摘要:国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目“中国典型叠合盆地油气形成富集与分布预测”(批准号：G19990433)由国家科学技术部于1999年10月立项,研究期限5年(1999年11月-2004年10月)。该项目依托中国石油天然气集团公司和中国科学院,由中国石油大学(北京)和中国科学院地质与地球物理研究所承担,项目首席科学家为原中国石油大学(北京)副校长、现任中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院院长金之钧教授和中国科学院地质与地球物理研究所王清晨研究员。来自全国10余个高等院校、科研院所、国家和部门重点实验室的100多位专家先后参加了项目研究。该项目是为解决我国油气供需矛盾这一国家经济发展重大需求而设置,兼顾“国家需求”和“重大基础科学问题”。我国油气勘探面临的问题主要与叠合盆地有关,大型含油气盆地的形成都经历了很长的地史时期,在不同时期发育了多种类型的烃源岩、多种成因的储集体、多种结构的储盖组合,油气经历了多期运移、多期成藏、多期改造和调整其至是破坏的过程,盆地中的油气分布规律极难探寻。本项目针对叠合盆地关键构造变革期盆-山耦合与叠合盆地形成机制、叠合盆地的构造一层序系统分析与反演建模、叠合盆地多套烃源岩的发育环境与生排烃机理、叠合盆地油气聚散过程与成藏环境以及叠合盆地油气定量模拟与油气远景预测等关键科学问题开展研究工作,设立了11个课题(见表1)。

摘要:通过野外地质调查、GIS分析、三维可视化分析、盐相关构造变形样式的探讨、平衡剖面分析以及缩短量和缩短率的估算,表明库车前陆褶皱—冲断带盐构造具有明显的差异变形和分段性特征。差异变形主要表现为纵向上不同层次变形的差异性以及平面上构造变形的分带性与分段性。段与段的分界一般为走滑断层,在野外可见大量断层三角面、擦痕、阶步、错断的山脊和河谷等现象,地貌GIS分析可以揭示一些构造分段的细节特征,三维可视化反映了隐伏的残留盐枕的分段性。不同的段具有迥然不同的构造变形样式,平衡剖面分析可以估算出不同段落缩短量和缩短率的明显差异。盐构造差异变形和分段性的形成一方面受控于天山造山带的分段性活动过程,还和盐岩层本身的沉积学特征及盐体展布格局有关,同时还明显受到基底构造的控制,与基底古隆起、基底断裂及古构造断坡的发育密切相关。

摘要:库车褶皱冲断带东秋里塔格构造带发育与侧断坡有关的位移转换构造.东秋里塔格冲断层是一条北倾盲冲断层,其错移地层自西向东逐渐降低,从东秋5井以西的新近系膏盐岩转换至迪那201井的古近系膏盐岩再到迪那11井的侏罗系煤系,地震剖面上侧断坡形态清晰.侧断坡东、西断坪分别是新近系吉迪克组膏盐岩和侏罗系煤系,侧断坡发育在煤上-盐下构造地层组合中.通过DQ99-196、DQ00-226、DQ00-263等构造演化剖面恢复计算,东秋里塔格构造盐上地层位移梯度向西约为103.72m/km,而盐下东秋-迪那段的位移梯度为61.65m/km.在上述地震剖面上,盐上背斜和盐下隐伏背斜的轴线位置发生了相对变化,后者自东向西逐渐向南发生偏移;野外露头观察,盐上背斜的褶皱作用也随之向西增强.在走向上,东秋里塔格构造具有构造分段性,表明侧断坡的位移量变化具有突发性.西段为库车塔吾构造,东段为东秋-迪那构造.库车塔吾构造的盐下隐伏背斜是受东秋里塔格冲断层控制的断层相关褶皱,前、后断坪分别位于吉迪克组膏盐岩和侏罗系煤系,其隐伏的构造楔与南秋里塔格背冲断层组成库车塔吾三角带.东秋-迪那构造的隐伏背斜样式与库车塔吾段相似;但南翼缺乏背冲断层,不具备三角带形态.磷灰石裂变径迹测年表明,侧断坡的发育过程最早可以追索到康村期.东秋里塔格侧断坡相关背斜的形成与自北向南的盲冲断层和区域左行扭压复合作用有关.侧断坡相关背斜的主要构造特征是由侧断坡调节上、下滑脱层之间的应变差异,同时作为油气运移通道沟通气源岩和储层;其油气勘探意义是使得煤系烃源岩生成的天然气向上运移到侧断坡相关背斜构造圈闭如迪那2之中聚集成藏.

摘要:地震剖面解释和构造物理模拟实验表明,库车前陆褶皱—冲断带前古近系基底构造对上覆盐构造的形成演化有重要的控制作用。位于冲断带前缘的秋里塔格构造带西段前古近系基底表现为古隆起形态,并发育有丰富的基底断裂和盐构造。基底断裂大多表现为逆断裂,其走向与地表山系基本一致,倾向主要为NNW和SSE,具有较明显的分段特征。古近系库姆格列木组膏盐层塑性流动变形形成的盐构造主要有盐枕、盐推覆、盐焊接和鱼尾构造等。前古近系基底断裂通过影响古近系库姆格列木组膏盐层的塑性流动方式和平面展布特征,进而控制盐层及上覆层的构造变形过程,最终导致在盐层和上覆层形成了大量形态各异的盐相关构造。

摘要:本文运用层序地层学、平衡剖面分析与缩短量计算和生烃史恢复等方法,从区域构造分析和地震剖面解释入手,通过野外地质调查、地震资料解释、典型剖面平衡剖面分析和缩短量计算,结合成藏条件的分析和生烃史恢复,探讨了米仓山前陆冲断带构造演化特征,揭示该带的成藏条件和天然气富集特征。提出了米仓山演化模式,认为米仓山前陆冲断带成藏条件优越,可供钻探的圈闭发育,天然气勘探潜力巨大,储层、保存条件是成藏关键。其中,二叠系为主要烃源岩,二叠系生屑灰岩和飞仙关组鲕粒灰岩为主要储集层,雷口坡组和嘉陵江组膏盐岩层为主要盖层。并且,冲断带构造演化的时序性表现为由西向东变形强度、缩短量变小,变形时间变晚,同时前陆盆地的不同构造单元间的相互关系发生变化,造成勘探目的层系、圈闭幅度、类型的相应变化。

摘要:塔里木盆地是我国特大型沉积盆地,也是“西气东输”工程的重要战略基地。利用盆地区大量的地温及岩石热物性参数并结合地热学知识分析了塔里木盆地的现代地温场、热演化和岩石圈热-流变学结构,并进一步讨论了地热场和岩石圈性质对成盆、成烃和成藏的意义。研究结果表明塔里木盆地现今平均大地热流为45mW/m2,平均地温梯度为18~20℃/km;整体上具有低温冷盆的特征。地温场的展布具有明显的横向差异,不同构造单元的地温场特征相差较大:坳陷部位具有较低的地温,隆起区具有较高的地热特征。热演化模拟表明盆地自成盆以来经历了从震旦纪—奥陶纪高热流(“热”盆)、志留纪—晚古生代热衰减(“热”盆向“冷”盆过渡)、中生代稳定的热演化(低热流“冷”盆阶段)、新生代岩石圈挠曲热演化等阶段。“热”岩石圈厚度为205~230km,有效弹性厚度(Te)达66±7km,脆-韧性转换深度为25~28km,岩石圈总强度为1.6×1013~7.8×1013N/m。盆地区的岩石圈表现为地温低、强度高的刚性块体,具有整体变形特征。受印度-欧亚大陆碰撞的远程效应影响,塔里木盆地作为刚性块体进行应力传递,盆地周边产生强烈变形,表现山脉的急剧隆升和盆地边缘的快速挠曲沉降。这一动力学过程造成地层内部流体趋于流向山前隆起带,并对油气成藏和分布具有重要的控制作用。

摘要:本文首先利用地震层速度法、镜质组反射率法、声波时差法、地质外推法、磷灰石裂变径迹法等确定渤海湾盆地区中生界三叠系、侏罗系、白垩系的剥蚀量,恢复了其原始地层厚度,分析了中生代不同时期地层的分布状态,盆地性质和展部特点。认为渤海湾盆地区,三叠系沉积时期为大型内陆盆地,末期抬升遭受剥蚀。侏罗系和白垩系沉积时期为北西向展布的扭张型小盆地。进入新生代后,形成了一个受NNE、NE向断层控制的半地堑式复合盆地,叠置于中生代盆地之上。不同时代的地层由于不同的叠合方式形成了中坳新坳、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。

摘要:通过对柴达木盆地新生代沉积充填的地质滤波分析证明,约10Ma和约20Ma周期的波动过程是控制柴达木盆地新生代沉积和构造演化最显著的波动过程。在平面上,这两个周期波相近大小的周期大致沿近东西向和北西-南东向分布,分别反映波的传播方向为近南北向和南西-北东向。柴达木盆地新生代的这种波动过程与油气具有十分密切的关系,影响着烃源岩的热演化,并控制了生油凹陷和油气藏的分布。理论分析与勘探实践均证明,波谷带与波峰带之间的波动转换带是油气聚集成藏的有利部位。

摘要:下古生界是塔里木盆地内最有潜力找到大油气田的层位。通过盆地内48口钻至下古生界钻井的沉积层序与沉积相分析、9800km地震剖面的地震相分析、大量Sr、C同位素及微量元素分析,并结合相关资料,开展了寒武纪—奥陶纪的以世或期为单位的岩相古地理研究,定性探讨海平面变迁。在此基础上,运用沉积地球化学定量探讨海平面的波动。分析表明,早古生代塔里木地区经历了两次大规模的海侵与海退过程,寒武纪和奥陶纪各经历了一次。每个海侵与海退过程内各包含了两个较高频的海平面升降旋回,即早寒武世早期海侵—早寒武世中期至中寒武世晚期海退、中寒武世末期海侵—晚寒武世晚期海退、早奥陶世早期至中奥陶世中期海侵—中奥陶世晚期海退、晚奥陶世早期海侵—晚奥陶世中至晚期海退。在上述2次大规模的海侵与海退以及4个较高频的海平面升降旋回中,两次大的海侵分别发育于早寒武世早期以及晚奥陶世早中期,三次较大的海退出现于中寒武世晚期、晚寒武世末期、晚奥陶世早期。岩溶在地层格架中的发育支持了上述结论。

摘要:楚雄盆地为中生代形成的典型前陆盆地。三叠纪是其形成的主体阶段和盆山转换的重要时期,也是由海相向陆相沉积环境的转折期,同时上三叠统是楚雄盆地最重要的油气资源层系。通过对楚雄盆地上三叠统进行系统的沉积学、层序地层学和波动地质学分析,在上三叠统识别出3个三级层序,建立了层序地层格架和高频波动曲线。对层序地层格架内的碳、氧同位素和微量元素的特征进行分析,发现楚雄盆地晚三叠世诺利晚期—瑞替期沉积具有海相沉积环境的地球化学特征,同时综合多学科的研究成果,指出楚雄盆地该时期为一与海域相接的近海湖盆,并受到间歇性海侵的影响。而海相烃源岩与陆相烃源岩在生烃能力、分布规律等方面均具有较大的差异。因此,这一认识对于重新评价楚雄盆地晚三叠世烃源岩具有重要意义。

摘要:克拉2大气田的发现,展示了库车坳陷白垩系良好的油气勘探潜力。通过对库车坳陷东部野外露头、钻井资料以及地震剖面的综合分析,对坳陷东部白垩系的沉积体系类型及其分布特征进行了系统的研究。结果表明:研究区白垩系发育湖泊体系、扇三角洲体系、辫状河三角洲体系和三角洲体系等四种沉积体系类型;白垩系岩相古地理经历了早、中、晚期的演化,早期发育了以扇三角洲体系为主的沉积环境,中期形成了大范围的浅湖环境,晚期以三角洲平原相环境为特色;平面上,白垩系岩相古地理南北分带明显,具有南北双向提供物源的特征,粗碎屑分布在坳陷较陡的北侧。库车坳陷东部储层主要由三种三角洲体系砂体和滨岸沙坝砂体构成,砂体厚度大,分布广,储集条件好。

摘要:古温标是恢复沉积盆地热演化历史的重要指标之一。目前,有众多的古温标用于碳酸盐岩层系热历史的恢复,既有沥青反射率(Rb)、牙形石色变指数(CAI)、镜状体反射率、有机质自由基浓度(N)、激光拉曼光谱等有机质古温标,也有矿物的裂变径迹热定年、岩石声发射、伊利石结晶度等矿物古温标,但他们都有不同的适用范围。本文针对有机质自由基浓度作为古温标在碳酸盐岩层系热历史恢复中的应用进行了探索研究。根据不同受热时间和加热温度下的热模拟试验,分析了型和型有机质的自由基浓度的热演化特征,得到了自由基浓度与时间-温度(TTI)的定量关系;由此建立了自由基浓度(N)与时间-温度(TTI)的定量模型并将之应用于塔里木盆地TZ12井的热历史研究。依据自由基浓度古温标模拟得到的TZ12井区奥陶纪时期的古地温梯度为3℃/100m左右,该结果与前人对该地区热史研究的结论及本研究中依据磷灰石裂变径迹模拟的结果相一致。对于经历了多期构造运动的下古生界碳酸盐岩层系的热史恢复,最好是多种古温标并用,多种方法综合运用,才能精确地恢复有机质的热演化史。

摘要:海相碳酸盐岩储层多类型及非均质性强的特点,决定了其油气聚集带与以往陆相盆地碎屑岩油气聚集带的控制因素有显著差异,碳酸盐岩的油气聚集并不是简单地受二级构造带的控制。通过分析塔里木盆地已发现碳酸盐岩油气藏,其储层发育受大气淡水风化淋滤作用、沉积作用及各种成岩作用、深部流体改造作用等因素的控制。据储层成因类型及其横向分布特征,将塔里木盆地碳酸盐岩油气聚集带划分为:不整合与古风化壳型、生物建造礁-滩型、白云岩内幕型及深部流体改造型。不同类型的碳酸盐岩油气聚集带主要分布于塔北隆起、塔中隆起及巴楚断隆等古隆起的不同部位。由于不同碳酸盐岩油气聚集带上储集层成因机制不同,导致其储集空间、储集性能、油气藏类型及分布等均有所不同。

摘要:中国南方海相地层的油气藏分别在加里东、印支和燕山期经历了多期多阶段的演变过程,被构造活动改造的强度大。油气保存条件破坏严重,且缺乏有效的评价方法。本文试图通过研究地下流体的化学-动力学行为规律,从动态和演化的角度分析剥蚀作用、断裂-破碎作用、大气水下渗作用等对油气藏破坏的程度、方式,综合评价油气的成藏、保存条件,探索针对南方海相地层油气保存条件评价的技术体系。

摘要:塔里木盆地志留系具有分布广泛的沥青砂岩,沥青砂岩段厚度在各个地区具有不均匀性,从几米到一百多米不等。岩心观察发现沥青砂岩段内并不全含有沥青,岩心剖面上呈现“黑白砂相间”的现象,“黑砂”的部分为含沥青层段,“白砂”的部分为不含沥青层段。弄清“白砂”中曾经是否有油气进入,对志留系沥青砂岩中沥青含量、古油藏油气储量的计算及志留系剩余油气资源量的评价具有重要的意义。本文通过对志留系沥青砂岩段的“黑砂”与“白砂”分别取样,采用物性测定、显微镜下岩性观察、含油包裹体颗粒指数(GOI)数据观测及定量颗粒荧光(QGF)指数测定等多种方法和技术手段对沥青砂岩段的“黑砂”与“白砂”进行对比研究。结果表明,沥青砂岩段的“白砂”没有油气进入或进入的油气量很少,在确定志留系沥青砂岩有效厚度时应剔除“白砂”层的厚度。

摘要:受板块构造背景和深部过程的控制,不同盆地的新(晚期)构造运动具有不同的表现型式,包括伸展和转换-伸展背景下的快速沉降和断裂活化、挤压背景下的强烈隆升和构造掀斜等。新(晚期)构造运动对油气成藏具有强烈的物质效应(对油气成藏要素构成的改造)和能量效应(对成藏动力学环境和过程的影响)。新(晚期)构造运动对油气成藏和分布的影响取决于新(晚期)构造运动期源岩的生排烃状态、新(晚期)构造运动的动力学性质、沉降-抬升的速率、幅度和区域变化及断裂活动程度。建造期(盆地保持沉降、充填状态;源岩处于生、排烃阶段;超压的产生过程仍在进行,超压释放后可得到动态补给)的构造运动可以导致幕式快速成藏,所形成的油气藏属于阶段性充注的原生油气藏,改造期(盆地沉降、充填停止,处于抬升、剥蚀和构造变形状态;源岩生、排烃作用已终止;超压的产生过程已经终止,超压释放后不能得到补给)断裂活化型构造运动可导致已聚集油气的突发性穿层运移和跨层聚集,形成非连续充注的次生油气藏;改造期无断裂活化型构造运动特别是构造掀斜运动可以导致已聚集油气的层内调整,形成有成因联系的调整型油气藏系列。新(晚期)构造运动对油气成藏既可以具有建设性作用、也可以产生调整、改造作用甚至破坏作用。

摘要:本文采用核磁共振成像技术(NMR)进行物理模拟实验,直观地观测了岩性圈闭中油的聚集成藏过程并定量模拟了不同条件下砂体中的含油性。实验结果表明,油气在砂体中的聚集是缓慢的,向上、向下及侧向都有油的运移,但以向上的运移速度较快,其次是侧向,向下较慢;温度、压力、砂体物性和围岩含油性是影响砂体含油性的重要因素。在实验研究的基础上,分析了岩性油气成藏的微观机理,将油气成藏过程划分为三个阶段,第一阶段为在扩散作用力、烃浓度差异压力作为动力克服毛细管阻力下的油气在烃源岩孔隙中心顺干酪根网络运移的过程;第二阶段为在毛细管压力差引导下的油气在砂泥岩界面通过孔隙和喉道渗滤的过程;第三阶段为在浮力作用下克服流体流动粘滞阻力和吸附阻力在砂体内富集的过程。

摘要:应用全扫描荧光分析(TSF、QGF-E)技术对东营凹陷沙河街组40个原油、15个储层包裹烃、39个储层砂吸附烃的三维荧光特征进行了定性与定量分析。分析表明,原油与包裹烃的TSF指纹特征总体相似,均为单峰型,指示油气成因具有内在的联系。观察到不同原油TSF强度峰宽与最高值有异,低成熟度样品往往具有较高的TSF强度及较宽的峰。进一步分析表明,原油TSF最高强度、TSF定量参数R1[270nm(Em360nm/Em320nm)]、R2[260nm(Em360nm/Em320nm)]与生物标志物成熟度参数C29甾烷ααα20S/(S+R)、Ts/(Tm+Ts)等有较好的线性正相关性,反映TSF荧光指纹特征及其定量参数可作为一种温标用于热成熟度分析。应用TSF技术确认东营凹陷中央隆起带原油成熟度具有自西南向东北逐渐降低的变化规律,其反映了油源与油气充注方面的重要信息。对东营凹陷牛庄洼陷两口井的储层砂的QGF-E分析表明,颗粒样品所在层段的烃类含量普遍较高,反映致密薄层砂、微裂缝等可能为该洼陷岩性油气藏重要的隐蔽型油气运移通道。TSF、QGF-E技术在油气族群、储层含油气性、油气运移路径与油层识别等方面具有广泛的应用前景。

摘要:金管-高压釜体系下干酪根热模拟实验结果表明,在不同含水量和不同矿物介质条件下,甾、藿烷(烯)的热演化特征具有明显差异.在纯干酪根、干酪根+水(TOC∶水=1∶1.5)和干酪根+高岭石+水(TOC∶矿物∶水=1∶24∶7～10)三种情形下,甾、藿烷(烯)热演化速率高于干酪根+蒙脱石、方解石或白云石+水(TOC∶矿物∶水=1∶24∶7～10)三种情形.对于前三种情形,藿烯类的热稳定性比17β(H)21β(H)-藿烷类低,对于后三种情形两类化合物的稳定性正好相反.C3122S/(22R+22S)升藿烷和C2920S/(20R+20S)和C29αββ/(ααα+αββ)甾烷比值都先从240℃至280℃降低,然后从280℃至320℃升高.表明这些化合物以不同的键合方式结合在干酪根上.

摘要:利用狭窄平行板裂隙模型来模拟和分析单个裂隙内油运移的过程。实验中采用表面起伏的玻璃板制作平行板裂隙模型,通过改变水中蔗糖的浓度控制两相流体间的密度差,来分析不同密度差和注入速率条件下油的运移过程和特征。观察发现,油在饱含水的狭窄裂隙空间内的运移特征与在孔隙介质中的运移有相似之处:运移的路径只占通道的一部分,都具有不规则的分形特征,也可形成活塞式、指进式和路径式等模式。而这些模式的形成也同样受各种因素的影响。利用孔隙介质中油运移实验结果总结出来的、以Bo数和Ca数为纵横坐标运移相图完全可以用来表征单个裂隙中油的运移模式。

摘要:对塔里木盆地东部塔东2井上震旦统和寒武系-奥陶系样品进行TOC和碳、氧同位素及微量元素分析,发现该井稳定碳、氧同位素值在寒武系-中奥陶统发生明显变化,该层还赋存高有机质丰度烃源岩,其TOC值的高低可反映当时的生物产率和埋藏率.碳和氧同位素值在寒武系/上震旦统分界处正向漂移,说明正好在进入寒武纪前气候明显变冷,海平面下降.接着,下寒武统底部以碳和氧同位素值的快速负向漂移为标志,表明古气候迅速变暖和海平面大幅度上升,烃源岩TOC值也达到全井柱最高值.古气候显著波动、海平面最高及其频繁变化和沉积物高TOC是早寒武世的显著特征;而晚寒武世-早奥陶世,同位素正向漂移,暗示海平面下降,沉积物TOC也随之下降并降至最低;到了早奥陶世末,即早、中奥陶世的过渡时期,同位素又开始负向漂移,TOC又开始升高;中奥陶世,同位素强烈负向漂移,TOC又升至新高.稳定碳、氧同位素值的变化及其所指示的古气候与海平面变化,以及与TOC的响应关系,指示冰期、冰后期之交,古气候迅速变暖和海平面大幅度上升有利于烃源岩发育;同时暗示,δ13C、δ18O与生烃母质生物的有机生产率、有机埋藏率之间存在某种内在联系.即高TOC含量反映高的有机生产率和高的有机埋藏率;而与其同步反方向变化的δ13C、δ18O则暗示海平面较高,沉积环境属远陆海域,表层水中生烃母质生物的光合作用很强.而有机质的高产率和高埋藏率,导致海水中δ12C和δ16O被大量地固定在沉积物中.这样,就使海水中相对富集13C和18O重同位素而使海水变"重";而这种"重"海水,又导致了同时期浅水区碳酸盐沉积物的δ13C和δ18O值明显增高.

摘要:我国近3×106km2的海相碳酸盐岩分布区长期被认为是潜在的油气勘探区,近年来虽然我国在海相碳酸盐岩地层的油气勘探有了一些突破,但与广泛分布的海相碳酸盐岩区相比,取得的成果还不令人满意。其关键问题是海相碳酸盐岩沉积盆地优质烃源岩发育相带不明,控制优质烃源岩发育的主要因素不清。本文根据海洋生物、现代海洋沉积和古代海相地层中有机质含量分布特征和实验室模拟实验结果,提出影响海相沉积有机质富集的主要因素有:沉积物形成时水体中生物生产率、沉积速率、沉积阶段及早期成岩作用阶段的氧化还原环境、海底深部流体作用等。其中,水体中高生物生产率是海相环境形成富有机质沉积的关键因素,沉积阶段和早期成岩作用阶段水体的相对还原环境有利于有机质富集保存,海底深部流体的活动是形成富集有机质沉积的不可忽视的因素。沉积速率是影响海相沉积有机质富集的主要因素,适当的沉积速率是海相沉积富集的有利条件。