四川盆地西部二叠纪时期位于稳定克拉通边缘,受到海西运动、东吴运动和峨眉地裂运动的共同作用,发生构造-沉积分异。本文采用构造控盆、盆地控相、相控成藏要素组合的研究思路,在川西地区开展新一轮研究工作,揭示了二叠纪构造-沉积分异对油气成藏的控制作用,明确川西地区海相碳酸盐岩油气勘探潜力。盆地二叠纪以拉张伸展背景为主,总体呈现“南部隆升、西部裂陷、北部拉张”的沉积格局。二叠纪多期构造运动共同导致了川西地区一系列台内裂陷的形成,叠加二叠纪时期海平面变化,控制了栖霞至长兴期的多期台缘发育。川西北地区发育北东—南西向和北西—南东向两组断裂体系控制该区岩相古地理格局,其中龙门山断裂带主要控制了泥盆纪至二叠纪栖霞期沿上扬子台地西北缘发育台缘带,呈北东向展布。茅口至长兴期台缘带受克拉通边缘及台内裂陷共同控制,在川西地区呈北东向展布,梓潼—老关庙地区沿裂陷发育呈北西向展布,在剑阁一带,栖霞、茅口、吴家坪和长兴组多期台缘带叠置发育。川西地区二叠纪多期台缘控制了多层系优质滩相储层和礁储层叠置发育,是川西地区二叠系规模孔隙型储层发育的主控因素。多期古裂陷、多期台缘带和成藏期大型古隆起三元素耦合有利于油气规模聚集成藏。川西多层系台缘带具有纵向叠置,平面呈北东向大面积展布的特征,具备万亿规模资源潜力,是四川盆地海相碳酸盐岩重要勘探接替领域。

近年来,在四川盆地中二叠统钻遇孔隙型白云岩储层,获得一批高产井,呈现出良好的勘探前景,但其勘探潜力如何,能否成为四川盆地继安岳气田之后又一个万亿方大气区亟待明晰。通过对烃源岩特征、沉积特征、储集特征以及成藏模式等方面的深入研究认为,中二叠统具备3套优质烃源岩供烃、孔隙型储层发育、封盖条件好的优越成藏条件,发育自生自储型和下生上储型两套成藏组合。中二叠统发育块状孔隙型白云岩储层和孔隙型灰岩岩溶储层,分布面积大,其储集性能和单井测试产量与安岳气田灯影组相当,勘探潜力巨大,是四川盆地下步寻找万亿方大气区的主要层系。

2021年鄂尔多斯盆地榆探*H在太原组灰岩完钻喜获日产超50万m³的高产工业气流,勘探取得重大突破,同时还有700余口探井在太原组灰岩见到明显的含气显示,展示了盆地太原组灰岩良好的潜力,对于重新认识盆地太原组灰岩勘探领域具有极其重大的地质意义。对该区烃源岩特征、沉积环境、储集特征及成藏组合等进行综合研究表明:(1)太原组灰岩为陆表海碳酸盐沉积,发育生屑滩、生物丘有利沉积相带,沉积大面积分布的生屑粉晶灰岩、藻黏结灰岩,经准同生期短暂的大气淡水淋滤后,可形成有利储层;(2)太原组灰岩发育多类型储集空间,溶孔、亚微米级及纳米级晶间微孔、微裂缝等叠置组合发育,构成立体网络储集空间,平面上,横山—靖边—志丹生屑粉晶灰岩储层发育,厚4~10 m,佳县—子洲—清涧地区藻黏结灰岩储层发育,厚2~6 m;(3)发育“三明治”成藏模式,灰岩储层夹在主力煤系烃源岩之间,生成的天然气通过断裂、裂缝进入灰岩储层聚集,形成岩性气藏,横山—靖边地区的生屑滩和子洲—清涧的生物丘是太原组灰岩有利勘探区,面积约为1.5万km²,有望形成天然气增储上产的现实领域。

鄂尔多斯中东部地区奥陶系马家沟组发育巨厚的碳酸盐岩与膏盐岩交互的沉积体系,但对其沉积发育的规律性及其内部天然气成藏聚集的基本地质特征尚未形成明确的认识。通过对奥陶系碳酸盐岩-膏盐岩体系形成时的构造与古地理背景、沉积特征、储层发育、烃源供给及圈闭聚集等方面的分析,形成新的观点与地质认识:(1)受盐洼周边古隆起影响,奥陶系碳酸盐岩-膏盐岩共生体系形成于与外部广海周期性隔绝的局限海蒸发环境,导致其岩性“相控”与“层控”分布特征极为显著;(2)首次提出“非层状沉积分异”的概念,并认为它是控制奥陶系内幕“溶孔型”储层发育的决定性因素;(3)受区域岩性相变及后期构造反转的控制,奥陶系盐下层系具有形成大区域分布的岩性圈闭体系的有利条件;(4)盐下层系虽自身的海相烃源岩生烃潜力有限,但由于燕山期东部构造抬升与西侧上古生界煤系烃源“供烃窗口”及膏盐封盖层区域性连续分布等要素密切配合,仍具有规模供烃、大区带成藏的潜力。

冀中坳陷潜山是增储上产的重要领域,奥陶系潜山由于储层非均质性强、控藏因素复杂,因此一直制约着油气勘探的新发现。基于大量岩心、薄片、测井、地震及地球化学数据和地质分析的基础上,对其成藏条件及成藏模式进行了系统分析,指导杨税务潜山、文安斜坡潜山勘探取得重要突破。研究表明:冀中坳陷发育古近系沙三段和沙四段以及上古生界石炭—二叠系3套烃源岩,为潜山油气藏的形成提供了充足的物质基础;明确了碳酸盐岩“云化-岩溶-断裂”三主因叠合控储机理,建立了岩溶孔洞型、断裂孔缝型和云岩孔隙型3种储层模式,拓展了勘探空间;受印支期、燕山期、喜山期多期构造作用叠加控制,形成了先隆后凹型和先凹后隆型两种成因潜山圈闭类型。通过奥陶系潜山成藏要素分析,总结出3种潜山油气成藏模式:低位构造-岩性复合准层状潜山成藏模式、中位古储古堵块状潜山成藏模式和高位古储新堵块状潜山成藏模式。综合评价,目前冀中坳陷北部低位构造-岩性复合准层状潜山成藏条件最为有利,泗村店潜山和新镇潜山是下一步勘探的有利方向。

“新生古储”型潜山是大港油田潜山勘探的重要领域并取得了勘探突破,多期断裂演化控制了新生古储潜山类型多样性及成藏条件多样性。通过系统分析坳陷控山断裂的静态、动态特征,恢复断裂发育对潜山山系形成的控制作用,针对古生界内幕碳酸盐岩与碎屑岩储层物性特征和成储机制、烃源岩特征及源-储配置关系等成藏要素系统分析,区划潜山类型,指出不同类型潜山勘探潜力层系及分布区。研究结果表明:(1)现今断裂具有多走向、多性质的特征,受控于多期次叠合演化的结果。其主要为四个期次:T₃时期近EW和NW(W)逆断,J₁₊₂继承发育;J₃+K₁初期挤压逆冲形成NNE(近SN)向逆断-转换断层;至K₁为负反转发育阶段,形成负反转断层;E时期受伸展作用控制,形成NE(E)向伸展断层。(2)“两期挤压成山-一期块断成山”成山过程,内幕储层经历“早成岩期—表生期—中成岩期—晚成岩期”多期成岩作用,奥陶系碳酸盐储层为中孔-中渗储层,碎屑岩储层为中-低孔隙、中-低渗储层。(3)在孔二段和沙三段优质烃源岩发育的条件下,源-储对接关系成为潜山成藏的重要控制因素,受断裂控制形成五种源-储对接类型。(4)“以烃源岩为主线,源-储对接为依据,内幕构造样式为辅”,将新生古储潜山划分为3大类、7小类,其平面呈环带展布特征;潜力勘探区包括盆地多期构造叠合区奥陶系层系、盆缘中低位层系和盆外高位潜山源岩对接的深部层系等三个区带。

酒泉盆地油气勘探始于20世纪20年代,先后发现了老君庙、鸭儿峡、单北、白杨河等油田。盆地在中、新生代经历了早白垩世断陷盆地演化阶段和新生代前陆盆地演化阶段,为断拗叠置型盆地。断陷期的酒泉盆地下白垩统赤金堡组和下沟组为一套纹层状泥质白云岩和白云质泥岩,藻纹层比较发育,是优质的烃源岩。拗陷期盆地的快速沉降导致烃源岩快速成熟、高效生烃,为油气运移提供了动力,同时挤压逆冲对构造圈闭、油气运移通道的形成和储层物性的改善起着关键的作用,形成的窟窿山等多个正向构造带是油气富集的有利区带。青西凹陷存在低成熟、成熟、高成熟3类原油,低成熟原油仅分布于青西凹陷的下沟组上段至中沟组,成熟原油发生了大规模的运移,形成了柳沟庄、鸭儿峡—老君庙—石油沟油田,而深层高成熟原油没有大规模向中浅层运移,青西凹陷具有寻找高成熟原油的资源潜力。希望该研究成果可为青西凹陷下白垩统油气勘探提供经验与思路。

共和盆地处于西秦岭、南祁连、东昆仑造山带结合部,其中发现了高温干热岩及多套烃源岩,但地热藏和油气藏的成因、资源潜力与分布规律尚不清楚,难以对其开展准确评价和有效勘探开发。本文在系统研究共和盆地及周缘地层发育、沉积充填、构造变形与盆地深部结构的基础上,深入探讨了盆地演化的动力学机制,分析了盆地地热藏和油气藏的成藏主控因素,预测了有利分布区带和勘探方向。多期活动的哇洪山—温泉、多禾茂、瓦里贡、塘格木右行走滑逆冲断裂与青海南山左行走滑逆冲断裂异向、同向相交(切),叠加地幔上涌作用,导致在中新生代共和盆地长期处于走滑-伸展的独特环境,并控制了盆地7个隆起、断陷构造单元的展布及属性。它经历了6期演化阶段:早中三叠世处于昆北弧前盆地及陆缘火山弧带,共和盆地基底主要岩石发育;晚三叠世阿尼玛卿洋闭合并发生碰撞造山,共和盆地褶皱基底形成;晚三叠纪末期发生碰撞后伸展,发育初始小型陆内裂谷盆地;在侏罗纪—白垩纪区域性伸展环境下形成局部断陷盆地;古近纪晚期—中新世发育拉分-断陷盆地;中新世末至今发育陆内前陆盆地。形成了3个大构造-沉积层序和8个亚层序,发育了深海陆棚相-碳酸盐岩台地相-火成岩相以及多旋回的冲积扇-河流相-滨浅湖相-半深湖相等陆相沉积层序,它们记录了共和盆地的叠合发育演化及多期改造过程,与古特斯阿尼玛卿洋俯冲、后撤式俯冲、碰撞后伸展的近程效应响应,与班公-怒江、雅鲁藏布江新特提斯洋打开、俯冲、闭合以及印度/欧亚大陆碰撞过程的远程效应响应。
共和盆地构造-沉积演化特色造就了盆地较好的油气和地热的能源资源条件。盆地发育有中下侏罗统羊曲组、下白垩统万秀组、新近系咸水河组和临夏组等三套烃源岩,可形成上-中-下三套潜力油气勘探层系,需进一步开展地层精细对比、区带评价和圈闭落实工作。共和盆地深部5层结构构造特征及盆地形成动力学过程揭示了其具有丰富的地热能资源潜力。幔源上涌驱动导致地壳内各层向上扰动,叠加走滑伸展的盆地发育环境,形成短路径-多源增热模式。地幔上涌、中下地壳局部熔融体提供了区域热源、局部热源;陆缘弧和碰撞相关花岗岩类叠加多期次断裂、裂缝及热液活动起到“控热储及热传导”作用;上覆巨厚细粒沉积岩阻热扩散而形成“控热盖”,是中高温干热岩型地热藏主控因素,也为浅层水热型地热的生成奠基。研究成果可为存在局部高大地热流的陆内中小型盆地地热藏研究提供借鉴。

鄂尔多斯盆地NNW油区主力油层为三叠系延长组长6和长4+5层段,为河流相和湖相三角洲透镜状和部分席状砂体叠加而成,属于超低渗透率的致密砂岩非常规油藏。NNW油区老井侧重于单个砂体的开发,油层打开程度不完善大大降低了采油速度。通过使用椭圆锥泄油模型模拟,发现油井泄油半径小于50 m,井间存在大量剩余储量。研究提出使用多油层组合、分段压裂取代单个砂体开发模式,将全井段油层及油水同层一次压裂完井。同时提出利用水平井开发方式对NNW油区进行再次开发,水平井及分段压裂具有成倍提高油区产量和经济效益的潜力。通过分析发现油区具有再次开发的良好资源条件。