有相似的油气成藏组合——油气在前陆盆地中并“不偏爱背斜”

作者&投稿:菜房 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
油气在前陆盆地中的侧向运移规模可能很大~

大家都知道,“在众多的石油地质问题中,油气运移距离的大小,向来有很大的争议”(胡朝元,2002)。在烃类是形成于分散有机质的油气源岩,以及成熟后经运移聚集而成油(气)田的认识,已经成为有机成因支持者共识的当今,但在油(气)运移的规模上并未取得认识上的统一。从中国东北松辽盆地勘探中得出的以“生油坳陷”为核心的油气运移聚集,最大不超过70km的“源控论”,在华北盆地、江汉盆地及苏北盆地等中国东部断陷盆地中,进一步得到了证实。笔者本人在鄂尔多斯工作的前半期,由于相信油气“土生土长”的观念,也一度是“源控论”的支持者。
然而,诚如Demaison在对全球12个含油气盆地解剖后,在得出油气运移距离一般情况下是几十英里之后,依然用“某些前陆盆地内,证实确有长距离运移的特殊情况”(见胡朝元,2002,p.16)这句话,来谈前陆的运移。在30届国际地质大会“沉积盆地分析”专题讨论中,不少将盆地热历史和流体运动结合起来进行耦合的研究,得出了相似的结论。如加拿大地质调查所S.Bachu在深入研究西加即Alberta盆地后,明确指出以下结论:“①自寒武纪至侏罗纪(即内华达运动以前),该盆地处于被动大陆边缘阶段,当时主要是由压实作用驱动的垂向水流;②白垩纪以来,该盆地转变为前陆盆地,侧向构造挤压应力促使水流由垂向变为水平,并驱使油气作侧向二次运移”(陈毓川等,1997)。
笔者不是研究油气运移方面的行家,在继续赞同断陷盆地中无疑是“源控论”居统治地位同时,愿以工作实践中两点体验,来支持前陆盆地中有长距离(以侧向为主)的运移。
在笔者等1991年访问加拿大石油地质过程中(孙肇才,1981),有机会在加拿大学者陪同下,前往储量巨大的阿萨巴斯卡重油砂炼厂参观,并实地考察了出露于阿萨巴斯克河右岸的油砂露头(据加方介绍,“阿萨巴斯克地区为主的附近5个矿区,重油储量达到215×108m3”)(参见图2-38~图2-40)。该处油砂露头位于泥盆系灰岩顶部不整合面之上的白垩系底部未固结的石英砂岩中。当时适值夏天,充满黑色氧化重油的储层,用锤头可以挖取。含油厚砂岩之上,是一层不厚的属K1的名作“Clear Water”页岩(黄绿色),再上就是第四系。令人惊奇的是,砂岩几乎全部为黑色重油所充注而不见粒间的胶结物。当时随同访问的我方地球化学家陈丕济女士,问加方朋友“那么多的油从什么地方运移而来?”对方不假思索地回答:“来自西加西部坳陷区”(阿尔伯达向斜)(图2-41)。当时,我们是看完落基山山麓地区的构造和气田以后,坐汽车经过落基山山麓带进入平原到埃德蒙顿。第二天,再用半天时间到阿萨巴斯克,有近1000km的距离。由于该区白垩系底部不整合面之下,有一个大的西倾的不整合面(truncation),削截面之上的白垩系,从东到西,分别超覆不整合于从前寒武纪、古生代到侏罗纪地层之上(见图2-39)。作为油气运移良好通道的不整合面,以及有前陆前渊和前隆之间的巨大势能差异,笔者是相信加方朋友,以及前述S.Bachu对此作出的相似结论的(图2-41)。

图2-38 西加盆地沥青及重油矿分布图

(据访向加拿大资料,1981)
1—白垩系油砂;2—白垩系重油

图2-39 从阿萨巴斯卡油砂矿向西到和平河西加盆地横剖面示意图

(据访向加拿大资料,1981)

图2-40 乌兰格尔隆起区油气显示与出气井与不整合关系的示意图


图2-41 西加盆地油气运移示意图

(据National Energy Board,2000及Creaney等,1992)
a—示前陆结构;b—示运移方向
油气藏是圈闭与发生了运移的油气建立了直接或间接联系之后中的产物。它是所谓形成油气藏的静态因素(生、储、盖、圈)与动态过程(转化、运移、聚集、保存)的结合或组合。“七五”期间,我们从总结扬子地区已知油气田的解剖中,对有中新生代前陆盆地叠加的以四川盆地为代表的南方中古生代海相找油,将这种组合称作“有效成藏组合”,并以“S、R、T、S、T”来表示。在这些要素中,作为动态因素的运移规模和保存条件,常构成评价一个地区的焦点。以国内一些地区为例:
(1)作为鄂尔多斯上三叠统前陆隆起的以乌兰格尔作为最高点的伊盟隆起,是笔者多年主张应进一步工作的后备勘探基地(孙肇才,1980,1998a,1998b,2000)。在乌兰格尔由白垩系直接不整合的前寒武系变质岩的东西带上,不仅地面有多处油苗露头,有大量浅钻打到的油气显示,还有在高点南部低台阶上的伊深1井,在变质基底之上的石盒子组(P1—2sh)4个砂层中,试出了工业油气流(1979年)。20世纪70年代末期,在当时的潜山和基岩油藏的概念下,当笔者于1977年底与潘钟祥教授一起讨论这个问题的时候,我们进一步核对了这样几项材料:①它不是一个褶皱性质的长垣,应从历史上多种称谓中,恢复“乌兰格尔基岩隆起”一词的称呼;②这里在变质结晶基底之上,存在两个显著角度不整合所分开的三套地层(见图2-40)。前寒武纪基底不整合面之上和白垩系之下的 —J地层,自南向北逐层超覆尖灭,直至隆起顶部K1地层直接不整合在变质岩之上。换句话说,大体在伊深1井以北由于钻井证实该井P1—2sh地层直接位于变质基底之上,证明油气分明是来自南部或西南部。从 —K1这套地层上下的不整合面是一个穿时的削截面,基底埋深的落差在北纬39.4°以北超过2500m(见地质部第三普查勘探大队T9图);③变质岩不能生油,石炭系在隆起上尖灭,侏罗系薄煤层成熟度很低(R≤0.5)。在北部一排高断块上出现的具轻质油特点的“油砂”以及从伊深1井石盒子组4个砂层中试出来的具凝析油的天然气,是高熟油气沿不整合面向隆起作长距离运移的佐证。笔者在此的意思是说:如果不考虑该隆起作为下古生界的基底隆起及中生代前陆隆起的地位,仍然从本身油源条件来考虑问题,就等于对这个地区油气远景的否定。
(2)鄂尔多斯盆地中部的古中央隆起,是笔者20世纪60年代初,根据上古生界在鄂尔多斯盆地东西存在“华北型”和“走廊型”两个一度分隔不同沉积区,晚石炭世至早二叠世才统一起来而提出来的(孙肇才,1964)。现在看来,它作为鄂尔多斯盆地中西部从中上奥陶统平凉群至泥盆系的前陆盆地,即从O2—3的复理石前陆到泥盆系红层的磨拉石前陆,它是作为这个古生代周缘(?)前陆盆地前隆地位存在的(图2-42,图2-43)。今天在它之上的长庆大气田以及在它北部偏西地区另一个探明储量达6000亿立方米的苏里格气田,如果不考虑这两大气田所在前隆以及前陆盆地斜坡带的长期西倾性质,仍然从隆起本身以及陕北东部华北型的晚石炭世煤系(包括下奥陶统馒头组)考虑这两个大气田的源岩,就是仍按“土生土长”来支配该区的油气源岩观,这两个大气田将继续埋在地下。实际上,鄂尔多斯盆地西缘,不仅有比华北石炭系更发育的早石炭世至早二叠世的巨厚煤系,还有代表中晚奥陶世的复理石前陆盆地相带海相含笔石页岩沉积(平凉群)的赋存。今天马家滩以西的推覆带,是印支运动以后和燕山运动以来的,如果把它们展平,也就是恢复到上三叠统延长组以华亭-石沟驿-贺兰山中南段作为前渊的晚三叠世,不仅巨厚走廊型的煤系源岩刚进入成熟期,包括平凉群(O2—3pl)在内的下古生代海相源岩也仍在天然气形成的门限以内。就是说,鄂尔多斯中部长庆大气田以及苏里格大气田的源岩,主要来自鄂尔多斯盆地西部的古生代到早中生代长期的背靠稳定区和面朝活动带的前渊格局。

图2-42 鄂尔多斯盆地石炭纪构造区划图

Ⅰ—鄂尔多斯克拉通坳陷:Ⅰ1—伊盟北部隆起,Ⅰ2—中央古隆起,Ⅰ3—榆林斜坡,Ⅰ4—麟游隆起;Ⅱ—贺兰碰撞谷:Ⅱ1—石炭井—乌达凹陷,Ⅱ2—大武口低隆,Ⅱ3—石嘴山凹陷,Ⅱ4—宁卫凹陷

图2-43 鄂尔多斯盆地西部羊虎沟组—山西组煤系及暗色泥岩等厚图

a—煤系厚度;b—暗色泥岩厚度
(3)塔里木盆地塔北雅克拉断隆北部边缘上的牙哈(大涝巴)气田,是CNPC1995年首先发现的位于库车第三系前陆盆地斜坡上的一个气田,主力产层是新近系。地化资料证明,油气来自其北中生代的前陆盆地中高成熟的三叠纪—侏罗纪源岩。如果按三叠系的前渊或“生油坳陷”是在拜城以北,侏罗系的生油坳陷是在拜城来计算,油气侧向和垂向运移的距离都算有了规模。现在的问题是,谁敢说,来自北面坳陷中的油气,到了牙哈就算终点,因为从拜城向南过来的新生界前陆的连续沉积,不仅过了一度作为三叠系前隆的塔北,还过了满加尔和阿瓦提一直伸向作为前隆的中央隆起。因此,假如相信油气在前陆盆地中可以顺斜坡(在有条件下)有更长的运移,那么,牙哈一线以南,从塔北到盆地中央隆起的广大斜坡地区,应该都是新生代(主要是中新世以来)以地层圈闭为主的远景区(见图2-7)。
以上几点无非说明,以“找凹定带”为内涵的源控论,对中国东部陆相单一油源的伸展张性盆地是对的。“源控论”的观念,无疑对以大庆、华北为代表的盆地作出了重要的贡献。然而将源控论的观念抓住不放,特别是在中国中西部具多源多期成藏并兼具多期不整合的前陆叠合盆地中(如塔里木盆地),继续以源控论观念来指导工作,就会遇到麻烦,甚至会丧失很多勘探的良机和地区。

“油气圈闭并不偏爱背斜”这个话题,是笔者1993年在地质矿产部石油系统塔里木会议上的一个发言内容。本着同样的考虑和同样的关心,在次年北京回龙观会议小组发言中复述过。沙(S)-48井出大油之后,有感于此一问题的重要性,又再一次在前新星石油公司1999年高咨中心最后一次会议上,以及紧接着召开的新星年会上,以《对塔河油田油气藏圈闭性质、时期、范围等几个问题讨论和建议》为题,作过有文字的发言(见新星石油公司咨询中心第二次会议文献汇编)。
12年过去了,在轮南-塔河油(气)田,已被公认为当前我国海相(古生代)最大油田的今天,旧话之所以重提,有以下几个方面的原因:
虽然在2002年《21世纪中国油气勘探国际讨论会》发言中,蒋炳南教授以“鉴于当初对塔河油田奥陶系圈闭的性质及整体含油特点认识不足,部署的依据和目标以……制约着部署的甩开”,提出塔河应是一个不整合圈闭(蒋炳南,翟晓先等,2002),但在同一时期一些有影响的文章,继续带着构造圈闭的观念来谈轮南和塔河。
“地层圈闭”的概念是Levorsen在经历一次背斜勘探失败后,于1936年提出来的。在Levorsen去世2年之后,1966年AAPG50卷发表了其最后一篇论著《The Obscure and Subtle Traps》。“凡是储层四周或上倾方向因岩性变化,或地层层序中断-剥蚀或超覆而被非渗透性岩层所封闭而形成的闭合油气低势区称为地层圈闭。在其中聚集工业规模的烃类流体后则称之为地层油气藏”。中国著名石油地质学家潘钟祥教授晚年对非背斜圈闭也非常重视,潘先生辞世后,《地质论评》发表了其最后一篇论文《不整合对油气运移聚集的重要性及寻找不整合下面的某些油气藏》,以纪念这位学者对不整合油气藏的关注。随着油气勘探的不断深入,背斜圈闭勘探在一些盆地中,伴随数字的减少,形势越来越严峻,对非背斜圈闭的研究与勘探日益提到重要位置。对于这类“难以捉摸”的地层圈闭的认识与勘探在油气增储上产上具有重要的作用,也是各油田油气勘探的一个重要课题。
塔里木盆地有若干值得注意的特殊风格(孙肇才,1996 a.b.c)。其中之一,是在盆地内部,有代表盆地多期一度反转的14个不整合。其中,可作为角度和方位不整合来认识的不整合面如下:
(1)代表盖层发育开始阶段“塔里木地台”底部的 (Tg)面(塔里木运动)(图5-1)。从这张地震剖面图上,可以看到Z1/Anz、C/O2-3—D及J/C—T三个不整合。

图5-1“塔里木地台”底部的T10(Tg)面地震剖面图

(2)代表晚加里东或祁连山造山带旋回的上泥盆统底部的 不整合面(图5-2)。
(3)代表天山造山旋回或海西运动的三叠系或上二叠统底部的 面(图5-3)。

前陆类含油气盆地共性与案例分析


前陆类含油气盆地共性与案例分析

(4)代表印支运动或盆地本部上隆反转的侏罗系底部的 不整合面(图5-4)。
(5)代表印度与欧亚板块碰撞的N1底部的 面。
其中,对早期成藏,或寻找古生代油气田来说,重视 和 两个角度不

图5-3 TBA-NW359线地震剖面图

(a)英迈力区地震解释剖面;(b)示 不整合;(c)海西运动不整合在盆地内部的分布

前陆类含油气盆地共性与案例分析

整合的分析是至关重要的。这也是我们为什么一直强调以 面划分盆地演化的两大阶段和早、晚两个主要成藏期,以及重视晚期成藏但又不放弃继续探寻大型古生代油气聚集地区和类型的原因所在。
至少有以下两点理由,引导我们进一步重视由 面和 面代表的祁连山和天山造山旋回。
(1)这是两期以早古生代静海盆地相或Ⅰ型干酪根作油源,由同期但主要是以晚古生代碎屑岩作为储层和盖层(包括石炭系膏盐)的主要油气成藏期。厚度分别达到280m和800m的哈1井志留系和胜利1井石炭纪—二叠纪沥青砂岩,塔10井的志留纪油砂,以及在柯坪地面见到的早古生代已蒙受破坏的碳酸盐岩古油藏,足以证实早期不仅有过成藏,而且有过大的成藏。
(2)我们说 是一次非常重要的运动,在天山(特别是东天山)和昆仑山, 面代表了南天山洋和库地洋的关闭和碰撞。在盆地内部,这次运动造就了塔中古背斜、阿克库勒或轮南古背斜和雅克拉-轮台隆起的雏形。除在狭义的满加尔坳陷内部,上泥盆统底砂岩(原来定为C1的底砂岩)与前上泥盆
统为假整合外,南北都是不整合分布区。因此, 代表的祁连山旋回是造就或奠定盆地本部“一向(满加尔)两背(塔中、塔北)”古生代构造格局的一场运动。就是这次运动,使塔中和塔北隆起上的地层,蒙受明显的削截。就是说,加里东晚期运动以形成盆地中大型背斜隆起和圈闭对早期成藏有明确的贡献,与此同时,由于这次反转导致的主要在背斜隆起上的巨大侵蚀,也对在该时期已形成的油藏——主要是大背斜圈闭中的油藏产生了严重的破坏。
华力西晚期和末期构造运动也是塔里木盆地一次强烈的构造运动,造成下二叠统与上二叠统或三叠系之间广泛的区域不整合。其中上二叠统底部的不整合,在地面见于哈里克套复背斜南翼和喀拉苏河(P2by/P1kr-P1x)、库车河(P2by/C2h)、麦斯布拉克(P2by/P1x)及温宿沙瓦齐(P2by/P1x);三叠系与二叠系及以下地层的地面不整合见于库车河(T1/P2by)。
盆地覆盖区的 面相当于华力西(末)期构造运动。该界面在隆起、凹陷、斜坡等构造部位皆有表现,是沙雅西一系列北西向背斜构造的主要形成期。在地震剖面上, 不整合削截石炭系—下二叠统、志留系—泥盆系或更老的层系,上二叠统—三叠系或三叠系超覆其上。这种典型的削截超覆关系,在大满加尔坳陷北坡或塔北隆起的南坡最典型,削截角度达到了18°(阿瓦提北坡)及12°(沙雅西)。
除了上述分别位于 和 面之下的削截外,印支期、燕山期以及喜马拉雅期的削截不整合,在区域或某一地区上也是清楚的。
自从20世纪70年代,我国在华北任丘发现和使用“潜山”油气田称谓以来,就像在没有“山”的地方叫“潜台”、“潜丘”或“潜沟”那样,“潜山”在很多地区几乎成了早古生代特别是奥陶系油气藏圈闭的代名词。“潜山(Buried Hills)”一词最早见于S.Power1926年发表在AAPG10卷上的文章,后来,K.K.Landes(1960)又提出了基岩油藏(Basement Rocks)概念。它们的共同特征就像任丘油田的储层是元古宇,而源岩层是古近系那样,“潜山”和基岩油藏的共性之一是生油层一定是在储层之上,二者之间一定有一个不整合面。正因为如此,在一些教科书中,总是把“潜山”或“基岩油藏”列在“不整合圈闭”这一大类中。这样一来,一方面避免了在无山地区称潜台、潜沟或潜丘等称谓上的混乱,也强调了“等时面”与“等性面”面的区别,从而得以从单一的构造圈闭中解脱出来。
从以上诸点出发,笔者试图用当初得到的一些证据,来阐述这样一个结论:包括轮南和塔河油田在内的整个“阿克库勒凸起”,是一个整装的在中古生代(O2-3—D1-2)前陆隆起背景上发生的以O2—3为主力源岩和晚期成藏的巨型不整合削截(truncation)圈闭。也是我国到目前为止在早古生代地层中找到的最大的一个油(气)田。下面,以不整合圈闭为核心关系本区的重要性,结合对阿克库勒(轮南-塔河)的阐述(图5-5)对此问题进一步加以讨论。

图5-5 轮南奥陶系(O1)顶面“构造图”

以M.Cooper为代表的一批从事西加盆地活动翼落基山地区研究的石油地质学家(M.Cooper等,2004),将图2-32中的落基山褶皱带和山麓带,分别命名为山间超地体(IMST)、位移的克拉通边缘(DCM)和变形的克拉通边缘(DM)。在此以前,McCrossan(1973),从服务于油气盆地的分类出发,一度将由山麓带冲断、前渊和前陆斜坡和前隆组成的3种不同结构,分别命名为变形的克拉通边缘(cmD)、克拉通边缘(cm)及克拉通中央(CC)盆地。他们之间的共同点,都强调了山麓地带(相当笔者在川东-湘西地区中划分的C带)的形变,而将“变位”(或许不重要)未曾提及。

由苏联学者乌斯宾斯卡娅1946~1952年提出来的“油气聚集的分带性和油气聚集带”(胡朝元等,2002),就是20世纪80年代,加拿大学者(P.J.Lee博士等)来华报告中所称的“Play”。Play一词,我们开始译为“勘探层”,也有人叫“区带”或“油气藏趋向带”。“七五”期间,我们将由“PBPP”构成评价系中的Play称作“成藏组合”或有效成藏组合,即由源岩(S)、储层(R)、圈闭(T)、盖层(S)及成藏时间(T)5个由静态和动态因素配套组成的区带(孙肇才等,1981)。

不妨从共性上将西加盆地的成藏气与我国中西部已知情况作些对比。在西加前陆盆地,分别由冲断带(山麓带)、前渊和斜坡(含前隆)3部分组成的前陆系统有明显不同的成藏组合。

自20世纪早期在西加活动翼上发现与冲断有关的特纳谷背斜油气田以来,除了以沃特顿(Waterton)为代表的山麓带南部的气田产层是上泥盆统至下石炭统以外,大部分气田均产于中生界。据Cooper(2004)的报道,近20多年在该带中北部称作“Monkman play trend”组合中新发现的已铺了管线的30个干气田,储层全部是紧靠J1底部页岩(滑脱面)之下,层位属于晚三叠世的Pardonet和Baldonnel组中的台地相碳酸盐岩。圈闭类型也无一不与断层相关的拆离褶皱和断层传播褶皱有关(图2-44)。拆离面是海相页岩占优势的中、下三叠统。圈闭勘探的成功率高达75%。他们在勘探这种属于复杂从而困难圈闭的经验中,强调地层学的详细解释,VSP资料,以及对拆离构造顶部图像的正确分析。手头上没有涉及西加山麓冲断带,包括Monkman区的烃源岩资料。根据1981年笔者访加时的分析,山麓地带的油(气)源岩地层有下石炭统著名的Exshaw黑色海相富有机质页岩,有侏罗纪煤系和早、中三叠世的海相黑色页岩、含磷黑色页岩。就是说,不排除冲断带内部的有限的侧向运移规模,然而沿断裂的垂向和阶梯状的运移应是这类成藏组合的运聚特点。

我国中西部活动翼上的油气田,无论是天山北麓早年发现的独山子,还是近年来发现的呼图壁;无论是天山南麓的克拉2,还是叶城前陆上的柯克亚,以及龙门山前缘带上的中坝(图2-45),包括川东七曜山以西笔者“C”带上的大石干井和卧龙河气田(图2-46),它们产地的薄皮冲断前缘类型,以及以拆离褶皱和断层传播褶皱为主的圈闭类型,乃至油气运聚特征,都与西加山麓带(DM)有相似之处。

图2-44 西加山麓地带(DM)沿Sukunka河的横剖面(上)及拆离和断层传播褶皱(下)

(据Cooper,2004)

图2-45 龙门山L14-线地震解释(中坝构造)

(据四川石油管理局)

图2-46 川东卧龙河构造地震反射深度剖面

(据四川石油管理局,1997)

具有古生代和部分中生代被动大陆边缘和中新生代前陆坳陷(前渊)叠加的中外所有叠合盆地,就像称做阿尔伯达向斜的西加前渊那样,除了向西与冲断带是以“A”型潜没关系,即以俯冲边界与活动翼相接外,向东则是一个大的平缓上倾的稳定斜坡。这与鄂尔多斯的天环向斜以及川西的成都平原(川西坳陷)以及所有的“山前”一样,前渊是真正的“面朝活动带”和背靠稳定区的枢纽地带。

对前渊地带的含油气性,北美地质界一向给予很高评价。如在Klemme(1971)的方案中,该类地区的单位体积含油量是2500~50000桶。McCrossan(1973)对西加前渊的估计是:原油可采潜量是132亿桶,天然气可采潜量为65.6万ft3。到20世纪70年代中期,加方在该区拿到手(包括帕宾那)的可采储量是94亿桶油和45.6万亿ft3的天然气。20世纪80年代以来,该区最大的进展是认识上,对一个非常规领域深盆气圈闭(deep basin gas trap)的突破,以及可采储量上万亿立方米Elmworth作为深盆气气田的发现。据J.A.Masters估算,在西加向斜轴上,中生界在690×96平方千米面积内饱含着天然气,可采储量有440万亿ft3(12.5万亿立方米)。

在笔者的访加报告中,有这样一段话:“应十分重视深盆气的普查和勘探,它有可能是增加我国天然气储量的一条重要途径,四川及鄂尔多斯盆地西部,有找到这种大气田类型的地质条件(孙肇才等,1981,p.46)”。时间与这段话之间25年过去了。川西20世纪90年代,发现的新场—合兴场一带上三叠和侏罗系红层致密砂岩中天然气(郭正吾,1998)算不算深盆气(图2-47)?位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部紧靠天环向斜探明储量达6000亿m3的苏里格气田(邱中健,2002)算不算深盆气都还值得研究。值得注意的是,上述两个地区的向斜中,都有形成深盆气圈闭的资源条件。以川西为例,上三叠统在彭县厚近4000m,烃源岩厚度达700~800m,几乎达到川西坳陷T3平均厚度的50%,是川中、川南同期源岩厚度的1~10倍。李汶国(1992)计算四川全盆地的生气量为392×1012m3~523×1012m3,其中川西坳陷占了总生气量的80%(郭正吾等,1996)。“须家河组(T3x)深埋地腹,在长期的成岩演化中逐渐变得致密,孔、渗性很低。据72口井8812个样品分析,孔隙度平均4.02%,渗透率小于0.1×10-3μm2样品占总数的98.6%,含水饱和度高于60%……(郭正吾等,1996,p.164)”。

图2-47 新场气田地质模式

(据郭正吾,1997)

将这种资源条件,去与西加坳陷白垩系深盆气形成条件加以比较,除了川西T3—J的孔渗性比西加更低外,其他条件是类同的。在此,我想起了J.A.Masters在与作者会面时的两段话,一段是:“天然气的聚集方式,与其他多数矿产资源相似,高品位的矿床储量总是相对较小,通常随着品位的降低,数量随之增大”(见表2-4)。另一段话是他1980年对我国访问时所说:“如果在向斜中没有构造,但有煤系地层,而物性条件较坏时,找到深盆气的机会很大”。

表2-4 北美西部白垩系砂岩中最大气田的储层参数表

一度被McCrossan命名的西加克拉通中央(CC),即西加前陆斜坡的沉积岩分布面积和体积分别达到28万km2和35万km3的这一部分实体,相当于阿尔伯达向斜以东直至加拿大地盾之间的地台斜坡或稳定的前陆斜坡(L.G.Weeks,1952)地区。是该盆地研究最详的一个地带。它的有关特点是:

(1)西邻活动边缘和前渊(foredeep),东面直接与加拿大地盾毗邻。

(2)具有广泛分布向加拿大地盾方向越来越薄直至尖灭的古生界和中生界,沉积岩最大厚度2100m,平均仅1250m。

(3)具有统一的新元古界以前的结晶基底。

(4)盖层变形极微,仅有平缓的区域性隆起,盖层向西或向西南的倾斜梯度仅有3m/km,是一个极为平缓稳定的西倾单斜带。

(5)油源岩被认为是中、上泥盆统海相暗色页岩、白云岩和蒸发岩(?),中生代地层中的页岩被认为还不成熟,著名的白垩系底部砂岩中的重油,认为可能沿不整合面来自西部广大地区。

(6)见工业油气流的储层从中泥盆到晚白垩世,但可采储量最多的是上泥盆统礁灰岩,石炭系次之,再次上白垩统(见图2-48)储层类型很多,发现储量占可采总量43.8%的上泥盆统,以Ledue礁灰岩而闻名,其次的储层是底砂岩、白垩系海进和海退砂岩以及与不整合面有关的古风化壳。

图2-48 阿尔伯达油气与岩石体积、岩相关系图

(据访问加拿大资料,1981)

(7)在23000个气藏和10000多个常规油藏中(张卓恒,2002),圈闭全部与地层、生物礁、砂岩尖灭、不整合削截(truncation)有关。即该区最大特点,可用“隐藏圈闭”居统治地位和“油气并不偏受背斜”来概括。其中涉及该区东缘前隆上的以阿萨巴斯克为代表的巨大聚集在前篇中已是讨论。

(8)油气形成时间被认为是晚白垩世晚期以来,算得上是“晚期成藏”的实例。

(9)根据1973年马可罗森等人的计算,这类盆地含油远景等级是好的。资源量总计:原油21.8亿桶(3.3亿吨),天然气7.4万亿ft3(2100亿m3)。到20世纪80年代,已发现原油15亿桶(2.3亿吨),天然气5.2万亿ft3(1430亿m3)。尚待发现的资源,原油为6.8亿桶,天然气2.2万亿ft3。据近年来的工作,这项估算是保守的,例如1977年发现的霍德雷一个气田的可采储量就达到2000亿m3

在中国,与西加前陆斜坡类比的最好实例,是鄂尔多斯天环向斜以东的面积11×104km2的那个“简约实不简单”的西倾<30′的陕北斜坡。在这个斜坡上的近代最早勘探始于1907年。新中国成立后,先后由CNPC及地矿部系统,在此完成了从地面到钻井的大量工作,但直到20世纪60年代末,除延长和永坪油田作为地方工业顽强存在外,地矿系统及CNPC的队伍虽然几上几下,始终没有如意的突破和发现(详见案例一)。

1969年以前的工作中,有历史问题(体制、分工),有技术问题(如地矿系统对“孔孔见油”和“孔孔不流”不仅没有试油技术,更无压裂措施),但应承认,就像地矿系统(地质部第三普查勘探大队)上陕北(1960~1964)的目标,是在大单斜上想找出个“大理河长垣”那样,技术指导思想继续用“背斜”学说,“土生土长”的运移观念,以及“煤和油不能共生又何谈共存”的方针,最后导致在1963年底地矿系统的济南会议上,以该区“基底太稳定、盖层太平、岩石太硬”作为陕北地质背景的评价结论,导致地矿系统队伍一度离开这个地区到了渭河。

我们试着从“打回老家去!”(详见案例一)的1969年以来,特别是从1970年底长庆石油会战以来,以CNPC作为主力的队伍,在这个大单斜上的重大发现:

在地质部第三普查勘探大队所钻的庆参井(庆阳)、华参2井(华池)和吴1井(吴旗)先后突破三叠系和侏罗系出油点同时,CNPC发现和探明了大单斜上以马岭为代表的面积达到155km2,地质储量达7274×104t的当时盆地内最大的油田(邱中健,1999)。笔者曾用“让开大路(指J2y主河道),占领两厢”,来概括以马岭、城壕、吴旗为代表的J2y河道两侧地层岩性尖灭圈闭油田的位置和特点(图2-49)。

图2-49 马岭油田中、下侏罗统古河道地貌油藏模式图

虽然分布于定边—延安,作为延长组(J3y)缓坡上的湖泊三角洲体系(定边三角洲、吴旗三角洲到安塞和延安三角洲),早在由笔者主持的1964年全盆地编图过程中,就有所认识,然而对它的勘探和发现,即真正把它作为勘探对象,是在该区勘探侏罗系地层和岩性圈闭获得成功基础上,在长庆油田“二次创业”和“稳住东部发展西部”的大局推动下开展起来的。先是(1983~1988)发现了地质储量达到1056×104t、面积达到206km2,号称亿吨级的安塞大油田,接着(1991~1994)又发现了与它相邻的上亿吨级的靖安油田。

位于鄂尔多斯古中央隆起东侧地带上的鄂尔多斯(陕甘宁)盆地中部大气田,亦称“长庆大气田”和“靖安大气田”,是在CNPC1988年在靖边部署的科学探井——陕参1井基础上发现的继塔北沙参2井(1984)后的中国西北地区第2个古生代海相碳酸盐岩大的突破。经过1991~1994年4年勘探,在24172km地震以及181 口钻井基础上,获得探明地质储量2058.25×108m3,探明含气面积3781km2,是中国境内在其北部苏里格庙二叠系石盒子组(P1—2sh)大气田发现以前,中国大陆内部储量最大的以奥陶系灰岩作储层的大气田。它的发现,以及紧着在20世纪末到21世纪初期发现的苏里格大气田(探明储量6000亿m3)一起,使鄂尔多斯陕北大单斜上的天然气的发现储量和增加速度,超过了四川和塔里木,跃居全国之首。

最近几年来,伴随中部早奥陶世大气田及二叠系石盒子组(P1—2sh),苏里格大气田的发现,在三个重新认识(重新认识鄂尔多斯、重新认识低渗透率,以重新认识我们自己)思想支配下,又发现了上亿吨级的西峰及姬塬两个三叠系大油田,使T3y的探明储量达到了8亿吨,石油年产量自1998年突破500万吨后,每年以50万~100万吨规模增加,到2005年超过1000万吨。即除了天然气之外,也是国内石油近几年增长幅度最大的探区之一(赵政章,2004)。

如果以1970年为界,将鄂尔多斯盆地的油气勘探历史,分成前后两个20年。那么,包括两个大气田,几个上亿吨的大油田,也就是所有的重大发现,都是在后20年在一个地区-陕北斜坡-前陆斜坡和一种圈闭类型(非背斜)上发现的。这与前20年“仅发现8个小油田总含油面积15km2,及储量数百万吨”相比;与油气勘探只是“沿边转、拣鸡蛋,找到鸡蛋就打钻,见了出油点就围着转”(邱中健,1999,p.211)的困难和尴尬局面对比,“油气并不偏爱背斜”这句话,留给这个地区前20年的教训,以及后20年的经验应当是深刻的。

西加前陆盆地斜坡带中的油田,如图2-50所示,几乎(除非常规)全部发现于前陆稳定斜坡和前隆上,将这种情况,与图2-51 中的鄂尔多斯前陆斜坡(陕北)加以对照,在“温故而知新”思绪下,重新想起阎敦实同志的长庆讲话,以及应重视盆地共性和类比同时,不应忘记已故李四光部长1969年12月23日的谈话,以及为实现他的谈话而不遗余力的几代地质学家们。

图2-50 阿尔伯达(西加)主要油气时代及富集地区图

不包括最近20年来的新发现,以及“非常规”的天然气资源

图2-51 鄂尔多斯盆地油气田分布图

(据邱中健等,1999)

1—马岭;2—城壕;3—华池;4—南梁;5—镇北;6—樊家川;7—元城;8—直罗;9—下寺湾;10—安塞;11—靖安;12—吴旗;13—油房庄;14—东红庄;15—万方;16—红井子;17—大水坑;18—摆眼井;19—马家滩;20—李庄子;21—子长;22—青化砭;23—姚店子;24—永坪;25—甘谷驿;26—延长;27—南泥湾。另外,还有10个小油田未能标示



已知含油气圈闭的油气成藏机理
答:图6-12 查干凹陷额15号含油圈闭油气成藏机理 额15号圈闭的储盖组合配置也较好。尽管总体储层条件较差,碎屑岩储层岩性、岩相变化剧烈,成分成熟度和结构成熟度均很低,以致物性很差,但由于有良好的油质和在构造顶部较发育的火山岩缝洞和砂岩微裂缝与之匹配,处于次生孔隙发育带和流体压力封存箱内,苏红图组二段上部(...

含油气系统与油气成藏动力学的概念
答:“成油系统”与国外的“含油气系统”的概念在一些主要石油地质思路上基本是一致的。 含油气系统理论是从一套海相、简单盆地(例如威尼斯顿盆地)中提出,并且其发展与完善都是在海相盆地中进行的,而我国沉积盆地主要以陆相盆地为主,且多数盆地具有多构造-沉积旋回、多套油气源层、多套生储盖组合以及多期成藏的特点。

岩性油气藏类型及特征
答:如前所述,一部分学者将岩性油气藏归于地层油气藏中,由于发现岩性油气藏类型越来越多,为了油气勘探和研究工作的需要有必要将岩性油气藏单独划分出来。 岩性油气藏,主要是指沉积作用和成岩作用圈闭所形成的油气藏,由于岩石储集性能改变或岩性连续性中断而形成的岩性圈闭和油气聚集。进一步按照成因和形态,又可以分为岩...

连续型油气形成与特征
答:大型坳陷湖盆发育阶段,受区域构造及基底稳定性影响而发生区域性沉降,沉降幅度具相似性,致使烃源岩在相同或相近的地质年代大面积进入成熟阶段,形成广覆式烃源层。与烃源层系有充分接触的储集砂体具有近水楼台的成藏优势,大面积成藏成为可能。 多数非常规油气富集区,发育有煤系烃源岩层,煤系烃源岩具有全天候...

油气藏地质学概论内容简介
答:成藏过程后的调整与改造等;三是油气聚集单元,涵盖了圈闭、成藏组合、含油气系统、含油气盆地、含油气区和含油气域等多个层次,全面阐述了油气藏的形成与分布规律。作为一本独特的著作,《油气藏地质学概论》在石油地质学和油藏地球化学之间架起了一座桥梁,为理解油气藏的全貌提供了全面而深入的视角。

前陆盆地油气成藏与富集规律
答:由此可见,川西—川中过渡带须二段尖灭带内的烃源条件、储集条件、保存条件、古构造条件及圈闭条件均较有利,该区勘探程度很低,是上三叠统天然气勘探的有利领域。 3.深盆气成藏模式 “八五”研究成果表明上三叠统油气运聚总体上遵循深盆气运聚机理(图9-23)。和国外典型深盆气的形成条件与特点相比较,具有很好...

南海万安盆地中部油气成藏特征
答:油气勘探实践表明,油气藏特别是大型油气藏的形成必须具备如下条件:充足的油气源、大容积的有效圈闭以及有利的生储盖组合。同时,这些成藏要素不仅要在空间上匹配良好,而且要在时间上紧密衔接,才能形成良好的油气藏。近年来,在万安盆地油气勘探中,圈定了许多规模较大的局部构造。但是,通过进一步的研究发现,并非所有这些局...

开封坳陷古生界成藏组合特点
答:勘探实践和研究表明,南华北北部地区的上古生界天然气成藏以石炭-二叠煤系为烃源岩,具有一源多灶、二次生烃、晚期成藏和多种组合的特点。 1.古生界油气藏类型与分布 研究区上、下古生界由于受多期构造热事件影响而具有一次生烃和二次生烃两个阶段,其中二次生烃是主要的生烃期。古生界二次生烃包括燕山期(J3—...

油气在前陆盆地中的侧向运移规模可能很大
答:“七五”期间,我们从总结扬子地区已知油气田的解剖中,对有中新生代前陆盆地叠加的以四川盆地为代表的南方中古生代海相找油,将这种组合称作“有效成藏组合”,并以“S、R、T、S、T”来表示。在这些要素中,作为动态因素的运移规模和保存条件,常构成评价一个地区的焦点。以国内一些地区为例: (1)作为鄂尔多斯上三叠...

孟加拉湾海区不断发现重要气田
答:DGH还在印度半岛南端周围、西海岸外和安达曼区域深水区进行地震与重磁测量。这些地区填绘出的地质成藏组合类型与西非和巴西坎波斯盆地深水区的重要的生产油气田相似。另外,在印度东北海岸外NEC-25区块(加尔各答外海区),于陆架孟加拉盆地中也有几口天然气发现井,水深64~84米,气产在中新统中。如A2...