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摘 要:通过对比分析国内外含油气盆地沉积地质学的主要进展,探讨中国含油气盆地沉积学发展中存在的问题及其解决思路。系统论述粗粒沉积体系、浅水三角洲沉积体系、滩坝沉积体系、深水重力流沉积体系、细粒沉积体系、碳酸盐岩礁滩沉积体系、混积沉积体系、微生物岩、地震沉积学、沉积物理模拟方面的国内外研究进展,进一步讨论了中国沉积学的发展在微生物岩、沉积模拟方法等方面与国外存在的差距,指出原型盆地沉积面貌和古地理格局恢复、重大构造变革期的多尺度构造古地理恢复、沉积学新理论在古老深埋老地层砂体发育规律及其与深埋新地层砂体发育规律的差异性解释中的应用、中国特色沉积体系组合和沉积模式的建立等方面所面临的问题,并提出未来发展趋势。
关键词:我国含油气盆地;研究现状;对比发展
1 引言
沉积学是一门古老的地质学科,随着石油工业的发展,沉积学理论和方法也得到了快速发展。2014年日内瓦国际沉积学大会、2015 年波兰国际沉积学年会和2016 年摩洛哥国际沉积学年会的会议热点反映了国际沉积学的最新进展。3次会议的主要热点可归纳如下:深海钻探和全球气候与冰川演变;气候与地表环境以及海平面变化;源-渠-汇系统,即沉积物源(汇水区域)、沉积过程与沉积结果关系;沙漠沉积盆地及其沉积特征;冲积扇(坡积扇)沉积过程与砂体构型;河流沉积演变与(陆架边缘)浅水三角洲沉积模式;重力流(异重流)沉积体系;事件沉积(海啸岩)及其诱导因素、块体搬运过程和沉积结果;碳酸盐岩台地沉积环境以及微生物岩、混积岩;细粒沉积物形成过程、细粒沉积动力学及其控制因素;中生代特提斯域沉积;古地貌恢复和沉积过程模拟(水动力跳跃、重力流底床形态等);构造变换带与沉积物源、沉积体系;构造沉积学、气候沉积学、火山沉积学与事件沉积学;地震沉积学(地震岩性学与地震地貌学)等。
2 我国含油气盆地的沉积学研究现状
中国油气资源丰富,沉积地质学在中国沉积盆地石油与天然气工业可持续发展中具有重要战略地位,并有效指导了油气勘探开发。中国东部断陷湖盆三角洲、滩坝、水下扇等多种类型储集砂体充填模式的建立推动了松辽盆地、渤海湾盆地等岩性油气藏的勘探进程。松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地等浅水三角洲、砂质碎屑流模式的建立,拓展了湖盆中心岩性油气藏的勘探领域。前陆冲断带冲积扇、扇三角洲(辫状河三角洲)粗粒沉积模式的建立,推动了库车坳陷深层、准噶尔盆地西北缘油气的勘探发现。海陆过渡相三角洲体系的成因模式研究,推动了鄂尔多斯盆地苏里格大气区的发现。细粒沉积与富有机质页岩分布模式的建立,推动了渤海湾、松辽、鄂尔多斯、准噶尔盆地等致密油气与海相页岩气的勘探发现。随着碳酸盐岩台地礁滩沉积体系研究的深入,相继发现了四川盆地普光、塔里木盆地塔中Ⅰ号坡折带等大油气田(区)。随着油气勘探开发的快速发展,研究具有中国特色的含油气盆地沉积地质学对于寻找油气资源,特别是经历了多期次重大构造变革的深层油气藏和地层岩性油气藏勘探具有重要意义。本文通过总结、对比国内外含油气盆地沉积地质学主要进展,来分析中国含油气盆地沉积学发展中存在的问题,进一步探讨中国含油气盆地沉积地质学未来的发展趋势。
3 国内外油气沉积地质学发展对比
在碎屑岩沉积与岩相古地理方面,国外重点开展了海相、海陆过渡相沉积研究,建立了河流、三角洲、河口湾、海底扇等经典沉积模式,指导了海相、海陆过渡相碎屑岩油气勘探。中国重点开展了陆相沉积研究,建立了冲积扇、河流、(浅水)三角洲、滩坝、重力流等多种典型沉积模式,以及陆相断陷、坳陷、前陆3类原型盆地的沉积充填模式,有效指导了中国陆相油气勘探与开发。河流、三角洲、重力流等传统碎屑岩沉积学研究已比较成熟,国内外已基本接轨。
中国学者对浅水三角洲研究始于20世纪80年代,提出了多种分类方案及沉积模式,研究内容主要涉及形成地质背景、沉积动力学、微相构成及结构样式等多个方面。随着近年对坳陷湖盆中心厚砂体成因机理的深入研究,认识到湖盆中心厚层块状砂体是砂质碎屑流成因并建立了相应成因沉积模式。随着非常规油气勘探的深入,细粒沉积生物化学作用和沉积机理等研究取得了重要进展,国外学者认为海(湖)平面变化、构造作用、沉积物源、盆地底
形会影响细粒沉积相带的分布,建立了海相黑色页岩海侵、门槛和洋流上涌3类沉积模式。中国根据湖泊构造成因、地理位置和气候等条件,确定了中—新生代不同类型湖泊沉积特征与沉积亚、微相(岩相)划分,探讨了湖泊物理化学、生物过程、沉积作用特点、富有机质页岩分布以及早期成岩作用等,开展了细粒沉积-有机相研究,建立了湖盆细粒沉积分类方案与富有机质页岩发育模式。国外已建立了海相盆地不同台地背景下碳酸盐岩沉积模式,明确了不同沉积相带的亚相与微相特征,系统分析了地质历史时期古生物生态学与生物礁演化
特征。结合中国碳酸盐岩沉积特征,中国学者在碳酸盐岩岩石学分类、台地礁滩沉积模式与演化、古老小克拉通碳酸盐岩沉积等方面取得了系列创新性成果,指出继承性发育的碳酸盐岩台地边缘、低倾斜度的缓坡古地貌背景和相對宽缓的开阔台地内水动力高能区控制了礁/滩体的规模分布。
微生物碳酸盐岩是新近发现的具有勘探潜力的古老而深埋的碳酸盐岩地质体,有可能成为继礁滩、岩溶之后又一个碳酸盐岩油气勘探新领域。国外对微生物碳酸盐岩的研究较早,在冈瓦纳大陆的非洲、阿拉伯板块、印度—巴基斯坦和澳大利亚以及西伯利亚的里菲系、震旦系—寒武系、侏罗系微生物碳酸盐岩中发现了丰富油气。中国大规模微生物碳酸盐岩多发育于下古生界—前寒武系。四川、塔里木、鄂尔多斯、渤海湾等盆地深部发育的古老海相微生物碳酸盐岩储集层,将是未来的研究热点。
4 结束语
随着能源需求的增长和油气勘探难度的增加,中国已逐渐形成了具有本国特色的沉积地质理论及方法技术,在陆相碎屑岩、海相碳酸盐岩、深水沉积以及火山碎屑岩等方面获得了系列创新成果,大大提高了沉积地质学研究水平,推动了油气的勘探开发。在未来的研究过程当中,研究人员更应该奋力拼搏,为我国石油工业的未来发展助力。
参考文献
[1]叶连俊,孙枢,李继亮. 中国的沉积学进展与展望[J]. 矿物岩石地球化学通讯, 1988, 7(2): 77-80.
[2]孙枢. 中国沉积学的今后发展: 若干思考与建议[J]. 地学前缘, 2005, 12(2): 3-10.
[3] 孙龙德, 方朝亮, 李峰, 等. 中国沉积盆地油气勘探开发实践与沉积学研究进展[J]. 石油勘探与开发, 2010, 37(4): 385-396.
关键词:我国含油气盆地;研究现状;对比发展
1 引言
沉积学是一门古老的地质学科,随着石油工业的发展,沉积学理论和方法也得到了快速发展。2014年日内瓦国际沉积学大会、2015 年波兰国际沉积学年会和2016 年摩洛哥国际沉积学年会的会议热点反映了国际沉积学的最新进展。3次会议的主要热点可归纳如下:深海钻探和全球气候与冰川演变;气候与地表环境以及海平面变化;源-渠-汇系统,即沉积物源(汇水区域)、沉积过程与沉积结果关系;沙漠沉积盆地及其沉积特征;冲积扇(坡积扇)沉积过程与砂体构型;河流沉积演变与(陆架边缘)浅水三角洲沉积模式;重力流(异重流)沉积体系;事件沉积(海啸岩)及其诱导因素、块体搬运过程和沉积结果;碳酸盐岩台地沉积环境以及微生物岩、混积岩;细粒沉积物形成过程、细粒沉积动力学及其控制因素;中生代特提斯域沉积;古地貌恢复和沉积过程模拟(水动力跳跃、重力流底床形态等);构造变换带与沉积物源、沉积体系;构造沉积学、气候沉积学、火山沉积学与事件沉积学;地震沉积学(地震岩性学与地震地貌学)等。
2 我国含油气盆地的沉积学研究现状
中国油气资源丰富,沉积地质学在中国沉积盆地石油与天然气工业可持续发展中具有重要战略地位,并有效指导了油气勘探开发。中国东部断陷湖盆三角洲、滩坝、水下扇等多种类型储集砂体充填模式的建立推动了松辽盆地、渤海湾盆地等岩性油气藏的勘探进程。松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地等浅水三角洲、砂质碎屑流模式的建立,拓展了湖盆中心岩性油气藏的勘探领域。前陆冲断带冲积扇、扇三角洲(辫状河三角洲)粗粒沉积模式的建立,推动了库车坳陷深层、准噶尔盆地西北缘油气的勘探发现。海陆过渡相三角洲体系的成因模式研究,推动了鄂尔多斯盆地苏里格大气区的发现。细粒沉积与富有机质页岩分布模式的建立,推动了渤海湾、松辽、鄂尔多斯、准噶尔盆地等致密油气与海相页岩气的勘探发现。随着碳酸盐岩台地礁滩沉积体系研究的深入,相继发现了四川盆地普光、塔里木盆地塔中Ⅰ号坡折带等大油气田(区)。随着油气勘探开发的快速发展,研究具有中国特色的含油气盆地沉积地质学对于寻找油气资源,特别是经历了多期次重大构造变革的深层油气藏和地层岩性油气藏勘探具有重要意义。本文通过总结、对比国内外含油气盆地沉积地质学主要进展,来分析中国含油气盆地沉积学发展中存在的问题,进一步探讨中国含油气盆地沉积地质学未来的发展趋势。
3 国内外油气沉积地质学发展对比
在碎屑岩沉积与岩相古地理方面,国外重点开展了海相、海陆过渡相沉积研究,建立了河流、三角洲、河口湾、海底扇等经典沉积模式,指导了海相、海陆过渡相碎屑岩油气勘探。中国重点开展了陆相沉积研究,建立了冲积扇、河流、(浅水)三角洲、滩坝、重力流等多种典型沉积模式,以及陆相断陷、坳陷、前陆3类原型盆地的沉积充填模式,有效指导了中国陆相油气勘探与开发。河流、三角洲、重力流等传统碎屑岩沉积学研究已比较成熟,国内外已基本接轨。
中国学者对浅水三角洲研究始于20世纪80年代,提出了多种分类方案及沉积模式,研究内容主要涉及形成地质背景、沉积动力学、微相构成及结构样式等多个方面。随着近年对坳陷湖盆中心厚砂体成因机理的深入研究,认识到湖盆中心厚层块状砂体是砂质碎屑流成因并建立了相应成因沉积模式。随着非常规油气勘探的深入,细粒沉积生物化学作用和沉积机理等研究取得了重要进展,国外学者认为海(湖)平面变化、构造作用、沉积物源、盆地底
形会影响细粒沉积相带的分布,建立了海相黑色页岩海侵、门槛和洋流上涌3类沉积模式。中国根据湖泊构造成因、地理位置和气候等条件,确定了中—新生代不同类型湖泊沉积特征与沉积亚、微相(岩相)划分,探讨了湖泊物理化学、生物过程、沉积作用特点、富有机质页岩分布以及早期成岩作用等,开展了细粒沉积-有机相研究,建立了湖盆细粒沉积分类方案与富有机质页岩发育模式。国外已建立了海相盆地不同台地背景下碳酸盐岩沉积模式,明确了不同沉积相带的亚相与微相特征,系统分析了地质历史时期古生物生态学与生物礁演化
特征。结合中国碳酸盐岩沉积特征,中国学者在碳酸盐岩岩石学分类、台地礁滩沉积模式与演化、古老小克拉通碳酸盐岩沉积等方面取得了系列创新性成果,指出继承性发育的碳酸盐岩台地边缘、低倾斜度的缓坡古地貌背景和相對宽缓的开阔台地内水动力高能区控制了礁/滩体的规模分布。
微生物碳酸盐岩是新近发现的具有勘探潜力的古老而深埋的碳酸盐岩地质体,有可能成为继礁滩、岩溶之后又一个碳酸盐岩油气勘探新领域。国外对微生物碳酸盐岩的研究较早,在冈瓦纳大陆的非洲、阿拉伯板块、印度—巴基斯坦和澳大利亚以及西伯利亚的里菲系、震旦系—寒武系、侏罗系微生物碳酸盐岩中发现了丰富油气。中国大规模微生物碳酸盐岩多发育于下古生界—前寒武系。四川、塔里木、鄂尔多斯、渤海湾等盆地深部发育的古老海相微生物碳酸盐岩储集层,将是未来的研究热点。
4 结束语
随着能源需求的增长和油气勘探难度的增加,中国已逐渐形成了具有本国特色的沉积地质理论及方法技术,在陆相碎屑岩、海相碳酸盐岩、深水沉积以及火山碎屑岩等方面获得了系列创新成果,大大提高了沉积地质学研究水平,推动了油气的勘探开发。在未来的研究过程当中,研究人员更应该奋力拼搏,为我国石油工业的未来发展助力。
参考文献
[1]叶连俊,孙枢,李继亮. 中国的沉积学进展与展望[J]. 矿物岩石地球化学通讯, 1988, 7(2): 77-80.
[2]孙枢. 中国沉积学的今后发展: 若干思考与建议[J]. 地学前缘, 2005, 12(2): 3-10.
[3] 孙龙德, 方朝亮, 李峰, 等. 中国沉积盆地油气勘探开发实践与沉积学研究进展[J]. 石油勘探与开发, 2010, 37(4): 385-396.