第二章 油气勘探理论 (6学时)分解

三、以含油气系统为基础的目标评价理论
Magoon （ 1994 ）将含油气系统（ Petroleum system ）定义为 已发现和未发现的具有成因联系的油气藏及相关地质要素的集合 体。它包括成熟的烃源岩及其所形成的所有油气藏，并包含油气 藏形成时不可缺少的一切地质要素和地质作用。这些地质要素包 括烃源岩、储集岩、盖层及上覆岩层，地质作用包括圈闭形成、 油气生成、运移和聚集，油气藏保存与破坏。 含油气系统是一种介于含油气盆地（凹陷）与油气聚集区带 之间的含油气地质单元。由于含油气系统将各种成油基本要素和 地质作用纳入到统一的时间和空间范围内进行静态与动态相结合 的研究，来阐明油气藏的形成机制与形成过程，强调了石油地质 研究工作的系统性、动态性，它不仅为预测有利油气聚集区带提 供了手段，更为区带及圈闭（目标）的优选决策提供了“系统化 “的逻辑思维方式。
四、古潜山油气田勘探理论
冀中坳陷古潜山油田的地质储量占了总储量的一半以上。在渤 海湾盆地辽河、济阳、冀中等坳陷中发现了一大批古潜山油气田。 1998 年在黄骅坳陷深层的奥陶系勘探又获重大突破，发现了千米桥古 潜山凝析气田。 我国石油地质工作者就建立完整的古潜山油气田勘探理论：（1） 将潜山油气藏划分为断块山（如任丘古潜山）、褶皱山（高阳低凸 起）、残山（板深7井潜山）等三种主要类型。（2）提出“新生古储” 型潜山油气藏的重要成油机理是“早抬、中埋、晚稳定”。“早抬” 是指前第三纪的构造运动使前第三系潜在储层抬升至地表和近地表， 遭受风化、淋滤、溶蚀，形成大量的次生储集空间；“中埋”是指埋 藏的最佳时期，特别是早第三纪时期，潜山被有效的生油岩覆盖，加 上良好的运移通道（断层、不整合面等），构成了古潜山形成大型油 气藏的关键因素；“晚稳定”是潜山油气藏得以保存的必要条件。（3） 对潜山储集体的储集空间类型进行了深入研究，提出了潜山油气藏高 产条件，并逐步形成了潜山油气藏针对性强的储量计算方法。（4）系 统研究了潜山及潜山内幕的地球物理响应特征，使潜山圈闭钻探成功 率提高到了30—35%。
三、复式油气聚集理论
主要地质特点是： （1）断陷分割性强，不具备形成大型褶皱背斜的地质条件，而形成各种类型 断裂构造带，断裂网络纵横交错，切割形成不同级别断块区和断块体。 （2）在沉积上，每一断陷自成一个沉积单元，具有河湖沉积体系特点；沉积 物源方向多、沉积体系多相带复杂和岩性变化快；储集岩体类型多，规模小， 横向连通程度差，但在平面上不同类型储集岩体呈环带状分布，在纵向上它 们又相互叠置，具有明显不同于海相沉积的特点。 渤海湾盆地在中新生代具有多断陷、多断块、多含油气层和多种油气藏 类型的复杂含油气盆地，油气资源十分丰富，在油气分布规律方面，具有复 式成藏的基本特点。我国石油勘探地质家和勘探家于 80年代初，提出了复式 油气聚集（区）带的概念。 复式油气聚集（区）带一般从属于一定的构造断裂带，它不是一个单一 层系、单一的油气藏类型和规则的油水关系的油田，而是由多个含油气层系、 多油气水系统、多类型油气藏组成的油气藏群，常常是由大小不等、数十至 数百个不同规模的油气藏组成。它们在纵向上相互叠置，平面上迭合连片， 构成了一个复式油气田。
3．碳酸盐岩生烃理论
碳酸盐岩成烃特征与泥岩成烃有不同之处。尽管碳酸盐 岩中似镜质体和固体焦沥青所代表的成熟度已经较高（R0=1. 1～1 . 4%），但其所含的可溶重质沥青仍然保持着相当低的 成熟度（Tmax=420～440℃，临界成熟）。这种现象称为碳酸 盐岩中有机质的“差异成熟效应”，它的产生与碳酸盐岩的 催化效能较低以及固体有机质对压力作用比较敏感有关。 该理论的提出，使我们认识到，不宜把泥质烃源岩中可 溶和不溶有机质的同步成烃演化模式，生搬硬套地应用于碳 酸盐岩的成烃过程。对于碳酸盐岩来说，干酪根成熟度大于 生油窗的下限（R0=15%）时，仍有一定量的原油、凝析油 生成。据此可以认为，我国碳酸盐岩生油岩的生烃潜力是相 当可观的
新中国成立以来我国在油气勘探理论方 面经历了三次大的飞跃： 是继大庆油田发现以后建立的陆相生油 和陆相大油气田形成理论； 是继渤海湾油气区发现以后，形成和发 展起来的油气分布理论，包括源控论和复式 油气聚集理论； 是继任丘油田发现后形成的古潜山油田 勘探理论。
一、陆相沉积盆地生油理论
1．陆相沉积盆地生油理论的形成 在30至40年代，中国石油地质学家孙健初在酒泉西部盆地调查了石油沟第三 系油苗后指出其生油层是陆相白垩系地层。1941年，潘钟祥教授根据四川、延长 等地区在陆相中新生界发现油气田的客观事实，认为石油不仅来自于海相地层， 而且也来自淡水沉积物。在40年代后期，中国还有不少地质家，如王尚文、田在 艺等，通过对陕北、新疆及甘肃等地的油田或油气苗进行了大量的地质研究，分 别提出了陆相沉积的侏罗系、白垩系及下第三系下部是这些地区的生油层的认识。 50年代中期，我国石油地质学家根据准噶尔、塔里木、鄂尔多斯、四川、柴 达木及酒泉西部等盆地油气地质条件的研究成果，总结出形成陆相生油岩系的基 本条件是：沉降幅度大的中新生代坳陷、封闭的沉积环境以及湿润气候下的湖相 沉积。陆相生油的有利条件是，有一定数量的生油有机质，并且具有有利于有机 质向油气转化的还原环境。 进入 70年代后 ，建立了陆相生油岩评价标准，以及不同盆地（凹陷）的有 机质演化模式，确定了油 / 岩和油 / 油之间成因关系，提出了生油量的定量计算 方法。陆相生油的研究开始步入以有机地球化学为基础的理论化、系统化、定量 化的新阶段。在此基础上，提出：陆相生油和海相生油在机理上没有本质的差别， 与海相地层大面积连片生油的特点不同的是，陆相盆地的油源区往往是以相互分 离的“生油凹陷”的形式存在的，只要具备了有效的生油岩体积和良好的转化条 件，就可以形成大的油气田。
2．低熟-未熟油理论
低熟油气系指所有非干酪根晚期热降解成因的各类低温早 熟的非常规油气，即烃源岩中的某些有机质在埋藏升温达到干 酪根生烃高峰阶段以前（R0=0. 2～0.7%），由不同生烃机制 的低温生物化学或化学反应生成并释放的液态和气态烃类，包 括天然气、凝析油、轻质油、原油和重油，相当于干酪根生烃 模式的“未成熟”和 /或“低成熟”阶段，国外文献上惯称为 “ immature oils” ， 国 内 常 统 称 为 “ 低 熟 油 ” （ 王 铁 冠 ， 1992）。 实际上，低熟油气与常规的成熟油气一样，也经历过有机 质脱含氧和加氢的生烃过程，油气的脂碳键都是氢饱和的，一 般都不含烯烃。因此，从烃类组成意义上讲，低熟油气本来应 属于成熟烃类之列，只是因其特定的有机母质的生烃活化能低， 可以低温早熟生成油气，生烃高峰出现于干酪根的未成熟—低 成熟阶段，才归诸于“低熟油气”范畴。
第3节 油气勘探理论新进展
80年代以来，世界石油地质理论新进展可以概括为四个方面: 一、是以板块构造为基础的盆地评价理论;
二、是以有机地球化学为基础的烃源岩评价理论，如煤成烃 理论和未熟-低熟油理论;
三、是以油气系统为基础的区带及圈闭评价理论; 四、是以层序地层学为基础的勘探综合评价理论 ;
一、以板块构造学说为基础的盆地评价理论
第1节 世界油气勘探理论的形成与发展
一、原始找油理论 二、圈闭找油理论 三、盆地找油理论
立足盆地找油，实质上是源控论与圈闭 论的有机结合，是现代油气勘探理论的最大特 点。70年代后提出和迅速发展起来的含油气系 统理论可以说是对盆地找油理论的系统总结和 上升发展。
第2节 具有中国特Biblioteka Baidu的油气勘探理论
70年代后，地质学家可以从全球角度利用古地理的再造来重塑盆地的 发生发展历史，可以通过盆地的分类来整体、动态地评价沉积盆地的含油 气远景。一方面，它使人们能够从全球板块构造格局角度来研究世界油气 资源的时空分布。另一方面，也使人们可以从盆地所处的大地构造位置来 进行盆地的分类，对盆地或者盆地体系进行油气资源的类比及远景预测。 根据全球大地构造的观点，全球油气资源可以划分为北方油气域、 特提斯油气域、冈瓦纳油气域和太平洋油气域。在地质历史时期，靠近赤 道古纬度30范围内以及全球性温暖气候变化时期（如侏罗纪）有利于烃源 岩的发育。北方油气域的古生代及特提斯油气域在地质演化过程中主要位 于赤道附近，因而成为全球油气资源富集的地区。据第十四届世界石油大 会的报道，全球常规油可采资源量为3113×108t，天然气328×1012m3，而 油气资源的 68%分布于特提斯油气域， 23%分布于北方油气域， 5%分布 于太平洋油气域，4%分布于冈瓦纳油气域。 以大陆内裂谷盆地和被动大陆边缘盆地为代表的拉张盆地，以前陆 盆地为代表的挤压型盆地，以及具有长期发育历史的克拉通盆地具有各自 不同的成油规律。以这些规律的正确认识，是我们合理评价盆地的勘探前 景，建立不同的勘探模式的重要依据。
二、以有机地球化学为基础的烃源岩评价理论
80年代以来，由于显微镜荧光测定 技术，热解分析技术和生物标志化合物 分析技术的发展，人们能够准确地确定 生油母质的类型和有机质成熟度，进行 油源对比和生油岩潜力的定量评价，从 而促进了烃源岩评价理论的发展，在这 方面有代表性的理论包括煤成烃理论、 低熟油理论、碳酸岩盐成烃理论等。
第二章 油气勘探理论 （6学时）
第1节 第2节 第3节 第4节 世界油气勘探理论的形成与发展 具有中国特色的油气勘探理论 油气勘探的基本理论依据 油气勘探与评价理论的新进展
本章重点
1．世界油气勘探理论的发展，圈闭找油理论和盆地找油 理论的内容及特点。 2．具中国特色的油气勘探理论的内容及特点。 3．油气勘探的基本理论依据： （1）沉积盆地是油气形成与聚集的基本单元，盆地的 发育阶段及勘探工作部署原则； （2）生油坳陷控制着油气田的分布和选坳定带的找油 气工作部署原则； （3）圈闭带的分布特点及其油气勘探部署原则。
四、以层序地层学为基础的生储盖综合评价与预测理论
层序地层学是八十年代后期在沉积学、地层学和地震勘探技术不断发展、资源 不断积累的基础上发展起来的一门新兴学科，其理论基础是全球海平面的周期性升降、 构造沉降、沉积物供给、全球气候变化、地形和地貌等因素控制着沉积层序的发生、 层序的类型、层序内部地层的展布和相带分布。 层序地层学十分强调层序划分和地层对比的等时性，这是它区别于生物地层学、 岩性地层学、地震地层学的主要标志之一。因此，层序地层学在勘探程度低的探区， 可以使人们能够更精确地进行盆地范围年代地层学划分和精细对比，进行古地理再造， 建立盆地三维地质结构，正确恢复盆地的沉积充填和演化历史，为盆地模拟服务。 另一方面，层序地层学研究通过综合应用反射地震资料和露头、钻井资料，建 立盆地的等时地层格架，来进一步了解地层内部岩性岩相变化，进行生储盖的综合预 测，评价储层非均质性、流体性质、压力系统特征，为油藏描述服务。 在勘探程度低的地区，层序地层学是一种寻找和发现隐蔽油气藏的一种新手段。 低水位体系域中的盆底扇、斜坡扇等浊积砂，低水位楔状体中的三角洲及分流河道砂， 海进体系域中的席状砂等都是形成岩性和地层圈闭的有利场所，通常是油气勘探的重 要目标。而高水位体系域中往往形成大型的三角洲，是形成大型油气田的有利场所。 借助高分辨率地震、三维地震资料，可以成功地进行钻前的岩相预测，评价生储盖的 空间分布，来有效预测地层和岩性等隐蔽圈闭，从而提高圈闭钻探的成功率。在勘探 成熟区甚至油田开发区，通过层序地层学研究，储集层的精细对比，可以建立精细的 储层地质模型，来达到增加新的探明储量，正确指导油田的滚动勘探开发之目的。
二、油气分布的源控理论
基本思想是有效烃源岩分布区基本控制了油气田的大致分布范 围。其特点是：在陆相沉积盆地中，油气田一般围绕生油凹陷呈半 环状、环状、多环状分布；一个生油凹陷就是一个含油区，不论凹 陷的大小，只要其具备了良好的生油条件，即使是几百平方公里的 微型凹陷也可能形成丰富的油气聚集。 1961 年，基本明确了松辽盆地主要的生油凹陷在古龙、三台地 区，最有利和较有利的生油区面积约为 5×104km2；主力生油层为青 山口组灰色泥岩和页岩，平均厚度530m，最厚地区达1150m；有机碳 平均含量为（ 0. 5 ～ 1.7 ） % 。 1962 年，正式提出了围绕生油坳陷找 油的观点，取得了良好的勘探效益。 BP蒂索在研究巴黎盆地侏罗系生油问题时，发现所有油田及孤 立的油流井均位于生油层最好的地区之中，而生油潜力小于500g/t 的地区只钻出了干井。前苏联地质学家罗诺夫的研究也表明，伏尔 加-乌拉尔含油气区附近的泥盆系地层的含碳量比俄罗斯其他地区要 高得多，产油区的平均有机碳含量为1. 6%，在无油区仅为5. 1‰。
1．煤成烃理论
研究表明，煤系地层形成的原油在烃类组成和有机质演 化方面具备一些独有的特性： （1）煤成油的族组成具有饱和烃含量高，而非烃和沥青质含 量低的特点，如澳大利亚和加拿大典型的煤成油，非烃+沥青 质的含量小于10%； （2）在生物标志物组成特征上，煤成油富含高碳数正构烷烃， 一般具有高的姥鲛烷优势（Pr/Ph>2），富含高等植物生源的 环烷烃类及其衍生物，富含陆源三萜烷及明显的藿烷类和含各 种芳香烃类，具有C29甾烷的优势； （3）煤成油的δ 13C的特征值为-27. 00—-25. 00‰，反映了煤 成油母质类型和基本物源构成特征。其族组成的碳同位素组成， 一般饱和烃最轻，非烃次之，沥青质和芳烃则较重