Question

含油气系统概念

Answer 1

4.1.1 含油气系统经典概念

“Petroleum system”，是国外近期出现的新概念和新的研究热点，我国学者译作“含油气系统”或“石油系统”、“石油体系”。我们采用“含油气系统”这一术语。

最早将系统论引入石油地质领域的是W.G.Dow（1972）。但“Petroleum system”则是A.Permdon最先于1980年提出的。此后，地质学家开始将含油气系统概念引入研究之中，有时赋予其新的名称，如Meissner等（1984）之烃类机器（hydrocarbon machine）和Ulmishek（1986）之独立含油气系统（independent petroleum system）。在含油气系统概念的形成与发展中，L.B.Magoon起了重要作用。他（1988、1989）认为：含油气系统是指油气生成和聚集的物理—化学动态系统。它在地质空间和时间范围内起作用。它包括了形成油气藏所必需的一切地质要素（如源岩成熟、排烃、二次运移、聚集及保存）及形成这些要素的地质事件，并要求这些要素在时间上要相互匹配。在1992年，L.B.Magoon进一步指出：含油气系统包含成熟的烃源岩及所有已生成的油气藏，并且包括一个油气田赋存所必不可少的一切地质要素及作用。他说：油气一词包括下列高度集中的任何物质：发现于常规储集层、天然气水合物、致密储集层、裂缝性页岩和煤层中的热成因及生物成因的天然气；储集在硅质碎屑岩、碳酸盐岩中的凝析油、原油、重油及固态沥青。系统一词则说明引起油气藏形成的功能单元及相互依存的各地质要素和作用。这些要素包括油气源岩、储集岩、盖层及上覆岩层。而地质作用则包括圈闭的形成及烃类的形成、运移和聚集。这些基本要素和作用必须处于适当的时间和空间位置，以便使源岩中所含的有机质能够转化形成油气田。含油气系统分布于这些要素和作用都存在或可能存在的地区。

4.1.2 含油气系统概念的新发展

4.1.2.1 美国地调局提出总含油气系统的概念

美国地调局在“2000年世界油气评价”中，首次运用总含油气系统（total petroleum system）和评价单元（assessment unit）等概念和方法对全球（不包括美国）今后30年内有望成为新增储量的未发现油气资源进行了评价。这里的总含油气系统实质上是在含油气系统概念基础上演化而来的。在含油气系统概念中，只包含已发现的烃类，因此该概念需要进一步补充未发现油气的含义。为此Magoon（1995）杜撰了“补充勘探层”（complementary plays）和“补充勘探目标”（complementary prospects）两个术语。现在提出的总含油气系统（TPS）就相当于Magoon和Dow（1994）提出的含油气系统加上该系统补充勘探目标中的所有未发现油气田（Magoon，1995；Magoon和Beaumont，1999）。因此，从定义上讲，总含油气系统是基本要素（源岩、储集岩、封盖层岩石和上覆岩层），基本作用（油气生成、运移、聚集和圈闭形成）以及所有有成因联系的油气（包括已发现和未发现的、具有同一有效源岩的油气苗、油气显示和油气藏）的总和。总含油气系统是岩石圈中天然存在的烃类流体系统，可以用图件标绘，具备形成油气藏的必需要素和作用。总含油气系统的概念意味着肯定存在连接源岩区和油气藏的运移通道，但它们可以现在存在，也可以过去存在。

4.1.2.2 我国学者提出复合含油气系统的概念

国内外许多盆地形成发展时间较长，不同时期盆地原型不同，故发育多套生油岩和多套储盖组合，其间油气藏往往具有多个烃源。如塔里木盆地就是一个多种原型叠置的改造型盆地，存在着多层烃源岩、多生烃中心，油气藏大多具多源性。西达里亚即为其中之一，油气源很明显来自满加尔坳陷的寒武系—下奥陶统碳酸盐岩生油岩和当地的三叠系暗色泥岩生油岩。另外，由于盆地演化的影响，有些盆地还存在生油岩多次生烃，从而形成各期独立的生、排、运、聚过程。所有这些因素导致所形成的含油气系统并非Magoon等（1994）给出的典型概念的含义，针对此类含油气系统，我国学者（赵文智，何登发，1996、1997）提出了复合含油气系统的概念。所谓复合含油气系统，其基本含义是指多套有效烃源岩在一个或数个负向单元内集中发育，并在随后发展中出现多期生烃和成藏，并有不同源油气在某些区带上的“混聚共生”。由生烃灶决定的各含油气系统既有独立性，又有窜通性（赵文智等，2001）。有些复合含油气系统可以理解为数个简单含油气系统（即典型含油气系统）在空间上相互重叠、交合而成的，它们可能共享某些地质要素，也可能受到某些因素的共同控制。但有些复合含油气系统则不可能简单地划分出多个简单含油气系统，如当其包含有多源多期形成的油气藏时，证明多个简单含油气系统已在时间和空间上构成了复杂的关系，不能简单划分开。复合含油气系统不仅在我国大量存在，在国外许多盆地，如阿根廷的Nenquen盆地、德国的Lower Saxong盆地、哥伦比亚的Magadena谷区等也存在复合含油气系统。