21世纪中国油气资源的可持续发展

第四章21世纪中国油气资源的可持续发展本章教学内容：第一节陆相地层油气资源潜力及其有利地区第二节科技进步推动石油工业的发展第三节海洋油气第四节21世纪石油战略第五节中国油气资源前景光明第六节中国陆上剩余油气资源潜力及其分布和勘探对策一、陆相地层形成大中型油气田的有利地质因素1.陆相沉积盆地具有丰富的油气源岩的物质基础应以地球动力学理论研究我国含油气盆地，从全球大陆格局探索，我国西部地壳受到挤压，地壳增厚，地温降低，形成挤压性的盆岭构造；东部由于太平洋板块向欧亚大陆俯冲，导致西太平洋大陆边缘普遍伸展，地壳减薄，地温增高，形成拉张性盆岭构造。第一节陆相地层油气资源潜力及其有利地区沉积盆地在持续下陷沉降作用过程中，水体不断加深，盆地逐渐扩大，具有封闭的水体环境，产生还原性的水化学介质，在潮湿或半潮湿性气候环境下，生物繁殖，有机质丰富，生油母质有一定数量。在这种湖水盆地环境里，暗色泥质岩和煤系岩层都是主要沉积物，丰富的原始有机物质能完好地保存下来，这是油气源岩的物质基础。勘探实践证明，我国含油气盆地的陆相地层沉积厚度都在10000m以上，其中油气田一般多发育在生油气凹陷中心及其周缘地域。2.陆相沉积地层具多套生储盖组合和良好的保存条件陆相沉积地层沉积旋回性明显，河流—三角洲沉积体系发育。在漫长的地质年代里，生油的有机物质与形成沉积岩的碎屑物质一起不断堆积在下沉的坳陷地区，形成巨厚的沉积岩。在物质堆积过程中，由于地壳运动、水动力作用及物源的供给条件，在沉积旋回上具有粗-细-粗的韵律旋回，因而产生生油层-储油层-盖油层的配套条件。在这种沉积作用条件下，油气在运移过程中有了聚集场所。在一个含油气盆地内，有多套生油层和多套储盖组合的沉积特征，造成该含油气盆地具有多个排烃组合特点。根据不同盆地的地壳演化和构造样式，在盆地的纵向剖面和平面位置上具有一定的分布规律。在生、储油岩系之上的地层，若与生油岩系有良好的生储盖配置组合，也可以形成很好的油储，例如库车凹陷侏罗系生油丰富，白垩—下第三系有好的物性储层，下第三系膏盐层或塑性泥岩形成很好的区域盖层，二者之间若有断层沟通油气源岩与圈闭，则可形成具有前景的勘探领域。3.煤系地层有成油成气的勘探前景煤成烃理论研究是陆相油气理论研究的发展。我国三大主要煤系地层分布面积约120×104km2，煤成油资源约130×108t，煤成气资源约12×1012m3，分别占全国石油和天然气资源的14%和31%，至今已探明煤成油约3×108t，煤成气约1.25×1012m3，分别占预测资源量的3%和8%，剩余资源量潜力巨大。我国自80年代初期开始，在煤系生烃机制、煤成油成气主要贡献组分的确定、煤系成油气的主要控制因素等方面的研究已取得了重大进展。认为煤系有机质由不同显微组分以不同比例混合组成，镜质组和惰质组以产气为主，壳质组以产油为主。对全国主要盆地各个煤系地层有机质显微组分进行了分析，认为大部分地区的煤属于镜质组和惰质组混合类型，以生气为主；而西北侏罗系和沿海第三系的局部地区壳质组含量较高，以生成煤成油为主。煤系地层以其有机质丰富，生气期长，未熟和高熟阶段生成生物气和裂解气，而且在成熟阶段也以生气为主，因此以生气期长、生气强度大而成为各类烃源岩中最好的气源岩，如库车坳陷侏罗系煤系、准噶尔盆地侏罗系煤系、柴达木盆地侏罗系煤系都是具有煤成气勘探前景的层系。二、中、新生代陆相地层油气资源潜力及其有利地区我国沉积盆地面积十分广阔，适宜于进行油气勘探的沉积盆地面积达670×104km2，其中陆上面积占520×104km2，近海大陆架面积约占150×104km2。在这些辽阔的沉积盆地中，既有发育在古生代稳定地台上的海相沉积盆地，又有中、新生代陆相断坳陷沉积盆地，且其面积大大超过前者，二者常形成叠合复合沉积盆地。从已发现的油气储量来看，新生界的石油占石油总储量的44.3%，中生界占44.7%，古生界占8%，前古生界占3%。新生界的天然气占天然气总量的33.7%，中生界占20.3%,古生界占41.6%，前古生界占4.4%。由此可知，中、新生界共占油气储量的89%和54%，其产层以白垩系和第三系为主，三叠系和侏罗系次之。因此，中、新生代陆相地层的生油和储油，在我国具有举足轻重的地位，也是我国石油地质的一大特色。21世纪初值得优先重点勘探具有广阔前景的地区1.塔里木盆地库车坳陷库车坳陷位于塔里木盆地北部，面积4×104km2，古生代时是塔里木地块的边缘凹陷，中、新生代时是前陆盆地沉积环境，上三叠统—中、下侏罗统沉积巨厚，气候潮湿，暗色泥岩和煤系地层发育，有机碳丰度高，生气强度大，天然气资源量2.23×1012m3，是中国含油气盆地天然气资源丰度最高的地区。该区烃源岩沉积以后基本上是连续构造演化。从成藏条件看，具有优质的气源岩、良好的储集层、区域性的膏盐盖层和大型成群的背斜构造圈闭。这些条件的有机匹配，为大型气田的形成奠定了良好的地质基础。2.准噶尔盆地准噶尔盆地面积13×104km2，自二叠纪以来即为陆相沉积。二叠系、上三叠统、中侏罗统、下侏罗统、下第三系均为油气源岩，是中国油气资源最丰富的盆地。50年代在盆地南部找到了独山子油田和齐古油田，随后在盆地西北区发现了克拉玛依大油区，80年代在盆地东部又找到了北三台—彩南油区，近10年来，相继发现了石南油田、石西油田、莫北油田、呼图壁气田，使地质储量不断增长，石油储量为16×108t，天然气储量为20×108m3。准噶尔盆地在石炭纪末褶皱回返，早二叠世开始变为内陆湖盆，由于地壳拉张断陷，形成凹凸构造格局，如昌吉、三台、漠区、玛纳斯湖、乌仑古5个凹陷和奇台、莫索湾、陆梁等隆起。至晚二叠世时，形成统一的内陆相湖泊沉积环境。从三叠纪至第三纪则形成前陆盆地，气候湿润，水生生物繁盛，泥质烃源岩丰富。根据侏罗系镜质组反射率资料的分析，侏罗系煤系地层均已达到生油气门限，同时呼图壁气田发现启示我们，今后在该盆地除继续勘探油田外，还应加强找寻气田的工作。3.柴达木盆地柴达木面积12×104km2，该区沉积了侏罗系、第三系、第四系生油地层，沉积巨厚，约17000m。自1954年油气勘探以来，先后发现了20个油田和8个气田。油田主要分布在盆地西部茫崖区和盆地北缘一带，如尕斯、七个泉、油砂山、狮子沟、干柴沟、油泉子、冷湖、鱼卡等油田；气田主要分布在盆地东部三湖地区和马湖—南八仙一带，如盐湖、涩北1号、涩北2号、台吉乃尔、鸭湖、马湖、南八仙等气田。按生油气烃源沉积深坳陷控制油气藏形成的分布原则，柴达木盆地可分为三个大的油气区。柴北缘地区为广泛分布的中、下侏罗统烃源岩，是一套湖相和湖泊相沉积，烃源岩以湖相泥岩为主，厚100~1000m，有机质丰度较高，类型以Ⅱ—Ⅲ为主，已进入生油门限，Ro为0.5%~1.0%，具备了形成大中型油气田的物质基础。由于该区紧邻祁连山构造带，构造作用变形较强，因此形成大量的圈闭构造，侏罗系生成的油气进入圈闭，形成油气藏。柴达木西部茫崖一带是第三系的沉积坳陷，已在该区找到了大量的油气田，还有广阔的勘探前景。三湖含气区在盆地东部达布逊湖与涩聂湖一带，面积约2×104km2，第四纪沉降幅度大，沉积厚度3100~3500m，以暗色泥岩为主，富含动植物化石，有机质丰富，形成第四纪含气区，已探明天然气储量1575×108m3。4.鄂尔多斯盆地鄂尔多斯盆地自古生代以来，沉积盖层厚约6000m，除缺失志留系、泥盆系和下石炭统外，各地质时代地层发育齐全，下古生界为海相碳酸盐岩、膏盐岩，上古生界为海陆交互相碎屑岩、煤系，中生界为河湖相碎屑岩。自1950年勘探以来，第一阶段先在盆地中部上三叠统内陆湖泊三角洲前缘和分流河道沉积区进行勘探，先后发现了延长、永坪、延安、子长、下寺湾、南泥湾、安塞等油田。第二阶段在盆地西缘逆掩断层带区域进行工作，找到了马家滩、摆宴井、大水坑、李庄子等油田和刘家庄、胜利井等气田。第三阶段在盆地中西南部发现了侏罗系和延长组不整合侵蚀面的河道砂岩油藏，共找到马岭、城壕、华池、红井子、吴旗等18个油田。第四阶段在盆地中部发现奥陶系—石炭系不整合古潜山气区。晚三叠世在鄂尔多斯盆地沉积面积大，水域发育广，属内陆湖泊环境，沉积厚度约1000m，生储盖组合齐全。经勘探实践，在东部发育有安塞、志丹、延长、牛武、黄陵、吴旗等6个三角洲，西南部发育有镇原、庆阳两个三角洲，可能形成内陆湖泊三角洲及河道砂岩油藏，应加强勘探。自1988年盆地中部发现我国最大的气田—长庆气田以来，煤成气勘探形势越来越好。1995年在其东部发现了陕141气田，产层为二叠系山西组。近年来在乌审旗地区和召探1井一带，在山西组和下石盒子组又获得工业气流，从而揭示了鄂尔多斯盆地上古生界具有广阔的勘探前景。另外，在陕北斜坡以东至晋西挠曲带的镇川堡地区，是上古生界生烃的中心，砂体比较发育，是形成岩性油气藏的有利地区，值行进一步加强勘探。5.四川盆地西部地区四川盆地自晚三叠世以来形成前陆盆地，有多套含油气组合，是富油气盆地之一。上三叠统含油气层系主要分布在西部地区。须家河组煤系地层烃源岩在区内广泛分布，厚度大，约2000~4000m，暗色泥质烃源岩最大厚度500m，为形成丰富的煤成气资源提供了良好的物质基础，泥岩有机碳丰度高，平均1.95%，最高可达16.5%，主要烃源岩层为须3、须5、须1。生气强度为150×108m3/km2，天然气总资源量为276×1012m3，成烃高峰期主要在晚白垩世，主要储层为须2、须4段，以三角洲分流河道砂体为主，有巨厚的泥岩盖层，保存条件优越。侏罗系含油气层主要以下侏罗统大安寨组泥灰岩及生物灰岩为烃源岩。另外，侏罗系的气源来自于上三叠统，断层及其张扭性的断裂是油气运移的通道，河道砂体及三角洲砂体是储集岩层，继承性的构造圈闭是油气聚集的有利场所，含气层系多，且相互叠合成片。目前已发现气田5个，含气构造11个。该区以上三叠统和侏罗系两套含油层系为主，特别是侏罗系浅层气的勘探近年来成果显著，例如孝泉、新场、洛带等构造取得了突破，探明天然气储量350×108m3。另外，在平落坝、观音寺、苏码头等地区也见有良好的前景。据预测，彭山—新津、大邑—邛西、名山—百丈构造带浅层气勘探前景良好。6.莺歌海盆地莺歌海盆地发育在红河断裂带上，呈北西向延伸，面积12.7km2，具双层结构，下部为断陷，上部为坳陷。新生界厚度17000m，其中上第三系厚8000～10000m，沉降中心由西北向东南迁移，盆地具有右旋走滑派生的拉分效应，是一个转换—伸展盆地。盆地中央具高压高温，压力系数1.2～2.2，地温梯度4.2～4.5℃/100m，海底5000m处，地温可达200～220℃，其高压高温体的形成控制了天然气藏的形成。超压体主要由快速沉降、沉积与生烃因素形成，盆地中心上第三系中上部以海相泥岩为主，沉积速度200～700m/Ma，其中莺歌海相组与梅山组可达500m/Ma，形成欠压实超压。从气藏气体Ro值达1.3%～1.9%反映出，超压体中的烃类处于成熟到过成熟阶段，生烃和液态烃的裂解作用，也是形成超压的重要因素。从天然气成藏机制来看，由于高压高温流体柱上升，在顶部穹状凸起处破裂，产生许多微裂缝与高角度断裂，气体大规模运移，首先充满其上的常压带内上新统及下更新统的背斜圈闭，形成含气构造，如东方1-1、乐东15-1、乐东22-1气田以及乐东8-1、乐东20-1、乐东14-1、乐东28-1、乐东21-1等含气构造。另外，气体还沿着砂体向东北斜坡带高处运移，在部分砂体上倾尖灭圈闭处形成气藏，如岭头1-1。莺歌海盆地天然气资源丰富，以往勘探工作集中于正常压力带寻找浅层气藏，到目前为止，已探明3个浅层气田，发现6个含气构造。今后勘探工作应由浅层逐步转向中深层，超压体是一个巨大的烃源体，资源丰富，在已发现的10个大中型背斜构造上，进行钻探，预期可获得大的成果。7.松辽盆地松辽盆地油气勘探程度较高。但近年来向深层勘探，成果显著。发现了一些油气田和含油气构造，探明一定规模的地质储量。如在盆地北部发现了汪家屯、升平、昌德、昌德东深层气田。盆地南部发现了布海、小