地质学进展
1 石油地质学的现状与进展
石油地质界对油气有机成因性与流动性两大特点的内涵感悟,经历了漫长过程,反映了石油地质综合研究走过了本能认识—直观分析—理性思维的发展过程,这一过程蕴含了石油地质综合研究发展的基本趋势。
1.1石油地质综合研究的发展方向
石油地质综合研究的发展经历了从静态观察到动态综合研究的发展过程。将油气的生成到成藏所涉及的空间范围作用为一个整体,研究其中生烃一成藏的作用和过程,以及卷入这一作用和过程的一切地质要素的特征与组合关系,从而揭示油气分布的内在地质规律是石油地质综合研究的发展方向,应重视以下三点。
(1)过程恢复与关系建立是石油地质综合研究的主导方向,油气成藏过程的恢复与成藏要素关系的研究,必须在油气生成、运移与聚集的基本单元内进行,这个基本单元就是含油气系统。它是一个有着三维空间和时间含义的地质体,系统内油气的生成、运聚与分布都是独立的,通过对单元内各成藏地质要素的空间分布特征.流体运动方向、数量和范围关系的研究,指出单元内油气资源的潜力和分布规律。可以说含油气系统的研究,包含了石油地质综合研究的基本内容。
(2)专项突破与有机综合相携手,必将不断推动石油地质综合研究向前发展。
专项研究的突破,常常使石油地质综合研究跃上—个新台阶,如低成熟油理论的出现,打开了一个新的油气勘探领域;我国天然气成因从“一元论”到“二元论”,发展到现在的多元论,对天然气勘探起到了极大的推动作用,使储量在15年内翻了两至二番;层序地层学理论与方法的提出,使生储油岩体在三维空间演化与分布的预测更加有效等。说明专项石油地质理论的突破与发展,对石油地质综合研究的深入与飞跃有着重要的引导作用。
有机综合是指油气成藏内在的地质作用过程分析为主线,将各成藏要素
进行有机的组合分析,从而指出油气的运动方向、数量、范围与现今可能存在的位置。一项优秀的石油地质综合研究,首先要充分消化吸收各项地质资料,在此基础上,提出整体的技术研究思路与总体研究设计,在总体设计框架下,各项专题研究有机地结合起来,深入发展,出色地完成石油地质综合研究任务,进而正确地指导油气勘探工作。
(3)新技术与计算机在石油地质综合研究中扮演着重要角色
石油地质综合研究今后的发展,越来越依赖于新技术是不言而喻的。例如,多参数岩石地球物理研究新技术的出现,使得在有限井控条件下,可以对储层及油气藏特征进行描述,可以在三维空间客观地恢复沉积体系与环境。又如油藏地球化学技术的出现,可以使人们深入到油气藏内部,对流体的充注历史进行研究。冉如地球物理相干处理技术的出现,可以在有限井控条件下,研究地下裂缝与断裂组合系统状况。随着石油地质综合研究的深入发展,新技术、新方法会不断涌现,这将会不断地把石油地质综合研究推向更新境界。要实现这些目标,计算机无疑是不可缺少的先进工具。一项石油地质综合研究,从资料的读取和解释开始,到经济评价和勘探目标选择结束,内容包括数据存储、图形管理与生成、构造分析和成因、层序与沉积环境研究、储层预测、生油岩评价、盆地模拟、含油气系统描述、成藏组合评价、测井油层判别、油藏描述与勘探规划决策在内的勘探软件系统,不论从系统性、完整性、空间性与综合性,还是从快速性、展示性与应用性来说,计算机都是不可缺少的,因此,计算机的深入应用,为加快和提高石油地质综合研究水平扮演着重要角色。
1.2石油地质综合研究的未来地位
石油地质综合研究成果,是指导油气勘探的基本依据。因此,只要开展油气勘探工作,就必然得开展石油地质综合研究。由于勘探阶段不同,研究内容与方法有所差别。胡见义院士等将石油地质综合研究层次划分为五个阶段,指出了各阶段的主要研究内容与可使用的关键技术与方法。我国大多数含油气盆地勘探目标,重点转向了岩性地层油气藏,石油地质综合研究基本进入了含油气系统、油气成藏组与油气藏三个层次,研究工作主要是以三维地震关键技术为手段,以层序地层学为基础的沉积相研究,结合精细构造分析,指出非构造油气藏勘探方
向,无疑这将是今后深入开展油气藏勘探,持续不断发现新油气田的基本定位。
2中国非常规油气地质研究新进展
全球油气勘探目标的转移和右油地质学的发展,具有从毫一微米孔喉的圈闭油气,逐渐向纳米孔喉的连续型油气聚集发展的趋势。近十年非常规油气资源在全球能源格局中的地位愈发重要,致密气、煤层气、重油、沥青砂等已成为勘探开发的重点领域,致密油成为亮点领域,页岩气成为热点领域。中国致密气、页岩气、致密油、煤层气等非常规油气资源勘探开发取得重要突破,油页岩、天然气水合物、油砂矿等有重要进展。中国非常规油气研究也取得重大进展,陆相敞流湖盆大型浅水三角洲砂体、湖盆中心砂质碎屑流沉积和湖相碳酸盐岩等,提供了湖盆中心储集体形成和分布的理论依据;呛4新发展了连续型油气聚集理念,明晰了连续型油气聚集的l0个基本地质特征和2项关键标志,为大面积非常规油气规模勘探开发奠定了理论基础;系统表征了致密油气储层的纳米级微观孔喉结构,首次发现了纳米孔喉中油气的赋存,推动了纳米孔喉中油气流动机制和分布规律的研究。随着全球石油工业和纳米等技术的快速发展,提出了“纳米油气”概念,并指出这是未来石油工业的发展方向,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代即将到来。
当前,全球油气勘探从单个圈闭勘探,向大面积层状储层勘探跨越,其发展有三大趋势:即勘探地区
由陆地向深水发展;勘探深度由中深层向万米超深层延展;勘探资源由常规油气向非常规油气拓展。非常规油气开采取得三大创新:一是“纳米级”孔喉系统连续型油气聚集的地质理论创新;二是形成“人造渗透率”的水平井多级体积压裂的核心技术创新;三是平台式“工厂化”经济的开发模式创新。在三大创新体系的支撑下,油砂、重油、致密气、煤层气等已成为全球非常规石油天然气勘探开发的重点领域,我国非常规油气成藏特点、分布状况及地球物理勘探现状见表1,其特点如下:①资源储量丰富,分布区域广;②油气类型多样,成藏类型多;③储层非均质性强,受构造、裂缝及孔隙等因素控制;④大都表现为低孔低渗。可见非常规油气藏与常规油气藏相比,其成藏地质条件更复杂,勘探开发技术要求更高。页岩气成为全球非常规天然气勘探开发的热点领域,致密油成为全球非常规石油勘探开发的亮点领域。
3地质学进展
地球科学发展进入到一个新阶段:已从学科高度分化为主体转向学科间大跨度交叉渗透的综合化、整体化趋势,朝着建立统一理论目标发展。传统地质学多是针对地球的某一组成部分分门别类地进行的,形成了各种专门学科,以及带有各门类特色的传统研究方法和知识体系。因此从传统地质学向系统地质学方向的发展是历史的必然。
3.1天文地质学新进展及其启示
经典的地质学理论把地球视为一个孤立的封闭系统,用各种地象人解释另一种地象:例如,用板块运动解释地震,用核幔耦合解释热地幔柱,用大气环流解释气象异常等等:于是.天文因素对地球的作用长期被忽略。但是,越来越多的事实表明,除地内因素外,还发现太阳黑子活动、天体运功、星体撞击等因素与地震、火山、气候灾害、矿产的形成以及生物兴衰有相关关系。
3.2岩石学(合岩浆岩石学)对推动地质学新进展的作用
岩浆主要来源于地壳或上地幔的部分熔融,但还有些岩浆类型与下地幔、甚至核—幔边界产生的地幔柱有关。岩浆作用实质上是地球各层圈之间,特别是壳幔之间、岩石圈—软流圈之间相互作用的结果。岩浆是地球各层圈之间物质和能量交换的重要载体;如果能够通过对火成岩及具所携带的深源岩石包体的正反演研究,弄清岩浆源区的特点和岩浆起源演化过程中的各种物理化学条件,并把它们放到区域构造演化的时空格架中加以分析,那就可以获得许多重要的地球动力学参量,如地慢或地壳源区的物质组成、热状态、氧化还原状态、流体活动、流变学持点以及软流圈顶面的埋深(即岩石圈厚度)、温度和熔体数量等,从而为建立地壳—上地慢的岩石柱状剖面,恢复岩石圈演化史提供重要的依据,因此,岩浆岩及其所携带的深源岩石包体被当之无愧地称作探测地球深部的”探针” 和“窗口”。它们提供的探测深度,比现今世界上任何深钻都要深得多。不仅如此,它们的时间坐标.为人们研究地球深部的演化过程提供了可能。“岩石探针”方法与地质、地球物理、高温高压实验的有机地结合,将会把我国深部地质研究推上新的高度。同时岩浆岩(火成岩)不仅是探测地球深部的“探针”和“窗口”,而且是板块运动过程与大地构造事件的记录。
3.3构造地质学进展
近30年来,构造地质学在岩石变形过程与机制(弹性与塑性,脆性与韧性变形)、古应变与古应力以及构造系统研究等人面取得了长足的进步;对于软沉积物与同沉积构造变形、盐构造也给予了很大的关注。但在构造年代学研究方面进