下扬子区海相中古生界领域油气勘探评价——缅怀朱夏先生未尽遗愿,发扬朱夏先生学术思想

作者&投稿:笪信 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
“朱夏油气勘探地质理论应用研讨会”总结~

戴进业
(中国地质学会、中国石油学会副秘书长)
各位专家、各位代表:
受中国地质学会副理事长周玉琦和中国石油学会副理事长周佰修的委托,对会议进行总结。
1 会议概况
“朱夏油气勘探地质理论应用研论会”,于2000年11月25日~27日在中石化石油勘探开发研究院无锡实验地质所召开。新老专家济济一堂,既有德高望重的院士老专家,又有国内石油界的后起之秀。这次会议是一次学术论文水平高、参会人员层次高、涵盖内容丰富、参会单位面广的、紧张的、愉快的、成功的学术交流会。
参加会议的有来自中国石油化工集团、中国石油天然气集团、中国海洋石油总公司等三大石油公司的代表、有来自中国科学院的代表、有来自北京等11所高校的代表、有来自国土资源部广州海洋地调局和青岛海洋所的代表。特别是我们还请到了朱夏先生的夫人华东师范大学的严重敏教授,请到了中科院院士刘光鼎先生、田在艺先生、任纪舜先生和张国伟先生。金庆焕院士虽因事未能到会,但专门打来电话向会议表示祝贺并请假;朱夏先生的弟子严跃骏博士专门从美国发来E-mail,向会议表示恭贺;朱夏先生的同事和战友、原地质矿产部副部长塞风同志不顾年迈和初冬之寒,特地从北京赶来参加会议;还有许多未能与会的老专家们分别以论文或电话的形式向朱夏先生表示缅怀之情,向会议的召开表示祝贺。这次会议的代表分别来自46个单位,共有120余人。会议收到论文71篇,会上宣读交流42篇。会议历时三天,圆满完成了预定的会议议程和任务。
2 会议主要成果
(1)会议缅怀了朱夏先生崇高的爱国奉献精神和治学严谨、勇于创新、虚怀若谷的大家风范。大家深深懂得,朱夏先生之所以在新中国成立前夕毅然克服重重困难,回到祖国参加新中国建设,1955年又自动请缨到大西北,为开拓祖国的石油勘探事业、寻找油田而贡献自己的青春岁月,正是由于他有一颗强烈的爱国之心和炎黄子孙的责任感。大家一致认为要继承和发扬这种精神。
(2)会议回顾了朱夏先生对建设克拉玛依油田、发现和建设大庆油田作出的突出贡献。不少讲话和论文对朱夏先生的人格、为人、学术思想进行了缅怀,与会者深受启发,获益匪浅。
(3)会议对朱夏先生提出的研究盆地的3T-4S-4M工作程式进行了研讨,认为朱夏先生的这一理论对全面分析沉积盆地的形成演化、分析地球动力学作用及其含油气性这一系统工程具有长远的指导性的意义。许多论文以此为指导,报告了近年来作者们在含油气盆地研究中所取得的进展。比如东海陆架盆地的油气突破、渤海蓬莱19-1油田的突破、北滩海油田的突破、塔里木盆地的突破、吐哈盆地的突破、四川盆地的突破等,无一不与朱夏先生在含油气盆地方面的理论相联。又比如东海—冲绳海槽—菲律宾海剖面的双船反射地震成果,这是一项真正体现高科技的研究成果,它为东海油气田勘探提供了重要的基础资料。这些令人振奋的成果,可以告慰朱夏先生“在天之灵”。
(4)这次会议大多数的论文是反映我国各大含油气区、含油气盆地最新研究成果的。遵循朱夏先生把沉积盆地划分为不同的原型的思想,在当前我国油气勘探第二次创业中尤为重要。大家认为必须把勘探的范围扩大到前新生代盆地,要加强研究“叠合盆地”、“残留盆地”等改造后的盆地。会上有的论文强调了要把古生界地层作为油源层,以中、新生界作为储层,扩大华北的勘探前景。还有的论文指出了渤海及其周围地区前新生代海相残留盆地重要的油气前景,许多论文还分析了中国南方残留盆地的含油气前景。
(5)反映在含油气盆地研究论文中的另一个方面就是含油气系统的研究。结合渤海湾、东海等油气田的情况,有的论文探讨了成藏作用和成藏条件问题,研讨了动态成藏系统的问题。
(6)早在20世纪70年代末,朱夏先生就提出了利用计算机进行盆地模拟的设想。这次会议的论文中,有不少篇就是根据朱夏先生提出的3T-4S-4M盆地研究的工作程式,从盆地到圈闭进行埋藏史、热史、生烃史和运聚史等四史的模拟,这些成果反映了近年来在含油气盆地研究定量化方面的进展。这次会议发言者制作的幻灯片优美,有的还配以动画,令听众耳目一新,这也是计算机在油气勘探中的应用效果,是科技进步的表现。
(7)会议有的论文还涉及煤成气和天然气水合物研究方面的问题。此外,有几篇论文还介绍了我国油气勘探的现状,基于目前原油产供的情况,建议有关决策者进一步加强石油勘探工作,增加后备储量,以满足我国经济建设快速发展的需要。
总之,会议上发表的论文都反映了朱夏先生的活动构造历史观,指导了各大油气盆地的工作,取得了丰硕的成果。他的盆地研究TSM工作程式,正在得到广泛深入的应用,使当前盆地研究从定性走向定量。这一切说明朱夏先生的理论和学术思想正在得到发扬光大。
3 会议存在的不足和建议
虽然这次会议是非常成功的会议,但是,本次会议还是存在一些令人感到缺憾的地方,主要是,在会议安排上时间太紧张,使有些想要发言的同志来不及发言,或发言者山于时间限制不能尽兴,也未能在会上安排充分讨论。在此,我既代表会议承办单位又代表会议组织者——中国地质学会石油地质专业委员会、海洋地质专业委员会和中国石油学会石油地质专业委员会向大家表示深深的歉意,并对大家在会议期间给以充分的合作表示诚挚的感谢!同时请允许我代表全体参会者对无锡实验地质所对会议作出的贡献表示衷心的
感谢!
各位同行,会议就要结束了,大家可能还有未尽之言,愿我们新世纪再相会。明天,大家将要外出考察,自古江南地灵人杰,祝大家高高兴兴,旅途顺利!
谢谢!

(1)古克拉通盆地是寻找古生界海相油气田最佳地区
中国古生代发育有6个大型盆地,即:塔里木、准噶尔、华北、扬子、华北及青藏等,这些古克拉通盆地自震旦纪以来发育较全的古生界(南方含T1-2),一般发育2~3套烃源岩(Z—O,S,C—P)均具有生储盖组合。在塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、四川等发现多个大中型油气田,现有资源转化率很低,勘探潜力巨大。
(2)克拉通盆地古隆起、古斜坡是寻找古生界油气藏有利富集区
塔里木盆地东北部的满加尔是早古生代发育起来的大型台缘坳陷带,泥盆纪及中生代仍保持坳陷状态,沉积岩总厚达万米。其周围有沙雅隆起(古、中生代都是相对隆起,华力西期有断隆及褶皱构造)、塔中隆起(华力西期、中生代后长期为斜坡)、孔雀河斜坡(华力西期褶皱上升夷平,侏罗系又覆于不整合面上)。这是中国唯一古生代大型生油坳陷与邻近隆起配套而保存完好的地区,总控制面积达2×104km2以上,应是我国古生界油气勘查的重中之重。但该区油气活动史异常复杂,从早古生代至今,油气都存在生、移、散、改造和再运聚过程。关键问题是目前尚未弄清与生油高峰配套的大型圈闭,油气辗转迁移可能导致地区和层位上的相对分散,增加勘查的难度,但其总体评价仍然是毋庸置疑的,尤其是地层、岩性油气藏前景巨大。
四川盆地存在4个隆起与川东斜坡,长期组成油气源及运移指向区。尽管川东褶皱相当强烈,深浅构造格局迥异,但只要地震能准确查明深部圈闭,命中率很高,含气丰度也很高。
鄂尔多斯中部古隆起和伊陕斜坡是油气运移指向区。准噶尔盆地西部隆起、陆梁隆起、中央隆起等是捕获相邻坳陷油气的指向区,并已发现多个油气田。
(3)逆掩推覆带下的古生界油气领域
逆掩断裂是构造剧烈变形的反映,对油气藏的破坏性远大于建造。但在油气源特别丰富的地区,逆掩推覆体在良好的盖层条件下,仍可作为一种构造圈闭形式。另外,平缓推覆面在特定条件下,也可作为下伏油气藏的封隔面。实践也证明,地表极其复杂的断褶,其推覆面以下的构造则相对简单、完整,有利于油气保存。
印支运动以来,中国古陆块上普遍见到相当规模的逆掩推覆断层,燕山-喜马拉雅运动更为显著,并伴有重力滑动,有基底拆离和盖层内部滑脱。推覆的规模和距离,各家估算的差别很大。中、下扬子地台区被两侧规模较大的逆推断层所掩盖。尤其是下扬子地台区,情况非常复杂,有些深井地层越钻越新。朱夏教授曾寄希望于“因印支以来的运动而发生逆掩断层与重力滑动的晚古生代—早、中三叠世盖层之下,是否以坚硬的五通砂岩为应力调剂面而保存着较完整的下古生界构造。”
在逆掩断裂系统以下寻找圈闭构造的思路,应作为这类地区勘查油气的主要方向,并建立在高水平的地震工作基础上。深井钻探,亟须慎重,但在关键地点仍需要配合深井提高认识和评价。
在湘中,黔东、赣中、南华北、龙门山、大巴山、鄂尔多斯西缘等,都有相当一部分古生界被逆掩推覆带所掩盖。龙门山已通过一批数字地震剖面见到推覆下相对缓和的构造,肯定是较有利的油气圈闭,但详细查明仍很困难。准噶尔西缘克-乌断裂带已成为重要油气区,中国在此领域将会有相当进展。
(4)中—下扬子地区的下古生界
该区发育3~4套烃源岩、多套生储盖组合。这个地区由于印支-燕山运动强烈使上古生界发生较严重的破坏,褶皱-断裂发育并遭受岩浆活动穿切,油气保存较差,一般难以形成大型油气田。但是下古生界被破坏的程度很微弱,具有形成大中型气田的条件。因此,该区下古生界仍是主要勘探地区。
(5)滇黔桂地区下古生界
本区经多年勘探:确认发育多套烃源岩,油气资源丰富,并在地表和井下多处发现油气显示,表明具备成藏条件,但印支-燕山运动对本区油气保存有一定破坏作用,多处古油藏存在说明了这一点。笔者认为泥盆系以下构造活动微弱,对保存油气有利,有望发现大型气田。
(6)柴达木、河西走廊及东北地区石炭系—二叠系
近年来的研究,这3个地区的石炭系—二叠系发育,在柴达木和河西走廊地区无变质现象,只在东北地区局部沿压扭断裂带和岩浆岩接触带发生不同程度的变质作用。并发育有较好烃源岩,一般厚度为200~600m,有机质丰度较好,成熟度Ro为0.8%~2%。除有自生自储组合外,尚存在下生上储的组合,在柴达木盆地北部发现石炭系灰岩内自生原油显示等。
所以,上述地区是今后寻找上古生界油气藏较好地区之一。
(7)青藏地区的古生界
近几年来的研究发现青藏广大地区发育有古生界,特别是上古生界发育较齐全,而且确定了志留系、石炭系—二叠系存在较好烃源岩,另在羌塘、措勤等地区发现寒武系—奥陶系有较好烃源岩且未有区域变质作用,因此,青藏地区(含松潘-阿坝地区)亦是今后寻找古生界油气藏的地区之一。
(8)中国海域
通过中国陆地古生代演化和沉积特征,推测相邻海域古生代有机物的沉积演化过程,得出结论:中国海域古生代沉积是广泛的。
经近年研究,在南黄海地区已发现古生界和地震反射特征,如涝山隆起经钻井、重磁、电、地震等资料,古生界发育齐全,且埋藏较浅,可作为中国海域寻找古生代油气田首选地区。

周荔青 杨方之 王金渝

(中国石化新星公司华东石油局,江苏南京 210011)

【摘要】 根据朱夏先生倡导的叠加改造型含油气盆地动态分析的学术思想,结合我国海相改造型盆地油气成藏动力系统及下扬子区盆地构造演化及沉积建造系列特征,分析了下扬子区的下古生界、上古生界两个油气成藏动力系统,提出其油气成藏的有利部位有明显差异。下古生界油气成藏的有利部位需具备以下条件:具有加里东期、海西期古隆起背景的地区;紧邻下古生界生烃中心;下古生界的两套原生生储盖组合比较有利的地区,即下古生界烃源岩品质好、下古生界主力输导层储层原始孔渗性好的区块;在印支—早中燕山期构造运动中,冲断褶皱构造作用较弱,仅发生表皮冲断推覆褶皱作用的地区;保存完整下古生界的地区;印支—早中燕山期的大型挤压背斜构造;中新生代拉张改造较弱的地区;后期岩浆作用较弱的区块。上古生界油气成藏的有利区块需具备以下条件:处于海西-早印支期古隆起区;具上古生界有利生储盖组合的区块;上古生界未卷入或仅发生轻微冲断推覆褶皱的区块;上古生界保存完整,且有早中生代沉积的区块;具有较厚的上白垩统—新生界沉积建造;处于较大型箕状断陷断块体的上倾方向;具有良好侧向连通性、裂隙发育、储集性良好的印支—燕山不整合面。

【关键词】 海相改造型盆地;油气成藏动力系统;勘探评价;下扬子区

我国有不少含油气盆地是由元古代—古生代和中、新生代等多个构造层叠加和复合而形成的,正如朱夏教授所指出的那样“引人注目的是我国有属于两个地质历史阶段、同两种全球构造运动体制相联系的两套富含油气远景的盆地”,它们是“通过构造格局的重大变化所构成的复杂联系(朱夏,1986)”[1,2]。他积极倡导开展了以海相中古生界为主要目标的全国第二轮油气普查勘探,使我国相继在塔里木、鄂尔多斯、华北盆地取得海相中古生界重大突破,迎来了我国新世纪“西气东输”的油气资源结构转变。他对叠合型含油气盆地中古生界海相领域油气前景的论断[3,4],得到了沙参2井、陕参1井、塔中1井、沙48井以及苏桥—文留地区突破中古生界高产油气流的验证。

朱夏在担任江苏石油普查勘探指挥部技术负责人期间,从两种构造体制、两套含油气盆地观点出发,提出了下扬子区油气“四代同堂”的大胆设想。早在20世纪70年代中期,朱夏先生就提出要重视苏南及其毗邻的浙皖地区海相找油气前景,并指导编制了上震旦统—下三叠统整套岩相厚度图,对下扬子整体油气地质条件进行了评价研究。他念念不忘要争取下扬子海相中古生界领域油气的突破,一再表明这个领域不出油气死不瞑目的决心(李道琪,1993),随着盐城凹陷盐深1井突破工业天然气流,已初步实现了朱夏先生的遗愿[5]。

朱夏先生是我国含油气盆地分析方法的理论奠基人,他认为,全球构造演化决定了盆地的构造、沉积演化特征,决定了盆地的油气形成、分布特征,因此,含油气盆地分析可归纳为“TSM”程式,这就是:

朱夏油气地质理论应用研讨文集

显然,这一程式也适用于叠加改造型含油气盆地分析。但在海相改造型含油气盆地分析中,朱夏先生特别强调动态分析的思想。他指出“在中国叠加几乎是普遍的规律,因此在两种体制或两个世代的盆地之间存在着复杂的沉积与构造的关系,从而建设性或破坏性地影响了油气的分配与再分配”。两种构造活动体制叠置的主要沉积和构造的演化和改造过程,都参与了油气藏形成的全过程。随着盆地持续沉陷和后期构造变动,致使烃类进一步演化和发生再运移聚集和形成新的油气藏,也使油气藏形成多层系、多圈闭类型、多油源、多次运移聚集的特征。在平面与纵向上,油气藏分布呈交错或重叠的格局。现今的油气藏多是跨越两种构造活动体制,经多次重大构造期改造的结果,油气资源很丰富,但其油气藏形成、改造与分布特点是复杂的,需要探索和解决许多新的石油地质理论问题,以挖掘新的油气远景资源。他认为在地球发展的历史长河中,格局的大变革是绝对存在的,而每次重大的变动,都会引起矿物元素包括油气等流体的迁移和平衡的破坏,从而展开了盆地内新的油气藏分布态势。因此,要十分注意研究动态的平衡和平衡后的新动态[5]

1 我国海相改造型盆地基本油气地质特征

油气勘探实践证实,我国海相改造型盆地具有“多源复合”、“油气资源潜力巨大”的基本油气地质特征。

我国海相中古生界油气田具有多源性,母岩类型有深海—半深海相碳酸盐岩、泥页岩、海陆交互相含煤系地层等;生油岩层位由震旦系到三叠系、侏罗系。

四川盆地已发现侏罗系、三叠系、二叠系、石炭系、震旦系等各层位气田,经烃源对比,认为以混合烃源为主,但各层位气藏均有其主力烃源岩,生油岩层位为三叠系—震旦系,不同区块的主力烃源有明显差异。

鄂尔多斯盆地中部奥陶系风化壳大气田的烃源由奥陶系碳酸盐岩与石炭、二叠煤系供给,石炭—二叠系中小型天然气田主要为自生自储的煤成气。

塔里木盆地的塔河、西达利亚、雅克拉大型油气田奥陶系—寒武系油气藏的烃源主要为奥陶—寒武系,其次是加里东风化壳上覆的石炭系泥页岩。该区的石炭系东河塘砂岩中小型油气田烃源岩主要是石炭—二叠系含煤岩系泥页岩。

渤海湾盆地已勘探发现一批中型与石炭—二叠系烃源岩有关的凝析油气田,如东濮凹陷文留、翼中凹陷苏桥凝析油气田。

我国海相残留盆地油气资源潜力巨大,华北地台、塔里木地台、上扬子地台的海相中古生界均已发现亿吨级大油气田,渤海湾盆地已发现数千万吨级油气田,中、下扬子区已发现一些小型油气田,充分证明了我国海相中古生界的生烃能力,具有良好的油气成藏条件,具有广阔的油气勘探前景。

2 我国海相改造型盆地的油气成藏动力系统特征

2.1 海相改造型盆地油气成藏动力系统

随着我国海相改造型盆地油气勘探工作和理论研究的不断深入,我国的油气地质理论工作者发展了朱夏先生倡导的改造型含油气盆地分析学术思想,形成了海相残留盆地“油气成藏动力系统”的盆地分析思想。

一般认为,油气成藏动力学系统(kinetic system for pool-forming)包括两个最基本的部分:一是成藏的最基本条件,诸如油源、输导系统、储层、封盖层、圈闭等及成藏的动力学条件;二是这些成藏动力学条件在地质历史中有机地配合所发生的动力学过程及其结果。成藏动力学就是以地球动力学为基础,以油气运移聚集的动力学系统和过程为核心,把油气的生、储、运、聚、散连结成为一个统一的整体,探讨盆地油气生成、运移、聚集和分布的规律,从而指导油气勘探工作。

2.2 我国海相改造型盆地油气成藏动力系统特征

塔里木、鄂尔多斯、四川、渤海湾等海相改造型盆地油气勘探实践及理论研究表明[6],我国海相改造型盆地的油气成藏动力系统具有如下特征。

(1)原型盆地构造沉降作用控制了海相盆地主力烃源岩的发育。主要的海相烃源岩类型为深海—半深海相碳酸盐岩和泥页岩、海陆交互相含煤系地层。

(2)受海相原型盆地构造演化旋回控制形成以下3类有效生储盖组合:其一,围绕加里东运动形成的古风化壳,发育由下古生界—新元古界深海相烃源岩、加里东运动侵蚀面碳酸盐岩裂隙—溶蚀储集体及侵蚀面之上陆相碎屑岩或粒屑灰岩储集体与上古生界泥页岩系组成的有效生储盖组合,如鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、四川盆地川东地区的石炭—二叠系/寒武—奥陶系组合;其二,海西—早印支期海陆交互相含煤系地层与河流—三角洲—滨海相碎屑岩互层型自生自储生储盖组合;其三,海西期—印支期海相中古生界烃源岩系与早中燕山期陆相中新生界碎屑岩系构成的下生上储组合,如川西地区二叠、三叠系与侏罗系组合。

(3)后期构造作用控制改造型盆地的晚期生烃中心。所有油气聚集丰度较高的海相残留盆地,其古生界生烃中心能够处于后期的沉降中心区,确保烃源岩的持续生烃。

(4)加里东期、海西期、印支期形成的继承性大型古隆起是主要的油气运移指向区,大中型油气田主要分布于古隆起区。

(5)古生界生烃区的生烃高峰期与圈闭形成期形成有机的配置。以四川盆地为例,大型地层—岩性—古隆起与印支期生烃高峰匹配,为形成川西地区大中型气田奠定了基础。

(6)后期的构造改造条件适中,既要有适当隆升,形成水溶脱气,使天然气富集的良好条件,又要不破坏油气藏。

(7)在经历后期构造改造作用后,盆地的晚期生烃及晚期油气运移受改造后的构造格局控制。若后期改造过分强烈,盆地分割性过强,则油气运移、聚集规模较小。

2.3 我国部分海相中古生界含油气盆地油气成藏动力学系统

2.3.1 稳定克拉通海相中古生界含油气盆地油气成藏动力学系统

以鄂尔多斯盆地、塔里木盆地为典型代表,其形成的基本地质背景是:①发育华北地台型中古生界海相、海陆交互相建造系列;②加里东期整体抬升运动,形成加里东期不整合面,发育一系列大型、巨型碳酸盐岩残丘,而不整合面之下地层成层性未破坏,地层倾角加大;③加里东期之后盆地稳定沉降,中古生界建造最大埋深曾达到3000~5000m。后期未卷入强烈的冲断推覆构造或拉张块断构造作用之中,未破坏加里东期形成的大型坳隆构造格局。

这两个盆地具有如下油气成藏动力学系统特点:①以发育奥陶—寒武系、石炭—二叠系两套主力烃源岩,奥陶—寒武系不整合面附近的碳酸盐岩溶洞裂缝体系与上覆泥盆系、石炭—二叠系之内海陆交互相砂泥岩互层构成两大生储盖组合体系,形成两套含油气系统。在大多数情况下,两套含油气系统内的油气不发生强烈跨越式运移;②加里东运动形成的区域性背斜及一系列大型—巨型古隆起、潜山控制了石炭—二叠系沉积格局,它们共同控制了区块油气运移、聚集;③加里东不整合面及上覆志留系粗碎屑岩、石炭—二叠系海陆交互相粗碎屑岩成为大面积区域汇烃层,是确保形成大中型油气田的决定性因素。这些盆地70%的海相油气赋存在不整合面附近。后期适度的挤压构造作用,形成了碳酸盐岩中的纵向裂隙系统,是各层位生油层的油气向加里东不整合面汇聚的主要通道。④奥陶—寒武系、石炭—二叠系等主力烃源岩都在加里东剥蚀面及古构造背景形成之后才进入成熟—高成熟阶段[6]

2.3.2 上扬子四川盆地海相中古生界油气成藏动力学系统

其形成的基本地质背景是:发育扬子地台型海相中古生界建造系列,加里东期造成的沉积间断短于华北地台,有较全的中上奥陶统及下志留统,中、上志留统及泥盆系、下石炭统缺失,发育一批加里东期大型古隆起和坳陷。石炭、二叠系建造齐全,厚度大,受海西、印支期构造运动影响,形成海西、印支古隆起。在古生界之后盆地全区连续接受了分布比较稳定的三叠系、侏罗系、白垩纪巨厚陆相沉积建造。喜马拉雅运动使该区沉积装盖层全面褶皱,形成以北北东向为主体的川东高陡背斜褶皱区、川中近东西向平缓构造区和川西平缓坳陷区。该区发育川东高陡背斜区、川西—川中平缓构造区两大油气成藏动力系统[6]

(1)川东高陡背斜区的油气成藏动力学系统

该区的油气成藏动力学系统特点是:多套烃源、多套储气组合、混源成藏、含气层位众多。下古生界(含上震旦统)加里东期、海西期陆续进入成熟—高成熟阶段,上古生界(含三叠系)烃源岩自早燕山期陆续进入成熟—高成熟演化阶段。川东地区刚好处于古生界盆地沉积中心附近。加里东、海西、印支等各期次的古隆起分别控制了下古生界(含上震旦统)、石炭—三叠系油气的运移指向,大型继承性隆起—地层上倾尖灭—成岩作用复合圈闭成为长期捕获油气的区块。单个大型复合型古圈闭面积可达2000~2500km2。天然气的早期运移通道主要是石炭系、奥陶系等粒屑灰岩的原生孔隙,呈水溶状态运移。据计算,各大型古圈闭在喜马拉雅运动前,烃类在地层水中已处于高饱和状态,储量丰度达(1.5~2)×108m3/km2,可以聚集(3600~4800)×108m3天然气。在喜马拉雅运动作用下,沉积盖层形成大量褶皱及构造裂缝,并发生区域性隆起,促使天然气发生垂向运移、统一汇聚和水溶脱气作用,进一步富集成藏。

(2)川西、川中平缓构造区的油气成藏动力学系统

由于特定的地质环境——被动沉降、三元结构、构造多次叠加、高沉积速率、强烈的后期改造等,造成该区具有特色的油气成藏动力学系统特点。上三叠统煤系(厚度达1500m)是该区块主力烃源岩,平均生产丰度达75×108m3/km2,在坳陷中心达180×108m3/km2。而世界大气田区生气强度一般(20~25)×108m3/km2。由于烃源充裕,形成超压,利于有效地充注圈闭。上三叠统及侏罗系内的致密砂岩是天然气大面积运聚的主要通道,天然气呈水溶状态运聚。燕山、喜马拉雅期挤压构造运动形成的裂缝系统,进一步改善了储集层系。由于岩石致密化及燕山期、喜马拉雅期构造作用,形成大型背斜—成岩作用复合型圈闭,而燕山、喜马拉雅期的整体抬升,产生水溶脱气,是油气富集成藏的主要动力。由于天然气充注量大,加之砂岩不断致密化,该区形成大量超压气藏。

2.3.3 渤海湾盆地的中古生界油气成藏系统

该区发育的中古生界建造系列及加里东期构造运动表现与鄂尔多斯及塔里木盆地相似。但是,该区中新生代曾分别经历过印支—早燕山期挤压构造作用及晚燕山—喜马拉雅期拉张块断作用,中古生界实体遭受了较强烈的改造。

该区具有如下油气成藏系统特点:①发育奥陶—寒武系、石炭—二叠系两套烃源岩,主力烃源岩寒武—奥陶系及石炭—二叠系含煤系地层在巨厚新生界覆盖下进入大规模成气阶段。②天然气运移主要受新生界断陷构造格局控制,主要天然气富集带发育在斜坡、隆起带及深大断裂附近。③中古生界油气运移通道主要是加里东不整合面及石炭—二叠系含煤系建造中的粗碎屑岩。④含气层系包括奥陶系风化壳、石炭—二叠系及中新生界陆相碎屑岩、火山岩。

3 下扬子区海相中古生界油气勘探评价

3.1 下扬子区地质演化

下扬子区海相盆地经历了3个大的构造演化阶段:①晚震旦世—早中三叠世,该区发育下扬子地台型沉积建造。下古生界(含上震旦统)为水体逐渐加深的连续建造,志留系沉积较齐全。受加里东运动影响,晚志留世开始水退,缺失中、下泥盆统建造,并形成加里东期大型隆起与坳陷。上泥盆统发育河流—三角洲—滨浅海沉积环境。石炭系—下三叠统为一套海相建造,海西运动时亦形成一批石炭—二叠系大型古隆起。受印支运动早幕影响,海水逐渐退出,仅在长江一线残留有中晚三叠世陆相沉积建造。②晚印支—早中燕山期,该区遭受强烈挤压构造作用,形成极为复杂的冲断推覆构造体系。不同区块的挤压构造作用形式有明显差异,一部分区块仅上古生界(含下三叠统)卷入冲断推覆,剥蚀作用较弱,且伴有同期磨拉石沉积建造。一部分区块下古生界(含上震旦统)甚至变质基底亦卷入冲断推覆构造作用。该期沉积建造主要沿下扬子区中部的沿长江对冲向斜带及沿江绍断裂带的盆地群分布。③晚燕山期,下扬子区发育区域性沉降,接受广泛披覆的红色陆相含膏含盐建造,最大厚度达3000m。喜马拉雅期,在区域拉张应力作用下,在下扬子北部的苏北等地区形成了新生界张性断陷,沉积了累计厚度达2000~8000m的陆相沉积建造[6]

3.2 下扬子区油气成藏动力学系统与油气勘探评价

下扬子区发育具多套烃源岩,下古生界主力烃源岩包括寒武系灰岩、晚奥陶世泥灰岩及硅质页岩、志留系浅海—半深海陆棚相泥页岩,次要烃源岩为上震旦统及中、下奥陶统碳酸盐岩,上古主力烃源岩为龙潭组、大隆组、孤峰组页岩及和州组、栖霞组、青龙群生物灰岩、泥灰岩等,次要烃源岩为船山组、黄龙组等。下古生界(含上震旦统)烃源岩自加里东期起陆续进入成熟—高成熟演化阶段。上古生界(含下三叠统)烃源岩则直到印支—早燕山运动期间,大部分仍处于低成熟阶段,直到接受巨厚中新生代陆相沉积建造后,上古生界(含下三叠统)才进入成熟—高成熟演化阶段[7]

由于存在上古生界、下古生界两大套烃源岩及志留系区域性盖层,发育上、下古生界两套油气成藏系统,它们的成藏动力学系统有明显差异。

3.2.1 下古生界油气成藏动力系统及其勘探评价

在下古生界成藏动力学系统中,存在两大生储盖组合:①中、下志留系泥页岩生油岩系与中、上志留统碎屑岩的上部生储盖组合;②以下志留统泥页岩为区块盖层,下志留统—上奥陶统、中下奥陶统、寒武系为烃源岩,志留系、奥陶系—寒武系灰岩为储集层的下部组合。在下部组合中,下古生界烃源岩成熟早期,由于下古生界碳酸盐岩内部缺乏区域性风化壳,油气输导层以碳酸盐岩原生孔隙为主(类似于上扬子区志留系油气以上覆石炭系为输导层),而中上奥陶统及下志留统中下部的粗碎屑岩是非常重要的油气大面积输导层(图1)。在上部组合中,以中上志留统碎屑岩为主要输导层。加里东构造运动形成的古隆起是早期油气运移的指向区。随着上覆地层增厚,原生孔隙丧失越来越严重,所生成的油气进行长距离运移将越来越困难。因此,古油气藏的主要形成期可能在中晚志留世沉积期。在印支—早燕山期的强烈挤压构造作用下,形成大型宽缓背斜,发生大量构造裂缝,且构造隆升作用造成水溶脱气和垂向富集性运移,形成大型裂缝性背斜天然气田。

朱夏油气地质理论应用研讨文集

Ⅰ.盆地相;Ⅱ.浊积相;Ⅲ.台地相

根据上述分析,下古生界油气成藏的有利部位主要为:①具有加里东期、海西期古隆起背景的地区;②紧邻下古生界生烃中心;③下古生界的两套原生生储盖组合比较有利地区,即下古生界烃源岩品质好、下古生界主力输导层储层原始孔渗性好的区块;④在印支—早中燕山期构造运动中,冲断褶皱构造作用较弱,仅发生表皮冲断推覆褶皱作用的地区;⑤保存完整的下古生界的地区;⑥印支—早中燕山期的大型挤压背斜构造;⑦中新生代拉张改造较弱的地区;⑧后期岩浆作用较弱的区块。

根据上述评价原则,最有利的下古生界油气勘探区块可能分布在控制下古生界沉积分异的江南断裂的两侧(图2)。其一是江南深断裂以南的宣城—长广—宜兴—堰桥—沙州一带,目前苏浙皖三角地带地表和钻孔油气显示大多集中此带;其二是江南深断裂北侧的茅山—句容—溧阳、常州—江阴南—南通北一带,尤其要重视前者。在勘探中,不仅要重视下志留统及其之下地层构成的下部组合,还要重视由志留系构成的上部组合。

3.2.2 上古生界(含上三叠统青龙群)早期油气成藏动力学系统及其勘探评价

朱夏油气地质理论应用研讨文集

1.地层等厚线;2.盆地相;3.台地相;4.相区界线;5.后期改造边界;6.下古生界一级油气远景区;7.同生地层.Ⅰ.滁县坳拉谷;Ⅱ.南京台地;Ⅲ.苏皖坳拉谷;Ⅳ.江绍台地

下扬子区的上古生界沉积厚度达2000~2500m,因此,在印支—早中燕山期,已有一部分上古生界烃源岩进入低成熟—成熟生油气阶段。根据成岩历史恢复,当时龙潭砂岩及栖霞组、船山组粒屑灰岩均具有一定的储集性。因此早期油气的运聚通道主要是龙潭组砂岩及栖霞组、船山组粒屑灰岩的粒间孔,油气主要向海西期形成的大型古隆起运移,并形成一系列早期油气田(藏)。由于上古生界普遍卷入印支—早燕山期薄皮冲断推覆褶皱,加上早中燕山期发生了强烈火山作用,因此,印支—早中燕山期主要是上古生界早期油气藏破坏的过程,仅在上古生界保存完整,上覆有较厚黄马青组、象山组等陆相地层的早中生代断陷,且早中燕山期火山作用较弱的地区,残留一部分小型油气藏。期间形成的构造裂缝,改善了这些小型油气藏的储集条件。

印支—早中燕山期上古生界油气成藏的有利区块主要为:海西期古隆起区;上古生界具有利生储盖组合的区块;上古生界未卷入或仅发生轻微冲断推覆褶皱的区块;上古生界(含青龙群)保存完整,且有早中生代沉积的区块。如图3所示,有利区块(A区)主要分布于沿长江、沿江绍断裂一线的早中生代盆地群。

3.2.3 上古生界(含上三叠统青龙群)晚期成藏动力学系统及其勘探评价

在晚燕山—喜马拉雅期拉张断陷构造作用下,随着巨厚陆相中新生界的覆盖,印支—早中燕山期成熟度较低的母岩进入二次生烃阶段。尤其是早中燕山期火山活动影响较轻、烃源岩保存完整、印支—早中燕山期母岩成熟度较低、中新生代建造厚度较大的地区,成为上古生界生烃中心,具有很强的生油气能力,使得上古生界成藏动力学系统得到重塑。印支—早中燕山期形成的古风化壳、构造裂缝成为主要的油气汇聚通道。油气运聚受冲断推覆构造体系及拉张断陷构造双重控制。由于印支—早中燕山期以形成狭小断片为主,晚燕山—喜马拉雅期以箕状断陷为主,构造分割性极强,决定着以形成规模小、数量多的小型—超小型汇油气单元为主,仅在构造运动微弱、上古生界末卷入大规模褶皱的地区,能够形成中—小型汇烃单元,这决定着上古生界晚期成藏动力学系统以形成小型、超小型油气田(藏)为主。

晚燕山—喜马拉雅期上古生界油气成藏的有利区块除了必须具有印支—早中燕山期上古生界油藏的有利成藏条件外,同时还必须具有:较厚的上白垩统—新生界沉积建造;较大型中新生界箕状断陷断块体的上倾方向;整个区块具有侧向连通性良好、裂隙发育、储集性良好的印支—燕山不整合面。下扬子上古生界晚期油气成藏的有利区块分布如图3所示的B区,主要分布于苏北盆地东部等晚燕山—喜马拉雅期断陷地区。

目前,已在下扬子区盐城凹陷断阶带、句容盆地句容—行香高断块的上古生界与中新生界叠合成油气领域获得工业油气流;在黄桥地区发现了丰富的含油气层,并已试获低产油气流。这些区块均处于印支—早中燕山期、晚燕山—喜马拉雅期上古生界有利成藏区块的有利部位。

图3 下扬子上古生界(含下三叠统)油气远景评价图

1.远景分区;2.剥蚀区界线;3.边界断裂;4.早期成藏有利区块(A区);5.晚期成藏有利区块(B区);6.早晚期成藏均有利区块(A+B区)

3.3 下扬子区油气勘探前景基本估计

3.3.1 下古生界油气勘探前景

由于加里东期油气成藏基本条件非常有利,钱塘坳陷生油岩厚度大,面积大,生储盖组合有利,具有比较统一的受大型海盆、同沉积水下隆起、加里东期大型隆起控制的油气成藏系统,能够形成一批大型、特大型加里东期油气藏。加里东运动后,这些有利成藏部位又始终处于继承性隆起。因此,在加里东期成藏条件有利,后期保存条件好的部位,可以找到下古生界亿吨级油气田。

3.3.2 上古生界油气勘探前景

上古生界普遍卷入强烈后期构造作用,海西-印支期原生油气藏普遍受到强烈构造改造。在中新生界沉积后,才进入重建的油气成藏系统之中,印支-燕山不整合面为主要油气汇聚通道。由于多期多次构造运动叠加,造成构造分割性极强,无统一的油气汇聚成藏系统,油气较为分散。但历次构造运动影响较小、晚期成藏条件十分有利的部位,能够形成百万吨至千万吨级油气田。

参考文献

[1]朱夏.多旋回构造运动与含油气盆地[J].中国地质科学院院报,第9号.北京:地质出版社,1983.

[2]朱夏.论中国含油气盆地构造[M].北京:石油工业出版社,1986.

[3]朱夏,徐旺,等.中国中新生代沉积盆地[M].北京:石油工业出版社,1990.

[4]朱夏.活动论构造历史观[J].石油实验地质.1991,13(3):201~209.

[5]中国油气盆地分析——朱夏学术思想研讨文集[M].北京:石油工业出版社,1993.

[6]张渝昌,等.中国含油气盆地原型分析.南京:南京大学出版社,1997.231~377.

[7]陈沪生,张永鸿,等.下扬子及邻区岩石圈结构构造特征与油气资源评价.北京:地质出版社,1999.225~259.




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