2021年 第39卷 第1期
2021, 39(1): 1-9.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.001
摘要:
经过近20年不断探索，中国陆上非常规油气勘探开发取得了重大进展。2019年全国非常规油气产量占油气总产量的23%，2020年非常规油气产量接近7 000万吨油当量，标志着中国进入非常规油气革命发展新阶段。非常规油气沉积学作为非常规油气地质学理论体系的重要组成部分之一，受到越来越多的关注和重视，形成了“陆相深水砂质碎屑流等重力流沉积模式”、“海陆相富有机质页岩沉积模式”、“细粒沉积岩发育微纳米级孔喉系统”、“多地质事件沉积耦合形成非常规油气甜点区（段）”等重要认识。专辑主要是由从事非常规油气相关的沉积学专家对中国近几年非常规油气层系沉积研究新进展的系统性和及时性总结，内容涵盖了鄂尔多斯、四川、松辽、渤海湾、准噶尔等近50个大中型及中小型含油气盆地，地层时代跨度自元古代至新生代，涉及致密油/页岩油、页岩气、致密气、煤层气、油页岩油等非常规油气层系（段）近30个。这些研究成果为我国非常规油气资源勘探开发提供了重要理论基础与技术支撑。提出未来非常规油气沉积学需以非常规油气工业开发的“甜点箱体”和“甜点群”为重点研究方向，指导非常规油气资源高效勘探开发。
2021, 39(1): 10-28.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.104
摘要:
油页岩是一种有机质富集的细粒沉积岩，高古湖泊生产力和稳定的还原环境是油页岩成矿的关键。越来越多的学者研究发现，在含油页岩沉积组合序列中，经常出现火山、热液、大洋缺氧、气候突变、海侵、重力流等地质事件。通过对全国50个盆地、95个含矿区油页岩成因和分布规律的总结和归纳，揭示出火山、热液、大洋缺氧、气候突变、海侵、重力流等事件不同程度地改变古湖泊水体条件，引发湖泊表层高生产力，促进藻类勃发和微生物繁盛，并形成稳定的湖泊分层环境，成为油页岩富集的有利因素。但若过量的火山灰、频繁火山爆发释放大量气体、高温高压的间歇性热液流体以及频繁的重力流作用将不利于油页岩富集。针对这些地质事件研究，目前还只停留在对单个事件的分析，未来需要从地球系统科学整体出发，促进沉积学、地球化学、微生物学等多学科交叉，揭示非常规油气资源沉积富集与重大地质环境突变的生态循环过程，进一步深入加强多种地质事件耦合作用对油页岩成矿影响，丰富非常规油气沉积学理论。
2021, 39(1): 29-45.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.002
摘要:
四川盆地海相页岩气成功规模效益开发，使我国页岩气跨入了高速发展的快车道，确立了页岩气在我国能源安全保障中的重要战略地位。我国海陆过渡相页岩气资源丰富，有望成为我国页岩气增储上产的现实领域。目前海陆过渡相页岩气勘探开发和地质评价还处在初期阶段，海陆过渡相富有机质页岩发育特征与分布、沉积模式、有机质富集机理等非常规油气沉积学相关研究有待深入。通过系统厘定海陆过渡相相关概念与特征，明确了国内外典型海陆过渡相页岩气层系；系统总结海陆过渡相页岩沉积研究现状与新进展，揭示了海陆过渡相中富有机质页岩有利发育环境、主要沉积模式和页岩气储层基本特征。系统梳理鄂尔多斯、四川、渤海湾等盆地海陆过渡相页岩气勘探开发新发现，指出了我国海陆过渡相页岩气具有良好勘探开发前景。海陆过渡相页岩层系常伴有煤层，可进行页岩气、煤层气等联合开采，实现“体积开发”，以期有效推动我国天然气产业高质量大发展。
2021, 39(1): 46-57.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.128
摘要:
异整合面是在区域（盆地尺度）或全球范围内发生根本性的、突然的、持续性的沉积相变而形成的地层界面。有别于传统的沉积学和地层学概念以沉积环境保持稳定或者缓慢连续变化为前提，异整合面强调古环境剧变事件在地层中的记录，它是不遵循瓦尔特相律的地层界面。陆相环境波动频繁、变化剧烈，容易发育异整合面，例如北美古近系绿河组、松辽盆地白垩系、准噶尔盆地二叠系中的异整合面。海相地层异整合面的成因是全球性的气候剧变事件，例如古新世—始新世界线、白垩纪—古近纪界线、奥陶纪—志留纪界线、成冰纪—埃迪卡拉纪界线发育的异整合面。异整合面的识别和研究有助于深入理解地质历史中气候环境变化的临界点和转折期及其在沉积体系中的响应。古环境剧变往往直接影响有机质的埋藏和富集，是非常规油气沉积学研究的重要内容之一，因此异整合面的识别和研究对于全球油气资源勘探也具有重要指导意义。
2021, 39(1): 58-72.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.133
摘要:
泥岩成岩作用研究在页岩油气革命的推动下取得了一系列重要进展，已成为沉积学和石油地质学研究的一个前缘领域。泥岩成岩作用不仅控制着油气的生成和运移，同时对物质组成、微观结构、储层物性和力学性质都具有重要影响。本文围绕这一领域，阐述了国内外相关研究现状，展望了未来的发展趋势。当前泥岩成岩作用研究进展主要体现在4个方面：1）矿物成岩演化；2）有机质成岩演化与有机质孔的发育；3）泥岩成岩作用的驱动机制及其物性响应；4）泥岩成岩作用对岩石力学性质的影响。泥岩成岩作用研究将不断补充完善盆地成岩作用系统，并继续为非常规油气资源的勘探和开发提供理论支撑。多场耦合控制下不同尺度泥岩成岩作用系统研究预示了深远和广泛的发展前景。
2021, 39(1): 73-87.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.131
摘要:
随着全球页岩油气勘探开发的不断深入，海相泥页岩作为非常规油气沉积学的重要研究对象之一，其沉积特征及沉积过程日益引起学者们的关注，并在岩相分类、沉积过程解释及层序地层划分方面取得了显著进展。海相泥页岩的岩相划分已达到厘米—毫米尺度，其命名原则主要考虑结构（粒度）、层理及矿物成分等特征，结构方面着重参考砂级、粗泥级和细泥级的占比，层理描述注重纹层的连续性、形态和几何关系，矿物成分则比较黏土矿物、石英和碳酸盐岩矿物的相对含量。海相泥页岩的沉积过程多样，浅海陆棚环境下细粒沉积物（岩）的主要搬运与沉积过程包括风成输入、异轻流、重力流（前三角洲浊流、异重流和浪控沉积物重力流）及风暴流，而在平坦而广泛的陆表海则以季风或潮汐驱动下的远岸底流搬运沉积为主。重力流及风暴流沉积一般会形成特征相似但各具特色的粒序层理，而在远岸底流作用下则会形成纹层状泥页岩。沉积特征的精细描述推动了泥页岩层序地层格架的建立，三级层序界面的识别在于寻找可对比的主要侵蚀面，而层序内准层序的划分除了要寻找次要侵蚀面外，还需依靠对精细描述的沉积特征进行定量化统计与分析。上述研究表明，沉积特征的精细化描述与定量分析，并结合水槽模拟实验，是今后海相泥页岩沉积过程研究的主体发展方向。
2021, 39(1): 88-111.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.037
摘要:
与海相盆地重力流沉积研究理论的快速发展相比，陆相湖盆重力流沉积的相关认识还存在着一定差距。综合国内、外重力流沉积相关研究成果，总结湖盆重力流沉积的相关认识，以明确湖盆重力流沉积研究中存在的不足。增强不同术语内涵及相互关系的理解、增加不同术语的解释说明，是减少术语混淆的有效途径；流体转化、流态转化和润滑作用是湖盆重力流搬运的主要动力学过程；受阻沉降、湍流抑制和牵引毯作用是湖盆重力流沉积物沉降的重要动力学过程。沉积物再搬运、洪水持续供给、漂浮羽流卸载是陆相湖盆重力流沉积主要的成因机制；重力流沉积相域类型、块状砂岩内部沉积特征和逆正粒序沉积特征精细解析可揭示重力流沉积成因。超临界浊流侵蚀作用形成重力流水道，盆地外部因素主控重力流物质成分和来源，盆地内部因素主控重力流分异效率，其综合表现形式即“源—汇”系统控制下的重力流砂体形成演化过程。洪水持续供给成因重力流沉积模式以重力流水道—堤岸沉积、水道—朵叶转换带和朵叶沉积依次过渡构成其典型沉积构型要素组合；沉积物再搬运成因沉积模式以三角洲前缘垮塌带、混杂沉积和朵叶沉积依次过渡构成其典型沉积构型要素组合。湖盆重力流沉积是非常规油气赋存的重要场所，流体转化成因的细粒沉积具有易于油气生成和富集，且易于压裂的先天优势，可能是页岩油气中的“甜点”区发育的优势沉积岩相组合类型。
2021, 39(1): 112-125.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.057
摘要:
以松辽盆地北部扶余油层致密油层为例，论述致密油沉积富集模式及勘探开发成效。针对扶余油层致密砂岩油藏纵向小层多、层间跨度大，平面砂体错叠分布、单层厚度薄、连续性差、非均质性强等特点，应用丰富的钻井、三维地震资料进行开发试验区精细地质解剖，提出了扶余油层小层级叠置型致密河道砂体发育模式及叠置砂体预测技术，以期为致密油地质及工程双“甜点”的规模区提供科学依据。结果表明，松辽盆地北部扶余油层发育3种叠置类型砂体，即：主力层河道、主力层薄层河道和薄层分流河道型，深化了前期河道砂体控制致密油富集的宏观认识。黏滞介质叠前时间偏移技术，能够提高成像效果的垂向分辨率，可实现FI、FII油层组的垂向高分辨率解释。利用高分辨率地震成像及Z反演技术，提高了3~5 m河道砂岩储层预测能力，很好地刻画了叠置砂体平面展布和纵向位置，有效指导了松辽盆地北部扶余油层陆相致密油勘探与开发井位部署。针对不同叠置砂体，选取相应开发技术，最大限度提高致密油动用率。大庆油田通过多年的“甜点”区的地质深化认识和砂体识别及开采技术攻关，在勘探和开发上均取得很好的成效。
2021, 39(1): 126-139.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.115
摘要:
浅水三角洲已经成为当前沉积学研究和油气勘探的重点领域，浅水三角洲常规和非常规砂岩储层中发现了丰富的油气资源。鄂尔多斯盆地中—古生界发育大型浅水三角洲沉积，结合岩芯、测井、分析化验等资料，对盆地西部地区山1—盒8段浅水三角洲的母岩特征、沉积充填、砂体展布与储层岩石学特征进行研究，为研究区常规砂岩储层和致密砂岩油气勘探提供地质依据。分析表明，研究区南部和北部砂岩重矿物组合相似，以锆石和白钛矿为主。综合La/Yb-REE与Dickinson三角图解、稀土元素配分模式和碎屑锆石定年分析认为，北部物源主要来自盆地西北部阿拉善古陆太古界和元古界花岗岩、片麻岩、石英砂岩，向南影响到陇东地区北部；南部物源主要来自盆地南部北秦岭地区太古界、元古界花岗岩、片麻岩和片岩，向北影响陇东地区中南部。山1段发育曲流河三角洲，盒8段发育辫状河三角洲，孤立型与垂向叠置型水下分支河道砂体是主要的砂体类型。盒8段沉积时期，古湖泊可能萎缩；南北物源形成的三角洲在研究区中部环县东南一带交汇混合。砂岩类型主要为岩屑质石英砂岩、石英砂岩和岩屑砂岩，结构成熟度中等—较差。砂岩成岩改造强烈，水—岩反应复杂，压实作用是储层致密化的主因，多期胶结作用使砂岩的孔喉结构变得十分复杂。孔隙类型以微米—纳米级的岩屑溶蚀孔、剩余粒间孔和高岭石晶间孔为主，整体上属于非常规致密砂岩储层。砂体分布与“甜点”预测是研究区致密油气勘探的关键。
2021, 39(1): 140-152.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.125
摘要:
我国中、新生代陆相断陷咸化湖盆广泛发育含盐泥页岩，蕴藏着大量页岩油资源。页岩油“甜点”发育与有机质富集密切相关，但含盐泥页岩有机质差异富集主控因素研究相对较少，且存在争议。以渤海湾盆地东濮凹陷为例，针对古近系沙三段泥页岩取芯，开展总有机碳（TOC）、扫描电镜、能谱分析以及主量、微量和稀土元素分析，探讨泥页岩的有机质丰度与古气候、古盐度、沉积速率、古生产力和氧化还原条件的关系。结果表明：沙三段泥页岩的有机质富集主要受控于古生产力、古盐度和沉积速率。古生产力越大，有机质富集程度越高；随古盐度和沉积速率升高，有机质富集程度先增大后减小。氧化还原条件对有机质富集的影响不大，这与泥页岩整体发育于缺氧的还原条件有关。只有在高的古生产力、适当的古盐度和适当的沉积速率背景下，方才利于沉积有机质富集。泥页岩的有机质差异富集是非常规油气沉积学研究的重要内容之一，揭示有机质差异富集主控因素，对我国陆相页岩油勘探开发具有重要意义。
2021, 39(1): 153-167.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.140
摘要:
混合沉积从一种“小众”的沉积类型，自20世纪50年代进入人们的视线，经过众多学者的研究，发现这种现象在海相、陆相以及过渡相等各类环境中均有一定分布，认为混合沉积物与硅质碎屑岩和碳酸盐岩属于同一个连续统一体，混合沉积是一种广泛的沉积类型。在前人研究的基础上梳理总结混合沉积相关概念，区分了不同类型、不同尺度的混合沉积。混合沉积形成过程主要包括高强度事件引发的间断混合沉积、相边界渐变接触形成的相混合沉积、原地死亡的钙质生物组合形成的原地混合沉积、构造边界遭受剥蚀形成的母源混合沉积等四种类型。混合沉积的形成受气候、构造、海（湖）平面相对变化、水动力、风场等多个因素的控制，且不同环境下主控因素不同。目前仍有一些问题亟需解决，如各组分在混合沉积物形成过程中的相互作用，多组分型混合沉积物与硅质碎屑—碳酸盐混合沉积物间的差异，混合沉积物复杂岩性测井识别，深水混积细粒层序划分，不同沉积环境混合沉积模式的适用性，混合沉积成岩演化序列的恢复等。这些方面的研究，对沉积动力学分析、完善深水混积细粒层序理论，恢复古环境、复建沉积过程，明确沉积体系展布，预测优质储层分布，指导非常规油气勘探开发等有着重要意义。
2021, 39(1): 168-180.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.126
摘要:
传统的沉积模式认为大部分细粒沉积岩（泥岩或页岩）的沉积发生在相对深水、低能的环境中。作为地表上分布最为广泛的沉积岩类型，泥页岩包含了对重构地质历史时期古地理、古气候的重要信息。泥页岩除了可以作为有效的烃源岩，勘探开发技术的进展更发掘出泥岩作为非常规油气储层的巨大潜力。近十年来，国内外对细粒沉积物的水槽实验、泥岩沉积微相的精细分析、以及泥岩岩相组成特征的研究取得了长足的进展。这些研究对泥岩的沉积过程和沉积模式在不同角度上提供了新的认知。大部分泥岩（甚至包括众多有机质含量高的泥岩）都可能沉积在相对浅水以及水动力条件相对较高的环境中。不同的沉积过程（底部水流）形成不同的泥岩沉积微相，并对有机质在泥岩中的埋藏富集具有重要的控制作用。以晚白垩纪北美西部内陆海道为例，总结在陆棚浅海环境中（最大水深< 200 m），位于从近岸到远岸（> 500 km）不同沉积环境（包括前三角洲/下邻滨、内陆棚、中陆棚、和外陆棚环境）中的泥岩的主要沉积过程、沉积微相特征、以及富集有机质的潜力。由于沉积过程和沉积环境是决定泥岩成分、沉积相、和岩石物理特征非均质性的首要因素，不同浅海环境中的泥岩相特征和沉积模式可有助于利用泥岩地层进行古地理、古气候的重构，并能够对预测不同陆棚浅海环境中沉积的泥岩作为有效烃源岩或有效储层的潜力提供指导。
2021, 39(1): 181-196.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.097
摘要:
海相细粒沉积层理是恢复沉积环境的重要标志，更是影响着细粒沉积岩的储层品质及可压裂性。细粒物质通过生物作用、生物化学作用和机械分化作用形成之后，以单颗粒、絮凝颗粒、泥岩内碎屑、岩屑、有机—矿物集合体（“海洋雪”）及浮游动物粪球粒等形式，通过风力、低密度流、重力及底流等搬运至海洋，最终以垂直沉降和/或侧向加积的方式沉降下来。细粒物质可形成2种纹层（泥纹层和粉砂纹层）、2种纹层组（泥纹层组和粉砂纹层组）和2种层（递变层和均质层），并构成5大类层理（块状层理、递变层理、韵律层理和年纹层、水平层理和交错层理）。黑色海相细粒岩泥纹层和粉砂纹层由于物质组成、孔隙类型及结构、面孔率、孔径分布、微裂缝类型及密度等差异，从而造成不同层理类型细粒岩储层品质差异。同时，不同层理细粒岩由于纹层发育程度、单纹层厚度、泥纹层和粉砂纹层比例、连续性、形态和几何关系等差异，从而造成其岩石力学性质及裂缝扩展规律差异。
2021, 39(1): 197-211.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.127
摘要:
超深、超老地层中的非常规油气成藏及演化、甜点区刻画、资源潜力定量评价是非常规油气沉积学的一大难点，相关定量评价技术和理论的发展对推进我国“两深一非”油气勘探具有现实意义。沥青是古油藏存在的直接证据，对探索古油藏分布、规模、成藏机制及论证研究区油气勘探潜力具有重要理论和实践意义。以川中地区上震旦统灯影组灯四段为研究对象，先综合岩芯观察、铸体薄片镜下观察、图像法定量计算，对固态沥青进行了表征；而后建立了多矿物体积模型，借助常规测井曲线组合（DEN-RT-RXO-CNL-AC），对储层固态沥青进行反演，克服了储层固态沥青分布的强非均质性，定量评价了灯四段固态沥青的含量及分布。研究结果表明：1）灯四段沥青多以半充填状态存在于孔隙中，储层固态沥青含量可达4.62%，平均为2.20%；纵向上，灯四上亚段固态沥青含量普遍高于灯四下亚段；2）高石梯—磨溪地区与德阳—安岳裂陷槽紧邻的台缘礁滩体是古油藏聚集的有利区域，储层固态沥青含量普遍高于东侧的含气区；3）受自西向东油气充注控制，高石梯—磨溪地区南北向固态沥青含量无明显差异。古隆起北斜坡灯四段固态沥青的存在证实了北斜坡古油藏的存在，从侧面印证了北斜坡的油气成藏潜力。从固态沥青的角度，坚定了继续深化川中古隆起北斜坡深层、超深层油气勘探的必要性。
2021, 39(1): 212-230.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.064
摘要:
煤层孔隙与裂隙发育特征是非常规油气沉积学的重要研究内容，其研究对深入认识煤层流体赋存与传质过程微观机理、优化地质适配性开发工艺具有重要意义。煤层孔隙、裂隙成因类型复杂、尺度分布范围广、非均质性强，其发育特征是煤化作用、变质作用类型、构造演化作用、煤岩物质组成、地下流体等多因素共同作用的结果。煤化作用是其内因，构造应力作用是其主要外因，内外因作用下形成了不同煤阶、不同含煤盆地、不同构造部位煤层孔隙、裂隙发育的现今特征，而成煤物质、沉积环境、盆地埋藏史、热史等具有重要的控制作用。煤层孔隙、裂隙的研究与煤层气高效开发紧密关联，未来研究中将煤层孔隙—裂隙作为具有整体性的解吸—扩散—渗流网络加以认识更具意义，而煤层孔隙—裂隙连通网络控制的渗透率来源和有效性、纳米尺度孔隙—裂隙发育特征与结构关系、孔隙—裂隙与煤层流体之间的界面性质、多尺度孔隙—裂隙结构表征等需要进一步探讨。数字岩石物理表征技术的发展和应用为该领域的研究提供了新方法和新思路。
2021, 39(1): 231-252.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.035
摘要:
源—汇系统对多尺度气候变化的响应与反馈是当前深水沉积学研究的前缘和新动向。通过梳理外陆架—深水盆地沉积物搬运分散系统（深水源—汇系统）对从构造尺度到人类尺度气候变化的过程响应，揭示了两种（迟滞和瞬态）深水源—汇系统的过程响应与反馈机制。迟滞响应深水源—汇系统的过渡区较宽、响应尺度较大（Teq≥104年），有利形成条件为：宽陆架且无峡谷延伸到内陆架以及冰室气候；其沉积物搬运分散过程主要受到可容空间的驱动（吻合经典的Exxon层序地层学理论）。在迟滞响应深水源—汇系统中，构造—轨道尺度的冰室气候期浊流活动较强、形成的沉积体相对富砂，温室气候期浊流活动较弱、形成的沉积响应相对富泥；而亚轨道—人类尺度的气候波动常被快速海平面上升所“淹没”、不能调控深水沉积物搬运分散过程。瞬态响应源—汇系统过渡区较局限、响应尺度较小（Teq≤104年），有利形成条件有：窄陆架、温室气候、峡谷头部和河口相接或相邻、断陷湖盆以及三角洲越过陆架坡折，其沉积物搬运分散过程对物源供给更为敏感，主要受物源供给驱动（偏离经典的Exxon层序地层学理论）。在瞬态响应深水源—汇系统中，不论是构造—轨道尺度的气候变化还是亚轨道—人类尺度的气候波动，只要其能够诱发物源供给的变化（而不论可容空间是上升还是下降），都能够对深水源—汇过程响应进行调控。
2021, 39(1): 253-267.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.130
摘要:
沉积物理模拟是指在限定条件下对不同沉积环境中的沉积过程进行模拟的实验，其对研究水利工程、环境科学、环境工程、海洋学、沉积学及油气勘探等具有重要意义，但其发展远不能满足生产需求，特别是近年来快速崛起的非常规油气勘探的需求。前人基于无黏性均匀沙的研究，已经建立一系列的泥沙运动理论及方程，在泥沙特性、沉积底形、地貌景观、重力流研究等方面取得了丰硕的成果，但在黏性泥沙（细粒沉积物）方面的研究进展有限。从颗粒特性、侵蚀和沉积作用机制及底形特征、输运机制与沉积模式，以及有机质富集和保存机制等四个方面对细粒沉积物理模拟进行综述，在此基础上结合现代青海湖研究提出一种新的富有机质细粒沉积富集假说，进一步丰富了非常规油气沉积学的含义。细粒沉积物理模拟是泥页岩沉积古环境恢复和岩相分布预测的有效手段，对于非常规油气“甜点”的成因分析和优选有重要意义，多学科交叉和定量化分析是其发展趋势，多类型与多尺度实验是传统模拟实验的必要补充。
