【doc】含油气系统概念的由来及内涵

【doc】含油气系统概念的由来及内涵 含油气系统概念的由来及内涵 一 第21卷第3期 占,占专天气此 ()lL&GASGEOLOGY2000年9月 文章编号:0253—9985(o3300)03一啦79一o4 含油气系统概念的由来及内涵 汪时成,周庆凡 (1石油大学地球科学系,北京1脚星石油公司规划研究院,北京100隅3) 摘要:音油气系统概念在1972年由美国石油地质学家Dow首先提出,历经Petrod~n,D~mmon,M画嘲.u 及Magoon等人补充,修改而完善.含油气系统为一个有效源岩体和所有有羌油气的天然系统.包括油气藏存在 所必需的一切地质要素和作用,与沉积盆地,成藏组台和勘探目标等层次构成一个油气调查序列,侧重研究生油 气源岩体与油气之间的成固关系.因此,含油气系统不属新理论范畴.而是一种适用干研究油气的新方法,研究 对象为某一油气成围单元.含油气系统围地质要素和地质作用的不同功能,可进一步划分为生成子系统,运移 子系统和聚集(保存)子系统.我国的台油气系统不仅倪由单一系统构成,而多发育复武台油气系统.在引进和 应用音油气系统的方法对,不要盲目套用,也不要不切实际地进行所谓的修改与创新,而应视我国的具体地质情 况而定. 关键词:鱼堂墨垫;苎j墨垫;垫堕兰;王塑j千 第一作者简介:汪时成,男,37岁,博士生,油气地质与勘探 中围分类号:TEl32文献标识码:A 琵阻7 ,,,2 1概念的由来 含油气系统(PetroleumSystem)的雏形——石 油系统(OdSystem)的概念于1972年首先由美国石 油地质家Dow在丹佛召开的AApG年会上提出,历 经诸多学者补充,修改而完善l】J. 石油系统的提出对含油气系统概念的建立和 发展具重要意义:(1)油一源对比是识别含油系统的 关键;(2)含油系统名称由源岩和储集岩名称组成; (3)成藏组合(Phy)被定义为一个单独的概念;(4) 进行了理论生油量和储量的质量平衡对比. Pemx:lonL3于1980年首次提出含油气系统这 一 术语.他认为:控制油气藏分布的地质因素(尤 其是源岩,储层和盖层组合)通常局限于一定的地 理范围,这个地理范围通过一组油气藏,即一个含 油气系统的形成来反映.含油气系统就是同类或 具有相同功能的自然要素按一定结构的组合. 1984年Demaison14j提出生烃盆地(Generative B,IIKit1)的概念,将下伏有成熟源岩的区域称作'生 烃凹陷'或'烃厨',含有一个或多个生烃凹陷的盆 地定义为'生烃盆地'.生烃凹陷可以通过有关成 熟作用和有机相的地球化学资料与来自地震和深 收稿日期:2OOO一03—28 井的构造地层信息综合绘出. Meis豇l等人提出了烃类机器(Hydroe~hon Machine)的概念,其定义如下:含有油气生成,运移 和聚集过程中所有要素的层序构成了可以称为天 然地质烃类机器的东西.这种概念格架的应用将 有助于预测油气生成,运移,聚集单元,即烃类机 器.这种烃类机器在一定地层范围内起作用.当 与源岩区域分布图共同使用时,可解释已发现油气 藏的分布并进一步圈定远景区. 1986年UlI1li吕hekL6提出独立含油气系统(Inde. pendentPetroliferousSystem)的概念,这一术语被用 于描述"油气资源评价的地层情况".他指出独立 含油气系统:"……可以理解为一岩体,该岩体被阻 止包括油气在内的流体作侧向和垂向运移,由区域 性隔挡与周围岩石分开.从地层上看,一个独立的 含油气系统基本上是均一的.它包括源岩,储集 岩,圈闭和区域性盖层,因此它是这些因素对比分 析和油气成因研究的合适单元.对于了解程度较 差的油气资源评价来说,把独立台油气系统作为一 个评价单元比盆地或成藏组合具有一定的优越性. 独立含油气系统的概念也可以用于资源评价的统 计方法中,并且可能提高这些结果的可靠性." Magoon(1987)首次应用要素"(element)这 一 术语来指源岩,运移路径,储集岩,盖层和圈闭, 石油与天然气地质第21卷 并明示这些要素"必须在时空上定位,以致于油气 矿床可能出现".目前应用的含油气系统概念是由 M唧m和DowL2根据前人的工作综合提炼而得到 (M帮D0n和Dow,1994),他们将含油气系统定义为 包含一个有效源岩体和所有有关油气的天然系统, 包括油气藏存在所必需的一切地质要素和作用. 这里的"油气"(petroleum)包括(1)在常规储层或天 然气水合物,致密储层,裂缝性页岩和煤层中发现 的热成因或生物成因的天然气;(2)自然界中发现 的凝析油,原油和沥青."系统"(system)描述了互 相关联的要素和作用.这些要素和作用构成了形 成油气藏的功能单元."基本要素"包括油气源岩, 储集岩,盖层和上覆岩层,"作用"为圈闭的形成以 及油气的生成一运移一聚集.这些基本要素和作 用必须在时空上出现,以致于源岩中所含的有机质 可以转化成油气藏. 2概念的内涵 (1)含油气系统是一个油气调查层次.含油气 系统与沉积盆地,成藏组合(Play)和勘探目标 (Pr?pect)等层次构成一个油气调查序列(图1),这 4个层次的划分有利于更好地了解油气的成因和 聚集场所.但是它们的研究重点和目标是不同 的L2J.沉积盆地的研究侧重于沉积岩的地层层系 和构造样式;含油气系统研究的重点则是特定的生 油气源岩体和油气之间的成因关系;成藏组合研究 是描述一组目前存在的圈闭;勘探目标研究是描述 单个的圈闭. 圉1油气调查的4个层次 Fig.1Fourlevelsofpetroluetainv~on 沉积盆地和含油气系统的调查与地质过程出 现的时间有关,即与沉积物正在沉积和油气正在向 圈闭运移的时阃有关.相反,在成藏组合或勘探目 标层次上,勘探者只对现有成藏组合或勘探目标感 兴趣,而并不十分关注其以前的过程.勘探目标是 概念性的,钻探后,成功的勘探目标会变成油(或 气)田,钻探不成功,勘探目标随即消失. 不同的调查层次研究方法和目的各异.油气 盆地由构造运动形成和改变,它是研究沉降和构造 发育史,沉积体系发育史,构造和地层圈闭形成史 及热力演化史的最佳单元.含油气系统是一个油 气成因单元.含油气系统占据一定的沉积岩空间, 一 般地说,这些岩层仅构成含油气盆地的一部分, 含油气系统占据整个盆地空间是很少见的.含油 气系统是研究和模拟油气生成,运移,聚集和保存 的最适合单元,含油气系统分析和模拟需要来自盆 地分析的资料.含油气系统调查程序是从已发现 的油气藏开始,而不论油气藏的规模大小.成藏组 合是一个勘探单元,也用于资源评价,它为圈定工 业性油气储量提供了合理依据.成藏组合最适合 于组织和指导勘探.利用盆地和含油气系统分析 和模拟所获得的资料,可使成藏组合内剩下的勘探 对象的资料评价包括勘探的风险评价都得到改善, 来自含油气系统的资料也可能成为新成藏组合的 基础.勘探目标是一个潜在的圈闭,因此勘探目标 的调查起点就是圈闭,需要对圈闭进行评价以确定 它是否含有商业性油气.这项评价通常包括储集 岩,盖层,圈闭空间,油气充注和形成时间. 综上所述,含油气系统至少在3个方面不同于 其它3个油气调查层次:第一,每个含油气系统调 查都是从油气开始而不论油气量如何;第二,具特 定成分的油气与有效源岩体有关;第三,有效源岩 体和相关的油气可用图形表示. (2)含油气系统是一种油气地质综合研究方 法.含油气系统概念的提出并没有改变原有石油 地质学理论,也没有提出新的理论.含油气系统所 涉及的内容都是以往石油地质研究所讨论的,这可 能就是国内有人认为含油气系统没有什么价值,只 不过是"新瓶装旧酒"的原因.当然这种认识是片 面的,他们并没有真正认识到含油气系统的价值所 在.含油气系统的价值在于它为我们进行油气调 查和勘探研究提供了一个新思路和新方法.国外 学者基本上把含油气系统作为一项新方法或工具, 而非新理论_1J.至于将"含油气系统"界定为新 理论,则是国内有的学者的理解【.笔者认为还 是把含油气系统作为一种研究方法更合理. (3)含油气系统是一个天然的油气地质系统单元 第3期汪时成等:台油气系统概念的由来及内涵281 油气地质系统是由控制油气生成,运移,聚集 和保存等所有地质因素在时间和空间上有机组合 而形成的完整体系.油气地质系统包括油气域, 油气区,油气盆地和含油气系统(图2).油气域 是具有相同地球动力学或大地构造背景油气区的 组合,油气域受大地构造控制.全球有4大油气 域,即特提斯油气域,北方油气域,南方冈瓦纳油气 域和太平洋油气域.油气区由一个或几个具有相 同地质特征和类似地质发展史的油气盆地组成. 油气盆地是石油地质研究和油气勘探的重要对象, 一 个油气盆地通常具有一个或多个含油气系统. 含油气系统是油气地质系统中最基本单元,它代表 了一个独立烃源岩的油气生成一运移一聚集过程. 图2油气地质系统及其组成单元 .2Petrolet~edsystemanditsele~s 按功能,含油气系统可进一步划分为3个子系 统:生成子系统,运移子系统和聚集(保存)子系统. 我们经常讨论的成藏组合或勘探目标属于聚集(保 存)子系统以往的研究主要侧重于聚集(保存)子 系统,对生成子系统和运移子系统研究相对较薄弱. 3结语 我国在含油气系统研究和应用方面已取得了 较大的进展[sJ,但也存在一些问题,目前亟需尽快 统一含油气系统概念.国外的含油气系统概念较 适合于单旋回一次生烃的含油气盆地.在这类含 油气盆地中,含油气系统较为简单,往往只发育单 一 的含油气系统,即使有两个以上的含油气系统, 它们在时空上的关系也较为简单.但是,这一概念 的基本内容同样也可适用于多旋回多期生烃的复 合含油气盆地,只是这类盆地往往发育多个含油气 系统,而且这些含油气系统在时空上相互叠置,构 成了复杂的关系[",形成了复式含油气系 统".在这种情况下,对于其中的每个简单含油 气系统而言,基本可用目前的含油气系统概念和方 法来研究.但对于由多个含油气系统构成的复式 (合)含油气系统,建立相应的研究和评价方法是必 要的.含油气系统在我国的应用和发展,要避免两 种倾向:一是简单地认为国外的含油气系统概念不 适用于中国的油气地质实际,在对含油气系统方法 一 知半解的情况下,就对其进行所谓的修正,创新 与发展;二是把含油气系统方法当作"灵丹妙药", 盲目套用甚至滥用. 参考文献 1?日DmLB.含油气系统——研究瑗状和方浩[M].橱瑞召,用 庆凡.汪时成,等译北京地质出版杜,19921一? 2ILB,wG咖盯栅LA_In:目mnLB,晰 wG.1kp_t】一咖一矗姗哪t?to由p}c].^APGMemoir. 1科.60:3一趋 3n盯A.i曲e【M].GIm瞄dp6曲des 咖棚拈d'dr0c毗I删:Is,M~n-NfII】i衅,1咖381 4D日nBi帅nG.Ths咖Iibno?o【A_.In:m山帆G,胁日 RJ,.P曲d明嘶且rIdh血?【c].^APGM咖一 oir,1984.35:1—14 5Mei~errF.P由d?0ftheB蜘F皿m,驯b bBB,H啦M肌恤?[^].In:D咖c,M?RJ, . 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Thepetroleumsystemcouldbedividedintogenerationsubsystem,migrationsubsystemandaccumulation(preservation) sub6ystemduetodifferentg~loglcalelementsandfiatctiom.ThepetroletensystemsinChinaareusuallycen~plexsys? terns.Whenintroduceandapplythemethodofthissystem.oneshouldneitherapplyitindisemninately,norr~'ciseit withoutom1s|deringourO'OtTIgeologicalcondition. X叮Wor~s:pct~etmlsystem;investigationlevel;geologicalmfit;subsystem (上接第271百) ACCIy^缸?A肿NREGlII.ARITY0lFI.PERPALEoZOICGAS NORTHORD0SBAS LiHangYuanZhlxiangHulKuanyangLiuShupt~g (TheThUd出ofP~rdeum丹呷哪d如,n豳nofh'sPc,瓜唧锄g.Shaa~i) A自憎cI:TheUpperPal? z0|cofnorthOrdosBasinisanindependentgassystemwithacomplete rock鹕8.GasgenerationcentrealongWushenFlagischaracterizedlaI伊distributiona恻 L,biggasgeneration in【1吕{andalmadantgasre鲫懈.Sandlx~esdelx~itedinrvierchannels,fandelt日 sarIdtidalfiataIefa~<mrablefor thefoHll~onofla唱andmidscaletraps;thesource-resercoir-caprockassemblagewithinthe朝mestratlmlis favourabletoformgasfield;largeandmidscalesalldbodies且ttheh岫 erpartofthegasgenerationcentrearesuitable forgasw.ig~tienandaccumulation.Trap呻 esofthestudyareaaremainlylithologicandstructural—lithofogictraps.It issuggestedthatXinjie-WushenFlag-HongahiqiaointhecastsectionofYishaanSlope,the ?utllpartofH珊1商ingF1ag fisuh-terraceandTianhuanDepressionarethetargetshgasexploration. KeyWordstUpperPaleozolc;accumuia~onre昏1laty;埘dc印;expl00?tar;(Ban