“富烃凹陷形成理论创新与油气勘探应用”

成果报奖公示

一、项目名称

富烃凹陷形成理论创新与油气勘探应用

二、提名者及提名意见

提名者：汤中立 院士

提名意见：

本项目是刘池阳教授和他的科研团队在对国家、省部级和横向多个相关项目长期研究成果的总结。其中国家自然科学基金重点项目在2019年由国家基金委组织的12位专家评审验收会上，以全优的投票结果通过结题验收。

该项目成果属含油气盆地和油气地质勘探领域的前沿研究方向，通过对中国不同类型、不同地域含油气盆地和世界典型含油气盆地的长期研究，在富烃凹陷形成的动力环境、优质烃源岩形成条件和生烃机理、盆地和富烃凹陷新类型等方面获得了系列理论创新成果，用于指导油气勘探在鄂尔多斯、渤海湾、柴达木、南襄、酒西等多个盆地取得多项重要发现和突破，经济社会效益显著。

提名该项目为陕西省科学技术奖科技进步奖 壹 等奖。

三、项目简介

该项目属“环境与资源利用”专业领域中“油气资源利用”领域。

国内外百余年油气勘探开发的实践已经揭示,油气资源在空间分布上严重不均。如在全球不仅不同地域，或同一地域不同盆地油气资源贫富悬殊，就是在同一含油气盆地，油气也主要来自盆内少数几个资源极为丰富的沉积凹(坳)陷，称之为富烃凹(坳)陷。对陆相盆地而言，富烃凹陷的有无和特征，决定盆地油气资源的贫富和规模，明显影响着大中型油气田(藏)的形成和相对集中分布。所以，在盆地油气勘探和评价预测中，判识和遴选富烃凹陷意义重要、事半功倍。但已往的研究，大多侧重于分析凹陷中的烃源岩“是否优质、有效”；却较少探究优质烃源岩赖以成生的富烃凹陷“如何形成”，多少有些重“毛”轻“皮”之憾。

该科研团队通过近20年来的持续研究，在国家重大专项、国家自然科学重点基金、油气公司重要等近20多个项目的支持下，将盆地与周邻单元演化、富烃凹(坳)陷形成与深部过程、沉积建造与多种改造相结合；将有机作用与无机作用、热液活动及其流岩相互作用相融合，研发和采用了多种新的方法技术，通过大量多类测试分析及模拟实验，对我国不同地域多类含油气盆地进行了深入研究，攻克了遭强改造盆地富烃凹陷的判识、恢复及其油气聚散成藏等世界难题，获得了系列创新成果，填补了此领域若干空白；推动和指导了多个盆地的油气勘探，成效显著，经济社会效益巨大。

1、对不同地域、不同类型盆地的研究，总结了富烃凹陷形成的条件和动力环境

在前期和新近对我国东部及近海渤海湾、南襄、江汉和珠江口等新生代伸展裂陷盆地富烃凹陷形成条件和环境研究的基础上，通过对我国中部鄂尔多斯盆地南部中晚三叠世延长期坳陷型富烃凹陷的剖析和对西部柴达木、酒泉、焉耆、准噶尔等中新生代挤压改造盆地主力烃源岩发育期古富烃凹陷形成环境的恢复，对以上诸盆地综合对比总结，揭示了富烃凹陷形成的主要条件和动力环境。

2、揭示了富烃凹陷中优质烃源岩形成-转化过程无机作用的重要贡献

通过对周缘和盆内大量地质研究、测试分析和生烃模拟实验，发现和厘定了中国北方陆相含油气盆地的地层，特别是烃源岩大多具铀异常或富铀；通过系列模拟实验揭示，铀元素的参与可使不同类型低熟烃源岩生烃温度域提前和生烃量增加；创新开展了放射作用下不同类型流体的生氢量变化和外源氢对烃源岩生烃作用有积极影响等实验。阐明深部热液和火山灰的参与有利于水体中生物勃发和优质烃源岩形成，其参与可促进烃源岩有机质的转化。对鄂尔多斯盆地延长组优质烃源岩中巨型碳酸盐岩结核和多种岩矿的地球化学分析，证明深部热作用参与了富烃凹陷优质烃源岩的形成。针对准噶尔盆地玛湖凹陷风城组碱化湖盆沉积建造特征，建立了火山活动-碱湖-优质烃源岩成因链模式。

3、攻克了遭强改造盆地富烃凹陷的判识和恢复难题，构建了其油气聚散成藏模式

遭较强烈改造的盆地油气资源的贫富及分布，直接受原始盆地富烃凹(坳)陷及其中烃源岩的留存状况所控制。但对其确定难度颇大。该项目攻克了遭强改造盆地富烃凹陷的判识和恢复难题。在对柴达木、酒西、焉耆等盆地原盆恢复的基础上，通过多种方法技术和综合研究，厘定了遭改造所残留富烃凹陷的位置；再现了从较简单的古富烃坳陷结构演变为现今由多种构造单元构成的复杂格局过程，进而构建了现今不同构造单元油气的动态聚散、分布和成藏模式；总结了改造盆地古富烃凹陷与今油气富集区的关联及其判识和厘定的程式。

4、首次提出了富烃凹陷新的成因类型——后陆盆地

鄂尔多斯盆地丰富的石油主要源自中晚三叠世延长组。但在全球范围内，中晚三叠世有效烃源岩并不发育。通过对鄂尔多斯盆地南部延长期富烃凹陷与印支期秦岭造山带的建造-改造各类重要地质事件时空耦合响应、区域动力环境等系统研究和综合对比，提出盆山是在华北-扬子两大陆块持续汇聚的统一动力环境中形成的。在两大陆汇聚过程中，在华北仰冲板块后陆地带深部巨量俯冲物质过饱和聚集、热能及压力超常骤增而上拱溢散，引发地壳侧向扩展和浅层破裂、发生沉降，称此为后陆盆地。后陆盆地的伸展、热温属性和活跃的深部热流体作用，有利于富烃凹陷形成和其中(优质)烃源岩发育，油气资源丰富。

5、创新理论指导油气勘探和应用成效显著

富烃凹陷形成和遭改造富烃凹陷判识恢复等创新成果的应用领域广阔，经济和社会效益巨大。其中主要者如：（1）推动和指导了渤海湾、鄂尔多斯、柴达木、酒泉、焉耆等盆地的油气评价和勘探，发现多个大中型油气田；（2）揭示了鄂尔多斯盆地三叠系、南襄盆地泌阳凹陷石油丰富的原因；（3）划分了中国小型含油气盆地的类型和富油气特征；（4）及时研发了可用于油气地质研究、勘探开发生产实际的软件产品，并推广应用到十多个油气产业部门。

本团队近20多年来通过对我国不同地域含油气盆地的深入研究和系统对比，在该项目相关领域已发表论文109 篇，其中SCI 论文43 篇，EI 论文23 篇，他引总数1803 余次；获授权国家发明专利1项，软著权13项；获陕西省高等学校科学技术一等奖1项，绿色矿山科学技术奖一等奖1项；已培养本领域研究生博士17 名，硕士42 名。其中1人获陕西省优秀博士论文。

四、客观评价

（1）成果验收与鉴定

该团队完成的国家自然科学基金重点项目《坳陷型富烃凹陷的主要特征和形成的动力学环境》，在2019年由国家基金委组织的专家评审验收会上，以12位专家评委全优的投票结果通过结题验收。专家组一致认为该项目研究成果突出，创新性强：首次提出了鄂尔多斯盆地南部富烃凹陷和其中优质烃源岩形成具有构造活动明显、深部作用活跃和较热-伸展构造背景；创新性揭示了鄂尔多斯盆地油气生成和有机-无机相互作用与石油资源丰富的形成原因。

该团队完成的国家科技重大专项任务课题《鄂尔多斯盆地中生代湖盆形成动力机制及其对沉积的控制作用》，在2014年专家评审验收时，与会11位专家一致认为该项目：首次明确了鄂尔多斯盆地南部延长期盆地构造属性为后陆盆地，发育于汇聚碰撞仰冲的华北陆块之上，富烃凹陷的演化与区域汇聚碰撞造山带的地球动力学环境有着密切的成因和时空联系。

该团队完成的国家“十一五”科技重大专项任务课题 《近海富烃凹陷形成的构造条件和区域动力学背景》，2010年中海油组织的，由中国工程院金庆焕、汤中立、多吉院士，中海石油陈伟高级副总裁、邓运华副总地质师等组成的14人评审小组进行了评审。一致认为该项目取得了创新性认识，建立了近海盆地演化－改造与周邻板块演化的时空响应关系；系统剖析了渤中、辽中及西湖等近海含油气凹陷的后期改造特征并在此基础上恢复了其原始沉积面貌；揭示了深部构造热活动、沉降、沉积充填等对富烃凹陷和优质烃源岩形成的控制作用等创新认识。

该团队完成的中国石油青海油田分公司“十三五”重点项目《柴达木盆地与中国新生代典型咸化含油气盆地咸化特征和形成地质环境对比研究》，2018年青海油田公司组织进行评审，专家组一致认为该项目在陆相盆地咸化特征与咸化机理、相关优质烃源岩形成条件及油气效应等方面取得了创新性认识，对柴达木盆地油气勘探具有较好的指导作用和参考价值。

（2）重要科技奖励

项目研究成果获得多项重要科技奖励，先后获得中国绿色矿山联盟, 绿色矿山科学技术奖一等奖1项，陕西高等学校科技进步奖一等奖1项；指导完成的《柴达木新生代湖盆咸化环境演变及其烃源岩发育特征》博士论文获陕西省优博论文。

（3）学术性评价

该项目先后得到5项国家自然科学基金（含重点、面上和青年类别）、2项国家科技重大专项、2项国家博士后科学基金面上项目以及10余项油田企业、中国地质调查局等项目的相继资助。围绕创新成果，发表重要科技论文109篇，其中SCI论文43篇，EI论文23篇，他引总数1803余次。相关研究成果获得科技界和能源矿产行业的高度评价，被国内外知名专家多次引用。该项目创新成果经教育部科技查新，国内外均未见有相同的文献报道。

（4）研究成果的社会效益及媒体报道

在项目执行过程中已培养本领域博士17 名，硕士42名，其中1人获陕西省优秀博士论文，同时项目相关研究成果在国内外学术性会议上的展示和汇报，4次在国际、国内重要学术会议中获优秀论文及报告奖、4次在全国性大赛中获奖；有关富烃凹陷油气成生-演化新模式在科普时报（2019.3.19）头版报道。研发的可用于油气地质研究、勘探开发生产实际的软件产品，已推广应用到十多个油气产业部门。

五、应用情况

研究成果在油气产业部门具有很强的应用价值，先后在中石油长庆油田、玉门油田，中石化河南油田、华北油气分公司，中海石油（中国）有限公司天津分公司等产业部门应用，有效推动和指导了相关探区油气勘探的重大突破及新发现，具有巨大的经济效益。

六、主要知识产权和标准规范等目录