深層油氣藏成因類型及其特征

張東東，劉文匯,3，王曉鋒，羅厚勇，王慶濤，李憶寧，李風嬌

(1.大陸動力學國家重點實驗室 西北大學，陜西 西安 710069；2. 西北大學 地質學系，陜西 西安 710069；3. 中國石化 石油勘探開發研究院，北京 100083)

1 深層油氣勘探研究概況

當前，隨著中國國民經濟和工業的發展需求以及科學技術的進步，深層油氣成為重要的能源勘探接替領域和研究熱點[1-10]。由于中國處于3大板塊拼合部位，強烈的構造活動和多期改造作用形成了中國受控于大陸多旋回演化控制的疊合含油氣盆地[6,11-12]，如塔里木、鄂爾多斯和四川盆地等。具中國特色的疊合沉積盆地通常發育淺層中-新生界沉積構造層以及深層古生界-元古宇沉積構造層，半個多世紀的油氣地質研究與勘探實踐多集中于中、淺層沉積構造層，且形成了具有中國特色的油氣地質理論，如“陸相生油”“源控論”“復式油氣聚集理論”等[13]。而隨著油氣勘探深度和范圍的不斷拓展，前期所總結形成的油氣勘探理論和認識受到了很大程度的限制，溫度和壓力的增長致使深層油氣的來源、聚集以及保存機理等問題均與中、淺層油氣有著很大的差異和變化，需要針對含油氣盆地深層開展相關方面的地質研究，深層油氣資源將是全球探明儲量的增長主體，推動深層油氣勘探的發展，不僅具有重要的學科理論意義，更具有重大國家戰略和社會經濟價值。

深層油氣藏的定義在國際上現仍未有嚴格的標準，不同國家以及不同企業對深層的定義、界限以及地質內涵亦不統一。國際上一般將埋深超過15 000 ft(4 500 m)的油氣藏定義為深層油氣藏；中國所頒布的《石油天然氣儲量計算規范》(2019)將埋深在3 500～4 500 m的油氣藏劃分為深層油氣藏，埋深在4 500 m以深的則定義為超深層油氣藏；《頁巖氣資源儲量計算與評價技術規范》(2014)中將頁巖氣藏中的深層埋深定義為3 500～4 500 m，超深層則定義為4 500～6 000 m；《石油天然氣鉆進工程術語》(2012)中將埋深在4 500～6 000 m的地層作為深層，埋深大于6 000 m的地層作為超深層；一些學者根據中國深層的地質條件以及勘探資料，將深層油氣藏的埋深定為4 500～6 000 m，認為深層油氣藏指儲于4 500 m以深的油氣和源巖在5 000 m深度之下生成的油氣，6 000 m以深則認為是超深層油氣藏[4-8,14-15]；2017年國家“深地資源勘查開采”重點研發項目中將超深層的深度界限定為≥6 500 m，進一步推進了深層油氣的概念。現今，在深層甚至超深層找尋油氣資源已是全球油氣勘探開發的重要趨勢，向深層進軍也是中國2035科技關鍵攻關重點方向之一。

隨著深井-超深井鉆采設備等研發的迅速進展，深層油氣的勘探開發迎來了快速發展的機遇期，前蘇聯和美國分別在1984和1972年創造了12 869和9 583 m的鉆深記錄，中國在2019年由中國石油在新疆塔里木盆地創造了8 882 m的亞洲直井井深記錄。目前世界上已在71個盆地中發現了562個埋深大于4 500 m的工業油氣藏[4,7,10,14]。前蘇聯沉積地層厚度超過6 000 m的盆地有18個，目前已在其中的4個含油氣盆地中發現了5個埋深大于6 000 m的工業油氣藏；在美國墨西哥灣卡斯基達(Kaskida)油田和戴維瓊斯(Davy Jones)氣田發現的產層深度分別為7 356和7 620 m；在美國西內盆地阿納達科凹陷米爾斯蘭奇(Mills Ranch)油氣田中發現了產層深度為7 663～8 103 m的氣田；俄羅斯的濱里海盆地在7 550 m的深度(295 ℃)依然發現有液態烴聚集；波斯灣馬倫(Mullen)油田產層溫度超過了230 ℃。此外在委內瑞拉、意大利、法國和阿聯酋等國均發現了埋深大于5 000 m的工業性油氣田。2008—2018年全球4 000 m以深新增油氣探明儲量為234×108t，占全球新增儲量的60%以上。全球87個含油氣盆地深層油氣層系的分布統計顯示，深層油氣主要分布在新近系、古近系、白堊系、侏羅系和上古生界等5套儲集層系內[14]。

在中國油氣資源總量中，埋深大于4 500 m的深層油氣資源約占40%，其中2/3以上分布在塔里木、四川和鄂爾多斯等3大盆地中，大型碳酸鹽巖油氣藏占主要組成部分，如普光大氣田、元壩大氣田、安岳大氣田、塔河油田和順北油氣田等。塔里木盆地油氣探明儲量中80%以上的油氣藏埋深大于5 000 m，深層油氣以塔河、順北、哈拉哈塘、塔中、輪古、克拉蘇、塔中Ⅰ號以及克拉2等油氣田為代表，形成多個億噸級大油田和萬億立方米大氣區。四川盆地埋深大于5 000 m的大氣田占總探明儲量的37.9%，同時四川盆地的深層頁巖氣亦取得了可喜成績[16-17]，如威榮頁巖氣田(部分水平井深度可達5 200 m以深)在2018年提交的探明地質儲量為1247×108m3，四川盆地建成了涪陵、長寧-威遠、昭通等多個國家級頁巖氣示范區，據評價超過60%的頁巖氣資源埋藏在深層。鄂爾多斯盆地奧陶系發現萬億方大氣區，在盆地東部的鹽下深層(馬家溝組四段以下層段)已落實了多個天然氣藏，同時盆地中-新元古界裂谷帶和寒武系也具有深層油氣的勘探潛力。

隨著深層勘探開發技術水平的不斷提高，在2019年中國深層油氣取得了多點突破。塔里木盆地中，完鉆深度達7 880 m的博孜9井測試獲氣41.8×104m3/d、凝析油115.2×104m3/d；順北地區的順北53X井在鷹山組7 750～8 341 m井段獲油125 t/d、氣7.5×104m3/d。四川盆地鉆井垂深為5 047 m的磨溪129H井燈影組四段測試獲氣141×104m3/d；川東南綦江東溪構造的東頁深1HF井完鉆井深6 062 m(垂深4 259 m)，測試獲氣31.2 ×104m3/d。柴達木盆地切克里克凹陷的切探2井在4 700 m深層自噴獲油54.9 m3/d、氣6 899 m3/d。中國深層油氣多分布于疊合盆地的下沉積構造層，地層時代較老，以震旦系、寒武系、奧陶系、志留系和上古生界為主[9,14]。

2 深層油氣藏成因類型劃分

深層油氣藏不僅在勘探實踐領域獲得了一系列重大突破，而且在成因理論上也對經典的干酪根晚期生油理論的溫度和壓力界限提出了挑戰。傳統的油氣成因理論認為液態烴的形成分布溫度在60～120 ℃(即鏡質體反射率Ro=0.60%～1.35%)，當地層溫度超過120 ℃(鏡質體反射率Ro>1.35%)，有機質和液態烴將開始發生分解形成以甲烷為主的氣態烴類，而150℃以上的高溫地層則不應該存在液態原油[18-19]。但近期的勘探發現卻證實在150 ℃以上(甚至200℃左右)的地層中依然有液態烴存在，如渤海灣盆地霸縣凹陷牛東1井在深度5 641～6 027 m儲層中依然存在液態烴[20]；塔里木盆地順北地區在深度7 000 m的儲層中發現輕質油藏[21-25]；前蘇聯南里海(South Caspian)油田的油藏埋深可達8 000～9 000 m等等。前人研究結果表明，液態烴在烴源巖熱成熟度Ro達到7.0%～8.0%時仍然存在[26-27]，烴源巖中的滯留液態烴裂解成氣期(Ro=1.6%～3.2%)晚于干酪根，模擬實驗也表明壓力的增大會抑制有機質熱演化和生烴作用，進一步拓寬了油氣死亡線[28-40]。在有石墨存在的地層中甲烷可以保存到至少12 000 m深度[41]。在深層環境中天然氣(烴類氣體)有很高的熱力學穩定性，大部分的烴類氣體[地溫>220 ℃時重烴氣體(C2+)才發生裂解，甲烷的裂解對應地溫則高于350 ℃]在深層高溫條件下是可以穩定存在的[35-39]。

深層油氣可以通過兩種途徑形成：①由深層烴源巖中的干酪根等成烴母質在一定的溫度、壓力和化學條件下直接形成油氣；②早期形成的液態烴在深層高溫條件下進一步裂解形成烴類氣體。因此，深層油氣的形成受溫度、壓力和介質條件等多種因素的控制。深層油氣藏則不僅僅涉及深層油氣的來源，同時需從動力學角度關注深層地質條件下油氣供給、運移和聚集等動態過程。中國疊合盆地構造改造和熱演化歷史復雜多變，不同盆地和地區的構造演化和地層溫度差異較大[2, 42-43]，故而有著不同類型的深層油氣藏成因，按照油氣藏的形成主因、演化歷程以及成藏特征將深層油氣藏成因類型劃分為3類(圖1)。

1) 淺成深埋型

油氣藏早期在淺層已經形成，伴隨盆地沉降迅速埋深至深層保持成藏，油氣藏的儲層、蓋層等保存條件不發生較大變化，僅所儲藏的烴類物質發生一定的相態和組分的變化。

圖1 深層油氣藏成因類型劃分Fig.1 Genetic types of deep playsa 烴源巖Tissot生烴模式；b 不同類型深層油氣藏演化模式

2) 淺備深成型

在地層淺部成烴和儲備條件不足以成藏，但隨著地層埋深過程中深層溫度和壓力的提升，以及成巖作用的改造，不同類型的烴源可以形成足夠的烴類物質聚集在改造后的儲層中得以最終深層成藏。

3) 深層成藏型

伴隨盆地深部構造作用、熱液作用以及熱力作用等大量無機物質和能量的強烈交換與改造下，并在有機-無機相互作用的參與中，在盆地內或者邊緣以及構造活動區的深部地層中形成油氣藏，該類油氣藏不同于傳統油氣成因(傳統石油地質學所認知的有機成因形成的油氣藏)，屬于非傳統深層油氣成藏。

淺成深埋型深層油氣藏在現實油氣勘探中不斷取得發現，傳統技術方法可對其進行評價，在已有勘探發現的深層油氣藏中較為常見，如順北油氣田、安岳氣田等；淺備深成型深層油氣藏正在取得勘探突破，是比較現實的油氣勘探接替領域，潛力巨大，評價技術方法正在形成，如鄂爾多斯盆地中東部鹽下氣藏、四川盆地深層頁巖氣藏[16-17]等；深層成藏型深層油氣藏屬于理論遠景領域，需要強大理論技術支撐，評價技術方法未起步，該類油氣藏通常分布于構造板塊邊緣與活動斷裂附近，如渤海灣盆地郯廬斷裂帶兩側部分氣藏。

3 深層油氣藏成藏基本特征

3.1 淺成深埋型深層油氣藏特征

1) 主要發育于大、中型較穩定的沉積盆地或坳陷中。

淺成深埋型深層油氣藏成藏機制和過程符合傳統油氣成藏理論，油氣在埋深過程中會發生一定的相態和組分變化。龐雄奇等通過對全球深層油氣藏進行統計，其中42%為氣藏，51%為油氣藏，僅7%為油藏[10]，然而中國塔里木盆地和渤海灣盆地等深層地層中依然發現輕質油，因此深層油氣相態類型較為復雜。

2) 構造演化導致盆地持續沉降是深層成藏的關鍵，優質的保存條件是抵御油氣藏破壞的關鍵。

在淺層地層中形成穩定油氣藏后，盆地或者坳陷發生整體快速沉降，并且在沉降過程中之前淺層地層中所形成的油氣藏沒有發生會導致原油氣藏發生破壞的較大斷裂或者裂縫以及熱液流體活動，同時油氣藏原有的保存條件在埋深過程中由于壓力遞增致使其封堵和保存油氣藏的能力能夠有效提高，使得淺層所形成的油氣藏在深層依然能夠得以完整保存。

3) 深層勘探在于確定含油氣空間的存在及含油氣性。

此類深層油氣藏因在淺層已經形成，且在埋深過程中未發生破壞，故而一般為較為簡單且穩定的油氣藏類型，如背斜油氣藏、古潛山油氣藏和斷塊油氣藏等構造油氣藏，因此其對應的勘探技術和理論較為成熟，含油氣空間易于確定，含油氣性在地震和測井等地球物理勘探技術實施下也較易于發現。

4) 資源前景以目前理論可以進行基本評價。

淺成深埋深層油氣藏的成源、成烴和成藏主要元素以及地質作用皆符合傳統的含油氣系統理論，可用目前的石油地質理論進行基本評價。

5) 最現實的資源，但規模有限。

對于中國深層油氣資源評價工作來講，此類油氣資源潛力是最為直接、最能判識和最為現實的資源，但因中國含油氣盆地多數經歷了后期抬升和疊置改造，深層油氣藏的保存條件較難保持穩定，能夠滿足淺成深埋型深層油氣藏地質演化條件的盆地數量較少，且盆地愈老愈難以滿足，所以整體上淺成深埋型油氣藏的規模有限。

6) 油氣相態和油氣地球化學是識別該類油氣的主要方法。

塔里木盆地作為深部克拉通盆地(主要儲層的埋深超過6 000 m)經歷了多期次旋回疊加和構造運動，導致油氣聚集的復雜分布[21-24]。在塔里木盆地北部的塔北地區，海西晚期(二疊紀)是盆地主力烴源巖下寒武統玉兒吐斯組的主要生烴和排烴時期，盆地中發現的油氣藏多數形成于這一時期，如英買力和哈拉哈塘油田。結合熱史和埋藏史分析，塔北地區輪探1井所發現的圈閉中油氣聚集與成藏就是形成于海西晚期(二疊紀)，油氣藏類型為較簡單的背斜油氣藏(圖2)；在油氣成藏之后，該油氣藏自三疊紀以來一直處于連續沉降埋藏狀態，圈閉基本上保持了海西晚期油氣成藏狀態，直至喜馬拉雅晚期(5 Ma)，油藏的埋深在短時間內增加了2 500 m以上，形成了現今的深層油氣藏(圖3)，輪探1井中的寒武系油藏溫度可達171 ℃(在深度8 260 m處)，并且油藏中的液態烴并沒有發生熱裂解[22-23]。油藏的主力烴源巖為寒武系碳酸鹽巖層系，厚度為81 m，有機碳含量(TOC)介于2.43%～18.48%，成熟度(Ro)可達1.5%～1.8%，發育白云巖與膏巖的儲-蓋組合，儲層以孔洞型為主，有角礫狀構造，可見高角度裂縫和溶蝕孔洞，形成優質的生-儲-蓋組合，現油藏日產油134 m3，日產氣45 917 m3[24-25]，可用常規的油藏描述方法進行評價。

圖2 塔里木盆地過輪探1井SE-NW向剖面解釋示意圖[22-23]Fig.2 Schematic diagram showing the SE-NW-trending cross section across Well Luntan 1 in the Tarim Basin[22-23]

圖3 塔里木盆地輪探1井地層埋藏史演化模型[22-23]Fig.3 Diagram showing the evolutionary model of the stratigraphic burial history in Well Luntan 1, Tarim Basin[22-23]

3.2 淺備深成型深層油氣藏特征

1) 淺備深成型深層油氣藏主要發育于大、中型沉積盆地，特別是疊合盆地當中。

該類型深層油氣藏形成的重點在于其所蘊藏的烴類物質、圈閉的存儲空間等主要含油氣系統要素主體在深層形成，而非淺層，但淺層已具備成源條件、成儲潛力和成藏組合的雛形，成藏過程有別于傳統油氣成藏理論。

2) 多元生烴、儲層保持和保存條件優化是淺備深成型深層油氣成藏的關鍵。

盆地經歷多期構造運動，盆地演化早期(淺部)具有一定烴源基礎和潛在保存條件，特別是良好的成層型儲集空間，但在早期烴源巖未能形成足夠的烴類物質供給圈閉成藏。隨著盆地演化，地層在深埋過程中溫度和壓力增大，同時伴隨著熱液流體及外源氫等深部物質的參與反應，烴源巖中原本在淺層難以生烴的有機質在高溫、高壓下發生了生烴以及排烴作用[44-46]。此類有機質不僅僅是傳統的干酪根物質，還包含了烴源巖地層甚至儲層當中的其他分散有機質、有機酸鹽和固體瀝青等物質(圖4)。在深埋過程中，碳酸鹽巖層系中富含脆性礦物的儲層因流體活動和壓實作用等發生溶蝕和斷裂，改善和提升了儲層的孔隙空間和儲藏能力；同時在深埋過程中，上部蓋層以及側向斷層的保存條件因壓力的增強而進一步提升。

3) 深層勘探不僅要確定含油氣空間的存在及其含油氣性，還要反演成藏要素。

在此類深層油藏勘探過程中，不僅僅是發現儲藏空間以及其含油氣性，更需對其主要的成藏要素進行分析和描述，尤其是烴源條件。深部多元生烴的客觀事實對傳統的生烴理論提出挑戰，而儲層隨深度而發生的改變(溶蝕-縫洞)如何進行有效表征(微米-納米級別孔隙結構)與反演(原始結構恢復及演化)亦是勘探家需面對的難題[47-48]。

4) 資源前景評價需要創新，成藏理論是關鍵。

對深層多元生烴進行資源評價現今仍未有較為行之有效的標準方法，傳統的成因法因這類油氣藏具有多期生烴、多元生烴以及各個烴源貢獻不明等特征而不適用，類比法又因各個古老盆地的源-儲參數不具相似性、可類比的成熟目標太少而導致無從下手，所以此類深層油氣藏的評價需深入了解其各自獨特的成藏要素以及成藏模式，并且抓住主要成藏因素進行定性判識、定量計算以及資源量模擬核實，切不可一概而論。

5) 資源潛力大。

此類盆地廣泛分布，盆地層系愈老、比例愈高。中國西部疊合盆地深層中、下組合發育多套烴源，蘊藏著豐富的油氣資源。不同于淺成深埋型深層油氣藏成藏關鍵在于保存條件不受破壞，油氣藏整體處于類封閉環境中，淺備深成型深層油氣藏在埋深過程中則處于半開放條件下，油氣和孔隙的形成均是在深埋過程中或者在深部逐步完成，而在此期間亦發生了各種流-巖相互作用以及與之相關的有機-無機相互作用，因此深層所發生的有機-無機相互作用是此類深層油氣藏成烴、成儲、成藏的主線。

6) 油氣地質-地球化學是識別該類油氣的主要方法。

圖4 淺備深成型深層油氣藏深部相互作用機理示意圖Fig.4 Schematic diagram showing interaction mechanisms of deep reservoirs of syn-deep-burial enrichment type

在油源識別所涉及的各類油氣地球化學方法中，有機酸鹽的識別與定量分析、分散有機質生烴機制、油氣-源穩定同位素以及生物標志化合物等方法漸漸成為不容忽視的主要方法。

鄂爾多斯盆地位于華北克拉通的西部，近年在盆地中東部地區奧陶系中組合鹽下天然氣勘探持續取得重大發現[49-53]。盆地奧陶系碳酸鹽巖有機碳含量(TOC)低(均值為0.2%，一般<0.5%)，且下古生界烴源巖成熟度(Ro)值多數大于2.0%，學者們一度認為其不具備生氣潛力，但近期隨著勘探的不斷深入，在奧陶系馬家溝組中不僅常見分散可溶有機質，同時在中-低成熟度樣品中存在較為可觀的酸溶有機質。常規烴源中的成烴生物組合以生烴能力較強的浮游生物為主，干酪根、分散可溶有機質和有機酸鹽共同構成奧陶系馬家溝組碳酸鹽巖烴源，這些不同類型的烴源在盆地深部可以為盆地中東部鹽下氣藏提供充足的烴類物質，下古生界天然氣的甲烷氫同位素(主要分布在-180‰～-160‰)也證實鄂爾多斯盆地奧陶系鹽下天然氣屬于自生自儲油型氣(圖5)[49]，與下古生界馬家溝組碳酸鹽層系中烴源巖的酸解烴地球化學特征相近，表明盆地中東部奧陶系厚層膏鹽層下的海相碳酸鹽巖可能是盆地天然氣藏的氣源巖。

3.3 深層成藏型深層油氣藏特征

1) 深層成藏型深層油氣藏主要發育于沉積盆地及其周緣，甚至構造活動區。

不同于傳統的油氣成藏理論，該類型油氣藏的形成屬于全新的油氣成藏理論，且大多以深層氣為主。

2) 構造活動及其演化形成了巖體儲集和油氣保存要素。

在盆地邊緣以及構造活動區，地層在深部受到較強的構造改造、隆升沉降以及熱力交換，在此過程中，原始沉積地層或火成巖、變質巖遭受應力變化而發生一定的結構改造，形成新的儲集空間；同時伴隨應力加強以及物質遷移，在部分區域形成的封閉空間具有一定的油氣藏保存能力。在此期間，對于深部地球物質的形成和演化的研究是認識深層成藏型油氣藏的關鍵。

3) 此類深層油氣藏勘探在于確定構造活動導致的含流體空間及其含油氣性，對于深部地質的刻畫也是必須的。

圖5 不同含油氣盆地古生界天然氣中甲烷氫、碳同位素組成特征[49]Fig.5 Hydrogen and carbon isotopic compositions of methane in the Paleozoic natural gas in different petroliferous basins[49]

深部地質的刻畫不僅僅是地球物理方面的空間刻畫，同時也包含深部地質體中的物質組成、化學成分等方面的巖石學、沉積學以及地球化學方面的分析和判識。

4) 加氫成烴甚至無機成烴、斷裂成儲、動態成藏是關鍵要素，亦是理論探索的核心科學問題。

在構造活動區內不斷發生著不同圈層、深層與淺層的物質和能量交換，傳統的Tissot生烴理論在深部會被進一步豐富和深化，在地球深部存在大量外源氫(火山熱液攜帶、俯沖帶中橄欖巖的蛇紋石化生氫、輻射生氫、地幔脫氣等)，而氫氣的加入不但會改變傳統的生烴模式，增大深部生烴量，同時也可與一氧化碳或二氧化碳發生費托合成反應進而直接以無機作用的方式生成烴類物質；斷裂在深部的不斷活動亦會改造周圍巖石的物理結構進而形成烴類物質可聚集的儲集空間；而構造活動區的演化復雜性無疑會增加人們對此類深層油氣藏識別和認知的難度。

5) 資源前景不明朗，但具有規模潛力(地質條件特殊，完全新領域)，評價體系需重建。

傳統的油氣資源評價體系完全不適用于此類深層油氣藏，但重要的是應對各種油氣資源持開放態度，解放思想，發展地球物理、地球化學以及構造地質學等學科的交叉，從不同角度和方向探尋此類油氣藏的成因機制以及定量評價體系。

6) 識別該類油氣的地質-地球化學方法仍處于爭議當中。

此類典型且被公認的油氣藏尚未有公開報道，但從一些勘探事實以及地質發現中不難觀察到此類油氣藏存在的可能性。伏爾加-烏拉爾(Volga Ural)油區前寒武系花崗巖和變質巖中發現了油質瀝青和烴類氣體；科拉半島深度11 600 m超深井結晶基底中見瀝青包裹體；加勒比海的深斷裂附近發現了噴發強烈的CH4；在板塊俯沖帶以及洋中脊等構造活躍區也出現過無機成因烴類氣體的報道，東太平洋海隆與圣安德烈大斷裂相接處瓜伊馬斯(Guaymas)盆地中發現的油氣形成與深部熱液侵入有關；菲律賓三描禮士省(Zambales)蛇綠巖的超基性-基性巖、西南印度洋中脊、加拿大魁北克(Quebec)堿性花崗巖、格陵蘭伊利毛沙克(Ilimaussaq)堿性雜巖、東非烏干達蘇庫魯(Sukulu)碳酸巖等均有無機成因烴類氣體的報道。中國松遼盆地地幔上隆、地殼減薄且發育火山活動以及深大斷裂，地質背景非常活躍，沿主要深大斷裂所發現的一些氣藏被認為存在無機成因的可能[54-57]，如徐家圍子氣藏、萬金塔CO2氣藏、肇州西和昌德的烷烴氣藏等。總體上，此類油氣藏主要分布于構造活躍地區，如活動大陸邊緣、深大斷裂、巖漿熱液活動頻繁地區、洋中脊與海溝處等(圖6)，存在大量有機-無機相互作用和深-淺物質交換等作用，對其進行評價和準確預測尚有難度。

4 問題討論

在深層油氣的識別和勘探過程中仍存在很多科學問題亟需討論，其中，油氣成源和成烴的機理和過程是最為重要的難點問題，也是油氣勘探與資源評價的理論基礎，傳統的理論已難以對深層油氣進行有效預測和評價。從地球化學觀點看，深層面臨的問題主要是中-高成熟度油氣生成、演化、儲集和保存問題：豐富的烴源巖、充足的能量供給、良好的運保條件和有利的成烴演化環境。而在深層所處的溫壓條件、流體性質和相態等都發生了重大變化，使得水-巖-烴相互作用可能性大大增加，有機與無機相互作用更為頻繁，因此，深層油氣形成的關鍵在于深部無所不在的有機與無機相互作用，這其中主要存在以下問題亟待商榷。

1) 按有機與無機相互作用成烴的觀點[58-60]，外來氫的加入是高演化碳酸鹽源巖成烴的關鍵因素。

關于外源氫的來源可分為以下幾種[61-67]：①相對活動區孔、裂隙發育帶地下潛水的加入；②巖石相互作用形成的揮發性氣體，特別是深部揮發份沿大斷裂的運移；③熱水流體與圍巖發生水-巖反應時，某些礦物或巖石產生蝕變現象，這樣也會釋放出氫氣；④深部斷裂活動所伴隨的侵入巖或熱液中的放射性物質對流體的輻射分解。因此，上述區域應是高演化碳酸鹽源巖發育區尋找烴類形成與聚集的有利場所。

2) 富鈣烴源巖物質組成對深層油氣來源的影響。

特殊烴源，主要是有機酸鈣(有機-無機作用產物)。碳酸鹽礦物和有機酸反應條件在地質過程中存在：高鹽度海水中含有豐富的、能夠形成有機酸的有機質，碳酸鹽巖的形成環境為堿性環境，而膏鹽巖層系具有很高的鹽水飽和度，有利于形成大量有機酸鹽[68-69]。在有機質演化的早期階段有大量的有機酸，有機酸鹽熱穩定性很高，其成烴演化呈現出與Ⅰ型干酪根近似的成烴過程，但在成烴轉化率、烴類氣體占比、CO2碳同位素組成等方面具有特殊性，主要表現為成烴轉化率高和成烴時間滯后的特征[70]。在液態烴大量生成時期很少分解，但在過成熟階段可以裂解生成凝析油(輕質油)和氣態烴，因而對氣藏貢獻更直接有效。

3) 深層油氣來源繞不開的問題——無機成因氣。

無機成因氣主要有兩種學說[71-73]：①地幔脫氣說。認為地球深部存在著大量的甲烷及其他非烴資源, 這些甲烷向上運移，并大量聚集在地殼深部15 km左右的地帶，形成無機成因的油氣藏。②費托地質合成說。地幔脫氣生成的CO2，CO和H2沿玄武巖的破裂帶上升到超基性的蛇紋巖帶，發生了著名的費托合成反應，即氫氣與二氧化碳或一氧化碳經高溫超壓以及Fe，Co，Ni和V等物質的催化下生成烴類物質。故而在火山熱液活動區域、深大斷裂區域以及構造活動區域需綜合油氣有機成因、無機成因以及有機-無機混合成因多種模式對深層油氣成藏機理進行分析和判識。

5 結論

1) 將深層油氣藏類型分為淺成深埋型、淺備深成型和深層成藏型3種，并總結了不同深層油氣藏類型的特征、形成過程、油氣勘探和評價理論以及存在的重要科學問題，目的在于認識深層油氣藏的分布規律、評價勘探前景以及預測勘探目標。

2) 海相碳酸鹽巖層系深層有效烴源的類型存在一定的多樣性，分散可溶有機質和有機酸鹽是構成海相碳酸鹽巖烴源的重要組成部分。深層有機-無機相互作用，特別是深層外源氫的參與對高-過成熟有機質的成烴意義重大。高演化碳酸鹽巖中存在有機碳向無機碳的轉化過程，不能以深層殘余TOC低而低估碳酸鹽巖層系的生烴潛力。