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中西非裂谷系富油凹陷石油地质特征与勘探方向

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石油勘探与开发 2024年第1期51卷 1-13页

作者：窦立荣史忠生庞文珠马峰中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油国际勘探开发有限公司北京100034 中国石油勘探开发研究院西北分院兰州730020

基于地震、钻井、烃源岩测试分析等资料,对中西非裂谷系主要盆地富油凹陷石油地质特征进行研究,并探讨未来油气勘探方向。研究表明:中非裂谷系发育下白垩统湖相优质烃源岩,西非裂谷系发育上白垩统陆源海相优质烃源岩,两类烃源岩为中西... 详细信息

基于地震、钻井、烃源岩测试分析等资料,对中西非裂谷系主要盆地富油凹陷石油地质特征进行研究,并探讨未来油气勘探方向。研究表明:中非裂谷系发育下白垩统湖相优质烃源岩,西非裂谷系发育上白垩统陆源海相优质烃源岩,两类烃源岩为中西非裂谷系油气富集提供了物质基础。中西非裂谷系发育包括基岩在内的多套储集层,并存在下白垩统、上白垩统和古近系3套区域盖层。晚中生代以来,受中非剪切带右旋走滑作用等地球动力学因素的影响,中西非裂谷系不同方向的盆地在裂谷作用期次、区域盖层发育层段、圈闭类型及成藏模式等方面存在差异。其中,北东—南西向盆地主要保存了早白垩世一期裂谷层序,区域盖层位于下白垩统裂陷期地层内,形成反转背斜、花状构造及基岩潜山等圈闭类型,发育“源储一体、源内成藏”及“源上储下、源下成藏”两种成藏模式;北西—南东向盆地具有多期裂谷叠置特征,发育上白垩统和古近系区域盖层,形成披覆背斜、断背斜、反向断块等圈闭类型,以“源下储上、源上成藏”为主要成藏模式。多期叠置裂谷盆地的源内成藏组合、强反转盆地的源内岩性油藏及页岩油是中西非裂谷系盆地未来勘探的重要领域。

关键词：烃源岩区域盖层圈闭类型成藏模式富油凹陷中非剪切带中西非裂谷系

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深层古老碳酸盐岩-膏盐岩组合油气成藏特征

石油勘探与开发 2024年第1期51卷 48-61页

作者：石书缘胡素云刘伟王铜山周刚徐安娜黄擎宇徐兆辉郝彬王坤姜华马奎白壮壮中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院成都610041 中国石油勘探开发研究院西北分院兰州730020

通过分析塔里木、四川和鄂尔多斯三大海相盆地埃迪卡拉系—奥陶系,并对比参考东西伯利亚、阿曼和澳大利亚Officer三大国外盆地新元古界—寒武系的地层特征,将碳酸盐岩-膏盐岩组合划分成碳酸盐岩类和膏盐岩类互为夹层型、碳酸盐岩类和膏... 详细信息

通过分析塔里木、四川和鄂尔多斯三大海相盆地埃迪卡拉系—奥陶系,并对比参考东西伯利亚、阿曼和澳大利亚Officer三大国外盆地新元古界—寒武系的地层特征,将碳酸盐岩-膏盐岩组合划分成碳酸盐岩类和膏盐岩类互为夹层型、碳酸盐岩类和膏盐岩类互层型以及碳酸盐岩类、膏盐岩类和碎屑岩类共生型3种类型,明确了碳酸盐岩-膏盐岩组合的概念及内涵。结果表明:(1)碳酸盐岩-膏盐岩组合的油气通常来源于泥页岩和泥质碳酸盐岩两类烃源岩,咸化环境膏盐岩可促进烃源岩生烃。(2)主要发育膏云坪型、颗粒滩和微生物丘型两大类白云岩储集层,准同生期或表生期的大气淡水淋滤是储集层规模发育的主要控制因素,后期埋藏溶蚀作用对储集层有调整和改造作用。(3)碳酸盐岩-膏盐岩组合油气成藏模式可划分为盐下成藏模式、盐上成藏模式和盐间成藏模式3大类8小类模式。塔里木盆地塔中隆起北坡、麦盖提斜坡和玛扎塔格前缘隆起带寒武系、四川盆地东部—南部地区寒武系和鄂尔多斯盆地奥陶系盐间马家沟组四段等为未来的有利勘探领域。

关键词：碳酸盐岩-膏盐岩组合白云岩储集层烃源岩油气成藏四川盆地塔里木盆地鄂尔多斯盆地

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氦气资源形成地质条件、成因机理与富集规律

石油勘探与开发 2024年第2期51卷 436-452页

作者：陶士振杨怡青陈悦刘祥柏杨威李剑吴义平陶小晚高建荣陈燕燕王晓波吴晓智陈秀艳李谦贾进华中国石油勘探开发研究院北京100083

借鉴含油气系统思路及方法,基于典型富氦气田解剖,并利用地球化学成藏方法技术,研究天然气中氦气资源形成的地质条件、成因机理与富集规律。结果表明:①氦气“生-运-聚”机理与天然气有显著差异性,氦气主要为基底富U、Th元素缓慢α衰变... 详细信息

借鉴含油气系统思路及方法,基于典型富氦气田解剖,并利用地球化学成藏方法技术,研究天然气中氦气资源形成的地质条件、成因机理与富集规律。结果表明:①氦气“生-运-聚”机理与天然气有显著差异性,氦气主要为基底富U、Th元素缓慢α衰变或深部壳幔氦释放,沿岩石圈复合输导体系运移至天然气成藏系统,依附适宜载体气聚集成藏。②氦运移输导主要受“岩石圈断裂、基底断裂、沉积层断裂、有效输导层”复合输导体系控制,基于地下流体中“氦-气-水”相平衡及相-势耦合综合分析,提出氦气运聚过程中具有“水溶相、气溶相、游离相”3种主要赋存状态,存在氦气“集流、渗流、扩散”3种运移方式。③富氦气藏形成和氦气富集通常受控于“优质氦源、高效输导、适宜载体”3大主控要素,具有“脱溶汇聚、浮力驱动、压差驱替”3种聚集成藏动力类型,已发现富氦气藏具有相对“近氦源、邻断裂、低势区、高部位”的分布规律和成藏模式。④氦气富集区勘探和评价需要依托天然气兼探/并探,在评价落实氦气“源-运-聚”要素与天然气“生-储-盖”条件耦合匹配性、局部相对低势高部位有利圈闭载体气区的基础上,综合评价优选“通源连圈、低势高位、气氦适配”的有利氦气富集区。

关键词：氦气富氦气田地质特征形成条件成因机理富集规律

地球系统演化对中国海相超深层油气形成与富集的控制作用

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石油勘探与开发 2024年第4期51卷 759-773页

作者：张水昌王华建苏劲王晓梅何坤柳宇柯中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油天然气集团有限公司油气地球化学重点实验室北京100083

以四川盆地和塔里木盆地古生界为例,详细论述了地球系统演化和多圈层相互作用对中国海相超深层油气形成与富集的控制作用。通过探讨超大陆散聚和区域构造运动控制下的盆地“源-储-盖”叠置发育和匹配程度,以及温压系统和断裂输导体系控... 详细信息

以四川盆地和塔里木盆地古生界为例,详细论述了地球系统演化和多圈层相互作用对中国海相超深层油气形成与富集的控制作用。通过探讨超大陆散聚和区域构造运动控制下的盆地“源-储-盖”叠置发育和匹配程度,以及温压系统和断裂输导体系控制的油气生成和富集机制,发现华南和塔里木陆块同步漂移过程中,两次经过低纬度哈德里环流带的热带辐合区(ITCZ),均形成了优质烃源岩;提出深部构造活动和地表气候演变共同控制了四川盆地和塔里木盆地超深层烃源岩、储层和盖层的类型和发育层位,形成了埃迪卡拉系—寒武系、寒武系—奥陶系、寒武系—二叠系和二叠系—三叠系的多个油气系统。源-储-盖匹配程度、烃源岩母质类型、盆地深部热体制和跨构造期埋深-隆升过程,联合控制油气从生成到富集的全过程,形成了台缘带近源充注成藏、高能滩远源断裂连通成藏、走滑破裂带立体成藏3种油气富集模式,最终促使四川盆地超深层多层系天然气富集和塔里木盆地超深层油气共富集。

关键词：地球系统演化圈层相互作用古生界海相超深层油气塔里木盆地四川盆地

桑托斯盆地盐下孤立碳酸盐台地沉积建造与深水大油田

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石油勘探与开发 2024年第4期51卷 829-840页

作者：窦立荣温志新王兆明贺正军宋成鹏陈瑞银阳孝法刘小兵刘祚冬陈燕燕中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油国际勘探开发有限公司北京100034

针对桑托斯被动陆缘盆地深水盐下碳酸盐岩储层分布特征及大油田成藏规律不清的难题,综合利用地质、地震及岩心等数据资料,通过早白垩世原型盆地与岩相古地理恢复重建,提出盐下碳酸盐岩沉积建造受控于坳间断隆型和坳中断凸型两类孤立台... 详细信息

针对桑托斯被动陆缘盆地深水盐下碳酸盐岩储层分布特征及大油田成藏规律不清的难题,综合利用地质、地震及岩心等数据资料,通过早白垩世原型盆地与岩相古地理恢复重建,提出盐下碳酸盐岩沉积建造受控于坳间断隆型和坳中断凸型两类孤立台地。坳间断隆型孤立台地分布于现今盐下坳间隆起带上,建造于早期陆内和陆间裂谷两个原型阶段继承性发育的单断式和双断式垒式断块上,早白垩世陆内裂谷晚期沉积的ITP组介壳灰岩和陆间裂谷早期沉积的BVE组微生物灰岩为连续建造;坳中断凸型孤立台地分布于现今盐下坳陷带中,建造于早期陆内裂谷原型阶段火山岩建隆所形成的凸起带上,发育BVE组微生物灰岩。两类孤立台地灰岩所形成礁滩体均具有储层厚度大、物性好的特点。结合盐下已发现大油田解剖,发现两类台地均可形成大型构造-岩性复合圈闭,周缘为优质湖相和潟湖相烃源岩环绕,上覆为巨厚的优质蒸发盐岩盖层高效封堵,形成了“下生中储上盖”式最佳生储盖组合关系,油气富集程度高。已发现大油田均为具有统一压力系统的底水块状油田,且均处于充满状态。未来勘探重点目标是西部隆起带和东部隆起带南段上的坳间断隆型孤立台地及中央坳陷带中的坳中断凸型孤立台地。该项研究成果为在桑托斯被动陆缘盆地超前选区选带、新项目评价及中标区块探区勘探部署提供了重要依据,也为今后在全球被动大陆边缘盆地深水勘探战略选区提供借鉴。

关键词：桑托斯盆地被动陆缘盆地深水坳间断隆型孤立碳酸盐台地坳中断凸型孤立碳酸盐台地大油田

氦气地质理论认识、资源勘查评价与全产业链一体化评价关键技术

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地学前缘 2024年第1期31卷 351-367页

作者：陶士振吴义平陶小晚王晓波王青陈胜高建荣吴晓智刘申奥艺宋连腾陈荣李谦杨怡青陈悦陈秀艳陈燕燕齐雯中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油勘探开发研究院西北分院甘肃兰州730020

鉴于我国氦气产业链理论技术需求,针对国内外尚无系统的氦气地质理论认识,缺乏针对性的氦气资源评价方法、参数取值标准,缺乏氦气含量综合准确检测、有利富集区优选方法,无成本指标优化体系及全产业链一体化评价方法等卡点和难点,本文... 详细信息

鉴于我国氦气产业链理论技术需求,针对国内外尚无系统的氦气地质理论认识,缺乏针对性的氦气资源评价方法、参数取值标准,缺乏氦气含量综合准确检测、有利富集区优选方法,无成本指标优化体系及全产业链一体化评价方法等卡点和难点,本文运用地质、地球化学、重磁电震、投资经济等多学科方法及实验技术,集中力量攻克氦气成藏机理、资源评价及资产评价的关键技术瓶颈。研发形成1项地质理论认识和3项关键技术:基于典型富氦气藏解剖、地下流体中“氦-气-水”相平衡及相-势耦合分析,研究提出氦气“水溶相、气容相、游离相”3种主要赋存状态、“集流、渗流、扩散”3种运移机理、“近氦源、邻断裂、低压区、高部位”4项分布富集控制因素,初步建立了基于“优质氦源、高效输导、适宜载体”的氦气“生-运-聚”地质理论认识。针对国内氦气含量检测技术参差不齐、部分准确度差、与国外数据差别大、无针对性的氦气资源评价方法等系列难题,以氦气源及氦气含量为核心,研发氦气含量综合准确检测技术,构建4类10种氦气资源评价方法,解决了氦气资源分级分类评价的技术瓶颈。针对基底氦源分布、岩性识别、通源断裂刻画及含氦储层评价难题,创建了归一化重磁下延方案,研发了基于深度学习的多尺度断裂智能识别技术和不同氦气含量下的气藏声学性质模拟方法,为氦源岩分布预测、通源断裂刻画、含氦储层测井解释评价及预测奠定了基础。通过建立多元控氦的富氦区带与目标优选技术,解决了富氦区带与目标优选难题。针对国内贫氦实际情况,以提氦装置投资和操作成本最小化为目标,采用响应面法建立优化目标与各主要工艺参数的非线性回归模型,建立了氦气全产业链一体化评价技术,初步解决了天然气低成本提氦工艺流程优化的技术需求。研究成果为我国长期、安全、规模利用氦气资源资产提供了有效支撑。

关键词：氦气氦源岩氦气成藏机理资源评价区带目标优选响应面法深度学习回归模型

非常规同位素在石油地质学中的应用与油气地球化学新进展

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石油学报 2024年第4期45卷 718-754页

作者：朱光有艾依飞李婷婷王萌陈玮岩张志遥赵坤李茜张岩段鹏珍石军中国石油勘探开发研究院北京100083

近年来,油气地球化学与成藏学科在新技术、新方法和新思路的引领下快速发展,在指导万米深层油气、非常规油气和复杂油气藏的勘探与开发方面发挥了重要作用。其中,金属同位素(非传统稳定同位素)、卤族同位素、高维度稳定同位素(团簇同位... 详细信息

近年来,油气地球化学与成藏学科在新技术、新方法和新思路的引领下快速发展,在指导万米深层油气、非常规油气和复杂油气藏的勘探与开发方面发挥了重要作用。其中,金属同位素(非传统稳定同位素)、卤族同位素、高维度稳定同位素(团簇同位素、三氧同位素、多硫同位素及分子内同位素)等非常规同位素体系受到学界高度关注,并成为地球化学学科中发展最为迅猛的方向之一。传统同位素技术进一步升级换代,C、H、O、S、N同位素系列分析技术依然发挥着主要功能;卤族、Si等同位素分析技术正在快速兴起;成藏年代学分析步入油气藏精准定年新时代;新的有机化学分析手段使得新化合物的发现成为可能,而这些新化合物的发现为研究油气成因提供了新证据。随着油气勘探对象的复杂程度提高,对油气地球化学研究的需求将愈加强烈,新技术的研发和应用将是未来油气地球化学与成藏学科科研工作者的重要使命。

关键词：金属同位素团簇同位素高维度同位素卤族同位素成藏年代学白云岩

U同位素分馏行为及其在环境地球科学中的应用研究进展

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地学前缘 2024年第2期31卷 447-471页

作者：李茜朱光有李婷婷陈志勇艾依飞张岩田连杰中国石油勘探开发研究院北京100083

近年来,研究铀(U)及其同位素有关的地球化学指标在地球环境科学领域发挥着越来越重要的作用。为加快我国U同位素发展和应用,本文系统回顾了近20年来U及其同位素的地球化学行为、U同位素分析测试技术、U循环与地表U同位素组成、U同位素... 详细信息

近年来,研究铀(U)及其同位素有关的地球化学指标在地球环境科学领域发挥着越来越重要的作用。为加快我国U同位素发展和应用,本文系统回顾了近20年来U及其同位素的地球化学行为、U同位素分析测试技术、U循环与地表U同位素组成、U同位素分馏机理以及U同位素在环境科学领域的应用进展与技术壁垒。综述表明:U作为氧化还原敏感元素,在自然和人为活动中,U同位素存在显著分馏现象。U同位素已初步成功应用于示踪现代陆地表生环境系统中U的分布、迁移和扩散行为,重建地质历史时期环境与生命协同演化过程等地球环境科学领域。但总体而言,国内外U同位素研究工作仍处于起步阶段,多数局限于定性分析,在应用中也存在一些问题亟待解决,例如:特殊价态的U同位素仍无法测量,这制约了进一步对氧化还原过程中U同位素分馏机理的认识;地下水U污染处理手段缺失,表生沉积物的U同位素测试数据缺乏系统性和区域性,大气定量源计算解析模型还未完全建立;碳酸盐岩成岩过程中的U同位分馏机理尚不清楚,其分馏校正因子难以确定;黑色页岩包含海水和沉积物混杂的化学信号,难以准确扣除局部无效分馏信号;对非重大地质事件时期的关注较少导致无法恢复地球完整的氧化还原历史;U同位素高温地球化学分馏机理与应用基本处于空白等。未来,进一步改善U同位素测试技术,提高仪器检测分析精度,进行更系统的U同位素测试,建立各类型U同位素数据库,深化U同位素分馏机理认识,筑牢U同位素应用基石,尝试U同位素在更多领域的探索,以及将U同位素与其他氧化还原系统相关的示踪剂联合使用以提高示踪的准确性和可靠性,是U同位素研究的主要方向。本文对进一步推动我国U同位素在环境地球科学领域中的应用具有深远意义。

关键词： U同位素 U循环分馏机理环境科学地球科学 U示踪

美国典型富氦无机成因气田中氦气地质特征与聚集机制

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地学前缘 2024年第1期31卷 327-339页

作者：杨怡青陶士振陈悦中国石油勘探开发研究院北京100083

美国广泛发育具有经济效益的富氦无机成因天然气田,如其中富氦氮气田甚至可以含有高达10%的氦。原地和周边地区的基底提供充足的氦源而氮气可来自不同圈层,且通常N_(2)/He(He>0.1%)在5~50之间。但是富氦氮气田在美国独特地质环境之外是... 详细信息

美国广泛发育具有经济效益的富氦无机成因天然气田,如其中富氦氮气田甚至可以含有高达10%的氦。原地和周边地区的基底提供充足的氦源而氮气可来自不同圈层,且通常N_(2)/He(He>0.1%)在5~50之间。但是富氦氮气田在美国独特地质环境之外是否也有发现还需要进一步的研究。富氦二氧化碳气田中的氦主要也来自壳源且产量可观。科罗拉多高原上的富氦二氧化碳气田均被认为是来源于新生代晚期的岩浆活动,且该地区岩浆岩具有较高的U、Th含量。地下水溶气脱气-再溶解(Groundwater Gas Stripping and Re-dissolution,GGS-R)模型被普遍认为可以合理解释CO_(2)气藏中氮气、氦等惰性气体的聚集成藏机制。具体来说,幔源CO_(2)载体气充注时将溶解在地下水中的大气源惰性气体与壳源惰性气体脱出成藏,并与地下水达到水/气溶解平衡。虽然不同气田的平衡值各有不同,但是科罗拉多高原上的各气田均显示出相似的范围值,即在相应的储层压力和温度下为0~100 cm^(3)水/cm^(3)气。本文系统分析美国无机成因富氦气藏的氦气生成、运移和聚集机制,讨论氦气在经历氦源岩内游离相扩散初次运移后通过水溶相、气容相集流或是多相渗流方式进行的二次运移及由无机成因载体气N_(2)和CO_(2)共同参与的富集成藏机制,既可为我国氦气勘查提供理论认识依据,也可为二氧化碳地质评价和开发利用及安全封存提供参考。

关键词：氦气富氦气田 CO_(2)气田 N_(2)气田非烃气无机成因地质特征聚集机制