含油气盆地分析【开卷考试必备】

第1页共57页第一章：含油气盆地分析的内容和方法盆地定义1.朱夏版：地壳的一定地段在大地构造发展一定阶段的一种洼陷构造，可以理解为在地质发展历史一定阶段的一定运动体制下形成发展的统一的沉降构造单元。2.Halbouty版：是一定的地质时期，在独立的地理区，于相对统一的构造环境中，由来自一处或多处沉积物所组成的沉积岩体。3.叶连俊版【仅参考，是指沉积盆地】：持续地接受沉积的地区称为沉积盆地。【叶连俊、张文佑版见P3~4页】盆地类型：Selley按三重该概念将盆地分为三种，即地貌盆地、沉积盆地和构造盆地：（1）地貌盆地：被天然高地围绕的地表低地区。①大陆地貌盆地：ⅰ.山间平原，如四川盆地；ⅱ.贯穿大陆河谷，如亚马孙盆地②水下地貌盆地：ⅰ.小型湖泊，如鄱阳湖盆地；ⅱ.大洋盆地（2）沉积盆地：一个平缓褶曲的沉积层向中心倾斜的地区，亦称同生沉积盆地。（3）构造盆地：在原盆地基础上经过构造活动改造的盆地，，亦称沉积后盆地。沉积盆地：是指一定时期地球表面或者可以说岩石圈表面相对长时期沉降的区域，换言之，是基底表面相对于海平面长期洼陷或坳陷并接受沉积物沉积充填的地区。沉积盆地概念具有三要素：ⅰ.物质，即沉积盆地是由沉积地层组成的；ⅱ.地质时代，即沉积盆地发生在一定的地质时代；ⅲ.空间，即沉积盆地是具有盆状形态的地壳构造单元。沉积物类型：①物源区搬运来的沉积物；②相对近源的火山喷出物；③原地化学、生物及机械作用形成的盆内沉积物。沉积盆地发育的位置可以是大洋深海、大陆架，也可以是海岸、山前、山间地带。含油气盆地:是含有油气的盆地，即已经发现油气的盆地。确切地说，是指具备成烃要素、有过成烃过程并已发现商业价值的油气聚集的沉积盆地。含油气盆地应具备以下几个条件：①有巨厚的沉积物和丰富的有机物质；②要有一个有机质赖以繁殖、聚集和沉积下来的得以避免氧化而向石油转化的古地理环境，如内陆湖泊和陆棚浅海地带；③要有一个稳定持续下沉的大地构造条件；④必须经受一定程度的构造运动。沉积盆地分为：①含油气盆地（ⅰ大油气田盆地；ⅱ中小油气田盆地；ⅲ仅见油气显示盆地）②含煤盆地；③含盐盆地；④什么都没有的盆地。第2页共57页盆地分析：简而言之是将沉积盆地视作一个整体对其地球动力学进行综合研究，并利用这种知识解决人类所面临的资源短缺和环境问题。盆地原型：是指在地史发展某一阶段单一动力机制下形成的单一结构的沉降类型和沉积实体。叠合盆地：大多数都是双层或多层结构原型盆地的复合或叠加。【盆地叠置关系特征（复合式、交错式、披盖式、镶嵌式），见P50页】盆地分析的发展史：Ⅰ.盆地分析最早由Pettijohn于上世纪40年代提出，从沉积学出发将盆地视为一个整体，对其中充填的沉积物进行了全面的研究。Ⅱ.60-70年代，板块构造学说的提出，给盆地研究带来了深刻的影响。开始从岩石圈板块的相互作用中，重新认识沉积盆地的成因和演化。并依此提出了盆地的一些分类。Ⅲ.80年代以来，国内外众多学者从各种角度对盆地展开研究，提出了许多理论。盆地形成的理论模型与计算机技术的大量结合，产生了盆地模拟分析方法，盆地分析开始向定量方向发展。盆地分析的进展:①通过确定充填物在盆地中的硅质碎屑成分来研究盆地形成时的构造背景。②沉积环境解释方面，在盆地分析框架下进行沉积体系和沉积环境的研究，使得相模式可以运用到特定的构造背景的盆地分析中。③埋藏史和盆地沉降模拟相关的研究。解决了随着时间变化沉积物的堆积量化问题；了解盆地形成时的构造背景。④在地震反射资料基础上建立的地震地层学，可以更加清楚和科学的解释埋藏于地下的盆地。盆地分析的发展趋势:1、盆地动力学2、沉积盆地与全球气候变化和海洋变化3、沉积盆地流体与成藏和成矿作用【具体见P5页，此处未列全】盆地分析的内涵：AllenP.A.和AllenJ.R.(1990)指出盆地分析就是将沉积盆地作为实体进行地球动力学综合研究。陆克政等（2001）认为，盆地分析的主题应是研究盆地的地质、地球物理、地球化学特征，盆地的类型、盆地演化史及盆地的成因，并在此基础上结合成矿条件（成油要素）综合研究，以揭示盆地的含矿性（含油气性）及矿产（油气）的形成、演化、分布规律，为勘探资源提供可靠的依据。ⅰ.盆地提供了丰富的地学信息，可从遥感、地面、钻井直至地球深部不同层次的资料中提取各类信息，分析盆地的地质、地球物理和地球化学特征。⒈地质方面：包括地层、岩石、沉积、构造和石油地质特征。⒉地球物理：包括重力、磁力、电法、地震、地温、古地磁等特征。⒊地球化学：包括有机地球化学和无机地球化学等特征。ⅱ.盆地的演化史是盆地定量分析的重点和关键。ⅲ.盆地成因分析主要是从地球动力学角度研究各类盆地的形成机理。ⅳ.盆地石油地质条件的综合分析和评价是盆地分析的中心内容。以盆地为基本单元，研究盆地的含油气性、油气分布规律、盆地演化与成烃、成藏关系是盆地分析特有的内容。第3页共57页含油气盆地分析的基本思路：㈠.朱夏（1981）将含油气盆地研究的主要内容归纳为四个M（基础）、四个S（过程）、三个T（综合）。Ⅰ.四个M指的是研究油气生成、聚集的条件和指标。⒈物质基础：生油物质的性质和数量。⒉成熟度：有机质转化为石油的成熟度。⒊运移：运移、圈闭和聚集。⒋保持：盖层及后期改造的条件。Ⅱ.四个S指的是研究盆地的地质因素。⒈沉积作用：沉积环境、补偿情况、沉积组合和生储盖组合的纵横分布。⒉沉降作用：沉降速率的不均衡性、沉降原因。⒊应力场和应力条件：沉降与沉积不同应力环境、应力场演化。⒋构造型式或形态：张、压、扭应力体制下形成的构造形式。Ⅲ.三个T指的是研究盆地的时空展布和控制性因素。⒈构造背景和处境：指板内和板缘、板缘类型。⒉时代或时间：指盆地的发展历史和不同阶段的沟造演化、盆地各方面的复杂关系。⒊热史、热体制或温度条件：指热条件和热史对油气形成、演化所起的作用。㈡.赵重远（1993）强调含油气盆地地质学研究中的“整体、动态、综合”原则。①整体原则：视盆地为一整体。②动态原则：不仅研究现状，还要历史地分析盆地和油气的形成和演化。③综合原则：研究各种地质作用从而揭示油气分布规律。其将含油气盆地研究划分出五个子系统：①成盆作用与过程；②成烃作用与过程；③成藏作用与过程；④成藏组合与分析；⑤后期改造与油气再分布【盆地分析尺度（三个级别），见P8页】【不同勘探阶段盆地分析（三个阶段），见P8~9页】含油气盆地分析的方法：含油气盆地分析是一项庞大的系统工程，涉及面广，需要开展多学科综合分析研究工作。其骨架和主线是地球动力学和构造－沉积－油气演化。含油气盆地分析要求有一套先进的科学研究技术，将定性与定量研究结合；要引入各学科的新成就、新技术，充分利用计算机技术、模拟技术来提高研究水平。充分利用不同方面和不同层次的信息是高水平研究的保证，应吸收包括地面地质、钻井、测井、地震、非地震地球物理测量、大地电磁测深、遥感技术、古地磁测量、同位素地质、地球化学等方面的新进展，也包括实验室取得的数据和资料。对于盆地地质条件和石油地质条件的类比是一种常用的有效方法。油气保存、聚集要求的条件很严格，各种成藏要素缺一不可，这就要求进行具体的、逐项的精细对比。第4页共57页第二章：板块构造与沉积盆地分类一、岩石圈及其板块构造环境岩石圈1、岩石圈:指上地幔上部的固体部分和地壳共同组成的部分。110-150Km(大陆)，70-80Km(大洋盆地)，20-50Km(洋脊裂谷)2、岩石圈的组成全球板块构造系统板块运动与板块边界板块的相对水平运动包括三种方式：离散运动、汇聚运动、走滑运动。板块边界类型分为三类：①离散边界（增生边界）：当两板块相对离散运动时，岩石圈深部和软流圈的熔融物质上涌并形成新大洋岩石圈，这种情况下相邻板块的边界称为离散边界。②聚敛边界（包括俯冲边界和碰撞边界）：第5页共57页③转换边界（稳定边界）：相邻板块发生走滑运动时，其边界则是以转换断层接触，称为转换边界。板块边界与大陆边缘类型①主动大陆边缘（太平洋型）：大陆边缘位于俯冲型板块边界的上盘，受俯冲的挤压作用影响，形成海沟－岛弧体系。大陆边缘区域构造活跃，地震、岩浆活动强烈。西太平洋型：安底斯型：动力学背景：板块汇聚过程的挤压作用②被动大陆边缘（太平洋型）：大陆边缘位于板块内部，相邻的陆壳和洋壳作为统一板块组成部分处于长期稳定状态，其间无俯冲作用、强烈地震和火山活动，并整体被动地随板块的运动而移动。动力学背景：板块离散过程伸展作用盆地的沉降机制①伸展作用、剥蚀或岩浆侵位导致的地壳薄化作用②下地壳和上地幔的冷却作用③地壳和岩石圈的沉积和火山负载作用④地壳和岩石圈的构造负载作用⑤岩石圈的板底垫托作用导致的下地壳的负载作用⑥下降岩石圈穿入软流圈的动力流⑦高压相变导致的地壳密度增大沉积盆地分类原则1、盆地赋存的大地构造位置沉积盆地作为一个地壳构造单位，它的形成和发展无疑受控于大地构造环境。不同的大地构造位置上发育的沉积盆地会有不同的特点，据此可以将沉积盆地分为不同的类型。2、盆地形成的动力学环境不同的动力学环境中形成的盆地在结构构造、沉降与沉积充填特点等方面都会有差异。因此，盆地形成的地球动力学环境也是划分盆地类型的一个重要标志。通常可以依据盆地形成的动力学环境划分为引张型盆地、挤压型盆地、扭动型盆地和混合型盆地等。也有氛围造陆和造山环境下形成的盆地的。3、盆地的形态和结构沉积盆地的形态、规模和结构都存在很大差异，他们也可以作为划分盆地的依据。第6页共57页盆地平面形态可以是圆形、椭圆形、长条形或槽形、菱形，盆地剖面形态可以是碟状的拗陷，也可以是以断层为边界的断陷，而断陷又可以是对称的和不对称的。这些形态参数也可以作为盆地分类的依据。4、盆地的沉降与充填盆地沉积或沉降速率等参数亦可作为盆地分类的依据，如快速下沉、慢速下沉、高聚集速率、低聚集速率、加速和减速盆地等。根据盆底下沉和充填补偿的关系可分为过补偿盆地、补偿盆地和欠补偿盆地等。根据盆地内发育的主要沉积系统、沉积环境和沉积相特点可以划分为大陆环境、陆缘环境和海洋环境盆地。5、盆地的含油气性和含矿性根据沉积盆地的含油气和含矿情况，可以划定含油气盆地、含煤盆地和含盐盆地等。按油气充满程度或饱和程度亦可分出等级。有些沉积盆地的液态烃含量很少，却含有大量天然气，可成为含气盆地。按照生油层演化的程度可分为未成熟、成熟、过成熟等类型的盆地。国外学者提出的分类方案1、前板块构造时期的分类方案①UmbgroveP18②WeeksP18③DallmusP20④布罗德P20⑤UspenskayaP202、板块构造时期的分类①Halbouty-Klemme【P21】分类依据：盆地所处的地壳类型；盆地所处的大陆部位；地球动力学机制；几何形态缺点：a、强调了地壳类型和大陆部位，在分类中未体现b、有的类型沿用了槽台学说的术语，但无同样级别的其它类型与之对应，容易与槽台学说混淆c、有的以几何形态为准则，有的以构造环境为准则d、三角洲是一种盆地中的沉积体系，而不是沉积盆地②Dickinson【P26】缺点：a、未突出克拉通盆地，将克拉通盆地列于裂谷型盆地大类中b、将转换型盆地分别归纳于造山型和拉张裂谷型盆地中，这与板块的基本活动形式不一致③BallyP28缺点：a、轻视了岩石圈结构对盆地性质的影响b、巨型剪切带不一定都发育在缝合带上c、对中国型盆地研究的不够，不能合理的解释第7页共57页④SelleyP31⑤FischerP31⑥PouletP31⑦Porter-McCrossanP31⑧StoneleyP33⑨BoisP34⑩KingstonP35⑪Miall【P36】缺点：a、对Dickinson和Bally分类中的许多盆地类型用Wilson旋回进行了重组，但在具体应用到那些不适合Wilson旋回解释的盆地有较大困难b、对克拉通盆地的划分过于简单，未进行进一步细分⑫Klein【P36】缺点：由于热沉降，粘—弹性挠曲等参数的引入，对初期勘探的含油气盆地分析带来不利⑬DemaisonP37⑭PichaP38⑮IngersollP39国内学者提出的分类方案①朱夏P40②叶