徐旭輝，方成名，陸建林，江興歌，王保華，梁宇生

(1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214126)

“沒有盆地就沒有石油[1]”，概括說明了油氣資源與盆地的密切關(guān)系。這里指的盆地顯然與朱夏先生指出的那樣，具有歷史演化、全球聯(lián)系、深部根源、動力體制的系統(tǒng)和動態(tài)屬性[2-4]。朱夏先生強(qiáng)調(diào)的“盆地分析”，其基本思想是將盆地視作一個整體，全面分析其環(huán)境—作用—物質(zhì)之間響應(yīng)關(guān)系的全貌，進(jìn)而準(zhǔn)確預(yù)測石油天然氣賦存的位置并合理估算資源的量。

歷史經(jīng)驗證明，油氣勘探必須遵循從盆地整體到局部的原則，要防止普查工作戰(zhàn)略的片面和失誤，首先要免于找油“哲學(xué)的貧困”[3]。含油氣盆地分析正是提供一種由整體到局部的系統(tǒng)性研究方法，通過把握盆地演化與油氣聚集響應(yīng)的總體規(guī)律，由少量的已知現(xiàn)象去推測地下更為復(fù)雜而龐大的未知對象，從而指導(dǎo)油氣勘探活動并獲取資源。理論與實(shí)踐是相輔相成的統(tǒng)一辯證關(guān)系，油氣理論來源于勘探實(shí)踐的認(rèn)識總結(jié)并指導(dǎo)實(shí)踐。早在1963年，朱夏先生就從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)去研究盆地，提出了“運(yùn)動體制”的概念，以期依變求本，逾越橫亙在已知和未知之間的鴻溝。先生出于對中國大陸地質(zhì)的深刻認(rèn)識與長期思考，認(rèn)為中國含油氣盆地的演化經(jīng)歷古全球板塊、新全球陸內(nèi)和過渡運(yùn)動體制，將全球板塊大地構(gòu)造理論與中國油氣勘探的實(shí)踐結(jié)合起來，創(chuàng)新地提出油氣盆地分析的3T-4S-4M程式(圖1)。不同地質(zhì)時期相繼出現(xiàn)不同類型的原型盆地，原型盆地是一個結(jié)構(gòu)單元，是一種構(gòu)造型式，也是一個沉積實(shí)體，是某一特定地史時期形成的沉積盆地。而盆地是不同時期原型盆地的并列迭加，且前期發(fā)育的原型盆地常常受到后期原型盆地迭加及改造。尋找油氣要根據(jù)盆地形成環(huán)境的三要素(時代、位置和熱體制)，恢復(fù)組成盆地各個時期原型及其沉降狀況，沉降狀況制約了沉積物的供應(yīng)、沉積的環(huán)境和構(gòu)造的變化等。而盆地原型的復(fù)雜迭加關(guān)系提供了油氣的生成、運(yùn)移、聚集等效果。因而，3T-4S-4M之間有著緊密的聯(lián)系，反映了盆地系統(tǒng)中各要素之間的動態(tài)邏輯關(guān)系。

圖1 3T-4S-4M盆地分析程式據(jù)文獻(xiàn)[4]修改。Fig.1 3T-4S-4M basin analysis program

作為曾經(jīng)是朱夏先生同事和晚輩，筆者曾有機(jī)會當(dāng)面聆聽其關(guān)于油氣盆地動態(tài)分析思想與勘探實(shí)踐方面的思考。在先生思想指引下，筆者帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊曾將中國含油氣盆地劃分為古中國陸、古亞洲陸、新亞洲大陸3個大的形成演化階段，識別刻畫出12個關(guān)鍵時期的原型并列與迭加關(guān)系，支撐了油氣勘探戰(zhàn)略選區(qū)與風(fēng)險領(lǐng)域評價。同時也深刻認(rèn)識到，要窺探現(xiàn)今結(jié)構(gòu)復(fù)雜盆地內(nèi)的油氣成藏規(guī)律，必須首先恢復(fù)不同時代原型沉降結(jié)構(gòu)及其約束下的油氣地質(zhì)要素特征，然后依據(jù)原型更迭過程中的結(jié)構(gòu)、要素、組合的動態(tài)演變，重建油氣藏形成演化過程，最終揭示油氣的分布。這一追本溯源式的研究思維與評價方法，筆者概括稱其為“原型控源、迭加控藏”，其與朱夏先生倡導(dǎo)的活動論構(gòu)造歷史觀與3T-4S-4M分析思想一脈相承。本文通過原型內(nèi)在涵義與其分類回顧，采用實(shí)例解析與例舉的方式，闡述“原型控源、迭加控藏”分析思維及其在油氣盆地資源分級評價與有利方向優(yōu)選中的應(yīng)用，以此傳承和發(fā)展朱夏學(xué)術(shù)思想。

1 盆地的概念與分類

1.1 盆地的概念與變化

術(shù)語“盆地”一詞來源于地貌學(xué)，指地表低洼的泄水區(qū)域，但今天石油地質(zhì)學(xué)引入的盆地概念已遠(yuǎn)不能望文生義了。石油地質(zhì)學(xué)的盆地包含了洼地充填沉積實(shí)體的概念，還包含了低洼地殼沉降的構(gòu)造成因概念?！俺练e盆地”的概念是沉積地質(zhì)學(xué)提出的，術(shù)語起因于在沉積學(xué)研究中強(qiáng)調(diào)沉積巖相古地理分布受構(gòu)造活動控制，遂引申以變質(zhì)巖為基底沉降充填沉積的負(fù)向單元，并以此概念建立了沉積與構(gòu)造之間的成因分析[5-7]，形成沉積盆地分析。因而，石油地質(zhì)學(xué)上的沉積盆地概念，認(rèn)為是地殼沉降提供了盆地沉積的空間，而這一沉降空間不僅充填了一切構(gòu)成油氣藏形成的物質(zhì)要素，又提供了烴類生成—運(yùn)移—聚集事件發(fā)生的場所。

盆地作為全球構(gòu)造沉降的單元，其沉降空間受全球板塊構(gòu)造、深部根源與動力作用方式所控制，具有形成時代與運(yùn)動體制的雙重屬性。朱夏先生當(dāng)初為避免與現(xiàn)今沉積連續(xù)分布圈定地殼沉降整體而流行稱之為盆地的概念相混淆，他引申了KLEMME[8]提出的內(nèi)含時代概念的“原型”一詞，用以表達(dá)“一個階段的結(jié)構(gòu)單元是一種構(gòu)造形式，也是一個沉積實(shí)體”，而盆地是不同階段多種結(jié)構(gòu)的組合。

1.2 主要的盆地分類概述

盆地分類，一直是地學(xué)領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。通過盆地分類研究，建立盆地類型與油氣生成、運(yùn)移、聚集過程之間的關(guān)系，為預(yù)測油氣分布服務(wù)。

自1950年代以來，國際上出現(xiàn)過多次盆地分類研究的熱潮。1950年代，按照盆地從沉積實(shí)體到構(gòu)造成因的思路，WEEKS[9]以地槽說為基礎(chǔ)，將盆地劃分為地臺區(qū)(穩(wěn)定型)和地槽區(qū)(活動帶)兩類，強(qiáng)調(diào)依照大地構(gòu)造的盆地分類是油氣資源評價的基礎(chǔ)，并深刻影響了我國早期盆地研究。1970—1980年代，隨著板塊構(gòu)造理論的興起，盆地分類研究猶如雨后春筍一般，但由于采用的原則或分辨視角不同，盆地分類及其類型各擇其耳，流傳廣泛而具代表性的有：MAILL[10]以所處的巖石組成將盆地劃分為離散邊緣、會聚邊緣、轉(zhuǎn)換斷層、大陸碰撞、克拉通等5大類；ALLEN等[11]從力學(xué)機(jī)理上區(qū)分盆地，將盆地劃分為拉伸、撓曲、走滑3大類；PERRODON等[12]從油氣系統(tǒng)上分辨盆地，劃分大陸裂谷型、拗陷型、“造山”型3類。MAILL、ALLEN的分類主要從盆地所處構(gòu)造位置或盆地沉降形成的動力學(xué)機(jī)制進(jìn)行區(qū)分，屬于成因分類，而油氣系統(tǒng)分類則試圖建立盆地成因與油氣形成分布的約束關(guān)系。每一種分類在對盆地大類劃分時都有明確的劃分原則，然而在亞類劃分時或存在與其本身遵循的原則不符，或未考慮盆地類型之間的成因聯(lián)系，抑或是只考慮分類的端元類型。1990年代以來，盆地分類大都是在前人或本人研究基礎(chǔ)上的修改補(bǔ)充[13]，同時引導(dǎo)了一批國內(nèi)學(xué)者的研究熱潮，提出諸多的動力學(xué)分類方案[14-15]，但多是在國外學(xué)者分類方案基礎(chǔ)上的修改完善。

復(fù)合的中國大陸和發(fā)育其上的盆地，尤其是前中生代海相盆地，經(jīng)歷了多旋回演化和多期次強(qiáng)烈而不均勻的構(gòu)造改造，致使盆地本身結(jié)構(gòu)較原始面貌大為改觀。國外學(xué)者在研究盆地分類時無一例外地很少探究中國盆地，多數(shù)以“中國型盆地”稱之[16-17]。國內(nèi)一些學(xué)者在對中國盆地類型進(jìn)行厘定時，或直接引用國外盆地分類，或?qū)馀璧胤诸惙桨缸鬟M(jìn)一步修改，提出諸多盆地分類方案。譬如，陸克政等在總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者的分類方案基礎(chǔ)上，基于地球動力學(xué)將盆地劃分為擠壓、拉張、扭動和沉降型盆地[18-19]。劉和甫從動力學(xué)系統(tǒng)將盆地分為裂陷、壓陷和走滑3大類[20]。劉池洋等根據(jù)盆地構(gòu)造動力環(huán)境與沉降成因?qū)⑴璧貏澐?大類44種盆地類型[13]。國內(nèi)關(guān)于盆地的分類至今仍沒有形成相對統(tǒng)一、大家普遍接受的方案，出現(xiàn)這種狀況的原因主要在于中國盆地本身的復(fù)雜性、劃分標(biāo)準(zhǔn)不一、理論研究較為缺欠、整體系統(tǒng)性研究較為薄弱[13]。

1.3 盆地原型的分類與主要類型例舉

前已述及，油氣盆地分類最終就是要建立盆地成因?qū)τ蜌庑纬膳c分布的約束關(guān)系，提供推理未知的基礎(chǔ)。通過中國油氣勘探的實(shí)踐，朱夏先生率先提出按原型機(jī)制分類盆地，并從歷史的、系統(tǒng)的、動態(tài)的思想明確提出了盆地的觀念和定義及其分類原則[3]。所謂盆地原型就是一定巖石層組成在歷史階段地球動力環(huán)境特定構(gòu)造—熱體制下所表現(xiàn)的沉降結(jié)構(gòu)實(shí)體，現(xiàn)今盆地整體是由不同階段、不同世代原型沉降結(jié)構(gòu)實(shí)體的并列迭加組合。原型作為“型”是原本體制運(yùn)行表現(xiàn)為典型結(jié)構(gòu)類型的抽象，它提供了從現(xiàn)今盆地整體解析歷史體制更迭復(fù)原的模板，以便于分析盆地形成的全過程，有利于在盆地體制變化過程中把握油氣形成和分布的變化規(guī)律。

究其本質(zhì)，盆地原型既反映了沉降形成的特定動力機(jī)制(環(huán)境、熱體制)，又體現(xiàn)了其具有時代屬性。因而，盆地原型的識別需要從全球構(gòu)造階段的環(huán)境中去考慮。依據(jù)朱夏先生的分類思想，張渝昌先生以環(huán)境、組成、構(gòu)造—熱體制3種要素為分類原則，并依據(jù)運(yùn)動體制的演化，劃分出離散陸內(nèi)、離散陸緣、會聚陸緣、會聚陸內(nèi)4種序列13種原型[21-23](圖2)。本文僅選幾類勘探實(shí)踐中常用但不同作者所理解、擬表達(dá)的認(rèn)識差異頗大的原型術(shù)語進(jìn)行分析，希望能對今后原型涵義的表述達(dá)成一些共識，以便交流。

圖2 盆地原型分類方案[23]Fig.2 Basin prototype classification

1.3.1 裂谷、拗拉槽、拉張斷陷

裂谷、拗拉槽、拉張斷陷具有現(xiàn)今結(jié)構(gòu)形態(tài)相似的特點(diǎn)，因而在諸多研究文獻(xiàn)中存在術(shù)語混用的現(xiàn)象，然其所表達(dá)的術(shù)語涵義卻又差異較大。術(shù)語表現(xiàn)的內(nèi)涵差異主要體現(xiàn)在沉降動力機(jī)制、沉積實(shí)體、深部熱結(jié)構(gòu)不同(圖3)。

裂谷或稱裂陷，是在穩(wěn)定大陸巖石圈或克拉通上由于區(qū)域性拉張應(yīng)力造成的沉降實(shí)體。裂谷形成于大陸離散的早期，位于陸內(nèi)巖石圈減薄的部位，往往由于物質(zhì)組成變化如巖石圈界面、先存裂谷或深部相變等軟弱帶因幔源物質(zhì)上涌，誘發(fā)淺層地殼在熱隆起引張配合下產(chǎn)生受斷裂邊界控制的沉降，其拉伸量符合巖石層均勻拉伸純剪模型(圖3a)。因此，裂谷沉降的重要特征是熱機(jī)制作用強(qiáng)烈，熱上涌正對裂谷底面，熱梯度與巖石層減薄率有關(guān)，形成多米諾式自由拉伸下切軟流層的構(gòu)造結(jié)構(gòu)。當(dāng)一個裂谷在初始隆起地方出現(xiàn)時，地貌起伏可達(dá)4 km，破裂縱貫巖石圈，深部基性物質(zhì)噴溢，隨地殼進(jìn)一步減薄，直到熱作用振蕩式回復(fù)正常，隆起逐步消失。

圖3 裂谷、拗拉槽、拉張斷陷的形成機(jī)制Fig.3 Formation mechanism of rift valley, depression trough and extensional fault depression

拗拉槽或稱裂陷槽，是因為地幔上涌形成地殼三叉裂谷后發(fā)展為衰萎的一支。它代表了大陸裂解的過程，大陸性火山噴發(fā)活躍，在沉降上則具有更多的海洋性沉積特征。但隨著深部熱散失與遷移，拗拉槽的沉積逐步與臺地內(nèi)的沉降合為一體，形成下部邊界斷裂控制沉降結(jié)構(gòu)與上部拗陷式碟形沉降結(jié)構(gòu)的垂向復(fù)合迭加(圖3b)。因此，拗拉槽實(shí)際是裂谷與臺內(nèi)拗陷兩類原型的迭加組合。在我國中元古代—晚元古代大陸離散期即發(fā)育有拗拉槽，如賀蘭山拗拉槽。最新勘探實(shí)踐表明，元古代時期華北克拉通邊緣發(fā)育多條NE向展布的構(gòu)造沉降帶，其走向分布、沉積結(jié)構(gòu)均與拗拉槽成因模式相吻合。

拉張斷陷，主要是在大陸巖石圈受擠上隆的背景下，地殼因減薄拉張，深部物質(zhì)墊入形成斷陷(圖3c)。這種斷陷因處在會聚環(huán)境陸內(nèi)非均質(zhì)塊體變格排斥的作用下，地幔蠕動上涌，巖石層下壓上張，誘發(fā)地殼脆韌性分層拆離，斷層順傾向重力滑動呈半地塹式沉降，其沉降符合WERNICKE的巖石層非對稱單剪切拉伸模式[24]。拉張斷陷由于會聚邊緣構(gòu)造作用力的變化亦導(dǎo)致地幔蠕動上涌遷移，致使斷陷呈現(xiàn)多期性遷移演化的特點(diǎn)，而其主斷裂往往消失于巖石圈韌性分界面。原型沉降結(jié)構(gòu)常為多個并列的半地塹，各半地塹地溫場的高低程度與斷層拆離面交切地幔的熱上涌位置有關(guān)。晚白堊世以來，中國大陸在印度大陸反旋向亞洲大陸會聚下，開始向東發(fā)生排斥運(yùn)動，形成西擠東斥格局。由此，大陸巖石層地幔開始向東蠕散，并在太平洋斜向俯沖約束下，在東部形成下壓上張的犁式斷陷。

由上，從三元分類原則看，在會聚大陸拆離面上斷陷形成的熱上涌方式與離散大陸裂解形成裂谷的熱上涌方式不同，原型表現(xiàn)出的拉張斷陷，應(yīng)當(dāng)明確有別于裂谷，以便把握油氣形成和分布條件的不同，提供動態(tài)系統(tǒng)預(yù)測評價分析的基礎(chǔ)。

1.3.2 碰撞前淵與擠榨前淵

前陸盆地這一術(shù)語已被國內(nèi)學(xué)者引進(jìn)并廣泛應(yīng)用，多將具有非對稱式撓曲沉降結(jié)構(gòu)的盆地都?xì)w為此類，而忽略了該術(shù)語所代表的內(nèi)在涵義。為更為準(zhǔn)確地表達(dá)形成于會聚碰撞與會聚變格2種環(huán)境，具有類似結(jié)構(gòu)但實(shí)則差異較大的沉降類型，分別以“碰撞前淵”與“擠榨前淵”稱之，以示區(qū)別(表1)。

表1 碰撞前淵、擠榨前淵形成機(jī)制差異對比Table 1 Comparison of formation mechanism of impact and squeeze foregrounds

碰撞前淵是陸緣會聚陸—陸(弧)碰撞階段的沉降實(shí)體，位于陸緣碰撞造山帶前沿，由地殼沖斷楔多期的構(gòu)造載荷形成半撓曲沉降結(jié)構(gòu)，迭加在離散陸緣原型序列之上，也即典型前陸盆地這一術(shù)語所表達(dá)的真實(shí)內(nèi)涵。陸—陸碰撞經(jīng)歷冷卻洋殼俯沖消亡至重新融合為一個大陸巖石層的過程，標(biāo)志陸緣地幔物質(zhì)向洋蠕動阻滯，地球熱對流中斷。碰撞前淵撓曲沉降原型結(jié)構(gòu)的地溫場，在陸緣從低地溫再回復(fù)到正常，陸緣彈性撓曲沉降控制的前緣隆起抬升具有明顯的遷移性。

擠榨前淵則是板塊會聚大陸持續(xù)受擠的環(huán)境下，在陸內(nèi)熱對流中斷效應(yīng)下，深部地幔蠕動下潛引起“陸內(nèi)俯沖”，誘發(fā)大陸內(nèi)古碰撞造山帶復(fù)蘇、古裂谷反轉(zhuǎn)和大陸基底拆離，致使擠榨造山隆起帶沖斷楔前沿陸殼因構(gòu)造載荷而產(chǎn)生撓曲沉降。呈沖斷半撓曲沉降的原型結(jié)構(gòu)的地溫場，在陸內(nèi)從正常梯度經(jīng)髙地溫再恢復(fù)到正常。

顯然，陸內(nèi)變格擠榨前淵原型，雖然在形態(tài)上與碰撞前淵(陸緣前陸盆地)相似，結(jié)構(gòu)同是構(gòu)造載荷下地殼半撓曲沉降的產(chǎn)物。但是，它們所處的構(gòu)造環(huán)境不同，組成物質(zhì)受力形變反應(yīng)不同，熱機(jī)制成因和效應(yīng)不同。因此，應(yīng)當(dāng)從分類上明確區(qū)分開來。

2 原型的演化與油氣

2.1 動態(tài)成藏的研究方法

油氣盆地的分析就是復(fù)雜而動態(tài)的油氣系統(tǒng)分析，需要從原型更迭組合方式中具體地進(jìn)行系統(tǒng)整合才能把握油氣分布。面對復(fù)雜的盆地系統(tǒng)進(jìn)行油氣預(yù)測，應(yīng)遵循理論建?！獙?shí)例校驗—動態(tài)模擬的工作程序進(jìn)行研究，以滿足勘探需求(圖4)。

圖4 盆地動態(tài)成藏研究的工作流程框架Fig.4 Workflow framework of basin dynamic reservoir formation research

理論建模，就是建立盆地原型并列迭加及其地質(zhì)作用控制下的油氣響應(yīng)預(yù)測模式。首先要求在盆地地球動力學(xué)知識的基礎(chǔ)上，分析內(nèi)生與外生動力作用關(guān)系，識別地殼沉降的基本結(jié)構(gòu)及其控制下的沉積體系展布，明確控制沉降的熱體制及其可比擬的對象，建立盆地原型并列迭加的組合模式及其相關(guān)的油氣生儲蓋組合關(guān)系。進(jìn)而，根據(jù)油氣的基本知識，推理分析原型地質(zhì)作用，諸如容積(V)、溫度(T)、壓力(P)因素如何約束油氣響應(yīng)，包括生烴、排烴、運(yùn)移、圈閉，以及油氣聚集與保存的方式，最后建立原型地質(zhì)作用與油氣響應(yīng)模式。

實(shí)例校驗，即在理論建模分析基礎(chǔ)上，通過勘探實(shí)例或物理實(shí)驗、化學(xué)測試實(shí)際結(jié)果進(jìn)行檢驗，反復(fù)驗證類比推理，達(dá)到修正或消除理論模式中的錯誤，最終建立合理的理論模式。累積的大量油氣勘探實(shí)例和地質(zhì)作用與油氣響應(yīng)預(yù)測模式，可為不同原型迭加序列中系統(tǒng)整合分析，提供從實(shí)地少量已知信息優(yōu)化推理未知的知識案例。

動態(tài)模擬，即指運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)開展理論模式約束下的確定性數(shù)理演繹，模擬地質(zhì)作用—油氣響應(yīng)關(guān)系，揭示油氣聚集的位置和數(shù)量，從而考察盆地系統(tǒng)油氣形成和分布的動態(tài)規(guī)律。

面對盆地原型演化序列復(fù)雜的油氣系統(tǒng)整合，朱夏先生就從盆地T(環(huán)境)—S(作用)—M(響應(yīng))的程式，設(shè)想將原型結(jié)構(gòu)看作是在一定環(huán)境下的作用—響應(yīng)系統(tǒng)，并強(qiáng)調(diào)了盆地系統(tǒng)的、動態(tài)的、定量的研究方向[25]。這一思想至今閃爍著智慧的光芒，仍處在世界油氣勘探地質(zhì)理論的前沿，是含油氣盆地“原型控源、迭加控藏”研究思維與評價技術(shù)的指導(dǎo)思想。

2.2 原型控源分析

原型控源分析是理論建模研究的重要內(nèi)容。原型控源是指原型空間(V)邊界范疇內(nèi)生儲蓋等諸要素形成與分布的特征。依據(jù)不同世代原型結(jié)構(gòu)的構(gòu)造—熱體制，可確立不同原型沉降空間內(nèi)沉積充填及其油氣地質(zhì)要素分布規(guī)律。不同構(gòu)造體制、不同類型原型下的烴源巖、儲集巖發(fā)育及組合均有各自的特點(diǎn)。認(rèn)識和總結(jié)這種特點(diǎn)為我們分析油氣形成條件及差異性提供了依據(jù)。

筆者通過對中國含油氣盆地原型演化及熱體制的區(qū)域?qū)Ρ?，結(jié)合對各類盆地的沉積充填物分析，梳理了裂陷、拗陷、前淵、斷陷等4種原型的控“源”及組合，闡明了不同原型盆地?zé)N源巖、儲層、蓋層發(fā)育的差異性及組合特點(diǎn)(表2)。

表2 不同體制下原型及控“源”與組合特征對比Table 2 Comparison of prototype, source control and combination characteristics under different systems

中元古代—早古生代板間構(gòu)造體制的板塊裂離或碰撞形成克拉通內(nèi)裂陷，在裂陷初期快速沉降、裂陷鼎盛期海侵體系域的凝縮層段，發(fā)育以硅質(zhì)、鈣質(zhì)泥巖為主的烴源巖，且深水環(huán)境具有有機(jī)質(zhì)保存的有利條件。如綿陽—長寧震旦紀(jì)—早寒武世裂陷階段，裂陷初期發(fā)育了燈三段烴源巖，早寒武世早期裂陷強(qiáng)盛期發(fā)育了麥地坪組斜坡—盆地相(厚度100～200 m)和筇竹寺組深水陸棚相泥質(zhì)烴源巖(厚度400～800 m)；同期在裂陷兩側(cè)構(gòu)造高部位發(fā)育燈影組臺地邊緣礁灘高能相帶，利于儲層發(fā)育，這種疊置或側(cè)接構(gòu)成了良好的生儲組合(圖5)。

圖5 裂陷和離散陸緣的原型控源模式Fig.5 Prototype source control model of rifting and discrete continental margin

早古生代陸緣體制下的拗陷，包括陸緣拗陷與臺內(nèi)拗陷，前者主要發(fā)育于被動大陸邊緣(如四川盆地周緣筇竹寺組沉積期)，成烴生物受控于上升洋流，盆地—深水陸棚相滯留沉積環(huán)境則有利于有機(jī)質(zhì)保存，海侵體系域凝縮層橫向上呈帶狀—連片分布，巖性以含硅質(zhì)泥巖為主，鈣質(zhì)與泥質(zhì)次之。早寒武世末—中寒武世，伴隨巖相古地理的變遷和沉降—沉積中心遷移，從早期的離散陸緣拗陷逐步演變?yōu)榕_內(nèi)拗陷，在龍王廟組發(fā)育高能淺灘，有利于儲層的發(fā)育；晚寒武世隨著海平面下降，發(fā)育局限臺地—潮坪相含膏巖系，構(gòu)成良好的蓋層，并最終形成了川中地區(qū)寒武系生儲蓋組合。鄂爾多斯盆地的馬家溝組烴源巖形成與分布則主要受局限封閉高鹽/堿性環(huán)境控制，這種環(huán)境下生物種群單一，浮游生物生產(chǎn)力高，高鹽缺氧環(huán)境，水體分層，有利于有機(jī)質(zhì)保存；旋回性海進(jìn)海退構(gòu)成白云質(zhì)泥頁巖與膏鹽巖在縱向上疊置分布，烴源巖類型以鈣質(zhì)泥巖為主。鹽盆封閉或半封閉的水環(huán)境為有機(jī)質(zhì)堆積、保存提供了有利條件。

晚古生代過渡體制的克拉通內(nèi)裂陷(如川東北梁平—開江)，在裂陷深水陸棚區(qū)是烴源巖發(fā)育的有利相區(qū)，在裂陷—臺緣肩部是礁灘相發(fā)育的有利區(qū)，兩者形成良好的生—儲組合。而在臺內(nèi)拗陷區(qū)，如四川盆地晚二疊世，龍?zhí)督M沉積相為濱岸—沼澤—潮坪—半深水—深水陸棚，發(fā)育了含煤泥頁巖、暗色泥頁巖、含硅質(zhì)泥頁巖等多種巖性的烴源巖，與濱岸相—沼澤相中的砂體，碳酸鹽巖臺地中的各種生屑灘、臺緣或臺內(nèi)灘疊置或側(cè)接構(gòu)成不同于裂陷區(qū)的生—儲組合。早中三疊世隨著大規(guī)模的海退，在四川盆地內(nèi)形成廣泛分布的局限臺地—蒸發(fā)臺地相的含膏層系，構(gòu)成上古生界成藏組合的區(qū)域蓋層。這種克拉通內(nèi)裂陷和臺內(nèi)拗陷的并列形成了四川盆地最重要的成藏組合。

中新生代陸內(nèi)體制下的前淵，主要為發(fā)育陸相湖泊、三角洲、河流沉積體系，半深湖—深湖相富有機(jī)質(zhì)暗色泥巖與三角洲和河流體系中的砂體平面上側(cè)接構(gòu)成生儲組合，湖平面頻繁升降導(dǎo)致高位體系域和湖侵體系域的更迭，使得縱向上形成多套生儲蓋組合，以川西、塔北庫車坳陷為代表。

陸內(nèi)體制下的斷陷盆地生儲蓋的發(fā)育及組合受控于斷陷結(jié)構(gòu)及演化。對于箕狀斷陷，整個斷陷幾乎為斜坡所占據(jù)，烴源巖一般發(fā)育于靠近邊界正斷層一側(cè)倒三角形底角的深湖相區(qū)，巖性以暗色泥巖為主，而儲層(砂體)主要發(fā)育在斜坡一側(cè)濱淺湖、三角洲、河流相環(huán)境中，在控盆正斷層陡坡一側(cè)也發(fā)育有扇三角洲體系的砂體。斷—拗轉(zhuǎn)換期則有利于區(qū)域泥巖蓋層的發(fā)育。

2.3 迭加控藏分析

迭加控藏，是指原型在歷史演化中發(fā)生更迭引起地質(zhì)作用變化，最終其組合的盆地必然關(guān)聯(lián)著地質(zhì)作用(PVT)與油氣響應(yīng)的聯(lián)動關(guān)系。原型更迭形成統(tǒng)一盆地實(shí)體過程中，由于盆地結(jié)構(gòu)、構(gòu)造體制發(fā)生改變，導(dǎo)致油氣生成條件的變化和成藏要素重新組合，而最終影響到油氣藏的分布。

從我國東部(中)新生代斷陷盆地油氣發(fā)現(xiàn)看，比如松遼、渤海灣盆地，此類原型盆地均具有雙層結(jié)構(gòu)，即早期斷陷和晚期拗陷，盆地往往具有高熱流和高地溫梯度，沉積范圍小但厚度大，沉降和沉積速率快，生油巖巨厚，短期內(nèi)快速成熟，油氣資源豐富。而在我國中西部中(新)生代—古生代疊合盆地中，比如塔里木、鄂爾多斯、四川盆地，中生代前淵疊覆在古生代地臺原型盆地之上，這類盆地發(fā)育多套烴源巖層系，往往具有中—低的熱流和地溫梯度，烴源巖生烴早、持續(xù)時間長，具有多期生烴多期成藏的特點(diǎn)，油氣資源非常豐富，但分布和富集規(guī)律遠(yuǎn)較前一類盆地復(fù)雜。這2類盆地基本上代表了我國油氣盆地“風(fēng)格”。表3概括了這2類盆地迭加改造作用及油氣響應(yīng)。

表3 兩類典型盆地迭加與油氣響應(yīng)Table 3 Superposition and hydrocarbon response of two typical basins

對于東部(中)新生代斷陷盆地，比如渤海灣盆地，始新世和漸新世繼承性斷陷湖盆奠定了油氣生、儲要素，新近紀(jì)拗陷區(qū)域性的地層覆蓋，提供了烴源巖生烴、油氣運(yùn)移的溫壓條件，同時構(gòu)成了有效的蓋層，斷—拗轉(zhuǎn)換期的擠壓導(dǎo)致了圈閉的形成。這樣的原型和迭加配置成就了濟(jì)陽坳陷為代表的富油坳陷。但對于冀中廊固凹陷，早期斷陷盆地繼承性差，上迭拗陷層厚度也小，致使烴源巖未能大量生油，且保存條件也差，油氣規(guī)模較小。因此，原型的發(fā)育程度和雙層結(jié)構(gòu)的配置好壞直接影響了油氣生成和富集程度。

對于以四川盆地為代表的中(新)生代—古生代疊合盆地，原型的期次多、迭加改造方式復(fù)雜，對這類盆地油氣成藏過程的分析及分布預(yù)測更需在“原型控源、迭加控藏”原則下進(jìn)行。對于下伏的古生代盆地，烴源巖演化具有“形式轉(zhuǎn)換、位置遷移”的特點(diǎn)，經(jīng)歷長期演化后，現(xiàn)今多已達(dá)到過成熟階段(特別是下古生界烴源巖)，已不具有供烴能力，早期形成的古氣藏構(gòu)成晚期成藏的有效烴源；碳酸鹽巖儲層，經(jīng)歷了復(fù)雜成巖作用(包括巖溶、白云巖化、構(gòu)造裂縫)改造后，有效儲層的展布需根據(jù)成儲主控因素的分析而綜合預(yù)測；不同時期的古構(gòu)造(古隆起、古斜坡)控制了不同階段的油氣運(yùn)聚，輸導(dǎo)系統(tǒng)類別決定了源—圈—儲的配置。所以，只有把成藏過程的分析和現(xiàn)今成藏要素在時間和空間上進(jìn)行關(guān)聯(lián)，才能對油氣藏進(jìn)行定位。

3 評價預(yù)測方法建立

3.1 “3342”分析方法

盆地分析的目的最終要為尋找油氣目標(biāo)和勘探實(shí)踐服務(wù)。以3T-4S-4M盆地分析思想為指導(dǎo)，以“原型控源、迭加控藏”為研究思路，提出了針對盆地研究的分析流程和“3個控制、3個演化、4個有效、2個中心”的研究方法(圖6)。

圖6 “原型控源、迭加控藏”下的“3342”分析方法Fig.6 “3342” analysis method under “prototype controlled sources and superposition controlled accumulation”

3.1.1 三個控制

前文對“原型控源”的內(nèi)涵進(jìn)行了闡述，盆地在形成發(fā)育過程中，伴隨著沉積實(shí)體的充填，這種沉積實(shí)體的性質(zhì)、組成和形態(tài)本身受到原型形成的控制。具體表現(xiàn)為：(1)區(qū)域大地構(gòu)造背景控制了盆地的形成及其原型特征，如不同構(gòu)造體制下裂谷、斷陷、拗陷的形成；(2)原型盆地對沉積實(shí)體的控制作用，不同的原型結(jié)構(gòu)具有不同的沉積體系組成特征；(3)沉積體系包含了組成烴源巖、儲集巖、蓋層等成藏關(guān)鍵要素的物質(zhì)，也即控制了油氣成藏的物質(zhì)基礎(chǔ)、組成特征及其類型和特性，如表2中不同原型下“控源”的巖性及組合特征，這是開展油氣成藏研究的基礎(chǔ)和前提。通過對這3個控制的研究，來落實(shí)油氣勘探目標(biāo)的生、儲、蓋特征及其組合方式。

3.1.2 三個演化

盆地及其沉積充填實(shí)體在形成以后，因地球動力學(xué)體制的變化，會隨之發(fā)生烴源巖的熱演化、儲蓋層的演化、運(yùn)聚成藏的演化。這個變化和演化是連續(xù)性的。除了會被后期新的原型取代而迭置形成原型迭加關(guān)系外，其自身也會隨著動力學(xué)條件的變化而發(fā)生或沉降或隆升等運(yùn)動和變化。特別是這種迭加不僅是沉積的上疊，更重要的則是運(yùn)動的迭加[22]。這種運(yùn)動體制的變化導(dǎo)致盆地的地質(zhì)作用特征相應(yīng)發(fā)生一系列的變化，在本質(zhì)上就是在構(gòu)造—熱體制制約下，對沉積實(shí)體所處環(huán)境的PVT(壓力、體積、溫度)特征的控制。這種控制作用到生、儲、蓋等沉積物質(zhì)產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)變化，包括烴源巖的熱演化、儲—蓋層的成巖演化等。烴源巖中有機(jī)質(zhì)的組構(gòu)、化學(xué)組成及生成的產(chǎn)物會發(fā)生相應(yīng)的變化，其演化是一個逐漸變化的連續(xù)過程并具有明顯的階段性，在不同的演化階段，有機(jī)質(zhì)生烴演化具有不同的演化模式，生成石油、天然氣等階段性的烴類物質(zhì)，張厚福等[26]對它們在有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中的作用機(jī)理進(jìn)行了比較系統(tǒng)的概括。同時，盆地沉積物在構(gòu)造—熱體制的作用下，受壓力、溫度的影響，由松散的沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖，伴隨其中的有多種成巖作用類型，包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、重結(jié)晶作用和新礦物的生長等，其成巖作用一般也可劃分為4個階段：同生階段、成巖階段、后生階段和表生成巖階段等。這種成巖演化決定了各類沉積巖最終的巖石物理性質(zhì)特別是滲流特性。在所處的應(yīng)力場的作用下，這種演化形成的油氣物質(zhì)，會沿著可能的滲流通道，由高勢區(qū)向低勢區(qū)發(fā)生運(yùn)移、聚集或散失等變化，可能遇圈閉成藏，也可能運(yùn)移至地表散失。對非常規(guī)頁巖油氣而言，更多的則是生、儲、聚一體化，若保存條件有利則原地成藏；和常規(guī)油氣相比其較大的差異就是運(yùn)聚方式的差異，而油氣成藏的本質(zhì)則是一樣的。因此，這3個演化的動態(tài)變化過程是運(yùn)動體制下油氣響應(yīng)的主要研究內(nèi)容。

3.1.3 四個有效

構(gòu)造—熱體制對這種油氣響應(yīng)的控制而產(chǎn)生的結(jié)果，表現(xiàn)在4個方面，即：烴源巖的有效性、儲層的有效性、保存條件的有效性以及它們形成的成藏組合的有效性，這種有效性決定了原生的生、儲、蓋及其組合是否最終成為有效的成藏組合。在烴源巖生烴演化初期，成熟度低時(Ro<0.7%)不能生成足夠量的烴類物質(zhì)，難以供烴到儲層成藏；而當(dāng)Ro過大時(Ro>2.0%)，烴源巖處于過成熟階段，生烴作用逐漸衰竭，烴源巖難以繼續(xù)有效供烴。烴源巖這種生烴的階段性和模式在盆地構(gòu)造演化過程中決定了什么時間、什么環(huán)境下能夠?qū)Τ刹亟M合有效供烴，而生成的量的多少和運(yùn)聚的特征可以通過埋藏史、熱史、生烴史、運(yùn)聚史的模擬和資源評價計算得到。不同的成巖作用階段、類型對儲集巖、蓋層起到不同的改造作用，有建設(shè)性改造作用和破壞性改造作用，其結(jié)果是形成好的儲層或差的儲層及非儲層、蓋層等。對有利儲集巖體的預(yù)測以及對其在構(gòu)造—熱體制作用下成巖作用的研究，是評價確定是否是有效儲層的主要研究內(nèi)容，是對有效儲層進(jìn)行預(yù)測的關(guān)鍵。基于對盆地“四史”研究的同時，結(jié)合成巖作用的分析，可以開展孔隙度演化史的研究，深化對儲、蓋層特征和有效性的認(rèn)識，是確定有效的生儲蓋組合、評價和預(yù)測有利油氣聚集區(qū)的重要內(nèi)容。

3.1.4 二個中心

基于烴源巖演化及有效性的研究，結(jié)合應(yīng)用TSM盆地模擬資源評價系統(tǒng)，可以開展資源量及其在成藏體系中分布的研究，這是成藏體系中油氣物質(zhì)的來源和存在的關(guān)鍵。生成的油氣物質(zhì)的存在狀態(tài)直接受到成藏體系中各成藏要素的影響，特別是貫穿油氣成藏過程中盆地的構(gòu)造運(yùn)動，動態(tài)地影響著油氣的存在狀態(tài)和運(yùn)移路徑、聚集位置，并決定著油氣藏的最終存在狀態(tài)，這也是勘探的目標(biāo)所在。因此，無論對常規(guī)油氣藏和非常規(guī)油氣藏而言，烴源和后期改造是確定油氣藏(田)目標(biāo)的中心，也是在“迭加控藏”研究中“4個有效”研究基礎(chǔ)上，確定油氣富集區(qū)帶和目標(biāo)的關(guān)鍵研究內(nèi)容。

3.2 TSM盆地模擬方法

TSM盆地模擬就是在實(shí)際盆地構(gòu)造環(huán)境演化(T)分析類比建立不同世代原型的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代信息技術(shù)對原型地質(zhì)作用(S)和油氣物質(zhì)響應(yīng)(M)之間可能的各種組合關(guān)系方案進(jìn)行確定性數(shù)值模擬實(shí)驗，進(jìn)而研究原型并列迭加演化、盆地系統(tǒng)整合和油氣動態(tài)成藏的模擬方法，最終確定盆地油氣資源的量和分布位置[27]。這是經(jīng)過探索實(shí)踐，逐步形成了具有原創(chuàng)特色的方法，稱之為“TSM

盆地模擬方法”[28-31]。

3.2.1 思路

根據(jù)朱夏先生提出的3T-4S-4M盆地系統(tǒng)評價的思路(圖1，圖4)，把盆地油氣評價方法的系統(tǒng)性和動態(tài)性融匯在一起，形成了盆地定量模擬評價方法的指導(dǎo)思想，按照盆地理論建?！獙?shí)例校驗—動態(tài)模擬的程序著手實(shí)施。盆地模擬要求在盆地原型地質(zhì)建模的基礎(chǔ)上，通過模擬來洞察原型并列迭加效果，檢驗概念、揭示過程、預(yù)測未知，以期在勘探進(jìn)程中從盆地整體上進(jìn)行分級評價，預(yù)測油氣的所在位置和數(shù)量，提高勘探命中率。

3.2.2 流程

TSM 盆地模擬是在地質(zhì)研究人員對盆地進(jìn)行原型分析后，根據(jù)盆地的原型迭加序列，選擇合適的地質(zhì)模型來完成模擬計算。不同的原型用不同的地質(zhì)模型來完成模擬計算，而且埋藏史、熱史、生烴史、運(yùn)聚史等模擬過程中，每個模擬過程都要選擇與原型相適應(yīng)的計算模塊來執(zhí)行。盆地模擬為了反映盆地的地質(zhì)演化過程，計算的模型必須適應(yīng)這種不同原型并列迭加的作用。根據(jù)盆地原型分析的結(jié)果，針對各演化史分別選擇模擬計算的方法，組成一個完整的模擬流程。

3.2.3 模型庫

TSM 盆地模擬涉及廣泛的地質(zhì)模型，從盆地沉降與沉積—構(gòu)造作用到油氣生成和油氣成藏及其這些模型之間的關(guān)系。實(shí)現(xiàn)這一龐大的、復(fù)雜的油氣盆地模擬，需要一個代表各類盆地原型并按照埋藏史、熱史、生烴史和運(yùn)聚史建立的一套TSM 盆地模擬資源評價系統(tǒng)模型庫(圖7)。隨著油氣盆地模擬研究工作的不斷深化，不斷地充實(shí)、更新庫中的模型。

圖7 TSM盆地模擬資源評價系統(tǒng)模型庫Fig.7 Model base of TSM basin simulation and resource evaluation system

3.2.4 特點(diǎn)

該系統(tǒng)具有明顯的特點(diǎn)，主要包括：TSM盆地模擬技術(shù)強(qiáng)調(diào)了原型地質(zhì)作用約束下的油氣預(yù)測模擬，強(qiáng)調(diào)盆地原型并列迭加分析，恢復(fù)盆地演化過程，據(jù)此確定盆地模擬流程；模擬采取了確定性的數(shù)值模擬方法；TSM盆地模擬是盆地系統(tǒng)整合的有效方法；實(shí)現(xiàn)含油氣盆地資源的分級評價，適用于不同勘探程度的盆地；在地質(zhì)作用模擬的控制下，開展油氣響應(yīng)的動態(tài)模擬，達(dá)到定量模擬盆地資源及分布、定量評價有利區(qū)帶以及預(yù)測目標(biāo)的目的。該系統(tǒng)的研究思路和功能特色能更有效地滿足我國多旋回疊合盆地模擬和資源評價工作的需要。

基于TSM盆地模擬方法在以往研究的基礎(chǔ)上，研發(fā)形成了TSM盆地模擬資源評價系統(tǒng)(v2.0)。軟件分為一維單井模擬、二維剖面模擬、三維模擬、資源評價，以及一個“系統(tǒng)管理”模塊和幫助模塊，系統(tǒng)管理負(fù)責(zé)處理一些參數(shù)管理和軟件系統(tǒng)相關(guān)的管理工作。單井模擬可以對研究區(qū)進(jìn)行快速的模擬評價，起到初步認(rèn)識規(guī)律和指導(dǎo)部署的作用。剖面模擬可以對研究區(qū)進(jìn)行快速的二維模擬評價，起到對成盆、成烴、成藏規(guī)律的初步認(rèn)識和指導(dǎo)部署的作用。三維模擬是針對三維數(shù)據(jù)體的埋藏史、熱史、生烴史、運(yùn)聚史模擬。三維模擬可以對研究區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)模擬，深化對成盆、成烴、成藏規(guī)律的認(rèn)識和有利區(qū)帶的評價，從而指導(dǎo)部署。資源評價模塊在三維模擬的基礎(chǔ)上對研究區(qū)開展油氣資源評價。

3.3 “TSM盆地系統(tǒng)模擬方法”應(yīng)用簡述

TSM盆地模擬資源評價系統(tǒng)本著邊研發(fā)邊應(yīng)用的原則，不斷在實(shí)踐應(yīng)用中得到發(fā)展和完善，在我國不同類型、不同勘探程度盆地都得到較廣泛的應(yīng)用，在戰(zhàn)略準(zhǔn)備領(lǐng)域、風(fēng)險突破領(lǐng)域評價優(yōu)選和勘探部署中發(fā)揮了重要作用。本文以海相疊合盆地、陸相拉張斷陷盆地以及非常規(guī)領(lǐng)域的資源評價為例做簡要論述。

3.3.1 海相疊合盆地——四川盆地TSM盆地模擬及勘探方向優(yōu)選

四川盆地從晚震旦世到現(xiàn)今經(jīng)歷了晚震旦世—中奧陶世的離散陸緣拗陷+克拉通內(nèi)拗陷、晚奧陶世—中二疊世克拉通內(nèi)拗陷與碰撞前淵、晚二疊世—中三疊世的克拉通內(nèi)裂陷與拗陷、晚三疊世—晚白堊世的擠榨前淵、古近紀(jì)—第四紀(jì)的盆地萎縮與隆升改造等演化階段，不同時期的原型并列迭加形成了盆地差異演化特征。盆地及鄰區(qū)海相建造發(fā)育下寒武統(tǒng)筇竹寺組、上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組下部、上二疊統(tǒng)吳家坪組/龍?zhí)督M3套優(yōu)質(zhì)泥質(zhì)烴源巖和中二疊統(tǒng)棲霞組—茅口組一套中等豐度碳酸鹽巖烴源巖；陸相建造發(fā)育上三疊統(tǒng)須一、三、五段和下侏羅統(tǒng)自流井組、中侏羅統(tǒng)千佛崖組多套烴源巖。不同時期的盆地原型直接控制了烴源巖的展布及品質(zhì)。以中二疊統(tǒng)茅口組為例，烴源巖發(fā)育與分布受陸緣(內(nèi))裂陷控制，優(yōu)質(zhì)烴源巖主要分布在臺內(nèi)拗陷和陸內(nèi)裂陷內(nèi)。

基于“原型控源、迭加控藏”的思路，在TSM盆地模擬整體框架約束下，分區(qū)開展盆地原型演化序列研究，建立不同地區(qū)模擬流程。以川東南地區(qū)原型演化為例，川東南地區(qū)從早寒武世至今經(jīng)歷了離散陸緣拗陷—克拉通內(nèi)拗陷—碰撞前淵—克拉通內(nèi)拗陷—擠榨前淵等演化階段，構(gòu)造演化復(fù)雜，在模擬過程中依據(jù)不同世代原型演化特征，分區(qū)域建立相應(yīng)的熱演化模型，形成盆地的差異演化(圖8)。不同時期的盆地演化及原型疊加控制了油氣成藏地質(zhì)條件，直接決定了有利油氣運(yùn)聚位置及資源規(guī)模。在此基礎(chǔ)上，開展四川盆地TSM盆地模擬及資源量計算。在完成盆地埋藏史—熱史—成熟度史—生烴史模擬后，綜合考慮烴源巖層在關(guān)鍵地質(zhì)時期的烴源灶展布、古構(gòu)造圖、流體運(yùn)移趨勢與運(yùn)聚單元劃分，開展油氣排烴及運(yùn)聚模擬。模擬結(jié)果顯示，中二疊統(tǒng)烴源巖主排烴期為早燕山期。早燕山末期的上三疊統(tǒng)頂部古構(gòu)造形態(tài)，進(jìn)一步控制了油氣運(yùn)聚優(yōu)勢方向。從油氣運(yùn)聚結(jié)果看，該時期川中及川西南地區(qū)是早期油氣藏形成的主要地區(qū)。

圖8 川東南地區(qū)寒武紀(jì)以來盆地原型演化序列Fig.8 Basin prototype evolution sequence since Cambrian in southeastern Sichuan Basin

3.3.2 拉張斷陷盆地——南襄盆地泌陽凹陷TSM盆地模擬及有利勘探方向

泌陽凹陷新生代以來經(jīng)歷了2個原型演化階段，古近紀(jì)漸新世期間發(fā)育拉張斷陷，形成斷陷層核桃園組近千米主力優(yōu)質(zhì)烴源巖層，至新近紀(jì)轉(zhuǎn)換為拗陷。據(jù)此盆地原型演化序列，建立了泌陽凹陷盆地模擬流程，針對不同時期演化，采用拉張斷陷、拗陷模型開展模擬。

模擬表明，核桃園組烴源巖主體在漸新世末進(jìn)入生油高峰期，中新世末達(dá)到高成熟，最大生油層位核三3，主要生油期為持續(xù)沉降階段。利用源—儲壓差特征進(jìn)一步模擬了斷陷層排烴特征，其中以核三4烴源巖的排油量最大。在排烴史模擬基礎(chǔ)上，開展斷陷層油氣運(yùn)移模擬，結(jié)合關(guān)鍵排烴期古構(gòu)造形態(tài)，將泌陽凹陷劃分為4個主要油氣聚集區(qū)帶，其中雙河—趙凹地區(qū)石油資源潛力最大。

3.3.3 非常規(guī)——川東南五峰組—龍馬溪組頁巖氣TSM盆地模擬及有利勘探方向

川東南地區(qū)從早寒武世至現(xiàn)今經(jīng)歷了多個盆地原型演化階段(圖8)，構(gòu)造演化復(fù)雜，造成五峰組—龍馬溪組泥頁巖地質(zhì)演化差異大，泥頁巖分布非均質(zhì)性強(qiáng)，保存條件差異大。采用常規(guī)方法(體積法、類比法、測井?dāng)M合法等)預(yù)測頁巖氣資源量效果不理想，頁巖氣資源的空間展布特征預(yù)測缺乏有效的邊界條件約束，因而制約了頁巖氣目標(biāo)優(yōu)選和勘探開發(fā)部署。

針對頁巖氣資評和選區(qū)中的這些問題，確定了在TSM盆地模擬整體框架約束下，地質(zhì)—實(shí)驗—測井相結(jié)合的頁巖氣資源評價方法。在完成盆地埋藏史—熱史—生排烴史模擬后，可獲得源內(nèi)生成天然氣(理論最大滯留氣)量及分布。一部分源內(nèi)生成氣排出烴源巖體系外，形成常規(guī)氣的一部分或散失掉；另外一部分仍保留在泥頁巖層系內(nèi)，形成頁巖氣。經(jīng)歷一系列地質(zhì)演化后仍殘留在泥頁巖層系的天然氣占源內(nèi)生氣量的比值即為頁巖氣“存滯系數(shù)”，該系數(shù)是盆地模擬法計算頁巖氣資源量中關(guān)鍵參數(shù)之一。對于已有較多頁巖氣專探井的地區(qū)，可以在單井理論最大滯留氣量精細(xì)模擬計算的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)測含氣量反推頁巖氣“存滯系數(shù)”。通過對涪陵、丁山、彭水典型頁巖氣井開展解剖和應(yīng)用，得到頁巖氣“存滯系數(shù)”。涪陵地區(qū)JY1井五峰組—龍馬溪組頁巖氣“存滯系數(shù)”為32.44%，丁山地區(qū)DY1井為23.26%，彭水地區(qū)PY1井為15.97%，表明不同地區(qū)頁巖氣“存滯系數(shù)”存在較大差異。

采用上述方法，結(jié)合川東南不同地區(qū)8口典型頁巖氣井215項實(shí)測含氣量數(shù)據(jù)，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新算法的應(yīng)用和研究區(qū)關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)評價，獲得了川東南五峰組—龍馬溪組頁巖氣資源量及其分布情況。結(jié)合甜點(diǎn)區(qū)預(yù)測，確定了頁巖氣勘探的有利方向。

4 主要結(jié)論

(1)盆地分類的目的是獲取盆地形成演化對油氣成藏控制的規(guī)律性認(rèn)識，從而可推理預(yù)測油氣分布。按原型機(jī)制分類是朱夏先生的見解，反映了盆地沉降的動力背景與構(gòu)造—熱體制變化對油氣行為的約束。盆地原型是一定巖石層組成在歷史階段地球動力環(huán)境特定構(gòu)造—熱體制所表現(xiàn)的沉降結(jié)構(gòu)實(shí)體，現(xiàn)今盆地是由不同階段、不同世代原型沉降結(jié)構(gòu)實(shí)體的并列迭加組合。盆地原型分類提供了從現(xiàn)今盆地解析歷史體制更迭復(fù)原的路徑，以便于分析盆地形成的全過程，有利于在盆地體制變化過程中把握油氣形成和分布的變化規(guī)律。

(2)“原型控源、迭加控藏”是在傳承朱夏先生提出的3T-4S-4M盆地分析程式基礎(chǔ)上的創(chuàng)新實(shí)踐，既是一種針對復(fù)雜盆地油氣系統(tǒng)動態(tài)分析的思維方式，也是提供盆地油氣資源定量分布預(yù)測的有效方法。原型控源即依據(jù)不同世代原型結(jié)構(gòu)的構(gòu)造熱體制，確立原型空間邊界范疇內(nèi)生儲蓋等諸要素形成與分布的規(guī)律。迭加控藏即指原型在歷史演化中發(fā)生更迭過程會引起地質(zhì)作用變化，最終其組合的盆地必然關(guān)聯(lián)著地質(zhì)作用與油氣響應(yīng)的聯(lián)動關(guān)系。

(3)基于“原型控源、迭加控藏”研究思路下的“3342”分析方法，是進(jìn)行盆地油氣成藏系統(tǒng)分析和確定勘探方向、目標(biāo)的有效途徑，適合針對我國多旋回、多成因迭加改造盆地的評價研究。

(4)TSM盆地模擬資源評價系統(tǒng)能適用不同勘探階段、不同盆地原型及其組合的盆地模擬和資源評價的需要，達(dá)到定量模擬盆地資源及分布、定量評價有利區(qū)帶以及預(yù)測目標(biāo)的目的；能有效地滿足我國多旋回、多期改造疊合盆地勘探評價部署的需要。

致謝：本文研究過程中得到了中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所盆地研究中心的大力支持，并得到了教授級高工張渝昌先生生前的指導(dǎo)和幫助，在此向廣大支持盆地分析研究的學(xué)者專家一并表示感謝！