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叠合盆地复合与复杂含油气系统的基本特征


前面在讨论叠合盆地中发育的复合与复杂含油气系统的复杂性时，已经就这两类含油气系统的特征做了不少的交待 。为防止内容上的重复，本节将对前面论述尚未述及到的有关含油气系统特征方面的内容加以补充，希望读者在阅读本书稿时，能兼顾使用 。
（一）含油气系统的定位
含油气系统划分是油气资源评价和预测的一个基本单元 。L.B.Magoon和 W.G.Dow将其与沉积盆地、区带和圈闭并列，作为介于盆地与区带之间的评价单元来看待，并强调四类评价单元考虑和评价的侧重点明显不同 。按L.B.Magoon和 W.G.Dow的观点，沉积盆地的研究侧重于构造作用与盆地沉降和相关沉积充填的关系，对其中有无油气藏的形成并不看重；含油气系统则更强调生烃灶与相关油气聚集关系的建立 ， 突出从生烃灶确定，经过研究，对有利的油气聚集区带和目标空间分布位置的预测；区带和圈闭评价则更注重应用现有技术对其勘探的现实性与经济性的评价 。
含油气系统作为有效预测油气资源潜力与分布的一个评价单元，更注重以过程为主导的综合研究，这也是这个层次上的研究与以往石油地质综合研究最大的区别所在 。但应该指出，含油气系统划分与评价实际上也是石油地质综合研究的一种方式，与以往石油地质综合研究不同之处，除了突出过程研究外，含油气系统研究是一种详略搭配的石油地质综合研究 。含油气系统初始研究主要是围绕生烃灶的确定进行的 ， 不论是构造学的研究，包括成盆背景、基底性质、盆地类型与构造演化与沉降历史，还是沉积学的研究，包括沉积层序、沉积环境与沉积相展布、主要沉积旋回与组合 ， 以及盆地热体制研究，包括大地热流与古地温场变化等，都是为了综合判定主要沉积凹陷的展布及其中主要生储盖组合的发育与分布 。这阶段的研究从内容来说可详可略，对要回答的主要石油地质问题 ， 以框架性、但务求客观准确定位为好 。在生烃灶与主要生烃层系在三度空间的位置圈定之后，接下来的研究基本上是“顺藤摸瓜”的方式 ， 在不同的关键环节，有针对性地填加相关的研究内容，以达到清晰回答对某些关系油气分布具体空间位置确定的问题 。例如当对一个生烃灶大量生、排烃期定准之后 ， 接着就要划分油气运聚单元，围绕这个环节，需要研究主力生烃层系顶面的古构造面貌、流体势与当时的流体历史 。在油气运聚单元划分出来以后，就要在主要运聚单元内部，围绕着油气主要沿哪些优势的输导网络发生运移、油气输导网络构成的内涵以及与这些网络相联系的各储油圈闭可供烃类“宿住”空间的规模与质量等开展系统的研究，并争取以工业制图的方式，对相关内容的空间分布加以描述 。
所以 ， 含油气系统从对勘探目标认识的作用来讲，它是一个评价单元或称为评价对象 。从其内涵的功能来讲，它不是理论 ， 而是一种评价的工具和方法 。应该说含油气系统的划分与评价需要以很多石油地质及相关学科的理论为基础，需要勘探技术的支持和帮助，其本身也是一份技术性和逻辑性很强的高智商的劳动，定位于方法论会更合适 。
（二）含油气系统研究的层次性
含油气系统划分与评价的目的有两个 。一是客观预测油气资源潜力，很显然，一个系统内部流体的生成、运动与聚集都是相对独立的，与外部环境不发生流体的交换 。对由准确边界限定的含油气系统的诸项要素与作用过程的分析评价，所获得的有关油气资源潜力的结果应该是最可信的；二是有效预测油气聚集的空间分布，这也很好理解，含油气系统研究强调过程重建研究，很显然，追逐着油气自生成以后所发生的运移轨迹，并在决定油气成藏与调整变化的关键时间界面上，研究确定油气都去了什么地方，沿着什么样的通道有最多、最集中的运移，历史上有什么变化 ， 在哪里有最好的聚集，对于客观预测油气藏现今的分布应该是最有效的 。所以，含油气系统的研究是有效预测和发现油气藏的重要工具和途径 。然而，随着勘探资料丰富程度、地质认识水平与油-源关系建立的疏密程度，含油气系统评价带有层次性，也就是说，在不同的勘探阶段 ， 都可以进行含油气系统的评价，但要确定和回答的主要地质问题则不尽相同 。
【叠合盆地复合与复杂含油气系统的基本特征】L.B.Magoon和 W.G.Dow 曾建议把含油气系统评价分为三个层次 ， 即已知（Known）的含油气系统、设想的（Hypothtical）的含油气系统与推测的（Speculative）含油气系统 。分别以（?。ⅲā瘢┖停?）三种符号提示系统的可靠程度 。所谓已知的含油气系统是指生烃灶与油气聚集的空间分布已经明确，并建立了很好的油源与聚集之间“族群”对应关系；而设想的含油气系统指地化指标已经揭示生烃灶的存在，钻探也发现了油气，并证明发现的周围存在有效的生烃灶，但尚未建立起可靠的油-源对比关系 ， 而且生烃灶与系统的空间范围都还知之不详；而推测的含油气系统是指基于地质、地球物理资料的分析、类比和评价，确定一个地区可能存在生烃源岩与相应含油气系统的发育，没有直接的证据和资料证明烃源岩是否存在，也没有直接证据肯定研究区一定有油气藏存在 。
上述三个层次代表了含油气系统存在与否的确定性变化 ， 实际上从另一个侧面告诉人们，含油气系统评价可以在不同层次上进行，但所要解决的问题应有所侧重 。对于一个推测的含油气系统来说 ， 研究和评价的重点首先是确定有效生烃灶是否存在，最可能发育在盆地的哪个负向单元中，其中主要的生储盖组合类型是什么，研究的任务就是确定主体生烃凹陷分布、确定主要的生储盖组合和主要的勘探目的层段 ， 如果资料允许，把最可能有大量油气运移而至并形成油气聚集的靶区范围圈定出来 。对于一个设想的含油气系统来说，含油气系统研究的重点是建立过硬的油-源对比关系，具体确定生烃灶位置并综合分析确定含油气系统的空间边界，在此基础上，研究油气运移的流向并划分运聚单元 ， 根据不同运聚单元在历史上接受油气的多寡，内部可供油气“宿住”圈闭的规模、质量与保持程度，对不同区带含油气的把握性、资源丰度与资源总量进行分级、分类评价，条件和资料允许，可将一些远景目标分级评价并排序，以便勘探决策选择使用 。而在一个已知含油气系统中，评价研究在于对系统形成的一些关键细节 ， 尤其是油气在主运聚单元内运移轨迹及与各类储油气目标联系紧密程度的研究 ， 以及已知油气聚集区内储层非均质性、油气充注过程与隐蔽圈闭的识别，以求发现油气运移全过程中形成的、被现已使用技术漏掉的油气藏，同时对已发现各未探目标含油气性优劣与把握性作准确评价，使勘探家对新油气藏的发现如“探囊取物”般容易 。
复合与复杂含油气的划分与评价也有分级性，基本思路与前述诸点是一致的，所不同的是复合含油气系统的划分应更多地关注系统间流体的交换与复合系统的综合边界 。而在系统尚未确定是否存在以前，如前述的推测与设想含油气系统，研究评价时可暂不考虑复合问题，先定源 ， 在此基础上再通过生烃灶确定，主生储盖组合确定与油-源对比关系建立以及主要区带和目标的圈定，并经过钻探证实，逐步深入并取得了充分资料以后 ， 再考虑系统的复合与划分问题，也许会事半功倍，实用性更好 。
复合含油气系统的命名需要考虑“各含油气系统”，以及它们的“复合”特征及作用区域 。命名法为：区域 “各个含油气系统” （某些关键特征） 可靠性符号，如准噶尔盆地玛湖石炭—二叠系继承型复合含油气系统 。“各含油气系统”可分别用主要烃源岩来简单代表；某些关键特征，是指对成藏发生了重要影响的作用 。例如，准噶尔盆地东部石炭系（C）/平地泉组（P2 p）隆起改造型复合含油气系统（●） 。
复合含油气系统的划分遵循3个原则：
（1）共性原则：这些含油气系统之间必须共享了某些成藏条件，如储层、区域盖层、运移通道、改造作用、保存条件等 。
（2）实用原则：所划分的复合含油气系统既能满足研究工作的需要 ， 也能实现勘探家的愿望 。
（3）有限区域原则：一个复合含油气系统不可能涵盖很多含油气系统 。在一个盆地内，不同构造单元的演化史、沉积充填史、热成熟史及烃类运聚史存在较大差异 。因此，一个复合含油气系统不可能包括太大区域 。
复合含油气系统划分的关键是既要确定具有“复合”关系的含油气系统，又要确定出它的边界 。一般而言，复合含油气系统的边界可能是：
（1）盆地边界：在前陆冲断带等存在大规模逆掩作用的地区，复合含油气系统的边界还可能在现今盆地边界之外 。
（2）区域封盖层边界：两个含油气系统若发生“共盖”复合，区域封盖层的展布范围就决定了复合含油气系统的边界 。
（3）储集体尖灭带：若两个含油气系统发生了“同储”或“交叉”复合，储集体尖灭带（线）往往是其主要边界 。
（4）流体运移外边界：两个含油气系统的最大运移外边界一般并不一致，常取最大外边界作为复合含油气系统的边界 。但若在保存期发生了较大程度的改造、调整、再分配，边界的确定应依过程追踪的实际结果而定 。
（5）区域性断裂带：区域性断裂在盆地构造、沉积演化过程中常发挥重要作用，在后期休止时期常成为流体运动的屏障 。
（6）大型构造隆起的脊线与大型地层剥蚀和超覆尖灭带也是含油气系统划分的边界之一 。
（7）对于平缓油气聚集区 ， 层内、层间阻流带也是流体运动边界 。
（三）复合与复杂含油气系统的基本类型
根据复合含油气系统中不同时期生烃灶发育的构造背景和叠置关系 ， 以及纵向上不同时代烃源岩大量生排烃期的衔接关系等方面特征，可初步将中国叠合盆地的复合含油气系统划分为继承型、延变型与改造型三种类型 。
1.继承型复合含油气系统
各期盆地的性质、类型和结构特点可能存在明显差异，但主要沉降区位置基本一致；各生烃层系的沉积环境和母质类型可能不同，但主要生烃区位置基本不变；在盆地发展过程中可能曾经发生区域抬升和侵蚀，但没有造成大套地层的缺失，也没有因侵蚀造成大量油气的散失；各生烃层系的主要生排烃期不同 ， 生烃产物、相态也可能不一样，但大量生排烃作用一般发生在最后一次主成盆期；各层系生成的油气主要运移方向和聚集层位可能有所不同，但平面分布范围基本重叠或部分重叠 。这种类型的复合含油气系统油气保存较好，油气资源丰度通常比较高 。如准噶尔盆地玛湖石炭—二叠系继承型复合含油气系统 。
准噶尔盆地玛湖坳陷从石炭纪至第三纪长期继承性沉降，沉积岩最大厚度可达15，000m，中间虽有多次沉积间断，但没有大的缺失 。纵向上主要发育石炭系、下二叠统佳木河组、风城组及上二叠统乌尔禾组四套烃源岩（图6-25），平面上有玛湖和盆1井西两个生烃中心 。成烃史分析表明，石炭系和下二叠统烃源岩在晚三叠世就已成熟并开始大量排烃，上二叠统于白垩纪末—第三纪进入大量生油和生气阶段 。由于断裂和不整合的沟通，油气不断向坳陷边缘运移和聚集，形成了“多源多层”的克-乌断裂油气富集带 ， 有石炭系、二叠系、三叠系和侏罗系等多套含油气层系，但主要油气藏（占总储量的 80%以上）聚集在上三叠统白碱滩组湖相泥岩区域盖层之下 。
图6-25 准噶尔盆地玛湖坳陷上古生界—中生界复合含油气系统示意剖面图
2.延变型复合含油气系统
叠合盆地经历了多个沉降与抬升发展过程，两个成盆期的盆地性质与沉积层序充填样式有明显变化，之间并有明显的沉积间断和地层缺失；在一个统一的负向地质单元中可能继承发育多套生烃层系，但各层系的有利生烃区位置有明显变化；不同层系烃源岩生烃演化进程存在明显差异 ， 上部进入成熟生油期时，下部层系可能已进入高成熟生气阶段，从而造成不同相态的油气混合聚集；下部生烃层系生成的油气在成藏之后可能经历了多次调整和改造，但仍然有较多的油气保存至今，仍是重要甚至是主要的有效烃源岩 。塔西南坳陷古生界与中生界之间具复合关系，可作为延变型复合含油气系统的实例 。
塔里木盆地塔西南坳陷经历了多期沉积与抬升的发展过程，发育寒武—奥陶系、石炭系—下二叠统和侏罗系三套烃源岩 。三套烃源岩的平面分布特征明显不同，寒武—奥陶系烃源岩为克拉通内坳陷局限台地相沉积 ， 分布在阿瓦提南—巴楚以东一带；石炭系—下二叠统为滨海沼泽和局限台地相沉积，发育广泛分布的海相和海陆交互相烃源岩；侏罗系发育暗色泥岩和含煤岩系烃源岩，局限于昆仑山山前地带 。寒武—奥陶系烃源岩于石炭纪初—早二叠世初处于生烃高峰期，喜马拉雅期为古油藏调整与改造期；石炭系—下二叠统于白垩纪进入大量生排烃期，喜马拉雅期古油藏遭受调整与改造；侏罗系烃源岩于喜马拉雅期进入大量生排烃期 。下古生界和上古生界第一次生烃期所形成的油气在随后的早古生代末和中生代末期的两次抬升侵蚀过程中可能部分散失，但是在后续的埋藏过程中古生界可继续生烃，与中生界烃源岩一起组成塔西南复合含油气系统的三套有效烃源岩 。由于多个不整合面和断层组成了区域分布的通道网络，从奥陶系至上第三系都可能形成多源油气的混合聚集 ， 主要油气藏类型可能有挤压背斜、岩性尖灭、地层超覆、断垒潜山等（图6-26） 。
图6-26 塔西南坳陷古生界—中生界复合含油气系统示意剖面图
3.改造型复合含油气系统
早晚两期盆地的类型明显不同，后期盆地的叠加对前期盆地更多的是改造作用 。两期盆地的生烃灶与主要生储盖组合之间没有继承性，在上部层系沉积之前，下部层系可能已进入主要生排烃期，生成的油气在随后的构造运动中会有大量散失，这类复合含油气系统最典型的实例见于华北地区 。该区下古生界为陆表海沉积，上古生界为海陆过渡相含煤沉积，三叠纪时期古生界烃源岩进入主要生排烃期；燕山期华北陆块东部挤压抬升，遭受严重的侵蚀，古生界第一次成烃作用形成的油气几乎散失殆?。痪植康厍瞎派缑合堤囱以俅紊盥翊锏蕉紊畔奚疃群缶哂幸欢ǖ纳芰?。下第三系湖相泥岩是该区的主要生烃层系，上古生界煤系地层有一定的二次成烃能力 ， 可形成以下第三系油源为主、上古生界煤成气为辅的复合含油气系统，如霸州和东濮上古生界—第三系含油气系统 。
可见，不同类型复合含油气系统在各层系生烃区的叠合关系、油气生成运移成藏过程、成藏之后调整、改造与破坏的强烈程度以及成烃相态等方面都表现出差异性，其研究方法与内容上应有所区别 。

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