东海西湖凹陷油气系统特征及勘探评价.pdf

天然气工业 2 0 0 4 年 8 月 东海西湖 凹陷油气系统特征及勘探评价 * 叶加仁 顾 惠荣 1 ． 中国地质大学资源学院2 ． 上海海洋石油局规划设计研究院 叶加仁 等． 东海 西湖 凹 陷油 气 系统特 征及 勘探 评价． 天然 气工 业 ， 2 0 0 4 ； 2 4 8 8 ～ l 1 摘 要 以含 油 气 系统理 论为 指 导 ， 论述 了组成 西 湖 凹 陷含 油 气 系统 的基 本 特 征 ， 分 析 了控 制 油 气 系 统发 育 的主 要 因素 ， 并探 讨 了该 凹 陷的 油气勘 探 远景 与方 向。研 究表 明 ， 西湖 凹 陷发 育 4个 含 油 气 系统 ， 多属 凝 析 油 与天 然 气 系统 ， 其 中平 湖 组一 花港 组 系统 为最 主要 的含 油 气 系 统 ， 是 本 区油 气勘 探 的 主要 对 象 。含 油 气 系统发 育 受源 岩 、 储 层 、 盖层 、 构 造 演化 、 输 导 网络及 保存 条 件 等多 种 因素 的联 合 控 制 ； 凹 陷具 备 形 成 大、 中型 气 田的基 本 油 气地 质 条件 ， 具广 阔 的油 气勘 探前 景 ； 应 在寻 找平 湖组含 油气 系统 和构 造型 油 气藏 的 同 时， 加 强对 深 部层 系与 非 构造 油 气藏 的油 气勘探 工 作 。 主题 词 含 油气 系统 控 制 因素 勘探 评价 油 气勘 探 西 湖 凹 陷 东 海 西湖 凹 陷位 于东海 陆架 盆地 的东 北部 ， 面积 约 4 ． 6 1 0 k m ， 新 生 代 最 大 沉 积 厚 度 超 过 1 0 0 0 0 mn ，是 东海陆架盆地 油气勘 探 的主 战场 。以始新 世末 的玉 泉运 动 和 中新 世末 的龙 井运 动为 标志 ， 本 区历经断 陷、 拗陷和 区域沉 降三个 构造发 展 阶段 ， 并 分别 发育 拉张 性正 断裂 、 压 性 断裂及 剪切 平移 断裂 为 主的断裂 系统。 。 自 D o w于 1 9 7 2年在 AAP G年会上提 出石油 系 统 o i l s y s t e m 一词 以来“ ， 经过广大 油气地 质工作 者 的共 同努力 ， 含油气 系统 的研究 日趋成 熟 ， 并 已成 为指导油气勘探的重要思维工具 。 一 、油气 系统特征 研 究 区 新 生 代 地 层 自下 而 上 分 别 由古 新 统 E 、 始新统平 湖组 E 户 、 渐 新统 花港组 E 。 h 、 中 新统龙井组 N z 、 玉泉组 N 和柳浪组 N 。 z 、 上新统三潭组 N s 及第四系东海群 Q 组成。 该区已发现 8 个油气 田和 4个含油气构造， 明 确地指示了含油气系统的存在， 且以含气系统为主。 基于 西湖 凹 陷的含 油气 特点 及成藏 特 征 ， 笔者 采用 以有 效烃 源岩 、 主要储 集岩 名称 和表 示系 统可 靠性的符号来命名的方案 ， 并同时考虑油气充注 程度 、 运移排 烃 方式 与 捕 集方 式 等 因素 。划分 出 西湖 凹陷发 育平湖组一花港 组 、 花港 组一花 港组 、 中新统一 中新统 ． 及 中、 下始 新统 与古新 统一 古潜山 ． 等 4 个含油气系统 。 1 ． 平湖组一 花港组 系统 该 含油 气 系 统 的 源 岩 为平 湖 组 暗 色 泥 岩 和 煤 图 1 ， 源岩成熟度高， 主要处于生油带和湿气带； 烃 源岩 成熟 期始 于渐 新世 末期 ， 在 中新 世进 人 生排 烃 高峰期 ； 储集层为平湖组、 花港组及龙井组砂岩 ， 其 中在保 傲斜坡 带 以花 港组 和平 湖组 为 主， 中央 背 斜带以花港组为最重要； 生储盖组合型式有 自生 自 储和下生上储两种 ， 并以下生上储型为最重要； 油气 藏类型 可能 主要有 背斜 型 、 断块型 、 岩性 型及 复合 型 等种 ， 其 中在 中央背斜带 和平中地 区 以背 斜型 为主 ， 平北地区以断块型为主； 油气运移方式以侧向为主， 垂向为次； 就油气的富集程度而言， 该系统属高阻 抗 、 正 常充注类型 。该系统 的地 理分 布范 围广 ， 几 乎 遍及 整个 凹陷 ； 地层 分 布范 围 自平湖 组 到 中新 统 顶 面 ， 平湖 组 和花港组 上 部连 续分 布 的厚层 泥岩 为 区 域性盖层 ， 龙井 组泥 岩 可作 为局 部盖 层 。 目前 钻井 已在平中、 平北、 苏堤及龙井等区带揭示该含油气系 统， 其为凹陷油气勘探的主要对象。 *本研究为国家 自然科学基金 编号 4 0 1 7 2 0 5 1 与高等学校骨干教师资 助计划 编号 GG一1 7 0 1 0 4 9 11 4 6 0 资助成 果 。 作者简介 叶加仁， 1 9 6 6年生， 教授； 1 9 9 6年毕业于中国地质大学 武汉 研究生院， 获数学地质专业博士学位， 现主要从事 油气地质与数学地质 的教学与科研工作 。地址 4 3 0 0 7 4 湖北 省武汉市洪 山区鲁磨路 3 8 8号 。电话 0 2 7 6 7 8 8 4 6 9 6 。I S - ma i l j r y e c u g ． e d u ． c n ， j i a r e n y e 2 0 0 0 y a h o o ． c o m． c n 8 维普资讯 第2 4 卷第8 期 天然气工业 6 5 5 6 5 4 8 3 8 3 5 4 2 9 l 2 3 3 7 5 2 l 6 4 年 龄 Ma 古新统 始 新统 渐新统 巾新统 上 新统 ，系 ，统 E - E 2 F 2 问 断 E 3 h d l E ； N ． 问 断 N 2 Q 段， 纽 烃 源 岩 ⋯ ⋯ ⋯ 』 ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ l 储 集 岩 盖 层 卜覆 岩 层 I卷 『 闭 卅 ； 成 张 ” 切 断 裂 活 动 生 一运 聚 持续 时问 保 存 t 关键时刻 图 1 西 湖 凹 陷平湖 组一 花 港组 油 气 系统 事件 图 2 ． 花港组一 花港组 系统 花港组一花 港 组 含油 气 系 统 的源 岩 为花 港 组暗色泥岩 与煤 图 2 ， 烃 源岩 在三 潭深 凹、 背斜 带 和 白堤深 凹处 于生 油 窗 内； 源 岩成 熟期 始 于 中中新 世 ， 在晚第 三纪时期进入生 排烃 高峰期 ； 储 集层 为花 港组和龙井组砂岩， 并以花港组为主； 生储盖组合型 式有 自生 自储 和下 生上 储两 种 ， 并 以 自生 自储 型为 最重要 ； 油气藏类型可能主要有背斜型、 断块型、 岩 性型及复合型等多种， 并以背斜型为主。系统的地 层分 布 范 围从 花港 组 到上 第 三系 顶面 ， 花 港组 上部 连续 分布 的厚 层 泥岩 为 区域性 盖层 ， 龙井组 泥岩 可 作为局部盖层 ； 该 系统 主要分 布于 中央背斜带 ， 已为 钻井所证实 ， 属高 阻抗 、 正 常充注类 型 。 3 ． 中新统一 中新统 ． 系统 6 5 5 6 5 4 8 3 8 3 5 4 2 9 l 2 3 3 7 5 2 l 6 4 年龄 Ma 古新统 始新统 渐新统 中新统 上新统 界．系．统 E l E 2 E 『 u l 断 E 3 h d l E 3 h u N ， 『u l 断 N ， Q 段， 组 ● 烃 源 岩 Il ll l ll ll ll ll ll I J l ll ll ⋯ ⋯ ll 储 集 岩 层 上 援 岩层 圈闭 形成 张 性 压 性 i 切 断裂 活动 生 一运一 聚 持续 时 畦 保 存 t 关键 时刻 图 2 西湖凹陷花港组一花港组 油气系统事件图 中新统一 中新统 ． 系统 的 源 岩为 中新 统 玉 泉 组和龙井组泥岩， 源岩成熟度较低， 仅位于三潭深 凹、 中央背 斜带 和 白堤 深 凹 中北 部 的 中新 统 下部 源 岩 已进入 成熟阶段 ； 储层为 中新统龙 井组 、 玉泉组 砂 岩 ， 并 以龙井组为主； 生储盖组合类 型为 自生 自储 型 ； 系统 的地层分布 范围 自龙 井组 至第 四系 顶界 ， 地 理上主要分布于中央背斜带的中北部 ； 油气藏类型 主要为背斜 型 ， 油气 运 移 以垂 向为 主， 属 低 阻抗 、 欠 充注类 型 。 4 ． 中、 下始新统与古 新统一 古潜 山 ． 系统 虽然 区 内 目前 钻井 尚未 揭露 中、 下 始新统 及 其 以前各时代地层， 但基于区域地质条件对比及油气 性质分析等成 果 ， 可预 测认为本 区 中 、 下始 新统 与古 新统 地层 之 中发育 有 厚度 大 、 丰度 较 高和类 型较 好 9 。 维普资讯 天然气工业 2 0 0 4 年8 月 的烃 源岩 。因此 ， 推测西湖 凹 陷发育 有 中 、 下 始新 统 与古新 统含 油气 系统 。该 系统 的源 岩 为 中、 下 始 新 统与古新统暗色泥岩 ， 有机质演化程度高， 预计大部 分地 区已进 入 干气带 ； 储层 可 能有 前第 三 系各 时 代 的潜山、 古新统、 中、 下始新统、 平湖组及花港组 砂 岩 ； 生储 盖组合类 型有新生古 储 、 自生 自储 和下 生 上 储 型等 ， 并 以新 生古储 型为最 重要 ， 主要 分布 于保傲 斜坡带 。 二 、 油气 系统控 制因素 综合各项研究成果 ， 西湖 凹陷的含油气系统特 征及其分布 规律受 多种 因素 的联 合控制 。 1 ．源岩特征 源岩特 征决 定 了含 油气系统 的组 成 与分布 。西 湖凹陷发育始新统平湖组 、 渐新统花港组 、 中新统及 中 、 下始新统 与古新统 4套 烃 源 岩 系 ， 由此 构成 了 4 个含油气 系统 ， 特别是始新 统平 湖组 烃源 岩 ， 其有 机 质 丰度高 ， 热演 化 程度 高 ， 分 布 范 围广 ， 生 烃 能 力 巨 大 ， 是 凹陷油气供给 的前提 ； 烃 源岩 有机 质类 型 以腐 殖型为主 ， 决定 了本 区含油 气 系统 以天 然气 和低 比重的凝析 油系统 为主 。 2 ． 储层发育 储层发育控制了含油气系统的赋存空间。西湖 凹陷的中新统龙井组 、 渐新统花港组、 始新统平湖组 及古潜 山等均可作为储层， 致使本区发育多套含油 气层系， 但以花港组和平湖组最为重要， 其中保傲斜 坡带的平湖组主要赋存天然气， 花港组主要赋存轻 质 油 ， 而 中央背斜带油气 主要 赋存 于花 港组 之 中 ， 以 天然 气为主 。 3 ． 盖层展布 盖层 展布制约 了含 油气系统 的分 布 范围 。盖 层 的横 向展布稳定性与纵 向发 育程 度控制 着油 气运 移 通道和相关的油气藏分布范围， 成为含油气系统的 有效边界 。泥质岩是西湖凹陷的主要封盖岩， 其中 平湖 组 与花 港组 泥岩 为本 区重 要 的 区域 性 盖层 ， 龙 井组泥岩可作为局部盖层。 4 ． 构 造演化 构造演化影响了含油气系统的捕集方式 。西湖 凹陷历经裂谷期、 反转期 和沉降期 3个发展演化阶 段 ， 形成 了潜 山披 覆 与挤 压背 斜 上下 叠置 的复 合构 造 ， 且 断裂构造发育 ， 其 中后期 形成 的反转 构造 对 本 区油气 系统 的捕 集具有重要 意义 ； 同时 ， 区域构 造 活 动也制约了盖层变形程度、 圈闭的完整性及岩浆活 动 规模 等 。 1 0 5 ． 输导 网络 输 导 网 络制 约 了 含 油 气 系 统 的运 移 形 式 。断 裂 、 不整合 面 和相互 连 通 的孔 隙裂缝 系 输 导层 共 同构 成 了西湖 凹陷 流体纵 、 横 向运移 的复杂 输导 网络 系统 ， 其 中断层是 主要 的垂 向运移 通道 ， 输 导层 与不整合面是主要的侧向运移通道。本区油气运移 以中远距离 的侧 向运移 和近距离 的垂 向运移 为特 点 ， 油气 的运移 、 聚集 和分 布明显受控于生 烃中心 。 6 ． 保存条 件 保存条件 决定 了含 油气系统 的富集强 度 。西 湖 凹陷油 气产 出 以天 然气 为 主 ， 石 油也 主要 为相 对 密 度小、 粘度低 的凝析油与轻质油 ， 它们的逸散能力 强， 若要富集 ， 要求有优越的保存条件。保存条件是 控制西 湖凹陷能否赋存 中 、 大型气 藏 的重 要 因素 ， 影 响油气保存条件的因素主要有盖层条件、 断层作用、 岩浆活动 、 构造运动及 异常超压等 。 三、 油气勘探评价 1 ． 勘探远 景 油 气地 质综 合 研究 表 明 ， 西 湖 凹陷油气 地 质条 件优越， 具备形成大 、 中型油气田的基本地质条件。 模拟计算结果表明， 西湖凹陷油气资源总量巨大， 虽 然 凹 陷 目前 钻井 较少 且 分布 不均 衡 ， 但 钻探 成功 率 高于 6 0 ， 已发现 8 个油气田和 4 个含油气构造， 但 由于勘探程度所限， 现今凹陷油气资源地质储量的 探明率不足 3 。显然 ， 西湖凹陷具有巨大的油气勘 探潜力与良好 的油气勘探前景 ， 尤其是天然气 的勘 探大有可 为 。 2 ．勘探方 向探讨 1 西湖 凹陷可划分为“ 两洼一隆一斜坡一断 阶” 5个次级构造单 元 ， 总 体上 呈东 断 西超 的构 造格 局 ， 与我 国乃 至世 界 上众 多重 要含 油气 盆地 具 有相 似的构造特征。油气勘探与开发实践表明， 隆起和 斜坡是该类含油气盆地最重要的油气聚集场所， 西 湖凹陷也不例外 。中央背斜带具有双向供流的优越 烃类来 源条 件 ， 斜坡 带 位 于三 潭深 生烃 次 凹 的优势 供流方向上。显然 ， 中央背斜带 和斜坡带应是凹陷 油 气勘 探 的主要 场 所 ， 同时应 加强 对天 屏 断裂 带 的 油气勘探 与地质研究 。 2 西湖凹陷发育 4个含油气系统 ， 其 中以平湖 组为 源岩的含油气 系统 是本 区的 主含油 气系 统 。因 此 ， 西湖凹陷的油气勘探应坚持以平湖组含油气系 统 为主 ， 其 次为花港组含 油气 系统 ； 兼探 中新 统含 油 气 系统 ， 并准备 深探 中、 下始新 统与古 新统 含油 气系 维普资讯 第 2 4 卷第 8 期 天然气工业 统 ； 在勘探 方 向上 ， 采 取 以天 然 气 勘探 为 主 ， 油 气 勘 探 并举的方针 。 3 保存 条件是控 制西湖 凹陷 能否赋 存 中、 大型 油气 藏的重 要 因素 。对 保傲 斜 坡带 而 言 ， 中段 具 有 较 优越的油气 聚集与保存 条件 ； 对 中央 背斜带 而言 ， 自南而北 ， 油气保存条 件 由好 变差 。因此 ， 在 油 气勘 探 选 区上 ， 全 面勘 探 中央 背斜 带 南段 和保 傲斜 坡 带 中段 ， 加快 寻 找大 、 中型 油气 田的勘 探 开 发进 程 ； 深 化 中央背斜带 中段和保傲斜 坡带 北段 的油 气地质 综 合研究 ， 选 择有 利 构造 钻 探 ， 争 取重 大 突破 ； 战 略 侦 察 中央背斜 带 北段 和 保傲斜 坡 带南 段 ， 加 强油 气 保 存条件研究 ， 为本区油气勘探准备后备基地。 4 目前 西湖 凹陷 的油 气勘 探 主要 针 对 于构 造 圈闭 背斜型与断块型等 ， 并主要集中于始新统平 湖组 和渐 新统 花港 组 两个 层 系 ， 但 对 非构 造型 圈 闭 及深部层 系的油气勘探基 本上仍 为空 白。现 今非 构 造 型和深 部油气勘探是 国际石油 界普遍 关 注的热 门 话题 ， 也是油 田勘探 开发 中、 后期 “ 增储 上 产” 的重 要 对象。因此， 应加强对非构造油气藏 如岩性 圈闭、 古潜山及与火山岩有关 的圈闭等 及平湖组以下层 系的油气 勘探工作 。 参 考 文 献 1 郭振轩． 东海地质构造特征及油气远景． 海洋地质与第 四 纪 地质 ， 1 9 8 8 ； 8 3 3 5 ～4 1 2 李贤庆 ， 钟宁宁， 熊波等． 西湖 凹陷煤系烃源岩 的有机质 热演化研究． 中国煤 田地质 ， 1 9 9 7 ； 9 1 3 3 ～3 6 3 许薇龄 ， 乐俊英． 东海 的构造运 动及演化． 海洋地质 与第 四纪地 质 ， 1 9 8 8 ； 8 1 9 ～2 1 4 Do w W G．Ap p l i c a t i o n o f o i l c o r r e l a t i o n a n d s o u r c e -- r o c k d a t a t o e x p l o r a t i o n i n W i l l i s t o n b a s i n a b s ． ．AAPG Bu l l e t i n，1 9 7 2； 5 6 3 6 1 5 5 陈建渝 ， 熊书权 ， 毕研鹏等． 断馅盆地 中含油气 系统的特 征． 石 油学 报 ， 2 0 0 0 ； 2 1 2 3 6 ～4 1 6 Ma g o o n，L B e d ．Th e p e t r o l e u m s y s t e m s t a t u s o f r e s e a r c h a n d me t h o d s ．US GS Bu l l e t i n 2 0 0 7． 1 9 9 2 7 De ma i s o n G，Hu i z i n g a B J ．Ge n e t i c c l a s s i f i c a t i o n o f p e t r o l e u m s y s t e ms ． AAPG Bu l l e t i n，1 9 9 1； 7 5 1 0 1 6 2 6 ～ l 6 43 8 叶加仁， 顾惠荣．东海西湖凹陷浙东中央背斜带烃源岩生 排烃史研究． 海洋地 质与第 四纪地质 ， 2 0 0 1 ； 2 1 3 7 5 ～ 8 O 9 Ma g o o n L B， g l o w W G编 ， 张 刚译． 含 油气 系 统 从 源 岩到 圈闭 ． 北 京 石油 工业 出版 社 ， 1 9 9 7 1 O 叶加仁 ， 顾惠荣． 西湖凹陷浙东 中央背斜带含油气 系统． 天 然气 工 业 ， 2 0 0 1 ； 2 1 1 1 3 ～ 1 7 收稿 日期 2 0 0 4 0 5 2 5 编辑黄君权 化工设计 2 0 0 5年征订启事 化工设计 是国家科委批准的全国化工行业国家级科技刊物， 由中国成达工程公司 化工部第八设计院 、 中国石油和化 工勘察设计协会联合主办， 3 4个部 、 省级设 计单位协办。 化工设计 是发布化工行业 化工设计标准局部修改条文 的指定刊 物， 也是建设部等发布化工行业标准 的刊物 。本刊获全国化工优秀信息成果二等奖 ， 已入编 中国学术期刊 光盘版 、 万方数 据。并参加中国化工信息中心计算机网络与四川省期刊网络而进入 国际互联网。 报道 内容 国家有关基本建设和设计工作的方针政策 ； 石油、 化工 、 医药、 橡胶等行业设计专业的设计技术 ， 技术开发 、 科 研 、 施工及生产 中的经验、 成果与国内外发展情况 ； 工程总承包、 设计体制改革与国外合作设计的经验 ； 加强设计管理和项 目 管理、 提高设计质量的经验及工矿企业生产技术四新成果等 。 主要栏 目 综述评论 、 设计技术、 技术开发、 设计管理、 计算机应用 、 设计体制改革 、 环境保护 、 技术经济与市场、 技术改造、 国外化工、 问题讨论 、 标准信息与消息报道。 订 阅办 法 本 刊为 国内外 公 开发行 的 双月 刊 ， 国内统 一 刊 号 C N5 1 1 3 5 5 ／ TQ， 国际 标 准 刊 号 I S S N1 0 0 7 6 2 4 7 。定 价 8 元／ 期 ， 4 8元／ 年。新i - l 可来函、 来电索取订单， 也可在全国非邮发报刊联合征订服务部 的 联订 目录 订单上订 阅或直接邮 汇、 银行汇款 订 阅。地 址 6 1 0 0 4 1 四J I I 省 成都 市 人 民南 路 四段 2 8号 。电话 0 2 8 8 5 5 2 l 5 4 6 ， 传 真 0 2 8 8 5 5 2 1 6 6 8 、 8 5 5 2 1 6 6 6 。帐户 中国成达工程公司 。开户行 成都市建设银行七支行领事馆分理处 。帐号 2 3 9 0 0 6 0 8 。 11 维普资讯