叠合盆地深层海相油气差异富集历史的动态模拟——以塔河油田下古生界含油气系统为例

以塔里木盆地塔河油田下古生界含油气系统为例,针对叠合盆地深层海相油气复杂的差异富集历史,采用成藏动力学模拟方法进行深层油气的生排烃、运聚和调整改造的历史恢复。研究表明:①塔河油田下寒武统烃源岩的热演化史反映出不同构造带的生排烃过程及其强度具有明显不同,是导致深层油气相态差异的主要原因。②走滑断裂和不整合面等构成的复合输导体系控制深层油气早期运移聚集和后期调整,中寒武统台内膏盐岩阻止深层油气的垂向运聚,致使深层油气呈现明显的“断控”特征,其中北东向走滑断裂带和深层油气运移低势区叠加有利于汇聚成藏,且主要沿北东向走滑断裂带呈串珠状分布。③成藏动态模拟揭示“源-断-缝-膏-保”时空配置控制塔河深层油气的差异富集,奥陶系经历多期充注、垂向运聚、侧向调整改造的成藏历史,深层油气一直处于运移聚集和逸散的动态平衡中。④油气残留量统计显示塔河油田深层奥陶系鹰山组和蓬莱坝组仍具有较好的勘探开发潜力,超深层中上寒武统具有一定的油气资源前景。研究为塔里木盆地深层油气的动态定量评价提供了参考依据,也可以为古老克拉通盆地碳酸盐岩相关油气成藏演化的研究提供借鉴。

中国叠合含油气盆地石油地质基本特征与研究方法

中国大陆显生宙以来的多旋回发展历史使海相—海陆过渡相古生界与陆相中、新生界叠置 ,形成叠合含油气盆地。按不同阶段的叠合样式将叠合盆地分为继承、延变与改造三大类 ,其油气资源潜力、分布与使用的勘探思路和技术不同。叠合盆地有些石油地质现象超出了已有石油地质理论范围 ,深层和超压条件下的生、排烃机理与成藏、油气分布不完全遵从“源控论” ,“退火”背景下超晚期成藏 ,大油气田分布不遵从已有模式 ,深层与早成藏、晚埋藏和次生作用有关的储集体的物性好于按常理的预测。对叠合盆地油气藏形成与分布的认识应坚持以过程重建为主线的综合研究 ,选择勘探技术应按不同阶段和需要而有不同侧重 ,并配套使用 ,求得勘探高效益。图 8表 1参 2

中国叠合型盆地复合含油气系统的基本特征

中国叠合型含油气盆地具有演化历史漫长、多阶段构造演化、充填层系多的特点。所发育的含油气系统常具有油气混源、多储集层系、运聚方式组合多变与成藏期次多的特点 ,很难用Magoon和Dow( 1994 )的概念对其进行确切描述。文中从中国含油气系统的特点出发 ,提出了“复合含油气系统”的概念 ,并建立相应的划分及评价方法。中国复合含油气系统有叠置型、运聚变异型、相向汇聚型、断层贯通型、油气分异型、共盖型及改造型等 7种常见类型 ,每一叠合盆地含有上述 1种或多种类型。如中国中西部前陆克拉通叠合型盆地以冲断带断层贯通型与前陆斜坡不整合面运聚型为特色 ,而东部断陷坳陷叠合型盆地则以叠置型复合含油气系统为主 ,南方残留新生型叠合盆地则以改造型复合含油气系统占主导 ,因此每类盆地的复合含油气系统的特点与勘探手段并不一致。复合含油气系统描述是油气勘探战略选区的基础 ,油气运聚单元的划分与评价则是制定油气勘探方向的关键 ,现代勘探技术的综合配套应用是提高中国复合含油气系统勘探成效的根本保证。

复合含油气系统的提出及其在叠合盆地油气资源预测中的作用

针对中国叠合盆地油气流动特征以及成藏规律,提出了复合含油气系统的概念。基于叠合盆地演化特征和油气地质特点分析,将复合含油气系统分为继承型、延变型与改造型三种基本类型。由于各含油气系统共享要素的不同,构成了“共盖复合”、“贯通复合”、“叠置复合”与“交叉复合”等多种复合方式;复合含油气系统的边界即是多个油气系统复合后的最大外边界。对复合含油气系统研究与评价,倡导以过程重建为主导的“顺藤摸瓜”的研究思路,并相应提出了“六定”的评价流程,对叠合盆地油气资源潜力评价与分布预测具有重要作用。

中国中西部小型克拉通盆地群的叠合复合性质及其含油气系统

中国中西部盆地油气资源潜力巨大,是晚古生代-早中生代-新生代大型造山带环绕的小型克拉通盆地,盆地核心为构造相对稳定的小型克拉通,边缘环绕构造活跃的前陆冲断带。与北美、欧洲等大型含油气盆地相比,中国含油气盆地规模小、构造活动性强。盆地普遍经历:(1)寒武—志留纪,各自漂离于大洋中的小型克拉通盆地; (2)泥盆—二叠纪,亚欧板块南缘地体增生;(3)三叠—古近纪,特提斯洋关闭,陆相断(坳)陷盆地;(4)新近纪以来,再生前陆盆地等四个构造演化阶段。从下而上叠合了早古生代海相克拉通盆地、晚古生代海陆交互相克拉通盆地、早中生代陆相断(坳)陷盆地和新生代再生前陆盆地四个构造层序。古生界克拉通盆地构造相对稳定,古生代发育多期不整合界面和大型古隆起;中新生代前陆盆地叠置复合在其边缘,发育成排成带的构造。中国含油气盆地的叠合-复合性质决定了其叠合-复合含油气系统的特征:具有多油气系统、多源多阶段生烃、多期成藏、多层系含油气。中国中西部盆地的油气勘探主要包括古生界小型克拉通层序和中新生代前陆层序两大领域,其中早古生代克拉通层序以古隆起及其斜坡、晚古生代克拉通层序以大面积岩性储集体、中新生代前陆盆地以大型冲断带控制着油气的成藏与富集。

叠合盆地复合含油气系统的研究方法

复合含油气系统通常呈现出不同油气来源、储层类型多样、运移和聚集类型多样、多期油气成藏等特征。针对上述特点,应从划分、描述和评价三个方面对其进行研究。

中国陆上主要含油气盆地石油地质基本特征

中国大陆是由若干大小不等的克拉通与不同时代的造山带组成的拼合体,在显生宙经历了古生代陆洋分化对立阶段、石炭纪—二叠纪软碰撞转化阶段和中、新生代盆山对峙发展阶段,从而形成了陆上3类叠合型盆地:即克拉通与前陆叠合、断坳叠合及残留与新生盆地的叠合。长期继承发育的大型叠合盆地拥有丰富的油气资源,富生烃坳(凹)陷则控制了盆地内油气资源的主体。多旋回发展与多类型生烃母质富集决定了陆上富油油气。大型坳陷湖盆的振荡发育与湖水频繁进退造成生、储油层的间互与侧变接触,形成了3种连片含油类型。古地温场是影响中国陆上油气藏形成与分布的关键因素。强烈的后期改造影响到油气的分布,并增加了勘探难度。

准噶尔盆地复合含油气系统与复式聚集成藏

准噶尔盆地为新疆北部最大、最富集的含油气盆地,随着盆地勘探资料丰富,重新研究盆地油气形成与分布,明确大油气田富集层位和勘探方向,可为盆地整体勘探部署提供指导。应用地震、钻井、试油、油源对比等资料,通过油气藏解剖、有效烃源岩分布和生烃潜力的差异性再认识,将盆地石油地质演化与构造演化相结合,对盆地油气聚集成藏的复杂性进行系统研究。研究结果表明,准噶尔盆地经历了石炭纪海陆过渡相和二叠纪—新生代陆内盆地多旋回演化,形成了石炭系、中—下二叠统、上二叠统—三叠系、侏罗系、白垩系、新生界等多套构造层系,发育石炭系、中—下二叠统、中—下侏罗统3套主要烃源岩,存在中—下二叠统、上二叠统—三叠系和白垩系3套区域性盖层,形成了石炭系、二叠系和侏罗系三大含油气系统。明确了石炭系、中—下二叠统、中—下侏罗统八道湾组—西山窑组、侏罗系顶面与上覆地层存在的大型不整合面,控制了三大含油气系统原生油气藏分布。自海西晚期至喜马拉雅期发育4期主要断裂,在盆地内构成了立体输导网络,将三大含油气系统纵向沟通,形成了既相互独立又相互关联的原生油气藏与次生油气藏有序分布的复杂油气成藏系统。

塔里木盆地含油气系统特征与划分

塔里木盆地含油气系统具有多源叠加复合、油气普遍混源、形成含油气系统的关键时刻多、成藏期次多和含油气系统多的特点。根据含油气系统形成的构造背景与烃源岩叠合分布特征及油气源对比结果，将塔里木盆地划分为克拉通型、前陆型和克拉通－前陆叠合型3类10个含油气系统。其中库车、塔西南油气系统为已证实的两个前陆型含油气系统，成气条件十分优越。轮南－草湖、哈拉哈塘、塔中、巴楚－盖麦提油气系统为已证实的海相克拉通型含油气系统，是塔里木盆地海相油气聚集的最有利区。塔东、阿瓦提油气系统则属克拉通－前陆叠合型含油气系统。

北非叠合盆地中生界-古生界油气成藏组合划分与评价

北非含油气盆地经历了古生代早期的克拉通泛盆地及海西运动之后的拗陷作用阶段,形成古生代克拉通盆地和中生代拗陷盆地叠加而成的叠合盆地。在对三叠盆地中生界-古生界成藏组合研究中主要综合分析了:(1)烃源岩和储集砂体区域分布;(2)古构造、主要断裂及不整合面的特征与分布,油气运移输导系统特征及空间分布;(3)不同成藏组合烃源岩区域分布特征;(4)不同成藏组合盖层分布区域,特别是区域性盖层分布特征,同时结合不同类型圈闭的分布规律以及油气系统的保存状况,将盆地内中生界-古生界划分为三叠系Tagi组成藏组合、奥陶系Hamra组成藏组合及寒武系R组成藏组合。通过不同成藏组合的生、储、盖层基本要素的分析,认为盆地内海西期古隆起区,以及盆地斜坡区为有利成藏组合主要发育区带。

中国复合含油气系统的基本特征与勘探技术

中国叠合含油气盆地具有演化历史长、沉积层系多、构造变动强烈等特点。其中发育的含油气系统常表现出多源多灶多期生烃与运聚成藏以及成藏后多期调整改造的复杂性 ,形成过程有多个关键时刻 ,而且由于断层、不整合、砂体和裂缝等通道的连接作用 ,系统之间可发生烃类流体交换 ,形成多源油气的混合聚集。鉴于中国含油气系统的复杂性 ,提出复合含油气系统的概念 ,并总结其基本特征、描述方法和勘探技术。建议从生烃灶确定开始 ,以顺藤摸瓜的方式 ,确定不同关键时刻 ,理清各成藏地质要素特征与空间组合关系 ,指出油气运移和聚集的空间范围。流体历史分析与盆地模拟等现代勘探技术的配套使用在复合含油气系统描述与评价中发挥着重要作用。

济阳坳陷中生代盆地演化及其与新生代盆地叠合关系探讨

济阳坳陷中生代盆地演化受控于欧亚构造域的板块拼接挤压和滨太平洋构造域及其郯庐断裂活动两种动力学背景。早、中三叠世,作为华北大型内陆沉积盆地的一部分,沉积了近2000 m厚的地层;晚三叠世,主要受控于扬子板块与华北板块挤压碰撞所产生的挤压应力场,处于抬升剥蚀状态,早、中三叠世沉积的地层几乎剥蚀殆尽,并开始发育多条NW向逆冲断层;早、中侏罗世是对晚三叠世挤压逆冲断层和褶皱所造成的本区地势高低起伏的一个截凸填凹、填平补齐的过程;晚侏罗世—白垩纪,受郯庐断裂左行走滑的影响,济阳坳陷区前期形成的NW向逆冲断层,发生构造反转,反向伸展,形成了一系列半地堑。控盆断层为NW向的中生代盆地,与控盆断层为NE(或NNE)向的新生代盆地里相干型叠合,可划分出中坳新拗、中坳新隆、中隆新坳、中隆新隆4种叠合单元类型,不同类型的叠合单元经历了不同的沉降史,具有不同的石油地质意义。

叠合盆地构造解析几点思考

我国大多数含油气盆地以多期叠合为特征 ,盆地演化具有阶段性 ,不同的演化阶段具有不同的大地构造环境、海陆分布和盆地原型。缝间就位和山间就位是我国叠合盆地的重要特点 ,反映了盆地经历了多期次的伸展裂解、俯冲消减、碰撞闭合以及后碰撞期的伸展 挤压旋回。在叠合盆地构造解析中 ,应该特别重视对古生代非典型克拉通和中新生代非典型前陆盆地及其叠合历史的研究 ,确定关键构造变革期及其对盆地转型的影响 ,分析盆地不同构造期变形样式及其在平面和剖面上的变化 ,揭示基底 盖层统一构造变形历史 ,恢复盆地系统形成过程和耦合历史 ,为叠合盆地油气生成和运移聚集研究提供背景资料。

全球大型油气田的盆地类型与分布规律

本文在总结前人研究成果的基础上,基于世界大型油气田的文献资料及美国地质调查局USGS资料,按照国际上关于原型盆地的经典分类方案,将世界上877个大型油气田及其赋存的153个主要含油气盆地进行重新梳理,构建4幅不同盆地分类方案的全球主要含油气盆地和大油气田分布图及其8幅盆地类型与大型油气田对比关系直方图,明确了全球大型油气田主要赋存的盆地类型及其分布规律,进而比较分析不同原型盆地分类方案对大型油气田分布规律的影响。同时,考虑这些盆地经历复杂构造演化的历史及其与油气成藏的关系,尝试以盆地构造性质的转换或继承关系为主线,进行叠合盆地分类。分类统计结果表明,从叠合盆地类型来看,正反转盆地最有利于大型油气田的形成和发育,继承裂谷盆地和继承前陆盆地居其次,负反转盆地一般不利于形成大型油气田。

中国含油气系统的基本特征与勘探对策

中国大陆处在西伯利亚板块、印度板块与太平洋板块之间 ,经受了古亚洲构造域、特提斯构造域与太平洋构造域构造演化的作用 ,形成盆地与造山带镶嵌分布的复杂格局。其中发育的沉积盆地多为不同阶段、不同性质的原型盆地叠加复合形成的多旋回盆地 ,主要有前陆 /克拉通、断陷 /坳陷与多期克拉通内坳陷三种叠合盆地类型。中国含油气系统的形成与演化明显受盆地地质结构的控制 ,表现为各类原型盆地都发育了独特的含油气系统 ,多期含油气系统在垂向上叠置、交叉与平面上并列或交叉 ,其中生成的油气受多期构造运动作用 ,发生窜通混聚 ,形成复合含油气系统。中国的复合含油气系统具有多源、多灶、多阶段生烃与多期成藏的特点 ,含油气系统之间常常发生叠置、交叉或贯通 ,形成了继承型、延变型与改造型等复合含油气系统类型 ,其中的油气成藏过程与分布相当复杂 ,超出了L B 马恭等已有的概念与方法。剖析中国复合含油气系统的特征 ,发展相应的评价技术 。

济阳坳陷车镇凹陷复合含油气系统特征及演化

通过对车镇凹陷地质特征和油气成藏条件的分析,发现其发育5个含油气系统,5个含油气系统在形成过程中共享油气运移通道和盖层等成藏条件,构成一藏多源、一源多藏的复合含油气系统。复合含油气系统油源充足,成藏条件匹配良好,油气资源丰富,东营组和馆陶——明化镇沉积时期是复合含油气系统油气运聚、成藏的关键时刻。斜坡带和盆地边缘凸起油气资源最丰富,是油气勘探的重点。

甘青藏含油气区构造区划与含油气远景评价

甘青藏含油气区面积约269.5×10~4km^2,是我国面积最大的一个含油气区。在9个沉降带中分布着32个含油气盆地,总面积达159×10~4km^2。它们都是长期发展的叠合型含油气盆地,叠合着中-上元古界、古生界、中生界和新生界多套海相、海陆交互相和陆相含油建造,并具备了多期非生物油气源的地质-构造条件。因本区自然地理条件非常恶劣,新构造运动十分强烈,以致目前其勘探程度很低,勘探效果也不理想。从四个方面对其含油气性进行了评价,旨在引起同志们的争论和思考,以利于本区油气勘探事业的发展。

叠合型盆地断层封闭性评价的地质模型

叠合型盆地的复合含油气系统导致了其断层封闭性评价的特殊性。在前人成果的基础上,总结了断层的封闭机理、影响叠合型盆地断层封闭性的主要因素(断层的产状、断层的力学性质和应力状态、断裂带内充填物的性质、断层的地质背景及其活动性),建立了叠合型盆地的断层封闭性评价的地质模型,并讨论了运用该模型建立相应的数学模型实现定性、定量评价等问题。该模型采纳了复合含油气系统的思想,重视断层封闭性的发展史及其与生排烃关键时刻的匹配,对我国叠合型盆地的断层封闭性评价具有一定的借鉴意义。

苏北盐城凹陷复合含油气系统

苏北盐城凹陷含油气系统可划分为上、下2个复合含油气系统。上复合含油气系统,即Pz、K2p、K2t(生)—K2t、E1f1(储)—E1f1+E1f2(盖),古生界、中生界浦口组和泰州组为烃源岩层,泰州组和阜宁组一段为储集层,阜宁组一段顶部至二段暗色泥岩为区域盖层,油气沿深大断裂运移,油气成藏关键时刻在古近纪晚期至新近纪早期,有利勘探区在深大断裂附近的中、新生界发育地区;下复合含油气系统,即Pz、K2p(生)—Pz、K2p(储)—K2p3+K2p4(盖),油气通过断层或不整合运移,油气大量生成的关键时刻为古近纪早期,该系统中气藏分布在古生界被中生界覆盖地区。

复合含油气系统的概念

复合含油气系统，是指在叠合含油气盆地中，多套烃源岩系在一个或数个负向地质单元中集中发育，并在随后的继承发展中出现多期生烃、运聚成藏与调整改造的变化，从而导致多个含油气系统的叠置、交叉与窜通。