试论中国石油地质勘探理论的进一步创新——理论创新的概念、模式与思考

提出了理论创新的概念,认为理论创新是指对一个理论的重要完善和发展或将认识升华为一个新理论;阐述了理论创新的原则和特点,即理论创新应遵循从具体上升到抽象和逻辑与历史相统一的原则;理论创新应具有创造性、知识体系新颖完善、具有相对独立性和自成体系,以及对社会有价值等特点;总结出从认识上升到理论和从理论产生新理论两类4种理论创新模式,以及理论创新的3个步骤,即首先充分吸收、消化前人成果;其次将其进行杂交或与自己的成果(或认识)进行杂交;最终形成具有独特结构的完整的知识体系,并在实践中不断修正、完善。最后结合中国石油地质勘探存在的问题和理论创新的现状,提出了建立新一代"中国特色"石油地质勘探理论的思路和建议。

中国叠合盆地油气成藏研究进展与发展方向——以塔里木盆地为例

塔里木叠合盆地具备多套生储盖组合、多期生排油气作用和多旋回油气成藏作用,为了发展和完善叠合盆地油气成藏理论,总结了叠合盆地研究进展并分析其发展方向。叠合盆地研究主要取得4大进展:①发现了叠合盆地广泛分布的复杂油气藏;②建立了复杂油气藏成因模式;③揭示了复杂油气藏的改造机制;④提出了构造叠加改造复杂油气藏评价模型。叠合盆地功能要素组合控制油气藏的形成和分布,后期构造作用的叠加复合导致了早期油气藏的调整、改造和破坏。叠合盆地油气成藏研究的发展方向主要包括3个方面:①多要素联合控藏模式研究;②油气复合成藏机制研究;③油气藏调整改造机理及预测模式研究,尤其是针对叠合盆地深部开展该方面的研究更具理论和现实意义。

世界页岩气研究概况及中国页岩气资源潜力分析

页岩气系指泥岩或页岩在各种地质条件下生成的、已饱和岩石自身各种形式的残留需要、进入了排烃门限但尚未完全排出的以吸附、游离及溶解等多种形式残留于泥页岩内部的天然气资源。随着北美、欧洲和亚洲等地区页岩气勘探程度不断加大,对页岩气的储集特征、成藏机理等方面的研究取得重大进展。但页岩气研究仍存在许多问题,如"页岩气"概念没有科学地表达出页岩油气资源的科学内涵;页岩气的成因机制不清且缺乏行之有效的判别标准;页岩气分布发育模式不明且缺乏统一的预测方法。针对当前对页岩气的认识,本文依据源岩残留烃临界饱和量及其钻采过程中温压下降而释放油气的比率等参数,对中国页岩气资源进行了预测。

鄂尔多斯盆地镇北油田延长组石油运聚机理

鄂尔多斯盆地延长组为典型的低渗透储集层,石油在低渗透储集层中运移、聚集机理是该地区成藏研究的关键。利用原油含氮化合物分析、有机包裹体分析、含油砂岩荧光薄片分析等方法,结合原油物性特征、砂岩含油性与物性变化的关系等探讨了镇北地区延长组石油运移、聚集特征。研究认为:侏罗纪末期—早白垩世是延长组石油主要成藏期,烃源岩生烃是一个连续的过程,不具备多个成藏期;延长组石油在超压动力下幕式快速运移,沟通油源的裂缝、微裂缝是石油运移的主要通道,在侧向上运移距离短;相对于运移阻力,石油所受到的浮力很小,无法进行二次运移,现今的石油聚集仍保持其在异常高压作用下注入储集层时的状态;高压充注过程反复进行,处于沟通油源的裂缝通道上的储集层可以得到反复充注,从而形成石油有效聚集。

渤海湾盆地中、新生代岩石圈热结构研究

本文以浅部沉积盆地热历史恢复结果为基础,结合地热学的有关理论计算得到渤海湾盆地中生代以来不同地质时期壳幔热流配分及莫霍面温度。结果显示,渤海湾盆地在早白垩世晚期和古近纪中晚期达到两次地幔热流与地表热流之比高峰,其两期地幔热流占地表热流比例都超过65%。莫霍面温度在早白垩世晚期、古近纪中晚期及新近纪早期(仅在临清坳陷、沧县隆起和冀中坳陷)出现3次高峰,其温度分别为900～1100℃、820～900℃和770～810℃。本文的研究不仅揭示出白垩纪是渤海湾盆地岩石圈热结构的重要转型期,即由三叠纪和侏罗纪的"冷幔热壳"型转变为白垩纪以来的"热幔冷壳"型的岩石圈热结构,还揭示出渤海湾盆地在早白垩世晚期和古近纪中晚期发生两期强烈的构造裂陷作用。因此,本文的研究可以为中国东部大陆岩石圈地球动力学的研究提供地热学参数。

鄂尔多斯盆地东北缘晚古生代陆表海含煤岩系层序地层研究

通过区域不整合面、沉积体系转换面、构造应力场转换面和水上暴露面等层序界面的识别,对研究区进行层序地层划分,指出鄂尔多斯盆地东北缘晚古生代陆表海含煤岩系发育7个三级层序。在此基础上,认为陆表海层序仍然具有"三元"结构,由低位体系域、海侵体系域和高位体系域组成。在盆地北部发育的多期河道砂岩具有低位体系域的下切谷充填特点——面状充填,如晋祠砂岩、桥头砂岩以及北岔沟砂岩等。煤层在层序格架中的定位与海平面变化的转换时期有关,主要发育在陆表海环境的海侵体系域下部以及陆相环境的高位体系域上部。

基于压汞实验研究低渗储层孔隙结构及其对渗透率的影响——以鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组长7储层为例

压汞是研究孔隙结构的有效岩石物理学方法,毛管压力曲线能为我们提供多孔介质孔隙结构的大量信息。本文对鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组长7低渗储层的20个样品进行了压汞测试。主要从毛管压力曲线形态特征、孔喉分布特征、孔隙结构分形特征三个方面对储层的微观孔隙结构进行了深入研究。在此基础上,运用逐步回归法分析了孔喉参数对储层渗透率的影响。结果表明最大渗透率贡献半径对储层渗透率的影响最为显著,分选系数、孔喉均值和歪度也是影响储层渗透率的重要因素。并且发现,对于同一岩样,由双曲线顶点确定的半径值总是接近于但略小于对渗透率贡献最大的半径值。最后,讨论了运用逐步回归法优选出的四个孔喉参数对储层渗透率的影响,并对其它可能影响渗透率的因素作了有益探讨。

中国东部陆相盆地隐蔽油气藏成藏机理与模式

以渤海湾盆地、松辽盆地为研究对象,在对盆地构造演化和构造类型、沉积演化和沉积特征、储集性能与烃源岩生烃潜力等成藏地质要素进行分析的基础上,揭示了中国东部陆相盆地隐蔽油气藏的发育特征与勘探潜力。渤海湾断坳型盆地内隐蔽油气藏类型多,资源丰富;松辽盆地断陷结构发育早,坳陷结构发育明显,但该大型盆地内隐蔽油气藏勘探潜力大。在对隐蔽圈闭形成、油气运移及时空配套史等成藏作用分析的基础上,结合已发现油气藏的类型、空间分布特点,对中国东部陆相盆地隐蔽油气藏总结出5类基本成藏模式,包括潜山、地层超覆、地层不整合遮挡、岩性圈闭及火山岩等。

中国页岩气地质调查评价研究现状与存在问题

美国页岩气大规模商业性开发促进了中国页岩气地质调查评价和研究工作的开展。经过近10年的探索实践,认识到中国页岩气地质条件复杂,地质理论和开发技术有待突破。从中国富有机质页岩特征及分布规律、生气机理与富集规律、页岩气储层物性及微结构、保存条件、资源评价与选区评价等方面对目前中国页岩气地质理论研究进展进行了综述分析,讨论了中国在页岩气地质理论研究中存在的问题,并对今后中国页岩气地质研究工作进行了展望。认为沉积、构造对页岩层段分布规律的控制作用研究需加强,页岩气吸附机理的理论认识需深入,微结构定性定量测试分析技术需提高,评价现今页岩气保存条件的指标体系需建立,选区参数体系和标准需进一步完善。

(U-Th)/He年龄在沉积盆地构造—热演化研究中的应用——以塔里木盆地KQ1井为例

(U-Th)/He热定年技术是近年来用于沉积盆地热史研究的新技术,目前主要是利用磷灰石和锆石的He年龄来揭示地层的构造抬升和热历史.本文依据塔里木盆地钻井样品的实测磷灰石和锆石(U-Th)/He年龄数据.初步得出了该地区磷灰石(U-Th)/He年龄的封闭温度为85℃,并建立了深度/温度—年龄演化模式;锆石则未达到其较高的封闭温度.综合利用本次实测的He年龄数据结合磷灰石裂变径迹和等效镜质组反射率等古温标,模拟计算了塔里木盆地孔雀1井(KQ1)自奥陶纪末期以来的热历史.模拟结果表明,孔雀1井区奥陶纪末期的地温梯度可达35.5℃/km,志留纪—泥盆纪时期的地温梯度为33.3～34.5℃/km,白垩纪末期地温梯度27.6℃/km左右.因此,(U-Th)/He年龄结合其他古温标综合模拟的方法可以很好地揭示沉积盆地的热历史.特别是该技术为缺乏常规古温标的塔里木盆地下古生界碳酸盐岩层系所经受热史的恢复提供了新的方法.

准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩排烃效率研究

准噶尔盆地南缘下部成藏组合勘探日趋重要,其主力烃源岩生烃潜力和排烃效率的研究亟待加强。根据排烃门限理论,利用生烃潜力法建立了准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩的生、排烃模式,并计算了烃源岩的生烃量、排烃量和排烃效率。研究表明,准噶尔盆地南缘侏罗系泥质烃源岩和煤层的排烃门限对应的镜质组反射率均为0.7%。侏罗系烃源岩的总生烃量为3 973.84×108t,总排烃量为1 402.71×108t,其中八道湾组烃源岩排烃量占总排烃量的69.85%。准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩的平均排烃效率为35.30%,不同层系不同岩性烃源岩,其排烃效率明显不同,泥质烃源岩排烃效率远大于煤层。综合分析认为,准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩生、排烃量大,排烃效率较高,下部成藏组合以侏罗系烃源岩为主力烃源岩,具有良好的资源潜力。

准噶尔盆地腹部超压地层烃源岩热演化史研究

以往的研究认为准噶尔盆地腹部二叠系烃源岩成熟生烃时期较早,与油气晚期成藏的认识不一致。因此,本文通过盆地热历史恢复和超压对烃源岩抑制作用的详细分析,重新厘定了准噶尔盆地腹部主要烃源岩的成熟度演化史。结果表明,因二叠纪盆地构造热体制的转变,准噶尔盆地中二叠世—早侏罗世经历了快速降温的过程;超压全面抑制了准噶尔盆地腹部主要烃源岩的热演化过程,且抑制程度随压力系数增大而增大,当压力系数达到最大值后抑制程度也达到极限(Ro偏低0.6%左右);利用与压力系数相关联的超压因子调节Easy%Ro模型中的化学反应频率因子能够有效地反映Ro值受抑制的特征,采用改进模型模拟的烃源岩成熟度演化史表明,盆1井西凹陷和沙湾凹陷中-上二叠统烃源岩主要生油期为白垩纪,侏罗系八道湾组烃源岩目前仍处于生油高峰期,明显滞后于传统生烃模式的预测结果,为深源油气晚期快速成藏提供了有利的烃源条件。

塔里木盆地塔中—巴楚地区反转构造及其石油地质意义

根据地震剖面解释成果,对塔中—巴楚地区反转构造变形特征和发育期次进行了探讨和研究,并分析了反转构造的石油地质意义。基底正断层形成以后在加里东早期、加里东中期、海西晚期—燕山晚期发生了构造反转。受基底正断层的影响,研究区发育继承反转型、截断取直型和反向截断型3种类型的反转构造:当基底正断层倾角较小时,构造反转沿先存正断层发生,形成继承反转型反转构造;当基底正断层倾角较大不利于反转时,正断层为后期的逆冲断层提供应力集中点,形成截断取直型反转构造;基底正断层也可能被后期倾向相反的逆断层所错断,形成反向截断型反转构造。研究区内3期构造反转形成的圈闭与寒武系烃源岩生排烃期具有良好的时空配置关系,有利于油气聚集成藏。

应用定量颗粒荧光技术研究准噶尔盆地腹部侏罗系油气运聚规律

准噶尔盆地腹部侏罗系油气运聚规律不明,导致油气勘探受阻。为揭示油气在侏罗系内的运聚规律,在储层岩心含油包裹体观察及丰度统计的基础上,利用定量颗粒荧光技术进行研究。研究结果表明:准噶尔盆地腹部J1s22和J1s212泥岩隔夹层发育层段的样品具有高的GOI值和强烈的轻质油QGF及QGF-E荧光响应特征,达到油藏标准值;随着深度增加,各指标逐渐降低,至J1s211大套板状砂岩发育层段,样品的各项指标只达到油气运移通道值或水层值;侏罗系早期经受过较大规模轻质油充注,但之后发生泄漏;油气进入J1s储层后,首先在浮力作用下快速垂向运移至有泥岩封隔层封堵的J1s22和J1s212,然后沿着泥岩隔层底面往低势区侧向运移,直至遇到侧向封堵性好的砂体才能成藏,这表明识别有效的侧向封闭对准噶尔盆地腹部侏罗系油气勘探有重要意义。

鄂尔多斯盆地与国外相似盆地对比及其中生界石油储量预测

选取3个国外克拉通盆地,即西西伯利亚盆地、巴黎盆地和伊利诺斯盆地,与鄂尔多斯盆地进行对比。鄂尔多斯盆地作为发育在坳拉谷基底之上的克拉通盆地,具有含丰富油气资源量的地质基础。鄂尔多斯盆地为中生代陆相沉积,其烃源岩的分布相对于整个盆地较为局限,圈闭类型较为复杂多样,除此之外的其他地质因素均比较相似。根据盆地对比估算得到鄂尔多斯盆地中生界的探明石油储量为17.21×108t(据西西伯利亚盆地)、22.67×108t(据巴黎盆地)和24.40×108t(据伊利诺斯盆地),表明鄂尔多斯盆地中生界具有很大的资源潜力和勘探前景。

准噶尔盆地腹部非均一捕获包裹体研究

不少学者在准噶尔盆地腹部储层砂岩样品中检测到大量的明显高于样品所处地层经历的最高温度的包裹体均一温度数据。经作者研究发现，具有异常高均一温度的包裹体多为捕获自油水非均一体系的三相包裹体，显微镜下即可观察到包裹体内含有气相、液相油和液相水三相，油相在紫外光下发黄色荧光，气相和水相不发荧光，在不同井J1 s、J1 b样品中均有分布，且丰度极高，主要赋存于颗粒愈合裂隙及溶蚀成因的愈合微溶孔和颗粒次生加大边中，多与气态烃包裹体、含气态烃盐水包裹体、盐水包裹体以及纯液体包裹体等不同类型的包裹体共生，均一温度主要分布在130～200℃之间，无明显规律性。综合分析表明，这类包裹体形成于始新世-中新世时研究区内油气调整过程中迁移的油水过渡带中。根据共生的含气态烃盐水包裹体均一温度，结合埋藏史和热演化史，恢复了包裹体捕获时间，为38～17 Ma，且浅部比深部地层中包裹体形成时间较晚，代表了古油水界面到达某一深度的不同时间。

表面活性剂在北京碱性土壤中的吸附行为研究

通过静态吸附实验,研究了北京碱性土壤对阴离子表面活性剂SDS、阳离子表面活性剂CTAB和非离子表面活性剂Tween80的吸附行为,考察了温度对表面活性剂吸附的影响。结果表明:7种不同土样对SDS、CTAB和Tween80的吸附等温线均较好地符合Langmuir吸附模式,其吸附能力的大小顺序为2号轻壤土>轻粘土>中壤土>砂壤土>5号轻壤土>重壤土>紧砂土,这主要是由于7种土样的pH、有机质含量和机械组成不同的缘故;同一土壤中,CTAB的吸附量>Tween80的吸附量>SDS的吸附量;温度的升高,不利于SDS和CTAB在土壤中的吸附,而有利于Tween80的吸附。

塔里木盆地下古生界烃源岩二次生烃范围研究

塔里木盆地是一个多旋回叠合盆地,下古生界烃源岩具有典型的二次生烃特征.当前关于二次生烃的研究集中在通过热模拟方法认识生烃机理和模式等方面,关于典型盆地二次生烃发生范围、分布规律、影响因素研究相对较少.本文在认识塔里木盆地构造背景和热演化规律的基础上,选取不同构造单元具有代表性的50余口井,利用Basin Mod 1D盆地模拟软件对多口井进行烃源岩成熟史模拟,结合现有的镜质体反射率数据,研究奥陶系和寒武系烃源岩是否存在二次生烃以及二次生烃发生时期和规律.综合分析单井模拟结果发现,奥陶系烃源岩二次生烃发生范围分布在沙雅隆起、卡塔克隆起中部和古城墟隆起西端,寒武系烃源岩二次生烃发生范围分布在沙雅隆起、巴楚隆起和卡塔克隆起中部.不同构造单元二次生烃开始的时间不同.二次生烃生烃史受盆地构造-热演化史控制,且对油气藏形成和分布有一定影响.

鄂尔多斯盆地镇北地区油源对比及石油运移方向

根据原油和烃源岩饱和烃、芳香烃的色谱-质谱分析,原油和油砂抽提物的咔唑类含氮化合物分布特征,结合砂体展布探讨了鄂尔多斯盆地镇北地区长81小层原油来源和石油运移方向。结果表明,镇北地区长81小层原油均来自于长73小层烃源岩,特点是三环萜烷以C23为主峰呈正态分布,缺失伽马蜡烷,孕甾烷发育,重排甾烷丰度低。原油在成熟度上有所差异,靠近深湖区的原油成熟度较高;原油和油砂抽提物的咔唑类含氮化合物有一定的运移分馏效应,石油从生烃中心沿砂体向西南方向运移。

北京地区壤土对柴油的吸附作用研究

通过静态吸附实验,研究了北京地区壤土对柴油的吸附行为,考察了温度、溶液pH值、土壤有机质含量和粘土的矿物组成对柴油吸附的影响。结果表明,4种土样对柴油的吸附等温线均较好地符合Langmuir吸附模式,其吸附能力的大小顺序为:轻壤土>中壤土>砂壤土>重壤土;温度和溶液pH值的升高,不利于柴油的吸附,温度从10℃升高到30℃,柴油的饱和吸附量从833.3μg·g-1降低到263.2μg·g-1,pH值从4升高到10,柴油在重壤土、轻壤土、中壤土和砂壤土中的吸附量分别从1012μg·g-1、1800μg·g-1、1377μg·g-1和1272μg·g-1降低到114μg·g-1、236μg·g-1、163μg·g-1和150μg·g-1;柴油的吸附量随土壤有机质含量的升高而增大,且两者具有线性关系;柴油的吸附量与蒙脱石含量具有线性正相关关系,说明粘土中蒙脱石含量对吸附量的影响较大.