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中国西部复杂叠合盆地油气成藏研究进展与问题

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中国西部 复杂 叠合 盆地 油气 研究进展 问题
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第 22 卷   第 9 期2007 年 9 月地 球 科 学 进 展N 2007 文 章 编 号 : 1001 2007 ) 09 国 西 部 复 杂 叠 合 盆 地 油 气 成 藏 研 究 进 展 与 问 题 庞 雄 奇 1, 罗 晓 容 2, 姜 振 学 1, 林 畅 松 3, 张 水 昌 4, 钟 宁 宁 1, 李   忠 2( 石 油 大 学 , 北 京   102249 ; 科 学 院 地 质 与 地 球 物 理 研 究 所 , 北 京   100029 ; 地 质 大 学 , 北 京   100083 ; 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 , 北 京   100083 )摘   要 : 中 国 西 部 复 杂 叠 合 盆 地 富 集 了 中 国 45% 左 右 的 剩 余 油 气 资 源 , 目 前 探 明 率 不 到 20% , 发 展潜 力 巨 大 。 近 20 年 来 的 基 础 理 论 研 究 表 明 , 中 国 西 部 复 杂 叠 合 盆 地 具 有 “ 多 期 构 造 变 革 、 多 套 生储 盖 组 合 、 多 旋 回 油 气 成 藏 、 多 次 调 整 改 造 ” 的 油 气 地 质 特 征 , 大 油 气 田 的 形 成 和 分 布 受 “ 古 隆 起 迁移 、 烃 源 灶 演 化 、 区 域 盖 层 发 育 、 构 造 平 衡 带 叠 合 ” 四 大 要 素 的 控 制 , 在 此 基 础 上 提 出 了 “ 多 元 复 合— 过 程 叠 加 ” 的 成 藏 模 式 和 有 利 勘 探 区 预 测 方 法 , 为 塔 里 木 盆 地 的 油 气 勘 探 进 一 步 指 明 了 方 向 。除 四 大 要 素 外 , 复 杂 油 气 藏 的 形 成 和 分 布 还 受 “ 圈 闭 发 育 分 布 ” 、 “ 储 层 发 育 分 布 ” 、“ 优 势 通 道 形 成演 化 ” 、 “ 运 聚 动 力 条 件 ” 及 其 相 互 耦 合 关 系 的 控 制 , 在 已 有 成 果 的 基 础 上 进 一 步 开 展 “ 复 杂 油 气 藏形 成 演 化 机 制 与 分 布 规 律 ” 的 基 础 研 究 , 对 于 进 一 步 提 高 钻 探 成 效 和 发 展 叠 合 盆 地 油 气 勘 探 理 论具 有 重 大 的 现 实 意 义 。关   键   词 : 复 杂 叠 合 盆 地 ; 油 气 藏 形 成 ; 油 气 田 勘 探 ; 油 气 预 测中 图 分 类 号 :     文 献 标 识 码 : 复 杂 叠 合 盆 地 油 气 成 藏 研 究 的 意 义中 国 含 油 气 盆 地 都 具 有 复 杂 的 内 部 结 构 , 国 外学 者 [ 1] 将 它 们 泛 称 为 “ 中 国 型 盆 地 ” 。 我 国 学 者 将其 称 为 “ 残 留 盆 地 ” [ 2] 或 “ 改 造 型 盆 地 ” [ 3, 4] , 或 “ 复合 型 盆 地 ” [ 5] , 或 “ 叠 合 盆 地 ” [ 6, 7] 。 本 文 将 地 史 过 程中 3 种 或 3 种 以 上 的 单 型 盆 地 在 同 一 地 理 区 纵 向 上叠 置 形 成 的 盆 地 称 之 为 “ 复 杂 叠 合 盆 地 ” 。 中 国 西部 的 塔 里 木 盆 地 、 准 噶 尔 盆 地 等 均 为 复 杂 叠 合 盆 地 。中 国 40% 以 上 的 剩 余 油 气 资 源 分 布 在 我 国 西 部 的复 杂 叠 合 盆 地 , 勘 探 潜 力 巨 大 。 这 些 盆 地 形 成 的 油气 藏 普 遍 具 有 被 调 整 、 被 改 造 、 被 破 坏 , 甚 至 再 富 集油 气 的 地 质 特 征 , 研 究 西 部 盆 地 这 类 复 杂 油 气 成 藏的 成 因 机 制 和 分 布 规 律 对 于 推 动 我 国 油 气 勘 探 进程 , 缓 解 油 气 短 缺 矛 盾 具 有 重 大 的 现 实 意 义 ( 图 1) 。2  复 杂 叠 合 盆 地 油 气 成 藏 研 究 的 进 展自 80 年 代 初 期 , 我 国 制 定 了 “ 稳 定 东 部 、 发 展西 部 ” 的 油 气 勘 探 战 略 并 取 得 巨 大 成 效 , 1999 年 针对 油 气 勘 探 过 程 中 的 重 大 科 学 难 题 设 立 了 国 家 层 面的 重 大 基 础 研 究 项 目 。 归 纳 起 来 , 我 国 复 杂 叠 合 盆地 油 气 勘 探 研 究 的 重 要 进 展 主 要 表 现 在 4 个 方 面 。阐 明 了 油 气 地 质 基 本 特 征 并 发 展 了 相 应 的 分析 方 法 和 技 术( 1) 盆 地 发 生 过 多 次 构 造 变 革 运 动 。 叠 合 盆 地与 单 型 盆 地 的 明 显 区 别 是 发 育 多 个 不 整 合 面 , 反 映构 造 变 动 频 繁 且 强 烈 。 塔 里 木 盆 地 是 典 型 的 复 杂 叠合 盆 地 , 自 震 旦 纪 以 来 盆 地 经 历 了 震 旦 纪 — 中 泥 盆世 、 晚 泥 盆 世 — 三 叠 纪 、 侏 罗 纪 — 第 四 纪 3 个 开 合 旋回 , 在 由 海 相 向 陆 相 的 演 化 过 程 中 , 构 造 应 力 场 发 生   收 稿 日 期 : 2007 修 回 日 期 : 2007 基 金 项 目 : 国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 项 目 “ 中 国 典 型 叠 合 盆 地 油 气 形 成 富 集 与 分 布 预 测 ” ( 编 号 : 资 助 简 介 : 庞 雄 奇 ( 1961-) , 男 , 湖 北 崇 阳 人 , 教 授 , 博 士 生 导 师 , 主 要 从 事 油 气 藏 形 成 与 分 布 、 盆 地 定 量 分 析 与 油 气 资 源 评 价 的 教 学 和研 究 工 作 . E- m 1  中 国 西 部 叠 合 盆 地 油 气 藏 地 质 特 征 及 其 研 究 意 s in in 张 — 挤 压 的 多 次 交 替 转 化 , 经 历 了 9 次 构 造 变 动事 件 , 形 成 了 6 个 区 域 性 不 整 合 面 , 且 多 个 不 同 时 期的 不 整 合 面 相 互 叠 加 合 并 , 构 成 了 独 特 的 复 合 不 整合 面 [ 8] 。 构 造 运 动 的 多 期 性 决 定 了 盆 地 演 化 的 多阶 段 性 、 沉 积 建 造 的 多 样 性 和 油 气 地 质 条 件 的 复 杂性 [ 9, 10] 。 通 过 研 究 发 展 了 盐 构 造 分 析 技 术 [ 11] 和 复合 不 整 合 面 古 剥 蚀 厚 度 恢 复 方 法 。( 2) 发 育 有 多 套 生 储 盖 组 合 。 叠 合 盆 地 的 多 阶段 发 展 , 往 往 造 成 不 同 原 型 的 沉 积 盆 地 在 横 向 上 复合 , 在 纵 向 上 相 叠 加 [ 7 ~ 9 , 12] , 导 致 多 个 生 烃 凹 陷 在 平面 上 共 存 , 多 套 烃 源 岩 层 系 和 储 油 气 岩 系 在 垂 向 上相 继 出 现 , 形 成 了 多 套 生 储 盖 组 合 。 这 些 烃 源 岩 层系 和 生 储 盖 组 合 发 育 的 多 旋 回 性 决 定 了 复 杂 叠 合 盆地 多 源 复 合 成 藏 、 多 源 叠 合 成 藏 和 多 源 混 合 成 藏 的复 杂 特 征 [ 6, 13] 。 塔 里 木 盆 地 在 寒 武 纪 — 奥 陶 纪 发 育了 海 相 碳 酸 盐 岩 烃 源 岩 ; 石 炭 纪 — 二 叠 纪 发 育 了 海陆 过 渡 相 泥 质 烃 源 岩 ; 三 叠 纪 — 侏 罗 纪 发 育 了 陆 相煤 系 烃 源 岩 。 在 垂 向 上 形 成 了 多 套 储 集 层 和 储 盖 组合 : 储 集 层 既 有 中 、 晚 古 生 界 和 中 、 新 生 界 的 碎 屑 岩 ,又 有 震 旦 系 和 寒 武 系 — 奥 陶 系 、 石 炭 系 — 二 叠 系 的碳 酸 盐 岩 储 集 层 ; 储 盖 组 合 既 有 古 生 界 的 奥 陶 系 内幕 储 盖 组 合 和 石 炭 系 与 下 伏 地 层 储 盖 组 合 , 又 有 新生 界 的 侏 罗 系 与 下 伏 地 层 储 盖 组 合 和 第 三 系 储 盖 组合 [ 14] 。 通 过 研 究 , 提 出 了 4 种 优 质 烃 源 岩 的 预 测 模式 [ 15] , 揭 示 了 深 部 热 液 催 化 生 烃 机 制 [ 16, 17] 。( 3) 经 历 过 多 旋 回 的 油 气 成 藏 作 用 。 多 套 生 储盖 组 合 发 育 和 多 旋 回 构 造 变 动 是 造 成 叠 合 盆 地 烃 类多 期 生 、 排 和 多 期 次 成 藏 的 主 要 原 因 。 盆 地 沉 降 时 ,烃 源 岩 埋 深 加 大 , 烃 源 岩 的 生 、 排 烃 作 用 成 为 一 个 主要 的 过 程 ; 上 升 剥 蚀 时 , 烃 源 岩 的 生 、 排 烃 作 用 停 止 ,运 聚 成 藏 作 用 占 主 导 地 位 。 多 旋 回 构 造 运 动 过 程 中多 个 生 烃 凹 陷 和 多 套 烃 源 岩 进 入 生 、 排 烃 门 限 的 时间 不 同 , 一 套 烃 源 岩 可 能 经 历 多 次 生 排 烃 高 峰期 [ 18, 19] , 叠 合 盆 地 多 期 次 构 造 变 动 过 程 中 出 现 多 旋回 的 油 气 成 藏 。 准 噶 尔 盆 地 至 少 存 在 印 支 期 — 早 燕山 期 、 晚 燕 山 期 和 喜 山 期 3 个 成 藏 期 ; 塔 里 木 盆 地 寒武 系 — 奥 陶 系 海 相 碳 酸 盐 岩 烃 源 岩 发 生 过 、 和 3 个 生 排 烃 高 峰 期 [ 20] , 每 一 次 排 烃 高 峰 期 伴随 着 一 次 油 气 成 藏 过 程 。 通 过 研 究 , 提 出 了 油 气 成藏 门 限 [ 21] 、 多 旋 回 油 气 成 藏 等 概 念 [ 22, 23] ; 发 展 了 4088                                   地 球 科 学 进 展                                         第 22 卷种 油 气 成 藏 期 判 识 技 术 [ 24] 。( 4) 油 气 成 藏 后 发 生 了 多 期 次 的 调 整 与 改 造 。多 旋 回 构 造 演 化 导 致 构 造 应 力 多 期 次 变 化 , 多 源 灶生 排 油 气 导 致 多 区 带 多 期 次 成 藏 。 原 生 油 气 藏 形 成以 后 要 受 到 后 期 构 造 运 动 的 影 响 , 发 生 调 整 、 改 造 甚至 破 坏 。 准 噶 尔 盆 地 西 北 缘 原 生 油 气 藏 受 破 坏 后 变成 了 沥 青 , 沥 青 的 大 量 出 现 又 导 致 了 后 期 充 注 的 油气 在 沥 青 下 部 重 新 富 集 成 藏 ; 柴 达 木 盆 地 地 表 广 泛分 布 的 油 泉 子 、 油 砂 山 和 油 沥 青 , 反 映 了 地 下 富 集 的油 气 曾 经 受 到 过 破 坏 ; 塔 里 木 盆 地 塔 中 和 塔 北 地 下广 泛 分 布 的 志 留 系 沥 青 砂 表 明 早 期 形 成 的 规 模 达 数十 亿 吨 的 大 油 气 田 受 到 了 构 造 变 动 的 破 坏 [ 25] 。 通过 研 究 , 提 出 了 油 气 运 移 过 程 中 损 耗 烃 量 计 算 公 式 ,发 展 了 构 造 变 动 破 坏 烃 量 的 3 种 分 析 方 法 [ 26, 27] 和多 种 物 理 模 拟 实 验 技 术 [ 28, 29] 。搞 清 了 油 气 藏 形 成 与 分 布 的 四 大 主 控 因 素国 内 外 大 量 的 实 例 分 析 表 明 , 控 制 大 油 气 田 形成 和 分 布 的 主 要 因 素 有 “ 古 隆 起 、 烃 源 灶 、 区 盖 层 、平 衡 带 ” 等 4 个 方 面 , 依 据 这 4 个 因 素 的 复 合 作 用 可以 预 测 出 大 油 气 田 形 成 和 分 布 发 育 的 有 利 区 带 。( 1) 古 隆 起 控 制 大 油 气 田 形 成 与 分 布 。 油 气 在盆 地 内 部 的 运 移 受 浮 力 、 水 动 力 、 流 体 压 力 、 毛 细 管力 等 制 约 , 具 有 从 低 孔 隙 向 高 孔 隙 、 从 盆 地 中 心 向 盆地 边 部 、 从 盆 地 深 部 向 盆 地 浅 部 运 移 的 总 趋 势 。 盆地 内 部 的 古 隆 起 是 油 气 运 移 的 最 有 利 的 指 向 区 , 目前 国 内 外 发 现 的 油 气 藏 , 除 深 盆 油 气 藏 之 外 , 它 们 的形 成 和 分 布 都 与 古 隆 起 有 关 。 构 造 油 气 藏 一 般 发 育在 古 隆 起 的 顶 部 或 上 方 ; 地 层 油 气 藏 一 般 发 育 在 离源 灶 较 近 一 侧 的 古 隆 起 的 围 斜 中 部 或 上 部 ; 岩 性 油气 藏 一 般 发 育 在 离 源 灶 较 近 一 侧 的 古 隆 起 的 围 斜 中部 或 下 部 [ 30] 。 复 杂 叠 合 盆 地 油 气 的 运 聚 成 藏 与 不整 合 面 关 系 密 切 , 同 样 受 古 隆 起 控 制 , 在 恢 复 油 气 成藏 时 的 古 地 理 条 件 和 古 隆 起 特 征 后 尤 为 明 显 。( 2) 烃 源 灶 控 制 大 油 气 田 形 成 与 分 布 。 烃 源 灶系 指 某 一 地 史 时 期 源 岩 层 大 量 排 运 油 气 的 范 围 , 一次 大 量 生 排 烃 期 往 往 对 应 于 一 次 大 的 成 藏 期 。 有 效源 灶 的 大 小 及 其 生 排 油 气 量 的 大 小 决 定 了 周 边 油 气成 藏 的 规 模 、 分 布 范 围 、 资 源 潜 力 和 圈 闭 的 含 油 气性 [ 31] 。 研 究 表 明 , 中 国 已 发 现 的 73 个 大 中 型 油 气田 都 分 布 在 成 藏 期 有 效 源 灶 内 或 周 边 100 右的 范 围 内 , 其 中 油 藏 的 分 布 离 源 灶 中 心 不 超 过 50 每 平 方 公 里 生 气 量 小 于 10 × 10 8 m 3或 生 油 量 小于 45 × 10 4 源 灶 内 不 能 形 成 具 有 工 业 价 值 的油 气 藏 [ 32~ 34 ] 。 油 气 自 源 灶 排 出 以 后 往 往 优 先 聚 集于 最 先 遇 到 的 圈 闭 中 [ 35] ; 离 源 灶 越 近 , 圈 闭 中 聚 集的 油 气 量 越 多 、 发 现 的 油 气 藏 个 数 越 多 , 二 者 与 源 灶中 心 距 离 的 变 化 一 致 [ 36] 。 从 全 世 界 各 大 型 油 气 田统 计 来 看 , 在 油 运 移 10 离 范 围 内 出 现 最 大 聚油 量 的 概 率 最 高 , 在 气 运 移 20 50 距 离范 围 内 出 现 最 大 聚 气 量 的 概 率 最 高 , 超 过 以 上 距 离出 现 大 型 油 气 田 的 概 率 很 小 。( 3) 区 域 盖 层 控 制 大 油 气 田 形 成 与 分 布 。 区 域性 盖 层 的 形 成 和 分 布 决 定 着 大 油 气 田 的 形 成 和 分布 [ 37] 。 在 连 续 沉 积 剖 面 上 , 生 油 层 和 储 油 层 之 上 的区 域 性 盖 层 的 形 成 和 发 育 对 于 大 油 气 藏 的 形 成 和 保护 必 不 可 缺 。 研 究 表 明 , 世 界 上 已 发 现 的 大 油 气 田的 形 成 和 分 布 都 与 这 类 区 域 性 盖 层 的 存 在 相 关 [ 38] 。厚 层 泥 岩 是 形 成 大 油 气 田 最 普 遍 的 区 域 盖 层 ; 欠 压实 泥 岩 层 是 形 成 大 油 气 田 最 有 效 的 区 域 性 盖 层 ; 岩盐 和 膏 盐 是 形 成 大 油 气 田 最 严 密 的 区 域 性 盖 层 。 大型 油 气 田 不 一 定 直 接 形 成 于 区 域 性 盖 层 之 下 , 但 缺少 区 域 性 盖 层 就 不 可 能 形 成 大 油 气 田 。 塔 里 木 盆 地自 上 而 下 存 在 5 套 区 域 性 盖 层 : 下 第 三 系 膏 盐 岩 盖层 ; 侏 罗 系 — 三 叠 系 泥 岩 盖 层 ; 石 炭 系 膏 盐 岩 盖 层 ;中 上 奥 陶 统 泥 岩 盖 层 和 中 上 寒 武 统 膏 盐 岩 盖 层 。 目前 所 找 到 的 大 中 型 油 气 田 无 一 例 外 的 都 分 布 在 上 述盖 层 之 下 。( 4) 构 造 变 革 作 用 控 制 大 油 气 田 形 成 与 分 布 。复 杂 叠 合 盆 地 构 造 变 动 相 对 较 小 的 构 造 平 衡 带 控 制着 大 油 气 田 的 形 成 和 分 布 。 平 衡 带 类 同 于 杠 杆 活 动过 程 中 的 中 间 支 点 部 位 。 当 东 部 上 升 受 到 剥 蚀 时 西部 沉 降 接 受 沉 积 , 西 部 上 升 受 到 剥 蚀 时 东 部 接 受 沉积 。 某 一 地 区 如 此 反 复 作 用 后 的 结 果 是 东 西 两 端 的构 造 变 动 较 强 , 不 利 于 现 今 条 件 下 的 油 气 藏 的 保 存与 勘 探 , 即 便 抬 升 端 形 成 过 油 气 藏 也 会 因 为 上 升 剥蚀 而 受 到 破 坏 。 研 究 表 明 , 塔 里 木 盆 地 目 前 发 现 的油 气 藏 都 分 布 在 地 史 过 程 中 构 造 变 动 相 对 较 小 的 平衡 带 内 。 地 层 剥 蚀 量 大 小 影 响 下 覆 圈 闭 的 含 油 气性 。 通 过 对 塔 里 木 盆 地 台 盆 区 油 气 探 井 日 出 油 量 与目 的 层 成 藏 期 上 覆 地 层 剥 蚀 厚 度 的 关 系 研 究 表 明 ,剥 蚀 厚 度 小 的 地 区 ( < 50 m) 和 剥 蚀 厚 度 大 的 地 区( > 150 m) 探 井 油 气 日 产 油 量 都 不 大 , 表 明 油 气 富集 程 度 低 或 富 集 后 受 到 的 破 坏 程 度 强 ; 剥 蚀 厚 度 间于 50 ~ 150 m 地 区 探 井 日 产 油 气 量 最 大 , 表 明 构 造平 衡 带 内 的 油 气 富 集 程 度 高 或 保 存 条 件 好 。建 立 了 复 杂 叠 合 盆 地 “ 多 元 复 合 — 过 程 叠 加 ”成 藏 模 式基 于 对 复 杂 叠 合 盆 地 油 气 地 质 特 征 和 油 气 成 藏188 第 9 期                       庞 雄 奇 等 : 中 国 西 部 复 杂 叠 合 盆 地 油 气 成 藏 研 究 进 展 与 问 题              主 控 因 素 的 认 识 , 提 出 了 叠 合 盆 地 “ 多 元 复 合 — 过程 叠 加 ” 成 藏 模 式 , 基 本 要 点 包 括 : “ 要 素 复 合 、 过 程叠 合 、 多 期 成 藏 、 晚 期 定 型 ” 4 个 方 面 , 图 2 详 细 阐 明了 “ 多 元 复 合 — 过 程 叠 加 ” 成 藏 模 式 的 基 本 概 念 、 地质 模 型 和 预 测 应 用 方 法 等 。指 明 了 塔 里 木 盆 地 大 油 气 田 勘 探 方 向塔 里 木 盆 地 台 盆 区 发 育 寒 武 系 、 奥 陶 系 2 套 主力 烃 源 岩 , 它 们 在 不 同 的 地 史 期 大 量 生 排 油 气 的 层段 和 有 效 烃 源 灶 不 同 , 各 源 灶 生 排 的 油 气 运 移 进 入到 周 边 100 内 的 范 围 与 古 隆 起 有 关 的 圈 闭 中聚 集 成 藏 , 主 要 目 的 层 包 括 寒 武 系 膏 盐 层 下 的 白 云岩 储 层 、 中 上 奥 陶 统 厚 层 黑 色 泥 岩 下 的 碳 酸 盐 岩 储层 、 志 留 系 红 色 泥 岩 段 下 的 砂 岩 储 层 、 石 炭 系 欠 压 实膏 泥 岩 段 下 的 东 河 砂 岩 储 层 。 研 究 区 经 历 了 6 次 大的 构 造 变 动 和 4 次 主 要 的 成 藏 期 , 早 期 形 成 的 油 气藏 受 到 后 期 每 一 次 构 造 变 动 的 影 响 , 被 剥 厚 度 大 于150 m 的 地 区 油 气 藏 受 到 改 造 与 破 坏 , 被 剥 蚀 厚 度较 小 的 地 区 油 气 藏 得 到 了 较 好 的 保 存 。 “ 要 素 复合 、 过 程 叠 加 、 多 期 成 藏 、 晚 期 定 型 ” 是 塔 里 木 盆 地油 气 藏 形 成 、 演 化 和 分 布 的 基 本 模 式 , 本 文 依 据 这 一模 式 , 在 恢 复 了 研 究 区 4 个 主 要 控 藏 因 素 演 化 历 史的 基 础 上 , 对 塔 里 木 盆 地 各 主 要 成 藏 期 各 目 的 层 中最 有 利 的 油 气 聚 集 区 带 及 其 后 期 调 整 改 造 后 的 最 有利 勘 探 区 带 进 行 了 预 测 评 价 , 指 明 了 进 一 步 的 工 作方 向 。图 3 ~ 5 是 塔 里 木 盆 地 寒 武 系 油 气 成 藏 与 分 布预 测 实 例 。 图 3 表 示 第 一 期 成 藏 时 的 4 个 主 控 因 素的 分 布 ; 图 4 表 示 四 要 素 复 合 作 用 下 的 有 利 区 带 以及 它 们 受 后 期 多 次 构 造 调 整 改 造 后 保 留 下 来 的 现 今条 件 下 的 有 利 勘 探 区 带 ; 图 5 表 示 多 期 次 成 藏 作 用下 形 成 的 有 利 勘 探 区 带 与 分 布 。3  复 杂 叠 合 盆 地 油 气 成 藏 研 究 中 存 在的 科 学 问 题 及 其 研 究 思 多 元 复 合 — 过 程 叠 加 的 油 气 成 藏 模 式 只 能 够预 测 有 利 勘 探 方 向叠 合 盆 地 油 气 成 藏 的 主 控 因 素 , 除 了 “ 古 隆 起 、烃 源 灶 、 区 域 盖 层 以 及 构 造 平 衡 带 ” 四 大 因 素 外 , 还模 式 要 点 基 本 概 念 地 质 模 型 地 质 模 型 说 明Ⅰ要素复合古 隆 起 、 烃 源 灶 、 区盖 层 、 平 衡 带 四 要 素复 合 作 用 区 有 利 油气 成 藏1 古 隆 起 控 烃2 烃 源 灶 控 烃3 区 盖 层 控 烃4 平 衡 带 控 烃有 利 成 藏 区 预 测A 类 ( 四 要 素 复 合 )B 类 ( 三 要 素 复 合 )C 类 ( 二 要 素 复 合 )D 类 ( 一 要 素 复 合 )成藏期间Ⅱ过程叠加成 藏 后 构 造 平 衡 带屡 次 叠 加 区 最 有 利油 气 富 集 与 保 存1 一 期 平 衡 带2 二 期 平 衡 带3 三 期 平 衡 带有 利 勘 探 区 预 测A 类 ( 连 续 平 衡 带 叠 合 )B 类 ( 多 次 平 衡 带 叠 合 )C 类 ( 少 数 平 衡 带 叠 合 )D 类 ( 无 平 衡 带 叠 合 )成藏期后Ⅲ多期成藏同 一 目 的 层 在 同 一区 带 内 可 以 充 注 不同 来 源 不 同 期 次 含油 气 的 流 体1 一 期 成 藏2 二 期 成 藏3 三 期 成 藏混 源 油 气 分 布 预 测A 类 ( 多 源 多 期 多 层 )B 类 ( 多 源 多 期 一 层 )C 类 ( 多 源 一 次 一 层 )D 类 ( 单 源 一 次 一 层 )多期成藏Ⅳ晚期定型最 晚 的 油 气 成 藏 和构 造 变 革 对 区 带 勘探 潜 力 影 响 大 , 早 期的 影 响 小 ( Σ Σ , 别 为 潜 力 指 数 和 理 论 最 大 值 别 为 第 藏 指 数 和 权 重 系 数 ; 为 第 造 指 数 和 权 重 系 数勘 探 潜 力 预 测A 类 ( B 类 ( ~ C 类 ( ~ D 类 ( 现今条件下图 2  复 杂 叠 合 盆 地 “ 多 元 复 合 — 过 程 叠 加 ” 成 藏 模 式 及 应 用 原 “ M m m in 88                                   地 球 科 学 进 展                                         第 22 卷图 3  塔 里 木 盆 地 寒 武 系 第 一 期 成 藏 的 主 控 因 素 与 分 e in in 4  塔 里 木 盆 地 寒 武 系 第 一 期 成 藏 有 利 区 带 及 其 调 整 与 改 ad in 88 第 9 期                       庞 雄 奇 等 : 中 国 西 部 复 杂 叠 合 盆 地 油 气 成 藏 研 究 进 展 与 问 题              图 5  塔 里 木 盆 地 寒 武 系 不 同 时 期 形 成 的 有 利 勘 探 区 带 分 布 预 e d in 包 括 “ 圈 闭 的 形 成 与 分 布 、 储 层 的 形 成 与 分 布 、 优势 运 移 通 道 的 形 成 与 分 布 、 油 气 运 聚 动 力 ” 等 以 及它 们 的 “ 时 空 耦 合 关 系 ” 。 如 果 说 , 前 面 四 大 因 素 控制 了 大 油 气 田 形 成 和 发 育 的 有 利 区 带 , 后 面 四 大 因素 则 控 制 了 大 油 气 田 形 成 和 分 布 发 育 的 主 要 目 标 。近 几 年 来 , 复 杂 叠 合 盆 地 油 气 地 质 与 勘 探 研 究 在 盆地 构 造 分 析 、 源 岩 预 测 评 价 、 油 气 生 成 与 排 运 等 方 面取 得 了 突 破 性 进 展 , 为 油 气 资 源 评 价 和 勘 探 方 向 预测 奠 定 了 坚 实 的 基 础 , 但 在 叠 合 盆 地 复 杂 油 气 藏 形成 和 演 化 机 制 及 其 分 布 规 律 方 面 进 展 较 小 。 要 进 一步 提 高 勘 探 成 效 , 并 实 现 有 利 勘 探 目 标 的 科 学 预 测还 需 进 一 步 开 展 更 深 层 次 的 油 气 成 藏 主 控 因 素 及 其作 用 机 制 的 研 究 。复 杂 油 气 藏 成 因 机 制 和 分 布 规 律 研 究 的 关 键科 学 问 题中 国 西 部 复 杂 叠 合 盆 地 形 成 的 油 气 藏 在 后 期 构造 变 革 过 程 中 受 到 了 影 响 , 它 们 普 遍 具 有 被 调 整 、 被改 造 和 被 破 坏 的 地 质 地 化 特 点 , 甚 至 出 现 了 再 富 集现 象 , 它 们 被 概 称 为 复 杂 油 气 藏 。 揭 示 复 杂 油 气 藏的 形 成 机 制 和 分 布 规 律 是 进 一 步 提 高 我 国 西 部 复 杂叠 合 盆 地 油 气 勘 探 成 效 的 关 键 。复 杂 叠 合 盆 地 除 表 现 出 不 同 类 型 盆 地 在 时 空 和形 态 上 的 复 合 和 叠 加 外 , 还 表 现 出 独 特 的 动 力 学 过程 特 征 , 包 括 地 球 层 圈 相 互 作 用 、 多 种 地 质 过 程 相 互复 合 、 不 同 物 质 与 能 量 相 互 交 换 等 。 与 常 见 的 叠 合盆 地 “ 多 套 生 储 盖 、 多 期 生 排 烃 、 多 旋 回 成 藏 ” 的 地质 特 征 相 比 , 西 部 叠 合 盆 地 表 现 出 更 为 复 杂 的 成 藏机 制 、 成 藏 过 程 和 成 藏 效 应 及 其 叠 加 和 复 合 。 围 绕提 高 叠 合 盆 地 油 气 资 源 勘 探 成 效 的 国 家 目 标 和 发 展叠 合 盆 地 油 气 地 质 理 论 的 科 学 目 标 , 需 要 集 中 力 量研 究 与 西 部 复 杂 叠 合 盆 地 油 气 成 藏 机 制 与 分 布 规 律有 关 的 三 大 科 学 问 题 : ① 复 杂 圈 闭 形 成 和 演 化 及 其盆 地 动 力 学 机 制 ; ② 油 气 运 聚 的 动 力 学 条 件 与 过 程 ;③ 油 气 多 期 成 藏 和 调 整 改 造 机 制 。复 杂 油 气 藏 成 因 机 制 和 分 布 规 律 研 究 内 容 和课 题针 对 三 大 科 学 问 题 , 需 要 在 近 几 年 已 有 成 果 的基 础 上 , 深 入 研 究 “ 圈 闭 的 形 成 与 分 布 , 储 层 的 演 化488                                   地 球 科 学 进 展                                         第 22 卷与 评 价 , 优 势 通 道 的 识 别 与 评 价 , 油 气 运 聚 动 力 与 作用 机 制 ” 等 四 方 面 内 容 以 及 它 们 在 “ 时 空 上 的 耦 合关 系 ” 对 油 气 藏 形 成 和 分 布 的 控 制 。 2006 年 国 家 科技 部 批 准 立 项 的 新 一 个 “ 973 ” 项 目 “ 中 国 西 部 典 型叠 合 盆 地 油 气 藏 形 成 机 制 与 分 布 规 律 ” 包 括 了 8 个研 究 课 题 : ① 盆 山 作 用 与 复 杂 构 造 圈 闭 形 成 演 化 ; ②隆 坳 格 局 形 成 演 化 与 岩 性 地 层 圈 闭 发 育 模 式 ; ③ 多重 烃 源 灶 形 成 演 化 及 其 有 效 性 ; ④ 有 效 储 集 体 形 成演 化 与 主 控 因 素 ; ⑤ 复 合 优 势 通 道 形 成 演 化 与 油 气运 移 效 率 ; ⑥ 复 杂 油 气 藏 地 球 物 理 响 应 特 征 与 预 测技 术 ; ⑦ 复 杂 油 气 藏 形 成 改 造 与 再 富 集 机 制 ; ⑧ 油 气藏 分 布 规 律 与 有 利 区 预 测 。复 杂 油 气 藏 成 因 机 制 和 分 布 规 律 研 究 方 法 与技 术 路 线揭 示 复 杂 油 气 藏 成 因 机 制 和 分 布 规 律 需 要 围 绕“ 圈 闭 形 成 演 化 — 油 气 运 聚 成 藏 — 油 气 藏 调 整 改造 ” 的 学 术 思 想 和 动 力 学 过 程 展 开 研 究 工 作 , 强 调多 期 构 造 变 动 条 件 下 油 气 成 藏 的 动 力 学 机 制 、 动 力学 过 程 和 成 藏 期 后 调 整 改 造 效 应 的 叠 加 和 复 合 研究 。 针 对 圈 闭 形 成 演 化 的 研 究 , 重 点 抓 住 盆 — 山 作用 统 一 构 造 变 形 、 盆 内 隆 凹 变 迁 与 沉 积 — 剥 蚀 统 一过 程 两 个 关 键 环 节 ; 针 对 油 气 运 聚 成 藏 的 研 究 , 强 调动 力 机 制 与 作 用 过 程 , 采 用 地 质 分 析 、 物 理 模 拟 和 数值 计 算 等 方 法 结 合 ; 针 对 油 气 藏 调 整 改 造 的 研 究 , 采用 现 代 分 析 手 段 加 强 对 已 经 发 现 的 调 整 型 、 改 造 型和 破 坏 型 等 复 杂 油 气 藏 的 剖 析 。4  结   论( 1) 中 国 叠 合 盆 地 油 气 成 藏 研 究 的 主 要 进 展 是揭 示 了 叠 合 盆 地 具 有 “ 多 期 构 造 变 革 , 多 套 生 储 盖组 合 , 多 旋 回 油 气 成 藏 , 多 次 调 整 改 造 ” 的 地 质 特 征并 发 展 了 相 应 的 分 析 方 法 和 技 术 ; 提 出 了 叠 合 盆 地大 油 气 田 的 形 成 和 分 布 受 “ 古 隆 起 迁 移 、 烃 源 灶 演化 、 区 域 盖 层 发 育 、 构 造 平 衡 带 叠 合 ” 四 大 要 素 的 控制 并 提 出 了 “ 多 元 复 合 — 过 程 叠 加 ” 成 藏 模 式 , 它 们为 大 油 气 田 有 利 成 藏 区 带 和 有 利 勘 探 区 带 的 预 测 提供 了 理 论 指 导 。( 2) 复 杂 叠 合 盆 地 已 发 现 的 油 气 藏 普 遍 显 现 出被 调 整 、 被 改 造 、 被 破 坏 , 甚 至 再 富 集 的 地 质 地 化 特点 , 开 展 这 类 油
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本文标题:中国西部复杂叠合盆地油气成藏研究进展与问题
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