輸導(dǎo)體系正式稿件

1、油氣輸導(dǎo)體系的類型及配置關(guān)系張衛(wèi)海1，2 查 明2 曲江秀2 （1中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)），北京 100083；2.石油大學(xué)（華東），山東東營(yíng)257061)摘要：文中將輸導(dǎo)體系劃分為儲(chǔ)層輸導(dǎo)體系、斷裂輸導(dǎo)體系和不整合輸導(dǎo)體系三大類、八種類型，討論了輸導(dǎo)體系的特征和影響因素；著重闡明了輸導(dǎo)層在空間和時(shí)間上的配置關(guān)系，認(rèn)為這些配置關(guān)系是影響輸導(dǎo)體系有效性的重要因素；提出了運(yùn)移級(jí)次性的概念，討論了劃分運(yùn)移級(jí)次對(duì)油氣運(yùn)移研究的意義。關(guān)鍵詞：輸導(dǎo)體系；輸導(dǎo)層 ；油氣運(yùn)移；運(yùn)移級(jí)次性 中圖分類號(hào)： 第一作者簡(jiǎn)介：張衛(wèi)海（1963.1-）,男（漢族），山東萊州，石油地質(zhì)專業(yè) 油氣運(yùn)移是油氣成藏過(guò)程中最為活躍

2、的因素。Magoon和Dow等1認(rèn)為查明成熟烴源巖與相應(yīng)的油氣聚集之間的關(guān)系是含油氣系統(tǒng)研究應(yīng)解決的主要問(wèn)題，其中即包括油氣運(yùn)移。輸導(dǎo)體系作為二次運(yùn)移的重要研究?jī)?nèi)容已成為含油氣系統(tǒng)研究乃至油氣成藏機(jī)理研究的重要內(nèi)容。1概念和研究意義 油氣輸導(dǎo)體系一般被定義為油氣從烴源巖到圈閉過(guò)程中所經(jīng)歷的所有路徑網(wǎng)，包括連通砂體、斷層、不整合面；張照錄2認(rèn)為輸導(dǎo)體系應(yīng)包括輸導(dǎo)層和相關(guān)圍巖。輸導(dǎo)層在地質(zhì)空間往往是以相互組合的形式存在，并具有顯著的時(shí)間性，因此必須強(qiáng)調(diào)輸導(dǎo)層及其配置的時(shí)空關(guān)系。筆者將輸導(dǎo)體系定義為含油氣系統(tǒng)中各種輸導(dǎo)層及其相互關(guān)系的總和。輸導(dǎo)體系的提出使人們對(duì)油氣運(yùn)移途徑的認(rèn)識(shí)從具體、單一提高到更

3、加綜合、系統(tǒng)的層面，深入研究輸導(dǎo)體系的類型、特征、分布、影響因素、時(shí)空關(guān)系，有助于認(rèn)識(shí)油氣運(yùn)移的動(dòng)態(tài)過(guò)程，揭示油氣成藏規(guī)律。2輸導(dǎo)體系的分類 2.1分類 各研究者所依據(jù)的原則和側(cè)重點(diǎn)不同對(duì)輸導(dǎo)體系有不同的分類和命名。謝泰俊等3依據(jù)不同類型運(yùn)移通道在運(yùn)移中的作用和具體地質(zhì)條件，劃分了4類運(yùn)移通道體系：以斷裂帶為主的運(yùn)移通道體系、與古構(gòu)造脊相關(guān)的運(yùn)移通道體系、與活動(dòng)熱流體底劈作用相關(guān)的運(yùn)移通道體系和與不整合有關(guān)的運(yùn)移通道體系。Galeazzl4根據(jù)含油氣系統(tǒng)基本元素的特征及其構(gòu)造地層格架樣式，將Malvinas盆地的Lower Inoceramus-Springhill 含油氣系統(tǒng)輸導(dǎo)體系劃分為由

4、輸導(dǎo)層構(gòu)成的主輸導(dǎo)體系和由斷層輸導(dǎo)層構(gòu)成的次輸導(dǎo)體系。表1 油氣輸導(dǎo)體系分類表大類類型運(yùn)移主通道影響運(yùn)移的地質(zhì)要素和作用儲(chǔ)層輸導(dǎo)體系砂礫巖體型連通孔隙、裂縫、層理面儲(chǔ)層分布與連通，孔洞縫發(fā)育，輸導(dǎo)層配置關(guān)系、原始產(chǎn)狀碳酸鹽巖型連通溶蝕孔洞、裂縫其它巖類型連通孔隙、裂縫斷裂輸導(dǎo)體系張性斷層型斷層斷裂性質(zhì)、發(fā)育規(guī)模與組合、活動(dòng)期，斷裂帶性質(zhì)，輸導(dǎo)層配置關(guān)系壓扭性斷層型斷層裂縫型裂縫不整合輸導(dǎo)體系角度不整合型不整合面不整合發(fā)育規(guī)模、分布，不整合面性質(zhì)、產(chǎn)狀、與其它輸導(dǎo)層配置關(guān)系平行不整合型不整合面張照錄2按油氣運(yùn)移主干道的不同將輸導(dǎo)體系劃分為斷層型、輸導(dǎo)層型、裂隙型和不整合型。筆者以油氣運(yùn)移主輸導(dǎo)層

5、劃分大類，以運(yùn)移（微觀）通道劃分具體類型，并結(jié)合影響油氣運(yùn)移的地質(zhì)要素和作用進(jìn)行綜合分類（表1）。首先根據(jù)儲(chǔ)層、斷層和不整合面基本的輸導(dǎo)層，劃分出儲(chǔ)層輸導(dǎo)體系、斷裂輸導(dǎo)體系、不整合輸導(dǎo)體系三大類，再根據(jù)運(yùn)移通道的類型進(jìn)一步劃分出八種基本輸導(dǎo)體系類型，它們具有特定的運(yùn)移通道類型和運(yùn)移控制因素。表1中的“儲(chǔ)層輸導(dǎo)層”是指連通儲(chǔ)層，即多數(shù)文獻(xiàn)所稱的“輸導(dǎo)層”，連通儲(chǔ)層、斷裂和不整合面在油氣運(yùn)移中都起輸導(dǎo)層作用，“輸導(dǎo)層”不應(yīng)成為連通儲(chǔ)集層的特指。 對(duì)輸導(dǎo)體系的分類有助于了解含油氣系統(tǒng)中“源藏”的中間環(huán)節(jié)，如果將輸導(dǎo)體系作為含油氣系統(tǒng)命名的另一要素，就可以更加清楚地體現(xiàn)含油氣系統(tǒng)的“源徑藏”的三維空間

6、概念。 2.2油氣運(yùn)移的級(jí)次性 在一個(gè)含油氣系統(tǒng)中油氣沿不同輸導(dǎo)體系運(yùn)移有先后次序，這主要取決于它們自身性質(zhì)、與其它輸導(dǎo)體系時(shí)空上的配置關(guān)系。筆者將這種先后關(guān)系定義為油氣（二次）運(yùn)移的級(jí)次性，即由于輸導(dǎo)體系在時(shí)空上的配置關(guān)系不同而導(dǎo)致的油氣沿不同輸導(dǎo)體系運(yùn)移時(shí)序上的差異。油氣運(yùn)移的級(jí)次可分為第級(jí)次和第級(jí)次等。第級(jí)次運(yùn)移是指直接來(lái)自烴源巖的油氣進(jìn)入輸導(dǎo)體系中的運(yùn)移；第級(jí)次運(yùn)移是指繼第級(jí)次運(yùn)移之后油氣在另一輸導(dǎo)體系中的再運(yùn)移。輸導(dǎo)體系的變化決定運(yùn)移級(jí)次的改變。對(duì)應(yīng)于運(yùn)移的級(jí)次性，輸導(dǎo)體系也有相應(yīng)的級(jí)次。 研究油氣運(yùn)移級(jí)次有助于我們深入認(rèn)識(shí)各類輸導(dǎo)體系在運(yùn)移中的作用，正確評(píng)價(jià)油氣分布。前一級(jí)次的運(yùn)移

7、對(duì)后一級(jí)次的運(yùn)移起控制作用，第級(jí)次運(yùn)移決定運(yùn)移主方向，其后級(jí)次的運(yùn)移決定可能成藏的具體方向。當(dāng)相互關(guān)聯(lián)的多種類型輸導(dǎo)體系并存時(shí)，往往存在起瓶頸作用的輸導(dǎo)體系，它是影響整個(gè)輸導(dǎo)體系的有效性的關(guān)鍵因素。在輸導(dǎo)體系研究中應(yīng)在識(shí)別輸導(dǎo)體系類型基礎(chǔ)上分清級(jí)次，正確描述和評(píng)價(jià)起瓶頸作用的輸導(dǎo)體系，以便正確判斷油氣運(yùn)移方向和油氣分布。3輸導(dǎo)體系及配置關(guān)系 輸導(dǎo)體系具有相對(duì)獨(dú)立性、時(shí)空性和復(fù)雜性特點(diǎn)3，深入解剖各類輸導(dǎo)體系的特征及配置關(guān)系是輸導(dǎo)體系研究的重要內(nèi)容。本文從輸導(dǎo)體系的構(gòu)成、影響輸導(dǎo)體系發(fā)育和分布的因素、輸導(dǎo)層的配置關(guān)系等方面闡述各類輸導(dǎo)體系的特征。31儲(chǔ)層輸導(dǎo)體系儲(chǔ)層（滲透層）構(gòu)成輸導(dǎo)體系必須滿足

8、以下條件：儲(chǔ)層具有一定厚度、平面上連通性好且分布廣、孔滲性好、圍巖封閉性好、古產(chǎn)狀有利。沉積條件是決定輸導(dǎo)體系發(fā)育規(guī)模和連通性的主要因素，斷層對(duì)儲(chǔ)層輸導(dǎo)層的分隔是普遍的，它使油氣橫向運(yùn)移的距離和范圍大為減小。連通儲(chǔ)層在油氣運(yùn)移期的產(chǎn)狀也是影響輸導(dǎo)體系有效性的重要因素，運(yùn)移期構(gòu)造產(chǎn)狀的恢復(fù)顯得尤為重要。在砂泥巖互層的生油巖系中儲(chǔ)層輸導(dǎo)體系是最重要的第級(jí)次輸導(dǎo)體系。 儲(chǔ)層輸導(dǎo)層之間以及和其它類型輸導(dǎo)層的空間配置關(guān)系將影響其有效性。儲(chǔ)層間的配置取決于彼此間的連通方式和連通體積，連通體積越大，瓶頸效應(yīng)越小，越有利于運(yùn)移；當(dāng)儲(chǔ)層與斷層和不整合配置時(shí)，接觸面積及產(chǎn)狀關(guān)系是影響輸導(dǎo)層有效性的關(guān)鍵因素，只有位

9、于儲(chǔ)層上傾方向的配置才是有效的（圖1a，b，d）。圖1 輸導(dǎo)層的配置關(guān)系a.儲(chǔ)層間的配置 b.儲(chǔ)層與斷層的配置 c.斷層間的配置 d.不整合與儲(chǔ)層的配置e.不整合間的配置32斷裂輸導(dǎo)體系 斷裂（主要指斷層）是重要的輸導(dǎo)層，它是垂向運(yùn)移的主要途徑。影響斷層輸導(dǎo)體系有效性的因素有斷層的性質(zhì)、封閉性、發(fā)育規(guī)模、分布、斷層活動(dòng)期及其與油氣運(yùn)移期的關(guān)系、斷層的產(chǎn)狀、斷層與其它輸導(dǎo)層的時(shí)空配置關(guān)系等，其中最重要的是斷層的封閉性和時(shí)空配置關(guān)系（圖1b，c，e）。斷層的封閉性研究已有許多重要成果，為斷裂輸導(dǎo)體系研究奠定了基礎(chǔ)。通常情況下斷層是作為第級(jí)次輸導(dǎo)層或輸導(dǎo)體系的，往往起瓶頸作用。例如，準(zhǔn)噶爾盆地南緣某

10、背斜氣藏下部發(fā)育多條喜山期花狀斷層，主要斷開(kāi)下第三系紫泥泉子組至侏羅系八道灣組，是溝通侏羅系煤型天然氣源的重要通道，是匯集八道灣組天然氣的第級(jí)次輸導(dǎo)層，在整個(gè)輸導(dǎo)體系中起瓶頸作用；第級(jí)次輸導(dǎo)層是夾于侏羅系八道灣組氣源巖的儲(chǔ)層輸導(dǎo)層。在此下部花狀斷層的封閉性、形成時(shí)間和活動(dòng)期成為運(yùn)移成藏的關(guān)鍵（圖2）。圖2 準(zhǔn)噶爾盆地南緣某氣藏的斷層輸導(dǎo)體系33不整合輸導(dǎo)體系 我國(guó)中新生代含油氣盆地都發(fā)育不同規(guī)模的不整合，由其構(gòu)成的輸導(dǎo)體系分布范圍廣、運(yùn)移距離大，是油氣區(qū)域性分布的重要運(yùn)移通道。影響不整合輸導(dǎo)體系有效性的主要因素有：不整合的性質(zhì)、不整合面的巖性構(gòu)成、上覆（遮蓋）地層的性質(zhì)、不整合的發(fā)育規(guī)模、形成

11、時(shí)間和運(yùn)移期的配置關(guān)系、與其它運(yùn)移通道的時(shí)空配置關(guān)系等。不整合面的傾角和分布面積控制油氣運(yùn)移速度、距離和聚集規(guī)模。不整合與儲(chǔ)層輸導(dǎo)層接觸有兩種情況：超覆接觸和削蝕接觸（圖1d，e），不整合上下的滲透層對(duì)油氣運(yùn)移和聚集十分有利，呈削蝕接觸的不整合對(duì)下覆不同層系地層跨度大，有利于多層系的油氣向此匯集。發(fā)育于坳陷區(qū)的平行不整合，其上下往往發(fā)育厚層生油巖，油源條件好，但運(yùn)移通道不暢。不整合與斷層、不整合之間組合也是常見(jiàn)的配置關(guān)系（圖1f）。和斷層輸導(dǎo)層一樣，不整合輸導(dǎo)層往往也是作為第級(jí)次輸導(dǎo)層，但它的瓶頸效應(yīng)沒(méi)有斷層那么明顯。34輸導(dǎo)體系的時(shí)間配置關(guān)系及輸導(dǎo)體系的復(fù)合 油氣成藏具有較為嚴(yán)格的時(shí)序性，與

12、輸導(dǎo)體系有關(guān)的時(shí)間配置關(guān)系是決定成藏時(shí)序性的重要因素。在研究中，必須考慮輸導(dǎo)體系的形成時(shí)間、能有效輸導(dǎo)油氣的時(shí)間（特別是斷層）、輸導(dǎo)層之間形成有效配置的時(shí)間，以及它們與主要排烴期、圈閉形成期的關(guān)系等。當(dāng)斷層與儲(chǔ)層和不整合輸導(dǎo)層配置時(shí)應(yīng)重點(diǎn)研究斷層形成期和活動(dòng)期，恢復(fù)其演化史。若僅僅考慮輸導(dǎo)體系的空間配置而忽略時(shí)間配置關(guān)系，就不能全面解剖輸導(dǎo)體系在油氣運(yùn)移中的作用，影響對(duì)油氣成藏過(guò)程的準(zhǔn)確判斷。在含油氣系統(tǒng)中單一的輸導(dǎo)體系是不多見(jiàn)的，更多的是由多種類型輸導(dǎo)體系共同構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的輸導(dǎo)體系，或以某種輸導(dǎo)體系為主配以其它類型輸導(dǎo)體系，它們相互交叉、疊置、連通，具有不同運(yùn)移級(jí)次。近距離的運(yùn)移以單一輸導(dǎo)體

13、系為主，如生油氣巖系內(nèi)的巖性油藏和緊鄰生油洼（凹）陷的油氣藏等，而較長(zhǎng)距離的運(yùn)移成藏必然經(jīng)過(guò)多種輸導(dǎo)體系，尤其是裂谷盆地和前陸盆地的周緣，多種輸導(dǎo)體系在三維空間上的配置便構(gòu)成了復(fù)雜多變的輸導(dǎo)體系。 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣斜坡區(qū)分布眾多的與不整合有關(guān)的油氣藏、斷層油氣藏等，是油氣富集區(qū)。該區(qū)經(jīng)歷了海西、印支、燕山期多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，在石炭系基巖之上發(fā)育的七大層系之間均發(fā)育區(qū)域性不整合，各層系內(nèi)部也存在多個(gè)局部不整合，而且該地區(qū)斷層發(fā)育，地層超覆普遍存在，多種輸導(dǎo)層相互配置構(gòu)成復(fù)雜的油氣輸導(dǎo)體系，為油氣運(yùn)移提供了有利的通道（圖3）。鄰近瑪湖凹陷一側(cè)，分別以儲(chǔ)層輸導(dǎo)體系和不整合輸導(dǎo)體系為主，主要為第級(jí)次輸導(dǎo)體

14、系；盆地邊緣的逆掩斷裂帶廣泛發(fā)育的斷層輸導(dǎo)體系成為垂向運(yùn)移的主通道，為第級(jí)次輸導(dǎo)體系；油氣經(jīng)斷層運(yùn)移至上覆地層后再沿儲(chǔ)層和不整合輸導(dǎo)層作橫向運(yùn)移，它們構(gòu)成第級(jí)次輸導(dǎo)體系。在上述復(fù)雜的輸導(dǎo)體系中第級(jí)次的斷層輸導(dǎo)體系成為深淺層油氣運(yùn)聚的“瓶頸”，淺層油氣成藏期取決于斷層的活動(dòng)期。圖3準(zhǔn)噶爾盆地西北緣斜坡區(qū)油氣運(yùn)移輸導(dǎo)體系4結(jié)論 根據(jù)運(yùn)移主輸導(dǎo)層類型并結(jié)合影響油氣運(yùn)移的主要地質(zhì)要素和作用可將輸導(dǎo)體系劃分為儲(chǔ)層輸導(dǎo)體系、斷裂輸導(dǎo)體系和不整合輸導(dǎo)體系三大類十余種類型。對(duì)輸導(dǎo)體系的研究不僅要認(rèn)識(shí)各種類型輸導(dǎo)層的特征和作用，更要注重分析各種輸導(dǎo)層、輸導(dǎo)體系在時(shí)間和空間上的配置關(guān)系。在含油氣系統(tǒng)中油氣運(yùn)移過(guò)程

15、具有時(shí)序性，研究運(yùn)移級(jí)次性可以確定不同類型輸導(dǎo)體系對(duì)油氣運(yùn)移成藏過(guò)程的控制作用。5參考文獻(xiàn)1 Magoon L B,Dow W G主編.含油氣系統(tǒng)從烴源巖到圈閉M.張剛,蔡希源,高泳生,譯.北京:石油工業(yè)出版社,1998.3252謝泰俊，潘祖蔭，楊學(xué)昌.油氣運(yùn)移動(dòng)力和通道體系A(chǔ).見(jiàn)冀再生，李思田. 南海北部大陸邊緣盆地分析與油氣聚集C.北京:科學(xué)出版社，1997.3854053張照錄,王華,楊紅.含油氣盆地的輸導(dǎo)體系研究J.石油與天然氣地質(zhì), 2000, 21(2): 1331354Galeazzi J S.Structural and stratigraphic evolution of t

16、he westem Malvinas basin,ArgentinalJ.AAPG Bull,1998,82(4):596636The types and collocation of hydrocarbon migrating pathway systemZhang Weihai1 Zha Ming2 (1. University of Mining and Technology,Beijing; 2.Petroleum University, Dongying, Shandong) Abstract: Migrating pathway system has been classified

17、 into three types and eight sub-types in this paper. Reservoir migrating pathway system, fault migrating pathway system and unconformity migrating pathway system are three main systems. The paper discussed the characteristics and factors of effect on migrating pathway, and illustrated the collocation of migrating strata both in time and in space . The collocating relation was consider