柴达木中、新生代盆地演化经历了4个不同的阶段,即早、中侏罗世裂陷阶段;晚侏罗世—白垩纪挤压阶段;早第三纪(路乐河期)—上新世晚期(上油砂山期)区域挤压坳陷与局部走滑、逃逸阶段;上新世晚期(狮子沟期)—第四纪挤压、推覆阶段。裂陷阶段,在柴北缘形成中、下侏罗统烃源岩;挤压坳陷阶段,伴随盆地西部整体坳陷,在盆地西部形成第三系烃源岩层;挤压、推覆阶段,随着盆地西部的隆升,东部地区的强烈沉降,在盆地东部第四纪坳陷中沉积了第四系烃源岩。柴达木盆地断裂、褶皱构造十分发育,油气藏类型以构造油气藏为主,其中背斜、断鼻油气藏主要分布于盆地西部茫崖凹陷,而与断层有关的断鼻、断块油气藏主要分布于柴北缘断陷区。柴达木盆地第三系油气储层中沸腾包裹体的发现,表明柴达木盆地的油气有过脉动式运移。
火成岩油气储层具有分布范围广、地质时代长、不具岩石类型的专属性。火成岩冷却后所形成的晶间孔、收缩孔等原生孔隙不受压实作用的影响,与沉积岩储层具有不同的特征。这些特征对寻找深层油气藏具有巨大的优势。根据火成岩油气储层特征,形成演化机制、火成岩的时空展布及储层预测等方面存在的问题,提出了火成岩油气储层需要加强火成岩岩石学、火山地质、热力学、岩浆物理性质和流体动力学以及地球物理研究。
通过对柴达木盆地油气成藏地质条件及成藏过程的系统研究,柴达木盆地油气藏形成主要受到6种因素的控制:(1)生烃凹陷控制油气总体分布格局;(2)储集层质量影响油气藏的形成;(3)异常流体动力场控制油气的运移和聚集;(4)油源断层控制油气藏的形成;(5)喜山运动中晚期活动控制构造圈闭的形成和发展;(6)圈闭带的分布决定油气藏的具体分布。
柴达木盆地北缘地区在侏罗纪主要受伸展构造体制控制,发育一系列规模较小的箕状断陷盆地。断陷中的中、下侏罗统沉积作用明显受断层控制,为断陷盆地。上侏罗统的沉积作用基本不受断层控制,为坳陷盆地。在白垩纪,柴北缘地区主要受挤压构造体制控制,在祁连山山前形成断层传播褶皱,沉积作用受挤压作用过程中形成的断层传播褶皱控制,为压性盆地。
通过柴达木盆地西部坳陷区13个油气田的34个天然气样品组分和碳同位素值分析,运用天然气的甲烷、乙烷和丙烷碳同位素组成判识,柴达木盆地西部坳陷区天然气可划分为腐泥型原油伴生气,混合型原油伴生气,煤型气和混合成因气等4种类型混源气。西部坳陷区的大多数天然气属同源同阶的腐泥型原油伴生气、混合型原油伴生气或煤型气,由生物气或未熟混合型原油伴生气和低熟混合型原油伴生气复合而成的混合成因气仅分布于尕斯断陷亚区尕斯库勒油田浅层(上第三系),跃进二号西交点,以及油砂山油田和昆北断阶带乌南油田。
烃类蚀变和吸附作用通过增大流体的溶解能力、改变介质的氧化-还原条件和酸碱度、影响土壤颗粒的润湿性等方式,对元素地球化学场产生影响。鄂尔多斯盆地元素地球化学场与能源矿产关系密切,铁族元素和亲铜元素的低背景叠合分布区为煤和天然气藏的主要赋存区;钨钼族元素的低背景与铁族元素、亲铜元素的低背景之间的过渡带为铀矿床的有利富集地带;钨钼族元素低背景区为油气藏和煤矿远景富集区;规模大、级别高的元素高、低背景区对应富矿大矿。鄂尔多斯盆地及其周缘区地表元素地球化学场可分为4个分区,Ⅰ区富集石油、天然气、煤;Ⅱ区是天然气、煤和铀矿富集区;Ⅲ区是石油与煤的共生区;Ⅳ区是多金属、贵金属以及铀矿的有利富集区。
柴达木盆地西部尕斯断陷逆断裂和褶皱构造发育,褶皱与断裂紧密伴生,断裂位于背斜构造的一侧或两侧,各构造层高点上下铅直叠合。大多数断裂对沉积具有明显控制作用,尕斯断陷北西西向区域性同生逆断裂控制着局部沉积凹陷(生油凹陷)的分布和范围,沉积中心位于断裂下降盘附近;而规模较小的同生逆断裂主要发育在凹陷或凸起内部,控制着局部构造圈闭的形成和发展。断裂与背斜构造发育不同期,断裂形成早,为边沉积边逆冲的基底同沉积断裂。背斜构造形成时间较晚,为第三纪晚期挤压或压扭性构造应力作用所致。背斜构造在中新世早期以后才显示出顶薄翼厚、岩性顶粗翼细的同沉积特征。
柴达木盆地西部不同构造带裂缝的发育特征既有区别又有联系,可归纳为"南翼山型"、"咸水泉型"和"狮子沟型"。裂缝发育的组合型式与成因机制与变形方式、变形强度以及边界作用条件等相关。通过对裂缝成因类型与构造带变形强度(应变量)之间的定量分析,认为挤压褶皱区裂缝的分布模式共有3种:横张裂缝+纵张裂缝+顺层缝(Ⅰ型);横张裂缝+纵张裂缝+平面共轭剪裂缝+顺层缝(Ⅱ型);横张裂缝+纵张裂缝+顺层缝+平面共轭剪裂缝+剖面(共轭)剪裂缝(Ⅲ型)。可见,变形强度越大,裂缝的组合型式就越复杂。就总体而言,柴达木盆地西部构造裂缝以横张和纵张裂缝为主。
通过5口钻井23个样品镜质体反射率(Ro)数据的统计分析,运用镜质体反射率-深度(Ro-H)剖面斜率及其对应地温梯度的筛分对比方法,综合研究了合肥盆地中新生代的热演化特征。结果表明,盆地不同区块二叠系、下侏罗统和下白垩统的Ro数值大小存在较大差异,介于0.82%～2.70%,但其相应的Ro-H剖面斜率均显著大于上白垩统和下第三系,表明上、下白垩统之间存在明显的间断。下白垩统的地温梯度分布在70.80～130.90℃/km,相对稳定区接近70.80℃/km,表明早白垩世存在一次规模较大的区域性构造-热事件。上白垩统和下第三系Ro集中分布在0.40%～0.74%,地温梯度为38.30℃/km。晚第三纪以来,盆地整体抬升冷却,地温梯度降至现今的27.50℃/km。
琼东南盆地经历了裂陷期和坳陷期,可进一步划分为5个演化阶段。与构造演化对应,层序上可划分为上、下两个巨层序、5个超层序和19个层序。低位体系域在盆地的不同演化阶段均发育,具有多期性、多样性特点。构成低位体系域的沉积体系主要有盆底扇、斜坡扇、前积楔、三角洲、扇三角洲、冲积扇、海底峡谷和下切谷等。这些沉积体系的时空组合特征可归纳为孤立式、断控悬挂式和相互依存式。裂陷期呈孤立式、断控悬挂式;坳陷期以相互依存式为主。这些低位沉积体与上下岩层构成了有利的生储盖组合,可以形成岩性圈闭、地层-岩性及构造-岩性等复合型圈闭,具有广阔的勘探开发前景。
根据有机碳法计算湖泊古生产力的公式计算了东营凹陷沙河街组一段数百口井的古生产力值,做出了古生产力平面分布图,并与沙河街组三段沉积时期的古生产力以及现代不同营养类型湖泊的生产力进行了比较。研究表明,沙河街组三段中、下亚段和沙河街组一段沉积时期东营凹陷为超营养湖泊,是最有利于生油的湖泊;沙河街组三段上亚段沉积时期为富营养湖,也具有一定的生油能力。按生油岩的优劣程度排序,依次为沙河街组三段下亚段、沙河街组一段、沙河街组三段中亚段、沙河街组三段上亚段。
影响断层封闭性的主要因素包括:断层的活动性、泥岩涂抹系数、断层两盘的岩性对置关系、断面压力与泥地比的关系。将这4个主要影响因素作为评价参数,结合盆地构造演化,综合研究了柴达木盆地尕斯断陷内断层的垂向、侧向封闭性和封闭史。结果表明,柴西地区断层的封闭性在时空上存在着较大的差异性,并在油气运聚过程中起到不同的作用:当断层作为油气运移通道时,可以连接源岩和圈闭,并且控制着油气在垂向上的运聚层位和运聚时期,如Ⅶ号、Ⅺ号等断层;当断层作为遮挡体时,控制着油气聚集圈闭的形成,如乌南断层;断层活动开启还会引起油气藏的破坏和油气的再分配,如油砂山、南翼山地区的断层。
有机地球化学分析表明,尕斯库勒渐新统下部油藏原油为典型的盐湖相油,既有低熟油特征也有成熟油特征。油源对比表明,尕斯库勒渐新统下部油藏原油主要来自邻区埋深大于3500m的下第三系接近成熟或成熟的烃源岩。下第三系烃源岩形成于高钙多盐、强还原条件下的盐湖环境。烃源岩中盐和高含量的碳酸盐对甾、萜类化合物异构化有明显的抑制作用,导致下第三系烃源岩成熟滞后。尕斯库勒渐新统下部油藏中,目前找到的原油主要为低熟油,未熟油与成熟油发现不多。经分析,成熟的烃源岩分布在埋深大于4000m的深层,因此,深层具有寻找成熟油的潜力。
苏丹穆格莱德盆地Fula油田主要为较浅的白垩系Aradeiba组、Bentiu组的普通稠油油藏和Abu Gabra组的稀油及天然气藏。主体区块FulaNorth断块Bentiu组油藏为一垒块上的断背斜块状油藏,具有倾斜的油水界面。Aradeiba组为浅湖沉积的层状薄砂岩的高孔、高渗储层,Bentiu组为辫状河沉积的厚层块状砂岩的高孔、高渗储层,Aradeiba组和Bentiu组油藏埋藏浅,砂岩胶结疏松、物性好、易出砂、地层压力低,原油具有密度大、粘度高、酸值高和油稠等特点。Abu Gabra组的层状油气藏为三角洲前缘沉积砂岩、厚度薄、中孔、中渗、物性差,具有断块小、储层相变快、油气高度低等特点。Abu Gabra组油藏的形成主要受侧向封堵条件、储层的储集性等地质条件控制;有效的生、储、盖组合、泥岩的侧向封堵是Darfur群、Bentiu组油藏最主要的控制因素。
柴北缘昆特依凹陷小煤沟组烃源岩具有两次生烃过程,侏罗纪末期部分深洼进入生烃门限,随后由于抬升停止生油,第二次于始新世早期开始大面积生烃,使得冷湖构造经历了两次成藏;赛什腾凹陷烃源岩主要为大煤沟组,只有一次生烃过程;鱼卡凹陷侏罗系烃源岩在渐新世早期才进入生油门限,至今只有一次油气聚集期。受昆仑山活动的影响,柴达木盆地西部第三系烃源岩主力层段在盐湖相和咸水环境中形成,生烃过程只有一次,在上新世早—中期进入生油门限,成熟度普遍较低,只有局部达到生油高峰,不同构造部位进入生油期的时间和深度有一定差异。
准噶尔盆地腹部油气资源非常丰富,其中相当一部分储集在隐蔽油气藏中。准噶尔盆地腹部隐蔽油气藏具有多沉积体系控制、构造-岩性复合、多层系含油以及具有多期成藏的特点。对隐蔽油气藏的勘探既要采用新的研究思路,又要采用现已比较成熟的研究方法。首先开展高分辨率层序划分对比研究,确定隐蔽圈闭发育的有利层位;其次开展古地貌及沉积环境研究,寻找坡折带和有利相带,确定隐蔽圈闭发育的有利部位;再次开展地震处理,发现和落实隐蔽圈闭,寻找隐蔽油气藏。
深层碳酸盐岩储层酸压改造的目的就是让酸压裂缝与天然缝洞系统沟通。根据酸压改造施工曲线变化模式和酸压改造后的地质效果,提出了4类评价体系,每种体系对应一种酸压模式,包括未压开地层(Ⅰ类)、压开地层即行停止(Ⅱ类)、压开地层未与缝洞沟通(Ⅲ类)及压开地层并与缝洞沟通(Ⅳ类)的酸压模式。利用此方法对塔河油田27口井的酸压改造情况进行了分类评价,56%的井达到了Ⅳ类酸压模式,既压开了裂缝又实现了与天然缝洞系统的沟通,油井能保持较长期的高产稳产;22%的井达到了Ⅱ和Ⅲ类酸压模式;其余22%的井只达到了Ⅰ类酸压模式,此类油井的酸压效果有待进一步改善。该评价结果与油井实际产状具有较好的一致性。
通过对柴北缘西部成藏地质条件及成藏过程的研究,得出控制其成藏的主要因素是烃源岩的存在和分布、输导系统的连通程度、圈闭形成时间与主要排烃期的配置。从更深层次上看,断裂是控制成藏的最根本因素,它通过控制烃源岩的分布、圈闭的形成、纵横向的沟通作用及对原生油气藏进行破坏形成次生油气藏,最终决定油气藏的分布。
柴北缘马海-大红沟凸起油气成藏模式可概括为:深部为早期原生成藏,长期充注模式,具有多期(至少两期)油气运移成藏特征;浅部为早期排烃聚集,晚期次生成藏模式,具有晚期一次成藏的特征。古凸起区的两大构造运动、两套断裂体系所对应的圈闭形成期和成藏期是形成两种不同类型油气藏的关键。绿南山前构造带、马海-黄泥滩构造带、南八仙-东陵丘背斜带、以及马海构造的西南翼和东南翼的地层超覆区是今后勘探的重点目标。
花土沟油田下油砂山组-上干柴沟组藻灰岩储层主要有藻纹层灰岩、藻泥晶灰岩、亮晶鲕粒灰岩、亮晶介屑灰岩、亮晶藻团粒灰岩和陆屑泥晶灰岩等,其中前两类的储层物性较好。藻灰岩储层的形成主要受沉积环境的稳定性、早期淋溶和晚期胶结-充填作用的控制。藻灰岩储层在测井曲线上显示出较高的自然伽马值,在地震剖面上表现为强反射特征。利用这些特征可以进行藻灰岩储层的横向展布分析。经几口井的试油,藻灰岩储层都有油气显示,证实该类储层良好的油气前景。
运用包裹体均一化温度、包裹体成分以及圈闭演化历史分析等研究方法,对柴北缘典型油气田油气成藏特征进行了分析。结果表明:侏罗系油气藏具有三个油气成藏期,分别为侏罗纪末、渐新世和上新世;下第三系油气藏具有两个成藏期,分别发生在渐新世和上新世,其中渐新世为主要成藏期;上第三系油气藏属于次生油气藏,它们主要是由于上新世以后因构造变动导致下第三系油气藏调整和破坏,油气发生向上再运移而聚集形成的。柴北缘油气藏形成演化过程中,断层始终扮演了重要的角色。
