第一章-油气成藏研究内学和方法

1、油气成藏地质学,讲 授 内 容,第一章 成藏地质学的研究内容和方法 第二章 成藏地球化学 第三章 成藏年代学 第四章 成藏动力学 第五章 油气聚集成藏理论 第六章 大油气田形成理论 第七章 非常规油气藏的形成与分布,第一章 成藏地质学的研究目的和内容 第一节 成藏地质学的研究历史与现状 一、成藏地质学的概念 二、成藏地质学的研究历史与现状 三、油气地质学的发展与成藏地质学的提出 第二节 成藏地质学的研究内容和方法 一、成藏地质学的研究内容 二、成藏地质学的研究方法,油气成藏地质学研究油气成藏的动力、成藏时间 、成藏过程及油气分布规律，是石油地质学理论的重点内容之一。 油气成藏包括油气藏静态特征

2、描述和油气成藏机理和成藏过程动态分析。 1）油气藏静态特征描述主要从油气藏类型、生储盖层、流体性质和温压等方面描述油气藏特征。 2） 油气成藏机理和成藏过程分析主要用各种分析方法（如流体历史分析法）研究油气成藏期次与成藏过程，包括油气的生成、运移、聚集以及保存和破坏各个环节。,第一节 成藏地质学的研究历史与现状,一、成藏地质学的概念,20世纪8090年代以来，随着全球性油气勘探难度的进一步加大，成藏研究日益引起石油地质界和勘探产业界的重视，出现了含油气系统理论（Magoon and Dow, 1994）、流体封存箱理论（Hunt,1990）、幕式成藏理论(Hooper,1990；龚再升，199

3、9；郝芳等，2001，2003；赵靖舟，2003，2005，2006)等不少重要的成藏地质理论，以及成藏年代学（辛仁臣，2000；赵靖舟，2002，2003）、成藏地球化学、成藏动力学（Perrodon, 1983；田世澄，1996；郝芳等，2001；赵靖舟，2002，2003）等一些前缘性的研究领域。特别是由于我国含油气盆地油气藏形成和分布非凡的复杂性，因而成藏地质学研究在我国尤为活跃，已成为20世纪90年代以来石油地质学中发展最快、进展也最大的一个领域。 可以说，与世界及我国油气勘探的发展阶段相呼应，当前石油地质学也已由成盆 、成烃研究阶段进入了成藏研究阶段。,第一节 成藏地质学的研究历史

4、与现状,二、成藏地质学的研究历史与现状,第一阶段（19世纪末20 世纪50年代初） 以沿背斜褶皱带分布油气藏的背斜说或重力说为代表，为油气成藏研究的初始阶段，主要研究成果有： 1）在 1861年怀特提出的早期背斜学说基础上，建立了比较完善的油气成藏的背斜学说。在“背斜圈闭理论”基础上，人们又提出了“非背斜圈闭理论”。 2）通过烃类运移和聚集的流体动力学研究，建立了浮力、水动力和毛细管力为成藏过程中油气运移和聚集的主要控制因素，提出了流体势的概念（Hubbert,1953），将油气成藏过程作为动力学过程从而使油气成藏研究建立在科学的基础上。,第一节 成藏地质学的研究历史与现状,二、成藏地质学的研

5、究历史与现状,第二阶段（50 年代中期70 年代末） 在油气成藏的基本条件和形成过程的分析的基础上，全面地研究了油气成藏机理，主要表现在： （1）有机地球化学在确定了有机质类型、丰度、演化，对成烃和排烃进行了系统的评价（Tissot 等，1978；Durand，1980）。 （2）研究了成藏过程中油气的二次运移和聚集机理，在油气二次运移的相态、动力、阻力、运移通道、方向、距离以及运移时间和运聚效率等多方面进行了大量的研究，取得了许多成果(Schowalter,1979;Roberts,1980). （3）系统地研究了油气成藏的宏观条件。指出在一个能形成油气藏的圈闭中，充足的油源和有效的圈闭是油

6、气成藏的两个最重要的方面。其中影响圈闭有效性的主要因素有圈闭形成期与油气运移期的相应关系，圈闭所在位置与油源区的相应关系，以及水压梯度和流体性质。,二、成藏地质学的研究历史与现状,第三阶段（80年代初现在） 近十几年来，国内外很多学者运用先进的油气勘探技术和方法，以及计算机技术、物理模拟技术系统研究了油气成藏的各项条件、机制及其相互关系，主要表现在： （1）以热力（地温场）为成烃主控因素，通过物理和数值模拟研究有机质的丰度、类型、成熟度、成熟门限、生油窗及油气生成化学动力学机制。 （2）油气初次运移研究取得了长足的进展，在对排烃机理的实验分析以及实验模拟研究基础上，通过计算机耦合压实史、超压形

7、成史、热史和烃类生成史，重建排烃过程。 （3）将流体势分析引入到含油气盆地分析，通过盆地模拟，进行含油气盆地范围内的地下流体运动的物理模拟和数学模拟，进行成藏过程中油气二次运移和聚集的定量研究 （Ungerer,1990；石广仁，1994）,二、成藏地质学的研究历史与现状,第二阶段（50 年代中期70 年代末）,（4）将油气生成、运移、聚集统一研究，提出了“流体封存箱理论”（Hunt，1990）。 （5）80年代以来，模拟实验已成为油气成藏过程研究的重要手段，通过模拟实验，深化了成藏过程中油气二次运移和聚集的认识。实验结果表明，当油在水湿的均质运载层运移时，油对圈闭的充满速度并不取决于二次运移

8、本身，而更大程度上取决于源岩排烃的速率。在油的垂向运移期间（当运载层位于源岩层之上时）出现很高的散失量；但在横向运移期间，散失量很小。同时，许多学者利用微观渗流模型研究油相运移以及孔隙介质中非混溶驱替过程。,（6）Magoon(1994,1995）在前人工作基础上提出了“含油气系统”概念，认为含油气系统包含成熟烃源岩及所有已经形成的油气藏，并包含油气藏形成时所必不可少的一些地质要素和作用。国内外许多学者运用含油气系统理论和方法，研究油气藏的形成和分布，指导油气勘探。 （7）随着含油气系统理论在勘探实践中的应用，其缺陷和不足也日渐暴露。自 Anderson等( 1992）提出含油气盆地实质上既可

9、看作一个“低温热化学反应器”、又可看作是一个复杂的天然流体渗流的动力学系统以来，国内田世澄（1995,1996）分析了划分成藏动力学系统的必要性和可能性，并提出如何划分成藏动力学系统以及成藏动力学系统的方法。从而丰富和发展了含油气系统理论，开拓了盆地流体运动与成矿地质学研究领域。,三、油气地质学的发展与成藏地质学的提出,我国石油地质理论的发展同我国油气勘探历程基本对应，大致可以分为三个阶段，即60年代以前的初期阶段、60年代到70年代末中期阶段和80年代以后的现今阶段”（丁贵明等，1997）。 60年代以前的初期阶段：陆相生烃理论形成阶段； 60年代到70年代末中期阶段：成烃、成盆研究阶段；

10、80年代以来的现今阶段：成藏研究阶段。,三、油气地质学的发展与成藏地质学的提出,成藏研究会议和学位论文,三、油气地质学的发展与成藏地质学的提出,然而遗憾的是，成藏研究在石油地质学中究竟处于什么定位（是一个学科还是一个方向）？它与其它学科（有机地球化学、储层地质学等）是何种关系？目前，均未见有讨论。而且，成藏研究在国内外石油地质界也一直缺乏规范的名称，以致于在许多作者的自我介绍或在研究生招生专业目录涉及到成藏方面的介绍时，出现了五花八门的称谓。 特别值得注意的是，近年来成藏动力学在我国开始成为研究热点以来，一些作者将成藏研究（包括成藏年代学）一律纳入成藏动力学的范畴，从而使成藏动力学的研究几乎涵

11、盖了成藏研究的一切，甚至与石油地质学的内涵无异 。 事实上，成藏研究涵盖的内容很多，包括基本的成藏条件或要素、成藏年代、成藏动力（运聚动力）、油气藏分布规律或富集规律等，成藏动力学研究仅是成藏研究的主要组成部分之一。,三、油气地质学的发展与成藏地质学的提出,二、油气地质学的发展与成藏地质学的提出,鉴于成藏研究已成为石油地质学中一个十分重要的领域，且该方面研究在内容构成和方法体系上与石油构造地质学、有机地球化学、储层地质学等石油地质学分支学科明显不同，贾承造院士（2002）率先提出了建立“成藏学”的倡导，旨在进一步推动成藏方面的研究，使之更加有效地为油气勘探服务。 赵靖舟（2006，2007）将

12、从事油气藏形成与分布方面的研究称为“油气成藏地质学”（简称成藏地质学），认为它应是石油地质学中与石油构造地质学、有机地球化学、储层地质学、开发地质学等相并列的一门独立的分支学科。,三、油气成藏地质学的研究目的和意义,成藏地质学的提出，是石油地质科学与勘探历史发展的结果，也是21世纪油气勘探发展对石油地质学的必然要求。 作为一门学科，成藏地质学的提出： 无疑有助于推动成藏理论体系和方法体系的建立； 有助于推动复杂探区油气成藏研究的更趋深入和勘探成功率的进一步提高； 同时也有助于这方面高级专业技术人才和理论创新人才的培养。 因此，成藏地质学作为一门学科的提出对于21世纪石油地质科学的发展和油气勘探

13、事业的发展具有十分重要的意义。,一、成藏地质学的研究内容,第二节 成藏地质学的研究内容和方法,成藏地质学的研究任务就是搞清已知油气藏的形成机理和分布规律，预测未知油气藏的分布，为勘探目标评价和勘探部署提供依据。 成藏地质学的研究内容包括静态的成藏要素、动态的成藏作用和最终的成藏结果，涉及生、运、聚、保等影响油气藏形成和分布的各个方面，但重点是运、聚、保。其主要研究内容有以下5个方面： （1）成藏要素或成藏条件的研究：包括生、储、盖、圈等基本成藏要素的研究和评价，重点是诸成藏要素耦合关系或配置关系的研究，目的为区域评价提供依据。 （2）成藏年代学研究：主要是采用定性与定量研究相结合的现代成藏年代

14、学实验分析技术与地质综合分析方法，尽可能精确地确定油气藏形成的地质时间，恢复油气藏的形成演化历史。,（3）成藏地球化学研究：采用地球化学分析方法，利用各种油气地球化学信息，研究油气运移的时间（成藏年代学）和方向（运移地球化学），分析油气藏的非均质性及其成因。 （4）成藏动力学研究：重点研究油气运移聚集的动力学特点，划分成藏动力学系统，恢复成藏过程，重建成藏历史，搞清成藏机理，建立成藏模式。 （5）油气藏分布规律及评价预测：这是成藏地质学研究的最终目的，它是在前述几方面研究的基础上，分析油气藏的形成和分布规律，进行资源评价和油气田分布预测，从而为勘探部署提供依据。,一、成藏地质学的研究内容,应当

15、指出的是，成藏地质学研究是石油地质学的核心内容，其研究贯穿于油气勘探的始终。但不同勘探阶段成藏地质研究的重点有所不同。,一、成藏地质学的研究内容,在盆地早期评价和勘探阶段：成藏地质学研究的重点是基本成藏条件的评价研究与含油气系统划分。 在含油气系统评价和勘探阶段：成藏研究的重点是运聚动力学、输导体系的研究、成藏动力系统划分、已发现油气藏成藏机理和成藏模式研究，以及油气富集规律的研究。 在成藏动力系统的评价和勘探阶段：成藏地质学的研究重点油气藏成藏机理和成藏模式研究以及油气富集规律的研究等。,一、成藏地质学的研究内容,二、成藏地质学的研究方法,成藏地质学是以现代勘探方法、技术和石油天然气地质理论

16、为基础，探索油气在地下的形成、聚集和分布规律，预测油气资源潜力和油气分布的一种综合性研究工作。 1、成藏地质学是以现代石油天然气地质理论为指导，探索和重现地质历史中曾经发生的油气生成、运移和聚集过程为主线，以最终指出油气资源潜力和现今赋存部分为目的的科学探索。 2、成藏地质学需要以先进的技术和工具为依托，以便获取更丰富，更准确的地质信息。 3、成藏地质学是一项高度综合的地质研究，属高智商的劳动，是将地下纷繁复杂无序的地质信息变为有序信息的信息加工的过程，以便重塑油气在地下生、排、运、聚的过程。,二、成藏地质学的研究方法 （一） 石油地质综合研究方法,DataInformationKnowled

17、geCommunicationWisdom 成藏地质学类似：盲人摸象 / 医生看病 / 考古复原 1、 最大限度地获去资料，以得到尽可能丰富的地质信息。 物探、 钻井、 试油、化验分析、 前人研究成果 。 2、 信息分类与分析变杂乱为有序，去伪存真，突出主要矛盾。 生、储、盖、运、圈、保。 3、 确定成藏时间，分析成藏机理，建立成藏模式，总结分布规律。 由已知油气藏的精细分析入手，首先确定其何时成藏，分析其成藏后有无经过调整改造；在此基础上建立成藏模式，找出关键控油因素，最后总结油气分布规律。 4 、 评价勘探潜力，进行区带评价，预测有利目标。,高素质的石油地质科学地质工作者须备的基本素质：1

18、知识+4种能力+2种意识。,扎实的背景知识 细致的观察能力 丰富的想象力 全面准确的信息识别能力 周密的综合分析和判断能力 强烈的创造意识 强烈的找油意识,二、成藏地质学的研究方法 （一） 石油地质综合研究方法,扎实的背景知识+细致的观察能力,二、成藏地质学的研究方法 （一） 石油地质综合研究方法,扎实的背景知识+细致的观察能力,二、成藏地质学的研究方法 （一） 石油地质综合研究方法,细致的观察能力+丰富的想象力+全面准确的信息识别能力+周密的综合分析和判断能力,二、成藏地质学的研究方法 （一） 石油地质综合研究方法,强烈的创造意识和批判精神！,P.A.Dickey (1958)： 老思路可以用在新油区找油，而老区找油则要有新思路。,二、成藏地质学的研究方法 （一） 石油地质综合研究方法,强烈的找油意识！,美国石油地质家毕比： 石油首先年应存在于地质家的脑海里。,一个脑子里没有勘探模式的勘探家一定是个不成功的勘探