中國中西部大型湖盆沉積體系域研究進展及頁巖油氣勘探*

吳因業(yè) 李國欣 吳洛菲 徐兆輝，，4 龍國徽， 方 向 付 蕾 張?zhí)焓?陶士振

1 中國石油天然氣集團勘探開發(fā)研究院，北京 100083 2 中國石油青海油田公司，甘肅敦煌 736202 3 中國海油中聯(lián)煤層氣公司研發(fā)中心，北京 100011 4 中國石油柴達木盆地研究中心，甘肅敦煌 736202

1 概述

體系域(1)文中統(tǒng)一術語“體系域”，英文為“systems tract”。沉積體系域(depositional ST)突出的是“沉積層序”之細分，意指起源于“EXXON”的經(jīng)典層序地層學之術語體系。因為除了“沉積層序”，還有“構造層序”、“氣候?qū)有颉薄ⅰ俺梢驅(qū)有颉钡鹊?。是沉積學和層序地層學的重要術語，原義指可以進一步劃分層序的同時代沉積體系的組合(Brown and Fisher，1977)。沉積體系代表相關沉積環(huán)境的沉積作用產(chǎn)物，它們側向上逐漸變?yōu)榻y(tǒng)一體系，形成邏輯上相關的古地貌單元，是記錄了主要古地貌單元沉積作用的三維沉積相組合(Galloway，1989；吳因業(yè)等，2015)。層序地層學是當前地球科學研究頗為關注的領域，被廣泛應用于沉積盆地分析和油氣勘探。碎屑巖層序地層學理論方法源于海相盆地，是在被動大陸邊緣油氣勘探實踐的基礎上凝練而來的，至今已經(jīng)歷了約50年的發(fā)展歷程(龔承林等，2021)。目前使用的不同層序模式主要差異在于地層記錄的概念包裝方式不同，與基準面變化旋回有關的體系域和層序邊界使用了不同的時間段(Posamentier and Vail，1988；Galloway，1989;Embry and Johannessen，1992)。不管層序模式的選擇和層序邊界的時間性如何，層序地層學的 “要害”基本上是由濱線遷移引起的，其特征和時間性控制了所有體系域和邊界的形成。除了術語選擇的不同，濱線遷移的每一階段(正常海退、強制海退和海侵)都與具有獨特地層疊加樣式的體系域形成相對應，用作體系域邊界的界面至少部分地構成了層序地層學意義上的界面。這些基本原理對所有模式通用，最終提供了統(tǒng)一層序地層學方法的基礎。

體系域術語眾多，常見的有低位體系域(LST)、海侵或湖侵體系域(TST)、高位體系域(HST)、下降期體系域(FSST)、海退或湖退體系域(RST)，也有強制海退楔體系域(FRW)、湖泊擴張體系域(EST)、湖泊收縮體系域(CST)、非常規(guī)體系域(UST)、描述河流環(huán)境為主的高可容納空間體系域(HAST)和低可容納空間體系域(LAST)等，部分術語也還存在爭議(吳因業(yè)等，2009，2015)。實際上，不同體系域有其不同的內(nèi)涵，有些貌似一樣，實際上也有細微區(qū)別，例如同樣在強制海退或強制湖退條件下形成的FSST和FRW就有細節(jié)上的差異(Octavian，2020)。

中國陸相大型湖盆碎屑巖—碳酸鹽巖沉積區(qū)分布廣泛，含油氣盆地內(nèi)新發(fā)現(xiàn)了多個油氣田，特別是近年來在致密油/頁巖油勘探方面獲得了突破。根據(jù)沉積體系域演化和可容納空間演變解釋層序地層單元，建立層序演化模式，預測油氣儲集體，適合于研究有成因聯(lián)系的異旋回地層序列。作者對“十三·五”期間中國大型湖盆如四川盆地侏羅系、柴達木盆地古近系體系域研究進行了部分總結，提出湖泊深水體系的沉積層序體系域研究進展表現(xiàn)為引入強制海退(湖退)的概念，從經(jīng)典的三分體系域發(fā)展為四分體系域和二分體系域，不同尺度的相對整合序列和體系域分布與命名具有緊密聯(lián)系。采用A-P-D(加積-進程-降積)準層序疊加分析方法，分析體系域格架下薄層沉積砂體的形成機理，提高了體系域識別和油氣儲集體預測的準確度。A-P-D準層序疊加分析方法的核心內(nèi)容在于沉積趨勢(depositional trend)的分析和準層序的疊加樣式(stacking pattern)結合，判斷出A(加積，aggradation)、P(進積，progradation)、D(降積，degradation)和R(退積，regredation)的組合以及岸線軌跡(shoreline trajectary)，確定體系域類型，預測沉積砂體的時空展布。

柴達木盆地古近系和四川盆地侏羅系研究實例表明，湖侵體系域主要發(fā)育濱淺湖泥坪、介屑灘、灰質(zhì)灘、混積灘和近岸砂灘微相，局部存在半深湖。隨湖平面上升，淺湖和半深湖范圍擴大，沉積中心地區(qū)發(fā)育三角洲前緣薄層砂體和深水濁積扇及多旋回泥頁巖—泥灰?guī)r組合，有利于頁巖油儲集體的發(fā)育?？碧綄嵺`表明，除了中石油在大慶、新疆、四川、青海油田等的致密油/頁巖油勘探有發(fā)現(xiàn)之外，中石化和中海油也有了重大進展(劉桂珍等，2021)，例如四川盆地中下侏羅統(tǒng)發(fā)育3套優(yōu)質(zhì)暗色泥巖，從上至下分別為千佛崖組(涼高山組)、自流井組大安寨段和東岳廟段，是繼海相頁巖氣開發(fā)之后的另一重要頁巖油氣勘探領域。陸相頁巖油氣的勘探在元壩、涪陵地區(qū)的多口鉆井都獲得了工業(yè)油氣流。涪陵地區(qū)泰頁 1井在涼高山組測試日產(chǎn)氣7.5×104￣￣m3、油 9.8 m3；元頁3井測試日產(chǎn)氣1.18×104￣￣m3、油15.6 m3，證實該層系具有較大的勘探潛力(郭旭升等，2021)。

2 大型湖盆的層序格架和四分體系域

經(jīng)典的層序地層學格架有3個體系域被識別出來，分別是低位體系域(LST)、湖侵體系域(TST)和高位體系域(HST)。就強制海退(湖退)體系域而言，大型湖盆與海相盆地有一定的相似性，特別是在半深湖和深湖地區(qū)。強制海(湖)退(FR，forced regression)發(fā)生于基準面下降期，此時無論沉積供給情況如何，基準面下降都將引起濱線的強制后退。在海陸過渡帶伴隨著濱線強制海退可發(fā)生包括加積、侵蝕或這2種綜合作用等多種類型的沉積過程，這些過程對海相和陸相環(huán)境均有影響，在某一區(qū)域哪種過程(侵蝕和加積)占主導地位取決于能量均衡剖面(河流均衡剖面或基準面)和地面(地表或地下)的相對位置。正常海退(NR，normal regression)的濱面或三角洲前緣沉積是漸變的，不同于強制海(湖)退沉積的濱面或浪控三角洲前緣的突變特征。也就是說，在岸線附近，不整合層序邊界會十分發(fā)育，是巖性地層油氣藏勘探的重要領域。到了深水沉積區(qū)，物源區(qū)的物質(zhì)搬運也會留下沉積學的痕跡(操應長等，2018)。

強制海退(湖退)引出了一個重要的體系域，稱之為下降期體系域(FSST)(吳因業(yè)等，2009)，英文原詞是“falling stage systems tract”。采用的體系域的術語是根據(jù) Hunt 和 Tucker(1992)所提出的，因為地層結構充分的標準是允許1套層序細分出4個體系域，即高位體系域、下降期體系域、低位體系域和海侵體系域。與此同時，基準面變化的完整旋回由1套連續(xù)的濱線轉(zhuǎn)換的4個不同時期組成(如2個正常海退、1個海侵和1個強制海退；
圖 1)，因此在層序演化過程中劃分出4個階段是有價值和具有邏輯性的。在應用過程中，這種分法經(jīng)過實踐證明是合理的，而這種實踐就是濱線轉(zhuǎn)換的每個時期都是與不同的油氣勘探機會相聯(lián)系的。強調(diào)海(湖)岸線的遷移軌跡，海(湖)侵階段定義了海(湖)侵體系域，而強制海退定義了下降期體系域。沉積體系域FSST形成的油氣儲集體主要有深水體系的濁積砂體和下切谷河流砂體，是重要的勘探目標。

也有國內(nèi)學者直接把下降期體系域稱之為強制海退體系域，但是其內(nèi)涵指的是FSST的內(nèi)容，他們在一些盆地中得到了較好的應用，例如余燁等(2019)在珠江口盆地指出，F(xiàn)SST在平行物源方向具有高角度斜交型前積反射，其前端靠近盆地中心發(fā)育具丘狀反射的盆底扇，濱線遷移軌跡呈向盆地方向逐級下降的趨勢。FSST體系域之下為前期層序高位體系域的前三角洲或陸架泥巖，其上沉積了海侵體系域和高位體系域的半深海暗色泥巖，同時受陸架坡折帶地層尖滅和斷裂溝通深部油源的控制，可形成有利的生、儲、蓋組合，是尋找?guī)r性油氣藏和頁巖油氣“甜點”的有利場所。與FSST相似的另一個術語FRW，英文原詞是“forced regressive wedge”，筆者稱之為強制海(湖)退楔體系域，指的是強制海(湖)退時在淺水緩坡沉積環(huán)境下，物源供給不足時，沿緩坡帶多級分布的淺水粗碎屑沉積物，不能到達深水沉積區(qū)，這一點與FSST是不同的。

3 湖盆中心的高頻旋回和二分體系域

中國陸相層序地層學基本特征，表現(xiàn)為陸相湖盆層序成因中構造控制二級層序，氣候控制四級層序，湖盆體系域一般可以有4種: 湖盆低位體系域、湖侵體系域、高位體系域和湖退體系域。陸相湖盆沉積中心區(qū)域往往沉積很厚的湖盆凝縮段，為陸相生油提供物質(zhì)基礎(吳因業(yè)等，2010)。準層序組界面的識別與對比是應用層序地層學的關鍵，含煤盆地區(qū)域性分布的等時煤層可作為準層序組界面。陸相湖盆具有多種層序地層模式，如坳陷型盆地層序模式、 斷陷型盆地層序模式和含煤盆地層序模式，陸相層序地層學研究可以指導隱蔽圈閉中的地層巖性油氣藏勘探。

柴達木盆地柴西地區(qū)的勘探表明，古近系發(fā)育不同巖相儲集層，多成因、多尺度孔—洞—縫發(fā)育，非均質(zhì)性極強，儲集性能差異顯著，目前尚無“孔—洞—縫”系統(tǒng)一體化定量表征手段，致使形成頁巖油“甜點”的儲集層成儲機理和孔喉下限尚難以明確。不同于其他盆地頁巖層系為穩(wěn)定單旋回，柴西古近系頁巖沉積受湖水高頻振蕩影響，縱橫向變化頻繁，呈現(xiàn)“薄、多、雜”的特征，巖性獨特(圖 2)。古近系下干柴溝組上段厚度接近2000 m，且?guī)r性復雜，混積特征明顯，系統(tǒng)取心難度大，加之受單紋層厚度小、地層水礦化度高及測井縱向分辨率制約，源、儲縱向準確評價難度大。

FS—洪泛面(湖泛面)；PS—準層序組(照片由李國欣提供，拍攝于花土溝，2021；右圖為相似井段的井下巖性和沉積層序特征， 英雄嶺地區(qū)古近系，Y44井，3300～3800 m)圖 2 柴達木盆地露頭高頻沉積旋回和湖侵體系域Fig.2 High-frequency sedimentary cycle and lake transgressive systems tract in outcrops of Qaidam Basin

在干旱、咸化、欠補償背景下，古近紀湖平面震蕩升降、沉積中心多期遷移，縱向旋回變化快、高頻疊置且?guī)r性復雜，導致測井電性變化不大，沉積層序及等時格架下巖性組合重建面臨巨大挑戰(zhàn)，對體系域的認識無論是三分體系域還是四分體系域都有很大的難度。因此，經(jīng)過多年的探索，提出了二分體系域的層序地層格架，即湖侵體系域和湖退體系域(吳因業(yè)等，2015)。有些學者針對斷陷盆地提出了另一種說法的二分體系域，即湖萎縮體系域和湖擴展體系域，湖萎縮體系域上覆的湖擴展體系域泥巖、油頁巖是良好的烴源巖和蓋層，湖萎縮體系域下伏的湖擴展體系域泥巖、油頁巖也是良好的烴源巖，因此這類砂體成藏條件優(yōu)越(郭少斌，2006)。使用基準面上升和下降定義的高分辨率層序地層學，本質(zhì)上也是湖侵體系域和湖退體系域的二分體系域(吳因業(yè)等，2003)，只是基準面旋回強調(diào)的是完整時間的概念，某一地區(qū)的地層信息(如準層序頂部的湖泛面)必然包含著在時間上與其相同的另一個地區(qū)地層屬性的信息(如三角洲平原或沿岸平原中河道的充填作用)，也正因為如此，地層分布才有時空分布的有序性和可預測性(Cross，1991； 鄧宏文，2009)。

湖盆中心的高頻旋回往往是細粒沉積物。沉積序列中的細粒沉積是個相對概念，是相對于常規(guī)油氣儲集層中的砂礫等粗粒沉積而言的。細粒沉積巖分布很廣，約占沉積巖的 2/3。細粒沉積與細粒巖的研究，主要是由于頁巖油和頁巖氣勘探與開發(fā)的需要。煤系頁巖氣也是細粒沉積與細粒巖研究的重要領域與方向。大多數(shù)煤系中的細粒沉積是占有主導性的，特別是三角洲成煤體系、湖泊成煤體系、潟湖—潮坪體系，細粒沉積是成煤的基礎，除非煤的形成是事件性的，煤的形成往往是與細粒沉積相伴生的。煤巖氣大都屬于非常規(guī)氣，其儲集空間與頁巖油氣儲集空間在涵義上是一致的。有學者經(jīng)過對比認為，成煤環(huán)境的煤系細粒沉積中紋層比較單一，且以緩波狀、不連續(xù)狀紋層為特色，水動力條件弱且以閉塞滯留環(huán)境為主(劉瑩等，2020)。湖泊環(huán)境水平面可能更具有往復式活動的特點，而且湖泊的范圍和整體性特點，導致在細粒沉積過程中的微小波動更容易被沉積記錄下來。如季節(jié)性水域的擴張與萎縮、季節(jié)性水位變化，米蘭科維奇旋回性更突出，水域活動的雙向性更顯著。

4 湖盆體系域格架下薄層細粒沉積砂體的沉積搬運機理

洪水成因的重力流沉積物與經(jīng)典濁積巖在觸發(fā)機制、搬運機制、沉積構型和是否含陸源有機質(zhì)等方面均存在顯著差異(Mulder and Chapron，2011；林暢松, 2019)。湖盆體系域格架下的薄層細粒沉積砂體之沉積搬運機理研究對非常規(guī)油氣儲集體的預測十分重要(姜在興等，2013)。海相研究實例指出，F(xiàn)SST體系域易于發(fā)育濁積巖，可能與強制海退晚期有關的最好油氣區(qū)帶是砂巖濁積體及深水海底扇(Shanmugam，2003)。這些儲集層形成于盆地扇最粗的部分，被相應的整合所覆蓋(Hunt and Tucker，1992)，并且它們在二維地震測線的位置可能由地層超覆顯示出來。在強制海退的晚期階段，濁流的觸發(fā)易產(chǎn)生高砂泥比，是由于陸架邊緣體系造成的大量陸源沉積物供給所致。

A—四川盆地侏羅系涼高山組層序劃分： SB指層序邊界， SQ指層序名稱，RST指湖退體系域，TST指湖侵體系域； B—四川盆地侏羅系涼高山組涼上段TST2沉積相平面分布； C—G100井TST2湖底扇外扇沉積：1286.61～1286.81 m，灰色粉砂巖，上下為深灰色泥巖，發(fā)育包卷 層理、碟狀構造、沖刷面，顯示鮑馬序列CD-CD-CD-E圖 3 大型湖盆深水沉積體系湖侵體系域及G100井鉆探證據(jù)Fig.3 TST of large lake basin and drilling evidence of lake transgressive systems tract in Well G100

Zavala等(2011)認為經(jīng)典濁積巖由盆內(nèi)滑塌等因素觸發(fā)，因此稱之為盆內(nèi)濁積巖； 而由外部洪水觸發(fā)的重力流沉積又稱為盆外成因的濁積巖?；谂柰獬梢虻臐岱e巖沉積序列和搬運機制的再研究，認為這是完全有別于濁流的一種全新深水地質(zhì)營力(Shanmugam， 2002)。松遼盆地白堊系研究實例表明，齊家—古龍地區(qū)嫩一段發(fā)現(xiàn)了遠源的水道—湖底扇系統(tǒng)(潘樹新等，2017)。彎曲水道改道頻繁，水道末端發(fā)育湖底扇，最大面積可達 20 km2。沉積物主要以細粒沉積為主，單砂層厚度從幾厘米到幾米，單砂體沉積序列表現(xiàn)為向上變粗和向上變細的旋回成對出現(xiàn)，為典型薄層細粒濁積砂體的沉積序列，可以成為非常規(guī)油氣的重要儲集體。在四川盆地侏羅系，湖侵體系域也存在三角洲前緣—深水濁積砂體系列(吳因業(yè)等，2013)，井下巖心和露頭顯示有不完整的鮑馬序列，屬于正常流體的深水濁積砂體(圖 3，圖 4)，大型湖盆的最大洪泛面附近，地震剖面顯示沉積穩(wěn)定的湖相涼高山組泥頁巖(圖 5)，其泥頁巖和薄層細粒沉積砂體也成為致密油和頁巖油的重要勘探目標，PA1井在侏羅系涼高山組的勘探突破就是實證。

5 體系域格架下的巖相古地理編圖

A—大套暗色泥巖夾薄層細砂巖和粉砂巖，川東北宣漢七里峽露頭剖面涼高山組； B—塊狀細砂巖顯示底部平坦，砂體厚度約3～5 m；人高約1.7 m，川東北宣漢七里峽露頭剖面涼高山組； C—底部的重力流底模構造，四川侏羅系葫蘆露頭剖面； D—塊狀細砂巖顯示底部平坦， 下伏泥巖呈現(xiàn)暗色，四川侏羅系葫蘆露頭剖面圖 4 四川侏羅系大型湖盆的湖侵期薄層沉積砂體特征Fig.4 Characteristics of thin layer sedimentary sand bodies during large lake transgression in the Jurassic basin of Sichuan

A—川中地區(qū)綜合剖面(西68井)；B—川中地區(qū)侏羅系地震反射特征，地震剖面顯示沉積穩(wěn)定的湖相涼高山組泥頁巖圖 5 四川侏羅系大型湖盆最大洪泛面Fig.5 Maximum flooding surface of a large lake basin in the Jurassic basin of Sichuan

A—極細—細砂結構，分選中等，碎屑顆粒包括石英、長石、巖屑等，G17井，涼上段，2500.42 m，單偏光； B—石英表面較干凈，多具波狀消光，少量見次生加大， 長石表面可見輕微泥化，發(fā)育聚片雙晶， 壓實作用和膠結作用發(fā)育，G17井，涼上段，2500.42 m，正交光； C—巖屑包括泥質(zhì)巖巖屑、硅質(zhì)巖巖屑、砂巖巖屑、石英巖巖屑等，顆粒間填隙物主要為碳酸鹽礦物(多為方解石，少量白云石)，其次片狀 云母，少量泥質(zhì)、硅質(zhì)等，G17井，涼上段，2500.42 m，單偏光； D—孔隙—接觸式膠結，G17井，涼上段， 2500.42 m，正交光圖 6 四川盆地侏羅系頁巖油層段薄層沉積砂體微觀特征Fig.6 Microscopic characteristics of thin layer sedimentary sand body in the Jurassic shale oil formation in Sichuan Basin

巖相古地理學是一門恢復古沉積環(huán)境、 研究沉積相展布及演化特征的學科，其任務是為資源預測提供基礎理論與應用方法，已發(fā)展成為一門比較綜合性的學科(劉寶珺和曾允孚，1985； 馮增昭，2003，2004；馬永生等，2009)。近年來沉積學新領域——“源-匯”系統(tǒng)及沉積過程模擬等、剝蝕區(qū)的古地理(古流域及古高程)也被包括在古地理分析中，這也是巖相古地理研究新的方向(陳洪德等，2010，2013)。與能源結合的應用沉積學研究、油氣勘探開發(fā)中的儲集層非均質(zhì)性研究等方面也獲得了豐富的成果，也極大地豐富了巖相古地理研究領域的理論(王成善和林暢松，2021；鄭秀娟等，2021)，體現(xiàn)了其實際應用和科學價值?；谄溲芯績?nèi)容、精度、理論深度、研究區(qū)域范圍和應用等方面，也提出了廣義巖相古地理與狹義巖相古地理(李增學等，2010，2021)。體系域格架下的巖相古地理編圖可以深化和細化沉積微相研究，特別是深水沉積體系研究，例如柴達木盆地古近系下干柴溝組、四川盆地侏羅系(圖 5，圖 6)、大慶白堊系和新疆二疊系等，極大地豐富了高頻旋回的層序地層學理論，提高頁巖油氣“甜點”的預測能力和精度。

層序地層框架由層序和體系域組成，在所有地層尺度上都可以觀察到。體系域可進一步細分為高頻旋回、異地層旋回(準層序)或沉積學旋回(層和層組)。隨著高分辨率層序地層學的出現(xiàn)，準層序在層序地層學中的使用已經(jīng)變得多余，因為在準層序尺度上發(fā)展的高頻層序為地層對比提供了更好、更可靠的替代方法。因此，體系域級別的古地理編圖或沉積相編圖就成為關鍵。就盆地評價和區(qū)帶評價而言，體系域格架下的編圖尤其重要。當然，到了開發(fā)階段，可以細化到沉積學旋回(層和層組)的編圖(沉積微相甚至流體單元編圖)。

6 沉積體系域研究在頁巖油氣勘探中的石油地質(zhì)意義

圖 7 柴達木盆地英雄嶺地區(qū)頁巖油勘探實踐中下降期體系域(FSST)及其甜點段的解釋和預測 (據(jù)李國欣等，2022；有修改)Fig.7 Interpretation and prediction of the falling stage systems tract(FSST)and its sweet spot section in shale oil exploration practice in Yingxiong Ridge area，Qaidam Basin(modified from Li et al.， 2022)

在柴達木盆地的頁巖油勘探實踐中，下降期體系域(FSST)和準層序組(PS)的解釋提高了對英雄嶺地區(qū)下干柴溝組頁巖油甜點發(fā)育段縱向分布的認識和解釋預測精度(圖 7)。英雄嶺頁巖油發(fā)育于古近系下干柴溝組上段咸化環(huán)境，主體為源儲一體型，可以分為頁巖型和混積型2類。具有滯留烴量大、儲集性好、甜點段厚度大、地層壓力系數(shù)高、原油輕質(zhì)組分多、脆性礦物含量高等6項地質(zhì)特性(李國欣等，2022)。與國內(nèi)外其他地區(qū)頁巖油相比，具備地質(zhì)特征的特殊性和勘探開發(fā)的有利性，體現(xiàn)出沉積體系域研究在頁巖油氣勘探中的重要石油地質(zhì)意義。

在頁巖氣和致密氣勘探方面，沉積體系域研究同樣可以發(fā)揮重要作用(鄒才能等，2016；付蕾等，2021)。例如中海油在鄂爾多斯盆地東部晉西撓褶帶的臨興地區(qū)石炭系—二疊系陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一批高產(chǎn)氣井，為中海油實現(xiàn)陸上油氣儲量與產(chǎn)量突破提供了現(xiàn)實的途徑(杜佳等，2021)，中石油在鄂爾多斯盆地東緣二疊系山西組發(fā)現(xiàn)榆林等3個區(qū)塊，頁巖氣資源達(1.8～2.9)×1012m3(孫龍德等，2019；匡立春等，2020)。

7 討論與展望

沉積體系域作為陸相高精度層序地層分析的重要內(nèi)容，在理論和方法方面都取得了一系列創(chuàng)新性的進展(蔡希源和李思田，2003;鄧宏文，2009；吳因業(yè)等，2015)。松遼盆地國際大陸科學鉆探工程，獲取了世界上最連續(xù)的、長達8191 m 的陸相白堊系地質(zhì)記錄，完整地揭示了大型陸相盆地沉積充填演化和沉積層序系列，構建了陸地白堊紀高精度層序地層框架(王成善等，2016)，為陸相高精度層序地層學研究提供了極好的范例。依賴于高分辨率的三維地震等地球物理技術和以找尋油氣儲集體為目標的高精度層序地層學和地震沉積學的研究，已形成了一整套思路和方法體系，并在識別沉積體系和儲集層的幾何形態(tài)及定量預測儲集性能等方面的應用成效顯著(Aplin and Joe，2011)。在層序地層學和古地理學的結合與應用方面，在層序體系域格架下，從含油氣盆地古地理、油頁巖古地理及碎屑巖成巖作用多角度研究油氣資源與油頁巖，并在聚煤區(qū)古地理研究與煤炭資源預測及其他礦產(chǎn)資源古地理研究與找礦方面都有新的突破(朱筱敏等，2016；鄭秀娟等，2021)。

展望未來，與頁巖油氣勘探有關的沉積層序體系域研究領域在以下7個方面將取得重要進展：

1)咸化湖盆深水沉積體系的高頻旋回體系域研究。不同含油氣盆地烴源巖層系的沉積旋回差異性較大，有的為穩(wěn)定單旋回，有的是多旋回。例如柴達木盆地古近系烴源巖層系受古氣候高頻變化影響，縱向變化頻繁，呈現(xiàn)“薄、多、散、雜”的特征，無法與現(xiàn)有頁巖油標準建立關系，致使優(yōu)質(zhì)頁巖油層段難以界定和篩選，急需開展紋層狀復雜巖性的咸化湖盆高頻旋回沉積體系域研究。

2)與頁巖型和混積型頁巖油類型相關的湖侵體系域混積體系研究。中國中西部大型湖盆在干旱、咸化、欠補償背景下，湖平面震蕩升降、沉積中心多期遷移，縱向旋回變化快、高頻疊置且?guī)r性復雜，頁巖、湖相碳酸鹽巖甚至火山巖混積發(fā)育，導致測井電性變化不大，沉積層序及等時格架下巖性組合重建面臨巨大挑戰(zhàn)，制約了對頁巖油源儲分布范圍的整體認識，急需重建等時格架下的沉積旋回過程，厘清有利源儲組合。

3)體系域級別的層序—古地理研究。主要是在盆地級別的三級層序—巖相古地理編圖研究基礎上，結合區(qū)塊區(qū)帶頁巖油勘探開發(fā)之目的，開展體系域級別的沉積層序演化和古地理分析研究。

4)體系域格架下的源-匯系統(tǒng)及其古湖泊分布特征研究。主要是開展源-匯體系、古地貌分析、古湖泊沉積中心與沉降中心分布與遷移特征研究。

5)湖泊古水深、古氣候和古環(huán)境的地球化學指標分析。大型湖盆烴源巖總有機碳含量、有機質(zhì)類型和頁巖油層系單層有效厚度等評價參數(shù)體系，都與湖泊古水深、古氣候和古環(huán)境密切相關，開展相應的地球化學指標分析十分重要。

6)富有機質(zhì)頁巖發(fā)育的微納米級孔—縫體系儲集能力研究。應用地震沉積學富有機質(zhì)頁巖巖相空間非均質(zhì)性預測技術，井-震結合，形成地質(zhì)工程一體化模型平臺。在精細地層格架模型的基礎上，開展巖相、裂縫、地質(zhì)力學儲集層建模工作，評價微納米級孔-縫體系儲集能力，形成巨厚頁巖油儲集層的地質(zhì)工程一體化研究平臺。

7)煤系環(huán)境純湖相泥巖和沼澤相(湖沼或河沼)泥巖對規(guī)模天然氣生烴貢獻率的沉積基礎研究。在煤系環(huán)境，湖侵體系域的深湖和半深湖純湖相泥巖和高位體系域沼澤相(湖沼或河沼)泥巖對規(guī)模天然氣生烴貢獻率不同，其沉積學和層序地層學的基礎研究十分重要。參考相關基礎地化實驗分析，揭示煤系烴源巖中碳質(zhì)泥巖與暗色泥巖的生烴能力，找出中等—好烴源巖，同時也分析深湖和半深湖砂體對規(guī)模天然氣勘探巖性圈閉和深層勘探(大于4500 m)的可能性，為清潔能源天然氣的風險勘探提供科學基礎。