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T典型成果

近年来,实验室紧紧围绕盆地沉积、盆地构造与油气资源这一科学目标,在相关研究领域开展了一系列卓有成效的工作,取得了一批在国内外有重要影响的成果。
1.超压盆地生烃作用动力学机理研究
该成果对莺歌海、琼东南、渤海湾、准噶尔、柴达木等我国主要超压盆地进行了系统研究,开展了高温高压生烃模拟实验、不同有机组分的多级分离实验和大量分析测试,开展了盆地构造演化、热史、超压发育史等多种数值模拟。通过地质观测和模拟实验的紧密结合和相互印证,建立了以有机质生烃潜能和热稳定性影响因素的复杂性机理、超压演化的系统性及其动力学效应的多样性机理为基础,以超压对生烃反应的差异抑制作用和超压流体汇聚性流动对源岩生烃的强化作用为核心的超压盆地生烃作用动力学理论和预测模型,在AAPG Bulletin, Organic Geochemistry, Journal of Petroleum Geology,Geofluids,《中国科学》,《科学通报》等期刊上发表论文180篇,其中30篇被SCI收录,41篇被EI收录。相关研究成果他人引用387次,其中SCI他引120次。项目第一完成人郝芳同志应邀在中国石油化工股份公司、中国海洋石油总公司及我国绝大部分油田讲授本项目成果,并分别获“金锤奖”、中国青年科技奖、国家“九五”重点科技攻关计划先进个人并入选国家人事部等七部委评选的“新世纪百千万人才工程国家级人选”,成为国内石油地质与勘探领域唯一的长江学者和唯一的国家杰出青年科学基金获得者。超压盆地生烃作用动力学机理及预测模型已成功地应用于国家新一轮油气资源评价,直接应用于莺歌海盆地、琼东南盆地、渤海湾盆地莱州湾凹陷和渤中凹陷及准噶尔盆地腹部,明显提高了资源评价精度和预测效果,有效地指导了油气勘探。该项成果获2005年湖北省自然科学一等奖。
2.中国南方海相多旋回叠加改造盆地大陆动力学及天然气成藏富集规律
本项成果研究了扬子板块与华夏板块以及扬子与华北板块的关系、明确了中国南方自震旦纪以来不同阶段的沉积格局,深化了对南方中、新生代以来的构造、盆山体系及构造格架的认识。研究提出了“分级多因素”的成藏模式方案。在油气保存条件的研究中提出了“整体构造框架下的宏观保存体系及有效保存区块”的南方海相油气保存条件评价思路和方法。提出了南方中、古生界天然气的成藏、富集四大主控因素,表述为“四个有效”,即:整体构造框架下的宏观保存体系及有效保存区块、理想的成藏模式及有效的烃流体源、特殊沉积成岩相带与裂缝(溶蚀)组成的有效储集空间、成藏要素在时间和空间上的有效匹配关系。研究在复合叠加、断陷反转、断块反转、逆冲推覆等构造改造模式和持续埋藏-晚期隆升、强烈暴露-断陷埋藏、强烈隆升-海相暴露、差异隆升-推覆埋藏等埋藏-隆升模式的划分基础上,且基于对有效烃流体源、有效储集空间、有效封闭体系和有效匹配关系等主控因素的对比、归纳和总结,提出了以传统静态成藏组合为基础、构造变动为先导的成藏组合新类型:调整型、原生型、改造型和再生型。研究基于构造作用对成藏作用的核心控制,在南方油气成藏规律总结的基础上提出了更适应于南方中、古生界油气成藏的构造-成藏旋回的新思路。根据构造演化及其旋回性,结合成藏演化,研究将中国南方海相中、古生界的油气成藏演化划分为四大构造-成藏旋回,即:加里东期构造-成藏旋回、印支-早燕山期构造-成藏旋回、晚燕山-早喜山期构造-成藏旋回、晚喜山期构造-成藏旋回。不同的构造-成藏旋回有不同的成藏特征和成藏规律,其现实意义是现今的油气勘探将更有目的地去甄别不同的构造-成藏旋回在现今的有效性,并结合成藏组合来确定勘探区块和勘探层系。该项研究是主要研究者自“七五”国家攻关研究以来、持续和长期从事中国南方研究获得的成果。研究累计获得地矿部、国土资源部和中国石化科技成果奖十项,发表论文67篇(其中SCI论文24篇、EI论文45篇),出版专著四部。该项成果是实验室和中国地质大学在南方海相油气构造-成藏作用机理研究及海相油气资源评价在全国具有领先地位的代表性成果之一,是中国石化在中国南方油气勘探和资源评价的理论支撑性成果之一,为南方油气勘探和资源评价做出了重要贡献。该项成果获得2006年中国石油和化学工业协会科技进步一等奖。
3.中国近海富生烃凹陷形成机制、充填和发育特征
该成果首次在国内外编制1∶200万中国海域及邻区古近系、新近系沉积盆地与凹陷分布图。从中国近海全部主要沉积盆地分布规律和动力学背景出发编制的该套图表达了盆地与区域板块构造格架的关系,重新厘定了盆地的边界和充填厚度,对渤海湾、东海陆架、珠江口、琼东南、莺歌海、北部湾、万安、曾母等重要盆地的动力学性质.此套图件在理论上和实用上都达到了同类图件的新水平。首次系统地提出有效富生烃凹(坳)陷应具备的构造、沉积和温压场等12条构成与判别要素。概括了识别富生烃凹陷的重要特征。首次综合运用地球动力学、构造地层分析、含油气系统、层序地层学和盆地模拟技术等方法对中国海域富生烃凹陷的形成机制、充填和发育特征进行系统、综合研究。对渤海湾盆地提出了裂陷作用与右旋拉分复合机制控制盆地演化的观点。用盆地模拟技术分区进行了盆地沉降史的研究,在此基础上概括了双层高压烃源体生油和供油的模式,揭示了渤海地区油气生成的重要特征。在富生烃凹陷与大型油气系统形成分布的关系方面取得了对我国石油界和国际上有重要影响的研究成果,所获认识曾在三次重要国际会议上宣讲并在国内外高级别刊物上发表;进行了多项合作的科学研究,取得了重要的经济、社会效益。由湖北省科学技术厅组织、由中国科学院院士马宗晋教授为主任、中国工程院院士金庆焕教授为副主任的鉴定委员会充分肯定了该课题重新修编的1∶200万中国近海早第三纪和晚第三纪沉积盆地分布图及其所表达的重要价值,指出“此套图件在理论上和实用上都达到了同类图件的新水平”。课题鉴定委员会指出,该研究成果“重新核定了盆地内部主要隆起和坳陷的分布,为富生烃凹陷的预测和圈定提供了基础。经实践证明,为大型油气系统的战略预测起到重要的指导作用”,“通过对中国近海沉积盆地的富生烃坳陷进行了十余年连续深入的研究,阐明了富生烃凹陷与大型油气系统形成分布的关系,取得了对我国石油界和国际上有重要影响的研究成果,所获认识曾在三次重要国际会议上宣讲并在国内外高级别刊物上发表;培养了一批优秀的博士、硕士研究生;承办了中国海洋石油系统的技术培训班,进行了多项合作的科学研究,取得了重要的经济、社会效益”。课题鉴定委员会认为“该项目成果具有创新性和实用性,对我国油气勘探发展起了推动作用,总体达到国际先进水平,对中国近海富生烃凹陷识别标志和盆地动力学研究等方面达到国际领先水平”。该项成果获2006年湖北省自然科学一等奖。
4.冀东油田南堡凹陷演化的热动力学和成藏动力学综合研究
该成果在对南堡凹陷下第三纪沉积相及沉积体系、成藏动力学和热动力学研究等方面分别研究的基础上,对油气成藏的控制作用进行了系统分析,进而从成藏机制上预测油气分布的远景区,指导油气勘探。通过进行了大量的岩心观察,建立了南堡凹陷下第三系沉积体系格架,结合地震格架剖面的地震地层学解释(地震相研究),进行了主要目的层段沉积相分布研究,填补了南堡凹陷沉积学研究空白,对隐蔽油气藏的勘探具有重要的指导意义。利用EBM盆地模拟系统,开展南堡凹陷沉降史研究,以及岩石圈拉伸系数与热状态分析,其研究成果为进一步开展构造演化和区域应力场研究奠定了基础。利用盆地模拟软件Basin2,开展南堡凹陷古地温场、压力场、剩余流体压力及镜质体反射率演化特征研究,为南堡凹陷油气运移研究提供了理论依据。利用火山岩地球化学分析,开展南堡凹陷的演化热动力学研究,证实岩浆活动的期次与盆地幕式裂陷期次之间的耦合关系。成果提出了南堡凹陷今后一个时期内的三个勘探方向:一是南堡凹陷高柳地区沙河街组隐蔽油气藏;二是南堡凹陷高南、北堡老爷庙地区东营组广泛发育的扇三角洲沉积体系的低位域和湖扩展体系域隐蔽油气藏勘探;三是南堡凹陷滩海地区的勘探。该成果充分利用先进的石油地质理论、地球化学分析和计算机模拟技术,以一个完整的凹陷为研究单元,开展热动力学和成藏动力学等综合研究,进而从成因机制上预测油气分布规律,取得了重要的研究成果,其研究方法、思路和取得的成果为国内含油气盆地地质研究首列,是成藏动力学研究方法成功指导油气勘探的范例,其成果具有创造性和先进型。以该成果研究成果为指导,经过近两年的勘探实践,冀东油田获得了亿吨级储量规模的重大发现(新增三级石油地质储量12613万吨),产生了良好的经济效益与社会效益。该成果获得了河北省2005年科技进步一等奖。
5.沉积盆地流体动力学与油气成藏关系研究
该成果通过重点地区的解剖,选择莺歌海盆地、琼东南盆地作为泥-流体底辟型流体活动的典型实例,东营凹陷作为盐底辟型流体活动典型实例,从盆地整体的动力系统出发,采用地质、地球物理和计算机模拟技术等多学科的结合,分析盆地中高压富烃热流体的形成条件、运动过程,研究盆地构造演化对热流体活动的影响,探讨高压流体囊的形成和突破机理,从而建立其形成演化的地质模型。取得了如下成果:1)地层压力计算和预测精度由原来的75%左右提高现在的93%左右;2)首次推导出甲烷稳定碳同位素比值与气源岩潜在生气率的关系方程;3)检测到含烃盐水包裹体,为天然气运移水溶相运移提供了直接证据,检测到反映古环境参数的同生盐水包裹体,为天然气水合物发育条件评价提供了一种新的途径;4)建立了地层压力随时间轴的演化,提出了超压盆地“泄压带”离溶是天然气最佳成藏场所;5)系统地阐明了异常压力环境下盆地热流体流动样式及驱动机制,并通过不同压力体系温度场、压力场和水化学场的综合分析,提出了热流体活动识别标志; 6)在上述基础上,阐明盆地热流体活动与油气聚集关系,从而为油气勘探提供重要的地质依据。成果发表SCI论文27篇、EI论文21篇。分别获得2005、2006和2007年湖北省自然科学二等奖三项