趙文智，胡素云，劉偉，王銅山，姜華

（中國石油勘探開發(fā)研究院）

論疊合含油氣盆地多勘探“黃金帶”及其意義

趙文智，胡素云，劉偉，王銅山，姜華

（中國石油勘探開發(fā)研究院）

蒂索生烴模式指出了“液態(tài)窗”存在的溫度和深度范圍，成為油氣勘探的“黃金帶”，但勘探實踐證實中國疊合盆地發(fā)育多個勘探“黃金帶”。多勘探“黃金帶”的形成有3方面因素：①烴源灶多期、多階段發(fā)育與古老烴源巖“雙峰式”生烴；②儲集層多階段發(fā)育；③成藏多期性與晚期有效性。常規(guī)烴源灶、液態(tài)烴裂解氣源灶以及多套規(guī)模有效儲集層控制了“黃金帶”的時空分布；勘探“黃金帶”具有繼承疊置與橫向遷延的特點，其中古隆起、古斜坡、古臺緣與多期繼承性斷裂帶控制了勘探“黃金帶”內(nèi)油氣分布。多勘探“黃金帶”的提出是對中國近年來油氣發(fā)現(xiàn)規(guī)律認(rèn)識的深化，表明中國疊合盆地深層仍有經(jīng)濟(jì)資源，油氣發(fā)現(xiàn)呈多期、多階段的特點，勘探潛力更大。圖10表1參20

疊合盆地；多勘探“黃金帶”；常規(guī)烴源灶；液態(tài)烴裂解氣源灶；規(guī)模儲集層；多期成藏；深層；中國陸上

0 引言

基于蒂索生烴模式標(biāo)定的“液態(tài)窗”理論已成功指導(dǎo)全球油氣勘探數(shù)十年，在含油氣盆地中淺層發(fā)現(xiàn)了一系列大中型油氣田。近年來挪威學(xué)者提出了油氣勘探“黃金帶”的概念[1]，其核心內(nèi)涵是：全球90%的油氣資源集中分布在地下溫度60～120 ℃層段，此溫度范圍之外，特別是地溫高于120 ℃的層段，找到石油和天然氣的可能性很小。

油氣勘探實踐表明，中國呈多期發(fā)育的疊合含油氣盆地與國外單旋回一期盆地或多旋回連續(xù)繼承型盆地有很大不同，主要表現(xiàn)在：經(jīng)歷多期構(gòu)造沉積演化，發(fā)育多套不同類型烴源巖、多類型儲集層和多變的生儲蓋組合，油氣分布具有多層系富集的特點。油氣分布規(guī)律認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)大油氣田的過程往往呈現(xiàn)多階段發(fā)展的特點，油氣儲量也呈“多峰、多階段”增長，延續(xù)時間很長。如四川盆地自20世紀(jì)60年代以來，先后發(fā)現(xiàn)了威遠(yuǎn)震旦系氣田、五百梯和大池干等石炭系氣田、普光和龍崗等二疊系—三疊系礁灘型氣田；2009年以來對川中地區(qū)三疊系勘探，發(fā)現(xiàn)了須家河組大型致密氣田。近期高石梯—磨溪地區(qū)震旦系—寒武系勘探又發(fā)現(xiàn)了超大型氣田，成為四川盆地油氣勘探近百年來的最大發(fā)現(xiàn)。目前已在四川盆地震旦系、古生界和中生界等10余套層系中發(fā)現(xiàn)工業(yè)油氣，勘探深度突破6 000 m，塔里木、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾和松遼等盆地也有相似的情況。本文基于四川、塔里木和鄂爾多斯等盆地勘探實踐，總結(jié)提出了疊合含油氣盆地存在多個勘探“黃金帶”的新觀點，以期對疊合含油氣盆地油氣資源潛力、大油氣田發(fā)現(xiàn)規(guī)律與勘探深度“死亡線”等問題進(jìn)行探討，推動油氣勘探理論技術(shù)的發(fā)展。

1 多勘探“黃金帶”的內(nèi)涵

20世紀(jì)70年代，蒂索提出的干酪根生烴模式明確了“生烴門限”、“液態(tài)石油窗”和“干氣階段”等概念與干酪根演化的空間分布和溫度范圍。其中，“液態(tài)石油窗”對應(yīng)的地下溫度為60～120 ℃，相應(yīng)的熱演化程度Ro值為0.6%～1.2%，成為油氣勘探的主要深度范圍，挪威學(xué)者稱之為勘探“黃金帶”。中國疊合盆地深層發(fā)育的海相層系時代古老，烴源巖熱演化程度高、有機(jī)質(zhì)演化充分，早期曾大規(guī)模生油，滯留于烴源巖內(nèi)尚未排出的分散液態(tài)烴在進(jìn)入高—過成熟階段以后又可以大規(guī)模生氣，生烴過程具有“雙峰式”特點[2-3]。同時，疊合盆地往往發(fā)育多期、多層系烴源巖，同一層烴源巖又形成多個烴源灶。這些烴源灶由于差異演化，生油生氣歷史也有差異。烴源巖的多層系發(fā)育與多期、多源生烴，加上地質(zhì)歷史時期多期發(fā)育的儲集體，油氣多期成藏，油氣富集具有縱向上呈多層系、平面上呈多帶多區(qū)的特點。如果將控制油氣富集的每一層系視為一個勘探“黃金帶”，那么疊合含油氣盆地的勘探“黃金帶”就不是一個，而會有多個（見圖1）。

四川盆地震旦系—中三疊統(tǒng)為海相碳酸鹽巖沉積層序，晚三疊世以后因周緣山系隆升，盆地被封閉，逐漸轉(zhuǎn)為陸相碎屑巖沉積層序。盆地至少存在5個勘探“黃金帶”，自下而上依次為震旦系—寒武系、石炭系、二疊系—下三疊統(tǒng)、上三疊統(tǒng)須家河組以及侏羅系。從勘探歷程看，石炭系“黃金帶”勘探歷時20余年，探明天然氣地質(zhì)儲量2 412×108m3；二疊系—下三疊統(tǒng)礁灘體“黃金帶”勘探歷時16 a，探明天然氣地質(zhì)儲量2 922.3×108m3；三疊系須家河組“黃金帶”勘探歷時9 a，探明天然氣地質(zhì)儲量7 065.79×108m3。震旦系—寒武系勘探“黃金帶”，自20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)威遠(yuǎn)氣田后，數(shù)十年勘探無進(jìn)展，2011年以高石1井突破為標(biāo)志，目前已發(fā)現(xiàn)磨溪寒武系龍王廟組整裝大氣田，探明天然氣地質(zhì)儲量4 404×108m3，預(yù)計儲量規(guī)模在萬億立方米以上[4]。此外，二疊系棲霞組—茅口組以及三疊系嘉陵江組和雷口坡組都有獲得新突破的潛力，有望成為新的勘探“黃金帶”。

勘探證實，塔里木、鄂爾多斯等疊合含油氣盆地同樣發(fā)育多個勘探“黃金帶”。需要說明的是，疊合盆地多勘探“黃金帶”的內(nèi)涵由其成藏的內(nèi)在規(guī)律控制，不同于以往所說的多層系含油，作者將在下文詳細(xì)討論。

2 多勘探“黃金帶”形成條件

2.1 烴源灶發(fā)育的多期性

多勘探“黃金帶”的形成，與烴源灶發(fā)育的多期性密切相關(guān)。所謂烴源灶發(fā)育的多期性是指疊合含油氣盆地因差異沉降與多階段演化，使得縱向上不同層系、平面上不同凹陷烴源巖呈多源、多期供烴，主要有3方面含義。

①烴源巖類型的多樣性與平面分布的規(guī)模性。首先，從烴源巖類型看，疊合盆地一般經(jīng)歷了早古生代海相、晚古生代海陸過渡相與中新生代陸相3大演化階段，相應(yīng)發(fā)育海相、海陸過渡相與陸相3大類烴源巖。海相烴源巖以泥質(zhì)烴源巖為主，形成于疊合盆地克拉通內(nèi)部差異沉降型坳陷區(qū)與邊緣坳陷的斜坡—陸棚環(huán)境，以塔里木盆地滿加爾坳陷寒武系—奧陶系為代表。海陸過渡相以煤系烴源巖為主，形成于疊合盆地坳陷發(fā)育階段，以鄂爾多斯盆地石炭系—二疊系和四川盆地二疊系、上三疊統(tǒng)為代表。陸相烴源巖以湖相泥質(zhì)巖為主，也有煤系烴源巖發(fā)育，形成于陸相湖盆深湖—半深湖環(huán)境或河湖沼澤環(huán)境，以鄂爾多斯盆地三疊系和塔里木盆地庫車坳陷三疊系—侏羅系為代表。其次，從烴源巖分布看，不同類型烴源巖縱向上疊置，平面上錯疊連片，分布范圍很廣。如塔里木盆地縱向上發(fā)育下寒武統(tǒng)、下奧陶統(tǒng)和中—上奧陶統(tǒng)海相泥質(zhì)烴源巖，石炭系—二疊系海陸過渡相泥質(zhì)烴源巖，三疊系—侏羅系陸相泥質(zhì)與煤系烴源巖（見圖2），平面上形成滿加爾、阿瓦提等多個烴源巖沉積中心，烴源巖疊合面積約35×104km2。鉆探證實四川、鄂爾多斯以及準(zhǔn)噶爾等盆地?zé)N源巖分布具有同樣特征。

圖1 四川、塔里木、鄂爾多斯盆地多勘探“黃金帶”示意圖

②滯留于烴源巖內(nèi)尚未排出的分散液態(tài)烴在高—過成熟階段大量熱裂解生氣，是近十年研究證實的一種新型氣源灶。2000年以前，多數(shù)勘探家認(rèn)為高—過成熟烴源巖生烴能力枯竭，將其視為勘探禁區(qū)。實際上，烴源巖進(jìn)入“液態(tài)窗”規(guī)模排烴之后，仍有相當(dāng)數(shù)量的液態(tài)烴滯留于烴源巖內(nèi)部。筆者基于國家“973”天然氣基礎(chǔ)研究項目開展了生排烴模擬和生氣動力學(xué)實驗，得出了兩點主要結(jié)論：一是烴源巖液態(tài)烴大量排出多發(fā)生于Ro值為0.6%～1.2%的“液態(tài)窗”階段，烴源巖的排烴效率一般在40%～60%，其中油頁巖排烴效率最高，可達(dá)80%左右[5]；二是干酪根大量降解生氣發(fā)生在Ro值為1.2%～1.6%的成熟—高成熟早期階段，滯留烴裂解生氣發(fā)生在Ro值大于1.6%的高—過成熟階段，主生氣階段Ro值為1.5%～3.2%，液態(tài)烴生氣時間晚于干酪根，但生氣數(shù)量是等量干酪根的2～4倍[6]。由此可見，滯留于烴源巖內(nèi)的液態(tài)烴數(shù)量相當(dāng)可觀，高—過成熟階段進(jìn)一步裂解形成的天然氣數(shù)量遠(yuǎn)大于干酪根降解形成的天然氣數(shù)量，是一類天然氣晚期成藏和有效成藏的氣源灶。

圖2 塔里木盆地寒武系—奧陶系、三疊系—侏羅系烴源巖分布

③烴源灶的差異演化生烴形成多個生排烴高峰期，油氣可以多期成藏。疊合盆地發(fā)育多套烴源巖，因差異演化致使不同構(gòu)造區(qū)烴源巖的埋藏歷史和生烴演化歷史差異較大，每套烴源巖進(jìn)入“生油高峰”和“生氣高峰”以及在“生油窗”和“生氣窗”滯留的時間也不盡相同，可以形成多個生排烴高峰期。如塔里木盆地中—下寒武統(tǒng)烴源巖分布范圍很廣，由于構(gòu)造沉降或隆升控制下的熱演化程度的差異，導(dǎo)致烴源巖熱演化歷史具有演化早期凹陷區(qū)域烴源巖先成熟、二疊紀(jì)末全面成熟、演化晚期凹陷區(qū)域烴源巖進(jìn)一步高成熟的演化特點，不同地區(qū)、不同地質(zhì)時期中—下寒武統(tǒng)烴源巖都有烴類生成（見圖3），中—下奧陶統(tǒng)烴源巖也同樣具有上述熱演化特點。

總體看，疊合盆地發(fā)育多套、多類型烴源巖，由于差異演化，加上滯留分散液態(tài)烴晚期裂解成氣，生烴歷史很長，可以形成多個“生油窗”和“生氣窗”，使烴源灶發(fā)育具有多期、多階段的特點，為油氣多層系分布、多期成藏奠定了基礎(chǔ)，為多勘探“黃金帶”的發(fā)育提供了物質(zhì)條件。

2.2 儲集層發(fā)育的多階段性

儲集層發(fā)育的多階段性是指疊合盆地受多旋回沉積構(gòu)造演化與多種地質(zhì)因素綜合作用，從而發(fā)育多套規(guī)模有效儲集層。儲集層發(fā)育范圍從中淺層至中深層甚至超深層，發(fā)育類型包括碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖和變質(zhì)巖儲集層。平面上多套儲集層可疊合連片，縱向上多層系規(guī)模分布。在油氣源充沛和源儲配置關(guān)系適宜條件下，可以大規(guī)模、多層系成藏。導(dǎo)致疊合盆地儲集層多階段發(fā)育的原因有3個方面：

①沉積演化的多階段性是儲集層多階段發(fā)育的主要原因。這包括疊合盆地多階段發(fā)展導(dǎo)致沉積環(huán)境的相應(yīng)變化，形成有儲集能力的高能沉積體（如砂體、礁體和顆粒灘等）的多階段發(fā)育；也包括在原始沉積環(huán)境和相帶約束下，后期成巖作用對儲集層建設(shè)性改造的多階段發(fā)育。如塔里木盆地塔中地區(qū)下古生界海相碳酸鹽巖，高能顆粒灘受大型繼承性古隆起控制，在寒武系頂、奧陶系蓬萊壩組頂、鷹山組頂和良里塔格組頂均有不同規(guī)模的儲集層發(fā)育（見圖4）。這些呈多段發(fā)育的儲集層首先是原始沉積提供了顆粒型沉積巖，本身具備一定的儲集和滲流能力，其次是后期多期構(gòu)造變動導(dǎo)致的溶蝕作用進(jìn)一步增強(qiáng)了其儲集性能。盡管巖溶作用的形式和過程有差異，但大氣淡水溶蝕作用對碳酸鹽巖改造的結(jié)果基本一致，都是形成了大面積分布的復(fù)雜的孔-洞-縫系統(tǒng)。

圖3 塔里木盆地不同地質(zhì)時期中—下寒武統(tǒng)烴源巖成熟度等值線圖

圖4 塔里木盆地塔中地區(qū)碳酸鹽巖儲集層多層段發(fā)育模式圖

鄂爾多斯盆地上古生界發(fā)育大型碎屑巖沉積體系，形成一系列超大型疊置發(fā)育的砂體群，歷經(jīng)成巖作用改造后形成大面積分布的非均質(zhì)性較強(qiáng)的砂巖儲集體。

②地質(zhì)歷史時期儲集層形成演化的多階段性是儲集層多階段發(fā)育的重要條件。疊合盆地沉積作用、成巖作用與改造作用都對儲集層的多段發(fā)育有重要影響。本節(jié)重點討論多期建設(shè)性成巖作用在疊合盆地規(guī)模儲集層多層段發(fā)育中的作用。首先，多旋回構(gòu)造運(yùn)動導(dǎo)致盆地內(nèi)發(fā)育多期大型不整合，為溶濾-溶蝕型儲集層的形成提供了條件；其次，碳酸鹽巖在深埋環(huán)境下，受溫度壓力條件的影響，成巖流體可部分改造原巖，發(fā)生白云石化作用，使儲集層物性進(jìn)一步變好，連續(xù)性和規(guī)模性也變好[7]。此外，疊合盆地在多期構(gòu)造活動中形成的斷裂系統(tǒng)和不整合面可以為深部熱流體上涌提供通道，熱流體溶蝕圍巖，形成一定規(guī)模的溶蝕孔洞。如塔里木盆地加里東—海西期構(gòu)造運(yùn)動，在震旦系—奧陶系形成了6套巖溶儲集層；埋藏成巖作用下，上寒武統(tǒng)和下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組廣泛發(fā)育埋藏白云石化作用，形成儲集層。晚海西期的熱流體活動，使斷裂帶周圍的原巖受到改造，形成熱液白云巖儲集層。

③生烴作用產(chǎn)生的酸性流體在排烴過程中和油氣一起進(jìn)入儲集層，也是深層儲集層建設(shè)性發(fā)育的重要因素。通常情況下，有機(jī)質(zhì)成熟生烴釋放的有機(jī)酸可以溶解巖石中的可溶組分[8]，對儲集層孔滲條件有明顯改善作用。此外，在深層溫度較高環(huán)境下，烴類與硫酸鹽易發(fā)生復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)（TSR），產(chǎn)生的H2S、CO2等酸性氣體溶于水形成的酸性溶液對碳酸鹽巖儲集層也有明顯改造作用。張水昌等研究認(rèn)為，TSR產(chǎn)生的酸性流體在90 ℃和H2S、CO2飽和條件下，對碳酸鹽巖儲集層孔隙度和滲透率的增大率可達(dá)56.06%和1 012.86%[9]。

上述地質(zhì)因素綜合作用，是疊合盆地儲集層發(fā)育具有多階段性、分布具有規(guī)模性、深層儲集層具有效性和儲集層強(qiáng)非均質(zhì)性的重要原因。所謂儲集層規(guī)模性是指不同階段形成的不同類型儲集層均規(guī)模分布，如塔里木盆地寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)發(fā)育4期、6條臺緣帶，沉積型臺緣礁灘儲集層疊合面積達(dá)2.6×104km2（見圖5）；上寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組埋藏白云巖儲集層及受斷裂控制的熱液白云巖儲集層展布面積（3～5）×104km2；塔中—巴楚地區(qū)下古生界巖溶儲集層分布面積5×104km2[10-11]。儲集層有效性有兩方面含義：①盆地深層發(fā)育的儲集層盡管年代老、埋藏深，但各種地質(zhì)因素綜合作用，使深層仍然發(fā)育規(guī)模有效儲集層，如四川盆地川中地區(qū)震旦系燈影組、寒武系龍王廟組儲集層孔隙度和滲透率分別達(dá)3%～5%和（1～6）×10-3μm2[12]。②儲集層與烴源灶空間上有機(jī)配置，如四川盆地川中地區(qū)寒武系龍王廟組顆粒灘儲集層和震旦系縫洞型儲集層緊鄰烴源巖中心，優(yōu)質(zhì)儲集層加上充足的油氣供給，形成了特大型氣田。儲集層非均質(zhì)性是指受沉積作用、多期復(fù)雜成巖作用和構(gòu)造作用影響，形成的大型儲集體的物性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)在空間上的強(qiáng)烈變化。如鄂爾多斯盆地蘇里格氣田上古生界砂巖儲集層、四川盆地廣安地區(qū)須家河組砂巖儲集層等，基本上都是大面積分布，但以低孔、低滲為主，且非均質(zhì)性強(qiáng)。塔里木盆地奧陶系盡管發(fā)育大面積分布的層狀巖溶型儲集層，但儲集空間主要是強(qiáng)非均質(zhì)的洞-縫系統(tǒng)。

圖5 塔里木盆地中晚奧陶世臺地邊緣分布圖（O1—2y—中下奧陶統(tǒng)鷹山組；O2yj—中奧陶統(tǒng)一間房組）

儲集層是油氣成藏的基礎(chǔ)，對深部優(yōu)質(zhì)儲集層形成條件與保存機(jī)理的研究，逐漸改變了深層難以形成規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲集層的傳統(tǒng)認(rèn)識，成為指導(dǎo)深層油氣勘探的重要依據(jù)，為積極尋找疊合盆地深層勘探“黃金帶”提供了重要的理論指導(dǎo)。

2.3 成藏多期性與晚期有效性

導(dǎo)致成藏多期性與晚期有效性的原因主要有以下3方面：①多期構(gòu)造運(yùn)動是成藏多期性的內(nèi)在動力。疊合盆地普遍經(jīng)歷了早古生代末加里東期、晚古生代海西期、中生代印支—燕山期、晚新生代喜馬拉雅期4次重大構(gòu)造變動，對油氣的生成和運(yùn)聚產(chǎn)生重要影響。首先，構(gòu)造運(yùn)動為油氣運(yùn)聚提供驅(qū)動力，構(gòu)造應(yīng)力通過改變巖層幾何形態(tài)及其孔隙內(nèi)部流體壓力等，促使流體發(fā)生規(guī)模運(yùn)移。其次，多期構(gòu)造運(yùn)動不僅形成構(gòu)造圈閉，也促使油氣不斷調(diào)整改造。疊合盆地，特別是深層，成烴成藏歷史早，受后期構(gòu)造運(yùn)動的影響明顯，早期形成的油氣藏會發(fā)生調(diào)整甚至破壞，每一次構(gòu)造運(yùn)動都會改變原有油氣的空間分布，進(jìn)入構(gòu)造平穩(wěn)期，又形成新的油氣聚集，使油氣在多層系分布，多階段成藏。

②烴源灶多期生烴、流體多期充注，奠定了油氣多階段成藏的物質(zhì)基礎(chǔ)。如四川盆地川中地區(qū)震旦系燈影組氣藏的形成，據(jù)儲集層流體包裹體分析，其存在3期烴類充注，第1期均一溫度為80～110 ℃，表現(xiàn)為液態(tài)烴包裹體，反映早期古油藏形成時期液態(tài)烴的充注；第2期均一溫度在110～160 ℃，為氣液兩相包裹體，反映的是干酪根降解生氣和古油藏裂解生氣階段氣液兩相烴類流體充注；第3期均一溫度在160～220 ℃，主要為氣相或鹽水氣混相包裹體，反映“半聚半散”古油藏大量裂解生氣期天然氣的規(guī)模充注和抬升期氣水混溶的流體規(guī)模充注事件（見圖6）。

圖6 四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)燈影組流體包裹體均一溫度分布直方圖（389個數(shù)據(jù)點）

③晚期大量生烴與晚期構(gòu)造定型決定了油氣晚期成藏的有效性。統(tǒng)計陸上大型疊合盆地已發(fā)現(xiàn)的大油氣田主要成藏期，無論是古老海相碳酸鹽巖層系，還是中新生界陸相碎屑巖層系，多數(shù)定型于白堊紀(jì)末以后，其中新近紀(jì)是大多數(shù)大油氣田主要成藏期（見表1）。油氣成藏定型偏晚，可以最大限度地規(guī)避多期構(gòu)造運(yùn)動的破壞，使大油氣田得以保存，這也是在中國如此復(fù)雜的地質(zhì)背景下還能發(fā)現(xiàn)眾多大型油氣田的原因。

表1 中國陸上主要大油氣田晚期成藏統(tǒng)計表（據(jù)文獻(xiàn)[7-9]修改）

總之，成藏期次的多階段性與晚期有效性控制了油氣多層系富集和保存，成為多個勘探“黃金帶”發(fā)育的建設(shè)性因素之一。

3 油氣分布特征

3.1 源控性依然存在

所謂源控性，就是疊合盆地各個油氣富集層系形成的油氣藏主體都分布在有效烴源灶地域之內(nèi)或與烴源灶密切聯(lián)系的范圍之內(nèi)，即油氣成藏與分布具明顯的源控特征。研究表明，中國疊合含油氣盆地發(fā)育兩種類型烴源灶：一是烴源巖有機(jī)質(zhì)（干酪根）熱裂解作用形成的烴源灶，稱之為干酪根型烴源灶；另一類是古油藏或者滯留于烴源巖內(nèi)尚未排出的分散液態(tài)烴，高—過成熟階段由液態(tài)烴裂解而形成的烴源灶，稱之為液態(tài)烴裂解型烴源灶，以生氣作用為主。勘探實踐證實，兩類烴源灶都可以規(guī)模供烴，都是高效烴源灶。目前疊合含油氣盆地各層系發(fā)現(xiàn)的油氣，主要受這兩類烴源灶控制。

塔里木盆地寒武系—奧陶系烴源巖平面上形成3個生烴中心，滿加爾凹陷為主力生烴中心，分布面積為（10～12）×104km2，生烴強(qiáng)度最高為160×108t/km2；其次是阿瓦提生烴中心，面積（8～10）×104km2，生烴強(qiáng)度最高為40×108t/km2。塔北隆起區(qū)位于滿加爾、阿瓦提兩大生烴中心的北緣，油氣富集程度高，勘探已發(fā)現(xiàn)輪南—塔河、哈拉哈塘、英買力等多個大型油氣田，發(fā)現(xiàn)的油氣儲量規(guī)模超過20×108t油當(dāng)量；塔中隆起夾持于滿加爾和阿瓦提兩大生烴中心之間，目前已發(fā)現(xiàn)的油氣儲量近10×108t油當(dāng)量。四川盆地震旦系—寒武系，盡管地層古老，但油氣分布受烴源灶控制仍很明顯，近期勘探在烴源巖厚度中心控制范圍內(nèi)，新發(fā)現(xiàn)了中國產(chǎn)層最古老、儲量單體規(guī)模最大的高石梯—磨溪震旦系—寒武系大氣田（見圖7）。

著眼強(qiáng)基固本、決戰(zhàn)脫貧攻堅、錘煉年輕干部的需要，2017年自貢市在四川省率先全覆蓋常態(tài)化選派村（社區(qū)）黨組織第一書記。全市各黨政機(jī)關(guān)、事業(yè)單位、企業(yè)選派出1314名第一書記到四區(qū)兩縣村（社區(qū)）任職，其中346名第一書記到榮縣村（社區(qū)）任職。各第一書記現(xiàn)已扎根基層近2年，在強(qiáng)化政治引領(lǐng)，推動地方發(fā)展，切實為民服務(wù)，提升治理水平等方面的工作已初步取得成效。本課題組主要對榮縣的第一書記工作進(jìn)行調(diào)研，全面了解第一書記各項工作開展情況，就如何扎實推進(jìn)全覆蓋常態(tài)化選派第一書記工作給出建議意見。

需要說明的是，上述兩類烴源灶具有相互依存關(guān)系，干酪根型烴源灶是基礎(chǔ)，液態(tài)烴裂解型烴源灶是干酪根型烴源灶的衍生產(chǎn)物。干酪根型烴源灶不僅生油，也生氣，生烴時間偏早；液態(tài)烴裂解型烴源灶以生氣為主，生氣時間偏晚。對于大油氣田，特別是碳酸鹽巖大氣田，通常是兩類烴源灶共同供烴的結(jié)果。如塔里木盆地滿加爾凹陷，既是干酪根型烴源灶中心，也是烴源巖內(nèi)滯留分散液態(tài)烴裂解型氣源灶中心。近期環(huán)繞液態(tài)烴裂解型氣源灶，塔里木古城地區(qū)部署的古城6井獲得重大突破，證實了這類烴源灶對天然氣成藏的控制作用與成藏貢獻(xiàn)。

圖7 四川盆地高石梯—磨溪大氣田與烴源巖分布疊合圖

3.2 規(guī)模有效儲集層控制富集層段

規(guī)模有效儲集層是油氣規(guī)模成藏的重要基礎(chǔ)，也是控制油氣空間富集分布的主要條件。疊合盆地通常發(fā)育兩類呈規(guī)模分布的儲集體：①平緩地形與繼承性水系控制形成的沉積砂體（群），在建設(shè)性和破壞性成巖過程聯(lián)合作用以后保留下來的碎屑巖儲集體；②碳酸鹽巖經(jīng)過溶蝕改造作用形成的灘相儲集體或縫洞型儲集體，其中縫洞單元往往呈集群式出現(xiàn)。總體而言，無論是碎屑巖儲集體，還是碳酸鹽巖灘相儲集層或“縫洞單元群”，規(guī)模都很大。塔里木盆地塔中Ⅰ號斷裂帶發(fā)育的奧陶系臺緣礁灘儲集層，南北寬1～20 km，東西長260 km，可識別出5期進(jìn)積型臺緣生物礁，生物礁厚300～500 m，儲集層累計厚30～50 m。塔中Ⅰ號斷裂帶礁灘儲集層勘探已獲三級油氣儲量近10×108t油當(dāng)量，成為塔里木盆地碳酸鹽巖增儲上產(chǎn)的重點區(qū)帶。四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)，發(fā)育震旦系燈二段、燈四段巖溶儲集層與寒武系龍王廟組灘相儲集層，疊合面積超過3 000 km2。目前發(fā)現(xiàn)的三級地質(zhì)儲量達(dá)萬億立方米以上，其中磨溪地區(qū)龍王廟組已探明天然氣地質(zhì)儲量4 404×108m3。鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)發(fā)育上古生界砂巖和下古生界碳酸鹽巖巖溶兩套儲集體，上古生界砂巖已探明與基本探明的含氣面積超過4×104km2，成為盆地天然氣開發(fā)主力產(chǎn)層；下古生界碳酸鹽巖巖溶儲集層探明天然氣含氣面積超過4 500 km2，累計探明地質(zhì)儲量6 500×108m3[13]。

總之，中國疊合盆地?zé)o論是碳酸鹽巖層系發(fā)育的沉積型礁/灘/白云巖儲集層，還是后生溶蝕-溶濾型儲集層、埋藏-熱液改造型白云巖儲集層，抑或是陸內(nèi)坳陷區(qū)以及前陸盆地緩翼斜坡區(qū)發(fā)育的大型砂巖儲集層，均受多旋回演化的影響，各個層系或?qū)佣味伎梢孕纬梢?guī)模有效儲集層。這些規(guī)模儲集層或與烴源灶大面積緊密接觸，或通過斷層溝通或不整合面轉(zhuǎn)接與烴源灶建立聯(lián)系，是油氣資源的主要富集層段，也是經(jīng)濟(jì)儲量集中分布的層系。

3.3 “半聚半散”型原油分布區(qū)晚期成藏效率高

關(guān)于古老烴源巖成藏特征，由于受勘探程度的限制，目前尚處于探索階段，還有很多問題需進(jìn)一步研究。從目前中國幾大古生界盆地發(fā)育區(qū)已經(jīng)取得的勘探成果看，油藏的分布主要受具差異演化的生烴源灶控制，多位于古隆起及翼部廣大斜坡區(qū)，成藏規(guī)模比較大。而氣藏的分布則有多樣性，其中古老烴源巖由于演化充分，先后經(jīng)歷了生油高峰和生氣高峰兩個階段。一方面表現(xiàn)為烴源巖的生烴效率高，產(chǎn)烴總量大；另一方面表現(xiàn)出獨(dú)具特色的生氣與成藏特點，除了有機(jī)質(zhì)干酪根正常熱降解形成的天然氣外，還有原油裂解形成的天然氣，而且這部分天然氣的形成時間晚，散失量較小，成藏效率高，成藏規(guī)模大。

原油熱裂解形成天然氣有3種方式：①古油藏隨著溫度升高，在藏內(nèi)發(fā)生裂解；②滯留在烴源巖內(nèi)部的液態(tài)有機(jī)質(zhì)在高—過成熟階段裂解；③原油在遠(yuǎn)離烴源巖后，在聚集成藏之前的運(yùn)移途中形成“半聚半散”型液態(tài)烴，在溫度升高以后裂解形成天然氣。關(guān)于原油裂解氣成藏潛力與地位，前人和筆者在其他文章中已有討論[14-17]，本節(jié)將重點討論“半聚半散”型液態(tài)烴的成藏潛力與地位。

總體而言，疊合盆地的構(gòu)造格局多呈“大隆、大坳”面貌，油氣分布主要受大型古隆起及相對穩(wěn)定的大型古斜坡控制。從液態(tài)烴賦存狀況看，成藏期的古地形坡度是液態(tài)烴富集方式與富集程度的重要控制因素。一般而言，坡度較大的斜坡高部位，液態(tài)烴可以規(guī)模聚集，形成古油藏；坡度較緩的斜坡區(qū)，液態(tài)烴分異作用較差，由于液態(tài)烴富集程度不高，對蓋層的要求較低，加之地勢總體平緩，原油總體上呈分散狀，但局部又有集中，筆者稱之為“半聚半散”型分布，可以長期保存在地下，并在晚期裂解成藏，是深層大氣田形成與聚集的有利分布區(qū)（見圖8）。

近期四川盆地川中古隆起發(fā)現(xiàn)的高石梯—磨溪大氣田，證實低緩斜坡下“半聚半散”型液態(tài)烴后期裂解氣是大氣田形成的重要貢獻(xiàn)者。通過對盆地古構(gòu)造與儲集層瀝青含量關(guān)系研究（見圖9），發(fā)現(xiàn)瀝青含量與古地貌或古地形坡度有關(guān)。川中古隆起較高部位，地形坡度較大，瀝青含量相對較高，最高可達(dá)5%；斜坡低部位，瀝青含量逐漸變低，僅為2%～3%。由于瀝青是液態(tài)烴裂解后保留下來的產(chǎn)物，瀝青含量的變化反映了古油藏液態(tài)烴的富集程度。古地貌較高地帶，液態(tài)烴富集程度高，以古油藏裂解為主；隨著古地形變緩，液態(tài)烴富集程度變差，以“半聚半散”狀為主；斜坡低部位乃至坳陷區(qū)，液態(tài)烴尚未聚集，呈分散狀，則變?yōu)闇魺N的裂解。近期隆起較高部位發(fā)現(xiàn)的大氣田主要來自原油裂解，說明早期聚集型和“半聚半散”型原油都為大氣田的形成做出了貢獻(xiàn)。

圖8 “半聚半散”型液態(tài)烴裂解形成氣藏模式圖

3.4 勘探“黃金帶”具繼承疊置性與橫向遷延性

勘探“黃金帶”的繼承疊置性與橫向遷延性是指受多旋回沉積演化控制，不同層系、不同類型的油氣成藏組合在垂向上疊置發(fā)育，而在平面上由于多期盆地發(fā)育的遷移性，表現(xiàn)出既有繼承性也有遷延性的特點?？v向上油氣分布呈多層系、多層段富集，平面上則疊加、復(fù)合連片。典型代表如四川盆地上二疊統(tǒng)長興組—下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組，其沉積表現(xiàn)為一個完整的水進(jìn)—水退旋回，受開江—梁平陸棚、蓬溪—武勝陸棚演化與消亡的影響，長興組早期沉積整體表現(xiàn)為退積結(jié)構(gòu)；長興組沉積中晚期，隨著拉張活動減弱，整體表現(xiàn)為臺地邊緣礁灘體向陸棚方向推進(jìn)[18]。飛仙關(guān)組沉積期，隨著臺地的不斷拓展，鮞灘分布范圍擴(kuò)大且向開江—梁平陸棚遷移并最終將其填平，臺盆區(qū)鮞粒灘大面積分布。勘探證實，受礁灘遷移影響，礁灘氣藏分布具有縱向上相互疊置、橫向上復(fù)合連片的分布特點（見圖10）。

圖9 四川盆地二疊系沉積前震旦系頂界古構(gòu)造與瀝青含量疊合圖

圖10 四川盆地龍崗地區(qū)長興組—飛仙關(guān)組沉積期生物礁、鮞粒灘發(fā)育圖

需要指出的是，勘探“黃金帶”的繼承疊置性與橫向遷延性，因盆地、凹陷、層系的不同而不同。一般而言，海相克拉通之上發(fā)育起來的疊合盆地，不同“黃金帶”的油氣成藏過程可以繼承，也可變化，而不同期的油氣聚集往往共享某些成藏要素與區(qū)帶，油氣分布具有多層系疊置、大面積分布的特點，如塔里木盆地塔中地區(qū)寒武系鹽下、奧陶系鷹山組—良里塔格組和石炭系多層系大面積含油氣。多期前陸（陸內(nèi)坳陷）繼承性疊合盆地油氣成藏過程不僅有繼承性，且還有遞進(jìn)性，各“黃金帶”及“黃金帶”內(nèi)部油氣分布規(guī)律基本一致，如準(zhǔn)噶爾盆地。早期斷陷與晚期坳陷疊加發(fā)育形成的疊合盆地，由于早、晚兩期盆地的成盆機(jī)制不同，烴源灶展布與成藏過程完全不同，不同“黃金帶”的油氣相態(tài)與分布差異較大，如松遼盆地斷陷層序以火山巖氣藏、砂礫巖氣藏為主，坳陷層序在中央背斜帶發(fā)育大油田?；诠诺乩肀尘昂蛢w分布的精細(xì)刻畫，配以成藏要素描述、成藏過程恢復(fù)的深入研究，是揭示這一規(guī)律的常用方法。“黃金帶”內(nèi)油氣分布的繼承疊置性與橫向遷延性，是大油氣田分布規(guī)律的重要組成部分，也是推動油氣勘探多階段有序快速發(fā)展的重要理論依據(jù)。

3.5 古隆起、古斜坡、古臺緣與斷裂帶控制主要油氣分布

疊合盆地盡管歷經(jīng)多套海（陸）相沉積層序在垂向上的疊置與不同時代多類型沉積盆地在平面上的復(fù)合，但不同層段油氣藏的分布主要受古隆起、古斜坡、古臺緣帶與多期繼承性發(fā)育的斷裂帶控制[19-20]，這也是進(jìn)行多“黃金帶”勘探的重點目標(biāo)。

長期發(fā)育的大型古隆起、古斜坡是油氣富集最重要的場所，這是普遍規(guī)律。古隆起、古斜坡對油氣的控制作用，除易于形成大型構(gòu)造、巖性或地層圈閉外，古隆起及斜坡背景對油氣運(yùn)移的“吸納”作用、對大型儲集體發(fā)育與分布的控制作用，均利于油氣大面積成藏。塔里木盆地的塔北、塔中隆起及斜坡區(qū)發(fā)現(xiàn)的大型碳酸鹽巖油氣田，四川盆地川中古隆起發(fā)現(xiàn)的震旦系—寒武系大氣田、川中上三疊統(tǒng)須家河組大氣田以及鄂爾多斯盆地發(fā)現(xiàn)的上古生界蘇里格大氣田等，都受古隆起或古斜坡背景控制。古臺緣帶是碳酸鹽巖礁灘儲集層發(fā)育的有利部位，隨著臺緣帶的演化與消亡，后期疊加發(fā)育大型河湖三角洲沉積，礁灘儲集層與碎屑巖儲集層疊置發(fā)育，加上臺緣帶斷裂溝通，可以多層系大面積成藏。如四川盆地龍崗臺緣帶，勘探已發(fā)現(xiàn)二疊系—三疊系礁灘、三疊系雷口坡組碳酸鹽巖風(fēng)化殼、三疊系須家河組等多套含氣層系。斷裂不僅是油氣運(yùn)移的重要通道，長期發(fā)育的古斷裂一方面可以形成破碎帶，另一方面利于深部熱液活動，使得儲集層物性得以改善，成為油氣運(yùn)移聚集的有利部位。如塔里木盆地塔中地區(qū)、塔北南緣哈拉哈塘地區(qū)發(fā)現(xiàn)的碳酸鹽巖油氣藏均與斷裂活動有關(guān)。

4 多勘探“黃金帶”意義

4.1 多勘探“黃金帶”使儲量多峰增長，發(fā)現(xiàn)歷史長

疊合盆地多旋回構(gòu)造沉積演化，導(dǎo)致油氣分布多層系富集，存在多個勘探“黃金帶”。近期的勘探實踐表明，當(dāng)一個“黃金帶”勘探成熟后，隨著認(rèn)識的深化和工程技術(shù)的進(jìn)步，新的“黃金帶”又會被發(fā)現(xiàn)，儲量增長具有多峰、多階段的特點。如四川盆地震旦系—寒武系勘探，如果基于傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論，川中古隆起區(qū)整體處于高—過成熟階段（Ro值大于2.5%），難以規(guī)模成藏。“接力生氣”和“雙峰式”生烴認(rèn)識的提出，改變了川中古隆起深層成藏認(rèn)識。深層多套優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)現(xiàn)、基于分散液態(tài)烴（源內(nèi)和源外）和古油藏裂解生氣認(rèn)識的重新評價以及深層鉆探技術(shù)的成熟，最終發(fā)現(xiàn)了高石梯—磨溪萬億立方米級大氣田，將四川盆地天然氣勘探推向新的發(fā)展階段。川中高石梯—磨溪地區(qū)油氣發(fā)現(xiàn)歷程表明，疊合盆地由于成藏歷史復(fù)雜，勘探過程不會一帆風(fēng)順，都會經(jīng)歷實踐、認(rèn)識、再實踐、再認(rèn)識的過程，如此反復(fù)，逐步逼近地下實際。這就決定了疊合盆地勘探過程復(fù)雜，發(fā)現(xiàn)歷史長，同時也是勘探潛力所在。

4.2 生烴歷史完整，資源潛力超預(yù)期

中國發(fā)育的大型疊合含油氣盆地通常發(fā)育常規(guī)烴源巖形成的烴源灶和液態(tài)烴裂解氣源灶兩類烴源灶。常規(guī)烴源巖形成的烴源灶，一般經(jīng)歷了完整的“生油”和“生氣”兩個生烴高峰，烴源巖演化充分，生烴總量大。液態(tài)烴裂解氣源灶，包括烴源巖內(nèi)尚未排出的分散液態(tài)烴、“半聚半散”狀液態(tài)烴以及古油藏后期裂解形成的氣源灶。前期的資源評價，考慮了古油藏裂解對天然氣成藏的貢獻(xiàn)，但“半聚半散”的液態(tài)烴以及烴源巖內(nèi)尚未排出的分散狀液態(tài)烴裂解氣對成藏的貢獻(xiàn)并未考慮。塔里木古城地區(qū)古城6井的突破，證實了這類烴源灶勘探的現(xiàn)實性，可以為疊合盆地深層規(guī)模成藏做出重要貢獻(xiàn)。如果考慮這部分液態(tài)烴晚期裂解生氣對成藏的貢獻(xiàn)，塔里木盆地下古生界天然氣資源量達(dá)4.2×1012m3，較第3次資源評價結(jié)果增加了1.3倍。這表明，中國深層天然氣資源潛力大大超出預(yù)期，深層發(fā)現(xiàn)前景更好。

4.3 疊合盆地深層有一定經(jīng)濟(jì)資源，勘探前景樂觀

疊合盆地深層發(fā)育的干酪根型烴源灶和液態(tài)烴裂解氣源灶，都可以規(guī)模供烴；受古隆起、古斜坡、古臺緣與多期繼承性斷裂帶控制，深層發(fā)育多套規(guī)模有效儲集層，進(jìn)而形成縱向上相互疊置、橫向上復(fù)合連片的多個勘探“黃金帶”。盡管不同構(gòu)造部位油氣富集程度有差異，但油氣分布范圍廣、儲量規(guī)模大，疊合盆地深層有一定經(jīng)濟(jì)資源，勘探前景樂觀。近年塔里木、四川等盆地深層勘探持續(xù)獲得突破，展示出深層良好的油氣勘探前景。特別是四川盆地川中地區(qū)近期新發(fā)現(xiàn)的寒武系龍王廟組大氣田，不僅儲量規(guī)模大，單體儲量規(guī)模達(dá)到4 404×108m3，而且單井產(chǎn)量高，試采效果好，日產(chǎn)百萬立方米以上的井10口，無阻流量最高達(dá)1 035×104m3/d，試采井日產(chǎn)規(guī)模達(dá)480×104m3。塔里木盆地?zé)o論是臺盆區(qū)的古老碳酸鹽巖，還是庫車前陸區(qū)中新生界碎屑巖，工業(yè)產(chǎn)能深度都已突破7 000 m下限。預(yù)計隨著地質(zhì)認(rèn)識的深化與工程技術(shù)的進(jìn)步，深層—超深層油氣領(lǐng)域?qū)橹袊蜌夤I(yè)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)，油氣遠(yuǎn)景值得期待。

5 結(jié)論

中國疊合含油氣盆地經(jīng)歷多期構(gòu)造沉積演化，具有多個勘探“黃金帶”。多勘探“黃金帶”的形成有3方面因素：①烴源灶多期、多階段發(fā)育與古老烴源巖“雙峰式”生烴，為多勘探“黃金帶”發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；②儲集層多階段發(fā)育，是多勘探“黃金帶”形成的重要條件；③成藏多期性與晚期有效性則確保了油氣多層系富集和保存。

常規(guī)烴源灶、液態(tài)烴裂解氣源灶以及規(guī)模有效儲集層控制了勘探“黃金帶”的時空分布?？碧健包S金帶”具有縱向繼承疊置和橫向遷延的特點，古隆起、古斜坡、古臺緣和多期繼承性斷裂帶控制“黃金帶”內(nèi)的油氣分布。多勘探“黃金帶”的提出，表明中國疊合含油氣盆地深層油氣資源豐富，超出預(yù)期，油氣發(fā)現(xiàn)呈多期、多階段的特點，勘探前景樂觀。

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（編輯 黃昌武 繪圖 劉方方）

The multi-staged “golden zones” of hydrocarbon exploration in superimposed petroliferous basins of onshore China and its significance

Zhao Wenzhi,Hu Suyun,Liu Wei,Wang Tongshan,Jiang Hua
(PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration &Development,Beijing 100083,China)

The hydrocarbon generation model proposed by Tissot et al.points out the temperature and depth of “l(fā)iquid HC window”,which has become a “golden zone” for hydrocarbon exploration.It has been proved by exploration that multi-staged “golden zones” for hydrocarbon exploration is commonly developed in the superimposed petroliferous basins of onshore China.There are three factors for the formation of multi-staged “golden zones” of HC exploration in the superimposed basins: (1) source kitchens developed with multi-periods and multi-centers which have been verified to lead multi-stages of HC generation with large scale,(2) multi-staged reservoirs develop with large scale,(3) hydrocarbon accumulations occur with the multi-periods and late effectiveness.The conventional source kitchens,dispersed liquid HC-cracking gas kitchens and effective reservoirs with large scale join together to control the distribution of “golden zones” in timing and space.Explorational “golden zones” have the characteristics of inherited stacking and lateral variation.Palaeo-highs,palaeo-slopes,palaeo-platform margins,and multi-period inherited fault zones control the distribution of hydrocarbons in the explorational “golden zones”.The concept of multi explorational “golden zones” helps to deepen the knowledge of new hydrocarbon distributional regularity which revealed recently in China.It shows that there exist economic resources in the deep section of the superimposed basins of onshore China.The hydrocarbon discovery history in the superimposed petroliferous basins has the feature of multi-peaks of proven reserve increase and lasting a quite long period,which indicates a huge potential for future exploration.

superimposed basin;multi-staged HC exploration golden zone;conventional source kitchen;dispersed hydrocarboncracking gas kitchen;large scaled reservoir rock;multi-period hydrocarbon accumulation;deep section;onshore China

國家油氣專項（2011ZX05004）；中國石油天然氣股份有限公司重大科技專項（2014E-32-01）

TE122.2

A

1000-0747(2015)01-0001-12

10.11698/PED.2015.01.01

趙文智（1958-），男，河北昌黎人，中國工程院院士，博士生導(dǎo)師，長期從事石油地質(zhì)綜合研究與勘探工作。地址：北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號，中國石油勘探開發(fā)研究院院辦，郵政編碼：100083。E-mail：zwz@petrochina.com.cn

2014-09-29

2014-11-25