新时期我国含油气盆地勘探的沉积学应用分析
林雪莲
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林雪莲,. 新时期我国含油气盆地勘探的沉积学应用分析[J]. 天然气进展,2023.9. DOI:10.12721/ccn.2023.157086.
摘要:
沉积学是一门古老的地质学科,随着石油工业的发展,沉积学理论和方法也得到了快速发展。沉积盆地在演化过程中,其沉积充填记录了海陆变迁,构造格局演变及与周围环境的相互作用的具体历史。人类所需绝大部分油气资源也都蕴藏于沉积盆地中。对于含油气盆地的沉积学研究,对未来的油气勘探、开发工作都有十分重要的意义。笔者作为一名沉积学相关专业的研究者,通过大量的文献资料的查阅与梳理,并结合自身学习、研究经验,对新时期我国含油气盆地勘探的沉积学应用做出了分析,希望能够为未来的研究工作带来更多的帮助。
关键词: 新时期;含油气盆地;沉积学;成藏规律
DOI:10.12721/ccn.2023.157086
基金资助:

1引言

沉积盆地在漫长的地质演化史中,经历了不同形式的、多期次的构造演化,其叠加、埋深、剥蚀以及消亡等是一个多旋回的复杂过程,而我国大陆特殊的大地构造位置导致了沉积盆地后期改造异常强烈。抬升剥蚀是沉积盆地后期改造中一种非常普遍且重要的地质现象,我国绝大多数沉积盆地演化后期都遭受了强烈的抬升剥蚀。因此,对地层的抬升剥蚀作用的研究,对探讨盆地内的油气藏的分布和调整,以及油气藏的储集和破坏等至关重要。

2含油气盆地的定义

含油气盆地是构造地质学中非常重要的部分,从整体上来看是一个统一的沉降区,主要涉及到与盆地构造相关的几何学、运动学等多学科结合的知识。中国含油气盆地受到太平洋、西伯利亚板块和印度洋板块的影响,经历了多旋回演化,形成叠合盆地,构造复杂。对含油气盆地进行分析,首先研究盆地内的填充物是海相的还是陆相的或过渡相的,是稳定类型沉积还是过渡型的或活动类型的沉积,由于沉积作用取决于地壳变动的上升或沉降,所以每一个盆地及其填充物都是构造运动的结果,因而应该与某种构造模式或构造背景有关。

3含油气盆地沉积地质学主要进展

新世纪以来,沉积地质学理论、方法和研究技术发展迅速。研究者根据盆地构造背景建立了前陆盆地、断陷盆地和克拉通盆地的粗粒(冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲)沉积模式;依据三角洲沉积坡度和水深以及沉积位置,划分出深水与浅水三角洲以及陆架边缘三角洲;区分了不同成因类型的滩坝主控因素;讨论了重力流类型(泥石流、碎屑流、浊流)及其沉积机制、沉积模式(扇形与非扇形、水道型与非水道型),逐步关注以悬浮载荷为主和以底床载荷为主的异重流沉积过程和沉积特征;确定了细粒沉积岩相类型和沉积作用过程,并建立了细粒沉积模式;分析了碳酸盐岩沉积环境的多样性、礁滩演化及其控制因素;并且混积岩、微生物岩的沉积特征和沉积模式以及地震沉积学、沉积模拟等日益受到研究者的关注。

4国内外含油气盆地沉积学发展对比

在碎屑岩沉积与岩相古地理方面,国外重点开展了海相、海陆过渡相沉积研究,建立了河流、三角洲、河口湾、海底扇等经典沉积模式,指导了海相、海陆过渡相碎屑岩油气勘探。中国重点开展了陆相沉积研究,建立了冲积扇、河流、(浅水)三角洲、滩坝、重力流等多种典型沉积模式,以及陆相断陷、坳陷、前陆3类原型盆地的沉积充填模式,有效指导了中国陆相油气勘探与开发。河流、三角洲、重力流等传统碎屑岩沉积学研究已比较成熟,国内外已基本接轨。中国学者对浅水三角洲研究始于20世纪80年代,提出了多种分类方案及沉积模式,研究内容主要涉及形成地质背景、沉积动力学、微相构成及结构样式等多个方面。随着近年对坳陷湖盆中心厚砂体成因机理的深入研究,认识到湖盆中心厚层块状砂体是砂质碎屑流成因并建立了相应成因沉积模式。

随着非常规油气勘探的深入,细粒沉积生物化学作用和沉积机理等研究取得了重要进展,国外学者认为海(湖)平面变化、构造作用、沉积物源、盆地底形会影响细粒沉积相带的分布,建立了海相黑色页岩海侵、门槛和洋流上涌3类沉积模式。中国根据湖泊构造成因、地理位置和气候等条件,确定了中—新生代不同类型湖泊沉积特征与沉积亚、微相(岩相)划分,探讨了湖泊物理化学、生物过程、沉积作用特点、富有机质页岩分布以及早期成岩作用等,开展了细粒沉积-有机相研究,建立了湖盆细粒沉积分类方案与富有机质页岩发育模式。

国外已建立了海相盆地不同台地背景下碳酸盐岩沉积模式,明确了不同沉积相带的亚相与微相特征,系统分析了地质历史时期古生物生态学与生物礁演化特征。结合中国碳酸盐岩沉积特征,中国学者在碳酸盐岩岩石学分类、台地礁滩沉积模式与演化、古老小克拉通碳酸盐岩沉积等方面取得了系列创新性成果,指出继承性发育的碳酸盐岩台地边缘、低倾斜度的缓坡古地貌背景和相对宽缓的开阔台地内水动力高能区控制了礁/滩体的规模分布。

微生物碳酸盐岩是新近发现的具有勘探潜力的古老而深埋的碳酸盐岩地质体,有可能成为继礁滩、岩溶之后又一个碳酸盐岩油气勘探新领域。国外对微生物碳酸盐岩的研究较早,在冈瓦纳大陆的非洲、阿拉伯板块、印度—巴基斯坦和澳大利亚以及西伯利亚的里菲系、震旦系—寒武系、侏罗系微生物碳酸盐岩中发现了丰富油气。中国大规模微生物碳酸盐岩多发育于下古生界—前寒武系。四川、塔里木、鄂尔多斯、渤海湾等盆地深部发育的古老海相微生物碳酸盐岩储集层,将是未来的研究热。

5我国古生代海向含油气盆地成藏规律

古生代海相沉积是我国中东部主要的含油气盆地生烃位置,有如下几个成藏规律,(1)首先必备的是要有地台原生的凹陷或者短缺,而且这种凹陷和短缺是稳定的,纵观中国绝大对数的海相沉积含油气盆地,他们的构造背景都是极其稳定的。(2)其次比较明显的规律就是绝大多数的古生代海相气藏都具有海相地层的发育特征,海相盆地是油气储集,发育的重要地区,重力流的沉积环境有利于油气的运移、产生,相对来说比较容易形成岩性油气藏。(3)再次比较重要的因素就是海相生油母质,油气藏的发育程度主要是由沉积环境决定,在我们熟悉的一些大型的古生代海象油气藏中,可以发现海盆沉积区、台缘陆棚坳陷、断陷,台缘斜坡坳陷、断陷以及台内坳陷、断陷区等这些地区都是油气较为发育的地带。(4)碳酸盐岩储集性能的变化也是重点需要关注的一个方面,孔洞,裂缝等作用也值得重点关注。(5)最后一个比较重要的点就是地壳运动,印支运动、燕山运动、喜马拉雅山等一系列的地壳运动会对古生代原生沉积坳陷有重要的影响,在一定程度上有一定的改造作用,这种剧烈的运动,对早期形成的油气藏的发育具有重要的影响。

6 结论

多年的勘探实践证明,我国含油气盆地勘探需要沉积、构造、成藏等多学科的联动方能形成清楚的认识。在以后的工作中,也应当加强对于实地资料的保存,包括岩心、岩屑、古生物标本等一手资料的运用,通过沉积学的方式预测古环境、重建古地貌,对于油气勘探的系统、规范开展有着重要帮助。

参考文献

[1]刘池洋.沉积盆地动力学与盆地成藏(矿)系统[J].地球科学与环境学报.2008,30(1):1-23.

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