壳源氦气成藏主控因素及资源评价方法研究

当前国内外尚无系统的氦气资源评价方法以及针对性的参数取值标准。通过天然气和氦气的成藏要素对比,明确了载体气和壳源氦气的异源同储、同源同储和同源异储3类共生关系,以及壳源氦气成藏的8个关键因素。构建了4类10种氦气资源分级分类评价方法,其中含量法包括5个亚类,统计法包括1个亚类,类比法包括3个亚类,成因法1个亚类,初步解决了氦气资源定量计算的难题。结果表明:高氦气含量的气藏一般为常压及低压气藏,氦气含量与氦源岩类型、铀钍含量和氦源岩规模3个参数呈正向关系,而与离主断裂距离、埋深和生烃强度3个参数呈负相关,适度的基底构造活动有利于氦气释放及富集。基于8类氦气成藏主控因素与氦气含量的定量关系,建立了氦气含量类比法。基于异源同储不同序的原理,构建了氦气资源规模序列法;基于放射性元素衰变释氦机理,建立了氦气成因法。氦气资源评价方法在国内外得到了较为广泛的应用,研究成果将为我国氦气储量规模发现提供了有效支撑。

阿姆河盆地侏罗系成藏组合地质特征及勘探潜力

侏罗系成藏组合是中亚地区阿姆河盆地最重要的成藏组合。通过对岩相古地理、烃源岩、储层、盖层和油气成藏过程以及模式的分析,认为该成藏组合的成藏主控因素主要包括以下几个方面:①广泛分布、已经大范围进入生气窗的优质侏罗系烃源岩为该成藏组合内油气聚集提供了雄厚的物质基础;②优质的上侏罗统储层为油气资源的聚集提供了良好的空间,尤其是生物礁建造,其储集性能优越;③厚层Gaurdak组蒸发岩盖层充当了该成藏组合的优质盖层,除基底断裂分布带外,油气不能穿越它发生垂向运移作用。该成藏组合内油气散失的原因主要是Gaurdak组蒸发岩盖层尖灭或受基底断层破坏而引起油气侧向运移和垂向运移。结论认为:未来的主要勘探潜力在该盆地深部现今由于地震资料品质问题而未能识别出的生物礁和位于油气运移路径上的深部构造,平面上的有利区为大型基底断裂的不发育带。

塔里木盆地塘古孜巴斯坳陷西部中加里东期断裂特征及形成机制

根据其剖面特征可将塘古孜巴斯拗陷西部弧形断裂带划分为玛东盖层滑脱冲断体系和塘南基底卷入冲断体系2种类型。玛东盖层滑脱冲断体系都在中寒武统膏盐层内发生滑脱,塘南基底卷入冲断体系平面延伸距离较小,基本上都切穿寒武系地层延伸至基底。玛东和塘南的断裂的形成,是对中加里东期塔里木板块与阿尔金地块拼接的响应。中奥陶世开始时阿尔金地块上近东西向、由南向北逆冲的阿尔金断裂强烈活动,晚奥陶世应力传递至玛4井-叶城一带时,受刚性基底阻挡,反作用力首先在软弱基底的玛东一带形成反冲断层;奥陶纪末,随着来自南部应力的增加,塘南山前逆冲断裂带形成。而玛东冲断带南部断层在印支期的活化,属于古特提斯洋向中昆仑地体俯冲的产物。与造山带之间的距离、寒武系膏岩层的厚度及基底类型的不同导致玛东与塘南发育不同类型的构造类型。

塔里木盆地西部玛东冲断带构造特征与形成演化

玛东冲断带属典型的后展式叠瓦冲断带,前三排断裂冲断作用形成于桑塔木组沉积之前,第④和第⑤排断层形成于奥陶纪末。冲断带南部位于和田古隆起岩溶斜坡,奥陶系岩溶储层充填程度低,前三排构造在海西晚期内有活化特征,有助于缝洞型储层形成。冲断带南部中寒武统膏盐层厚度比北部小,断裂活化与中下寒武统烃源岩主生烃期配合良好,油气垂向输导能力大于北部,奥陶系风化壳油气丰度大于北部。整个冲断带由于寒武系膏盐层封盖作用,滑脱断层向上输导油气的数量有限,大部分油气仍滞留在中下寒武统中,具较大勘探潜力。

对油田规模序列法应用的一些讨论

油田规模序列法在应用时应该加强地质分析的作用,利用勘探历史资料和地质资料将不同评价单元分为不同情况,继而采取不同的具体方法。研究讨论了评价单元内仅存在1个油田规模序列、2个或2个以上规模序列的情况。其中一个油田规模序列又可以分为勘探程度低但不能确定最大油田是否已经发现和勘探程度较高且可以基本确定最大几个油田已经发现两种情况。针对不同情况提出了相应的具体评价方法,这样有利于加强地质分析在评价中的作用,提高评价结果的精度。

阿曼盆地下古生界碎屑岩成藏组合地质特征

下古生界碎屑岩成藏组合是阿曼盆地最重要的天然气成藏组合,寒武系—志留系Haima群储层及上覆泥岩层构成了基本的储盖组合,Huqf群烃源岩为最主要的供烃源岩。在系统解剖油气成藏要素的基础上,探讨了不同次盆油气成藏作用与过程,并分析了其勘探潜力与风险。在Ghaba次盆主体部位,Huqf群烃源岩现今以生气为主,深埋升温裂解而成的焦沥青多充填了早期圈闭孔隙空间,应关注白垩纪之后形成的新圈闭;受中央古隆起阻隔,Ghaba次盆东翼圈闭充注有效性差。南阿曼次盆中部,厚层Ara盐岩阻隔油气垂向运移至浅层Haima群中,圈闭有效性偏差。南阿曼次盆东翼,Ara盐层被持续溶解后,释放出盐内和盐下圈闭中先期聚集的原油,可重新聚集成藏,原油勘探的风险较小。

波斯湾盆地Arab组—Hith组成藏组合地质特征及油气成藏规律

Arab组—Hith组成藏组合为波斯湾盆地重要的成藏组合之一,侏罗系Arab组碳酸盐岩储集层和Hith组层间硬石膏是成藏组合的基本储盖要素。侏罗系Tuwaiq Mountain组、Hanifa组和Diyab组烃源岩为该成藏组合提供了绝大部分的烃类,烃源岩有机质含量高,在始新世中晚期大面积成熟生油,此时阿尔卑斯构造运动Ⅰ幕已形成众多圈闭,油气生成之后即可直接运移至圈闭中。Arab组储集层分布面积广,以颗粒灰岩为主,成岩阶段早期原生孔隙破坏少,后期普遍经受白云岩化和淋滤作用,储集层物性优越。Hith组硬石膏厚度大,分布面积广,遭受断层的破坏程度较弱,油气很少能穿越它进入上部储集层,仅在相变尖灭带或大型断裂处造成油气垂向逸散。由于侏罗系烃源岩生成的油气大多属近源成藏,油气侧向运移的距离短,最有潜力的区域为侏罗系台内盆地分布区,Arab组储集层的油气丰度主要取决于Hith组盖层的封盖能力。

北极地区油气资源及勘探潜力分析

北极地区面积巨大,自然气候条件恶劣,地质和构造演化情况复杂,总体勘探程度较低,美国地质调查局的评价显示北极具有丰富的油气资源。文德纪贝加尔(Baikalian)、晚泥盆纪埃尔斯米尔(Ellesmerian)和中白垩世布鲁克(Brookian)造山运动是东北冰洋地区古生代地层和变形历史中的3次主要构造事件。总体来讲,包括巴伦支海及西伯利亚北部的大部分地区,三叠纪至侏罗纪表现出区域沉降的特征,这期间北极地区沉积了主要的烃源岩和储层。古近纪—新近纪的陆内变形与太平洋板块的俯冲作用有关,印度板块和欧亚板块碰撞,北大西洋的张裂对北极地区的圈闭形成起到了重要的作用。西伯利亚盆地北部海域基本上还是前沿地区,白垩系上阿普特阶至赛诺曼阶波库尔Pokur组是最有潜力的层段,还有一些未钻的、巨大的背斜干气藏,同时存在寻找大规模岩性油气藏的潜力。中—下侏罗统大型气田是将来重要的潜在勘探目标之一。东巴伦支海在恶劣的自然条件下,勘探潜力主要在于侏罗系未钻和部分勘探的反转背斜上,寻找储量巨大、构造简单的、具有商业开采价值的气藏及凝析油藏的几率并不是很大。东格陵兰裂谷盆地储层和烃源岩发育层段多,寻找断块圈闭的机会巨大。技术进步、气候变暖和资源所在地区的政治无争议性,为北极地区油气开采提供了机遇;但油价的多变性、地质上的不确定性和生态的脆弱性是北极地区油气有效开发的巨大挑战。

油田规模序列法在Basin Margin背斜成藏组合资源评价中的应用

针对高勘探程度评价单元存在两个油田规模序列的情况,以Basin Margin背斜成藏组合为例,应用油藏规模序列法进行评价。根据勘探历史资料大致估算出待发现油田的最大规模,舍弃第一个由评价单元内几个最大油田构成的规模序列,认为在勘探理念不转变的情况下,后期勘探已经无法找到与第一个规模序列相匹配的油田。以待发现油田最大储量估值为界,用第二个序列中大于此值的前几号油田储量为基础进行直接拟合,将拟合出的油田规模序列系数作为待发现油田规模序列系数,进而评价其待发现储量。

图洛石油公司发展历程及其关键指标分析

图洛石油公司由于在非洲加纳、乌干达和肯尼亚三国的勘探获得巨大成功,近年来在业界广受关注。图洛公司的发展历程可概括为起步、加速、扩张和防御4个阶段。2020年,公司资产为-2.1亿美元,经营形势异常严峻。如果不含非洲三国,该公司在全球的作业者探井成功率远低于其非作业者探井成功率,在其他地区的勘探不甚成功。即使是在加纳、乌干达和肯尼亚,图洛公司的桶油发现成本也明显高于业内平均水平,单位投入产出偏少。自身开发资产少,自我造血能力差,全球范围内勘探效果不如预期,未能形成良性接替,发展后劲不足等,是图洛公司逐渐走下坡路的主要原因。

塔里木克拉通基底古隆起构造-热事件及其结构与演化

通过盆地内部锆石U-Pb测年分析表明,塔里木克拉通基底存在2950～3100Ma、2100～2400Ma、1900～2000Ma、1300～1600Ma、900～950Ma、700～800Ma、540～560Ma、400～500Ma和270～290Ma等9期构造-热事件。中央航磁异常带井下花岗岩锆石SHRIMPU-Pb年龄测定发现1908.2±8.6Ma前寒武纪基底,表明盆地内部可能存在古元古代构造-热事件形成的古老花岗岩基底。结合新的地质与地球物理资料综合分析,塔里木盆地前寒武纪具有不同年代、不同类型的基底结构,北部为中-新元古代中浅变质岩基底、中部为古元古代花岗岩基底、南部为新元古代早-中期岩浆岩与变质岩基底、东南部为遭受早志留纪区域变质改造的变质岩基底。井震结合发现塔里木盆地寒武系/前寒武系发育广泛分布的大型不整合,形成塔北与塔南两大前寒武纪基底古隆起,可能与550Ma"泛非运动"相关。塔里木盆地基底古隆起主要经历5期演化,古元古代中期形成克拉通化基底,新元古代早期形成统一的变质结晶基底,寒武纪沉积前两大基底古隆起形成,加里东晚期五大基底古隆起基本定型,海西期以来发生局部调整改造。

塔里木盆地塔中隆起断裂系统特征及其对海相碳酸盐岩油气的控制作用

结合新三维地震与区域地质资料研究,塔里木克拉通中部的塔中隆起挤压断裂与走滑断裂发育,张性断裂欠发育,断裂系统具有构造样式的多样性、形成演化的多期性、构造发育的继承性及平面展布的区段性。新资料表明挤压断裂缺少基底卷入型,多在中寒武统盐膏层滑脱,主要发育4种断裂样式,形成于早奥陶世末,多具有扭压作用与分段性。塔中隆起北斜坡新发现一系列北东向左旋走滑断裂带,剖面上以负花状构造、直立型构造、正花状构造为主,平面上发育向西南方向收敛的雁列构造、羽状构造、帚状构造等;塔中地区经历志留纪晚期、中泥盆世、晚二叠世等三期走滑断裂作用,东南方向强烈斜向挤压作用是走滑断裂形成的动力机制。塔中隆起断裂主要分布在下古生界,三类、三级、四组方向断裂控制了塔中隆起纵向分层、南北分带、东西分块的构造格局。塔中隆起经历新元古代强伸展-弱挤压的断裂发育阶段、寒武纪-奥陶纪局部弱伸展-强挤压逆冲断裂发育阶段、志留纪-中泥盆世走滑断裂发育阶段、石炭纪-早三叠世局部断裂继承性发育阶段等4阶段9期的差异发育演化史。塔中隆起断裂对下古生界海相碳酸盐岩油气分布控制作用明显,断裂控制了油气的纵向复式聚集,断裂带储层发育、油气富集;不同时期、不同类型断裂控油作用有差异性,断裂带横向上的变化造成油气分布的区段性;油气源断裂与储层组成的运聚体系内具有流体分布的有序性。

塔里木盆地走滑带碳酸盐岩断裂相特征及其与油气关系

通过露头与井下资料的综合分析,塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩走滑断裂带断裂相具有多样性,根据内部构造发育程度可以分为断层核发育、断层核欠发育两类。露头走滑带断层核部以裂缝带、透镜体、滑动面等断裂相发育为特征,断裂边缘的破碎带发育裂缝带、变形带。裂缝带主要分布在断层核附近50m的破碎带内,裂缝多开启,渗流性好。断裂核部透镜体发育,在破碎带也有分布,破碎角砾组合的透镜体多致密。滑动面具有平直截切型、渐变条带型等两种类型,多为开启的半充填活动面。变形带多为方解石与碎裂岩充填,破碎带局部部位裂缝与溶蚀作用较发育。利用地震剖面、构造图、相干图等资料可以判识塔里木盆地内部奥陶系碳酸盐岩走滑断裂相的特征及其发育程度,沿走滑断裂带走向上断裂相具有分段性与差异性,根据渗流性可以定性区分高渗透相、致密相区。沿断裂带高渗透相区是碳酸盐岩缝洞体储层发育的有利部位。断裂相的横向变化造成油气分布的区段性,形成高渗透相输导模式、致密相遮挡模式等两类成藏模式。走滑断裂带碳酸盐岩断裂相的特征及其控藏作用对油气勘探开发储层建模具有重要意义。

近20年世界油气新发现特征与勘探趋势展望

对历年来世界油气新发现情况进行统计分析,有助于加深对上游勘探进展的认识与未来发展趋势的研判。基于统计分析、油气勘探等方法理论,梳理了近20年来全球9010个油气新发现情况,重点分析了近5年来油气新发现的储量规模、油气类型、分布领域、盆地类型、作业公司等特点。统计表明,过去20年油气发现总可采储量为6722×10~8bbl,其中可采储量大于1×10~8bbl的油气新发现为997个,占总发现储量的85%。2014年油价下跌以来世界油气新发现个数与规模大幅下降,天然气发现比例呈增大趋势。非洲是近年来油气新发现储量最多的大区,接下来依次为拉美、中亚—俄罗斯、东南亚、北美、中东、欧洲。过去5年油气新发现储量主要分布在被动大陆边缘盆地、裂谷盆地与前陆盆地中,被动大陆边缘盆地中油气新发现储量占总发现储量的70%,主要国际油公司与国家石油公司是新发现的主体。分析表明,随着勘探难度增加,陆地油气新发现越来越少,深水、超深水油气发现增加,新领域、新类型、新深度、老区新层系持续探索,天然气越来越重要。海上油气勘探将是未来重要发展趋势,中国油公司在深水区块勘探与充当作业者方面尚有待加强,未来要继续加强上游勘探投入,与国际大油公司开展合作对优质深水资产进行战略储备,并进一步加强海上勘探目标评价与优选研究,重视海上油气相关技术储备与创新。

全球碳酸盐岩大油气田分布特征及其控制因素

碳酸盐岩大油气田是以碳酸盐岩为主要储层的一类油气田。据不完全统计,截至2012年底,世界上共发现了1021个大型油气田,其中碳酸盐岩大油气田321个。运用统计分析、资源评价、沉积学等方法理论分析了其中226个主要碳酸盐岩大油气田的地理位置、层系分布、储层规模与埋深及圈闭类型等。分析表明,碳酸盐岩储层主要分布于波斯湾盆地、墨西哥湾盆地、锡尔特盆地、滨里海盆地、美国阿拉斯加北坡、二叠盆地、四川盆地和塔里木盆地等;其中的油气资源主要集中在上古生界、侏罗系、白垩系、古近系和新近系。碳酸盐岩大油气田类型主要为生物礁类、颗粒滩类、白云岩类和不整合与风化壳类,通常规模较大,埋深一般小于3000m,埋深较大的主要为白云岩和超压石灰岩。通过对碳酸盐岩大油气田的分布特征和成藏研究,发现碳酸盐岩大油气田的现今地理位置与垂向分布受控于碳酸盐岩的平面与地层分布,古气候、古纬度控制了烃源岩的生成和碳酸盐岩的发育,古构造及其演化控制了碳酸盐岩的储层规模及油气富集程度,沉积成岩作用控制了碳酸盐岩大油气田的储集性能,有利的生储盖配置是碳酸盐岩大油气田形成的关键。

碳酸盐岩断裂相分类特征——以新疆塔里木盆地柯坪露头为例

断裂相的概念为断裂带的内部结构研究提供了新的思路与建模方法,通过塔里木盆地柯坪露头断裂带的分析,碳酸盐岩断裂相特征有别于碎屑岩。柯坪露头碳酸盐岩断裂带不连续构造以滑动面、裂缝带和变形带发育为特征。根据形态识别出平直截切型、弯曲起伏型、渐变条带型三种类型滑动面。破碎带中裂缝带发育,裂缝充填少,是良好输导通道;断层核部存在多充填的裂缝带。该区具有脆性破裂作用、褶皱作用与塑性变形作用形成的三种类型变形带。碳酸盐岩断裂带隔层主要由大小不一的破裂岩、角砾岩组成,多呈断续型或破碎型展布,少量隔层发育渗流缝隙。碳酸盐岩断裂核部与破碎带透镜体发育,主要有未变形的透镜体、变形的透镜体、成岩作用影响的透镜体三种类型。柯坪露头断裂相分析表明,碳酸盐岩断层核部多致密,破碎带中的裂缝带是油气输导的优势通道。不同级次的断裂相对储层与流体具有不同影响作用,需要区别对待。

引进海外天然气资源存在的问题及应对措施

根据我国天然气产业的发展和引进现状,探讨了在引进海外天然气过程中出现的主要问题:①国内天然气气价过低是引进海外天然气资源的最大障碍;②跨国天然气引进存在着资源和政治风险,已签订协议也面临较大变数;③天然气需求变化增加了引进海外天然气企业的经营风险。在深入分析上述问题的基础上,提出了相应的解决措施:①加快中国国内天然气市场培育与价格体制改革,逐步实现与国际接轨;②积极开展能源外交活动,扩展进口天然气来源;③逐步实行分季使用价格制度、完善国内供气合同模式、加大储气库建设力度,化解季节性销售变化的风险。只有未雨绸缪,提前做好准备,才能更好地分享世界天然气资源,促进我国经济发展。

扎格罗斯盆地新生界Asmari-Gachsaran成藏组合地质特征及成藏模式

Asmari-Gachsran成藏组合是扎格罗斯盆地重要的成藏组合。通过对该成藏组合古地理演化、烃源岩、储层、盖层、成藏过程和模式的分析认为,新近纪至第四纪的扎格罗斯褶皱作用使白垩系Kazhdumi组烃源岩埋深加大,大面积进入生烃高峰;同时,构造作用形成了贯穿新生界Asmari组灰岩、Pebdeh组泥岩和白垩系Sarvark组灰岩的开放性裂缝网络,构成油气自烃源岩向储层运移的垂向通道。在大部分地区,Asmari组成藏组合内的油气都是Kazhdumi组烃源岩直接一次充注,而不属于由Sarvark组圈闭中纵向调整而来的次生油气藏。由于裂缝的沟通,Asmari组合Sarvark组储层具有统一的油水界面,在浮力的作用下,浅部的Asmari组储层要比深部的Sarvark组储层更早地充注油气,油气充满度也更高。优质烃源岩、沟通烃源岩与储层的大量开放性垂直裂缝、厚度大的蒸发岩盖层及烃源岩生烃期与构造和裂缝形成期的良好配合是油气富集的主控因素。

埃塞俄比亚欧加登次盆Karoo期碎屑岩成藏组合地质特征与勘探潜力

Karoo期碎屑岩成藏组合是欧加登次盆最重要的天然气成藏组合,Bokh组泥质烃源岩与Calub和Adigrat组砂岩构成了成藏组合最基本的源储要素。在系统解剖油气成藏要素的基础上,认为Karoo期碎屑岩成藏组合发育断块、低幅度背斜、岩性尖灭、下切河道和透镜砂体等圈闭类型。区域性古隆起决定了油气富集区的平面展布,圈闭形成时间决定了充注的有效性,要尽量寻找Bokh组烃源岩白垩纪晚期大规模生排气之前就已形成的圈闭。盆地北部Adigrat组以中—粗砂岩为主,Bodle深埋区以细砂岩为主,宏观上Adigrat组下段物性优于上段,下段将主要以构造型圈闭为主,上段可发育岩性体圈闭。由于Calub组上源下储的格局,侧向运移将占主导地位,盆地内古"凹中隆"最为有利,同时斜坡部位的岩性尖灭体也具有较大潜力。Calub古隆起及周边Calub和Adigrat组储层发育条件最好,断裂体系发育,构造曲率变化大,又处于生烃中心围限中,油气成藏配置条件最佳,是最现实的主攻目标区。

塔北隆起-库车坳陷西段差异构造变形特征及其控制因素

塔北隆起-库车坳陷是塔里木盆地重要的油气富集区,探讨区域构造特征及主要控制因素对油气勘探具有重要意义。利用地球物理资料,应用生长地层及应力学分析方法对研究区地震剖面进行解释与复原,并对区域内主要新生界生长构造发育的时序进行界定。研究结果表明,区内东西段构造挤压时间及变形特征存在明显差异。新生界挤压构造发育时间自东向西由早到晚,沿古近系滑脱面,新生界构造变形自北部向盆内传播的距离差别显著:西段传播距离较远,东段较近;西部滑脱构造发育,冲断构造较少,中、东部相反,新生界构造变形局限于库车坳陷内。通过综合对比分析,造山带挤压背景下区域内古应力场在古近纪后发生明显的逆时针压扭,古近系膏泥岩层为构造变形向盆内传播提供了重要条件,大型冲断构造的发育及坳隆转换带基底的挠曲有效地释放分解了来自北部的挤压作用,这是区内构造特征东西差异的主要原因。