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现代油气成藏理论作业

第一部分

石油地质理论新进展及其在拓展勘探领域中的意义

一、富油气凹陷“满凹含油论”及意义

1.“满凹含油论”的概念及内涵

“满凹含油”是指在富油气凹陷内,优质烃源灶提供了丰富的油气资源。

同时,陆相沉积多水系与频繁的湖盆振荡,导致湖水大面积收缩与扩张,使砂体与烃源岩不仅间互,而且大面积接触。

从而使各类储集体有最大的成藏机会,而其含油范围超出二级构造带,并在斜坡区与凹陷深部位都有油气成藏和分布,呈现整个凹陷都含油的局面。

“满凹含油论”的提出是对以陆相生油论、源控论及复式油气聚集带理论为核心的陆相石油地质理论的丰富和发展。

基于陆相生油理论在我国陆相沉积盆地油气勘探取得了重大突破,发现了一系列油气田;基于“源控论”得出“定凹选带”找油的认识;基于复式油气聚集带理论,总结了断陷、坳陷盆地油气分布规律,并以二级构造带划分及评价为核心,有效地指导了勘探实践。

近年来,随着勘探的深入,尤其是一系列岩性地层油气藏的发现,人们开始注意到,陆相沉积盆地中油气藏分布不仅局限于正向二级构造带,有很多油气藏在斜坡部位甚至是向斜中心部位均有分布。

结合“富油气凹陷”概念及其油气藏分布特征,富油气凹陷“满凹含油论”的提出,旨在强调在陆相沉积盆地富油气凹陷中,油气分布已经超越了二级构造带的范围,在斜坡区和凹陷深部位都有油气藏形成,整个凹陷都呈现含油局面,可以实现满凹勘探。

此外,“满凹含油论”除强调富油气凹陷到处可能都有油气外,也强调油气聚集的丰度和品位有较大的变化,并非说所有的油气聚集都有经济效益。

近几年对岩性地层油气藏油气富集特征的研究发现,在呈席状砂体中,主砂带、裂缝发育带以及与鼻状构造背景配位的各类储集体,可使大面积低丰度聚集的岩性地层油气藏“贫中有富”,国外称之为“甜点”。

2.满凹含油的形成条件

富油气凹陷有效烃源岩岩规模大,占凹陷总面积的50%以上,生烃和排烃总量都很大,可提供丰富的油气资源。

在富油气凹陷内,来自湖盆四周水系与湖盆多旋回振荡,使砂体与烃源岩大面积接触并频繁间互,因而不仅有利于排烃,而且也为各类砂体接受油气成藏创造了很好条件,这是富油气凹陷满凹含油的物质基础。

富油气凹陷可发育于不同类型的陆相沉积盆地中。

裂谷盆地优质烃源岩主要发育在强裂陷期,以深湖—半深湖泥岩沉积为主,沉积厚度较大,如黄骅坳陷歧口凹陷E2S3深灰色泥岩厚度超过1500m,有机质以Ⅰ—Ⅱ型为主。

大型坳陷盆地湖盆扩张期湖侵范围很广,湖泊中心常发育优质烃源岩,如鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组长7段沉积期是最大湖侵期,深湖—半深湖相泥岩烃源岩面积占同期湖盆面积的60%。

有机质多以Ⅰ—Ⅱ型为主,有机碳平均含量为2.17%,烃源岩厚度可达100m以上。

中西部前陆盆地处在盆山结合部位,有较深的汇水,气候潮湿,发育优质烃源岩。

如库车前陆盆地侏罗系有机碳含量主要为2.5%~4.0%,三叠系有机碳含量为2.0%~3.0%,烃源岩厚度为100~800m,有效烃源岩面积占同期湖盆面积的53%。

富油气凹陷有效烃源岩面积大。

与来自不同水系的各类砂体有较大机会的接触,如渤海湾盆地富油气凹陷主水系砂体与烃源岩接触面积高达80%以上,有利于油气运聚成藏。

陆相沉积受构造与气候的联合作用,湖盆振荡,湖水进退频繁,为各类岩性地层圈闭形成创造了条件。

低位域和高位域砂体发育,有时来自盆地四周的水系相向注入盆地,可以使砂体几乎覆盖全盆地(凹陷)。

在最大湖侵期,由于湖盆扩张,砂体退缩,烃源岩可以扩及很大范围,剖面上构成良好生储盖组合。

同时,多水系砂体岩性变化快,烃源岩与储集体不仅大面积接触,而且因岩性侧向变化极易形成多种岩性圈闭。

3.富油气凹陷油气分布

富油气凹陷具有“满凹含油”特征,但同时油气藏分布也不均一。

岩性地层油气藏的分布受“三面”控制,沿“五带”富集。

所谓“三面”就是最大湖泛面、不整合面与断层面。

统计显示,多数岩性地层油气藏的形成与分布受“三面”控制。

一般来讲,在最大湖侵期,湖盆汇水范围最大,水体最深,往往是烃源岩和盖层发育最好的时期。

在低位域阶段,储集体比较发育,覆盖范围较大。

伴随着水进,砂体退积或呈错列叠覆或侧向搭接,产生穿时储集层的不规则连接。

当最大湖泛期过后往往发生水退,高位域砂体又呈进积形式向湖区推进。

因此,在最大湖泛面上下往往集中了相对多的烃源岩和储集体,并构成较好的生储盖组合,必然形成油藏。

不整合面往往是新一期湖侵的开始,是低位域各类砂体发育的主要界面。

湖盆沉积层序在经历低位域→湖侵体系域→高位域演化之后,可能出现长时间暴露、剥蚀,发育不整合面,该不整合面之下也往往是储集体相对集中发育的层位。

同时不整合面也是油气运移的主要通道,因此,与不整合面相关的各类砂体形成油气藏的机会很高。

断层面对油气聚集的控制作用主要体现在:

①断层两侧的错位往往形成地形上的阶地或坡折带,为河流下切并取流向创造条件。

因此在断层某一侧和沿其走向轨迹往往堆积河道砂或各类扇体等。

②断层的同沉积活动会导致湖盆不对称沉降,使靠近大型断层下降盘的深汇水区烃源灶最发育。

这样,不仅烃源岩与两侧储集体有较大的接触机会,而且断层可沟通不同层系储集体,为油气高效运移创造条件。

③断层的输导可以把油气输送至与断层联系的等时和异地的各类优质储集体中,形成不完全受源控的油气聚集。

④沿断层面的涂抹还使断层在适宜层段封闭,使油气聚集。

所谓“五带”是指有利沉积相带、古地形坡折带、裂缝带、岩性地层尖灭带与次生孔隙发育带。

以有利沉积相带对岩性地层油气藏形成与分布的控制作用为例,我国陆相沉积盆地中已发现的岩性地层型油气储量的55.3%分布在三角洲前缘相带中,其次是河流相和水下扇砂体,分别占13%和12.6%,而洪积、冲积扇与滩坝砂体各占5%~6%。

可见,在富油气凹陷中,基于“满凹含油论”,坚信勘探无禁区,围绕“三面”和“五带”,分层次做好系统配套研究和工业制图,岩性地层油气藏勘探在成功率与成效方面定会得到显著改善。

4.勘探意义

富油气凹陷“满凹含油论”的提出,改变了以往的勘探理念,使油气勘探可跳出正向二级构造带,实现满凹勘探,大大拓展了勘探范围。

同时,“满凹含油论”的提出,凸显出已有二级构造带概念的局限性,促使了岩性地层区带油气地质规律的认识,使满凹勘探更加有效。

针对富油气凹陷岩性地层油气藏勘探问题,提出和发展了陆相层序地层学工业化应用与储层反演等核心技术。

即通过露头—井下—地震资料的统一,以层序边界识别、划分和对比为基础,借助三维地震数据体和储层反演预测技术,在宏观沉积环境与沉积体系研究的基础上,重点实现对不同体系域中各类储集体几何形态与空间位置的描述,从而使岩性地层油气藏的识别与评价成为现实。

二、叠合盆地石油地质特征及拓展勘探领域的意义

1.叠合盆地的含义与类型

中国大陆的多旋回演化使中新生代陆相沉积盆地之下普遍发育着中生代早期、晚古生代及早古生代盆地。

将这种在地壳的某一负向构造单元内多时代、多类型沉积盆地相对集中发育而形成的一类沉积盆地称之为叠合盆地。

叠合盆地的发育不单是跨越几大构造期的数套沉积层系在垂向上的堆叠,也不应简单地理解为一个盆地发育多套生烃岩系、多个生烃凹陷,存在多套储盖组合和多套勘探目的层以及具有多个生排烃期和多个成藏期。

实际上,盆地的叠合过程使得早晚不同层系中油气的生、排烃机理和过程、成藏机理和过程、油气分布、各项石油地质要素特征以及资源富集、分散与保持程度都有很大的差异和变化,产生了许多经典石油地质理论无法回答的问题。

例如,在深层超压的条件下,出现生烃过程滞后现象;在某些条件下,深层可发育较好的储层;叠合盆地普遍存在晚期—超晚期成藏;经历多期叠置深层二级区带含油性变化大,油气分布不完全遵从“源控论”。

这就要求在开展叠合盆地深层勘探时要注入新的思想,采用新的勘探技术对策,进而拓展新的勘探领域。

依据盆地基底特征、盆地类型及盆地叠合方式,中国叠合盆地可分为多种类型。

盆地叠合方式可分为三种主要类型:

①继承型叠合,是指相对稳定构造环境下,跨越时代较长的数套沉积层系在一个统一的负向单元内连续发育,各阶段盆地性质相同或相似,多套烃源岩空间位置吻合较好,其中的油气生成、运移和聚集过程具有连续性和递时性,油气运移分配与分布的格局基本一致;②延变型叠合,是指跨越时代较长、期间有明显沉积间断的数套沉积层系在一个统一的负向单元内发育,但早、晚期盆地性质与结构发生变化,上、下不同层系中生烃灶位置、生烃演化、油气调整改造过程中油气相态与分布都有差别,包括克拉通边缘与前陆盆地的叠合、伸展断陷与坳陷的叠合;③改造型叠合,是指早、晚不同期盆地的控盆机制、沉降与沉积中心分布以及生烃灶空间位置、储盖组合分布、成藏过程和油气分布等均无继承性。

2.叠合盆地石油地质特征

(1)在叠合盆地深层超压条件下,出现生烃过程滞后现象。

如在深层相对高温高压条件下,在基于蒂索模式所预测的烃类“死亡”深度仍发现了大量的液态烃,而且热成熟度也远低于预测值。

如在渤海湾盆地黄骅坳陷,在4500~4700m深处,温度高达160~170°C,但仍发现了大量的液态石油,对应的热成熟度仅相当于Ro为1.2%~1.3%。

有机质生烃环境如果存在超压、水及封闭体系,会对有机质热降解进程与烃类热裂解速度有明显的抑制作用。

因此,在有些叠合盆地的深层,烃源岩的生烃门限深度和液态窗跨度比以往确定的大,这种变化提高了在叠合盆地深层寻找油气资源的可能性。

(2)在某些条件下,深层可以保持较好的储层。

深层储层是指目前埋深在4500~5000m以下和前中生代储集层的总称。

一般认为,在叠合盆地深层因储层物性较差而经济性不好。

但在一些特殊条件下,深层可以保持较好的储层,形成经济性较好的油气聚集,拓展叠合盆地深层的勘探领域。

叠合盆地深层保持较好物性的途径之一是低地温场造成成岩滞后,使深层砂岩保持较好的物性。

中西部盆地基本上是在抬升背景下发生的,地温梯度逐渐降低,储层受热历史基本上是一个退火过程。

这有利于原生孔隙的保存,并且使深埋储层仍处于次生孔大量发育期。

晚期快速深埋造成压实不充分,是使深层砂岩保持较好物性的第二种机制。

例如,库车坳陷白垩系砂岩在较长时期浅埋,到新近纪才快速沉降。

其深埋时间极短,地温梯度又低,这使深层砂岩保持了较好的物性。

深层保持较好储层物性的第三种机制是:

挤压构造的托举作用和低密度膏盐岩的“悬浮”作用可减缓储层承受的上覆压力,造成压实不充分,从而保持良好的物性。

第四种情况是:

早成藏与次生作用保持了部分深层储层的质量。

早成藏,即指现今埋深很大的层系,在被埋深以前的某个时间就充注了油气。

充油的储集层在被埋深以后只发生压实,减小一部分孔隙,并不再发生强烈的胶结等成岩作用。

因此,储层的物性条件并不差。

在塔里木盆地塔中地区,早期成藏使古油水界面之上的古油藏储集层孔隙度、渗透率明显高于非油层,油层成岩作用得到抑制,原生粒间孔得到一定的保持;而相同层段、相似深度下的未被油气充注的储集层成岩作用就较强烈,储层变差。

由溶蚀、淋滤、构造运动与白云岩化等次生作用形成的缝、洞与孔隙性储集层的物性条件并不完全受埋深控制,因此在深层仍可以形成经济性比较好的油气聚集。

(3)喜山期以来中国大陆处于活跃的构造环境,使叠合盆地晚期—超晚期成藏十分普遍。

喜山期以来,中国大陆处在印度板块向欧亚大陆板块挤压碰撞及太平洋板块向欧亚板块俯冲的前锋地带,新构造运动十分活跃。

具体表现为:

中西部地区青藏高原隆升,古老山系复活,断裂强烈活动,发生较大幅度的沉降或抬升;东部地区发生裂谷作用,由此造成十分普遍的晚期—超晚期成藏。

中西部叠合盆地烃源岩退火过程与同时出现的快速沉降相耦合,出现一次规模大、影响广的晚期—超晚期成藏过程:

叠合盆地晚期—超晚期成藏还包括一部分早期油藏的再调整,也包括一些古老烃源岩晚期埋深后才出现的二次生烃和成藏;东部地区较快速沉降,发生了晚期—超晚期成藏。

总体来看,中国叠合盆地具有“多期成藏,晚期—超晚期普遍”的鲜明特点。

(4)多期构造叠加产生的二级区带的含油性变化大。

对于单(多)旋回一期成藏的简单含油气盆地而言,在同一个二级区带上一旦发现油气的良好前景。

对于叠合盆地,特别是那些跨重大构造期的叠合盆地,大多数区带在多期构造变动中有较大规模的改造和新生性。

它们的形成和分布与较早时期发育的生烃灶无一定的相关性,在同一个区带上不同时期形成的圈闭与生烃灶的主生烃、排烃期也不完全匹配。

因此,多期构造叠加产生的二级区带的含油性变化很大。

(5)深层油气分布不完全遵从“源控论”。

在叠合盆地的深层,往往经历了多期油气生成、运移和聚集过程。

有些早期形成的油气藏已经在接下来的运动中被破坏掉了,有些则在后期变动中调整到了远离源灶的目标中重新聚集起来,还有一些来自源灶新生的油气,在新构造运动中就难以用“源控论”思想进行预测。

这些都说明在叠合盆地,尤其是深层油气的分布不完全遵从“源控论”须一步一步地追踪落实油气现今所在的位置

3.勘探意义

在叠合盆地,尤其是在其深层找油气潜力巨大。

据最新估算,中国陆上剩余可探明油气资源总量的36.2%在深层,是今后发现新储量最重要的领域之一。

叠合盆地深层存在的生排烃滞后、液态窗加宽加深及在一些条件下深层发育有利储层等现象,有助于提高深层目标的勘探价值,拓展新的勘探领域。

叠合盆地深层油气分布不遵从“源控论”,二级构造带的含义也发生很大变化,因此需要开展以过程重建和恢复为主导的综合评价,追踪落实油气现今所在的位置。

叠合盆地不同沉积层序的相带组合、生烃灶规模、与储盖组合的关系以及油气分布特征等都有很大不同,因此须针对不同时期分别进行研究,寻找新的勘探层系和地区。

三、高效天然气藏形成机理和分布特征

1.定义及特征

中国高效气藏定义为:

探明地质储量大于100×108m3,储量丰度大于3×108m3/km2,千米井深的产量在5×104m3/d以上的气藏,代表了储量规模大、丰度高、产能优的一类高效经济性天然气资源。

在我国已探明的3.37×1012m3天然气储量中,高效气藏储量占40%。

近20年来中国天然气地质理论不断发展,在指导大、中型气藏勘探中发挥了重要作用。

但随着天然气工业的快速发展,这些理论尚不能满足有效指导天然气藏勘探的需要。

2.高效气藏形成机理

高效气藏形成条件取决于生烃灶、成藏过程及成藏要素组合的有效性。

通过对克拉2等典型高效气藏成藏机理的研究,可将高效气藏的形成描述为受高效气源灶控制,具备优势输送条件,在优质要素组合中形成的一类高富集度气藏。

高效气藏形成强调快速、定向、高效供烃。

(1)高效气源灶的概念和特征

高效气源灶包含三方面涵义:

①有效气源岩的原始生气潜力和规模大,包括丰度高、类型好、演化适当、生气潜力和总量大;②生气灶具有有效性,即气源灶的生、排烃过程与有效圈闭时空匹配,且生成气量可满足工业性气藏聚集;③成气效率高,包括:

单位时间生气量高,排出源岩的天然气总量大,与单位时间输送至圈闭中可供聚集的气量远大于散失量。

高效气源灶可以通过以下4个参数来表征:

①主生气期的作用时间一般小于40Ma,以20~30Ma最好;②气源岩熟化速率增量(△Ro/Ma)为生气高峰内1Ma的Ro增值,该值越大生气效率越高,一般大于0.05/Ma,以大于0.07/Ma最好;③主生气期生气速率,即单位时间单位面积烃源岩的生气量,该值越大,生气效率越高,一般大于0.2×108m3/(km2·Ma),以大于0.6×108m3/(km2·Ma)为最好;④主生气期生气量比例(用主生气期生气量与总生气量的比值)一般大于65%,以大于80%为最好;⑤主生气期距今时间,主生气期距今越近,对于晚期高效成藏越有利,一般小于35Ma,以小于20Ma为最好。

(2)成藏过程和要素组合的有效性

有效成藏过程通过天然气沿优势通道的运移过程来体现。

首先是天然气沿优势运移通道的定向输送,其次是完成输送过程的时间短(加速运移),即必须存在适时的输送动力,最后要求天然气大规模运移期与成藏要素组合在时间上达到最佳配置。

通过对高效气藏成藏过程深入剖析提出,高效气藏成藏期源储剩余压力差可为天然气定向输送提供强大动力。

高效气藏成藏期源储剩余压力差一般大于25MPa,如克拉2高效气藏源储差达41MPa,而苏里格低效气藏仅为15Mpa。

中西部前陆冲断带构造抽吸为天然气加速运移、高效气藏形成提供了附加动力。

构造抽吸是指在四周封闭环境中,因外部应力作用使地质体内部出现脱空现象,在脱空产生的腔体与围岩之间产生负压差,形成指向腔体内部的抽吸力,这对流体的加速运移有明显作用,如克拉2高效气藏的形成。

通过物理模拟实验证实了构造抽吸作用是天然气高效成藏的一种重要途径。

有效成藏过程还与气源灶的高效排烃有关。

中西部前陆盆地煤系烃源岩高效气源灶生气高峰都较晚(小于5Ma),此时烃源岩埋深普遍超过6000~10000m,因而不具备经典的理想的初次排烃条件。

蒸发排烃机理可能是天然气高效排烃的一种机理,即烃源岩在高温高压环境下生成大量天然气,以气体单相向上运移,保证单相运移过程速度快、定向性强,有利于短时期内完成优势运移过程。

有效的成藏过程最终还要求天然气大规模运移期与成藏要素组合在成藏时间上达到最佳配置,通常情况下,晚期或超晚期成藏最有利。

(3)优质要素发育环境

中国含油气盆地高效气源灶主要有4种类型:

①低地温场背景下的中西部前陆含煤盆地,在晚期快速埋藏并促成煤系气源岩晚期大量成熟生气,形成煤系裂解型高效气源灶;②高地温场背景下的沿海新生代含煤盆地,同样可以在较短时间内促成煤系气源岩大量的成熟生气,形成煤系与湖湘泥岩裂解型高效气源灶;③低地温场背景下新近纪的高咸化水湖盆极适于厌氧细菌繁殖,形成湖相泥岩生物型高效气源灶;④低地温场背景下的克拉通盆地碳酸盐岩分布区,早期形成的古油藏可在晚期快速沉降及新构造叠加的条件下裂解形成原油裂解型高效气源灶。

这四大类高效气源灶是高效气田形成的主要分布区。

根据最新的资源评价结果,中国陆上剩余可探明天然气资源约为15×1012m3,中西部前陆盆地与克拉通盆地碳酸盐岩两大领域所占比例近70%,因此这两大领域将是中国陆上高效天然气田勘探的主要地区。

低地温场背景下的中西部煤系前陆盆地不仅具有形成高效气源灶的良好环境,同时在晚期快速深埋、强烈挤压构造托举与“悬浮”作用条件下,还具备在深层形成优质碎屑岩储层的有利条件。

模拟实验证实,砂岩在不同加压条件下加载到相同上覆压力,快速加载比慢速加载的孔隙保持率约高5%,在前陆褶皱—冲断带,地层受挤压作用发生褶皱变形时,可在背斜核部产生一个向上的构造托举力;膏盐层在挤压构造变形过程中,由于塑性流动、加厚形成盐构造,这种“悬浮”作用可产生一种向上的“浮力”,从而减小上覆地层压力,有利于储层的保持。

另外,新构造运动为天然气成藏提供了特殊的蒸发排烃、构造抽吸等初次运移与二次运移的动力源和有效的成藏过程,挤压背景下形成的大型构造圈闭为天然气藏的形成提供了有利的聚集场所,加上优质的膏盐层与泥岩盖层的封盖作用,都决定了中西部前陆盆地是高效天然气藏形成的最有利地区。

叠合盆地深层海相碳酸盐岩分布区具备多期成藏条件,古油藏的形成可视为有机质的一次富集过程,在晚期新构造叠加后可以形成规模很大的原油裂解型高效气源灶。

塔里木盆地和田河与川东飞仙关鲕滩高效大气田的探明,证实了古油藏裂解成气的巨大潜力。

碳酸盐岩高能相带沉积发育多期改造的优质储集层,不完全受深度的限制,不仅可以在新构造中形成次生型高效气藏。

而且在深层也可以形成大面积分布的地层岩性型原生高效气藏。

在对碳酸盐岩生烃潜力研究过程中,发现了一种新的生气母质——有机钙盐。

该物质形成于有机质早期生烃阶段,由有机酸与碳酸钙构成,分布广泛且热稳定性高。

在有机质生烃高演化阶段开始大量分解,释放出大量烃类气体,成为一种重要的生气母质,从而彻底改变了以往对碳酸盐岩生气潜力评价仅依靠有机质丰度指标的做法。

初步估算,将干酪根生烃终止后有机钙盐对成气的贡献换算成TOC指标,可相应地补偿0.1%~0.2%,提高了碳酸盐岩的生气潜力,预示着克拉通盆地海相碳酸盐岩领域更为广阔的天然气勘探前景。

第二部分

油气成藏动力学及其研究进展

一、流体输导系统

在含油气盆地中,砂岩和某些碳酸盐岩、不整合面、断裂构成流体输导系统。

在不同尺度上有效地预测各种输导体的流体行为和输导能力是成藏动力学研究的基础。

输导系统研究的进展主要表现在砂体分布及输导能力预测和断裂流体行为的深入研究两个方面。

由于沉积学、高分辨率层序地层学、地震岩性预测和地层模拟技术的发展和综合应用,砂岩型输导层分布的预测能力已明显提高。

同时,水—岩反应过程和成岩作用机理及控制因素的研究已取得长足的进展,Primmer等通过对全球100个盆地和地区不同沉积背景、不同演化历史的砂岩成岩作用进行了对比研究,总结出5种成岩样式;Giles系统论述了不同地质条件下流体的流动、物质搬运和能量传递及其成岩效应,为砂体输导能力的有效预测奠定了基础。

断层的结构、输导能力和流体行为的研究取得了长足的进展。

断裂带具有复杂的结构,通常发育一系列小断层、不同规模的裂隙、砂岩碎裂岩和泥岩涂磨层。

由于断裂带结构的复杂性,断裂的输导能力和流体行为非常复杂。

断裂带的流体运移包括流体沿断裂带的垂向运移和穿过断裂带的侧向运移。

根据广泛应用的Allen模式,当砂岩与对盘泥岩对接时形成断层封闭,而砂岩与砂岩对接时流体穿过断层进行侧向运移。

但近年来的研究证明,断层的封闭性能及穿过断层的流体运移不仅取决于对盘岩性,而且与断裂带的结构密切相关。

例如,美国湾岸砂岩与砂岩对接的断层上下盘储层流体的性质、地层压力和流体界面明显不同。

除泥岩对接型断层封闭外,砂岩—砂岩对接可发育泥岩涂磨层型、砂岩碎裂岩型断层封闭。

断层带的流体输导能力和流体沿断层的垂向运移取决于断裂带的结构、断层的力学性质及活动强度等。

流体沿断裂带的运移可能是幕式的,特别是在超压盆地中,流体沿断裂带的幕式运移可能引起局部温度、压力异常,Roberts等定量模拟了超压流体通过断裂的幕式释放过程。

断裂在活动期具有较强的流体输导能力,晚期构造运动引起的断裂活化亦可明显增强断裂的流体输导能力,诱发大规模的流体运移,并控制油气的分布。

除常规输导层外,一些盆地的泥岩强烈裂隙化甚至发育断距较小的层内断层。

泥岩的裂隙化可大大提高其流体输导能力,成为一种特殊的输导层,引起流体在裂隙化泥岩中的侧向运移。

在沉积盆地中,层状输导层(砂岩体、不整合面及其上、下的低位砂岩)与断层构成复杂的流体输导系统。

近年来的研究表明,主要砂岩体的分布及其与生烃凹陷和源岩的时空配置决定了源岩排烃的非均质性,而切割源岩的断裂发育特征在一定程度上决定了源岩的排烃效率。

因此成藏动力学研究中的输导系统分析不仅要刻划不同输导体的分布及其相互关系,而且要建立输导系统与生烃凹陷和源岩的关系。

二、能量场及其控制的动力学过程和流体流动样式

1.能量场

本文将温度场、压力场和应力场统称为能量场,限于篇幅,这里仅讨论温度场和压力场。

沉积盆地的温度场主要取决于盆地的背景或基底热流及其再分配。

20世纪90年代以来,温度场的控制因素及研究手段均取得了重要进展。

在背景热流方面,地质学家对地幔对流、地幔柱及幕式裂陷作用过程及其对温度场的控制作用研究不断深入;在热能分配方面,国内外学者的大量研究已证明流体流动是热能的重要载体,不仅地形驱动的流体流动可强烈影响地温场,超压流体的集中释放同样可明显影响地温分布;在研究手段和测试技术方面,流体包裹体测温和重矿物裂变径迹分析技术大大提高了识别地质热事件的能力,基于化学动力学过程的EasyRo模型为古温度场的重建提供了更先进的计算模型。

相对于静水压力,沉积盆地可出现超压或异常低压,其中超压具有更普遍的意义。

超压是沉积盆地演化过程中的动态现象。

尽管超压的发育与多种因素(包括不均衡压实、生烃作用、水热增压、粘土矿物脱水、构造应力等)有关,但除强挤压背景外,压实不均衡和生烃作用是可独立产生大规模超压的两种主要机制。

欠压实型超压地层密度较低、孔隙度较高,是快速沉降的第三系盆地超压发育的主要机制;生烃特别是生气

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