盆地热历史分析
常见的四种找油理论-胡见义
常见的四种找油理论：1．沉积盆地找油论2．有效生油区控制油气田分布论3．含油气系统理论4．圈闭带控制油气聚集论一、沉积盆地找油论（一）盆地、沉积盆地、含油气盆地盆地：地球上周围被高地包围的低地，或者说岩石圈表面三维空间的凹地，充满水和空气。
地质意义上的盆地：指岩石圈表面三度空间上的凹地，其内部充填有沉积物，而且要具有时间的概念，即四维。
也就是指沉积盆地。
沉积盆地：在地质历史某一阶段形成的被水域占据的一个断陷或坳陷地带，它以负向运动占绝对优势，同时接受了足够厚的沉积物充填，形成了中间沉积厚度大，向边缘逐渐减薄的沉积体。
含油气盆地指已经发现油气田（藏）或已有油气显示的沉积盆地，以及具备油气生运聚条件的沉积盆地。
故必须具备三个条件：1．首先必须是沉积盆地；2．在漫长的地质历史时期曾经不断地沉降、接受沉积，具备油气生成与聚集的有利条件；3．在地质历史时期中曾经发生过油气生运聚，或者已经发现过油气显示或工业油气田。
（二）沉积盆地是油气生成运移和聚集的基本构造单元在人类长期的找油实践过程中，人们认识到油气不仅可以在背斜中聚集，也可以在非背斜中存在，它们必然受更高一级的沉积和构造单元控制。
油气有机生成说，以及油气运移、聚集和保存理论的建立，揭示了形成油气田（藏）的基本石油地质条件之间的内在联系，它们受一个基本地质单元——沉积盆地的控制。
世界上目前已经发现的油气田几乎都分布在各种类型的沉积盆地中。
并不是所有的沉积盆地都是含油气盆地，有没有油气，取决于沉积盆地具不具备油气生、运、聚的基本条件。
（三）沉积盆地控制油气赋存的因素油气的成藏→温度、压力及有效受热时间控制的化学动力学过程→压力、浮力和流体势所控制的流体动力学过程油气是沉积盆地形成和演化过程中生成的流体矿产, 要弄清油气形成与分布规律，必须开展盆地分析。
油气藏的形成条件包含生、储、盖、圈、运、保存和配套。
这些条件的合理的、最优化的组合将形成油气储量丰富的含油气盆地，较差的组合则形成低储量丰度甚至非含油气盆地。
盆地分析(10)克拉通盆地分析
二、克拉通内盆地的分布 克拉通内盆地出现于远离板块边缘的地区， 克拉通内盆地出现于远离板块边缘的地区，其底部 远离板块边缘的地区 为大陆壳。这种盆地在各大陆上都有广泛分布。 为大陆壳。这种盆地在各大陆上都有广泛分布。 如北美洲的克拉通内盆 地有伊利诺斯、威利斯顿、 地有伊利诺斯、威利斯顿、 伊利诺斯 密歇根、哈德逊湾等大型盆 密歇根、哈德逊湾等大型盆 ）。其中含大型 地（图6－4）。其中含大型 － ）。 油田的盆地有伊利诺斯、 油田的盆地有伊利诺斯、威 利斯顿盆地。 利斯顿盆地。
中国大陆构造 经历了多旋回的演 经历了多旋回的演 化。古生代以来， 古生代以来， 主要表现为冈瓦那 大陆的裂解、 大陆的裂解、离散 和亚洲大陆的增生 、造山活动。 造山活动。
中国有三个主要的古地台 中朝地台、 区，即中朝地台、扬子地台 和塔里木地台。中朝地台是 和塔里木地台。 早元古代末固结的克拉通， 早元古代末固结的克拉通， 扬子地台和塔里木地台则是 晚元古代固结的克拉通。 晚元古代固结的克拉通。 中国大陆与北美、欧洲大 中国大陆与北美、 陆不同， 陆不同，不具有巨型的前寒 武纪克拉通，而是有一些微 武纪克拉通，而是有一些微 小的克拉通块体和其间由许 小的克拉通块体和其间由许 多造山带组合而成的拼贴大 陆或复合大陆， 陆或复合大陆，呈现出复杂 的镶嵌格局。 镶嵌格局。
二、克拉通内盆地的分布
南美洲有巴拉那、北亚马逊盆地等大型克拉通内盆地， 南美洲有巴拉那、北亚马逊盆地等大型克拉通内盆地，巴拉 有巴拉那 那盆地尚无工业性油气流，北亚马逊盆地有较大型油田。 那盆地尚无工业性油气流，北亚马逊盆地有较大型油田。 非洲的克拉通内盆地中， 锡尔特、伊利兹、撒哈拉、 非洲的克拉通内盆地中 ， 锡尔特 、 伊利兹 、 撒哈拉 、 乍得 等盆地具大型和较大型油田。 等盆地具大型和较大型油田。 欧洲的克拉通内盆地中， 含大型油田的盆地有北海、 欧洲的克拉通内盆地中 ， 含大型油田的盆地有北海 、 西北 德盆地； 德盆地； 俄罗斯克拉通内盆地中，西西伯利亚盆地具大型油田， 俄罗斯克拉通内盆地中 ， 西西伯利亚盆地具大型油田 ， 波 罗的盆地有油田。 罗的盆地有油田。 在澳洲的克拉通内盆地中，鲍恩、坎宁、库珀、 在澳洲的克拉通内盆地中 ， 鲍恩 、 坎宁 、 库珀 、 瑟拉特等盆 地有油气田发现。 地有油气田发现。 中国的克拉通内盆地中，塔里木、四川、 中国的克拉通内盆地中 ， 塔里木 、 四川 、 鄂尔多斯盆地有大 型油气田发现。 型油气田发现。
鄂尔多斯盆地渭北隆起奥陶系构造_热演化史恢复
第８ ８卷 第１ １期２ ０ １ ４年１ １月 地 质 学 报 ＡＣＴＡ ＧＥＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ Ｖｏｌ．８８ Ｎｏ．１１Ｎｏｖ． ２ ０ １ ４注：本文为国家自然科学基金项目（编号４１３７２１２８）、西北大学大陆动力学国家重点实验室（编号ＢＪ０８１３３－１）、国家重大专项（编号２０１１ＺＸ０５００５－００４－００７ＨＺ）和中国地质调查局科研项目（编号１２１２０１１３０４０３００－０１）资助的成果。
收稿日期：２０１４－０７－２９；改回日期：２０１４－０９－２５；责任编辑：周健。
作者简介：任战利，男，１９６１年生。
博士后，西北大学教授、博士生导师，主要从事盆地热史与油气成藏及油气评价研究工作。
通讯地址：７１００６９，陕西省西安市太白北路２２９号，西北大学地质学系；Ｅｍａｉｌ：ｒｅｎｚｈａｎｌ＠ｎｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
鄂尔多斯盆地渭北隆起奥陶系构造－热演化史恢复任战利１，２），崔军平１，２），李进步３），王继平３），郭科２），王维２），田涛２），李浩２），曹展鹏２），杨鹏２）１）西北大学大陆动力学国家重点实验室，西安，７１００６９；２）西北大学地质学系，西安，７１００６９； ３）苏里格气田研究中心，西安，７１００１８内容提要：鄂尔多斯盆地渭北隆起区构造位置独特，演化历史复杂。
该区下古生界奥陶系碳酸盐岩有机质丰度较高，是寻找天然气的有利地区。
奥陶系碳酸盐岩由于缺乏有效的古温标，热演化程度的确定及热演化历史的恢复一直是研究的难题。
本文利用渭北隆起奥陶系碳酸盐岩大量的沥青反射率测试资料，结合上覆晚古生代、中生代地层的镜质组反射率资料及磷灰石和锆石裂变径迹等古温标，恢复了渭北隆起的构造热－演化史。
研究结果表明古生界奥陶系热演化程度具有北高南低的特点。
奥陶系等效镜质组反射率普遍大于２．００％，处于过成熟干气阶段。
磷灰石裂变径迹资料表明渭北隆起抬升冷却具有南早北晚的特点。
南部奥陶系—下二叠统抬升早，约为１０２～１０７Ｍａ，北部自６５Ｍａ以来抬升，主要抬升时期为４０Ｍａ以来。
盆地分析
一、整体分析
早在60年代早期，P．Potter和
F．J．Pettijohn首先提出了把盆地作为 一个整体进行研究的思路 (PotterandPettuohn，1963第一版； 1977第二版)。整体分析着眼于整个盆地， 就是把沉积盆地作为一个成因上统一的地 质体。
整体分析的涵义包括:(1)从整个沉积盆地范围着 眼进行分析：(2)对一个沉积盆地的整个充填序 列进行分析。事实上，如果不重建整个沉积盆地 的轮廓，确定原始沉积边界、弄清盆地的充填序 列和整体古地理环境，局部的环境研究有时会得 出片面的乃至错误的结论。整体分析则便于客观 地掌握盆地发生和发展过程中各系统的相互联系 和规律性，其实际的目的是更有效地确定沉积矿 产及能源资源在盆地中的分布规律。鉴于目前盆 地这一术语通常指目前保存下来的实体，即经过 后期形变与剥蚀保留下来的部分，与原来的沉积 范围相比较，有时二者相近，有时则相差甚远， 因此，整体分析应指整个同沉积盆地的重建 .
存的基本单位。
为了区分这几类盆地，Selley(1976)曾建
议使用同沉积盆地(syndepositional basin)和后沉积盆地(postdepositional basin)．前者代表原始沉 积时的盆地，而后者则是由于后期构造运动 所形成的构造盆地。盆地内沉积物的搬运、 沉积相的分布与后期构造运动无关。区分这 两类盆地的另一有效标志是鉴别盆地边界类 型，是沉积边界还是侵蚀边界。同沉积盆地 的原始边界为沉积边界，这类盆地边界往往 有盆地边缘相，如冲积扇、辫状河沉积，剥 蚀边界则是经过后期改造剥蚀残留的边界。
第七章 盆地热历史分析
第一节
盆地热历史分析的基本知识 第二节 地热场研究 第三节 古地温场研究
鄂尔多斯盆地热演化史及其对油气的控制作用
鄂尔多斯盆地热演化史及其对油气的控制作用一、本文概述鄂尔多斯盆地，位于中国中西部，是中国重要的含油气盆地之一。
本文旨在探讨鄂尔多斯盆地的热演化史及其对油气生成、运移和聚集的控制作用。
我们将首先概述鄂尔多斯盆地的地质背景，包括其构造特征、地层序列和沉积环境。
然后，我们将重点分析盆地的热演化历史，包括古地温梯度、地热历史和热流体活动等。
在此基础上，我们将探讨热演化史对油气生成的影响，包括烃源岩的热成熟度、有机质转化和油气生成过程。
我们还将讨论热演化史对油气运移和聚集的控制作用，包括油气运移的驱动力、运移路径和聚集条件。
我们将总结鄂尔多斯盆地热演化史对油气勘探和开发的意义，并提出未来的研究方向。
通过本文的研究，我们期望为鄂尔多斯盆地的油气勘探和开发提供新的思路和方法。
二、鄂尔多斯盆地地质概况鄂尔多斯盆地，位于中国中部的陕西省北部，是中国第二大沉积盆地，也是我国重要的能源基地之一。
该盆地东西长约700公里，南北宽约400公里，总面积约37万平方公里。
盆地内地层发育齐全，构造相对稳定，经历了多期次的构造运动和沉积作用，形成了丰富的油气资源。
鄂尔多斯盆地的基底主要由太古界和元古界的变质岩组成，其上覆盖着厚达数千米的中生界和新生界沉积岩。
盆地内主要发育了三套生油层系，包括三叠系延长组、侏罗系延安组和直罗组以及上古生界山西组和石炭系太原组。
这些生油层系富含有机质，是盆地内油气生成的主要来源。
盆地内构造格局相对简单，以大型鼻状隆起和坳陷为主，缺乏大型断裂和褶皱。
这种相对稳定的构造背景为油气的生成、运移和聚集提供了有利条件。
盆地内的沉积环境多样，包括河流、湖泊、三角洲等，形成了丰富的储集层和盖层组合，为油气的储集和保存提供了良好的空间。
鄂尔多斯盆地的热演化历史对油气的生成和分布具有重要影响。
盆地内不同地区的热演化程度差异较大，这直接影响了有机质的成熟度和油气的生成量。
因此，深入研究鄂尔多斯盆地的热演化历史对于预测油气资源分布和勘探潜力具有重要意义。
不同类型盆地的构造样式
不同类型盆地的构造样式、层序地层格架断陷盆地的构造样式根据正断层的几何形态和构造运动学特征，作者建议将正断层划分为四种基本类型，即非旋转平面式正断层、旋转平面式正断层、铲式正断层和坡坪式正断层。
根据盆地或凹陷的边界正断层的几何形态和运动学特征购差异，可以将伸展型断陷盆地的剖面构造样式分为四种类型：①由非旋转平面式正断层控制的“地堑与地垒”；②由旋转平面式正断层控制的“多米诺式半地堑系”；③由铲式正断层控制的“半地堑”或“滚动式半地堑”；④由坡坪式正断层控制的“复式半地堑”(断陷半地堑十断坡凹陷)。
裂陷盆地中控制各个断陷地堑或半地堑的主干正断层在平面上的展布有多种型式，致使断陷盆地也呈现不同的平面形态，如线型、平行式、侧列式、雁列式、锯齿状、狗腿式、或分叉式等。
压陷盆地的构造样式逆冲褶皱带的构造样式1前陆盆地边缘逆冲带的构造样式是以前陆方向逆冲的叠瓦状逆断层组为特点。
靠近造山带部分的逆冲断层的倾斜相对较陡，向前陆方向逆冲断层的倾斜逐渐变缓，这些逆冲断层向深部产状变得更缓，收敛于基底拆离断层之上，构成叠瓦扇结构。
2前陆盆地内部的逆冲构造样式包括：①铲式逆冲断层与蛇头构造、叠瓦扇结构：逆冲断层面表现为上陡下缓的铲式形态。
上盘向上逆冲并发生褶曲变形，形状貌似蛇头。
②坡坪式逆冲断层与断弯褶皱：在挤压作用下形成的逆冲断层产状随岩层能干性的变化而发生折射，断层在能干岩层中的切割角度较大为断坡。
在非能干岩层中的切割角度较小为断坪，这种产状的逆冲断层称为坡坪式逆冲断层。
坡坪式逆冲断层的上盘断坡逆冲到下盘断坪上后，上盘为了适应断层的几何形态会发生褶皱变形，成为断弯褶皱③盲冲断层、断展褶皱与断滑褶皱：逆冲断层在逆冲过程中其位移逐渐减小以致在地层中尖灭，称为盲冲断层。
伴随着盲冲断层的位移减小断层上盘及上覆地层会发生褶皱变形，称为断展褶皱。
顺层的逆冲断层在层间尖灭并引起上覆地层发生褶皱，称为断滑褶皱④双重构造和楔状双重构造：双重构造是由一条顶板断层和一条底板断层夹持中间的逆冲断片组成，夹持的中间逆冲断片可以被若干分支断层切割。
南华北盆地济源凹陷古地温及热演化史恢复
收稿 日 ２ ０ — ７ １ ； 期 ０ ５ ０ — ２ 改回 日期 ２ ０ － ８ ２ 。 ０６ ０ — １ 作者简介 ： 闫法堂 ， ， 师 ， ９ 年毕 业于石油 大学 （ 男 工程 １ ６ ９ 华东 ） 石油地 质专业 ， 从事油 气勘探 工作。联 系电话 ： ０４ ） ５ １ ３ ， （ ５６ ８ ３ ５ ２ Ｅ—ｍ ｉ ａ ｌ
要发 生在 白垩纪 ， 古构造是油 气勘探 的有利对象。
关键词 ： 叠合盆地 ；Ａ Ｙ 。古地温梯度 ； Ｅ Ｓ ％Ｒ ； 热演化史 ； 凹陷 济源
中图分类号 ：Ｅ １． Ｔ ｌ１１ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ９—９０ （０ ６ ０ ０ ２ ０ １０ ６３ ２０ ）５— ０ ８— ３
济源凹陷位于南华北盆地的西北边缘 ， 以中、 是 新生代为主的叠合沉积盆地 。在古生代一 中生代早 期， 济源凹陷属于华北盆地 的一部分 ， 为克拉通盆地
１ 古地温恢复
古地温恢 复的方法很多 ， 主要有地球 动力学模
沉积 ； 在中、 新生代其是盆地 的主体 ， 地壳活动加剧 ，
构造运动周期缩短 ， 地球动力学环境多样 ， 由克拉通 内部压陷盆地转换成张性断陷盆地。其间经历了晚 三叠世 的拗陷、 早中侏 罗世的压陷、 晚侏 罗世一 白垩 纪的断陷、 早第三纪的拉张断陷和上第三纪—第 四 纪 的拗陷等演化阶段 …。 晚三叠世是华北克拉通盆地向张性断陷盆地转 换的过渡时期 ， 豫西地 区与鄂尔多斯地 区一起接受 了巨厚的上三叠统一 中下侏 罗统暗色地层沉积 ， 形 成 了质量较好的生油岩。Ｄ 井在新 生界 获得工业 ２ 油流 ， 油源对 比研究表 明， 原油来 自中生界 ， 展示 了 良好的生烃和资源潜力。 叠合盆地烃源岩经历 了多次反 复的构造沉降和 抬升 ， 其现今演化程度是多期不同地 温场共 同叠加 的结果 ， 其热史恢 复涉及古地温梯度和剥蚀量 ２个 变量 ， 研究难度大 、 精度差。同时 ， 古地温和烃源岩 演化史 的恢复是叠合盆地油气资源评价及油气成藏
利用岩石圈瞬态热流模型重建渤海湾盆地新生代热历史
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干酪根成因的烃类演化（据Durand，1980；Brooks 等，1981）
盆地热历史分析
原岩中不同类型有机质的演化途径（据Brooks等,1981）
盆地热历史分析
2） 确定沉积盆地中成岩作用的温度区间
温度控制着沉积物中矿物的相互转化和新生矿物的形 成。例如：随着温度的升高蒙脱石向伊利石转化；次生硫 化矿物的形成；矿物的次生加大和重结晶引起孔隙度减少 和溶蚀引起次生孔隙形成等。
3） 了解盆地中有机质的热演化过程
沉积盆地的演化和盆地中沉积物的聚集经历了漫长的 地质时期，通过热历史研究可以了解盆地中有机质的热演 化过程。例如：在一套连续沉积的地层中，盆地的热演化 是连续的，整过热演化过程受盆地沉降速率的控制；在不 连续沉积的地层中，盆地的热演化是不连续的，整个热演 化过程受盆地的沉积间断和抬升剥蚀的控制。
6. 指导金属矿产勘探
Anderson等（1991）将盆地视为巨大的天然热-化学反应器， 这一反应器中最活跃的是热流体与岩石中有机物质和金属化合 物的相互作用。目前大量的研究实例已证明大多数层控低温热 液矿床都与盆地中活动热流体有关。热流体的长距离运移和在 地层中的循环是层控低温热液矿床形成的主导因素。因此，通 过盆地的古地温场研究，探讨成矿热流体的活动和驱动机制、 确定矿产形成的古温度窗，对指导层控低温热液矿床的勘探是 很深部作用过程
盆地的形成演化，特别是裂陷盆地的形成演化与地壳深部的 热活动密切相关。因此，盆地中构造—热体制研究是解释盆地形 成演化的一个非常重要的方面。例如：裂陷盆地具有高的古地温 场，前陆盆地具有较低的古地热场，经研究发现这主要与地壳深 部地幔的活动有关。在地幔隆升部位由于热扩溶作用易于形成裂 陷环境。
1） 确定沉积盆地中有机质热演化的温度区间 2） 确定沉积盆地中成岩作用的温度区间 3） 了解盆地中有机质的热演化过程 4） 了解盆地形成的深部作用过程 5） 指导煤、油气勘探 6） 指导金属矿产勘探
盆地热历史分析
1） 确定沉积盆地中有机质热演化的温度区间 有机质是沉积盆地中对热最敏感的物质.有机质在 热作用下,其物质组成和结构都将发生明显变化.一方 面，有机质裂解脱氢作用形成石油和天然气；另一方 面，有机质聚合增碳作用形成沥青化。在不同的温度 作用下，有机质脱氢和增碳作用的强度是不同的。因 此，通过对盆地的古地热场研究，可以确定有机质成 熟度温度区间，从而判断盆地油气勘探潜力。
盆地热历史分析
2. 古地热场研究
利用各种地质温度计方法或计算机模拟恢复 某一地质时期盆地的古地温状况。对于一个特定 盆地来说，可以以地层等时界面进行恢复，也可 以以等深界面进行恢复。
3. 计算机定量模拟研究 不同类型盆地的古地温场演化模拟。 盆地演化过程中最高古地温变化模拟。 由此，我们可以看出应用计算机定量模拟分 析主要是解决盆地的热演化史问题。
盆地热历史分析
第四节 基本方法
现今地热场研究方法
1) 大地热流测量
通过钻井的井温测量获得地温梯度；对地层岩石的热 导率进行测量，然后应用大地热流与地温梯度和岩石热导 率的关系：
对内生矿床来说，可以服务于推测隐伏岩体。
盆地热历史分析
第二节 研究内容
1 现今地热场研究 2 古地热场研究 3 计算机定量模拟研究 4 应用研究
盆地热历史分析
1.现今地热场研究
今地热场研究 包括两个方面: 即地温场和大地热流。 在地球内部温度随深度的变化而变化。在正常情况下，由 地球表面向深部温度是逐渐增高的，地温的增高率即为地温梯 度。能够实际地反映地球内部的地热状态。 大地热流是地温梯度和岩石热导率的函数，它不受深度的 影响。它反映了地球内部的实际热流量。它主要由两部分热流 构成，一部分是地壳放射性元素衰变产生的热贡献，另一部分 为深部热流的贡献。 地温场与大地热流是密切相关的，高的大地热流区具有高 的地温场。
5、指导油气勘探
盆地热和热历史研究在油气勘探中是最为成熟的。因为，油 气的生成和消亡与有机质所受的热演化历史密切相关。地层中有 机质大量生成生物气的温度区间为20-60℃左右，石油生成温度 在50-180℃左右，湿气和干气生成温度在160-250℃左右，一般 温度大于250℃为油气生成下限。
盆地热历史分析
岩石热导率（K）是表示岩石导热性能的大小，即沿热流 传递的方向单位厚度上温度降低摄氏1度时单位时间内通过单 位面积的热量。单位为瓦／米·度（W/mk).
地温梯度（G）是指沿地下等温面的法线向地球中心方向 单位距离上温度所增加数值，以℃/100m或℃/km表示。
盆地热历史分析
地温（T）是指地球内部某一深度处的温度-单位为℃。 地温场 是一种物理场，是地温能量存在的空间和赋存 的基本形式。 古地温 是地球内部过去某一地质时期在某一深度的温 度。 古地温场 是指过去某一地质时期的地温场，它们都是 用来表示过去某一地质时期岩石的受热状态。 热源 地球内部通过岩石的热传导以及岩浆、火山和温 泉等不同形式向地表传递和散失的热。一般将热源分为三种， 即幔源热、放射性元素产生的热与岩浆热。
盆地热历史分析
4. 应用研究 1) 在煤、油气勘探中的应用 2）在金属矿产勘察中的应用 3）在地质学中的应用
盆地热历史分析
第三节 基本概念
大地热流（Q）是指地球内部单位时间内向地球表面单位 面积上传递的热量，是地球内部热释放的主要形式，其单位 为mW/m2 或HFU，1HFU=1微卡/平方厘米·度, 1HFU=41.86 mW/m2．
盆地热历史分析
主要内容
第一节 研究意义 第二节 研究内容 第三节 基本概念 第四节 基本方法 第五节 实例介绍
盆地热历史分析
第一节 研究意义
盆地热和热历史分析是盆地分析中的一个重要内容，它不仅 是研究盆地形成和演化过程中，不同时期的古地温场和岩石的受 热历史的一个有效手段，而且它可以为研究盆地成因、形成和演 化的深部过程提供重要信息。大量的研究成果已经表明它对油、 气的生成和聚集，以及对层控矿床的形成具有重要的意义。 主要表现在以下几个方面：