油气成藏研究历史、现状及发展趋势

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盖和上覆岩层） 和地质作用（ 油气生运聚作用和圈 闭形成作用）纳入统一的时空范围内综合考虑， 强 调彼此间的配置关系， 从而弄清油气分布规律。 下面分别以“ 三场” 与油气的研究、 成藏史研 究、 含油气系统研究、 成藏动力学系统研究以及盆 地模拟技术等五个方面介绍目前国内外油气成藏 机理研究的新进展和存在的不足以及发展趋势。
水 > 岩石 相 互 作 用 的 地 球 化 学 模 拟 理 论 和 方 法 ， 使 流体 > 储层相互作用以及储层孔隙度和渗透性的研 究由定性、 半定量向定量发展。 （ 油气藏的保存与破坏研究得到重视。在盖 !） 层封闭性研究方面， 目前基本明确了盖层的封闭机 理， 即物性封闭、 压力封闭和烃浓度封闭。在分子扩 散作用方面， 建立了源岩和气藏的天然气扩散地质 模型和数学模型。在断层封堵性方面， 主要采用断 层压力、 断移地层砂泥比值及断层充填物与围岩声 波时差相对关系等三种方法研究断层的垂向封堵 性和侧向封堵性。 （ 在前人工作基础上提 ,） @8);;( （ $,,3， $,,6） 出了“ 含油气系统” 概念， 认为含油气系统包含成熟 烃源岩及所有已经形成的油气藏， 并包含油气藏形 成时所必不可少的一些地质要素和作用。国内外许 多学者运用含油气系统理论和方法， 研究油气藏的 形成和分布， 指导油气勘探。 （ $"&随着含油气系统理论在勘探实践中的应用， 其缺陷和不足也日渐暴露。 自 A(B*+=;( 等（ 提 $,,%） 出含油气盆地实质上既可看作一个“ 低温热化学反 应器” 、又可看作是一个复杂的天然流体渗流的动 力学系统以来， 国内田世澄（ 分析了划 $,,6， $,,1） 分成藏动力学系统的必要性和可能性， 并提出如何 划分成藏动力学系统以及成藏动力学系统的方法。 从而丰富和发展了含油气系统理论， 开拓了盆地流 体运动与成矿地质学研究领域。
!"!"$ 油气藏地球化学
根据油气藏地球化学描述认识油气藏非均质 性，从油藏非均质性推断储层中烃类流体充注史， 判断烃类注入方向和时间。分析油气水界面位置及 其变迁史， 阐明油气藏演化史。通过油气藏地球化 学来定量评价二次运移和认识油气藏分布规律、 利 用原油中生物标志化合物的组合分析反映油气成 藏史， 是油藏地化研究成藏史的有效方法。
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油气成藏研究历史、 现状及发展趋势
刘新月
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赵德力 !
郑 斌!
余培湘
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张仲培
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晏银华 )
河南南阳 *+%#%!, &#’ 石油大学 ( 北京昌平 #"!!"")!’ 河南石油勘探开发研究院， 摘要 - 本文从石油地质学中极为重要的油气成藏研究入手， 分析了油气成藏研究历史， 划分了 % 个历史发展阶段。 第 一阶段（ 以油气藏背斜说或重力说为 代 表 。 第 二 阶 段 （ 为以 #. 世纪末 /!" 世纪 $" 年代初） $" 年 代 中 期 /+" 年 代 末 ） 油气二次运移聚集原理及我国陆相石油地质理论 为 代 表 。 第 三 阶 段 （ 以油藏描 01223 有机生油理论、 4" 年 代 5 现 在 ） 述、 盆地模拟、 储层地球化学、 含油气系统和成藏动力学系统为代表。从地温场与地压场、 成藏史、 含油气系统、 成藏 动力学系统和盆地模拟等 $ 个方面讨论了油气成藏研究的现状及发展趋势。 研究； 历史； 油气； 成藏； 运移； 系统； 发展 关键词 - 油气藏； 中图分类号： 06# 文献标识码 -7
!"# 地温场与地压场的研究现状及发展趋势
在油气成藏机理的各种因素研究中， 通过研究 古地温、 热史、 地层压力、 地应力与油气形成的关 系， 揭示地温场、 地压场与地应力场与油气分布的 关系。地压场是指一定地质空间范围内地层压力及 其分布特征， 一般由正常压实带、 异常高压带、 异常 低压带组成。地温场对油气分布的控制作用主要体 现在地温场与烃源岩空间匹配关系， 热史与烃源岩 演化之间的关系。由于地温与地压的密切关系， 有 人把地温、 地压系统在垂向上看成是叠合式温压系 统， 这种叠合式温压系统以可分为高压型和低压型 两种。地温场、 地压场与地应力场密切相关， 对油气 藏形成分布有重要的控制作用。目前， 石油地质学 家们都趋向于对“ 三场” 进行综合分析。尽管“ 三场” 相互关联， 对油气藏形成和分布有着重要的控制作 用。但是其中具体的作用机制仍未弄清。
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油气成藏研究的历史发展阶段
以沿背斜褶皱带分布油气藏的背斜说或重力
!"! 第一阶段（ !# 世纪末$%& 世纪 ’& 年代初）
说为代表， 为油气成藏研究的初始阶段， 主要研究 成果有： 建 &#,在 #48# 年怀特提出的早期背斜学说基础上， 立了比较完善的油气成藏的背斜学说。在“ 背斜圈 闭理论” 基础上， 人们又提出了“ 非背斜圈闭理论” 。 （ 通过烃类运移和聚集的流体动力学研究， 建立 !） 了浮力、 水动力和毛细管力为成藏过程中油气运移 和聚集的主要控制因素，提出了流体势的概念 （ ， 将油气成藏过程作为动力学过程， 9:;;<=>， #.$%） 从而使油气成藏研究建立在科学的基础上。
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#.+.； H3;<=>2， #.4"； IE@JK@A， #.4!,。 系统地研究了油气成藏的宏观条件。指出 （ %）
在一个能形成油气藏的圈闭中， 充足的油源和有效 的圈闭是油气成藏的两个最重要的方面。其中影响 圈闭有效性的主要因素有圈闭形成期与油气运移 期的相应关系，圈闭所在位置与油源区的相应关 系， 以及水压梯度和流体性质。 （ 松辽盆地、 渤海湾盆地以及世界其它陆相 *） 盆地大、 中型或特大型油气田的发现， 证明了陆相 生油成藏理论。我国石油地质工作者建立了陆相石 油地质理论， 研究了陆相油气成藏机理。
!"!"! 成岩矿物的同位素分析
成岩矿物稳定同位素地球化学分析为判断古 流体的成分、 性质、 来源提供了证据。可利用砂岩储 层中自生伊利石的同位素年龄来判断油气藏的形 成时间， 即烃类充填介质层的时间应晚于自生伊利 石的同位素年龄。根据平面上和剖面上自生伊利石 的同位素的年龄分布可以判断成藏速度以及烃类 运移方向。其中 ! " #$ 同位素法目前应用最多。
作者简介： 刘新月， 地质工程师， 从事勘探地质综合研究工作。 现为石油大学在职硕 #.84 年生。 #..! 年毕业于成都地质学院石油地质专业， 士研究生。电话： "+,,$+-+’%)’
刘新月等 C 油气成藏研究历史、 现状及发展趋势
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!"# 第三阶段（ !" 年代初#现在）
近十几年来， 国内外很多学者运用先进的油气 勘探技术和方法， 以及计算机技术、 物理模拟技术 系统研究了油气成藏的各项条件、 机制及其相互关 系， 主要表现在： （ 以热力（ 地温场） 为成烃主控因素， 通过物 $） 理和数值模拟研究有机质的丰度、 类型、 成熟度、 成 熟门限、 生油窗及油气生成化学动力学机制。 （ 在对 %& 油气初次运移研究取得了长足的进展， 排烃机理的实验分析以及实验模拟研究基础上， 通 过计算机耦合压实史、 超压形成史、 热史和烃类生 成史， 重建排烃过程（ 王 ’()*+*+， $,,"； -*./*， $,!0； 新洲等， 。 $,,1） 通过 （ 2& 将流体势分析引入到含油气盆地分析， 盆地模拟， 进行含油气盆地范围内的地下流体运动 的物理模拟和数学模拟， 进行成藏过程中油气二次 运移和聚集的定量研究 （ ’()*+*+， $,,"； 石 广 仁 ， 王新洲， 。 $,,3； $,,1） （ 将油气生成、 运移、 聚集统一研究， 提出了 3） “ 流体封存箱理论” （ 。 45(/， $,,"） （ 6） !" 年代以来，模拟实验已成为油气成藏过 程研究的重要手段， 通过模拟实验， 深化了成藏过 程中油气二次运移和聚集的认识（ 78/.8(， $,,%； 。实验结果表明， 当油在水湿的均质 9:;<8=， $,,6） 运载层运移时， 油对圈闭的充满速度并不取决于二 次运移本身，而更大程度上取决于源岩排烃的速 率。在油的垂向运移期间（ 当运载层位于源岩层之 上时） 出现很高的散失量； 但在横向运移期间， 散失 量很小。同时， 许多学者利用微观渗流模型研究油 相运移以及孔隙介质中非混溶驱替过程。 （ 油藏 1& 伴随油藏描述表征及预测技术的发展， 形成和开发过程中流场和流体特征研究得到广泛 重视， 油藏建模应运而生。国外主要模型为定量流 动模型、 储层结构模型、 储层非均质模型及岩石物 性物理模型等。国内先后建立了油田规模、 油藏规 模、 层规模、 砂体规模、 孔隙规模的储层地质模型 （ 张一伟、 熊琦华， $,,3） （ 流体 > 储层相互作用研究即储 0） !" 年代以来， 层地球化学研究已成为地球化学和石油地质学中 令人瞩目的研究领域之一（ 梅博文， 。主要表 $,,%） 现在： 特别是有机酸） 和 7?% 对储 ! 研究了有机质（ 层孔隙度和渗透性的影响， 提出了次生孔隙形成模 型和预测模型； " 研究了流体在固态矿物表面上的 吸附作用及其对油气运移和润湿性的影响； # 应用
油气成藏研究主要是分析油气藏的特征、 形成 过程及油气分布规律， 是石油地质学理论的重点内 容之一。为了提高勘探目标选择的有效性， 必须分 析油气成藏过程和油气分布规律。油气成藏研究包 括油气藏静态特征描述和油气成藏机理和成藏过 程分析。油气藏静态特征描述主要从油气藏类型、 生储盖层、流体性质和温压等方面描述油气藏特 征。油气成藏机理和成藏过程分析主要用各种分析 方法（ 如流体历史分析法） 研究油气成藏期次与成 藏过程， 包括油气的生成、 运移、 聚集以及保存和破 坏各个环节。
（ 随着国内外陆相石油勘探的广泛开展， 促使 %） 地质学家从更广泛的角度考虑陆相石油的生成和 运移聚集成藏问题。
!"% 第二阶段（ ’& 年代中期$(& 年代末）
本阶段是在油气成藏的基本条件和形成过程 的分析的基础上，全面地研究了油气成藏机理， 主 要表现在： （ 有机地球化学在确定了有机质类型、 丰度、 #） 演化， 对成烃和排烃进行了系统的评价（ 01223> 等 ， 。 #.+4； ?:=@AB， #.4"） 研究了成藏过程中油气的二次运移和聚集 （ !） 机理， 在油气二次运移的相态、 动力、 阻力、 运移通 道、 方向、 距离以及运移时间和运聚效率等到方面 进 行 了 大 量 的 研 究 ， 取 得 了 许 多 成 果 &CDE3F@G><= ，
体包裹体广泛应用于石油地质研究领域。测定流体 包裹体的均一温度， 可以估计自生矿物包裹体的形 成时间， 进行油气注入时间和方向的推算； 对包裹 体烃类地球化学测试， 研究储层包裹体中烃类母质 特征及其成熟程度， 进而研究油气充注史和油源问 题。其中的许多方法还有待进一步完善， 尤其是如 何使注入史分析真正定量化， 是努力的方向。
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油气成藏研究现状及发展趋势
特别是近 %" 年的时间里，随着世界石油工业
的迅速发展和紧张的世界能源形势， 对油气成藏过 程和分布规律的研究和认识取得了突飞猛进的发 展， 主要体现在如下几个方面： （ 对油气成藏条件（ 生、 储、 盖层等） 的研究， $） 无论从方法、 手段和理论上， 已基本上成熟和完善。 （ 成藏过程， 成藏期次的研究， 从动态过程的 %） 角度对油气藏的形成进行历史分析， 结合构造演化 史、 沉降史、 热史及成岩史研究， 开展了包裹体分 析、 同位素分析、 油藏地化分析等大量研究， 对油气 成藏有了相当的认识。 （ 成藏动力学， 即油气运移与聚集研究， 结合 2） 地压场、 地温场和地应力场开发了大量实验模拟和 数值模拟的定量化研究， 取得了较好的效果。 （ 油气系统分析， 这是一项新兴的石油地质 3） 综合研究 方 法 ， 把油气藏的各种地质要素（ 生、 储、