国家新一轮油气资源评价表明，中国陆上海相碳酸盐岩油气资源丰富，预测石油地质资源量为340×10⁸t，天然气地质资源量为24.3×10¹²m³。截止2015年，在塔里木、四川、鄂尔多斯和渤海湾等陆上海相盆地已累计探明石油地质储量29.34×10⁸t，天然气地质储量3.37×10¹²m³，石油资源探明率8.6%，天然气探明率13.87%，勘探发现潜力较大。近20年来，中石油和中石化在塔里木盆地塔北和塔中地区的奥陶系岩溶型储集层、裂缝性储集体，四川盆地环开江-梁平“陆棚”区的上二叠统-下三叠统礁/滩型、高石梯-磨溪古隆起的震旦系-下寒武统礁/滩储集层，鄂尔多斯盆地下奥陶统风化壳及盐下白云岩储集体中获得了重大勘探突破，相继发现靖边、塔河、普光、元坝、龙岗、安岳、顺北等系列大中型油气田，揭示中国海相碳酸盐岩层系具有良好的油气发现前景，是未来油气储量增长的重要领域之一 (孙龙德等，2013)。

国内外碳酸盐岩储层有较大差异 (赵文智，2002；金之钧，2005；马永生，2007)。中东大油气区碳酸盐岩以中-新生界为主，埋深集中分布在2000~4500m，孔隙度多在8%~25%之间；中国的碳酸盐岩以震旦-古生界为主，集中分布在5000~7000m，孔隙度主体在2%~6%之间。例如安岳气田，储层为震旦系、下寒武统，时代古老，埋藏深，成岩改造强烈，孔隙度普遍＜6%(杜金虎等，2014)。由此，中国碳酸盐岩储层作为原油储集层其探明储量所占比例较小，而主要作为天然气储集层。

中国海相碳酸盐岩时代古老、埋藏较深，经历长期构造演化，决定了碳酸盐岩储集层的形成和分布与国外有很大不同，具有特殊性。首先，时代多为古生界和中生界偏中下部层系，位于叠合沉积盆地的深层，如塔里木盆地寒武系-奥陶系、鄂尔多斯盆地下奥陶统、四川盆地古生界和三叠系等。其次，大都经历了多期构造运动的叠加和改造，具有沉积类型多样、地层时限跨度大、成岩历史漫长而复杂的特点，储集层成因复杂，类型多样，主要体现在：① 储集层发育受沉积相带控制，尤其是礁/滩类为主的沉积型储集层，原始沉积建造为多类型建设性成岩和改造作用提供了约束条件；② 古气候对岩溶储集层和白云岩储集层的发育有明显控制作用；③ 受多期次构造运动的影响，岩溶储集层多层段、大面积发育。第三，由于储集层成因的复杂性，使得中国海相碳酸盐岩有效储集层的发育具有特殊性：① 规模有效储集层是多种建设性成岩作用长期作用的综合结果，单一成因储集层发育较少；② 不同类型的储集层垂向叠置，呈“多层楼”式分布；③ 碳酸盐岩呈规模分布的有效储集层不受埋深控制，深层仍然有物性良好的储集层呈大型化发育。

以鄂尔多斯盆地靖边气田、塔里木盆地塔河油田、顺北油田，四川盆地普光气田、安岳气田的发现为标志，我国在海相碳酸盐岩领域的地质研究取得明显进展。开展了岩溶、礁滩、白云岩、裂缝性储集层的形成与分布研究。碳酸盐岩储集层经受了多期构造改造及准同生期沉积-成岩作用，早期孔隙发育，构造-压力耦合控制多期次溶蚀与裂缝的发育，流体-岩石相互作用控制深部溶蚀与孔隙发育 (马永生等, 2005a, b；马永生, 2007)，有效储集层发育不完全受深度控制 (赵文智等，2007)。

我国的海相克拉通盆地规模小、演化历史漫长、后期构造改造强烈 (王鸿祯，1985)，使得原盆地保存差、高能相带 (如台缘带礁滩体) 分布局限、成储规模总体受限，碳酸盐岩埋藏深、胶结充分，储层总体偏差。如何辩证地分析我国海相碳酸盐岩的勘探潜力、勘探前景与有利勘探领域，开展成盆-成岩-成储-成藏机制的整体与综合研究是探索这一问题的关键。

本文从我国海相碳酸盐岩地层的分布规律出发，在分析相关地质问题研究现状的基础上，旨在于提出进一步深化讨论的问题，以及从油气勘探家的角度提出勘探实践中亟待解决的现实问题。

我国海相碳酸盐岩分布范围较广，总面积超过450×10⁴km²，其中，陆上海相盆地28个，面积约330×10⁴km²，海域海相盆地22个，面积约125×10⁴km²。其中陆上的塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地和南方地区广泛发育碳酸盐岩沉积 (王鸿祯，1985；冯增昭等，1991；马永生等，2009)。

我国海相地层在地史发展的各个阶段均有分布。新元古代90%以上为海相沉积环境，早古生代约80%为海相沉积环境，晚古生代是海域向陆相沉积的剧烈转化时期，海西与印支运动后海水大面积退出，各盆地逐渐转化为陆相沉积。

中国大陆由一系列小地块、微地块组成 (黄汲清等，1980)，最大的华北板块面积仅为非洲板块的6%，北美板块的8%、俄罗斯板块的20%。发育其上的碳酸盐岩沉积盆地规模小、发育时代偏老，以元古界-古生代盆地为主 (图 1)；海相碳酸盐岩主要形成于晚三叠世之前的小板块分散活动阶段，各小板块上不同时期碳酸盐岩沉积模式差异明显。

图 1

Fig. 1

图 1 中国古生代海相沉积盆地分布图 Fig. 1 Distribution map of Paleozoic marine sedimentary basins in China

中国发育塔里木、鄂尔多斯、四川等海相克拉通盆地。古生界在两期巨型海侵海退旋回与伸展、挠曲区域构造背景下，总体经历了早古生代海相克拉通盆地和晚古生代海陆过渡相盆地两大阶段，每个阶段具有相似的层序演化与沉积组合 (冯增昭等，1991；马永生等，2009)。

中国早古生代经历了一个与全球基本一致的巨型海平面升降旋回。在四川盆地经历了∈₁-∈₂、∈₂-O₁、O₂-O₄、S₁-S₃等四次海平面升降旋回，在塔里木盆地经历了震旦纪至中奥陶世的连续海侵和晚奥陶世至志留-泥盆纪的连续海退，中奥陶世海侵范围最大；在鄂尔多斯盆地经历了两次大的海平面升降旋回。据此将早古生代沉积划分为中-下寒武统、上寒武统-下奥陶统、中上奥陶统和志留系等构造-地层层序 (杨华和包洪平，2011；杨华等，2014)。

中国晚古生代总体以海陆过渡相沉积为主，但构造分异增强。鄂尔多斯盆地自奥陶纪中期抬升成陆，直到晚石炭世达拉期才开始海侵，海水自东向西开始退出，逐渐变为陆相。四川盆地泥盆纪时由于古特堤斯洋东段发生裂陷作用，海平面上升，一直持续至早石炭世、二叠纪至三叠纪，构造-古地理面貌表现为海域扩大，陆区沉没，早二叠世是晚古生代最大的海平面上升期 (马永生等, 2005b, 2006a；何登发等，2011)。塔里木盆地在晚泥盆世开始海侵，至早二叠世海侵达到最大规模，中二叠世海平面下降，发生了广泛的火山作用，盆地大部分地区上升，急剧变为陆相沉积 (何登发等，2005a)。据此将晚古生代沉积划分下泥盆统、中上泥盆统、下石炭统、上石炭统-下二叠统下部、下二叠统上部-中二叠统等五个构造-地层层序。四川盆地的上二叠统-下、中三叠统为一个构造-地层层序，在晚三叠世早期 (马鞍塘期、小塘子期) 时海水在全部退出，四川盆地逐步转为陆相沉积。

此外，海域沉积盆地如珠江口、曾母、西北巴拉望等盆地在渐新统以上层位中有灰岩沉积，并可构成储层。

许多学者对我国海相碳酸盐岩克拉通盆地的形成与演化进行了长期探索 (李德生, 1982, 2012；贾承造，1997；何登发等, 2005a, 2011；刘和甫等，2006)。主要进展体现在：对盆地的基底、深部结构基于深反射地震剖面、宽频带地震、重磁电等方法进行了高精度成像，落实了地震厚度、基底岩相构成；对盆地的区域不整合面、断裂系统、构造-地层层序等有了较为系统的认识 (贾承造，1997)；对盆地的发展阶段、每一阶段的地质特征、沉积充填与盆地性质有了综合性认识；对盆地长期发展、多期叠加的动力学过程进行了动态刻画。何登发等 (2015)提出我国海相盆地有前陆/克拉通内坳陷、断陷/克拉通内坳陷、坳陷/断陷、走滑等叠加盆地类型。

从构造-沉积环境重建的思路出发，目前已构建了四川、塔里木等盆地较为精细的原型盆地图件 (何登发等, 2005a, 2011)，复原了南华纪以来不同地质历史时期的盆地原型 (李英强等，2013；李皎和何登发，2014)。从层序地层学角度，也建立了我国南方、鄂尔多斯等盆地的沉积充填模型 (马永生，2007；马永生等，2009)。

对海相克拉通盆地的构造分异，以四川中部震旦纪-早寒武世裂陷槽 (刘树根等，2016)、鄂尔多斯盆地中晚元古代裂谷及塔里木盆地南华纪-震旦纪裂谷的研究引人注目。对塔里木盆地东部满加尔地区寒武-奥陶纪的差异演化，贾承造 (1997)提出了“满加尔坳拉槽”模型。

(1) 残留小克拉通的海相原型盆地恢复与沉积相带分布预测：由于海相盆地的边缘相带在后期卷入造山变形，多被改造破坏，海相盆地的原型恢复难度加大。需要在“复位”的基础上“复原”，构建其原始沉积相带 (何登发等，2015)。

(2) 克拉通盆地的沉降与构造-沉积分异机制：引起克拉通盆地沉降的主要因素目前仍不清楚。对于盆地早期历史中的裂陷，如四川中部震旦纪-早寒武世裂陷槽、鄂尔多斯盆地中晚元古代裂谷等目前对其成因机制还未开展深入剖析 (梅庆华等，2014)。

(3) 经历多期构造运动的古老碳酸盐岩层系的油气保存条件 (马永生等，2006b)。

中国古老碳酸盐岩层系烃源岩的评价，主要涉及海相深层烃源岩的空间分布与预测、高-过成熟烃源生烃潜力恢复、主力烃源灶及其烃源岩厚度分布预测，生烃强度平面分布、生烃量与资源量计算等基础问题 (梁狄刚等，2009)。

中国海相生油岩主要发育于古生界，一般分布在叠合盆地的深部含油气组合中。下古生界发育海相泥质岩、页岩和泥晶灰岩、藻灰岩等生油岩，海相泥质岩有机碳含量一般1%~2%。海相烃源岩主要分布在塔里木、鄂尔多斯、四川等含气盆地 (图 1)；上古生界发育煤、碳质泥岩等煤系烃源岩，主要分布在鄂尔多斯、准噶尔、渤海湾等含油气盆地。烃源岩具有多时代、多层系、厚度大、分布广的特点。

中国海相烃源岩主要形成于以下三种环境：① 克拉通边缘坳陷，包括伸展和挤压挠曲背景下边缘坳陷的缺氧环境，可能还受上升洋流影响；② 克拉通内坳陷滞流闭塞缺氧环境；③ 克拉通内宽广坳陷滨海沼泽环境。前者形成的泥质烃源岩有机质丰度高、类型好、演化程度高；后两者形成的烃源岩分布广。煤系烃源岩分布较广，以Ⅱ-Ⅲ型干酪根为主，生气强度大，成烃更具普遍性。碳酸盐岩有机质丰度低，气贡献相对较小。

中国海相克拉通盆地形成于前震旦纪稳定陆壳之上，地质构造环境相对稳定，具有低热流低地温梯度特点，使得下古生界及震旦系烃源岩向油气转化的过程较为缓慢，生烃期延长，有利于烃类向不同时期形成的圈闭中运移充注。由于巨厚的中新生代沉积物的覆盖，其演化程度一般较高，因此天然气资源十分丰富。

中国三大海相盆地主力烃源层系不同，油气富集层位和勘探主力目的层也不同。鄂尔多斯盆地发育上石炭-下二叠统和下马家沟组两套海相烃源岩，其生烃中心基本重叠；四川盆地发育下寒武统、下志留统、二叠系三套海相烃源岩，三个生烃中心相互错位，互不重叠；塔里木盆地发育寒武系和中、上奥陶统两套海相烃源层，寒武系 (及下奥陶统) 生烃中心在盆地东、西两侧，中、上奥陶统生烃中心在盆地中部，互相错位。我国南方地区发育下寒武统、上奥陶统-下志留统、下二叠统、上二叠统四套区域性海相烃源岩 (梁狄刚等，2009)。

关于烃源岩的分布及其成烃过程，主要有以下4方面问题：

(1) 烃源岩发育的地质-地球化学环境：主要烃源岩发育期的构造-岩相古地理、古气候与古生态条件；沉积环境及岩石微相特征；古海洋生物化学环境的演化对烃源岩形成的控制；烃源岩的有机相及其分布。

(2) 烃源岩的品质 (核心是有机质丰度)：烃源岩的类型；有机质丰度 (Toc，%)；生烃母质类型、干酪根类型等；不同母质生烃机理及其动力学机制。尤其是海洋成烃生物类型与生烃能力的动力学模拟，定量表征海相烃源生烃过程及其产物。

(3) 烃源岩的成熟度及高成熟烃源岩原始有机质丰度的恢复：碳酸盐岩层系的有效成熟度指标。对中国古老碳酸盐岩而言，较为关键的是“高成熟沉积物中原生有机质的提取与成烃母质的识别，高过成熟阶段烃源岩生烃潜力的恢复与评价”，如塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组、鄂尔多斯盆地下奥陶统-寒武系、四川盆地下寒武统筇竹寺组等烃源岩。

(4) 烃源岩生烃史与其他地质条件的耦合关系：主力烃源岩生、排烃历史；生烃过程及其与圈闭形成过程的耦合关系；源/储配置关系及成藏环境。

此外，“古油藏与分散油生气的条件与效率评价，微生物岩与有机酸盐的生烃潜力”是我国古老碳酸盐岩层系烃源岩评价的一项重要内容。

一种流行的观点认为，海相层系烃源岩主要由泥质岩类 (泥岩、泥晶灰岩等) 组成，纯碳酸盐岩不能作为有效烃源岩，也不用去讨论TOC下限。也有一些学者坚持碳酸盐岩仍能生烃，且认为有机质丰度可能较低。

对于我国古老碳酸盐岩层系烃源岩“残余有机质丰度低、热演化程度高”的现状如何客观分析？“TOC低、演化程度高”：是否评判碳酸盐岩烃源岩的唯一标准？需认识碳酸盐岩中独特的成烃母质；成烃母质“好”否？按生物演化规律，中国海相以古生代特别是早古生代为主，成烃生物组合肯定不同于中新生代，认清碳酸盐环境下的生物组合很重要；碳酸盐岩烃源岩的发育相带？鉴于上述因素，据传统方法来评价古老碳酸盐岩层系烃源岩挑战地球化学家与石油地质学家的智慧，一再降低TOC下限进行评价难与客观实际相符。

作为沉积岩的一大独立类型，碳酸盐岩在沉积岩分类体系中占据重要地位，其沉积机理和成岩演化过程显著区别于其他沉积岩类。由于其化学活动性强，沉积过程受控于化学、物理学和生命过程，成岩演化以物理化学过程为特点，不仅使碳酸盐沉积物转变为碳酸盐岩，而且可显著改变碳酸盐岩的物质成分和结构。

对地质历史中碳酸盐岩沉积-成岩演化特征的研究实质上就是基于岩石现今特征反演其形成的地质过程。沉积岩基本都经历了两大地质过程，一个是沉积物的沉积过程，一个是沉积之后的成岩改造过程。我们往往用“成因”来总结这两个过程，并对特定沉积岩的形成和演化做出解释。对岩石本身物理化学特性的准确和精细的观察是沉积岩成因研究的基础，这些观察依赖于不同时期的技术手段。因石油需求和显微镜技术的应用，20世纪50~60年代以Folk (1959, 1962)、Dunham (1962)为代表建立了基于偏光显微技术的碳酸盐岩结构-成因分类体系。通过对碳酸盐岩显微结构的观察，区分出不同成因的碳酸盐岩岩石类型。成因的区别表现为沉积环境的化学、物理和生命条件的差异，这三个方面的差异又可进一步归结为地质环境的不同。基于野外观察、岩石类型及其组合特点的认识推动了岩相特征和相带划分的研究，将特定岩相与沉积环境相联系，建立了碳酸盐岩标准相带 (Wilson，1975)，形成了碳酸盐岩成因解释的相模式概念。在相模式指导和环境标志分析基础上开展的区域地质填图形成了反应不同碳酸盐岩岩石类型分布规律和全貌的区域岩相古地理图。这些工作推动了碳酸盐岩研究从侧重岩石学岩类学向更加综合的沉积学转变，并形成了碳酸盐岩沉积学体系 (Tucker and Wright, 1990)。与此同时，人工地震技术提高了盆地覆盖区沉积地质体空间组合 (或岩相) 及其对比关系的认识能力，推动了层序地层学理论在碳酸盐岩研究中的应用 (Vail and Mitchum Jr，1977；Sarg，1988；Loucks and Sarg, 1993)，将控制沉积地质体空间组合和对比关系的环境要素进一步聚焦为相对海平面变化。

碳酸盐岩沉积学和成岩变化的理论研究与应用研究同步发展相互促进。碳酸盐岩岩石学、岩相古地理学和层序地层学理论和技术广泛应用于油气勘探与开发。本世纪初，基本形成了针对常规埋藏深度的碳酸盐岩及其储层研究的较为完善的知识体系。Lucia (2007)全面总结了岩石物理学、岩石学、沉积学、成岩演化以及测井技术在碳酸盐岩储层综合研究中的应用。Warren (2000)总结了白云岩的研究成果及其经济意义。Flügel (2010)关于碳酸盐岩微相的解释和应用研究，提出了标准微相类型的划分体系，将碳酸盐岩岩石学、沉积学和成岩演化研究推向了一个新的高度。Scholle and Ulmer-Scholle (2003)以大量精美图片概要总结了颗粒或骨架碳酸盐岩岩石结构，特别是孔隙发育与成岩演化特点。Moore and Wade (2013)则在层序地层学框架内系统讨论了碳酸盐岩储层孔隙特点和成岩演化特征。Ahr (2008)从碳酸盐岩储层地质学角度总结了碳酸盐岩储层的识别、描述和表征的技术和方法。

相对而言，在中国从现代沉积学角度对碳酸盐岩的系统研究始于20世纪80年代，此期最主要的工作是对西方在60~70年代建立起来的现代岩石学和沉积学理论的引进推广以及在中国本土的运用 (刘宝珺，1980；曾允孚和夏文杰，1986；冯增昭，1989)。20世纪90年代以来，随着中国全面开放、新的人才成长、油气需求加剧，针对碳酸盐岩的研究保持了与世界同步，基本形成了针对本土碳酸盐岩的岩石学和沉积学研究体系 (马永生等，2009)，并编制了大量的岩相古地理图。此期除了层序地层学在碳酸盐岩中的应用外，碳酸盐岩沉积-成岩演化研究并未出现新的重大发展。相应地，上世纪，中国的碳酸盐岩油气勘探除在塔里木、华北和四川的零星不整合岩溶型储层发现外并未取得重大突破。直到2003年四川普光大型气田的发现 (马永生等，2005a) 掀起了中国研究碳酸盐岩的新高潮。由于中国盆地内碳酸盐岩具有时代古老、埋深大和改造强烈等特点，其作为勘探目的层，一方面推动了碳酸盐岩高精度地球物理技术的发展和运用；另一方面推动了碳酸盐岩沉积-成岩演化特征的研究。

从沉积-成岩演化方面而言，由于碳酸盐岩是易溶岩石，成岩改造明显，因此最近十多年的研究重点是碳酸盐岩的成岩演化特征，目的是解释碳酸盐岩深部优质储层发育的成因并预测其空间分布。将深埋溶蚀作为解释深部碳酸盐岩优质储层发育的重要成岩演化过程，并为此开展了系列溶蚀实验加以验证。满足这些溶蚀实验所需要的地质条件至少要有先期溶蚀性流体的存在并足量交换。为解决溶蚀性流体问题，主要提出了三个溶蚀性流体来源假设，第一是有机质演化过程中排出的有机酸，第二是烃类参与的硫酸盐热还原反应 (TSR) 形成的H₂S，第三是深部来源的热液。这些实验基本都采取了过量流体的开放体系设计，测定的是在非平衡体系中的溶蚀速度，流体与固体足量交换的问题并未得到重视，而这恰恰可能是问题的关键。

针对成岩演化的解释需要满足基本地质观测和物理化学准则。近几年也有研究组开展了碳酸盐岩埋藏过程的原位模拟实验，对深层碳酸盐岩储层发育机理提出了不同的解释，结合深部优质储层岩石学特征研究，认为深部储层的储集空间主要由近地表条件的开放体系形成，即沉积形成的粒间孔和近地表溶蚀形成的溶蚀孔，埋藏过程总体是逐步封闭且流体交换减缓的过程，这个过程对孔隙空间主要起破坏作用，碳酸盐岩勘探的方向是寻找好的沉积相带及其有利保存成岩演化环境。

除南海、青藏地区外，中国海相碳酸盐岩具有时代古老、埋深巨大和改造强烈的特点，集中分布在中、新元古界到三叠系的海相沉积区，以四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地和华北断陷盆地内及其周缘造山带。这些盆地深层碳酸盐岩油气勘探已经取得重大突破，推动形成了针对深部碳酸盐岩沉积、成岩和成储的研究热潮，展现出极大研究潜力。在沉积学方面，如何在层序地层框架内根据地震和测井资料有效预测盆地内深部覆盖区的不同岩相类型的分布范围。在成岩演化研究方面，一是如何根据整体地质演进过程中环境条件的改变解释碳酸盐岩自沉积至今的岩石-流体关系及其对碳酸盐岩储集空间的改造；二是如何开展富含有机质的碳酸盐岩在成岩演化过程中作为烃源岩的有效性评价。

以下几个问题值得进一步研究：

(1) 构造-沉积分异作用对沉积的控制特点：受盆地基底活动性差异的影响，不同活动性盆地发育不同的沉积充填演化序列，较活动的塔里木盆地和次稳定的四川盆地碳酸盐沉积前具碎屑岩垫底，稳定的鄂尔多斯盆地无碎屑岩垫底。克拉通受基底稳定性、基底断裂和同沉积断裂活动的制约，碳酸盐台地有分隔，盆内常有隆坳相间的格局，制约岩性、厚度和相带变化，通用的沉积模式很难解释相带展布的规律；受克拉通边缘复杂构造作用的制约，常发育多类型的碳酸盐岩台地边缘。

在碳酸盐岩沉积作用过程中，由于基底裂陷、同沉积构造活动和古隆起等造成的沉积分异作用，碳酸盐岩台地的构造—沉积分异作用非常明显。盆地的稳定性不同造成分异程度有差异。表现为：① 伸展断裂形成的台地分异强：在伸展背景下，板缘和板内发育裂谷或裂陷是一个非常显著而独特的特征，造成碳酸盐台地有分隔，出现台-盆相间的格局，形成了复杂多样的碳酸盐岩台地沉积模式，是控储控藏的主要因素；② 古隆起形成的台地分异弱：在构造相对稳定的阶段，古隆起的发育控制海相地层的沉积充填是一重要特色，也形成了独特的沉积模式。目前已经认识到碳酸盐岩台地发育的四种模式：

“古隆起-台内坳陷”相邻模式：如奥陶纪鄂尔多斯盆地和三叠纪四川盆地。这是在构造相对稳定的阶段，克拉通内或边缘形成大规模古隆起，古隆起内侧伴生大型克拉通内坳陷。沉积相模式为，古隆起时而暴露时而淹没，环古隆起发育台内席状云滩；台内坳陷为低能蒸发环境，发育大型盐湖。

“台盆-盆间台地”相间模式：如上扬子南缘晚古生代右江盆地。克拉通边缘在伸展背景下受NE向与NW向两组近垂直方向的同沉积断裂的制约，形成破碎型边缘，断层规模较大，活动性强，北东向断裂为加里东期华夏与扬子陆块拼合形成走滑构造，北西向断裂为古特提斯洋扩张形成的张性断裂。沉积相模式为，盆为主，台盆相连。碳酸盐岩台地孤立地发育于台盆上，生物礁、边缘高能带发育，陡斜坡出现；台间盆地为深水盆地，发育硅泥质沉积物、含浮游生物。

“台地-台内盆地”相间模式：如晚古生代川东北和奥陶纪鄂尔多斯盆地南缘。克拉通边缘在伸展背景下断裂近垂向或斜向切割台地边缘，断层规模较小，特征不明显，活动性不强 (可能是基底隐伏断裂活动形成上部坳陷)。沉积相模式表现为，台为主，台地相连，台盆在台地基础上发育，台盆沿着台地边缘向台地内部延伸形成低能深水环境，环台间盆地发育边缘礁滩相。

“台地-台间盆地”相间模式：如奥陶纪塔里木盆地和寒武纪四川盆地。在伸展背景下同沉积断裂活动切穿整个克拉通台地，断层规模较大，特征明显，断层在边缘活动性强，在克拉通内部活动性较弱。出现大台大盆，台台相望，台盆切穿整个台地形成大型低能深水环境；环台发育边缘礁滩相。

对构造-沉积分异的机制，碳酸盐岩台地、台盆发育规律，它们对礁滩发育的控制机制都是需要深入研究的问题。

(2) 白云岩问题：这是地质学中一个长期悬而未决的问题。我国目前建立的模型相对单一，如鄂尔多斯盆地下奥陶统马五5段白云岩的混合水或回流渗透白云岩化模型，白云岩化的定量模型相当欠缺。

(3) 古老生物礁、微生物岩问题：因造礁生物低等，生物类型以蓝藻、蓝细菌为主，主要形成粘结岩，岩石类型为叠层石、凝块岩、树枝岩、隐藻纹层石等，沉积水体深度0~400m，主要分布于潮间及浅水潮下带，原始孔隙偏差，经改造可以规模成储。如四川盆地灯影组，分布面积1×10⁴~2.5×10⁴km²；华北蓟县系雾迷山组、扬子震旦系-奥陶系、塔里木震旦系-寒武系等有其分布。但目前研究程度很低。

长期的油气勘探与研究实践，使我国在深埋碳酸盐岩储层的成因与分布预测方面位居世界前列。中国小克拉通盆地碳酸盐岩时代古老、埋藏深、成岩和改造强烈，储层物性总体偏差，成储规模总体受限。储集层分布受原始沉积相带、不整合面和断裂系统共同控制，分布有规律，总体具有可预测性。由于多期暴露和淋滤，深层礁滩和微生物岩储层仍具有规模性和有效性；原始礁滩沉积、不整合面、沉积间断面和断裂系统共同控制表生溶蚀、热液与埋藏多类型有孔性白云岩发育。

碳酸盐岩储层主体有四种类型 (表 1、表 2)：① 沉积型，主要指礁滩储层，如塔中地区良里塔格组、川东北长兴组-飞仙关组、德阳-安岳地区灯影组和龙王庙组、鄂尔多斯盆地马家沟组中组合，沉积作用是主控因素，分布受相带控制 (杨华等，2014)；储集空间以基质孔为主，较强的均质性；储层主要位于镶边台缘、台内裂陷周缘、碳酸盐缓坡，呈条带状和准层状分布，垂向多套叠置。② 岩溶储层-成岩改造型储层，如塔里木盆地一间房组-鹰山组、四川盆地茅口组、鄂尔多斯盆地马家沟组，成岩作用是主控因素，分为灰岩潜山岩溶储层、白云岩风化壳储层和内幕岩溶储层3类，储集空间以岩溶缝洞为主，强非均质性，储层分布受暴露面 (不整合面) 及断裂系统控制。地质历史上因多次暴露和风化淋滤，岩溶储层多阶段发育，如四川盆地发育∈/Z、P₃/P₂、T₃/T₂三套重要岩溶储层 (马永生，2007)；塔里木盆地发育O₃/O₁、C/O₁、K/O₁-∈₃三套重要岩溶储层；鄂尔多斯盆地发育C/O₁白云岩风化壳储层。③ 复合型储层，主要是结晶白云岩储层，如四川栖霞组-茅口组、鄂尔多斯马四段、塔里木上寒武统-蓬莱坝组，受沉积和成岩作用共同控制，储集空间以晶间孔和晶间溶孔为主，均质性较好，储层分布受礁滩相带、层序界面和断裂系统共同控制。④ 裂缝性储层，在四川盆地勘探早期很重视这类储层，近年来在塔中地区尤其是顺北油田区的下奥陶统鹰山组、一间房组，这类裂缝带常构成储集体，主要是多期剪切作用改造碳酸盐岩岩石形成断裂破碎带。如顺北油田NE向走滑断裂于加里东中期活动，以压扭为主，发生构造破裂及淡水溶蚀改造；海西早期继承性活动，以张扭为主；海西晚期进一步活动，热液改造形成多成因储集体。断裂带内非均质性强，整体分隔，局部沟通。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 中国海相沉积盆地碳酸盐岩储集层基本特征 Table 1 Basic characteristics of carbonate reservoirs of marine sedimentary basins in China 盆地 塔里木 鄂尔多斯 四川 渤海湾 曾母 西北巴拉望 物 性 层位 O1p O1y O2y O3l O1m Z2d ∈1l C1h T2l 潜山 E3、N1 N1 岩性 碳酸盐岩 碳酸盐岩 碳酸盐岩 碳酸盐岩 碳酸盐岩 碳酸盐岩 碳酸盐岩 碳酸盐岩 碳酸盐岩 碳酸盐岩、 变质岩 灰岩 灰岩 岩相 局限-半局 限台地 半局限- 开阔台地 开阔台地 开阔台地 潮坪相 台缘、 台内 台缘、 台内 台地 局限蒸发 台地 开阔台地 礁、滩 礁、滩 厚度 (m) 520 524 28 132 300 84.8 39.1 19.82 10~55 400 210 100 孔隙类型 次生孔隙 次生孔隙 次生孔隙 次生孔隙 次生孔隙 次生孔隙 次生孔隙 原生孔隙 原生孔隙、 次生孔隙 次生孔隙 原生孔隙 原生孔隙 孔隙度 (平均值) (%) 0.01~ 19.55 (1.33) 0.01~ 19.55 (1.33) 0.42~ 4.79 (1.29) 0.18~ 6.37 (1.45) 1.5~ 8.8 (3.99) 2.02~ 10.32 (3.25) 2~18.4 (4.29) 3.5~ 8.1 (5.9) 0.26~ 20.04 (3.66) 1.9~17 (8.2) 10~40 (22) 7~23 (22) 渗透率 (平均值) (10-3μm2) 0.001~ 24.15 (0.62) 0.001~ 24.15 (0.62) 0.002~ 320 (0.725) 0.0006~ 190 (1.27) (0.8) 0.01~1 (0.57) 0.0001~ 15135 (4.5) 0.01~ 290 (1.56) 0.002~ 21.62 (3.06) 0.1~767 (50) 100~ 1000 (200) 100~ 1000 (200) 孔隙结构 溶蚀孔、 洞、缝 溶蚀孔、 洞、缝 溶蚀孔、 洞、缝 溶蚀孔、 洞、缝 溶蚀孔、 裂缝、 粒间孔、 晶间孔 粒间、 粒内 (溶孔) 粒间、 粒内 (溶孔) 粒间、 粒内 (溶孔) 溶孔、 裂缝、 晶间孔、 晶内孔 粒间孔、 溶蚀孔洞、 裂缝 粒间孔 粒间孔 成岩阶段 晚成岩 A-B期 晚成岩 A-B期 晚成岩 A-B期 晚成岩 A-B期 晚成岩 A-B期 晚成岩 晚成岩 同生及 表生期 准同生期 晚成岩 A-B期 早-中成岩 早-中成岩 主要分布区 台盆区 台盆区 台盆区 台盆区 伊陕斜坡、 渭北隆起 川中隆起 川中隆起 川东高陡 构造带 川中台地、 川西台缘 冀中坳陷、 大民屯 凹陷 巴林间 地区 — 综合评价 特低孔、 特低渗 特低孔、 特低渗 特低孔、 特低渗 特低孔、 特低渗 特低孔、 特低渗 特低孔、 特低渗 特低孔、 特低渗 特低孔、 特低渗 低孔、 中渗， 局部中- 高孔渗 特低孔、 低渗 中孔、 中渗 中孔、 中渗

表 1 中国海相沉积盆地碳酸盐岩储集层基本特征 Table 1 Basic characteristics of carbonate reservoirs of marine sedimentary basins in China

表 2

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表 2(Table 2)

表 2 中国深层海相碳酸盐岩规模储集体的基本类型 Table 2 Basic types of map-scale reservoirs of deep-seated marine carbonate in China 储集层类型 特征 分布 沉积型 礁、滩 镶边台缘礁、滩储层 小礁 (丘) 大滩，基质孔 (2%~6%)，滩是孔隙载体 条带状分布于台缘带及台内裂陷周缘，宽1~5km 台内裂陷周缘礁、滩储层 台内缓坡礁、滩储层 颗粒滩，基质孔 (2%~6%) 大面积准层状分布于台内 白云岩 沉积型白云岩 回流渗透白云岩储层 颗粒滩，白云石化，残留原岩结构，基质孔 (2%~6%) 蒸发台地背景下的台内滩 萨布哈白云岩储层 膏云岩、泥粉晶白云岩，膏模孔和基质孔 (2%~8%) 蒸发台地背景下的潮坪相带 (膏云岩、泥晶云岩带) 复合型 白云岩 (细晶、中晶、粗晶白云岩) 结晶白云岩，晶间 (溶) 孔、溶蚀孔洞 (6%~12%) 沿礁滩相带、暴露面 (不整合面) 及断裂系统分布 成岩 改造型 岩溶 内幕岩溶 层间岩溶储层 溶蚀孔洞及洞穴、裂缝，主要发育于泥粒灰岩中，缝洞率3%~15%，围岩致密，非均质性强 沿层间岩溶面之下0~100m及潜山周缘围斜区分布，可多层出现 顺层岩溶储层 受断裂控制岩溶储层 沿断裂带分布，形成缝-洞复合体 潜山 (风化壳) 岩溶 灰岩潜山 沿潜山不整合面之下0~100m及断裂带分布，多层叠加时可深及潜山不整合面之下200m 白云岩风化壳 礁滩白云岩、结晶白云岩、膏云岩，基质孔 (2%~8%) 膏云岩受风化壳控制，礁滩和结晶白云岩相控 裂缝 改造型 裂缝储层 裂缝带、裂缝系统 断裂破碎带 多期断裂叠加，裂缝带密集发育，相间分布，主干断裂带是规模储层发育的最有利部位 近规则带状相间分布，可交叉发育

表 2 中国深层海相碳酸盐岩规模储集体的基本类型 Table 2 Basic types of map-scale reservoirs of deep-seated marine carbonate in China

深层古老碳酸盐岩规模成储控因有三：① 原始高能 (礁滩) 沉积是规模储层发育的物质基础 (表 3)。已获得油气发现的白云岩储层原岩多为礁滩相灰岩，经准同生白云石化，保留原岩结构，基质孔，较均质；细晶白云岩储层，经埋藏白云石化，残留生屑、鲕粒结构，基质孔，较均质；结晶白云岩储层中的基质孔主要是对原岩孔隙的继承和调整；碳酸盐岩岩性控制岩溶缝洞的富集程度，溶解速率灰泥颗粒＞灰泥＞亮晶方解石＞白云石，虽然不整合面及断裂是岩溶储层发育的一级控制因素，但不整合面之下缝洞的富集仍然具有岩性的选择性，泥粒灰岩是最佳岩性。② 碳酸盐岩储层孔隙主要形成于沉积和表生环境，受控于三类界面及断裂系统。准同生期岩溶，受高频层序控制，选择性溶蚀作用强，高能相带最有利；层间 (顺层) 岩溶，受三级层序控制，岩溶地貌落差小，成层性好，裂缝-溶孔为主；潜山岩溶，受Ⅰ、Ⅱ级层序控制，岩溶地貌落差大，分带明显，大型缝洞为主。③ 后期建设性成岩作用改善储集性能，是保持储层有效性和规模性的关键。多期白云石化作用是深层孔隙发育的关键因素之一，早期白云石化作用形成的白云岩格架有利于原生孔、准同生组构选择性溶孔的发育与保持；埋藏白云石化伴生的晶间孔和晶间溶孔是储层保持和规模发育的关键。埋藏溶蚀是深层储层储集空间发育与保持的重要补充。原岩孔-渗条件控制溶蚀速率，埋藏储层沿沉积高孔隙带和断裂带分布，有继承性和选择性。

表 3

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表 3(Table 3)

表 3 鄂尔多斯、塔里木和四川盆地礁滩体发育特征 Table 3 Development features for reef and shoal bodies in Ordos, Tarim, and Sichuan basins 盆地 层位 台缘带 厚度 (m) 长度 (km) 宽度 (km) 面积 (km2) 鄂尔多斯 O 西缘、西南缘及南缘 15~20 30~60 2~10 5000 塔里木 良里塔格组 塔中北斜坡台地边缘带礁、滩体 80~100 30~40 5~15 530 鹰山组 塔西台地边缘台缘带颗粒滩 100~150 30~40 20~30 9000 中上寒武统 轮南-古城台地边缘带礁、滩体 50~60 200~300 20~30 8000 震旦系 塔东北台内裂陷周缘台缘带丘滩体 20~30 500~800 10~15 7500 塔西南台内裂陷周缘台缘带丘滩体 20~30 400~500 10~15 6000 四川 长兴组-飞仙关组 开江-梁平深水陆棚 (台内裂陷) 周缘台缘带礁、滩体 30~50 600 5~10 2500 栖霞组-茅口组 川西-川北台地边缘带颗粒滩 20~30 300~400 10~15 4000 仪陇-梁平台内裂陷南缘颗粒滩 10~20 300~400 30~40 12000 灯影组 德阳-安岳台内裂陷周缘丘滩体 20~30 300~400 20~40 15000

表 3 鄂尔多斯、塔里木和四川盆地礁滩体发育特征 Table 3 Development features for reef and shoal bodies in Ordos, Tarim, and Sichuan basins

马永生等 (2005a)提出优质储层形成的“三元控储”模式 (图 2)。沉积-成岩环境控制早期孔隙发育 (基础)，如四川盆地东北部长兴组-飞仙关组台地边缘高能礁滩 (马永生等，2005b)、鄂尔多斯盆地马家沟组中组合潮缘滩、潮间云坪 (杨华和包洪平，2011；杨华等，2014)；构造-压力耦合控制裂缝与溶蚀 (桥梁)，如普光、元坝生物礁滩储层均属于裂缝-孔隙型储层，构造作用对改善储层质量具有重要作用；流体-岩石相互作用控制深部溶蚀与孔隙的保存 (关键)，早期形成组构选择性孔隙；中期形成部分组构选择性孔隙，晚期形成非组构选择性孔隙。

图 2

Fig. 2

图 2 碳酸盐岩优质储层发育模式 Fig. 2 Development model for carbonate high-quality reservoirs

四川、塔里木盆地重点层系台缘礁滩储层分布规模较大 (表 3)，台内礁滩分布规模也较大。缓坡台地是台内颗粒滩储层大面积准层状分布的重要背景；四川和塔里木盆地重点层系台内滩缓坡台地颗粒滩累计面积达74000km²，平均厚度约40m。碳酸盐缓坡背景和蒸发环境下的台内滩勘探前景最佳。鄂尔多斯盆地西缘、西南缘及南缘同样发育台缘高能带，主要受边缘正断层的控制 (表 3)，长度可达3~50km，宽度可达2~10km。

(1) 原始的沉积环境及其对储层分布的控制？对碳酸盐岩储层发育的基本规律，有“构造控盆、盆地控相、相控储层”(马永生，2007) 的认识。但目前对构造-岩相古地理重建与碳酸盐岩台地刻画仍然不够精细。近年来，围绕塔里木、四川、鄂尔多斯3个盆地重点海相层系的地层划分对比与分布、岩相古地理重建、海相碳酸盐岩高能相带分布与评价等方面开展了相应研究 (何登发等，2011；高华华等，2016)。通过对塔里木盆地寒武系-奥陶系、四川盆地二叠系-三叠系、鄂尔多斯盆地寒武系-奥陶系的岩相古地理的工业制图 (冯增昭等，1991；马永生等，2009)，刻画了碳酸盐岩台地边缘相内部结构及台地内部分异特征，为盆地演化研究提供了基础地质资料，并进一步明确了有利储集相带的分布，使油气勘探由台缘礁滩体向台缘与台内礁滩体并重方向拓展。但随着深部探井与高分辨率地震资料的增多，这项研究应该更加深化，细化至“组”或“段”。

(2) 储层形成的控制因素及其定量模型：“三元控储模型”需要基于勘探实践及模拟实验继续深化，建立相应的定量模型。对于影响储层发育的关键因素开展定量剖析，向数理模型发展。与层间暴露面或剥蚀面相关的层间岩溶作用，大范围、准层状分布储层的控制分析应予以加强，如塔北地区一间房组-鹰山组、寒武系，鄂尔多斯下奥陶统马家沟组，四川盆地灯影组二段、茅口组、雷口坡组等。对深大断裂对优质储层分布的控制需要重新梳理。如塔北哈拉哈塘地区奥陶系一间房组-鹰山组岩溶缝洞与断裂系统的相关性，主断裂控制洞穴的发育，裂缝系统控制孔洞的发育，越远离主断裂，孔洞越不发育，走滑断裂及伴生的裂缝系统与断裂相关岩溶作用对储层的形成究竟有何影响？在这种作用中层间岩溶作用有多大意义？岩溶储层分布跨度多大 (200m以上)？在顺北油田又如何变化？改造的多期性决定储层分布的多层段性，如塔里木、四川、鄂尔多斯等盆地发育8个改造界面，形成八套准层状岩溶储层，它们有无叠加效应？TSR效应产生溶蚀或沉淀，对碳酸盐岩储层的意义究竟怎样？TSR过程中，大量H₂S和CO₂的生成导致了方解石胶结作用而不是碳酸盐岩溶蚀作用，致使储层孔隙度和渗透率降低。

(3) 白云岩的成因类型及其储层分布：白云岩具有很高的保存原生或早期孔隙的潜力，因此对深层-超深层优质储层的发育具有极其重要的作用。早期白云石化作用、早期油气充注、封闭的流体系统可能是超深层白云岩储层发育的有利条件。但目前研究薄弱。

(4) 储层成因模型指导下的储层预测与地球物理识别方法：对礁滩储层，寻找镶边台缘背景礁滩体与缓坡背景台内礁滩体、台内裂陷周缘礁滩体和高位域顶部易于暴露的礁滩体；对沉积型白云岩储层，寻找与干旱气候相关的膏云岩，以膏盐湖周缘过渡带最佳，暴露面之下受表生溶蚀作用叠加改造的膏云岩常准层状叠置分布；对埋藏-热液改造型白云岩储层，热液矿物是储层发育重要标志，暴露面之下受表生溶蚀作用改造的多孔礁滩体、邻近断裂带的多孔礁滩体易被改造；对岩溶储层，潜山不整合面、层间岩溶面和断裂系统控制岩溶缝洞发育，呈准层状、串珠状分布，礁滩相更是缝洞体富集岩相带。地球物理技术在深层碳酸盐岩分布预测方面有重要进展，但离实质性解决问题还有很多欠缺。

(5) 成储过程与其他成藏条件的匹配：储集空间的形成与油气充注在时间和空间上如何有效匹配？如何评价膏盐层对储层体系形成和油气聚集的作用？

基于对威远、靖边、普光、元坝、安岳、塔河、塔中、和田河、哈拉哈塘、哈德逊、顺北等一系列海相大中型油气田的深入解剖，逐渐构建了中国海相碳酸盐岩“裂陷体系台缘带礁滩体成藏”、“岩溶非均质性缝洞体准层状成藏”、“白云岩孔隙性储集体成藏”与“古隆起富集成藏”等四种油气成藏模式。

“裂陷体系台缘带礁滩体成藏”：海相克拉通构造分异，形成的裂陷体系 (台内深水陆棚环境) 内发育有效的烃源岩，紧邻裂陷带的台缘带多发育分散的生物礁与碎屑颗粒滩，形成礁滩储集体，为油气聚集提供优越场所，礁滩发育规模决定油气富集程度与规模。如川东北地区上二叠统长兴组-下三叠统飞仙关组礁滩油气资源丰富，川东北台地—台缘斜坡地区是礁滩油气资源分布与勘探的重点地区，形成环开江-梁平陆棚两侧的带状油气聚集带，发育普光、元坝、龙岗等一系列大中型气田。塔里木盆地塔中隆起带北缘Ⅰ号坡折带紧邻满加尔寒武系生烃中心，属于凹陷台缘带，发育类似成藏模式。

“岩溶非均质性缝洞体准层状成藏”：塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩台地内因多期岩溶形成顺层与层间准层状缝洞体岩溶储集体，形成塔河、哈拉哈塘等大型油田。

“白云岩储集体成藏”：鄂尔多斯盆地下奥陶统马五5段、塔里木盆地深层下奥陶统蓬莱坝组、寒武系与震旦系等发育白云岩储集体，形成深层油气聚集。

“古隆起富集成藏”：川中古隆起安岳震旦系-寒武系特大型气田 (杜金虎等，2014)，位于晚震旦世-早寒武世早期继承性发育的“德阳-安岳”裂陷带右侧 (刘树根等，2016)。裂陷带控制下寒武统烃源层分布；灯影组发育碳酸盐镶边台地、龙王庙组发育碳酸盐缓坡台地，靠近同沉积古隆起发育大面积颗粒滩。从而大面积发育震旦系灯影组碳酸盐岩缝洞型、寒武系龙王庙组白云岩孔隙型2套主要含气储集层，准同生白云石化和表生岩溶叠加改造形成相对高孔渗储集体。古隆起核部在晚海西-印支期发育大型古油藏；燕山期发生原位原油裂解成气及斜坡深部位分散液态烃裂解成气，提供充足气源；高石梯-磨溪古隆起继承性稳定发育，始终处于构造高部位，是油气运聚的指向区，古构造演化与油气成藏“高度”匹配，古油藏裂解气原位高效聚集成藏。

据此，目前已建立三种类型大面积油气成藏模式：(1) 礁滩储集体型：如普光、元坝、安岳、塔中Ⅰ号带等气田，断层与不整合为油气运移通道，岩性油气藏为主，带状大范围分布；(2) 潜山风化壳岩溶储层型：如靖边、塔河、和田河、哈拉哈塘等油气田，受风化壳储层控制，沿侵蚀基准面呈薄层状大面积分布，平面上众多油气藏呈集群式分布，单体规模不大，但总体规模大，如塔河油田，发育数百个大、中、小型缝洞单元，它们构成储油单元，100个储油单元，平均28km²，平均规模＜1000万吨，但含油面积达2800km²，探明储量超10亿吨；(3) 隆起斜坡区岩溶储层型：如塔北隆起南坡、塔中低凸起北坡、鄂尔多斯中央古隆起东侧，受隆起斜坡带岩溶储层控制，似层状大面积分布，地层油气藏为主。

(1) 源-储耦合关系：深层烃源的不确定性，导致源-储配置的时、空关系模糊，这对于油气成藏来讲难以判断。

(2) 成藏动力学全过程追踪：四川盆地给出了最佳实例，烃源岩生烃，运聚成藏，原油裂解、分散烃裂解，再次聚集成藏，晚期再调整成藏，油气始终处于“运动”之中，需要追踪油气生、运、聚、散的全链条，找寻运移路径中的油气“宿住地”。

(3) 复杂油气藏成藏要素、事件及其关键控制条件的刻画：碳酸盐岩形成复式油气藏，平面上复合连片、垂向上多层多段叠置，油气成藏非均一性极强，探求关键成藏事件是使问题简单化的捷径。

(4) 油气分布规律：碳酸盐岩的油气分布规律难以把握，四川盆地的油气分布受“拉张槽、古隆起与盆-山结构”的制约 (刘树根等, 2011a, b, 2016)，塔里木盆地受古隆起岩溶斜坡带控制明显 (何登发等，2005b)，而鄂尔多斯盆地受源-储配置关系的控制明显 (杨华等，2014)。都亟待深入研究。

从海相油气勘探的角度来梳理，突显下列问题：

中国海相层系已发现的油气田主要分布在塔里木、四川和鄂尔多斯盆地。主力烃源岩层系认识基本落实。但广大的南方海相碳酸盐岩、华北地区碳酸盐岩以及东北地区碳酸盐岩是否具有勘探价值、资源潜力有多大，需要地质家们进一步探索。更为重要的是，随着四川盆地志留系龙马溪组页岩气开发带来的地质认识革新，促使我们对已发现的海相层系烃源岩生烃、成藏过程及演化规律需要进一步深化，也许能带来资源潜力与分布规律的革命性改变。中国古生界海相层系资源潜力及有效勘探选区需要重新评价认识，成为制约古生界海相层系油气勘探发展方向的关键问题 (马永生，2007)。

储层是碳酸盐岩油气勘探的核心。具有深埋藏 (4000~8000m)、时代老 (大于2.5亿年)、强构造活动 (受活跃的小型板块制约)、多改造期次 (3期以上)、储层薄 (1.0~10m)、孔隙度低 (2%~10%) 等特点。储层预测难，需要建立符合中国海相盆地碳酸盐岩实际的沉积模式有效指导油气勘探预测。

塔里木、四川及鄂尔多斯盆地已发现碳酸盐岩岩溶缝洞型、礁滩孔隙型、白云岩孔隙型和裂缝四类储层。但不同盆地、不同古构造单元储层成因不同，差异性大，也反映出储层特征各异，这些差异性对油气成藏影响需要进一步深化研究。尤其是近期勘探不断揭示出新的储层类型，例如塔里木盆地顺北地区发现的与断层、岩溶相关的储集体，以及顺南地区与断层、热液相关的储层等。更需要思考的是，广泛分布的致密碳酸盐岩能否成为有效的储层，这对今后勘探方向是一个至关重要的问题，需要进一步科学探索。

如何准确定义碳酸盐岩圈闭要素一直是困扰勘探家们的现实问题。尤其是与不整合、断层、岩溶、裂缝、热液等储层相关的圈闭，其圈闭边界如何确定？塔里木盆地奥陶系岩溶缝洞型圈闭顶、底板条件如何确定？圈闭不确定油气藏就无法落实，油气分布规律更无从谈起。这是一个基础性问题，勘探实践已经找到了大量类似的油气藏，但从基础性认识上仍然没有取得突破。

在塔里木、四川、鄂尔多斯等叠合盆地，古生界海相碳酸盐岩经历了多期次构造调整改造，我们从理论上把现今油气藏划分为原生油气藏、次生油气藏，但归根结底来说都是次生油气藏，只是调整改造的程度大小。那么，这些油气藏分布受控的主要因素是什么，如何来确定哪一期构造起到了关键作用从而是寻找油气分布规律和确定勘探方向的关键。

中国古生界海相层系都经历了多期构造作用改造，油气发生过散失、残留与次生, 既有普光大气田与塔河油田的保存, 也有麻江等大型古油藏的破坏, 这种破坏与保存有些是与区域性构造运动相关的，对盆地尺度油气成藏起到控制作用，也有些是局部的，仅对区带油气藏分布起到影响。如何分析构造作用对油气藏的破坏与保存以及预测保存下来的油气藏, 成为现今油气勘探的制约性问题。

随着塔里木、四川及鄂尔多斯盆地海相层系油气勘探不断取得新发现，揭示出了越来越多的碳酸盐岩油气藏类型及其分布特征，但总是感觉到意犹未尽，新类型不断出现，传统的理念不断被突破。勘探家们总是试图在突破传统约束上有所创新，埋藏深度已经到了8500m，是否有下限？保存条件上是否有极限？纳米级碳酸盐岩孔喉能否成为有效储集空间？这些基础性问题确定了勘探领域进深层、上山和探索致密碳酸盐岩的关键。

由于我国海相层系多分布在叠合盆地，海相油气地质的特性不同于国内陆相，也不同于国外海相，没有现成的理论。勘探家们总是试图通过借鉴和总结历史经验，形成海相层系勘探理论来指导勘探工作，总结提出了古隆起、古斜坡控藏，以及“三元控储、多元生烃、复合控藏”等一些新观点、新认识。现在看来，有几个基本点是可以形成共识的，一是“源控论”，就是古生界海相层系有效烃源岩分布控制了油气分布，这种控制作用对油气分布有点类似于第三系陆相层系油气分布特点；二是“三古论”，就是古环境、古隆起、古斜坡控制储层发育。无论是礁滩、岩溶还是白云岩储层，其形成、演化主要控制因素都与沉积环境、古构造相关。除此之外，在确定勘探方向与勘探目标上还有没有更确定的因素需要研究？

碳酸盐岩多类型储层地质建模与预测一直是地质家们亟待解决的关键问题。如何从复杂地表、地质条件下的高质量地震采集入手, 解决复杂地表、地质结构的准确成像, 结合沉积相带、储层研究，攻关碳酸盐岩有效储层预测和油气藏识别，多尺度储集体精细刻画，解决油气藏精细描述与目标落实的关键问题。

中国海相钻井工程技术的难点主要包括高陡构造、地层倾角大，地层可钻性差；埋藏深、高温高压；地层破碎、缝洞发育，漏失严重；压力体系复杂喷漏共存、井身结构设计困难等几个方面，严重影响了海相油气勘探的成效。