973项目申报书——中国海相碳酸盐岩层系油气富集机理与.doc

项目名称： 中国海相碳酸盐岩层系油气富集机理与分布预测 首席科学家： 金之钧 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院 起止年限： 2005.12至2010.11 依托部门： 中国石油化工集团公司 中国科学院 一、研究内容 1.拟解决的关键科学问题 根据我国海相碳酸盐岩发育区的具体地质条件和国内外研究现状，本项目将“多期构造活动背景下海相碳酸盐岩层系油气聚散机理与富集规律”作为核心科学问题，拟解决以下三个层面的关键科学问题： (1)中国海相碳酸盐岩层系演化的关键构造事件与多元生烃作用机理及有效性 构造演化的控制作用贯穿于成盆－成烃－成藏的全过程，反映在三个方面：①典型海相碳酸盐岩层系的构造演化及关键构造事件；②海相碳酸盐岩层系发育区地壳热结构、热史及其与关键构造事件的关系；③海相碳酸盐岩层系多期构造演化历史中的多元生烃作用机理及有效性。中国海相碳酸盐岩层系经历了多期构造演化，决定了生烃作用的多元性，即现今油气既可以来源于海相泥岩和碳酸盐岩干酪根，亦可以来源于烃源岩沥青和储层沥青，还可以来源于已聚集油气的裂解。因此，研究中国海相碳酸盐岩层系的油气成藏与分布不仅需要研究干酪根的多次生烃历史，而且必须研究不同演化阶段的烃源岩沥青和不同成因类型的储层沥青的热解生烃作用与已聚集油气的热裂解，研究不同来源烃类对现今油气藏的贡献及识别标志。 (2)中国海相碳酸盐岩层系油气输导体系演化与运聚机理 在烃源充足的条件下，油气输导体系演化及聚集过程决定了油气的分布，是研究海相碳酸盐岩层系油气富集与分布的关键之一，其中包括两个方面的问题：①优质碳酸盐岩储层/输导层构成、发育、演化及保存机理。碳酸盐岩的储集/输导空间可以形成于原始沉积阶段、浅埋藏－深埋藏阶段和表生作用阶段，且不同阶段、不同成因机制下形成的输导/储集空间可以叠加改造，深入研究优质碳酸盐岩储层/输导层的发育机理(特别是多期次溶蚀－充填复合叠加作用和深埋白云化作用)是构筑流体输导体系、认识油气富集规律的基础；②不同碳酸盐岩输导体系中的油气运聚机理。流体流动和油气运移机理是盆地动力学的重要研究内容和国际地学界高度重视的跨学科前沿研究领域。已有的地质观测和模拟实验研究主要针对碎屑岩孔隙介质，而不同类型碳酸盐岩输导介质中的流体流动和油气运移机理是目前研究的薄弱环节。不同类型输导介质中流体和油气的运移方式和速率、碳酸盐岩层系油气的优势运移通道及其控制因素和示踪技术均有待系统研究。 (3)中国海相碳酸盐岩层系油气多期成藏与保存机理 我国海相碳酸盐岩层系处在叠合盆地的深部，多套烃源岩在长达数亿年的地质历史中所发生的多次生排烃过程为碳酸盐岩层系多源、多期成藏创造了条件。如前所述，与国外碳酸盐岩含油气盆地相比，多源、多期成藏是我国叠合盆地碳酸盐岩层系油气成藏的最重要特征之一，准确厘定我国海相碳酸盐岩层系油气成藏期次、理清油气源，是认识我国海相碳酸盐岩层系油气富集规律的基础。另外，我国海相碳酸盐岩层系形成年代老，经历了多期构造变动，油气藏改造现象普遍。因此，后期保存条件是制约我国海相碳酸盐岩层系油气富集的关键。具体来说又包括三个方面，即构造活动对油气藏破坏与保存分区性的差异作用机制、不同成藏期盖层类型及其封闭机制、深层原油裂解气的温压环境及流体与盖层岩石相互作用机制。 2.主要研究内容 围绕上述关键科学问题，本项目拟以四川盆地和塔里木盆地为主要研究区，重点研究以下四项内容： (1)海相碳酸盐岩层系形成环境和后期演化 以海相碳酸盐岩层系构造演化、热史及烃源物质的演化和生烃史为核心，研究中新生代构造变形、构造演化历史差异分区及关键构造事件；研究主要不整合的性质和构造演化特征，探索不整合剥蚀量恢复方法，研究不整合发育过程对碳酸盐岩生烃史的影响；通过综合地球物理手段研究盆山系统的深部构造和热结构。采用伊利石结晶度、激光拉曼光谱、岩石声发射等指标进一步探索中国下古生界碳酸盐岩成熟度/古温标，为地层剥蚀量和热史恢复奠定基础；从全球变化、区域构造运动、沉积环境响应的角度揭示烃源岩有机质富集和贫化机理，建立优质海相烃源岩发育的构造-环境模式和分布预测模型；在碳酸盐岩有机质成熟度分析的基础上，分析碳酸盐岩有机质二次成烃作用。通过对碳酸盐岩有机质、源岩沥青、储层沥青及原油的生烃动力学-热力学分析，建立生排烃模式及原油稳定性预测与原油裂解气评价，完善中国海相碳酸盐岩层系生烃理论。分析碳酸盐岩储层中不同期次油气包裹体的分子地球化学特征及不同期次油气包裹体形成的古温度、古压力条件，恢复碳酸盐岩层系油气成藏历史或调整、改造、破坏历史。 (2)优质海相碳酸盐岩储层发育和保存机理与预测方法 从碳酸盐岩储层发育机理和地球物理响应两方面开展研究，预测优质海相碳酸盐岩储层的分布，建立不同成因类型优质储层的时空组合和分布模式。在储层发育方面，