新时期海洋资源开发保护面临的形势与任务

2023年12月召开的中央经济工作会议提出,大力发展海洋经济,建设海洋强国。新时期我国海洋经济发展的外部环境和内部条件都将发生复杂而深刻的变化,海洋强国建设进入充满挑战的战略机遇期。国际海洋形势呈现安全趋紧、格局趋变、竞争趋热、保护趋严的总体特征。在推进中国式现代化进程中,海洋有效承载经济高质量发展、资源高效率利用、生态高标准保护、公众高品质生活、对外高水平开放的地位和作用更加突出。本文认为应准确把握海洋资源开发保护的新要求,并提出节约集约利用海洋资源、筑牢海洋生态安全屏障、推动海洋经济高质量发展、加强海洋科技自主创新、深度参与全球海洋治理等对策建议。

泌阳凹陷下二门地区生长断层控砂作用研究

泌阳凹陷下二门地区油气资源丰富,油藏类型以断层-岩性油气藏为主,断裂特征与砂体展布的配置关系是该区油气勘探的主控因素。笔者综合3D地震、钻测井、岩心资料,以古近系核桃园组三段Ⅳ油组1小层(Eh3Ⅳ1)为例,通过精细构造解析、断层活动性定量分析和砂体展布特征刻画,从构造活动-沉积响应的角度分析生长断层对辫状河三角洲砂体展布的控制作用。结果表明,下二门地区主要发育一系列SW-NE转近E-W走向的北倾生长正断层,剖面形态呈阶梯状断层组合,各条断层沿走向活动性差异明显。研究区主要发育侯庄辫状河三角洲前缘亚相和前三角洲亚相,平面上来自北部的水下分流河道砂体在断层转换带或同一断层活动性较弱部位易通过,而在活动性较强部位受到限制或转向。垂向上,通过活动性较弱区域砂体垂向连续叠置、加厚发育,通过活动性较强区域砂体垂向间歇分散、减薄发育。该研究可为东部断陷盆地低序级生长断层发育区砂体展布规律认识和断层-岩性油气藏勘探开发提供一定借鉴。

论海相页岩气富集机理——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例

深入探究页岩气富集机理是保障勘探开发高效推进的基础。本研究通过对四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探开发实践的系统分析,梳理总结前人研究成果,从生成机理、运移机理、赋存机理和保存机理四个方面对海相页岩气富集机理进行了深入分析,并讨论了深层和常压页岩气的勘探开发潜力。结果表明:在生成机理方面,埋藏史和热演化史控制了页岩生排烃史、生排烃量和现今含气量;页岩气运移机理涉及运移动力、运移相态、运移方式和运移通道四方面内容,页岩气运移主要是烃源岩内的初次运移,同时讨论了初次运移的影响因素;在赋存机理方面,甲烷—页岩间表现出单/多分子层吸附和微孔充填等多种赋存机制,组分润湿性和孔隙有效性是决定甲烷吸附赋存和解吸运移的关键;在保存机理方面,盖层和物性自封闭是主要的保存机理,构造运动引起的裂缝—流体活动是页岩气保存条件遭到破坏的主要原因,流体活动时间和期次研究是页岩气保存条件和含气量定量评价的重要内容。页岩气富集机理的系统分析和创新认识为页岩气勘探开发评价提供了重要依据,建议加强页岩气演化历史全过程的动态评价。结合深层和常压页岩气勘探实践,分析了深层和常压页岩气的成因机制及主要特征,指出了下一步攻关内容及勘探方向。

川西地区雷口坡组气藏气源分析与成藏模式

文中以地震、钻井、岩心、气体组分及同位素等资料为基础,分析了川西地区不同构造中三叠统雷口坡组的气藏特征,划分了天然气来源,明确了油气成藏模式。研究表明:根据天然气组分特征差异,可将川西地区雷口坡组气藏划分为烷烃体积分数略低、H2S和CO_(2)等非烃体积分数略高的山前隐伏构造带,以及烷烃体积分数略高、H2S和CO_(2)等非烃体积分数略低的山前坳陷带;根据天然气烷烃同位素特征差异,山前隐伏构造带可划分为δ13C2偏轻、同位素倒序分布的石羊镇、鸭子河构造和δ13C2偏重、同位素正序分布的金马构造;山前坳陷带可划分为δ13C2偏轻、碳同位素值正序分布的新场构造和δ13C2偏重、碳同位素值正序分布的永兴、马井构造。基于天然气运移条件和成藏模式分析认为:石羊镇、鸭子河构造天然气来源于龙潭组和雷口坡组烃源岩;金马、马井构造天然气来源于龙潭组、雷口坡组和马鞍塘组烃源岩;新场构造天然气来源于雷口坡组烃源岩,顶部部分层段由马一段石灰岩供烃;永兴构造天然气来源于马二段页岩。油气成藏模式和断层发育规模是控制川西地区不同构造雷口坡组气藏特征及天然气来源差异的主要因素。

四川盆地海相碳酸盐岩全油气系统成藏特征与有序分布规律

基于四川盆地海相油气勘探现状和进展,以主力烃源岩为核心,依据成藏要素组合关系划分四川盆地海相碳酸盐岩全油气系统,并分析各个含油气系统的成藏特征,总结常规-非常规一体化成藏规律,指明未来有利勘探方向。研究认为:(1)受多期伸展-聚敛构造旋回的控制,四川盆地海相发育3套区域性烃源岩和3套区域性盖层,可划分出寒武系、志留系和二叠系3个全油气系统。3个全油气系统以独立成藏为主,单一系统内天然气具有亲缘性。同时,局部地区大型断裂带贯穿多套全油气系统,形成断控复式全油气系统。(2)全油气系统内普遍发育“陆棚相页岩气聚集—台缘相控气藏—台内断-相共控型气藏”的成藏序列,具有立体成藏、有序分布的规律。(3)优质烃源岩是大气田形成的基础,全油气系统内天然气具有近源和源内富集的规律,规模性储层的发育与保持是天然气富集的保障,“多元生烃、油气转化、动态调整”是海相油气成藏的特色,良好的保存条件是天然气成藏的关键。(4)大型台缘带礁滩相带、深层页岩气与通源断裂相关的大型岩性复合体是未来四川盆地海相油气勘探的主要方向。

川西地区雷口坡组储层流体包裹体特征与成藏期次

以地震、钻井、岩心和包裹体薄片等资料为基础,结合区域构造演化和烃源岩生排烃过程,通过对川西地区中三叠统雷口坡组储层流体包裹体岩相学分析、均一温度及盐度测定、埋藏—热演化史模拟和气藏演化过程分析等,明确雷口坡组油气充注时间和期次,分析不同类型气藏的成藏过程。结果表明:川西探区雷口坡组包裹体成群/成带发育于孔洞矿物充填期后,丰度较低(GOI为1%±),均为灰色—深灰色含烃盐水包裹体;均一温度在90℃~200℃,温度峰值在120℃~150℃;盐度分布在0~24%,具体可细分为0~4%、6%~18%和20%~24%共3个区间。川西探区雷口坡组天然气主成藏期有3期,分别为晚三叠世末期、早侏罗世晚期至晚侏罗世早期和新近纪—第四纪。油气成藏过程为晚三叠世,上二叠统龙潭组和中三叠统雷口坡组烃源岩进入生油高峰,生成原油沿印支运动形成的断裂进入雷四段储层形成古油藏;早-中侏罗世,两套烃源岩进入生气高峰,叠加古油藏裂解生气形成气藏,斜坡区马鞍塘组烃源岩进入生油高峰,沿不整合面侧向运移至雷四段储层形成古油藏;新近纪以来,油气藏最终调整定型形成现今形态。

塔里木盆地西北部震旦系—寒武系不整合面成因——来自沉积学的证据

【目的】塔里木盆地西北部阿克苏地区广泛发育震旦系—寒武系平行不整合面,目前对其形成机制还存在争议。【方法】以沉积学方法为手段,基于上震旦统奇格布拉克组顶部的沉积相及其岩溶现象,通过详细的野外观察和镜下鉴定,对上述不整合面的成因开展研究。【结果】阿克苏地区奇格布拉克组顶部主要发育于台地边缘和斜坡环境。台地边缘包括颗粒滩和台缘礁,岩相为厚层—块状鲕粒白云岩、中—厚层状砂屑白云岩以及块状叠层石礁白云岩。斜坡环境包括的岩相有滑塌角砾白云岩、浊积岩以及薄层状粒泥白云岩。震旦纪晚期,阿克苏地区东部的沉积水体更深,岩溶发育程度也明显强于西部,垂向上以潜流带为主。此外,寒武纪早期沉积的玉尔吐斯组保持了与奇格布拉克组顶部相一致的沉积趋势,两者自西向东均表现为水体加深的地层序列。【结论】该不整合面由震旦纪末期台缘构造活动诱导的掀斜运动形成,导致阿克苏西部发生抬升,并形成了向东流动的大气淡水水文系统,使得东部台缘带岩溶作用强烈。该研究可为该区域震旦系白云岩储层的油气勘探提供参考。

南方志留系碎屑矿物热年代学分析及其地质意义

碎屑矿物热年代学是恢复多旋回沉积盆地构造演化的有利手段。本文通过对南方5个地区志留系的碎屑锆石和磷灰石的裂变径迹年龄和热历史模拟研究认识到,印支期以来研究区志留系至少经历了3次区域性的岩石抬升、冷却事件,即早中三叠世(235～250Ma)、晚侏罗世—早白垩世(110～140Ma)和始新世—渐新世(45～25Ma)。其中晚侏罗世—早白垩世和始新世—渐新世是志留系后期改造的两个关键时期,前者是志留系烃源岩生烃基本停止的时期,后者是志留系抬升到地表,油气盖层受到广泛破坏的时期。

湘西、黔北地区志留系稀土元素地球化学特征及其地质意义

中国南方志留系是加里东运动末期沉积的一套以碎屑岩为主的地层,同时其底部广泛发育一套优质烃源岩,对该套地层沉积古环境和古构造背景的恢复有重要的地质意义。通过对中国南方湘西和黔北典型剖面系统的地球化学分析表明该区志留系泥岩的稀土总量较高,w(ΣLREE)/w(ΣHREE)及w(La)N/w(Yb)N等比值显示轻、重稀土分异明显,REE分布模式为明显的轻稀土元素富集、重稀土元素呈平坦状及显著的负Eu异常。以Ceanom值反映水体介质的氧化还原性,志留纪早期的海水还原性较强,更有利于有机质的保存并形成优质的烃源岩。将REE的分异程度作为一种指示剂来表征沉积物沉积速率,志留系剖面自下向上,w(La)n/w(Yb)n值有逐步降低的趋势,表明研究区志留系下部的沉积速率普遍比上部低,更有利于有机质聚集和保存。根据稀土元素组合及其比值特征,结合古地理研究成果,认为研究区的物源来自雪峰古隆起和黔中古隆起,源岩为花岗岩和沉积岩的混合。

南方海相上奥陶统－下志留统优质烃源岩发育的控制因素

从全球古气候和古海洋特征出发,结合中国南方晚古生代古地理演化特征,并利用中上扬子地区典型剖面系统的地球化学数据,探讨了南方海相上奥陶统—下志留统优质烃源岩发育的控制因素。研究表明V/(V+Ni)、Ni/Co、Ceanom、δEu和δ13Corg等地球化学指标与有机碳含量均有较好的相关性,这些指标的异常匀表明上奥陶统—下志留统优质烃源岩发育于缺氧环境。但是,从古气候和古海洋洋流的研究结果看,上奥陶统五峰组烃源岩与下志留统龙马溪组烃源岩的发育因素有明显的不同,五峰组沉积处于全球冰期的高峰阶段,在扬子地区发育强劲的上升洋流,提高了该地区的有机质的生产率,现今广泛分布在扬子地区的高有机质丰度的薄层硅质岩,是上升洋流的最好标志。龙马溪组沉积处于全球冰期过后的暖期,不利于上升洋流的大规模形成,上升洋流的影响范围仅局限于当时扬子克拉通盆地周缘深水斜坡部位。龙马溪组优质烃源岩主要发育在海侵的初期,主要是因为海侵初期海平面的快速上升,限制了陆源碎屑的大规模注入,海底的缺氧环境得以保存。而海侵的后期由于深层海水和表层海水有充足的时间混合,致使底部缺氧环境遭受破坏,有机质保存条件变差。

四川盆地东南缘习水吼滩志留系古油藏特征

从烃源岩、储层、盖层等基本地质条件,沥青的地球化学特征,以及地层后期抬升的低温年代学等方面系统解剖了四川盆地东南缘习水吼滩志留系古油藏的成藏特征。习水吼滩古油藏的主要储层是下志留统石牛栏组亮晶生屑灰岩,储层沥青主要分布在生物碎屑颗粒之间和粒内溶孔中,该储层沥青来自志留系自身的烃源岩。志留系源岩生成于还原沉积环境中,有机质主要来自于低等水生生物。志留系储层中与油气包裹体共生的盐水包裹体均一温度平均为97.2℃,结合研究区地层沉积埋藏史,可以确定油气充注的时间大约为距今200Ma。邻近志留系古油藏的下奥陶统湄潭组粉砂岩样品的磷灰石裂变径迹表明,研究区在距今29Ma左右隆升到退火带之内,距今4.5Ma之后经受了加速隆升,约有2100～2450m厚的地层受到剥蚀,最终造成了古油藏的破坏。

影响高演化泥岩盖层封闭性的主控因素分析

一般认为泥岩盖层的封闭性随着成岩作用的加深而变差,但是大量油气藏发现和实验测试结果证明高演化泥岩仍具有较高的突破压力和较好的油气封闭性。影响高演化泥岩盖层封闭性的主要因素是什么?如何确定高演化泥岩盖层产生破裂的边界条件,一直是影响其有效性评价的重要基础问题,本文通过对野外泥岩中脉体的包裹体测温,结合地层埋藏史恢复,重建了不同地层中脉体的形成时代,结果表明年代较轻的地层较早产生破裂,年代较老的地层较晚产生破裂,由此证明泥岩盖层在抬升量达到一定值后,会集中产生破裂。通过三轴应力-应变实验模拟了地层条件下泥岩盖层的韧脆性变化特征,结果表明高演化泥岩在一定埋深下,仍具有良好的塑性和封闭性能,影响其封闭性的关键因素是埋深与最大主应力差的变化。

砂岩碎屑组份变化对库车坳陷和南天山盆山演化的指示

为研究库车坳陷中-新生代物源变化与南天山构造演化的关系,对该坳陷中-新生界砂岩进行了系统取样,应用Dickinson砂岩分析方法详细研究了其沉积背景和物源变化。库车坳陷中-新生代沉积物源始终为再造山旋回带,自老到新砂岩中不稳定岩屑组份的含量有规律地变化:从三叠系到侏罗系,岩屑组份中沉积岩岩屑含量最高;白垩系中变质岩岩屑增多;新生界特别是新近系,碳酸盐岩岩屑所占的比例很大。岩屑组份的这种变化反映了天山地区隆升和剥蚀的一个历史过程。随着山脉隆升幅度和剥蚀强度的加大,古生界变质岩和碳酸盐岩逐步接受剥蚀,并在白垩纪以后成为盆地沉积物的主要物源。根据风化指数半定量计算的结果,结合前人古气候的研究成果,早-中三叠世该区沉积物风化程度低,推测此时地形高差较大;在晚三叠世至晚侏罗世该区风化程度较高,地形起伏较低;白垩纪是一个转折期,沉积物风化程度由强转变为弱,地形高差在该期也有所增大;古近纪延续了这种趋势。新近纪以后地形高差显著加大,沉积物风化程度明显降低,说明此时南天山的隆升速率和库车坳陷的沉积速率都很快,源区与沉积区的距离很近。

中上扬子地区上奥陶统—下志留统烃源岩发育的古环境恢复

上奥陶统—下志留统烃源岩是中国南方海相4套主力区域烃源岩之一,有关它形成与发育环境的研究是南方海相油气成藏理论的基础性问题。本文选择中上扬子南缘2条代表性剖面,对上奥陶统—下志留统沉积岩进行了详细的地球化学分析,提取其中对沉积古环境有指示意义的地化指标,对该段地层的古环境进行了恢复。研究表明,优质烃源岩段主要集中在上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组底部,V/(V+Ni)、Ni/Co、Ceanom、δEu和δ13Corg等地球化学指标与有机碳含量均有较好的相关性,这些指标的异常均表明优质烃源岩发育于缺氧环境。而龙马溪组上部地层的有机碳含量较低,各种地球化学指标也显示,此时缺氧环境遭到了破坏,这与当时的沉积环境多为高能环境、不利于烃源岩发育是一致的。

四川盆地寒武系盐相关构造及其控油气作用

四川盆地东部和南部中、下寒武统广泛发育膏盐岩层系,形成了多种样式的盐相关构造。依据露头、钻井和地震资料分析,认为四川盆地寒武系膏盐岩形成于克拉通内局限台地环境,具有时代老、埋藏深、厚度分布不均、膏多盐少及伴生岩石类型多样等特点。受膏岩和盐岩流动性差异、构造挤压、基底断裂和滑脱作用等多种因素影响,膏盐岩层系相关构造分层性明显。盐上层表现为背斜、推覆体和断块背斜构造;盐层表现为盐枕构造、盐缩颈形成的鱼尾构造和岩盐塑性流动构造;盐下层则表现为受复杂基底断裂控制的叠瓦冲断和背冲断块构造。寒武系膏盐岩为震旦系-下寒武统目的层系的油气聚集提供了优质的封盖条件;同时,膏盐岩自身参与的TSR反应(硫酸盐热化学还原反应)和表生溶蚀也可以有效地改善储层的储集物性。更重要是,寒武系膏盐岩作为区域滑脱层对盐上和盐下震旦系-下古生界构造变形起着重要控制作用,形成一系列含油气构造圈闭。从盐相关构造的发育特点来看,鄂西-渝东区的盐下断背斜和川东南地区的盐上断背斜是有利的勘探目标。

白垩纪以来库车坳陷碎屑重矿物组成变化

碎屑沉积是山脉隆升和盆地沉积的直接记录,包括碎屑重矿物研究在内的碎屑沉积物的分析是开展盆山耦合研究的必要手段。本文对库车坳陷白垩系—新近系砂岩中重矿物含量特征进行了系统的研究,并应用电子探针技术分析碎屑石榴石和电气石的化学组成。研究表明:库车坳陷白垩-新近系源区主要由高级变质岩和沉积岩以及中-酸性火成岩组成。白垩纪和古近纪砂岩中的石榴石富钙镁铝榴石组份,与来自西南天山低温高压变质岩中石榴石组成相似,而新近系砂岩中的石榴石中富铁铝榴石组份,多来自高级变质沉积岩,而非高压变质岩。这些分析表明南天山的大规模隆升和剥蚀发生在渐新世以来,由于它的隆升遮挡了西南天山对库车坳陷的物质贡献。

中国南方海相油气藏破坏类型及其时空分布

依据对中国南方古油藏、沥青点、油气苗点和钻井显示的统计,从油气成藏与破坏的基本地质因素出发,总结了南方海相油气藏破坏的基本类型及其可能的分布范围。南方海相油气藏的破坏类型主要分为6种,即断裂切割破坏型、油藏抬升破坏型、深埋裂解破坏型、岩浆作用破坏型、褶皱变动破坏型和流体冲洗破坏型,其中前4种类型分布最为广泛。该区油气藏破坏主要由构造变动引起盖层剥蚀或盖层有效性变差所造成,加里东末期的构造运动造成了下组合油气藏第一次规模性破坏;燕山期以来扬子周缘强烈的构造挤压,是四川盆地以外海相油气藏破坏的主要因素;燕山期发生在中下扬子、江南雪峰隆起以及滇黔桂地区广泛的岩浆侵入,是引起这些地区油气藏破坏的重要因素。

碎屑重矿物分析对库车坳陷白垩—第三纪物源变化的指示

碎屑沉积是山脉隆升和盆地沉积的直接记录,包括碎屑重矿物研究在内的碎屑沉积物的分析是开展盆山耦合研究的必要手段。对库车坳陷白垩系—第三系砂岩中重矿物含量特征进行了系统的研究,并应用电子探针技术分析碎屑石榴石和钛铁矿的化学组成,研究表明库车坳陷白垩—第三系源区主要由沉积岩、变质岩和酸性火山岩组成。白垩系砂岩中的石榴石来自西南天山蓝片岩和低级变质岩的比例较大,而第三系砂岩中的石榴石中富铁铝榴石组分,多来自高级变质岩。白垩系砂岩中的钛铁矿多来自变质岩,上第三系砂岩中来自火成岩的钛铁矿比例增加。由此可以认为南天山的大规模隆升和剥蚀发生在第三纪以来,由于它的隆升遮挡了南天山北缘古生代增生杂岩体对库车坳陷的物质贡献,并且随着剥蚀的加深,高级变质岩和火成岩的出露越来越多。

模拟地层条件下泥岩三轴应力实验及其油气意义

泥岩的岩石力学性质既关系到了它能否成为良好的盖层，也关系到它能否成为优质的页岩气储层。为了明确地层条件下泥岩岩石力学性质的变化特征及其影响因素，选取四川盆地南部典型的志留系龙马溪组泥岩，进行了20（常温），50，100，130℃四个温度点，每个温度点在0，10，20，40，60 MPa五种围压条件下的20个三轴压缩实验，获得了泥岩岩石力学参数与温度和围压的关系。实验表明：在60 MPa围压范围内，泥岩的弹性模量、泊松比、抗压强度和残余强度随着围压的增加而增加，基本呈线性关系；在130℃温度范围内，泥岩的弹性模量、泊松比、抗压强度的变化与温度变化没有明显的相关性，不同温度下，同一围压条件下，泥岩的岩石力学参数保持相对一致。这说明泥岩的岩石力学性质主要受埋藏深度（围压）的影响，温度变化对其影响不大。从岩石的应力－应变曲线上还可以看出，随着埋深的增加，即使是晚成岩阶段的泥岩也有从脆性向塑性转变的趋势。根据岩石峰值抗压强度和残余抗压强度的数学关系，计算出川南志留系龙马溪组泥岩脆延转变的临界深度约为4200～4400 m。作为盖层时，超过该临界深度，泥岩不容易破裂，具有优越的封闭性；作为页岩气储层，超过该临界深度，泥岩的可压性变差。

库车坳陷库车河剖面重矿物分布特征及其地质意义

沉积物中的重矿物分布受物源、构造背景和古气候、古环境等多种因素影响 ,是盆山演化研究的良好指示剂。本文通过对库车坳陷库车河剖面中新生代地层的野外观察和重矿物分析 ,将库车坳陷中生代沉积与南天山隆升的分异作用分为 4个阶段 ,即早中三叠世、晚三叠世至早白垩世、第三纪古新世至中新世、上新世 (5Ma)以来 ,并认为最后一个阶段南天山隆升作用最强烈。将库车坳陷中新生代古气候演化分为 3个阶段 ,即早三叠世 (干旱半干旱 )、中晚三叠世—中晚侏罗世 (湿润半湿润 )、晚侏罗世以来 (半干旱干旱 )。