发育完整碳酸盐—蒸发岩旋回,构成有利储层;晚期挤压环境形成盖层和上叠层,形成旋回式油气系统。在古隆起上碳酸盐台地构成有利的储集带,而发育在斜坡和半深海盆地中的浊流沉积提供有效烃源岩,形成相变式油气系统。碳酸盐岩储集层结构类型由3种主要因素所控制:沉积作用、海平面升降作用与构造作用,由此形成孔隙、溶洞和裂缝3种基本原型。可进一步构成:孔隙—溶洞型;溶洞—裂缝型和裂缝—孔隙型。

论地质信息科学

地质信息科学是关于地质信息本质特征及其运动规律和应用方法的一个综合性学科领域。其发生和发展,是地球信息科学与地质科学相结合的产物,内部条件是地质学定量化和地矿勘查信息化的自身需要,外部条件是计算机科学和地球空间信息科学兴起和发展的促进。其研究对象是岩石圈的地质信息,其理论框架的核心是地质信息机理,包括地质信息的本质、运动规律、传输机制和信息流的形成机理等。其方法论体系包含着主题信息管理法、信息分析综合法、行为功能模拟法和系统整体优化法。其技术体系由地质数据采集、地质数据管理、地质数据处理、地质图件编绘、地质过程模拟、地质资源评价、地质信息传播及其多S集成化技术所组成。

中国页岩气资源及其勘探潜力分析

我国众多含油气盆地同样具备页岩气形成的基本地质条件。本文通过分析我国含油气盆地页岩分布,依据中国页岩气发育区的地质特征,利用类比法初步估算中国主要盆地和地区的页岩气资源量约为21.5×1012～45×1012m3,中值为30.7×1012m3。主要分布在南方聚气区、华北聚气区,古生界页岩气资源量大约是中生界页岩气资源量的2倍,四川盆地东部和南部下寒武统和下志留统页岩是目前勘探的主要层系。

塔河油田奥陶系岩溶型碳酸盐岩油藏储集空间发育特征及地质模式探讨

碳酸盐岩表生岩溶作用控制着塔河油田奥陶系油藏缝洞系统的发育及分布。塔河油田奥陶系油藏经历了加里东期和海西早期两次岩溶作用,造成了储层极强的非均质性。通过塔河油田岩溶作用演化及发育期次的研究,将塔河油田奥陶系垂向岩溶带划分为地表岩溶带、纵向渗滤岩溶带和水平潜流岩溶带,平面上发育岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶洼地3个地貌单元。通过对野外露头、岩心、钻井、测井、地震及生产动态资料的综合研究,认为溶洞、溶蚀裂缝及蜂窝状孔洞等连续孔隙是该区有效储集空间,基质作为不渗透(低渗)层对缝洞系统有一定的隔挡作用。结合表生岩溶洞穴的原理及对孔隙状态的控制作用,将塔河油田溶洞储集体根据不同成因分为落水洞、潜流洞和小溶洞,按溶洞充填物类型分为垮塌充填洞、机械充填洞和化学充填洞,同时建立了不同类型孔洞系统的识别特征及地质模式。结合塔河油田洞穴储层发育特征及生产实际,最终建立了塔河油田岩溶储集空间展布模式。

西沙海槽潜在天然气水合物成因及形成地质模式

西沙海槽具备良好的热解成因气及断层通道、深部异常压力等运移条件,分析海底表层沉积物所含甲烷气来源可以很好地指示潜在天然气水合物成因。西沙海槽海底表层沉积物所含甲烷气以热解成因气为主,可能混有少量生物成因气。表层沉积物所含甲烷气为断层渗逸-自由扩散作用双重运移结果,主要有3种来源:(1)直接来自于下部断层通道中气态烃的释放;(2)来自于动态变化的水合物分解,再由渗滤作用或沿浅部微小断层向上运移;(3)来自于原地少量的生物气。不同地区有不同的气体来源,这是海底表层沉积物甲烷高值区与下部断层相关性较大而与BSR区域并非完全一致的原因。甲烷气来源及运聚条件综合分析表明,潜在天然气水合物以热解成因为主,为断层-渗滤综合地质模式。

中国陆源碎屑盆地层序地层与储层展布

不同类型盆地的层序充填样式、展布特征存在较大差异。前陆盆地的层序发育主要受控于逆冲挠曲变形和负载释放的交替作用，层序展布上表现为极度的不对称；克拉通盆地因地形平坦，海平面升降对层序发育起主要控制作用，层序特征在较大的范围内表现出很好的一致性；断裂不同规模、不同级次的幕式活动控制了陆内裂谷盆地层序各级次旋回的发育，因此，盆地层序往往具有多级旋回的特征；大型坳陷盆地由于水体广阔，层序特征可与被动陆缘类比；山间坳陷盆地的层序发育主要受幕式构造活动、古气候以及物源等因素的影响；山前断陷盆地的层序发育则主要受走滑拉分作用的控制。上述这些差异必然会导致不同盆地的生储盖类型及其配置关系有较大差别。就一般而言，各级次旋回中由上升到下降的转换位置是烃源岩发育的位置；上升半旋回和下降半旋回中形成的各类砂体是主要的储集体。

扇三角洲前缘地质知识库的建立及应用

微相砂体的地质知识是储层随机建模的基础。地质知识来源于对现代沉积区、露头区和密井网区的精细解剖,其中密井网区的精细描述是在我国东部老油田建立储层地质知识库时的一条有效途径。利用双河油田密井网数据,建立了扇三角洲前缘原型骨架模型,研究了水下分流河道砂体的几何形态及分叉规律,获得了微相砂体的长度概率分布、宽度概率分布、宽-厚比关系和长-宽比关系等定量地质知识,为双河油田开发后期储层的精细表征提供了扎实的基础。