摘要:
油气成藏动力系统是油气成藏动力学的重要内容。油气成藏动力系统是含油气系统内一个相对独立的、自然的油气运移-聚集系统;从压力特征、油源条件、封闭性等多方面对油气成藏系统进行了划分,并总结了我国主要含油气盆地的油气成藏动力系统特征。
关键词:成藏动力系统 划分方法 含油气盆地
引言油气成藏动力学研究是石油地质学研究发展的必然[1],也是石油地质学研究思想和研究方法随整个科学技术的进步和地质科学的发展而呈现出的发展趋势。而油气成藏动力系统是成藏动力学的载体,也是成藏动力学研究的主要内容[2]。因此,有必要分析油气成藏动力系统的内涵、划分原则,并讨论在我国多个含油气盆地中的应用,有助于对油气藏形成及分布规律研究的深化。 1. 油气成藏动力系统的内涵油气成藏动力系统是含油气系统概念在中国独特的地质条件的具体应用。其指含油气系统内一个相对独立的、自然的油气运移-聚集系统[3];与相邻成藏动力系统之间存在着不同的油气成藏条件、成藏动力以及不同的成藏特点。
油气成藏动力系统由静态的油源、储层、盖层、圈闭等成藏条件和动态的运移、聚集等成藏过程两部分组成。相对于强调“源”的含油气系统来说,成藏动力系统强调系统内油气成藏过程的共同性或相似性,即同一成藏动力系统的成藏条件、成藏动力、运聚机制和成藏模式具有相似性,以及不同成藏动力系统的差异性,故可根据相似性和差异性对其进行划分。 2. 油气成藏动力系统的划分含油气盆地一般存在多个成藏动力系统,彼此成为相互独立或半独立的油气运移、聚集单元[4]。根据油气成藏动力系统中的压力特征、封闭条件、油源条件、运移方式和方向、运移动力等进行多方面的划分。 2.1 压力特征划分压力条件是划分油气成藏动力系统的基础,不同的压力系统具有不同的成藏特征。根据地层压力特征分为超压型、常压型和负压型3种成藏动力系统类型。①超压型成藏动力系统的流体压力高于正常的压力条件,压力系数超过1.2;如东濮凹陷的3000m以下的系统,沙三段的烃源岩生成油气聚集在沙三段地层中,受到上覆泥岩和盐岩的压实,形成高压成藏动力系统[5];在渤海湾盆地的古近系沙河街组三段地层常见。②常压型系统的特征是系统具有正常的温压条件,流体压力为静水压力,压力系数一般在0.96~1.2之间;如下部烃源岩生成的油气,经过一定距离的运移,在上覆地层中形成常压型油气藏。③负压型成藏动力系统的流体压力低于正常的压力条件,压力系数小于0.96;此类型分布相对较少,多存在于剥蚀型沉积盆地;如塔里木盆地轮南地区奥陶系、和田河气田奥陶系以及塔中奥陶系等普遍具有负压特征[6]。 2.2 封闭条件划分根据流体动力学特征和封闭条件,可分为开放型、半封闭型和封闭型3种类型的成藏动力系统[7]。①开放型系统指系统与外界既有物质交换又有能量交换。如地表降水在重力作用下进入系统中,系统内部的流体排出地表或其它系统中,存在两种类型的交换,属于开放型系统;在压实作用下,压实驱动的流体自盆地沉降中心的较深部位向边缘和浅部的流动,内部的流体排出,同样伴随着能量和物质的交换,也属于开放型系统。②半封闭型系统指只存在能量的交换,无物质的交换。如流体封存箱,无论是高压封存还是低压封存, 系统与外界不存在物质交换或仅有周期性的物质交换, 但能量交换一直进行着, 构成一个半封闭系统。③封闭型系统指系统与外界既没有物质也没有能量的交换。一般指滞留在地层中的流体,无动力来源,无流体流动。 2.3 油源位置划分根据油源特征,可划分为它源成藏动力系统、自源成藏动力系统和混源成藏动力系统。①它源成藏动力系统,系统内部没有生油气能力,油气主要由其它成藏动力学系统供给;如准噶尔盆地阜东斜坡-北三台地区白垩系成藏动力学系统[8];②自源成藏动力系统,其内部存在油气的成藏条件,没有外界系统油气的供给。如塔里木盆地塔中等地区的寒武-奥陶系油气藏,鄂尔多斯盆地中生界延长组长7地层的油气藏。③自源成藏动力系统包括自源与它源的混合、它源与它源的混合两种情况。如准噶尔盆地阜东斜坡-北三台地区侏罗系齐古组-头屯组的油藏具有自源与它源的混源成藏动力学系统[8];如辽河坳陷大民屯凹陷的法哈牛潜山,其油气具有高蜡油和正常油两种性质,分别来自沙四段烃源岩的高蜡油和沙三段烃源岩的正常油,属于它源与它源的混源成藏动力系统[9]。 2.4 运移方式和方向划分对于断层、不整合面和砂体等输导体系发育的含油气盆地而言,油气运移的方式和方向是控制成藏动力系统形成的重要因素。据此可划分为垂向运移型、侧向运移型和垂向-侧向运移型3种成藏动力系统。①垂向运移型,油气通过直接向上的运移方式形成的成藏动力系统。如西部凹陷保俶斜坡带的渐新统花港组油藏和始新统平湖组气藏[10]。②侧向运移型,油气主要通过以侧向运移为主而成藏的系统。如鄂尔多斯盆地为克拉通盆地,中部为一宽缓的斜坡,中生界地层和古生界形成的油气藏均为油气侧向运移的结果。③垂向-侧向运移型,油气通过垂向运移和侧向运移而成藏的系统。如受到多期构造活动的高邮凹陷,其断裂发育,与不整合、砂体共同组合成复合输导体系,为油气的运移提供通道。
除上述分类以外,根据油气性质、沉积相、流体势、油气藏相态等也可以对油气成藏动力系统进行分类[6]。不同角度的分类是对成藏动力系统某一方面的阐述,有利于油气成藏动力学的深入研究。 3. 成藏动力系统的应用油气成藏动力系统是成藏理论的重要内容。自我国东部的松辽盆地、渤海湾盆地,到中部的鄂尔多斯盆地以及西部的准噶尔盆地、塔里木盆地,均可进行成藏动力系统的单一分类;在此基础上,可从多角度分析了油气藏形成的油气来源、压力特征、运移方式和方向、封闭条件、油气性质等方面的内容,划分油气成藏动力系统(表1),促进了对油气藏形成及分布规律研究的深化和预测。
表1 成藏动力系统在含油气盆地中的应用 盆地 划分原则 名称 松辽盆地[11] 动力特征 压实驱动型、重力驱动型、封存型、滞流型 辽河坳陷大民屯凹陷[12] 油藏位置、油源、油气性质 底部它源高蜡油潜山型、下部自源高蜡油型、中部它源高蜡油型、中部混源正常油型、上部它源正常油型 冀中坳陷孙虎地区[13] 油藏位置、油源 底部自源型、下部自源型、中部自源型、上部自源、混源型、顶部它源型 南堡凹陷[14] 油藏位置、压力特征、油源、成因、封闭条件 下部高压自源原生封闭-半封闭型、中部高压-常压自源-它源原生封闭-半封闭型、上部常压它源次生开放型 鄂尔多斯盆地南部[15] 油源、压力特征 它源超压型、自源超压型、自源常压型、它源常压型 鄂尔多斯盆地西峰油田[16] 油源、压力特征、封闭条件 自源高压封闭型、混源低压半封闭型、自源高压封闭型、混源低压半封闭、 准噶尔盆地中部[17] 油藏位置、压力特征、油源、封闭条件 古近系-新近系高压-常压自源-它源半封闭-开放型、白垩-古近系高压-常压,自源-它源半封闭型、上侏罗一下白垩统高压-超压自源半封闭型、侏罗系高压-超压自源半封闭型、下侏罗,三叠系超压自源半封闭型、三叠系-二叠系超压自源半封闭型、二叠系超压-高压自源半封闭型、石炭系常压-高压自源-他源半封闭型 准噶尔盆地[18] 油藏位置、油源、压力特征、封闭型 二叠系自源超压半封闭型、三叠系它源超压半封闭型、侏罗系混源超压半封闭型、白垩系-侏罗系混源常压开放型、古近系-白垩系混源超压封闭型、新近系它源常压开放型 塔里木盆地[3] 油藏位置、压力特征、封闭性、成因 奥陶系常压开放型原生-次生型、石炭系超压半封闭型、三叠-侏罗系常压开放次生型 4. 结论油气成藏动力系统是含油气系统内一个相对独立的、自然的油气运移-聚集系统;从压力特征、油源条件、封闭性等多角度划分了油气成藏系统,并总结了我国主要含油气盆地的油气成藏动力系统特点,有助于深化油气藏形成及分布规律,使成藏动力系统研究能够切实对勘探起到有效的指导作用。