中国西部典型叠合盆地油气成藏动力学研究
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北京朝阳
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作者罗晓容等
出版社科学出版社
ISBN9787030408686
出版时间2014-06
装帧精装
开本16开
定价138元
货号23511942
上书时间2025-01-05
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前言
导语摘要
《中国西部典型叠合盆地油气成藏动力学研究》以我国西部叠合盆地为研究区,深入研究不同类型输导体的输导特征,探讨输导体模型建立及输导性能量化表征的方法?作者认为,对于油气运移输导体的研究应该限于时空范围确定的油气成藏系统内,关注输导体内各个组成部分的连通性关系,采用常用的物性参数来量化表征输导性能,以便将不同类型的输导体组合在一起,构成油气成藏系统内完整的输导格架?后以准噶尔盆地腹部和塔里木盆地塔ff1地区为解剖实例,建立输导体量化表征的模型,对油气成藏过程进行了系统的动力学分析?
作者简介
目录
丛书序一
丛书序二
丛书序三
丛书前言
前言
章油气成藏动力学研究的思想?方法和认识1
节油气成藏动力学研究的思想和方法1
第二节油气运移的动力与通道4
第三节油气运移模型方法及其适用性分析11
第四节油气资源评价与油气分布预测19
第二章砂岩输导层及其量化表征27
节输导层模型建立的方法27
第二节输导层分析的地球物理方法37
第三节准噶尔盆地西北缘输导层53
第四节火烧山构造带输导层表征及应用76
小结95
第三章断层输导体及量化表征96
节霍尔果斯一玛纳斯一吐谷鲁构造带断层与流体活动的关系96
第二节断层启闭性参数分析与研究方法105
第三节各种地质参数表征的断层连通概率111
小结122
第四章不整合面特征及相关输导体123
节准噶尔盆地不整合面特征及其对油气输导的作用123
第二节莫索湾凸起不整合输导体研究134
第三节关于不整合油气输导体的认识140
第五章塔中地区输导体系与油气成藏145
节塔中地区地质背景及石油地质条件分析~145
第二节塔中地区志留系砂岩输导层量化表征151
第三节塔中地区断层输导体量化表征170
第四节塔中地区志留系复合输导体系的建立及油气运聚模拟180
小结183
第六章准噶尔盆地莫索湾地区输导体系与油气成藏184
节石油地质基本特征分析184
第二节流体动力系统演化及成藏系统划分198
第三节油气运聚地球化学特征214
第四节莫索湾地区三T河组输导层量化表征243
第五节莫索湾地区复合输导格架建立265
小结282
参考文献283
索引296
内容摘要
《中国西部典型叠合盆地油气成藏动力学研究》以我国西部叠合盆地为研究区,深入研究不同类型输导体的输导特征,探讨输导体模型建立及输导性能量化表征的方法?作者认为,对于油气运移输导体的研究应该限于时空范围确定的油气成藏系统内,关注输导体内各个组成部分的连通性关系,采用常用的物性参数来量化表征输导性能,以便将不同类型的输导体组合在一起,构成油气成藏系统内完整的输导格架?后以准噶尔盆地腹部和塔里木盆地塔ff1地区为解剖实例,建立输导体量化表征的模型,对油气成藏过程进行了系统的动力学分析?
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章油气成藏动力学研究的思想?方法和认识
作为流体矿产，石油天然气的形成?运移?聚集以及聚集成藏后的破坏和散失都是在充满水的岩石空间(包括孔隙?裂隙?溶洞等)内进行的(张厚福等，1999)?勘探实践证实，沉积盆地内油气在烃源岩内生成，初次运移到输导层内后发生二次运移，后在运移动力和阻力达到平衡的圈闭内聚集成藏(Hobsoneta1.，1981;Englandeta1.，1987;Magooneta1.，1992)?地质条件的非均质性和各种构造活动可使油气运移和聚集的过程复杂化，如较大的水动力作用(Hubbert，1953;toth，1980)?输导层和储集层岩性?物性的空间变化(Schowalter，1979)?断裂的封隔和连通(Hobson，1956;Allen，1989)等?
长久以来，恰恰是能反映油气作为流体矿产的本质特征，也能体现动力学研究内容和方法的运移?聚集和散失等方面的内容在石油地质学中研究较少，所积累的认识也有不确定性(罗晓容，2003;李明诚，2004)?这在很大程度上是因为油气的运移和聚集都发生在地质历史复杂的动态过程中，相对于地质历史而言往往非常矩暂，在实际的勘探和研究中往往很难直接观察，甚至很难获得运移和聚集的痕迹(Schowalter.1979;Dembickietal.，1989;Catalanetal.，1992).
随着隐蔽油气藏目标日益增加和勘探条件日益复杂，定量的动力学研究已逐步成为石油地质学研究的重要方向(杨甲明等，2002;罗晓容，2003;罗晓容等，2007a;Haoeta1.，2009)?本章归纳总结研究者近年来在油气成藏动力学研究方面的主要进展，并补充部分对他人工作的综述，以期勾勒出油气成藏动力学研究新进展的脉络?研究中，我们注重对油气运移和聚集过程和机理的分析，关注主要油气运聚期的输导格架的构建，尝试根据盆地演化过程及油气地质条件特征，划定时空有限的油气成藏动力学系统，对其输导性能进行量化表征，展示主要油气运聚期运移路径的分布特征?
节油气成藏动力学研究的思想和方法
含油气系统的概念及其系统研究的思想和方法(Magooneta1.，1994)极大地促进了石油地质学的发展(赵文智等，2002;张厚福等，2002)，但其在指导我国叠合盆地复杂油气地质条件下的基础研究和勘探实践中也显露出不足(田世澄，1996;岳伏生等，2003)?叠合盆地中多个含油气系统间相互叠置?交叉，决定了油气藏分布的复杂性和多样性，形成了复杂的油气成藏?调整过程及油气分布特征(任纪舜，2002;金之钧等，2004;庞雄奇等，2007)?
鉴于含油气系统的概念和方法难以理清油气从源到藏的过程，更难以认识不同期次?不同部位油气运聚成藏的机理(杨甲明等，2002;罗晓容，2008)?我国学者相继
提出了油气成藏动力学的概念?动力学系统划分方法及研究内容(姚光庆等，1995;田世澄，1996;杨甲明等，2002)?这是含油气系统思想和方法在面对叠合盆地中油气生运聚散复杂过程所必需的修正和拓延，代表了石油地质学发展的必然趋势(罗晓容，2008)?
1.成藏动力学研究方法的基础
地质学毕竟是一门以表述为主的学科，从定性到定量的转变才刚刚开始，并非全部的研究对象都可以定量描述(罗晓容，2008)?在过去大多数的时间内，大多数所谓的地质动力学研究都是采用逻辑推理的方法，推测研究对象发生?演化的机制，描述其过程?由于地质研究对象在空间上难以把握，而在时间上不可重复，决定了这种定性的动力学研究往往难以考虑众多地质因素的共同作用及其间的相互关系，无法解决研究结果的多解性难题?因而，定量方法一直是地质学研究追求的目标，是使地质学进入真正的科学研究范畴的有效途径(Alleneta1.，1990)?
将物理学?物理化学岩石力学和水动力学等的经典理论，以数学公式或数理方程的形式引入地质学某些方面的定量分析由来之久(Hubbertetal 1959;Smi工h，1971)?直至20世纪80年代，由于计算机技术和数值计算方法的飞速发展，建立在有限元?有限差分等大型离散数值计算基础上的数值模型方法迅速发展，为定量分析地质现象的发生?发展?演化过程提供了方便且现实的方法和工具?在地质学领域，以含油气盆地的发展以及相伴随的油气生成?运移?聚集等过程的盆地模型的研究进展为迅速?
地质过程十分复杂，每个地质现象在其形成过程中都可能经历了多次构造运动，受到众多地质因素的影响，是多种过程共同作用的结果?精细地刻画该地质现象的每一个细节?再现其所经历的各次地质过程的每一步显然是不可能的?前人的研究发现，盆地内的许多复杂地质现象和过程在某些时间段?某一限定范围内，某一个地质作用甚至其中某一个物理作用明显大于其他作用(Phillips，1991)，因而在定量地分析某一地质现象时，不必全面地描述该地质现象的所有组成部分和过程，而只要将研究对象与所研究问题的相关部分抽提出来，在特定的时间和空间范围内建立起简单明了的关系，从而在数学上设立易于求解的限定条件，使描述该体系的方程大大简化，定量地获得对所研究地质对象的某些本质特征的认识.这就是模型化的研究方法?
所谓模拟就是通过对研究对象实质的描述，再现研究对象发生?变化过程的操作?实现模拟分析的基础是根据研究对象的特征所建立的模型(罗晓容，1998)?一个好的模型必须包括并正确描述模拟对象的主要内容及其相互关系，而且其所涉及的各种过程必须在研究者所具备的条件下，在有限的时间内得以实现?地质学研究中使用的模型可能有多种层次和类型，它们可以是地质分析的，如沉积相模式(Wilson，1975)?泥岩压实模型(A工hv，1930)等;也可以是物理的，如泥巴构造模型(陈庆宣等，1998)?光弹模拟分析(黄庆华等，1987)等;还可以是数学的，如渗流力学分析(孔祥言，1999)?盆地模拟(Ungereretal.，1984;Bethkeetal.，1988;Lerche，1990;罗晓容，1998)等?
2.成藏动力学研究的概念和方法
从目前油气勘探开发所获得的石油地质学的认识程度而言，我们在油气成藏研究中所做的或者能够做的，应该是油气成藏过程的动力学研究，而不是建立成藏动力学学科(罗晓容，2008)?油气成藏动力学研究是对油气成藏过程和机理进行定量研究的思想和方法，是含油气系统理论和方法在中国叠合盆地中应用研究基础上的发展?成藏动力学研究应充分尊重和利用石油地质学已取得的研究成果和认识，紧紧抓住油气的流动性特征，从盆地流体动力学角度分析油气运移?聚集?保存?散失的地质动力学背景和条件，认识油气成藏的机理，提出合理实用的成藏模式和过程?
油气成藏过程的动力学研究应该以一期油气成藏过程中从油气源到油气藏的统一动力环境系统为单元，定量研究油气供源?运移?聚集的机理?控制因素和动力学过程(图I-I)?为了能够在复杂多变的含油气盆地内实现定量的研究，必须重建单一的成藏过程，即以油气成藏期次为依据，在时间和空间上划分出油气运聚成藏的单元，各单元具有统一的压力系统(康永尚等，1998);对供源的考虑已大大突破由烃源岩生排烃的局限，包括了烃源岩生排烃?原油气藏的溢出和破坏?再次生烃?他源供烃等多种可能<罗晓容，2008)?
成藏动力学研究的主体是与油气运聚散有关的动力学过程，而其他的部分则直接利用传统的石油地质条件分析和含油气系统研究的方法和成果，主要关注以下四个方面的研究(罗晓容，2008)?
1)油气成藏的动力学背景
盆地分析(Alleneta1.，1990;李思田等，1999)和盆地模拟技术(Ungerereta1.，1990;罗晓容，1998;庞雄奇，2003)为定量分析和描述盆地的演化过程?再现各个时期不同层序地层的埋藏特征及层面起伏状态提供了可能(Lerche，1990;陈瑞银等，2006)?同时盆地模拟方法可以耦合地给出盆地内不同时代的地温场和压力场特征，进而展示出盆地内烃源岩的热演化和油气生成过程?不同输导层面在不同时间的流体势等(任战利，1999;邱楠生等，2004;罗晓容等，2007a，2007b)?
2)成藏单元的划分
成藏单元划分的依据是一期油气运聚成藏期内的流体动力学特征?为减少工作量，应只对曾经发生过油气成藏的单元进行研究?因而首先必须确定盆地内已发现的油气及其与烃源之间的关系，确定不同区块的主要油气成藏期次和油气运移范围;然后由获得的盆地压力场认识划分出成藏单元，利用盆地模拟分析获得主要输导层系的流体势特征，进而分析系统内部的源一藏关系，确定油气运聚单元的构成及范围(罗晓容等，2007a)?
3)输导体系地质特征与分类解析
油气运移是在一个由输导层?断裂及不整合面相互交织构成的复杂的立体输导系统内沿某些运移路径发生的地质过程(郝芳等，2000;罗晓容等，2007b，2012)?输导体系的建需要几个方面的工作:①分析主要输导层的空间分布及其沉积环境，重点研究输导秒体成岩特征和成岩序列的空间分布及与油气充注间的关系，认识主要运移成藏期输导层系的连通性和物性特征(陈占坤等，2006;武明辉等，2006;陈瑞银等，2007;罗晓容等，2012)?②研究主要不整合面的规模?与上下输导层间的截切和超覆关系，分析不同区块不整合面上下地层内的输导体及其组合方式，确定输导体在油气运聚过程中所起的作用(潘钟祥，1983;牟中海等，2005;吴孔友等，2007;宋国奇等，2010)?③分析控烃断层的产状?相互切割关系及两侧地层间的组合关系，确定断裂活动的时间?期次和强度;研究断层与不同输导层系间的截切关系，从流体动力学角度研究断裂活动过程中断裂启闭性的评价方法，确定主要影响因素(吕延防等，2003;张善文等，2003;张立宽等，2007;Zhangeta1.，2010)?④后，研究油气在研究区内不同类型输导体内运移?聚集的动力学表达方式，确定可以较好地描述不同类型输导体并表述其间关系的参数体系(罗晓容等，2012)，建立复合输导体系模型?
4)油气成藏过程分析及油气分布评价
利用合适的油气运聚模型方法(Welteeta1.，2000;I_uo，2011)，定量研究圭要成藏时期油气运移的路径及油气运聚成藏的方向和部位;利用已发现的油气来检验模拟分析结果，尝试通过地质统计学及数值模拟方法，分析油气通过运移路径时以不同方式聚集的可能性，估算油气聚集过程中的油气损失量;利用前人关于生排烃量的研究结果，依据物质平衡的原理，评价研究区各运聚系统的油气资源潜力及其分布?
第二节漉气运移的动力与通道
油气在地层空间中时刻保持着流动的趋势，其在地质历史中的状态?位置及其变化取决于在任一时刻作用于其上的力之间的平衡关系(罗晓容，2003)?自从Hubbert(1953)将水动力学的思想和方法引入油气运移的研究，二次运移的动力问题基本上得到解决(Englande工a1.，1987;李明诚，2004)，油气与地层水的密度差异所产生的浮力及水动力是运移的主要动力，而作为运移通道的输导体系中的毛细管力则是主要的阻力(罗晓容，2003;李明诚，2004)?输导体系是油气从“源”到“藏”的桥梁和纽带，烃源岩生成的油气只有经过有效的输导体才能进入圈闭聚集成藏，其在主要运移时期的特征直接影响着油气运移的方向和聚集部位，控制油气富集的规律，因而输导体系分析是油气成藏动力学研究的核心内容之一?20世纪90年代以来，国内外学者针对油气运移的输导体系做了大量的研究工作，取得了很多成果?但由于油气在输导体系中的运移具有历史性?动态性和复杂性的特点，在输导体系的研究中仍存在很多问题亟待解决?
1.油气运聚的动力
油气二次运移的发生取决于浮力?水动力及毛细管力三者之间的相对大小?利用流体势的概念来表示油气运移的动力学关系十分方便(Hubbert，1953，1957;Englandeta1.，1987)?Hubbert(1953，1957)首先完整地在油气运移和聚集的研究中引人流体势的概念，他将势定义为单位质量的流体相对于基准面所具有的势能，即式中，西
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