国家科技部973课题申请标书中国早古生代海相碳酸盐岩层系大型油气田形成机理与分布规律.docx

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1、工程名称：中国早古生代海相碳酸盐岩层系大型油气田形成机理与分布规律起止年限：2012. 1-2016.8依托部门：中国石油化工集团公司成机理和综合预测方面已经取得重大进展。但是，在下古生界油气勘探中，碳酸 盐岩特别是白云岩储层的形成机理、有效识别与分布预测仍然面临着众多挑战。 本工程将瞄准这些世界级难题，着重开展白云岩成因、储层形成机理、流体和构 造动力对储层改造功能等，加强实验技术的应用，基于机理研究，进行白云岩和 缝洞等特殊储层地质成因模型的建立，利用多波多分量技术等开展非层状不连续 介质储层地球物理预测方法研究，进而形成对白云岩和缝洞等复杂地质体的有效 识别及分布预测的地质-地球物理一体

2、化的储层综合预测与评价技术。(3)说明下古生界大型油气藏有效保存机理与分布规律：成藏期次确实定 及其定年测试技术是揭示多期成藏过程的关键参数，也是悬而未解的难题。本项 目基于单体包裹体、稀有气体同位素定年等实验分析技术，结合油气形成与成藏 示踪体系，揭示油气来源，确立多元生煌多期成藏过程中关键期次与年代。有关 保存评价方面，尽管前人开展了大量的工作，针对多期构造活动背景下的油气保 存条件提出了一些综合评价方法，但是油气藏保存是各项成藏条件的有效匹配和 多期构造活动背景下动态演化的综合表达，有效评价油气藏动态保存机理成为下 古生界大型油气田分布预测的关键。因此，通过新的理论思路和集成技术，揭示

3、下古生界大型油气藏有效保存机理与分布规律是本工程最终目标，也是最具挑战 性的内容，包括碳酸盐岩储层和膏盐岩盖层的地质地球物理综合识别和动态评 价技术。2、与同类研究比拟的特色本工程是在继承前两轮“973工程中国典型叠合盆地油气形成富集与分布 预测(G1999043300)和中国海相碳酸盐岩层系油气富集机理与分布预测 (2005CB422100)研究成果基础上，进一步深化研究早古生代海相碳酸盐岩 层系大型油气田形成机理与富集规律，目标聚焦于早古生代海相碳酸盐岩层系大 型油气田形成，而不同于西部叠合盆地深部油气复合成藏机制与富集规律研 究，也有别于“中部上古生界致密砂岩油气成藏机理研究。本工程重点

4、以中上扬 子和塔里木下古生界海相碳酸盐岩层系为研究对象，兼顾其他相关地区，突出早 古生代煌源的特殊性与成姓过程的多期性、下古生界碳酸盐岩储层多期演化过程 中改造与保持机理、源盖匹配与保存条件动态评价，重点揭示下古生界海相碳酸 盐岩层系大型油气田形成机理与分布规律。(三)取得重大突破的可行性分析围绕本工程的关键科学问题，前期已有大量的基础资料和丰富的研究积累， 包括国家科技部、国家自然科学基金委、国家发改委等一系列相关的重大研究项 目。本工程主要研究人员最近十多年来也在工程拟开展工作的三大沉积盆地开展 了相关的重大应用基础研究，在19992010年先后组织承当了三期国家“973 工程：中国典型叠

5、合盆地油气形成富集与分布预测(G1999043300)、高 效天然气藏形成分布与凝析、低效气藏经济开发的基础研究(2001CB209100) 和中国海相碳酸盐岩层系油气富集机理与分布预测(2005CB422100)，都 取得了重要进展，这为本工程的研究和突破奠定了坚实的地质基础。近十年来，本工程依托单位针对重点研究区的下古生界已钻探和部署了多口 探井并有突破，如玉北1井，巴探5井、建深1井等，大量的勘探资料为研究下 古生界大型油气田保存机理和分布规律创造了有利条件。承当单位拥有一批相关 研究的国家重点实验室和部门重点实验室，具有世界先进水平仪器设备和配套的 实验条件，构本钱工程的重要技术支撑体

6、系，在油气地质实验分析新方法与新仪 器研制等方面已形成了完整的实验体系，完全满足本工程拟开展的各项实验研 究。学术带头人和学术骨干，特别是申请单位及推荐的首席科学家长期承当或主 持国家级大型油气工程，具有组织并完成此工程研究的丰富经验和学术积累。同 时，长期的相关研究凝聚了一支多年合作、学科交叉的高水平研究团队，产学研 一体化协同合作会使研究理论提升和应用无缝衔接，为工程实施提供了所需的 硬件和“软件条件。各承当单位及其主管部门对此工程高度重视，给予全方面 的支持。综上所述，本工程在基础资料、研究区域、新技术新方法研发、实验测试以 及研究团队等方面均已成熟和完备，具备完本钱工程的基础条件和科研

7、实力，完 全能够在关键科学问题方面取得实质性突破。(四)工程设置工程紧紧围绕“中国早古生代海相碳酸盐岩层系油气成藏有效性与大型油气 田形成机理核心科学问题，以多元生烧、多期成藏、规模聚集、动态保存为 研究主线，从早古生代有机质多元成烧机理与油气示踪标志、下古生界碳酸 盐岩储层多期改造机理与分布预测和下古生界大型油气藏有效保存机理与分 布规律三个方面的关键科学问题出发，以寻找下古生界大型油气田为目标，设 置六个相对独立而又相互关联的工程进行研究(图2)。图2科学问题与工程之间关系图01工程：早古生代海相层系浸源特征与成藏过程示踪研究内容：（1）研究早古生代母源形成条件以及对后期成煌过程的控制，包

8、括生物演 化、沉积环境对妙源岩的品质、分布和成姓有效性的控制功能；（2）开展温压耦合条件下油气生成与相态变化模拟实验，分析不同类型燃 源裂解生油气功能机理，探索有机酸盐形成的主控因素、赋存状态及其生煌潜力；（3）剖析下古生界油气分子与稳定同位素地球化学特征并判定其主要来源, 探讨研究区古温压变化特征及其对油气相态变化、同位素示踪参数的影响，结合 成藏年代学研究，建立和完善早古生代海相层系成烧成藏过程的示踪体系。研究目标：（1）查明下古生界烧源（岩）的特征与判识标志；（2）揭示下古生界煌类产物相态转化条件与成藏过程示踪关键参数；（3）明确中国早古生代大油气田的主力烧源层位和主力烧源区。承当单位：

9、中国石化石油勘探开发研究院、中国科学院地质与地球物理研 究所、北京大学经费比例：18%02工程：下古生界碳酸盐岩优质储层形成与分布预测研究内容：（1）揭示古构造、古气候与古水文条件对早古生代海相碳酸盐岩层序格架、 相带展布和储层发育的控制功能；（2）明确多期构造演化背景下的下古生界碳酸盐岩优质储层形成的区域动 力学条件、构造应力-岩石-流体功能等成岩改造过程；说明其形成与保存机理、 时序性及有效性，建立并完善碳酸盐岩多类型储层的成因地质模式；（3）探讨白云岩储层类型及其成因机理，进一步推动白云岩成因类型、特 征与形成条件研究，探索同生-准同生白云岩、深埋溶蚀白云岩以及热液白云岩 储层形成机理与

10、控制因素；（4）开展碳酸盐岩地球物理预测。采用叠后地震属性技术，结合岩石物理 分析及正演模拟，识别储层缝洞地震响应模式，预测重点地区优质储层分布。研究目标：（1）明确白云岩、碳酸盐岩缝洞型等多类型储集体形成的区域动力学条件;（2）建立白云岩、裂缝、风化壳等多类型储层的地质成因模型；（3）开展非层状不连续介质储层地球物理预测方法研究，形成一批优质储 层分布预测的有效方法。承当单位：中国石油化工股份石油勘探开发研究院、中国地质大学 （北京）、中国科学院地质与地球物理研究所经费比例：16%03工程：下古生界油气封盖机理与盖层有效性评价研究内容：（1）盖层岩性组合与岩石物性分析。针对不同的岩性组合、盖

11、层类型，结 合与烧源层和储层的空间配置关系，分析常规盖层的岩石物性和微观结构，揭示 封盖组合的地质特征；（2）盖层封盖机理与主控因素分析。开展物理模拟和计算模拟，分析盖层 岩石结构对流体封闭功能；查明不同类型盖层受成岩阶段、流体改造和构造活动 影响下岩石物性变化，明确影响盖层封盖性能的主控因素；（3）盖层有效性研究。从动态演化的角度评价成岩功能一构造变动过程中 的盖层有效性，查明成岩功能、油气充注和构造变动的主要期次，分析盖层封闭 能力的变化，分析主要控制因素，建立盖层发育模式与有效性预测模型。研究目标：（1）揭示我国下古生界海相碳酸盐岩层系不同类型盖层的基本地质地球化 学特征；（2）深入剖析

12、并归纳总结我国下古生界海相碳酸盐岩层系不同类型盖层的 油气封盖机制，查明不同地质条件下影响其封盖性能的主控因素；（3）精细动态评价典型油气藏在构造控制下的成岩成藏演化过程中，盖层 封盖性能的变化特征与规律，评价其有效性，建立盖层形成与演化的发育模式。承当单位：南京大学、中国石油化工股份石油勘探开发研究院工程负责人：胡文擅主要学术骨干：陆现彩、曹剑、范明、张殿伟经费比例：16%04工程：塔里木盆地构造差异演化与下古生界油气成藏过程研究内容：（1）塔里木盆地构造差异演化特征。针对主要构造带地层发育、不整合形 成和隆升过程，分析其古隆起斜坡带的结构、组合样式，恢复其动态演化过程, 重点剖析构造活动枢

13、纽带的类型和基本地质特征；（2）塔里木盆地下古生界主要构造带油气多期成藏过程分析。运用流体包 裹体系统分析和成藏年代学分析等，确定主要构造带油气充注幕次和油气成藏时 期，追踪油气运移路径，厘定出油气成藏主控因素和大型油气藏形成条件；（3）塔里木盆地下古生界碳酸盐岩层系油气多期成藏动态演化差异性比拟 与成藏模式建立。重点研究下古生界不同构造带碳酸盐岩层系多期油气成藏的动 态演化过程；结合典型油气藏解剖和构造活动枢纽带分析，比拟不同构造带油气 成藏过程的异同，建立其油气成藏模式，以有效指导新区和新领域的油气勘探。研究目标：（1）深入认识塔里木盆地构造差异性演化及其对下古生界油气成藏动态过 程的控制

14、功能；（2）开展不同构造带油气成藏期次划分和油气成藏年代学研究，推动下古 生界碳酸盐岩层系油气成藏动态过程和年代学理论的开展。承当单位：中国地质大学（武汉）、中国石油大学（北京）经费比例：16%05工程：中上扬子地区构造演化与下古生界油气多期成藏研究内容：（1）中上扬子地区的构造演化。重点研究早古生代（含晚震旦世灯影期， 下同）沉积-构造格局、主要古隆起的形成与演化、印支期以来的构造演化和地 表地层剥蚀厚度恢复等，揭示中上扬子不同地区构造特征和构造演化的复杂性 和差异性，对构造特征进行分区，为下古生界（含上震旦统灯影组，下同）油气 成藏过程和机理的研究提供约束条件。（2）中上扬子地区下古生界典

15、型（古）油气藏的形成、保存或破坏机理。 通过威远下古生界油气藏、镇巴震旦系古油藏、建南志留系气藏等重点解剖，以 构造演化为主线，揭示下古生界典型油气藏的形成、保存或破坏机理。（3）中上扬子地区下古生界大型气田的形成机理与勘探方向。以构造特征 的差异性及分区为基础，揭示下古生界古油藏的分布特征、对下古生界保存条件 进行动态评价、探讨下古生界大型气田的形成和保存机理、指出下古生界油气勘 探的前景与方向。研究目标：（1）揭示中上扬子地区构造的差异演化对下古生界油气藏形成、保存或破 坏的控制功能；（2）动态评价差异构造条件下早古生代海相碳酸盐岩层系油气保存条件， 确定油气保存的有效单元；（3）揭示差异

16、构造条件下早古生代海相碳酸盐岩层系大型气田形成、保存 或破坏机理。承当单位：成都理工大学、中国石油化工股份勘探南方分公司、中 国石油化工股份江汉油田分公司经费比例：16%06工程：中国下古生界大型油气田保存条件与分布预测研究内容：（1）保存条件有效性动态评价。通过岩石物理实验分析，探讨不同地质条 件下泥岩和膏盐岩在埋藏与抬升过程中应力损伤与蠕变性；与成岩演化相结合， 分析不同岩石盖层封盖性的动态演化过程；（2）源盖动态匹配与保存机理。结合有效盖层封闭性的动态演化过程分析, 探讨煌源生妙史与盖层封闭史在地质历史过程中的匹配关系和空间叠置；（3）大型油气田分布规律。在源-盖控煌、斜坡-枢纽富集勘探

17、思路下， 通过典型油气藏解剖和源一盖动态配置关系，查明下古生界大型油气田形成与分 布规律；（4）成藏有利区评价与富集区预测。通过保存条件的动态评价，结合典型 油气藏成藏模式与地球物理预测技术，划分有利成藏区带和油气富集区。研究目标：（1）建立油气保存条件有效性动态评价方法与地球物理预测技术，完善海 相碳酸盐岩油气成藏理论；（2）揭示早古生代海相碳酸盐岩层系大型油气田富集规律；（3）预测2-3个下古生界油气富集区带。工程承当单位：中国石油化工股份石油勘探开发研究院、中国石油 化工股份西北油田分公司、中国石油大学（北京）经费比例：18%（五）工程与工程总体目标和五年目标的关系工程目标是工程的研究方

18、向与提升，工程是工程目标的细化与实施。围绕形 成和完善我国早古生代海相碳酸盐岩层系大型油气田形成理论的总体目标，各项 目分工合作，力争在以下方面取得突破，早古生代海相碳酸盐岩层系原始烧源有 效性与炫源转化模式研究，主要由01工程承当理论技术研究，成果在04, 05 工程成藏研究中应用和表达；流体在碳酸盐岩优质储层形成中的功能，由02项 目承当理论研究，成果在04, 05工程成藏研究中应用和表达；早古生代海相碳 酸盐岩层系动态成藏与保存条件理论中与盖层封盖机理方面研究由03工程承 担，成果应用与区域评价工作由04, 05, 06工程共同负责。技术层面上的目标包括两个方面即成烧成藏地球化学示踪体系

19、由01工程承 担，以储盖层预测为核心的地质一地球物理综合预测技术主要由02, 03, 06项 目负责。各类定量指标由各工程根据研究工作特点分工完成，六个工程相互交叉， 互为借鉴。工程的前三年重点在基础理论研究，地区性工程为基础理论研究工程 提供资料及现场支撑，后两年重点在成果的应用与实践，将实验室理论成果与现 场地质问题相结合，推动地区性研究进展，提升理论研究水平，进而形成大中型 油气田形成与富集的理论成果，最终指导大型油气田的勘探与发现。四、年度计划年度研究内容预期目标第年(1)研究早古生代煌源形成条件以及对后 期成爆过程的控制，包括生物演化、沉积环 境对烧源岩的品质、分布和成煌有效性的控

20、制功能；(2)研究不整合面、构造样式及构造演化、 层序格架、沉积岩相对碳酸盐岩储层形成与 分布的控制；(3)盖层岩性组合与岩石物性分析。针对 不同的岩性组合、盖层类型，结合与烧源层 和储层的空间配置关系，分析常规盖层的岩 石物性和微观结构，揭示封盖组合的地质特 征；(4)盆地沉积-构造演化研究，揭示中上扬 子不同地区构造特征的差异性，烧源岩、储 层和盖层的时空分布；完成塔里木盆地三大 隆起-斜坡静态构造特征及地球动力学背景 分析；源盖动态匹配关系。(1)查明下古生界燃源 (岩)的特征与判识标志； (2)说明多类型碳酸盐岩 储集体发育的宏观地质背 景；(3)揭示我国下古生界海 相碳酸盐岩层系不同

21、类型 盖层的基本地质地球化学 特征；(4)深入认识塔里木盆地 构造差异性演化及其对下 古生界油气成藏动态过程 的控制功能；(5)揭示中上扬子地区构 造的差异演化对下古生界 油气藏形成、保存或破坏 的控制功能。第年(1)开展温压耦合条件下油气生成与相态 变化模拟实验，分析不同类型烧源裂解生油 气功能机理；(2)研究多类型碳酸盐岩储层形成过程中 流体功能、溶蚀一充填、多成因改造对储层 的影响；(3)盖层封盖机理与主控因素分析。开展 物理模拟和计算模拟，分析盖层岩石结构对 流体封闭功能；查明不同类型盖层受成岩阶 段、流体改造和构造活动影响下岩石物性变 化，明确影响盖层封盖性能的主控因素；(1)揭示下

22、古生界妙类产 物相态转化条件与成藏过 程示踪关键参数；(2)明确碳酸盐岩多类型 储集体形成的构造-流体 功能及地质成因模式；(3)精细动态评价典型油 气藏在构造控制下的成岩 成藏演化过程中，盖层封 盖性能的变化特征与规 律，评价其有效性，建立年度研究内容预期目标（4）下古生界主要构造带油气多期成藏过 程分析。运用流体包裹体系统分析和成藏年 代学分析等，确定主要构造带油气充注幕次 和油气成藏时期，追踪油气运移路径，厘定 出油气成藏主控因素和大型油气藏形成条 件；（5）四川盆地典型（古）油气藏解剖；揭 示四川盆地震旦系灯影组一下古生界油气藏 的形成、保存或破坏过程和机理。塔里木盆 地输导格架的建立

23、，油气成藏期次划分和间 接定年。盖层形成与演化的发育模 式；（4）动态评价差异构造条 件下早古生代海相碳酸盐 岩层系油气保存条件，确 定油气保存的有效单元。第年（1）探索有机酸盐形成的主控因素、赋存 状态及其生煌潜力；剖析下古生界油气分子 与稳定同位素地球化学特征并判定其主要 来源；（2）研究深层白云岩储层类型、断裂一裂 隙、流体功能、主控因素及成因机理；（3）从动态演化的角度评价成岩功能一构 造变动过程中的盖层有效性，查明成岩功 能、油气充注和构造变动的主要期次，分析 盖层封闭能力的变化，分析主要控制因素；（4）中扬子区典型（古）油气藏解剖；揭 示中扬子区震旦系灯影组一下古生界油气藏 的形成

24、、保存或破坏过程和机理。塔里木盆 地主要构造带动态演化特征分析，并开展油 气成藏直接定年研究。（1）探讨研究区古温压变 化特征及其对油气相态变 化、同位素示踪参数的影 响；（2）建立深层白云岩储层 地质成因模式；（3）建立油气保存条件有 效性动态评价方法与地球 物理预测技术；建立盖层 发育模式与有效性预测模 型；（4）揭示差异构造条件下 早古生代海相碳酸盐岩层 系大型气田形成、保存或 破坏机理；（4）建立塔里木盆地下古 生界油气成藏模式，揭示 中上扬子地区下古生界典 型油气藏的形成、保存或 破坏机理。一、关键科学问题及研究内容年度研究内容预期目标第四年（1）结合成藏年代学研究，建立和完善早 古

25、生代海相层系成煌成藏过程的示踪体系；（2）开展碳酸盐岩地球物理预测。采用叠 后地震属性技术，结合岩石物理分析及正演 模拟，识别储层缝洞地震响应模式，预测重 点地区优质储层分布；（3）源盖动态匹配与保存机理。结合有效 盖层封闭性的动态演化过程分析，探讨煌源 生烧史与盖层封闭史在地质历史过程中的 匹配关系和空间叠置；（4）对中上扬子地区震旦系灯影组一下古生 界保存条件进行动态评价和有效保存单元 确定。开展塔里木盆地输导条件评价和油气 运移指向研究。（1）建立早古生代海相层 系成烧成藏过程的示踪体 系；（2）建立白云岩、裂缝、 风化壳等多类型储层的地 质成因模型；（3）开展非层状不连续介 质储层地球

26、物理预测方法 研究，初步形成优质储层 分布预测的有效方法；（4）总结源盖匹配对下古 生界油气成藏的控制功 能。第五年（1）以构造特征的差异性及分区为基础， 对下古生界保存条件进行动态评价、探讨下 古生界大型气田的形成和保存机理；（2）深化总结不同类型碳酸盐岩有效储集 体时空分布规律，通过典型油气藏解剖和源 一盖动态配置关系，查明下古生界大型油气 田形成与分布规律；（3）结合典型油气藏成藏模式与地球物理 预测技术，划分有利成藏区带和油气富集 区。（1）明确中国早古生代大 油气田的形成和保存机 理；（2）划分有利成藏区带和 油气富集区预测2-3个下 古生界油气富集区带；（3）完成工程设计研究内 容

27、及各项指标。（一）拟解决的关键科学问题本工程针对我国早古生代海相碳酸盐岩层系的特殊性，围绕中国早古生代海 相碳酸盐岩层系油气多期成藏与大型油气田保存规律这一核心目标，注重早古生 代生物演化初期阶段成煌有机质的生源特征和白云岩、膏盐岩发育的沉积特征， 突出下古生界成藏要素长期演化和构造活动控制下的多期成藏过程，聚焦下古生 界大型油气田有效保存与分布规律，拟解决以下三方面的关键科学问题： 1、早古生代有机质多元成燃机理与油气示踪标志早古生代海相碳酸盐岩层系生物种群和沉积有机质的特殊性，以及它们在漫 长地质历史时期经历的多期构造叠加与演化，决定了煌源形成与生排烧过程的复 杂性。除了干酪根之外，从古源

28、岩、输导体系到古圈闭，以分散和富集状态赋存 的可溶有机质、以有机酸盐形式存在的不溶有机质，在高温高压条件下均可裂解 生成天然气，表现出成烧物质的多元性。在差异构造活动背景下，不同地区早古 生代层系烧源（岩）可能经历一次或多期次生排烧过程，造成局部地区原油聚集 成藏保存至今，局部地区继续深埋裂解成气，局部地区经过抬升发生次生变化， 从而导致生烧中心的变迁、储层流体相态的转化和有效圈闭的位移。因此，厘清 早古生代烧源的原始特征，研究多期构造演化过程中多元油气的生成机理，建立 油气示踪的标志体系，是揭示下古生界油气地质特征的重要基础。2、下古生界碳酸盐岩储层多期改造机理与分布预测下古生界碳酸盐岩储集

29、体的发育受原始沉积与后期改造双重控制。不同层序 格架、沉积相和岩石类型奠定了溶蚀功能的物质基础，多期构造隆升与沉降、多 期断-缝体系和多幕深部热流体活动等控制着碳酸盐岩储集空间的保存与增生， 多期不整合-断裂裂隙的复合-表生和深部流体等联合功能是碳酸盐岩不同类型 非均质储集体形成的主因。因此，研究沉积相和岩石类型对深埋白云岩优质储层 形成的影响和控制、表生岩溶过程中白云岩孔洞形成机理、深埋过程中表生岩溶 孔洞的保存与新生次生溶孔形成、破坏机理以及构造隆升对优质储层形成的影响 和控制功能等；明确多期构造演化下构造应力（机械）-岩石流体功能等成岩改 造对优质储层形成与保存机理的时序性及有效性，说明

30、沉积功能、流体功能和构 造功能的三元耦合关系，是建立与完善多类型储层成因地质模式、有效地开展储 层地质与地球物理方法预测的关键。3、下古生界大型油气藏有效保存机理与分布规律下古生界发育多套烧源岩，发生过屡次生排烧功能，各种类型炫源所生姓类 如何有效规模聚集，并在后期改造过程中有效保存是下古生界大型油气藏存在的 必要前提条件。下古生界经历了长期的建造阶段和后期多期构造改造功能。在建 造过程中，生储盖等成藏要素是否有效匹配，在改造过程中，油气调整和盖层的 封闭性是否被破坏是油气规模聚集与保存的重要因素。在地质历史过程中，无论 是炬源岩的生烂还是盖层封闭性的形成与破坏都是动态演化的，早期曾经有效的

31、盖层遭受后期构造功能后可能演变为无效盖层，而现今静态评价为封闭性良好的 盖层在地质历史时期可能并非有效盖层。因此，采用盖层封闭性参数静态评价保 存条件的好坏已经不能满足下古生界油气勘探的需要，而必须从动态演化的角度 评价保存条件的动态有效性。同时，将源盖动态演化评价技术纳入到保存条件的 动态有效性评价之中，研究不同地质结构区控制保存条件的关键性因素的差异 性、烧源生烧成藏过程、盖层在建造与改造阶段封闭性的形成与演变机理，说明 保存条件与煌源供烧、储层演化及圈闭形成的动态匹配有效性等，是下古生界有 效保存单元和大型油气田保存条件动态评价以及查明其分布规律的关键。基于上述三个关键科学问题的攻关研究

32、，以盆地沉积构造和热演化史为主 线，解析各成藏要素之间的时空匹配关系和成藏组合的有效性，动态重建多元生 姓和多期成藏过程，进而揭示油气成藏的有效性、规模聚集和保存机理，解决核 心科学问题，为发现大型油气田提供基础理论支撑。（二）主要研究内容1、早古生代海相层系髭源形成演化与过程示踪研究早古生代煌源形成条件以及对后期成烧过程的控制，重点研究早古生代 生煌生物群落及其埋藏条件对烧源岩品质的控制，剖析古构造沉积环境对原始 生煌有机质生源构成、赋存状态的影响、有机质无机矿物组合对成炫有效性的 制约功能，进而查明下古生界多元生烧煌源（岩）的有效性。开展不同条件下油气生成与相态变化物理模拟实验，分析下古生

33、界古油气 藏、沥青砂、高-过熟源岩和分散有机质等不同类型烧源裂解生油气机理，探索 碳酸盐岩层各个成岩和热演化阶段有机酸盐形成的主控因素、赋存状态及其在高 温高压条件下生烧潜力，揭示下古生界海相层系高温高压条件下油气形成机制。剖析下古生界海相层系油气有机分子与稳定同位素地球化学特征并判定其 主要来源，探讨下古生界重点地区古温压变化特征及其对油气相态变化、同位素 示踪参数的影响，划分区域性流体运移期次、油气成藏期次，并确定各主要成藏 期油气特征，结合岩石和流体定年测试技术和成藏年代学研究，建立和完善早古 生代海相层系成煌成藏过程的示踪体系，为综合解剖中国早古生代大油气田的形 成机理提供关键参数。2

34、、下古生界碳酸盐岩优质储层形成机理与分布预测研究构造不整合、构造样式及构造演化对碳酸盐岩储层形成与分布的控制。 分析构造挤压、抬升剥蚀、地层残留与岩溶垂直分带的动态演化关系，按照台地 -台缘带等不同沉积单元、并结合发育于不同构造部位的构造样式、组合及其构 造演化说明加里东中晚期、海西早晚期多期次的褶皱断裂功能对储层形成、改 造与保持的控制功能。明确层序地层格架、沉积岩相与优质碳酸盐岩储层发育展布关系。开展下古 生界碳酸盐岩层系典型剖面的层序界面、体系域划分以及高频层序旋回的比照分 析，研究对下古生界台缘带、台地的结构与叠置方式、时空迁移；研究其有利于 原始孔隙发育带的主要部位、岩相组合及岩石学

35、特征；初步建立层序地层格架、 沉积微相、孔隙演化及其储集空间分布的关系。建立裂缝、礁滩、白云岩等多类型储集体形成、保存与储层地质模型。研究 优质储层形成、改造与保存过程的主要地质功能，说明其地质条件、形成与保存 的时序性与有效性。以碳酸盐岩储层流体功能、白云岩化、机械充填、化学充填 等改造功能对研究区储层进行分类研究，剖析储层形成过程中多期次溶蚀一充 填、多成因改造叠加功能机理，研究各种改造功能对储层的改造效果与主控因素, 建立优质储层的发育模式和预测模型，开展碳酸盐岩非层状不连续介质储层地球 物理预测。采用叠后地震属性技术，结合岩石物理分析资料及正演模拟，识别总 结储层缝洞地震响应模式；利用

36、精细相干、谱分解技术等进行微细裂缝识别；将 叠前和叠后相结合，在多类型碳酸盐岩储层的地质模式指导下，采用多属性融合 技术结合预测重点地区优质储层分布。3、下古生界碳酸盐岩层系盖层动态演化机理与分布盖层岩性组合与岩石物性特征。针对不同的岩性组合、盖层类型，结合与燃 源层和储层的空间配置关系，分析常规盖层（组合）的岩石物性和微观结构，揭 示封盖组合的基本地质特征。针对不同类型盖层开展物理模拟和计算模拟，研究盖层岩石结构特征对含烧 流体的封闭功能，总结不同岩石类型盖层封闭机制、不同演化程度、埋藏与抬升 过程中盖层封闭能力的变化规律。结合具体油气藏，从微观尺度上查明不同类型 盖层受成岩阶段、流体改造和

37、构造活动影响下岩石物性的变化，明确影响盖层封 盖性能的主控因素。从动态演化的角度评价成岩功能一构造变动过程中的盖层有效性，查明成岩 功能、油气充注和构造变动的主要期次，分析盖层封闭能力的变化，分析主要控 制因素，建立盖层发育模式与有效性预测模型。4、下古生界海相碳酸盐岩层系油气动态成藏过程研究早古生代海相碳酸盐岩层系形成环境和构造演化特征，明确早古生代海 相盆地类型、形成背景及其早期沉积构造格局对海相层系优质烧源岩、储集层和 盖层形成、发育及其时空展布的控制功能。查明早古生代海相碳酸盐岩层系各成藏要素在不同地质演化背景下的动态 匹配与空间登置关系。在掌握区域构造背景下古地温、古压力场和古应力场

38、演化 历史的基础上，利用成藏年代学测试、封闭条件模拟等手段界定不同类型烧源生 排烧史、油气运移聚集史、圈闭形成史以及封闭条件演化史等动态演化关键事件 的时间节点。开展成炫过程、成藏过程与后期保持过程的动态评价。揭示中新生代以来构造运动导致重点地区早古生代海相碳酸盐岩层系构造 叠加和变形强度在区域上的不均一性，历史地、动态地反演早古生代碳酸盐岩层 系多期构造演化过程及其对油气成藏的控制，比对不同沉积盆地沉积一构造演化 对油气成藏与保存条件的控制功能。5、下古生界海相碳酸盐岩层系大型油气田聚集机理与分布预测基于下古生界海相碳酸盐岩层系油气成藏特点，探讨重点地区成藏要素的有 效性及其高效匹配关系。深

39、化源盖动态匹配与保存机理研究，通过典型油气藏 解剖和源一盖动态配置关系研究，进一步丰富和完善源-盖控烧、斜坡-枢纽富集 勘探理论。揭示下古生界大型油气田形成与分布规律，尤其针对大型油气田发育的特 点，重点开展下古生界油气规模聚集，有效保存的理论研究，结合典型油气成藏 模式与地球物理预测技术，划分有利成藏区带和油气富集区，为下古生界大型油 气田发现提供理论技术支撑。二、预期目标（一）总体目标本工程的总体目标是形成和完善我国早古生代海相碳酸盐岩层系大型油气 田形成理论，建立相应的评价方法与预测技术，为实现我国海相油气勘探新的突 破、发现更多的大型油气田提供理论基础和技术支撑。（1）科学层面上，三方

40、面取得突破，研究水平到达国际先进：早古生代海 相碳酸盐岩层系原始炫源有效性与煌源转化模式、流体在碳酸盐岩优质储层形成 中的功能、早古生代海相碳酸盐岩层系动态成藏与保存条件。（2）技术层面上，形成适用于我国早古生代海相碳酸盐岩层系油气勘探的 关键技术系列，即成烧成藏地球化学示踪体系和以储盖层预测为核心的地质一地 球物理综合预测技术。（3）定量指标上，预测2-3个下古生界油气富集区带；发表高水平论文120 篇，其中SQ收录论文60篇，出版专著2部；培养各级高层次人才7080人， 申报48项各类专利或行业标准。（4）团队和实验室建设上，形成一支在国际上处于学科前沿的，从事海相 碳酸盐岩层系油气成藏机

41、理研究和勘探实践的研究队伍；建立行业内具有重要影 响的油气成藏和多波地震技术重点实验室。（二）五年预期目标1、前两年预期目标工程执行的前两年，各工程将按照各自的研究计划开始野外地质剖面观测、 样品采集和测试、地球物理野外观测施工、模拟实验等工作。通过前两年的研究， 将完成如下具体研究目标：（1）甄别早古生代海相层系原始成烧物质，查明下古生界油气分子与同位 素地球化学特征，探索适合于早古生代海相烧源岩示踪指标，完善早古生代海相 烧源多元生煌模式与评价技术。（2）初步建立岩相、流体和构造演化对碳酸盐岩储层形成与改造的成因模 式，揭示优质储层发育中流体的控制功能，初步建立不同属性碳酸盐岩储层的地 球

42、物理识别方法与预测技术。（3）查明盖层组合特征和微观结构组成，开展典型盖层封盖性能演化规律 的模拟研究，探索不同地质背景下油气保存条件，初步建立下古生界海相油气保 存动态评价方法与技术。（4）建立重点研究地区沉积-构造演化格局，分析成藏有效性及差异性。（5）初步搭建下古生界海相碳酸盐岩层系大型油气田形成的理论框架，建 设工程研究基础资料与数据库平台。（6）发表高水平论文40篇，培养各级高层次人才2530人,申报13 项专利或行业标准。2、后三年预期目标在后三年，各工程将根据工程中期评估结果进一步完善计划研究内容，并最 终完成如下目标：（1）明确下古生界海相层系不同温压条件下油气形成机制，建立和

43、完善早 古生代海相层系成烧成藏过程的示踪体系，为综合解剖下古生界大油气田的形成 机理提供关键参数。（2）探索下古生界多类型储集体形成与保存机理，提出相应的地质模型， 建立地质-地球物理综合预测方法，并围绕重点勘探领域开展下古生界白云岩、 裂缝型等储集体的分布预测。（3）剖析典型实例成岩-成藏演化过程中盖层有效性的动态变化特征与规 律，总结影响盖层有效性的主要地质地球化学因素，建立下古生界大型油气田 盖层条件评价与预测方法技术。（4）明确下古生界油气富集与大型油气田分布规律，形成和完善早古生代 海相碳酸盐岩层系大型油气田形成理论；预测2-3个下古生界油气富集区带。（5）发表高水平论文80篇，出版

44、专著2部，培养各级高层次人才4550 人，申报35项专利或行业标准。三、研究方案（一）学术思路和技术思路1、学术思路本工程总体学术思路是围绕“中国早古生代海相碳酸盐岩层系油气多期成藏 机理与大型油气田保存规律核心问题，宏观着眼、微观入手，选择中上扬子和 塔里木盆地等典型研究区，点上解剖、面上比照；通过多学科交叉，多项技术的 集成，开展三个方面的科学问题研究：“早古生代有机质多元成烧机理与油气示 踪标志、下古生界碳酸盐岩储层多期改造机理与分布预测、下古生界大型油气藏 有效保存机理与分布规律，进一步突出早古生代海相碳酸盐岩层系烧源有效性、 储层有效性、保存有效性和成藏组合有效性，重视物质基本特征、

45、动态演化过程 和关键时间节点，着重开展源盖匹配与与保存机理，建立中上扬子、塔里木盆 地下古生界油气动态成藏模式；利用“源-盖控烧、斜坡-枢纽带富集选区选带勘 探理论，揭示早古生代海相碳酸盐岩层系油气成藏与富集机理，形成早古生代大 型油气田勘探评价体系，实现对大型油气田形成与分布规律的客观认识。2、技术途径总体上，利用石油地质、实验地质、地球化学及地球物理等技术方法，宏观 与微观相结合，地质观测与统计分析相互印证，从时间、物质和空间三大要素出 发，综合分析成藏基本条件，建立海相炬源示踪评价体系以及优质储盖层的发育 模式与分布预测技术，动态评价成烧成藏及其保存过程，揭示下古生界大型油气 田形成机理

46、与分布规律（图1）。在物质基础方面，（1）利用实验地质-地球化学测试技术方法，研究早古生 代海相层系炫源特征，查明多种姓源的有效性，结合不同温压条件下的生排烧模 拟实验，揭示多元生烧机理和不同产物的地球化学演化特征，建立和完善早古生 代海相层系成烧过程的示踪体系；（2）通过岩石矿物学、流体地球化学分析和水 岩反响模拟实验，开展下古生界碳酸盐岩优质储层形成研究，明确白云岩、碳酸 盐岩裂缝型等多类型储集体形成的区域动力学条件，建立白云岩、裂缝、风化壳 等多类型储层的地质成因模型，形成储层地球物理预测有效方法；（3）基于不同 类型盖层的岩石组构及其封盖性能的模拟实验测试，结合地层水地球化学分析， 剖

47、析下古生界油气封盖机理与盖层有效性，揭示下古生界不同类型盖层油气封盖 机制及主控因素，评价其有效性。综合燃源、储层和保存条件研究，建立下古生 界海相碳酸盐岩层系成藏示踪体系以及优质储盖层的发育模式与分布预测技术。动态演化研究上，在解决成藏基本要素的关键科学问题基础上，以塔里木盆 地和南方中上扬子区为主，兼顾华北地区，通过多学科的交叉融合，多种技术的 集成应用，以区域构造、沉积埋藏和热演化史为主线，抓住关键的时间节点，综 合研究燃源生母与排烧、油气聚集与调整、圈闭形成演化与保存条件的演变特征, 重点分析泾源、储层、盖层和成藏组合四个有效性，动态再现成烧、成藏与保存 三个关键过程，进而揭示下古生界

48、大型油气田形成机理与分布规律。物质基础动态演化有效燃源有效燃源优质储层有效盖层区域构造演化与成藏保存过程原生垃源生源再生烬源特征化学炫源演化水文地球化学- n岩石封盖性能 盖层岩石组构 1储盖层地质建模 工落蚀改造 流体包体分析 成岩成分组构油气运移聚集史圈闭形成演化史保存条件演化史图1工程总技术路线见图（二）创新性及其与同类研究比拟的特色1、创新性与前人同类研究成果相比，本工程的创新点包括：（1）揭示早古生代有机质多元成遂机理，建立有效烧源识别标志：在前期 “973工程研究中，揭示了海相碳酸盐岩层系多元生煌功能机理，初步建立了生 煌演化模式，但对其有效性识别技术体系尚未形成，使得已有大油气田主力燃源 岩仍有分歧。针对这一关键问题，建立有效煌源形成与成藏的示踪体系是本工程 重要特色。由于海相碳酸盐层系特殊的微碱性沉积和成岩环境，沉积有机质除了 以干酪根和不同赋存状态的可溶有机质外