中国南方海相层系油气成藏组合类型与勘探前景

中国南方海相层系以志留系区域滑脱层为界,可分为上、下两个构造层,据不同地区上、下构造层形变特征与强度及其组合特征,可将其地质结构分为单层稳定、双层连续、双层断褶、单层叠瓦、双层冲滑、单层冲断和二元推覆等7种类型。印支以来多期沉降与隆升产生了“早降晚抬”和“早抬晚降”2大类6种形式的埋藏演化史类型。海相地层原始建造、后期构造运动改造与上覆陆相地层的叠加形成了原生型、改造型、再生型和后生型4种类型的成藏组合。其中原生型成藏组合油气保存条件好,勘探前景好。中、下扬子区再生型和后生型成藏组合具有一定的勘探前景。

中国南方海相层系埋藏史类型与生烃演化模式

在漫长的地质历史中,中国南方海相层系经历了多旋回构造运动与强烈后期改造。印支运动以来,多期沉降与隆升及其地区差异性表现产生了"早降晚抬"和"早抬晚降"两大类6种形式的埋藏演化史类型。受埋藏史类型控制,南方各地区不同层系烃源岩的生烃演化史存在明显差异性。按生烃过程是否连续及成熟演化明显暂停前是否已达到或超过生烃高峰期,将南方海相烃源岩的生烃演化过程归纳为连续生烃模式、二次生烃模式和晚期生烃模式等3种类型。

中国南方海相油气成藏条件地区差异性

由于基底性质、地层组合特征及不同地质历史阶段构造背景的不同,南方海相不同地区的油气成藏地质条件表现出明显的差异性。平面上,可划分为7种地质结构类型、2大类6种形式的埋藏史类型、4种类型的油气成藏组合,在区域盖层、有效烃源岩及构造运动对保存条件的影响方面也表现出明显的地区差异性。综合上述油气地质因素的差异,可以将中国南方海相划分为四川盆地区、黔中古隆起及其周缘、江汉盆地南部及苏北盆地等中新生界覆盖区、湘鄂西-武陵-黔南滇桂地区、以龙门山前与米仓山-大巴山前等为代表的山前带5种类型的地区,这些地区的油气成藏地质条件均具有各自不同的特征,从而也具有不同的油气勘探前景与勘探对象。

中国海相超深层碳酸盐岩油气成藏特点及勘探领域

进入中国海相盆地超深层碳酸盐岩地层中寻找油气是中国未来油气勘探的趋势之一。近年来,在塔里木盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地深层、超深层的油气勘探中,相继取得了重要进展。通过对塔里木盆地塔河油田、塔中北坡深层、四川盆地元坝气田等典型超深层碳酸盐岩油气藏基本特征的分析,认为海相超深层油气成藏主要有4个基本控制因素:(1)不同生物组合、岩性的优质烃源岩在低地温背景下,具有干酪根、古油藏、分散可溶有机质等多元生烃机制,提供了丰富烃源;(2)构造、层序、岩相、流体与时间等因素,联合控制了不同类型优质储层的发育与分布,其中断裂活动、白云岩化和热流体活动对超深层优质储层的形成尤为关键;(3)相对稳定构造背景下,不同岩性的区域盖层、局部盖层和直接盖层的多级封盖有利于油气的封盖与保存;(4)不整合面、断裂和输导层与古隆起、古斜坡背景下各类圈闭的有效组合,决定了油气运聚、成藏的方式和效率。中国海相超深层碳酸盐岩资源潜力巨大,资源类型有油有气,以气为主。塔里木盆地超深层碳酸盐岩主要分布于几大隆起高部位之外的倾没端、斜坡区、凹陷区的寒武系—奥陶系中。四川盆地超深层碳酸盐岩主要分布于除川中地区外的海相下组合和川西、川东北前陆区的海相上组合中。鄂尔多斯盆地天环向斜和冲断带前缘的奥陶系是超深层碳酸盐岩现实的勘探领域。

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。

中国海相盆地油气保存条件主控因素与评价思路

中国海相盆地具有多旋回演化、盆-山结构复杂、稳定性差的特点,油气保存条件是制约油气勘探的关键因素。本文在对中国海相盆地构造改造特征和油气藏破坏方式分析的基础上,对影响油气保存条件的主控因素进行了总结,提出了海相多旋回强改造盆地油气保存条件评价的思路方法。中国海相盆地构造演化具有"五世同堂、同序异时"的特点,燕山中晚期和喜马拉雅期是影响油气保存的关键构造变革期。海相油气藏的破坏方式主要有断裂切割、抬升剥蚀、褶皱变动、深埋裂解、岩浆烘烤、流体冲洗、生物降解和长期扩散等8种主要方式。构造、盖层、热体制、流体活动和时间是控制保存环境及其动态演化的主控因素。中国海相盆地油气保存系统的评价思路为,以上述5种主控因素动态分析评价为基础,以地质结构和源-盖组合为依据划分评价单元,以源-盖动态演化,今、古流体系统演化和油气藏动态成藏过程研究为重点,动态地评价油气保存系统,进而优选有利的保存单元。

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。

垭紫罗断裂带深部构造分段特征及构造变换作用

垭紫罗断裂带深部构造分段特征及构造变换的研究对其两侧盆地的构造化演化、沉积充填、油气成藏的差异分析均有重要意义。运用重、磁、电、震等资料的综合分析表明,垭紫罗断裂带走向上可分为3段,具有由西北段(威宁段)的4条深断层转换为中段(关岭段)2条深断层、至东南段(紫云段)时演变为1条深断层的构造变换特征,且正断层的主体倾向亦由WS倾变换为NE倾;同时,该断裂带对古生代沉积具有由西北段向东南段迁移的控制作用,即西北段控制了志留纪槽盆的沉积范围,西北段至中段则限定了泥盆系向黔中隆起的超覆边界与石炭纪深水槽盆沉积区,东南段则为二叠纪深水沉积带。垭紫罗断裂带中段(关岭段)的构造演化经历了泥盆纪初始伸展期、石炭纪断陷期、二叠纪裂谷期、三叠纪构造反转期和侏罗纪以来的陆内收缩期等5个阶段,其变形样式表现为晚古生代地堑的边界断层发生反转而形成的扇形背冲结构,构造剖面的缩短率高达51.68%。

江汉平原区构造演化对中、古生界油气系统的影响

江汉平原区中、古生界经历了加里东、海西—早印支、晚印支—早燕山、晚燕山—喜山期等多旋回沉积构造发展阶段,纵向上构成了震旦系—志留系及志留系—侏罗系两套油气系统。每一个构造运动期都是一次油气的大规模运聚期。构造运动所产生的构造裂缝对区内储层的储集性能具有明显的改善作用,构造运动形成的风化壳是储层发育的有利层段。加里东、海西—早印支、晚印支—早燕山以及晚燕山—喜山期4次主要构造活动,使得4套油气保存单元经历了形成-改造、破坏-残存或重铸的演变过程。印支期以来的构造运动是江汉平原区中、古生界油气系统形成和演化的主要动力和影响因素。印支期区内构造格局以大隆大坳为特征,是区内烃源岩的生烃高峰期,形成了隆起区早期的油气富集。早燕山期是区内中、古生界内幕构造的主要形成期,同时,也是油气运聚和油气藏形成的主要时期。晚燕山—喜山期则是油气藏改造和调整期,不同类型的油气藏最终定型于喜山期。区内仙桃-戴家场和当阳次级深坳陷是原生改造型油气藏勘探的有利地区,沉湖-土地堂复向斜北部麻洋潭构造带是晚期生烃型油气藏勘探的有利地区,丫新和万城潜山带是次生多源型油气藏勘探的最有利地区。

黔中隆起及其周缘地区海相下组合与油气勘探前景

黔中隆起及其周缘地区,主要包括黔西北地区及其东部相邻的麻江古油藏地区,均属扬子台地的一部分,具有相似的构造及盆地演化历史。海相下组合主要是指震旦系、寒武系、奥陶系和志留系。黔中隆起褶皱平缓,断裂活动弱,利于印支期及以前所形成的原生油气藏的保存。黔中隆起的下寒武统烃源岩特别是牛蹄塘组烃源岩比麻江地区古油藏烃源岩发育程度高,震旦系和寒武系白云岩为良好储层,下寒武统泥岩及中上寒武统的膏盐岩可作为直接盖层及区域盖层;再加上该区相对稳定的构造保存条件,只要现今地表淡水下渗的深度不足以沟通深层原生油气藏并使之遭受完全破坏,该区就可能成为中国南方海相下组合石油和天然气勘探的重要地区之一。

四川盆地都匀运动不整合及其油气意义

都匀运动在贵州南部表现最明显,得到了广泛的研究和认可,关于这期构造运动在四川盆地内部的表现及其影响的研究较少。根据露头、钻井和地震剖面对不整合的刻画,发现在川中和川西地区上奥陶统宝塔组碳酸盐岩地层上、下存在明显的角度不整合,而二叠系与志留系之间几乎不存在角度不整合。由此认为,都匀运动是影响川中古隆起变形的关键构造运动,志留纪末的广西运动在川中乃至整个四川盆地无褶皱作用发生。都匀运动在川西北地区造成了奥陶系宝塔组的暴露溶蚀,与上覆志留系烃源岩构成上生下储的成藏模式,在川中隆起及周缘造成了褶皱核部和翼部构造裂缝的发育,并加深了震旦系—奥陶系岩溶储层的发育程度。受此影响,川中隆起周缘志留系覆盖区发育震旦系—奥陶系岩溶储层,这些岩溶区是震旦系—奥陶系油气勘探的有利地区。

贵州麻江古油藏成藏期次

麻江古油藏是中国南方最大的海相古油藏之一,但目前关于其成藏的时间尚没有统一的认识。在本次研究中,详细分析了储层沥青的地球化学特征及其成因,以此为基础,对麻江古油藏的成藏期次进行了探讨。研究表明,储层沥青的饱和烃色谱图正构烷烃分布完整,但基线明显上凸且存在25-降藿烷,这揭示出麻江古油藏至少存在两期原油充注;奥陶系-泥盆系储层沥青来自相同的烃源岩,表明该区最大规模的原油充注发生在泥盆系沉积之后。应用储层流体包裹体测温与自生伊利石钾氩法定年,结合烃源岩的热演化史进行了成藏期次研究。结果表明,麻江古油藏经历了加里东晚期的小规模成藏及破坏、海西期大规模油气成藏、印支期油气转化及燕山期大规模破坏的演化过程,其中海西期是其主要成藏期。

四川盆地广元-梁平古裂陷构造-沉积演化

二叠纪-三叠纪转折期,四川盆地北部广元-梁平地区发育一个北西-南东向古裂陷,称之为"开江-梁平古裂陷"。由于对广元-梁平古裂陷的认识直接影响到川北和川东北地区的油气勘探部署,因此有必要对该古裂陷的构造-沉积演化进行深入研究。通过系统收集广元-梁平古裂陷槽内外的露头和钻井资料,并根据地层不整合面特征、沉积充填特征、测井曲线突变特征、沉积物地球化学特征等沉积记录以及地震剖面约束,发现广元-梁平古裂陷槽内仍存在茅口组三段(茅三段)和四段沉积物,槽内茅口组顶部缺乏广泛岩溶,表明茅口组减薄并非岩溶侵蚀造成,而是由相变导致的。广元-梁平古裂陷的雏形最早形成于茅三段和茅四段沉积期,吴家坪期在此基础上继承性发展,长兴期拉张裂陷活动加剧,热液活动加强,构造沉积分异明显,为古裂陷发育的高峰期,直至飞仙关组四段沉积期,古裂陷才完全被填平补齐。广元-梁平古裂陷对环裂陷槽中-上二叠统多层系储层具有明显控制作用,不仅控制着茅口组生屑滩储层的发育,还控制着吴家坪组颗粒滩储层的发育,且吴家坪组储层中存在油气运聚过程,发育残余孔隙,为下一步油气勘探的有利目标。

桂中盆地页岩气地质条件及潜力分析

研究桂中盆地页岩气发育的地质条件并分析其勘探潜力。对桂中盆地近期一口页岩气钻井的产气特征和岩心开展了TOC、Ro等测试分析。该井位于柳城县白芒村附近,钻进过程中在井深为248.33m的下石炭统寺门组泥页岩层系砂岩夹层中出现井涌及天然气喷漏,日产气量3 000-4 000m3,持续几天后无明显衰减迹象,揭示了良好的页岩气潜力。该井寺门组泥页岩TOC的质量分数为0.54%-1.59%,平均值为1.07%,为较好的烃源岩层;砂岩夹层中见丰富的沥青,其反射率Rb为1.64%-2.1%。寺门组泥页岩烃源岩和沥青热裂解生气保证了泥页岩层系充足的气源供应。桂中盆地中下泥盆统和下石炭统深灰色或黑色泥页岩层系广泛发育,为高演化的优质烃源岩层并且具有较大的厚度,构成页岩气大规模赋存的基础地质条件。经过长期的油气勘探,已在不少钻井揭示页岩气的显示,展示了较好的页岩气勘探前景。

四川盆地中二叠统热液白云岩化作用及其储层改造意义

四川盆地中二叠统热液白云岩类型多、分布广,对油气勘探具有重要意义,但是关于热液白云岩化作用的机理和模式及其对储层的改造意义存在较多争议。在系统收集前期研究资料的基础上,通过对典型地区热液白云岩的矿物学、岩相学和地球化学等详细分析,总结了热液白云岩化作用的机理及其储层改造意义。研究认为:四川盆地中二叠统热液白云岩化作用与围岩的岩性和岩相没有明显的相关性,主要与同期断裂活动有关。根据热液白云岩与围岩的关系,可以将热液白云岩化模式分为3类:(1)滩相改造型热液白云岩化,主要分布在川西和川中地区的栖霞组中,热液白云岩化作用对储层的建设性改造作用不明显;(2)岩溶灰岩改造型热液白云岩化,主要分布在川中地区的茅口组中,热液白云岩化作用对该类储层的建设性改造作用也不明显;(3)致密灰岩改造型热液白云岩化,主要发育在川东地区的茅口组中,热液白云岩化作用对该类储层的建设性改造作用比较明显。断裂裂缝、充填残余的溶蚀孔和白云石晶间孔是热液改造型储层的主要储集空间,相比于原岩物性较好的储层,原始储集物性较差的储层受热液及其相关构造作用改造后,物性改善更加明显。

中扬子江汉平原簰洲湾地区中、新生代构造-热演化史

本文综合运用磷灰石-锆石裂变径迹和(U-Th)/He、镜质体反射率及盆地模拟等手段,深入细致地探讨了中扬子江汉平原簰洲湾地区中、新生代构造-热史演化过程.研究结果表明,研究区中—新生代大规模构造抬升剥蚀、地层冷却事件始于早白垩世(140—130 Ma);大规模抬升冷却过程主要发生在早白垩世中后期至晚白垩世.研究区虽然可能存在一定厚度的晚白垩世—古近纪地层沉积,总体沉积规模相对较小.综合分析认为,区内应该存在较大厚度的中侏罗统或/和上侏罗统乃至早白垩世地层的沉积;而现今残存中生代中、上侏罗统地层相对较薄,主要是由于后期持续构造抬升剥蚀造成的,估计总剥蚀厚度约4300 m左右.区内中生代地层在早白垩世达到最大古地温,而不是在古近纪沉积末期;上三叠统地层最大古地温在170~190℃之间.热史分析结果表明,区内古生代古热流相对稳定,平均热流在53.64 mW·m^(-2);早侏罗世末期古热流开始降低,在早白垩世初期古热流约为48.38 mW·m^(-2).

中扬子北缘京山二叠系古油藏特征及石油地质意义

通过详细的野外地质调查和有机地球化学、流体包裹体、（U—Th）／He、裂变径迹及盆地模拟等测试分析手段，深入系统地探讨了中扬子北缘京山雁门口二叠系古油藏源岩、原油有机地球化学特征及古油藏形成-改造过程。研究结果表明：区内二叠系烃源岩有机质丰度高、类型好，属于优质烃源岩；区内油气显示主要为黄绿色或褐黄色轻质油苗，产状以晶洞型、裂缝型和缝洞型为主；源岩和原油的有机质主要来源于海相还原环境，推测原油可能主要来源于二叠系烃源岩，为自生自储；古油藏油气显示保存至今的最主要因素可能是保存条件或封闭条件较好。通过流体包裹体和地层埋藏史分析认为，区内二叠系烃源岩生油时间主要在早三叠世初期；而在晚三叠世-晚侏罗世（203～159Ma）有一期或多期与油气运移有关的热流体活动，同时也是古油藏形成的关键期。裂变径迹和（U—Th）／He热年代学证据则显示古油藏形成后主要经历3期构造叠加改造（晚侏罗-旱白垩世的强烈构造抬升-冷却、晚白垩世-古近纪早期的缓慢抬升-冷却及古近纪中后期以来的相对强烈的抬升-冷却），其中晚侏罗世-早白垩世的构造抬升剥蚀-冷却事件可能是古油藏被改造，乃至完全破坏的主要因素。通过对该古油藏系统分析认为，在中扬子燕山期构造活动较弱地区，二叠系裂缝、晶洞发育带内上古生界海相油气勘探潜力较大。

时移地震“相对差异法”定量预测疏松砂岩油藏含油饱和度——以西非深海泽塔油田为例

针对传统时移地震绝对差异(监测地震与基础地震之差)的强弱不仅与含油饱和度变化有关、也与储集层厚度关系密切的弊端,通过流体置换正演模拟研究,提出一种不受储集层厚度影响、仅与流体饱和度变化有关的时移地震"相对差异法"(监测地震与基础地震之比)。相同的流体饱和度变化条件下,时移地震的绝对差异符合调谐效应及地震薄层反射规律,基于时移地震绝对差异的剩余油预测方法仅适用于储集层厚度小于调谐厚度但等厚,或储集层厚度大于调谐厚度的油藏。时移地震相对差异不受厚度影响,仅与流体饱和度变化有关,适用于可排除压力、温度、孔隙类型及孔隙度对地震影响的深海疏松砂岩油藏。故可以根据Gassmann流体置换地震正演模拟得到的相对差异与流体饱和度变化关系定量预测油藏含水饱和度变化,进而定量预测剩余油分布。该方法在西非安哥拉深海泽塔油田实际应用表明其合理有效。