论叠合含油气盆地多勘探“黄金带”及其意义

赵文智，胡素云，刘伟，王铜山，姜华

（中国石油勘探开发研究院）

论叠合含油气盆地多勘探“黄金带”及其意义

赵文智，胡素云，刘伟，王铜山，姜华

（中国石油勘探开发研究院）

蒂索生烃模式指出了“液态窗”存在的温度和深度范围，成为油气勘探的“黄金带”，但勘探实践证实中国叠合盆地发育多个勘探“黄金带”。多勘探“黄金带”的形成有3方面因素：①烃源灶多期、多阶段发育与古老烃源岩“双峰式”生烃；②储集层多阶段发育；③成藏多期性与晚期有效性。常规烃源灶、液态烃裂解气源灶以及多套规模有效储集层控制了“黄金带”的时空分布；勘探“黄金带”具有继承叠置与横向迁延的特点，其中古隆起、古斜坡、古台缘与多期继承性断裂带控制了勘探“黄金带”内油气分布。多勘探“黄金带”的提出是对中国近年来油气发现规律认识的深化，表明中国叠合盆地深层仍有经济资源，油气发现呈多期、多阶段的特点，勘探潜力更大。图10表1参20

叠合盆地；多勘探“黄金带”；常规烃源灶；液态烃裂解气源灶；规模储集层；多期成藏；深层；中国陆上

0 引言

基于蒂索生烃模式标定的“液态窗”理论已成功指导全球油气勘探数十年，在含油气盆地中浅层发现了一系列大中型油气田。近年来挪威学者提出了油气勘探“黄金带”的概念[1]，其核心内涵是：全球90%的油气资源集中分布在地下温度60～120 ℃层段，此温度范围之外，特别是地温高于120 ℃的层段，找到石油和天然气的可能性很小。

油气勘探实践表明，中国呈多期发育的叠合含油气盆地与国外单旋回一期盆地或多旋回连续继承型盆地有很大不同，主要表现在：经历多期构造沉积演化，发育多套不同类型烃源岩、多类型储集层和多变的生储盖组合，油气分布具有多层系富集的特点。油气分布规律认识和发现大油气田的过程往往呈现多阶段发展的特点，油气储量也呈“多峰、多阶段”增长，延续时间很长。如四川盆地自20世纪60年代以来，先后发现了威远震旦系气田、五百梯和大池干等石炭系气田、普光和龙岗等二叠系—三叠系礁滩型气田；2009年以来对川中地区三叠系勘探，发现了须家河组大型致密气田。近期高石梯—磨溪地区震旦系—寒武系勘探又发现了超大型气田，成为四川盆地油气勘探近百年来的最大发现。目前已在四川盆地震旦系、古生界和中生界等10余套层系中发现工业油气，勘探深度突破6 000 m，塔里木、鄂尔多斯、准噶尔和松辽等盆地也有相似的情况。本文基于四川、塔里木和鄂尔多斯等盆地勘探实践，总结提出了叠合含油气盆地存在多个勘探“黄金带”的新观点，以期对叠合含油气盆地油气资源潜力、大油气田发现规律与勘探深度“死亡线”等问题进行探讨，推动油气勘探理论技术的发展。

1 多勘探“黄金带”的内涵

20世纪70年代，蒂索提出的干酪根生烃模式明确了“生烃门限”、“液态石油窗”和“干气阶段”等概念与干酪根演化的空间分布和温度范围。其中，“液态石油窗”对应的地下温度为60～120 ℃，相应的热演化程度Ro值为0.6%～1.2%，成为油气勘探的主要深度范围，挪威学者称之为勘探“黄金带”。中国叠合盆地深层发育的海相层系时代古老，烃源岩热演化程度高、有机质演化充分，早期曾大规模生油，滞留于烃源岩内尚未排出的分散液态烃在进入高—过成熟阶段以后又可以大规模生气，生烃过程具有“双峰式”特点[2-3]。同时，叠合盆地往往发育多期、多层系烃源岩，同一层烃源岩又形成多个烃源灶。这些烃源灶由于差异演化，生油生气历史也有差异。烃源岩的多层系发育与多期、多源生烃，加上地质历史时期多期发育的储集体，油气多期成藏，油气富集具有纵向上呈多层系、平面上呈多带多区的特点。如果将控制油气富集的每一层系视为一个勘探“黄金带”，那么叠合含油气盆地的勘探“黄金带”就不是一个，而会有多个（见图1）。

四川盆地震旦系—中三叠统为海相碳酸盐岩沉积层序，晚三叠世以后因周缘山系隆升，盆地被封闭，逐渐转为陆相碎屑岩沉积层序。盆地至少存在5个勘探“黄金带”，自下而上依次为震旦系—寒武系、石炭系、二叠系—下三叠统、上三叠统须家河组以及侏罗系。从勘探历程看，石炭系“黄金带”勘探历时20余年，探明天然气地质储量2 412×108m3；二叠系—下三叠统礁滩体“黄金带”勘探历时16 a，探明天然气地质储量2 922.3×108m3；三叠系须家河组“黄金带”勘探历时9 a，探明天然气地质储量7 065.79×108m3。震旦系—寒武系勘探“黄金带”，自20世纪60年代发现威远气田后，数十年勘探无进展，2011年以高石1井突破为标志，目前已发现磨溪寒武系龙王庙组整装大气田，探明天然气地质储量4 404×108m3，预计储量规模在万亿立方米以上[4]。此外，二叠系栖霞组—茅口组以及三叠系嘉陵江组和雷口坡组都有获得新突破的潜力，有望成为新的勘探“黄金带”。

勘探证实，塔里木、鄂尔多斯等叠合含油气盆地同样发育多个勘探“黄金带”。需要说明的是，叠合盆地多勘探“黄金带”的内涵由其成藏的内在规律控制，不同于以往所说的多层系含油，作者将在下文详细讨论。

2 多勘探“黄金带”形成条件

2.1 烃源灶发育的多期性

多勘探“黄金带”的形成，与烃源灶发育的多期性密切相关。所谓烃源灶发育的多期性是指叠合含油气盆地因差异沉降与多阶段演化，使得纵向上不同层系、平面上不同凹陷烃源岩呈多源、多期供烃，主要有3方面含义。

①烃源岩类型的多样性与平面分布的规模性。首先，从烃源岩类型看，叠合盆地一般经历了早古生代海相、晚古生代海陆过渡相与中新生代陆相3大演化阶段，相应发育海相、海陆过渡相与陆相3大类烃源岩。海相烃源岩以泥质烃源岩为主，形成于叠合盆地克拉通内部差异沉降型坳陷区与边缘坳陷的斜坡—陆棚环境，以塔里木盆地满加尔坳陷寒武系—奥陶系为代表。海陆过渡相以煤系烃源岩为主，形成于叠合盆地坳陷发育阶段，以鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系和四川盆地二叠系、上三叠统为代表。陆相烃源岩以湖相泥质岩为主，也有煤系烃源岩发育，形成于陆相湖盆深湖—半深湖环境或河湖沼泽环境，以鄂尔多斯盆地三叠系和塔里木盆地库车坳陷三叠系—侏罗系为代表。其次，从烃源岩分布看，不同类型烃源岩纵向上叠置，平面上错叠连片，分布范围很广。如塔里木盆地纵向上发育下寒武统、下奥陶统和中—上奥陶统海相泥质烃源岩，石炭系—二叠系海陆过渡相泥质烃源岩，三叠系—侏罗系陆相泥质与煤系烃源岩（见图2），平面上形成满加尔、阿瓦提等多个烃源岩沉积中心，烃源岩叠合面积约35×104km2。钻探证实四川、鄂尔多斯以及准噶尔等盆地烃源岩分布具有同样特征。

图1 四川、塔里木、鄂尔多斯盆地多勘探“黄金带”示意图

②滞留于烃源岩内尚未排出的分散液态烃在高—过成熟阶段大量热裂解生气，是近十年研究证实的一种新型气源灶。2000年以前，多数勘探家认为高—过成熟烃源岩生烃能力枯竭，将其视为勘探禁区。实际上，烃源岩进入“液态窗”规模排烃之后，仍有相当数量的液态烃滞留于烃源岩内部。笔者基于国家“973”天然气基础研究项目开展了生排烃模拟和生气动力学实验，得出了两点主要结论：一是烃源岩液态烃大量排出多发生于Ro值为0.6%～1.2%的“液态窗”阶段，烃源岩的排烃效率一般在40%～60%，其中油页岩排烃效率最高，可达80%左右[5]；二是干酪根大量降解生气发生在Ro值为1.2%～1.6%的成熟—高成熟早期阶段，滞留烃裂解生气发生在Ro值大于1.6%的高—过成熟阶段，主生气阶段Ro值为1.5%～3.2%，液态烃生气时间晚于干酪根，但生气数量是等量干酪根的2～4倍[6]。由此可见，滞留于烃源岩内的液态烃数量相当可观，高—过成熟阶段进一步裂解形成的天然气数量远大于干酪根降解形成的天然气数量，是一类天然气晚期成藏和有效成藏的气源灶。

图2 塔里木盆地寒武系—奥陶系、三叠系—侏罗系烃源岩分布

③烃源灶的差异演化生烃形成多个生排烃高峰期，油气可以多期成藏。叠合盆地发育多套烃源岩，因差异演化致使不同构造区烃源岩的埋藏历史和生烃演化历史差异较大，每套烃源岩进入“生油高峰”和“生气高峰”以及在“生油窗”和“生气窗”滞留的时间也不尽相同，可以形成多个生排烃高峰期。如塔里木盆地中—下寒武统烃源岩分布范围很广，由于构造沉降或隆升控制下的热演化程度的差异，导致烃源岩热演化历史具有演化早期凹陷区域烃源岩先成熟、二叠纪末全面成熟、演化晚期凹陷区域烃源岩进一步高成熟的演化特点，不同地区、不同地质时期中—下寒武统烃源岩都有烃类生成（见图3），中—下奥陶统烃源岩也同样具有上述热演化特点。

总体看，叠合盆地发育多套、多类型烃源岩，由于差异演化，加上滞留分散液态烃晚期裂解成气，生烃历史很长，可以形成多个“生油窗”和“生气窗”，使烃源灶发育具有多期、多阶段的特点，为油气多层系分布、多期成藏奠定了基础，为多勘探“黄金带”的发育提供了物质条件。

2.2 储集层发育的多阶段性

储集层发育的多阶段性是指叠合盆地受多旋回沉积构造演化与多种地质因素综合作用，从而发育多套规模有效储集层。储集层发育范围从中浅层至中深层甚至超深层，发育类型包括碎屑岩、碳酸盐岩、火山岩和变质岩储集层。平面上多套储集层可叠合连片，纵向上多层系规模分布。在油气源充沛和源储配置关系适宜条件下，可以大规模、多层系成藏。导致叠合盆地储集层多阶段发育的原因有3个方面：

①沉积演化的多阶段性是储集层多阶段发育的主要原因。这包括叠合盆地多阶段发展导致沉积环境的相应变化，形成有储集能力的高能沉积体（如砂体、礁体和颗粒滩等）的多阶段发育；也包括在原始沉积环境和相带约束下，后期成岩作用对储集层建设性改造的多阶段发育。如塔里木盆地塔中地区下古生界海相碳酸盐岩，高能颗粒滩受大型继承性古隆起控制，在寒武系顶、奥陶系蓬莱坝组顶、鹰山组顶和良里塔格组顶均有不同规模的储集层发育（见图4）。这些呈多段发育的储集层首先是原始沉积提供了颗粒型沉积岩，本身具备一定的储集和渗流能力，其次是后期多期构造变动导致的溶蚀作用进一步增强了其储集性能。尽管岩溶作用的形式和过程有差异，但大气淡水溶蚀作用对碳酸盐岩改造的结果基本一致，都是形成了大面积分布的复杂的孔-洞-缝系统。

图3 塔里木盆地不同地质时期中—下寒武统烃源岩成熟度等值线图

图4 塔里木盆地塔中地区碳酸盐岩储集层多层段发育模式图

鄂尔多斯盆地上古生界发育大型碎屑岩沉积体系，形成一系列超大型叠置发育的砂体群，历经成岩作用改造后形成大面积分布的非均质性较强的砂岩储集体。

②地质历史时期储集层形成演化的多阶段性是储集层多阶段发育的重要条件。叠合盆地沉积作用、成岩作用与改造作用都对储集层的多段发育有重要影响。本节重点讨论多期建设性成岩作用在叠合盆地规模储集层多层段发育中的作用。首先，多旋回构造运动导致盆地内发育多期大型不整合，为溶滤-溶蚀型储集层的形成提供了条件；其次，碳酸盐岩在深埋环境下，受温度压力条件的影响，成岩流体可部分改造原岩，发生白云石化作用，使储集层物性进一步变好，连续性和规模性也变好[7]。此外，叠合盆地在多期构造活动中形成的断裂系统和不整合面可以为深部热流体上涌提供通道，热流体溶蚀围岩，形成一定规模的溶蚀孔洞。如塔里木盆地加里东—海西期构造运动，在震旦系—奥陶系形成了6套岩溶储集层；埋藏成岩作用下，上寒武统和下奥陶统蓬莱坝组广泛发育埋藏白云石化作用，形成储集层。晚海西期的热流体活动，使断裂带周围的原岩受到改造，形成热液白云岩储集层。

③生烃作用产生的酸性流体在排烃过程中和油气一起进入储集层，也是深层储集层建设性发育的重要因素。通常情况下，有机质成熟生烃释放的有机酸可以溶解岩石中的可溶组分[8]，对储集层孔渗条件有明显改善作用。此外，在深层温度较高环境下，烃类与硫酸盐易发生复杂的氧化还原反应（TSR），产生的H2S、CO2等酸性气体溶于水形成的酸性溶液对碳酸盐岩储集层也有明显改造作用。张水昌等研究认为，TSR产生的酸性流体在90 ℃和H2S、CO2饱和条件下，对碳酸盐岩储集层孔隙度和渗透率的增大率可达56.06%和1 012.86%[9]。

上述地质因素综合作用，是叠合盆地储集层发育具有多阶段性、分布具有规模性、深层储集层具有效性和储集层强非均质性的重要原因。所谓储集层规模性是指不同阶段形成的不同类型储集层均规模分布，如塔里木盆地寒武纪—奥陶纪发育4期、6条台缘带，沉积型台缘礁滩储集层叠合面积达2.6×104km2（见图5）；上寒武统—下奥陶统蓬莱坝组埋藏白云岩储集层及受断裂控制的热液白云岩储集层展布面积（3～5）×104km2；塔中—巴楚地区下古生界岩溶储集层分布面积5×104km2[10-11]。储集层有效性有两方面含义：①盆地深层发育的储集层尽管年代老、埋藏深，但各种地质因素综合作用，使深层仍然发育规模有效储集层，如四川盆地川中地区震旦系灯影组、寒武系龙王庙组储集层孔隙度和渗透率分别达3%～5%和（1～6）×10-3μm2[12]。②储集层与烃源灶空间上有机配置，如四川盆地川中地区寒武系龙王庙组颗粒滩储集层和震旦系缝洞型储集层紧邻烃源岩中心，优质储集层加上充足的油气供给，形成了特大型气田。储集层非均质性是指受沉积作用、多期复杂成岩作用和构造作用影响，形成的大型储集体的物性和内部结构在空间上的强烈变化。如鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界砂岩储集层、四川盆地广安地区须家河组砂岩储集层等，基本上都是大面积分布，但以低孔、低渗为主，且非均质性强。塔里木盆地奥陶系尽管发育大面积分布的层状岩溶型储集层，但储集空间主要是强非均质的洞-缝系统。

图5 塔里木盆地中晚奥陶世台地边缘分布图（O1—2y—中下奥陶统鹰山组；O2yj—中奥陶统一间房组）

储集层是油气成藏的基础，对深部优质储集层形成条件与保存机理的研究，逐渐改变了深层难以形成规模优质储集层的传统认识，成为指导深层油气勘探的重要依据，为积极寻找叠合盆地深层勘探“黄金带”提供了重要的理论指导。

2.3 成藏多期性与晚期有效性

导致成藏多期性与晚期有效性的原因主要有以下3方面：①多期构造运动是成藏多期性的内在动力。叠合盆地普遍经历了早古生代末加里东期、晚古生代海西期、中生代印支—燕山期、晚新生代喜马拉雅期4次重大构造变动，对油气的生成和运聚产生重要影响。首先，构造运动为油气运聚提供驱动力，构造应力通过改变岩层几何形态及其孔隙内部流体压力等，促使流体发生规模运移。其次，多期构造运动不仅形成构造圈闭，也促使油气不断调整改造。叠合盆地，特别是深层，成烃成藏历史早，受后期构造运动的影响明显，早期形成的油气藏会发生调整甚至破坏，每一次构造运动都会改变原有油气的空间分布，进入构造平稳期，又形成新的油气聚集，使油气在多层系分布，多阶段成藏。

②烃源灶多期生烃、流体多期充注，奠定了油气多阶段成藏的物质基础。如四川盆地川中地区震旦系灯影组气藏的形成，据储集层流体包裹体分析，其存在3期烃类充注，第1期均一温度为80～110 ℃，表现为液态烃包裹体，反映早期古油藏形成时期液态烃的充注；第2期均一温度在110～160 ℃，为气液两相包裹体，反映的是干酪根降解生气和古油藏裂解生气阶段气液两相烃类流体充注；第3期均一温度在160～220 ℃，主要为气相或盐水气混相包裹体，反映“半聚半散”古油藏大量裂解生气期天然气的规模充注和抬升期气水混溶的流体规模充注事件（见图6）。

图6 四川盆地高石梯—磨溪地区灯影组流体包裹体均一温度分布直方图（389个数据点）

③晚期大量生烃与晚期构造定型决定了油气晚期成藏的有效性。统计陆上大型叠合盆地已发现的大油气田主要成藏期，无论是古老海相碳酸盐岩层系，还是中新生界陆相碎屑岩层系，多数定型于白垩纪末以后，其中新近纪是大多数大油气田主要成藏期（见表1）。油气成藏定型偏晚，可以最大限度地规避多期构造运动的破坏，使大油气田得以保存，这也是在中国如此复杂的地质背景下还能发现众多大型油气田的原因。

表1 中国陆上主要大油气田晚期成藏统计表（据文献[7-9]修改）

总之，成藏期次的多阶段性与晚期有效性控制了油气多层系富集和保存，成为多个勘探“黄金带”发育的建设性因素之一。

3 油气分布特征

3.1 源控性依然存在

所谓源控性，就是叠合盆地各个油气富集层系形成的油气藏主体都分布在有效烃源灶地域之内或与烃源灶密切联系的范围之内，即油气成藏与分布具明显的源控特征。研究表明，中国叠合含油气盆地发育两种类型烃源灶：一是烃源岩有机质（干酪根）热裂解作用形成的烃源灶，称之为干酪根型烃源灶；另一类是古油藏或者滞留于烃源岩内尚未排出的分散液态烃，高—过成熟阶段由液态烃裂解而形成的烃源灶，称之为液态烃裂解型烃源灶，以生气作用为主。勘探实践证实，两类烃源灶都可以规模供烃，都是高效烃源灶。目前叠合含油气盆地各层系发现的油气，主要受这两类烃源灶控制。

塔里木盆地寒武系—奥陶系烃源岩平面上形成3个生烃中心，满加尔凹陷为主力生烃中心，分布面积为（10～12）×104km2，生烃强度最高为160×108t/km2；其次是阿瓦提生烃中心，面积（8～10）×104km2，生烃强度最高为40×108t/km2。塔北隆起区位于满加尔、阿瓦提两大生烃中心的北缘，油气富集程度高，勘探已发现轮南—塔河、哈拉哈塘、英买力等多个大型油气田，发现的油气储量规模超过20×108t油当量；塔中隆起夹持于满加尔和阿瓦提两大生烃中心之间，目前已发现的油气储量近10×108t油当量。四川盆地震旦系—寒武系，尽管地层古老，但油气分布受烃源灶控制仍很明显，近期勘探在烃源岩厚度中心控制范围内，新发现了中国产层最古老、储量单体规模最大的高石梯—磨溪震旦系—寒武系大气田（见图7）。

着眼强基固本、决战脱贫攻坚、锤炼年轻干部的需要，2017年自贡市在四川省率先全覆盖常态化选派村（社区）党组织第一书记。全市各党政机关、事业单位、企业选派出1314名第一书记到四区两县村（社区）任职，其中346名第一书记到荣县村（社区）任职。各第一书记现已扎根基层近2年，在强化政治引领，推动地方发展，切实为民服务，提升治理水平等方面的工作已初步取得成效。本课题组主要对荣县的第一书记工作进行调研，全面了解第一书记各项工作开展情况，就如何扎实推进全覆盖常态化选派第一书记工作给出建议意见。

需要说明的是，上述两类烃源灶具有相互依存关系，干酪根型烃源灶是基础，液态烃裂解型烃源灶是干酪根型烃源灶的衍生产物。干酪根型烃源灶不仅生油，也生气，生烃时间偏早；液态烃裂解型烃源灶以生气为主，生气时间偏晚。对于大油气田，特别是碳酸盐岩大气田，通常是两类烃源灶共同供烃的结果。如塔里木盆地满加尔凹陷，既是干酪根型烃源灶中心，也是烃源岩内滞留分散液态烃裂解型气源灶中心。近期环绕液态烃裂解型气源灶，塔里木古城地区部署的古城6井获得重大突破，证实了这类烃源灶对天然气成藏的控制作用与成藏贡献。

图7 四川盆地高石梯—磨溪大气田与烃源岩分布叠合图

3.2 规模有效储集层控制富集层段

规模有效储集层是油气规模成藏的重要基础，也是控制油气空间富集分布的主要条件。叠合盆地通常发育两类呈规模分布的储集体：①平缓地形与继承性水系控制形成的沉积砂体（群），在建设性和破坏性成岩过程联合作用以后保留下来的碎屑岩储集体；②碳酸盐岩经过溶蚀改造作用形成的滩相储集体或缝洞型储集体，其中缝洞单元往往呈集群式出现。总体而言，无论是碎屑岩储集体，还是碳酸盐岩滩相储集层或“缝洞单元群”，规模都很大。塔里木盆地塔中Ⅰ号断裂带发育的奥陶系台缘礁滩储集层，南北宽1～20 km，东西长260 km，可识别出5期进积型台缘生物礁，生物礁厚300～500 m，储集层累计厚30～50 m。塔中Ⅰ号断裂带礁滩储集层勘探已获三级油气储量近10×108t油当量，成为塔里木盆地碳酸盐岩增储上产的重点区带。四川盆地高石梯—磨溪地区，发育震旦系灯二段、灯四段岩溶储集层与寒武系龙王庙组滩相储集层，叠合面积超过3 000 km2。目前发现的三级地质储量达万亿立方米以上，其中磨溪地区龙王庙组已探明天然气地质储量4 404×108m3。鄂尔多斯盆地苏里格地区发育上古生界砂岩和下古生界碳酸盐岩岩溶两套储集体，上古生界砂岩已探明与基本探明的含气面积超过4×104km2，成为盆地天然气开发主力产层；下古生界碳酸盐岩岩溶储集层探明天然气含气面积超过4 500 km2，累计探明地质储量6 500×108m3[13]。

总之，中国叠合盆地无论是碳酸盐岩层系发育的沉积型礁/滩/白云岩储集层，还是后生溶蚀-溶滤型储集层、埋藏-热液改造型白云岩储集层，抑或是陆内坳陷区以及前陆盆地缓翼斜坡区发育的大型砂岩储集层，均受多旋回演化的影响，各个层系或层段都可以形成规模有效储集层。这些规模储集层或与烃源灶大面积紧密接触，或通过断层沟通或不整合面转接与烃源灶建立联系，是油气资源的主要富集层段，也是经济储量集中分布的层系。

3.3 “半聚半散”型原油分布区晚期成藏效率高

关于古老烃源岩成藏特征，由于受勘探程度的限制，目前尚处于探索阶段，还有很多问题需进一步研究。从目前中国几大古生界盆地发育区已经取得的勘探成果看，油藏的分布主要受具差异演化的生烃源灶控制，多位于古隆起及翼部广大斜坡区，成藏规模比较大。而气藏的分布则有多样性，其中古老烃源岩由于演化充分，先后经历了生油高峰和生气高峰两个阶段。一方面表现为烃源岩的生烃效率高，产烃总量大；另一方面表现出独具特色的生气与成藏特点，除了有机质干酪根正常热降解形成的天然气外，还有原油裂解形成的天然气，而且这部分天然气的形成时间晚，散失量较小，成藏效率高，成藏规模大。

原油热裂解形成天然气有3种方式：①古油藏随着温度升高，在藏内发生裂解；②滞留在烃源岩内部的液态有机质在高—过成熟阶段裂解；③原油在远离烃源岩后，在聚集成藏之前的运移途中形成“半聚半散”型液态烃，在温度升高以后裂解形成天然气。关于原油裂解气成藏潜力与地位，前人和笔者在其他文章中已有讨论[14-17]，本节将重点讨论“半聚半散”型液态烃的成藏潜力与地位。

总体而言，叠合盆地的构造格局多呈“大隆、大坳”面貌，油气分布主要受大型古隆起及相对稳定的大型古斜坡控制。从液态烃赋存状况看，成藏期的古地形坡度是液态烃富集方式与富集程度的重要控制因素。一般而言，坡度较大的斜坡高部位，液态烃可以规模聚集，形成古油藏；坡度较缓的斜坡区，液态烃分异作用较差，由于液态烃富集程度不高，对盖层的要求较低，加之地势总体平缓，原油总体上呈分散状，但局部又有集中，笔者称之为“半聚半散”型分布，可以长期保存在地下，并在晚期裂解成藏，是深层大气田形成与聚集的有利分布区（见图8）。

近期四川盆地川中古隆起发现的高石梯—磨溪大气田，证实低缓斜坡下“半聚半散”型液态烃后期裂解气是大气田形成的重要贡献者。通过对盆地古构造与储集层沥青含量关系研究（见图9），发现沥青含量与古地貌或古地形坡度有关。川中古隆起较高部位，地形坡度较大，沥青含量相对较高，最高可达5%；斜坡低部位，沥青含量逐渐变低，仅为2%～3%。由于沥青是液态烃裂解后保留下来的产物，沥青含量的变化反映了古油藏液态烃的富集程度。古地貌较高地带，液态烃富集程度高，以古油藏裂解为主；随着古地形变缓，液态烃富集程度变差，以“半聚半散”状为主；斜坡低部位乃至坳陷区，液态烃尚未聚集，呈分散状，则变为滞留烃的裂解。近期隆起较高部位发现的大气田主要来自原油裂解，说明早期聚集型和“半聚半散”型原油都为大气田的形成做出了贡献。

图8 “半聚半散”型液态烃裂解形成气藏模式图

3.4 勘探“黄金带”具继承叠置性与横向迁延性

勘探“黄金带”的继承叠置性与横向迁延性是指受多旋回沉积演化控制，不同层系、不同类型的油气成藏组合在垂向上叠置发育，而在平面上由于多期盆地发育的迁移性，表现出既有继承性也有迁延性的特点。纵向上油气分布呈多层系、多层段富集，平面上则叠加、复合连片。典型代表如四川盆地上二叠统长兴组—下三叠统飞仙关组，其沉积表现为一个完整的水进—水退旋回，受开江—梁平陆棚、蓬溪—武胜陆棚演化与消亡的影响，长兴组早期沉积整体表现为退积结构；长兴组沉积中晚期，随着拉张活动减弱，整体表现为台地边缘礁滩体向陆棚方向推进[18]。飞仙关组沉积期，随着台地的不断拓展，鲕滩分布范围扩大且向开江—梁平陆棚迁移并最终将其填平，台盆区鲕粒滩大面积分布。勘探证实，受礁滩迁移影响，礁滩气藏分布具有纵向上相互叠置、横向上复合连片的分布特点（见图10）。

图9 四川盆地二叠系沉积前震旦系顶界古构造与沥青含量叠合图

图10 四川盆地龙岗地区长兴组—飞仙关组沉积期生物礁、鲕粒滩发育图

需要指出的是，勘探“黄金带”的继承叠置性与横向迁延性，因盆地、凹陷、层系的不同而不同。一般而言，海相克拉通之上发育起来的叠合盆地，不同“黄金带”的油气成藏过程可以继承，也可变化，而不同期的油气聚集往往共享某些成藏要素与区带，油气分布具有多层系叠置、大面积分布的特点，如塔里木盆地塔中地区寒武系盐下、奥陶系鹰山组—良里塔格组和石炭系多层系大面积含油气。多期前陆（陆内坳陷）继承性叠合盆地油气成藏过程不仅有继承性，且还有递进性，各“黄金带”及“黄金带”内部油气分布规律基本一致，如准噶尔盆地。早期断陷与晚期坳陷叠加发育形成的叠合盆地，由于早、晚两期盆地的成盆机制不同，烃源灶展布与成藏过程完全不同，不同“黄金带”的油气相态与分布差异较大，如松辽盆地断陷层序以火山岩气藏、砂砾岩气藏为主，坳陷层序在中央背斜带发育大油田。基于古地理背景和储集体分布的精细刻画，配以成藏要素描述、成藏过程恢复的深入研究，是揭示这一规律的常用方法。“黄金带”内油气分布的继承叠置性与横向迁延性，是大油气田分布规律的重要组成部分，也是推动油气勘探多阶段有序快速发展的重要理论依据。

3.5 古隆起、古斜坡、古台缘与断裂带控制主要油气分布

叠合盆地尽管历经多套海（陆）相沉积层序在垂向上的叠置与不同时代多类型沉积盆地在平面上的复合，但不同层段油气藏的分布主要受古隆起、古斜坡、古台缘带与多期继承性发育的断裂带控制[19-20]，这也是进行多“黄金带”勘探的重点目标。

长期发育的大型古隆起、古斜坡是油气富集最重要的场所，这是普遍规律。古隆起、古斜坡对油气的控制作用，除易于形成大型构造、岩性或地层圈闭外，古隆起及斜坡背景对油气运移的“吸纳”作用、对大型储集体发育与分布的控制作用，均利于油气大面积成藏。塔里木盆地的塔北、塔中隆起及斜坡区发现的大型碳酸盐岩油气田，四川盆地川中古隆起发现的震旦系—寒武系大气田、川中上三叠统须家河组大气田以及鄂尔多斯盆地发现的上古生界苏里格大气田等，都受古隆起或古斜坡背景控制。古台缘带是碳酸盐岩礁滩储集层发育的有利部位，随着台缘带的演化与消亡，后期叠加发育大型河湖三角洲沉积，礁滩储集层与碎屑岩储集层叠置发育，加上台缘带断裂沟通，可以多层系大面积成藏。如四川盆地龙岗台缘带，勘探已发现二叠系—三叠系礁滩、三叠系雷口坡组碳酸盐岩风化壳、三叠系须家河组等多套含气层系。断裂不仅是油气运移的重要通道，长期发育的古断裂一方面可以形成破碎带，另一方面利于深部热液活动，使得储集层物性得以改善，成为油气运移聚集的有利部位。如塔里木盆地塔中地区、塔北南缘哈拉哈塘地区发现的碳酸盐岩油气藏均与断裂活动有关。

4 多勘探“黄金带”意义

4.1 多勘探“黄金带”使储量多峰增长，发现历史长

叠合盆地多旋回构造沉积演化，导致油气分布多层系富集，存在多个勘探“黄金带”。近期的勘探实践表明，当一个“黄金带”勘探成熟后，随着认识的深化和工程技术的进步，新的“黄金带”又会被发现，储量增长具有多峰、多阶段的特点。如四川盆地震旦系—寒武系勘探，如果基于传统石油地质理论，川中古隆起区整体处于高—过成熟阶段（Ro值大于2.5%），难以规模成藏。“接力生气”和“双峰式”生烃认识的提出，改变了川中古隆起深层成藏认识。深层多套优质烃源岩的发现、基于分散液态烃（源内和源外）和古油藏裂解生气认识的重新评价以及深层钻探技术的成熟，最终发现了高石梯—磨溪万亿立方米级大气田，将四川盆地天然气勘探推向新的发展阶段。川中高石梯—磨溪地区油气发现历程表明，叠合盆地由于成藏历史复杂，勘探过程不会一帆风顺，都会经历实践、认识、再实践、再认识的过程，如此反复，逐步逼近地下实际。这就决定了叠合盆地勘探过程复杂，发现历史长，同时也是勘探潜力所在。

4.2 生烃历史完整，资源潜力超预期

中国发育的大型叠合含油气盆地通常发育常规烃源岩形成的烃源灶和液态烃裂解气源灶两类烃源灶。常规烃源岩形成的烃源灶，一般经历了完整的“生油”和“生气”两个生烃高峰，烃源岩演化充分，生烃总量大。液态烃裂解气源灶，包括烃源岩内尚未排出的分散液态烃、“半聚半散”状液态烃以及古油藏后期裂解形成的气源灶。前期的资源评价，考虑了古油藏裂解对天然气成藏的贡献，但“半聚半散”的液态烃以及烃源岩内尚未排出的分散状液态烃裂解气对成藏的贡献并未考虑。塔里木古城地区古城6井的突破，证实了这类烃源灶勘探的现实性，可以为叠合盆地深层规模成藏做出重要贡献。如果考虑这部分液态烃晚期裂解生气对成藏的贡献，塔里木盆地下古生界天然气资源量达4.2×1012m3，较第3次资源评价结果增加了1.3倍。这表明，中国深层天然气资源潜力大大超出预期，深层发现前景更好。

4.3 叠合盆地深层有一定经济资源，勘探前景乐观

叠合盆地深层发育的干酪根型烃源灶和液态烃裂解气源灶，都可以规模供烃；受古隆起、古斜坡、古台缘与多期继承性断裂带控制，深层发育多套规模有效储集层，进而形成纵向上相互叠置、横向上复合连片的多个勘探“黄金带”。尽管不同构造部位油气富集程度有差异，但油气分布范围广、储量规模大，叠合盆地深层有一定经济资源，勘探前景乐观。近年塔里木、四川等盆地深层勘探持续获得突破，展示出深层良好的油气勘探前景。特别是四川盆地川中地区近期新发现的寒武系龙王庙组大气田，不仅储量规模大，单体储量规模达到4 404×108m3，而且单井产量高，试采效果好，日产百万立方米以上的井10口，无阻流量最高达1 035×104m3/d，试采井日产规模达480×104m3。塔里木盆地无论是台盆区的古老碳酸盐岩，还是库车前陆区中新生界碎屑岩，工业产能深度都已突破7 000 m下限。预计随着地质认识的深化与工程技术的进步，深层—超深层油气领域将会为中国油气工业发展做出重大贡献，油气远景值得期待。

5 结论

中国叠合含油气盆地经历多期构造沉积演化，具有多个勘探“黄金带”。多勘探“黄金带”的形成有3方面因素：①烃源灶多期、多阶段发育与古老烃源岩“双峰式”生烃，为多勘探“黄金带”发育提供了物质基础；②储集层多阶段发育，是多勘探“黄金带”形成的重要条件；③成藏多期性与晚期有效性则确保了油气多层系富集和保存。

常规烃源灶、液态烃裂解气源灶以及规模有效储集层控制了勘探“黄金带”的时空分布。勘探“黄金带”具有纵向继承叠置和横向迁延的特点，古隆起、古斜坡、古台缘和多期继承性断裂带控制“黄金带”内的油气分布。多勘探“黄金带”的提出，表明中国叠合含油气盆地深层油气资源丰富，超出预期，油气发现呈多期、多阶段的特点，勘探前景乐观。

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（编辑 黄昌武 绘图 刘方方）

The multi-staged “golden zones” of hydrocarbon exploration in superimposed petroliferous basins of onshore China and its significance

Zhao Wenzhi,Hu Suyun,Liu Wei,Wang Tongshan,Jiang Hua
(PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration &Development,Beijing 100083,China)

The hydrocarbon generation model proposed by Tissot et al.points out the temperature and depth of “liquid HC window”,which has become a “golden zone” for hydrocarbon exploration.It has been proved by exploration that multi-staged “golden zones” for hydrocarbon exploration is commonly developed in the superimposed petroliferous basins of onshore China.There are three factors for the formation of multi-staged “golden zones” of HC exploration in the superimposed basins: (1) source kitchens developed with multi-periods and multi-centers which have been verified to lead multi-stages of HC generation with large scale,(2) multi-staged reservoirs develop with large scale,(3) hydrocarbon accumulations occur with the multi-periods and late effectiveness.The conventional source kitchens,dispersed liquid HC-cracking gas kitchens and effective reservoirs with large scale join together to control the distribution of “golden zones” in timing and space.Explorational “golden zones” have the characteristics of inherited stacking and lateral variation.Palaeo-highs,palaeo-slopes,palaeo-platform margins,and multi-period inherited fault zones control the distribution of hydrocarbons in the explorational “golden zones”.The concept of multi explorational “golden zones” helps to deepen the knowledge of new hydrocarbon distributional regularity which revealed recently in China.It shows that there exist economic resources in the deep section of the superimposed basins of onshore China.The hydrocarbon discovery history in the superimposed petroliferous basins has the feature of multi-peaks of proven reserve increase and lasting a quite long period,which indicates a huge potential for future exploration.

superimposed basin;multi-staged HC exploration golden zone;conventional source kitchen;dispersed hydrocarboncracking gas kitchen;large scaled reservoir rock;multi-period hydrocarbon accumulation;deep section;onshore China

国家油气专项（2011ZX05004）；中国石油天然气股份有限公司重大科技专项（2014E-32-01）

TE122.2

A

1000-0747(2015)01-0001-12

10.11698/PED.2015.01.01

赵文智（1958-），男，河北昌黎人，中国工程院院士，博士生导师，长期从事石油地质综合研究与勘探工作。地址：北京市海淀区学院路20号，中国石油勘探开发研究院院办，邮政编码：100083。E-mail：zwz@petrochina.com.cn

2014-09-29

2014-11-25