库车前陆逆冲带异常高压成因机制及其对油气藏形成的作用

在综述沉积盆地内异常高压形成机制的基础上, 对库车前陆逆冲带的异常高压的分布、特征及其成因机制进行了深入的探讨. 库车前陆逆冲带之西部克拉苏构造带异常高压主要分布于下第三系至下白垩统中; 构造挤压作用及其构造侵位是其异常高压形成的主要机制, 下第三系膏盐岩层的封闭也是其重要原因. 东部依奇克里克构造带的异常高压主要分布于下侏罗统阿合组, 其异常高压不是由欠压实、而主要是由生烃作用引起的, 构造应力也起了重要作用. 不同的异常压力分布和成因机制对油气藏的形成具有不同的作用. 克拉苏构造带K-E储层为一它源的异常高压系统, 成藏的条件之一是烃类(T-J烃源岩)沿断层向上运移至K-E储层, 并在其中聚集成藏, 而这一运移和聚集过程受到K-E储层异常高压系统的控制. 依奇克里克构造带异常高压封闭体系是造成T-J储层溶蚀孔隙不发育, 导致储集物性差的主要原因; 而依南2号构造T-J储层物性差是该构造缺乏石油聚集、形成天然气藏的主要原因.     

库车煤成烃前陆盆地冲断带大气田形成的控制因素

库车拗陷是一个发育中生界三叠至侏罗系煤地层的前陆盆地, 通过对库车拗陷煤成烃前陆盆地的研究认为, 含煤地层的烃源岩丰度高、厚度大, 具有以生气为主的母质类型, 能够提供充足的气源; 其次, 尽管以挤压为主的前陆逆冲断裂带十分复杂, 但仍能形成完整的大型的构造圈闭, 同时逆冲断裂带是沟通深部源岩的通道; 而上部地层发育优质的膏泥岩盖层是大气田形成的关键. 受前陆盆地控制的源岩生烃史和前陆逆冲带的发育过程, 决定了大气田具有晚期成藏的特征.     

沉积盆地盐构造热效应及其油气地质意义

海相沉积盆地广为发育盐岩,盆内油气藏多与盐岩有关.塔里木盆地是中国最大的海相沉积盆地,该区以往的盐构造研究主要集中于其作为良好盖层的封堵性能和作为构造圈闭的盐相关构造.实测表明,盐岩热导率远大于普通沉积岩(约2~3倍),盐岩这一强烈的热物性差异必然会对盆地地层温度分布及烃源岩热演化产生显著影响,但该问题尚未引起重视.本文基于系列理论模型和库车前陆盆地盐构造地震解释剖面,采用二维有限元数值模拟实验,定量探讨了盐构造的热效应及其对烃源岩热演化的影响.研究表明,盐体会造成盐上地层显著增温(3%~13%)和盐下地层降温(11%~35%),进而分别加速盐上烃源岩和抑制盐下烃源岩的热演化过程.盐体的热导率、几何形态、厚度和埋深是控制地热异常幅度的主要因素.异常范围与盐体尺寸有关,横向上可达盐体宽度的2倍、垂向上为盐体厚度的2~3倍.盐构造使得库车前陆盆地盐下地层温度显著降低,造成盐下侏罗系烃源岩镜质体反射率(Ro)降低约18%,从而有利于盐下深层油气的保存.库车前陆盆地东、西部的盐构造在埋深、厚度、成分和构造变形样式等方面均存差异,这可能是造成该区中生界烃源岩有机质成熟度时空差异分布的原因.上述盐构造的热效应对中国海相沉积盆地深层油气资源潜力评价与勘探具有重要意义.     

强超压储层天然气成藏条件

研究对比了克拉2大气田的成藏条件及中国南海大陆架上琼东南盆地崖21-1构造, 认为强超压储层的成藏条件(在其他成藏条件都具备的条件下)最重要的有两条：一是天然气充注与超压形成时间搭配;二是盖层质量. 如果天然气充注比超压形成时间早, 而且具有蒸发岩层优质盖层, 则易于形成气藏;如果相反则难于形成气藏.     

塔里木盆地构造特征与含油气性

运用板块构造、古构造分析与构造岩相分析、断层相关褶皱以及含油气系统等现代构造地质理论和方法, 结合盆地内地震、钻井和周边露头资料, 进行了塔里木盆地构造特征与含油气性研究. 研究表明, 塔里木是具大陆地壳基底、由古生界克拉通与中新生界前陆盆地组成的大型叠合复合盆地, 盆地结构的特征是: 盆地核心部分为海相古生界克拉通, 上叠的陆相中新生界为4个前陆盆地. 塔里木古生界克拉通虽然规模较小, 但构造比较稳定, 其含油气性特点为多期成藏和古隆起构造控制油气聚集. 塔里木中新生界前陆盆地分布在克拉通周边, 长期沉降, 在中新世以后成为再生前陆盆地, 其含油气性特点为煤系生烃, 富含天然气, 晚近期成藏, 前陆冲断带控制油气分布. 塔里木盆地构造特征决定了其具有多油源、多含油层系、多期成藏的叠合复合含油气系统的特点, 油气勘探具有古生界克拉通和中新生界前陆冲断带两大领域.     

利用流体包裹体信息恢复鄂尔多斯盆地晚古生代天然气气藏气水界面的迁移过程

鄂尔多斯盆地晚古生代气藏在成藏过程中一个独特的特点是气水过渡带发生过迁移. 应用储层中流体包裹体捕获温度, 结合该盆地沉积-构造史及古地温史, 推算出该气藏在不同时期气水过渡带中包裹体的形成时间, 并在此基础上, 绘制出气水界面迁移的等时线图. 结果表明: 该气藏最早于165 Ma左右(晚侏罗世) 在延安一带聚集成藏, 并由南向北逐渐扩大与推移, 在129 Ma左右基本成型. 在晚白垩世由于盆地整体抬升, 气源补给不足, 气藏气水过渡带向南退缩至现今气水过渡带位置.     

克拉2气田石油地质特征

克拉2气田位于库车拗陷克拉苏构造带中段, 是双重构造中呈串珠状分布的一系列褶皱中的一个局部构造. 含气层系以下白垩统巴什基奇克组砂岩为主, 其次为下第三系库姆格列木群白云岩段和砂砾岩段及下白垩统巴西盖组砂岩. 天然气中甲烷含量大于97%, 属于干气, 气源为侏罗系煤系地层. 克拉2号构造圈闭形成于西域期, 成藏期晚. 下第三系厚层膏盐区域盖层形成的良好封盖条件及其成藏期晚是克拉2大气田得以很好保存的根本原因. 克拉2气田的异常高压是由于西域期来自北部的强烈构造挤压作用而形成的.     

库车拗陷大中型气田形成的地质条件

库车拗陷三叠至侏罗系烃源岩分布面积10000 km²以上, 厚度可达1000 m, 暗色泥岩、碳质泥岩、煤岩有机碳含量分别可达6%, 40%和93%, 有机质以腐殖型为主, 形成了一个超强充注的富气系统; 上第三系、下第三系膏盐岩、膏泥岩优质区域盖层分别与上第三系砂岩和白垩系至下第三系砂岩构成库车拗陷最重要的储盖组合, 其次是侏罗系泥岩与砂岩构成的储盖组合; 褶皱-逆冲断带圈闭定型晚, 主要形成于晚第三纪至第四纪, 其中可识别出10种构造样式, 它们具有南北分带、东西分段、上下分层的分布特征, 与被动顶板双重构造有关的盐下断弯背斜为最有利圈闭; 该油气系统以晚期成藏为特征, 喜马拉雅早期以形成凝析油气藏和油藏为主, 主要分布在生烃中心的外环, 喜马拉雅中、晚期是气藏主要形成期, 分布在靠近生烃中心的内环; 气藏超压与巨厚膏盐岩盖层形成封闭体系、强烈构造挤压作用及抬升作用有关. 在库车拗陷褶皱-冲断带第二、三排构造带, 第三系膏盐岩、膏泥岩优质区域盖层之下的完整背斜圈闭是进一步寻找大中型气田的主要目标.     

山盆耦合的一种重要形式: 造山带及其侧陆盆地

造山作用以及由此引发的气候变化可形成两类河流系统, 一是垂直于造山带流动的横向河流, 二是平行于造山带流动的纵向河流, 它们分别将沉积物卸载于前陆盆地和侧陆盆地中. 侧陆盆地不仅比前陆盆地演化历史长, 而且可保存较完整的沉积记录. 新生代发源于青藏高原的河流以纵向河流为主, 由此形成了一系列侧陆盆地. 位于祁连山东、西两侧的兰州盆地和疏勒河冲积扇的演化与青藏高原新生代隆升、构造变形以及气候演化是耦合的. 造山作用和侧陆盆地沉积之间的耦合关系也广泛发生在前新生代, 其中以秦岭造山带与松潘-甘孜三叠纪深海复理石侧陆盆地之间的耦合最具特色. 造山带、侧陆盆地以及将两者联系在一起的纵向河流间的耦合关系是大陆动力学过程的一个重要环节.     

南黄海重磁场与地质构造特征

根据1999年在南黄海东部(122°～125°E)进行的地球物理调查研究结果, 南黄海显示为三隆 (起)两盆(地)的构造格局, 重磁异常与构造吻合得较好. 在盆地区, 重力、磁力均以低而平缓的异常为主, 在隆起区, 重力异常显示为高正异常, 而磁力异常则显示为正负变化异常. 地震地层资料表明南黄海中部隆起为新生代隆起区, 小于1 km厚的Q+N地层之下即为古生代地层, 缺失下第三系. 勿南沙隆起与苏南隆起具有很好的连续性, 表明它们实为一个地质单元. 南黄海北部盆地是一个在晚白垩世发育形成, 并以新生代沉积为主的新生代盆地. 而南部盆地则是苏北盆地向海区的延伸, 是一个以新生代为主的中新生代沉积盆地. 由于郯庐断裂带的巨大左行平移运动, 使得断裂带东盘产生大规模的北移运动, 形成一个巨大的南北向拉张应力场, 使得地壳拉张、旋转倾斜, 并在地壳上部形成拉张盆地.     

克拉2气田天然气地球化学特征与成藏过程

在克拉2气田大量的天然气组分和组分的碳同位素以及其他分析资料的基础上, 讨论了克拉2气田天然气的地球化学特征、来源、成因及成藏过程. 克拉2气田天然气组分偏“干”, 干燥系数近于1.0, 且碳同位素明显偏重, 如δ ¹³C₁均值为-27.36‰, δ ¹³C₂均值为-18.5‰. 综合分析认为, 库车油气系统腐殖型天然气主要来源于三叠和侏罗系烃源岩, 并且侏罗系烃源岩的贡献可能要大于三叠系. 克拉2天然气组分偏干、同位素偏重的主要原因是克拉2天然气为腐殖型烃源岩为主的晚期阶段聚集的产物, 同时也受异常高压的影响. 结合源岩生烃史和构造发育史, 可将克拉2气田的成藏概括为两次充注、两次调整(破坏)的形成过程, 即喜山早期油气充注、破坏过程和喜山晚期的天然气充注、调整过程.     

库车拗陷的油气成藏期

以侏罗系和三叠系两套陆相烃源层的地球化学对比为基础, 确定库车拗陷的天然气属煤型气, 主力气源岩是中、下侏罗统煤系; 主力油源岩则是上三叠统湖相泥岩. 库车拗陷中生代缓慢沉降, 而在晚第三纪急剧下沉, 导致5 Ma以来侏罗和三叠系烃源岩快速深埋、急剧演化到高成熟、过成熟阶段. 三叠系烃源岩晚到23~12 Ma的中新世早期才进入生油高峰, 而侏罗系则晚到5 Ma以来、特别是2.5 Ma以后才进入生干气期, 这是库车拗陷烃源岩热演化的一大特色. 提出了库车拗陷两期成藏、晚期聚气的模式, 其特点是: 主力油气藏往往油、气不同源, 油藏形成早, 气藏形成晚; 早期以油相作长距离侧向运移, 晚期以气相作短距离垂向运移, 也有侧向运移; 拗陷南、北侧圈闭形成时间有早有晚, 从而形成南油北气, 油在外环, 气在内环的分布格局. 虽然库车拗陷天然气成藏很晚, 但十分有利于大气田的保存.     

吐鲁番-哈密盆地古地温梯度及有机质成熟度的确定

盆地古地温研究是盆地热演化研究的关键.盆地形成越早,演化史越复杂,则现今地温与古地温相差越大.沉积盆地的古地温研究是一个复杂的地质问题,必须依据大量实际资料的综合分析和不同方法相互相比、相互验证才能较真实地恢复沉积盆地的古地温场状况及热历史.1 盆地构造演化吐鲁番-哈密盆地(简称吐-哈盆地)经历了3个主要构造演化阶段):石炭纪～早三叠世陆内裂谷作用阶段(早石炭世～晚二叠世早期的裂谷一拗陷-萎缩期、晚二叠世晚期～早三叠世的前陆期)、中晚三叠世～早第三纪广盆形成阶段(中晚三叠世稳定～拗陷期、侏罗纪断陷-拗陷-挤压期、白垩纪萎缩期和早第三纪拗陷期)和晚第三纪～第四纪挤压型山间盆地形成阶段.三叠纪～早第三纪成为稳定的拗陷型盆地,盆地性质类似于克拉通,以盆地的整体沉降、连续沉积、断裂发育、地层展市复杂、缺乏褶皱和角度不整合为特征.     

塔里木盆地南缘志留-泥盆纪周缘前陆盆地

运用板块构造理论, 结合对蛇绿岩、岩浆岩和火山岩的同位素测年、地球化学组分测试、稀土元素分析, 以及地震资料解释, 对塔里木板块南缘前石炭纪构造与沉积建造进行了研究. 证实震旦-寒武纪塔里木板块南缘存在拉张构造下的昆仑洋盆; 随后的碰撞造山在塔里木南缘形成周缘前陆盆地, 上志留统至泥盆系的磨拉石相沉积体系叠置在震旦至中志留统被动陆缘的复理石相沉积体系之上, 构成前陆盆地的二元结构. 同时, 在野外地质和地震资料解释基础上, 识别出了志留至泥盆系地层南厚北薄的箕状沉积特征和前陆冲断带内残存的前石炭纪逆冲挤压构造, 进一步证实了塔里木盆地南缘志留至泥盆纪周缘前陆盆地的存在.     

东营凹陷古近系异常高压的形成与岩性油藏的含油性研究

对东营凹陷异常高压的形成机制进行了系统的分析, 认为欠压实、生烃增压、地层剥蚀对流体增压有显著作用, 但是由于增压机制的阶段性差异, 对油气运移有影响的机制主要有生烃增压及地层剥蚀作用. 根据对东营凹陷盆地演化史的分析, 认为东营末期地层抬升剥蚀之前异常压力的形成以欠压实为主, 而在剥蚀之后以生烃增压为主, 在明化镇末期又发生了一次剥蚀, 造成压力场的变化而诱发流体运移. 异常高压的发育是岩性油气藏形成的必要条件, 而且二者具有很好的正相关关系. 根据现今油藏中压力与充满度的大小, 确定了成藏动力与岩性油藏含油性之间的定量关系. 而成藏动力的大小, 既取决于动力源, 还取决于储层毛细管力、围岩流体压力及在不同输导体系的动力衰减.     

克拉2气田天然气的运移和聚集

以含油气系统理论为指导, 采用了大量的油气地球化学证据, 并结合构造演化史和储层演化史, 对克拉2气田天然气的充注历史从动态的研究角度进行了分析阐述, 得出克拉2气田之所以能够形成我国陆上最大的气藏是捕集到了烃源岩主要生气阶段生成的天然气的结论. 而晚期干酪根裂解气的充注对克拉2气田的形成意义不大, 并提出早期宽缓背斜中主要生气阶段生成的天然气的聚集, 是后期天然气再转移富集并形成大型气藏的必要条件. 最新研究表明, 在库车拗陷的大北1气田、依南2气田、吐孜洛克气田和迪那2气田的天然气的充注, 都与早期宽缓背斜中天然气的聚集、后期天然气再转移富集有关.     

中国海相盆地的形成与演化

中国海相沉积盆地的形成与演化主要经历了两大构造期和5个构造演化阶段．两大构造期是指早古生代板块离散-漂移控制下的海相盆地形成和晚古生代以来板块聚敛-碰撞控制下的盆地叠加改造这两大构造期．5个演化阶段如下：①元古界-中石炭世，小陆壳板块在大洋中的漂移和以碳酸盐岩沉积为主的海相盆地的形成；②晚石炭世-中三叠世，陆壳板块向北的拼合聚敛和海陆交互相沉积盆地的发育；③晚三叠世-早白垩世，板块拼贴以后的构造稳定阶段和陆内沉降控制的湖相沉积盆地的叠加；④晚白垩世-古近纪，受新特提斯洋和西太平洋板块活动的影响，海相沉积盆地经受陆内变形，发生埋藏、隆升剥蚀或破碎；⑤新近纪以来，受印度板块与亚欧板块的碰撞及其远距离效应的影响，海相沉积盆地边缘发生前陆挤压和盆山耦合作用．构造演化过程控制了中国海相沉积盆地的石油地质特征，古生代海相沉积盆地的形成奠定了油气藏形成的物质基础，中新生代的构造叠加与改造决定了油气成藏与保存的关键条件．晚元古代-早古生代，漂移在大洋中的古板块上沉积的深水相泥页岩和陆缘海碳酸盐岩层序中，发育了优质的海相烃源岩和礁滩相储集层．晚古生代，陆壳板块聚敛并上升成陆，克拉通盆地内部的古隆起成为油气运移、聚集和储集的良好空间，同时海陆交互相沉积的煤系地层形成了区域性的封盖层．中新生代的构造稳定性决定了古生代海相盆地的保存条件．具有前寒武系结晶基底，构造活动相对稳定，盆地改造程度低的海相沉积盆地和其中古油气藏容易保存，例如塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等都是有利于海相油气勘探的地区．     

深盆气-成岩圈闭: 以鄂尔多斯盆地榆林气田为例

在鄂尔多斯盆地榆林气田的上倾部位, 不存在构造、地层和沉积岩性圈闭条件. 应用偏光显微镜、荧光显微镜、包裹体均一温度、拉曼光谱测试等手段研究了成岩作用的历史, 揭示出三期地质流体的活动, 分别发生在晚三叠世、晚侏罗世和早白垩世末期, 并发现圈闭的形成明显受成岩作用影响. 在第一和第二期流体作用期间, 酸性流体进入了储层, 引起溶蚀和胶结作用, 储层的孔渗条件得到一定程度的改善, 但是此后盆地的再次沉降引起的再压实作用使得储层致密化. 到早白垩世末期, 盆地内古生界主力气源岩进入大规模生排期, 气田上倾部位的气水过渡带内胶结作用继续进行, 进一步降低了孔隙度和渗透率. 榆林气田的成藏机理因此发生了从深盆气到成岩圈闭的转换, 有利于较长时间地保留天然气.     

特提斯构造带的演化和北缘盆地群形成及塔里木天然气勘探远景

通过对特提斯造山带的特征分析, 认为特提斯造山带经历了二叠纪至晚三叠世的新特提斯洋的扩张与古特提斯洋的关闭、侏罗纪至老第三纪早期新特提斯洋的俯冲消亡与印藏碰撞、老第三纪晚期以来阿拉伯板块的碰撞与持续的印藏陆-陆俯冲作用3个演化阶段. 结合特提斯造山带演化和北缘盆地群的特征, 认为北缘盆地群的沉积特征、构造特征及盆地类型都受到特提斯造山带形成和演化及特提斯洋海侵的控制; 北缘盆地群的演化可以分为晚二叠世至三叠纪的弧后前陆盆地发育阶段、侏罗纪至老第三纪早期的弧后伸展断陷和拗陷盆地阶段与老第三纪晚期以来的再生前陆盆地. 特提斯北缘盆地群是世界上重要的巨型天然气聚集区, 塔里木盆地是该聚集区的一部分.     

琉球“沟-弧-盆系”构造地貌: 地质地球物理探测与制图

利用多波束全覆盖水深测量数据和地震、浅地层调查、地质地球物理调查资料及现有研究成果, 对琉球“沟-弧-盆系”构造地貌特征进行了系统的分析研究, 编绘了琉球“沟-弧-盆系”构造地貌图. 指出琉球“沟-弧-盆系”地貌的发育和分布格局主要受构造运动的控制. 琉球岛弧与东海陆架和陆坡构造地貌特征具有明显区别, 前者地质构造上由吐噶喇火山脊、琉球褶皱脊和弧前增生楔及夹于其间的奄美拗陷和弧前拗陷组成, 地貌上表现为岛坡海岭与岛坡断陷盆地相间分布的格局; 东海陆坡是一个新生的被动型陆缘, 地貌上表现为断阶型陡坡, 地形变化连续. 冲绳海槽构造上是一个弧后张裂带, 带内构造活动强烈, 火山活动和热液活动活跃, 已经并正在发生海底扩张. 海槽地貌的发育主要受雁行式排列的海槽扩张轴和东海陆坡断裂带、吐噶喇西缘断裂带的控制. 海槽中央为沿扩张轴发育的中央裂谷盆地和中央火山链, 西~西北侧为自东海陆坡坡麓向海槽中央倾斜的浊流堆积平原, 东~东南侧为自琉球岛弧西坡坡麓向海槽中央倾斜的火山碎屑堆积平原. 冲绳海槽在构造地貌上构成东海陆架和琉球岛弧的天然分隔.