準噶爾盆地瑪湖大油區常規-非常規油氣有序共生機制 9787030757272 唐勇 王小軍 曹劍等著

內容簡介
《準噶爾盆地瑪湖大油區常規-非常規油氣有序共生機制》圍繞當前石油地質學基礎理論研究的前沿——超級盆地和全油氣系統，以準噶爾盆地瑪湖凹陷為例，闡述了風城組鹼湖常規—非常規油氣資源協同共生和全油氣系統的整體認識，是國際上首*同類實例，豐富發展了陸相富烴凹陷石油地質學基礎理論。《準噶爾盆地瑪湖大油區常規-非常規油氣有序共生機制》在查明風城組烴源岩地球化學特徵與發育規律的基礎上，研究了瑪湖凹陷原油和天然氣的成因與分佈規律，探討了源內頁岩油成藏機制和源外「准連續型」油藏成藏機制，揭示了瑪湖凹陷全油氣系統的形成條件和成藏模式。《準噶爾盆地瑪湖大油區常規-非常規油氣有序共生機制》可供以準噶爾盆地為代表的疊合盆地常規與非常規油氣一體化勘探實踐參考。

精彩書評
好

目錄

目錄
前言
第一章地質背景1
第一節構造及演化1
第二節地層4
第三節地質結構8
第四節盆地演化15
第二章烴源岩地球化學特徵與發育規律20
第一節風城組鹼湖烴源岩發育背景20
第二節風城組鹼湖烴源岩生烴母質特徵27
第三節風城組鹼湖烴源岩地球化學特徵31
第四節風城組鹼湖烴源岩發育規律36
第三章原油成因與分佈規律40
第一節原油成因40
第二節鹼湖烴源岩生油規律與機制50
第三節原油資源類型與分佈62
第四章天然氣成因與分佈規律66
第一節天然氣地球化學特徵66
第二節天然氣成因與來源73
第三節天然氣分佈及生氣規律82
第五章源內頁岩油富集特徵85
第一節風城組細粒混積岩的岩相學特徵85
第二節頁岩油潛力及控制因素89
第三節不同岩相頁岩油富集規律94
第四節頁岩油甜點分類與主控因素96
第五節瑪頁1井典型實例研究104
第六章源外「准連續型」油藏成藏機制111
第一節「准連續型」油藏基本特徵111
第二節「准連續型」油藏形成條件與機制115
第三節「准連續型」油氣高產特徵與控制因素124
第七章風城組常規-非常規油藏有序共生130
第一節常規-非常規油藏有序共生基本條件130
第二節常規-非常規油藏有序共生特徵150
第三節典型油氣藏解剖152
第四節常規-非常規油氣有序成藏模式與機制166
第八章瑪湖凹陷全油氣系統理論初探169
第一節全油氣系統地質理論研究現狀與發展趨勢169
第二節瑪湖凹陷全油氣系統形成條件與機制178
參考文獻186

精彩書摘
第一章地質背景
第一節構造及演化
準噶爾盆地是中國新疆北部的一個大型陸內含油氣盆地，位於阿爾泰山及北天山之間，總面積約為13萬km2〔圖1-1（a）〕。在大地構造位置上，盆地位於準噶爾地塊核心穩定區，隸屬於哈薩克板塊，北以額爾齊斯—齋桑古生代深斷裂及縫合帶為界與西伯利亞板塊相隔，南以天山褶皺造山帶與塔里木板塊分界（陳發景等，2005）。
準噶爾盆地形成於中晚石炭世末至早二疊世初，具有雙重基底結構，下基底為前寒武紀古老結晶基底，上基底為晚古生代變質岩褶皺基底（韓寶福等，1999;李錦軼等，2006）。形成至今，盆地先後受到了海西、印支、燕山及喜馬拉雅四期構造運動的影響和改造，具有多期不同性質的盆地原型，造就了其複雜的構造沉積特徵（Feng et al ，1989；蔡忠賢等，2000）。對於現今準噶爾盆地的構造格局，晚海西期構造運動對其的形成起到了至關重要的作用，因此以晚海西期盆地拗—隆構造格架為基礎，兼顧印支、燕山及喜馬拉雅運動的構造改造作用，可將盆地分為6個一級構造單元，由北至南分別包括烏倫古拗陷、陸梁隆起、西部隆起、中央拗陷、東部隆起及北天山山前沖斷帶（圖1-1），進一步還可以細分出44個二級構造單元（楊海波等，2004）。
本書研究區位於準噶爾盆地西北緣，毗鄰扎伊爾山、哈拉阿拉特山，主要涵蓋西部隆起的北部地區以及中央拗陷的西北地區，區內所發育二級構造單元主要包括烏夏斷裂帶、克百斷裂帶、瑪湖凹陷、中拐凸起、達巴松凸起及夏鹽凸起（圖1-2）。其中，研究區西部斷裂帶地區（烏夏斷裂帶和克百斷裂帶）構造格局複雜，其山前部位由一系列古生界逆沖疊片構成，由於長期構造抬升其石炭系基底部分暴露于地表；斷裂帶逆沖構造前緣為應力釋放區，大量斷裂結構發育，其中大部分為高陡逆斷層，兼有少量走滑斷層和正斷層〔圖1-1（b）〕。相比而言，斷裂帶東側凹陷區（瑪湖凹陷）構造相對簡單，其下部古生界（上石炭統和二疊系）由於海西期強烈的構造改造而褶皺變形，發育背斜、斷距較小的走滑斷層以及鼻狀構造；其上部中生界逐層超覆于古生界之上，受構造影響較弱，總體呈寬緩的由山向盆的單斜分佈〔圖1-1（b）〕。研究區緊鄰瑪湖凹陷東側及西南側還發育三個凸起帶（中拐凸起、達巴松凸起及夏鹽凸起），為晚古生代繼承性古隆起，兩側由斷裂控制，凸起帶中部分二疊系缺失或遭受強烈剝蝕造成二疊系地層急劇減薄，中生界受影響程度則較弱〔圖1-1（b）〕。
圖1-1準噶爾盆地地理位置及構造單元分布圖（a）及沉積地層剖面圖（b）
圖1-2準噶爾盆地西北緣構造單元劃分及油氣藏分佈
準噶爾盆地西北緣的構造演化根本上控制了其沉積地層以及含油氣系統的整體特徵，其構造演化大致可分為以下三個階段。
1）古生代盆地形成及洋陸轉換階段
準噶爾盆地是以準噶爾地體為基礎所發展演化而形成的複合疊加盆地，準噶爾地體作為古亞洲板塊的一部分，早在太古代末期就通過陸核增生的方式形成了具有結晶基地的原始古陸核，至元古代該原始古陸核經大陸拼貼碰撞逐漸演化為具有穩定結構的準噶爾地體。新元古代，古亞洲大陸裂解，準噶爾地體成為散布在裂解大陸邊緣的微陸塊之一，其周緣為多期小洋盆包圍，每期小洋盆演化基本遵循威爾遜旋迴模式（陳新等，2002）。
古生代時期，準噶爾地體周緣小洋盆經歷了四期洋殼消亡事件，至泥盆紀末到早石炭世末，準噶爾地體分別與西伯利亞板塊、塔里木板塊拼貼在一起，此時該區已初步形成接近現今盆地範圍的地塊（Feng et al ，1989；陳發景等，2005）。中晚石炭世，準噶爾周緣洋盆封閉褶皺之後在塊體內部再次發生引張作用，在研究區形成了西準噶爾裂陷槽，並進一步演化為一個大型凹陷——瑪湖凹陷（Carroll et al ，1990）。準噶爾地體周緣洋盆閉合之後，在西準噶爾地區尚存在一個殘留海相盆地，研究區此時位於濱海沿岸位置，接受一套海相—陸相過渡沉積（張義傑等，2007；靳軍等，2009；Han and Zhao，2018）。中石炭世晚期至晚石炭世，海盆由北西向南東方向逐漸萎縮，至石炭紀末海盆閉合，自此準噶爾盆地進入陸內盆地演化階段。
2）二疊紀構造強烈改造階段
早二疊世時期，準噶爾盆地整體處於拉張應力環境，研究區瑪湖凹陷為其中一伸展斷陷（大陸內裂谷），該期俯衝板片的拆沉作用造成區域岩石圈拉張減薄從而誘發了大量岩漿活動，導致了火山岩的普遍發育以及較高的大地熱流值和古地溫值（邱楠生等，2002；隋風貴，2015）。這一時期研究區由正斷層控制的地塹和半地塹構成，沉積速率較高，下部斷陷強烈期沉積了較厚的佳木河組火山岩以及較為粗粒的碎屑岩，其上風城組沉積期斷距減弱，以細粒沉積為主，局部發育火山岩。
早二疊世末，應力場發生反轉，盆地遭受抬升剝蝕，研究區形成中二疊統與下二疊統不整合面，風城組頂部風化殼發育（蔡忠賢等，2000）。中二疊世盆地邊緣擠壓應力逐漸增強，在研究區盆山過渡區開始形成一系列逆沖斷裂帶。這一階段向盆地內部方向的凹陷區性質為裂谷後期弱伸展拗陷，火山活動逐漸減弱，湖盆範圍逐漸擴大，其下部夏子街組至上部下烏爾禾組具有下粗上細的正旋迴沉積特徵（方世虎等，2006）。晚二疊世至二疊紀末，受海西運動主幕影響，盆地邊緣擠壓應力達到頂峰，強烈的逆沖活動導致烏夏斷裂帶、克百斷裂帶及紅車斷裂帶等一系列重要的高角度逆沖斷裂帶形成，其邊緣二疊系隆起上翹並被嚴重剝蝕，與上覆三疊系呈明顯角度不整合接觸（孟家峰等，2009；隋風貴，2015）。這一時期研究區發育由河流、扇三角洲相粗粒碎屑岩組成的上烏爾禾組水退層序。
3）三疊紀—白堊紀穩定克拉通內盆地演化階段
三疊紀—白堊紀，準噶爾盆地逐漸演化為穩定克拉通內拗陷，其西北緣構造活動強度也逐漸減弱，這一時期盆地以古地溫和大地熱流值低、沉積廣泛超覆為特徵（邱楠生等，2002）。研究區整個三疊係為一正旋迴沉積序列，超覆於二疊系因逆沖和抬升形成的邊緣隆起之上（陳發景等，2005）。下三疊統（百口泉組）主要由河流和扇三角洲體系構成，中三疊統（克拉瑪依組）主要為濱淺湖相組成的湖泊體系，晚三疊世中期湖侵達到高峰，上三疊統（白鹼灘組）為一套主要由細粒沉積構成的湖相沉積。研究區三疊紀沉降特徵整體較為穩定，但在盆山過渡區仍存在擠壓活動，三疊系在同沉積擠壓作用下形成了突變式楔形收斂的遞進不整合（蔡忠賢等，2000）。三疊紀末，印支運動導致盆地整體抬升，研究區主體區域形成了廣泛的三疊系與侏羅系平行不整合，而在盆山過渡區則表現為角度不整合。
侏羅紀—白堊紀，準噶爾盆地西北緣構造活動進一步減弱，山前逆沖擠壓活動基本終止，地層穩定分佈，斷裂、褶皺很少發育。研究區下侏羅統（八道灣組和三工河組）為一正旋迴沉積體系，超覆於三疊系與侏羅系不整合面之上，至中侏羅統（西山窯組和頭屯河組）表現為反旋迴特徵，逐層退覆遭受遞進式削截（陳發景等，2005）。中侏羅世晚期燕山運動強烈的擠壓作用使盆地整體抬升，隨後的剝蝕準平原化作用導致研究區上侏羅統缺失。白堊系在準平原化后形成的侏羅系與白堊系平行不整合面基礎上沉積，其分佈範圍在研究區相對*廣，下部地層為一正旋迴序列，上部地層為一反旋迴序列。
新生代時期，北天山在喜馬拉雅I幕構造運動的影響下強烈隆升，由山向盆的沖斷負荷使盆地基底南傾撓曲下沉，發展為以南緣為前緣的陸內前陸盆地。準噶爾盆地新生界由南向北呈楔形迅速減薄，至研究區新生界缺失。
第二節地層
中晚石炭世，準噶爾盆地西北緣以瑪湖凹陷為中心開始接受穩定沉積，主要發育石炭系—下白堊統，除石炭系及下二疊統火山岩較為發育外，其上地層基本由沉積岩構成，沉積地層厚度*大約達8000m〔圖1-1（b）、圖1-3〕。各地層形成環境及岩性組成簡要介紹如下。
圖1-3準噶爾盆地瑪湖地區地層與油氣藏分佈示意圖
一、石炭系
石炭系（C）岩性主要由火山岩、火山碎屑岩以及與火山碎屑岩互層的碎屑岩組成。火山岩構造類型以塊狀熔岩為主，屬亞鹼性拉斑玄武岩族，岩石類型主要包括玄武岩和安山岩（李軍等，2008）。火山碎屑岩主要包括凝灰岩和火山角礫岩。以火山碎屑物為母岩的沉積岩含有岩石類型包括沉凝灰岩、泥岩、砂岩、礫岩以及其過渡岩石類型。研究區石炭系沉積岩主要形成於濱海—淺海環境，不僅發現了大量海相生物化石，也見陸源高等植物相關組分（王緒龍等，2013）。
二、二疊系
二疊系由老至新包括下統佳木河組（P1j）和風城組（P1f），中統夏子街組（P2x）和下烏爾禾組（P2w），以及上統上烏爾禾組（P3w）。
佳木河組（P1j）岩性構成與石炭系類似，發育火山岩、火山碎屑岩及碎屑岩，但剖面上自下而上火山岩組分含量減少而碎屑岩含量增多，變化特徵呈交互漸變性。佳木河組火山岩主要沿研究區盆緣斷裂帶分佈，在下亞組分佈面積*廣，岩性主要包括安山岩、流紋岩及玄武岩，多具塊狀及氣孔構造；火山碎屑岩為火山角礫岩及凝灰岩（匡立春等，2008）。佳木河組碎屑岩主要包括礫岩、砂岩及粉砂質泥岩，與火山碎屑岩互層分佈，在烏夏斷裂帶有厚層黑色泥岩發育。佳木河組沉積時期研究區為殘留海或潟湖環境，隨著河流注入沉積範圍逐漸擴大，廣泛接受一套扇三角洲相—濱淺湖相沉積（張義傑等，2007）。
風城組（P1f）岩性構成以碎屑岩及化學岩為主，包括粉砂岩、白雲質粉砂岩、粉砂質泥岩、泥岩、白雲質泥岩、白雲岩、泥質白雲岩，以及蒸發岩礦物如碳氫鈉石、天然鹼、蘇打石等，此外局域發育熱液成因的硅質岩和扇三角洲相砂礫岩。風城組雲質岩中白雲石主要來源於同生、准同生白雲石化作用，白雲石晶型細小，為泥晶—粉晶白雲石，多呈紋理狀與細粒碎屑岩互層。除與沉積作用相關的白雲石外，埋藏成岩階段形成的白雲石及熱液後生白雲石也部分可見，其中成岩白雲石主要呈自形、半自形粉—細晶散佈於岩石中；而熱液後生白雲石多呈半自形、他形細—中晶沿裂縫及泄水通道分佈，這類白雲石常與硅硼納石、碳酸鈉鈣石、重晶石等礦物伴生（匡立春等，2012）。整體而言，風城組形成於一種較為少見的鹽湖（鹼湖）沉積環境，沉積過程受物源、機械沉積、化學沉積等作用綜合控制，伴隨局域發生的熱液和火山活動，造就了其極為複雜的岩相組合（曹劍等，2015；Yu et al ，2018）。
風城組與其下部地層相比火山岩發育程度明顯降低，其火山岩主要分佈於烏夏斷裂帶和瑪南斜坡局部地區，其中烏夏斷裂帶火山岩發育于風城組下亞組（風一段），底部為分佈非常局限的安山岩，其上凝灰岩和火山角礫岩分佈相對廣泛；相比而言，瑪南斜坡火山岩發育于風城組上亞組（風三段），主要由玄武岩組成。
夏子街組（P2x）岩性構成以較