东海西湖凹陷油气成藏动力学研究
  • 【摘要】

    本文根据东海陆架盆地西湖凹陷的地质特征、资料状况、油气勘探现状及成藏动力学研究的特点与要求,本次研究以先进的油气成藏动力学、含油气系统等理论为指导,采用静态描述与动态模拟相结合、宏观与微观相结合、定性与定量相结合的综合研究技术,系统地分析了区域地质、钻井、油气地质、地球物理及化验测试等资料,阐明了西湖凹陷形成油气聚集所必须的基本地质条件及其主控因素,分析了油气成藏的作用过程,确定油气生、排、运、聚... 展开>>本文根据东海陆架盆地西湖凹陷的地质特征、资料状况、油气勘探现状及成藏动力学研究的特点与要求,本次研究以先进的油气成藏动力学、含油气系统等理论为指导,采用静态描述与动态模拟相结合、宏观与微观相结合、定性与定量相结合的综合研究技术,系统地分析了区域地质、钻井、油气地质、地球物理及化验测试等资料,阐明了西湖凹陷形成油气聚集所必须的基本地质条件及其主控因素,分析了油气成藏的作用过程,确定油气生、排、运、聚的时空配置关系,进而研究、总结油气成藏机制及其富集规律,预测了有利的油气运聚单元,指出油气勘探方向,为研究区的勘探目标优化选择和勘探开发部署提供科学依据。 主要创新点: (1)首次应用有机包裹体资料提出了凹陷的油气成藏具有多期成藏、垂向运聚、近源成藏等显著特征。凹陷油气富集受到输导条件、烃源条件、储集条件及保存条件等多种因素的联合控制,其中保存条件和输导条件是控制凹陷油气成藏和大、中型油气田形成的主导因素。 (2)保俶斜坡带和浙东中央背斜带具有特征不同的油气成藏模式,其中保俶斜坡带的油气来源于邻近的三潭深凹,油气运移以侧向为主;浙东中央背斜带的油气来自于两侧的三潭深凹和白堤深凹及其自身,断层的垂向输导对油气富集起了重要的控制作用。 经过本次系统性、综合性的研究,得出以下主要成果: 1、西湖凹陷具备大、中型气田形成的基本油气地质条件 (1)西湖凹陷发育中、下始新统与古新统、始新统平湖组、渐新统花港组及中新统四大烃源岩系,主要有泥岩与煤两种,形成于半封闭海湾和陆相沉积环境,有机质类型主要为含腐泥的腐殖型和腐殖型,奠定了凹陷天然气藏形成的重要物质基础;始新统平湖组烃源岩分布范围广,厚度大,有机质丰度高,已达高成熟—过成熟阶段,为凹陷主力源岩。 (2)西湖凹陷的储集岩主要为砂质岩类,并以中—细砂岩为主,重点含油气层为渐新统花港组和始新统平湖组,其中在保俶斜坡带以始新统平湖组为主,渐新统花港组次之,在浙东中央背斜带则以渐新统花港组最为集中和重要;砂岩孔隙度与渗透率随深度增加而逐渐减小,且渗透率与孔隙度具明显的对数线性相关关系;地层时代自新而老,储层物性逐渐变差;总体上,研究区始新统平湖组中上段及其以上地层的砂质岩具有较好的储集条件。 (3)西湖凹陷内有利于油气运聚的输导介质主要有相互连通的渗透性砂岩输导层、断层及不整合面三大类,其中砂岩输导层是研究区油气输导的基本通道,始新统平湖组的潮道砂、潮坪砂和渐新统花港组—中新统的河道与湖成砂体具有优越的输导条件;断层是凹陷内油气垂向输导的重要介质,尤其是在盆地断陷阶段发育的NE-NNE向正断层对凹陷油气运移、聚集起了重要的通道作用。 (4)泥质岩是西湖凹陷的主要盖层,中新统龙井组及其以下的泥质岩盖层可对油气形成区域性遮挡,其中埋深3000m以下的泥质岩封盖能力较好;西湖凹陷的盖层封闭机制有毛管压差封盖、欠压实超压封盖和烃类浓度封盖等,其中毛细管压差封盖是本区油气盖层的主要封闭机制,欠压实超压的存在强化了泥岩的封盖作用。 (5)构造运动、岩体发育和断裂活动等对凹陷的油气保存产生重要影响。玉泉运动主要发生于保俶斜坡带北端,对凹陷油气保存条件的影响较弱;花港运动主要发生于凹陷东缘,且南部地区强于北部地区;龙井运动主要发生于浙东中央背斜带,并对背斜带北部地区的油气保存条件影响强烈。发生于凹陷东部和南部的岩浆活动可能对油气保存具有一定的影响作用,使原油品质变差。晚期剪切断层对西湖凹陷尤其是浙东中央背斜带北部地区的油气保存具不利影响。 (6)西湖凹陷圈闭条件良好,种类多,数量大,主要类型为背斜、半背斜、断块和断鼻等构造型;局部构造主要形成于断陷-坳陷时期,其中保俶斜坡带局部构造主要形成于古新世末的瓯江运动和始新世末的玉泉运动;浙东中央背斜带局部构造则主要形成于渐新世中期,定型于中新世末期的龙井运动具有两期形成、复合型的特点;各局部多处于不同的高生烃潜力区内或附近,并位于烃类运移的优势通道之上,具有良好的时间与空间配置。 2、西湖凹陷具有较为复杂的油气成藏动力学过程及特征 (1)西湖凹陷内不同构造单元和不同埋深段具有各异的地温场特征。区域上,浙东中央背斜带地温梯度最高,三潭深凹次之,保俶斜坡带最低;纵向上,浅部的地温梯度高于深部;历史演化上,古地温梯度高于现今。 (2)西湖凹陷不同构造带的泥岩与砂岩具有不同的压实—压力特征。保俶斜坡带泥岩大致以平湖组顶为界,之上多为正常压实—压力状态,平湖组则普遍出现欠压实,出现异常高压;在浙东中央背斜带,玉泉组以上泥岩一般为正常压实,欠压实主要分布在平湖组;在三潭深凹,龙井组中部以下泥岩处于欠压实状态,发育异常高压。保俶斜坡带储层超压主要位于平湖组内,花港组多为常压;浙东中央背斜带内储层属常压系统。 (3)西湖凹陷的剖面流体势在上大致以T30为界,呈“双层”式结构,之上呈正常连续变化,表现出重力流特征;之下横向变化较大,表现出压实流特征;平面上,靠近凹陷部位的流体势大于斜坡部位,凹陷为供流区,斜坡为泄流场所;在靠近凹陷的第一个断阶上往往出现流体势分布的相对低值区,是有利的流体聚集部位;规模较大的断层对流体势分布有一定的分割作用。 (4)西湖凹陷在其发展历史上表现出多幕演化特征。总体上,裂陷阶段和区域沉降阶段的沉积速率较高,反转阶段的沉积速率较低;构造沉降量约占总沉降量的40-45%,与我国东部大多数含油气盆地的特征相似;在横向上,自凹陷沉积中心至构造高部位,构造沉降量占总沉降量的比重逐渐加大。 (5)西湖凹陷始新统平湖组源岩的生烃强度最高,古新统和中、下始新统源岩次之,花港组源岩相对较小;横向上,靠近凹陷深部位源岩的生烃强度大于斜坡带和背斜带,且背斜带南部源岩的生烃能力优于北部;总体上,平湖组源岩在渐新世末期进入成烃期,中、下始新统与古新统源岩在渐新世末期进入生烃高峰期,花港组源岩大致于中中新世进入生烃主带。 (6)西湖凹陷始新统平湖组源岩的排烃强度最高,为研究区主要的排烃层位,中、下始新统与古新统源岩次之,但其排烃开始时间早;花港组源岩排烃强度较小,具局部意义;单位时间的排烃曲线表现为“多峰型”,烃类排出具阶段性、多期次幕式排烃的特点;中、下始新统与古新统源岩的排烃期为40-10Ma左右,始新统平湖组的主要排烃期为25+5Ma左右,渐新统花港组源岩的排烃主期自12Ma左右开始,并一直延续至今。 (7)西湖凹陷的油气运聚具有多期次、“幕式”充注特征,这与凹陷烃源岩“幕式”排烃和受构造运动控制的断层通道“幕式”开启等因素密切相关;龙井运动是西湖凹陷油气运聚最重要的时期,龙井运动形成的背斜、被断层封堵的单斜以及其它类型的流体低势区对凹陷的油气聚集具有明显的控制作用;浙东中央背斜带北部地区的油气充注时间早于中南部地区。 3、西湖凹陷具有独特的油气流体特征及分布规律 (1)西湖凹陷中既产油,也产气,并以气为主,原油次之,其中原油以正常凝析油和轻质油为主;天然气从类型上属凝析气,多为热解成因气;凹陷原油主要来自始新统平湖组烃源岩,天然气则主要来自凹陷深部埋深较大、成熟度较高的始新统平湖组及其以下地层。 (2)保俶斜坡带和浙东中央背斜带是西湖凹陷目前油气产出的主要地区,其中保俶斜坡带产出的油气以凝析气为主,原油次之,油气藏主要分布于始新统平湖组内,渐新统花港组次之,始新统平湖组主要产凝析气,渐新统花港组主要产原油;浙东中央背斜带产出的油气以凝析气为主,少量原油,油气藏主要分布于渐新统花港组。 (3)保俶斜坡带油气藏类型主要为构造型,其中花港组以背斜型为主,平湖组油气藏多为断块型和半背斜型;在横向上,平北区带主要为断块型油气藏,平中区带多为背斜型和断块型油气藏。浙东中央背斜带主要油气藏类型也为构造型,但以挤压背斜型为最重要。 (4)俶斜坡带上油气藏的埋深相对较大,跨度也大,浙东中央背斜带油气藏埋深相对较浅,跨度也较小;浙东中央背斜带油气藏均为常压油气藏,而保俶斜坡带上同一油气田纵向上既存在常压油气藏,也存在异常高压油气藏。 4、西湖凹陷存在不同模式的成藏机制及较为广阔的油气勘探前景 (1)西湖凹陷的油气成藏具有多期成藏、垂向运聚、近源成藏等显著特征,凹陷油气富集受到输导条件、烃源条件、储集条件及保存条件等多种因素的联合控制,其中保存条件和输导条件是控制凹陷油气成藏和大、中型油气田形成的主导因素。 (2)保俶斜坡带和浙东中央背斜带具有特征不同的油气成藏模式,其中保俶斜坡带的油气来源于邻近的三潭深凹,油气运移以侧向为主;浙东中央背斜带的油气来自于两侧的三潭深凹和白堤深凹及其自身,断层的垂向输导对油气富集起了重要的控制作用。 (3)西湖凹陷油气资源总量巨大,但油气勘探程度低且不均衡,油气资源的探明率较低,凹陷具有巨大的油气勘探潜力与良好的油气勘探前景。 (4)西湖凹陷的含油气系统以天然气系统和凝析油系统为主,其中浙东中央背斜带的含油气系统整体上属天然气系统,而保俶斜坡平湖构造带的含油气系统整体上则属凝析油系统。 (5)西湖凹陷的油气勘探应在坚持、深化对构造油气藏、平湖组与花港组层系及平湖构造带与苏堤构造带等勘探的同时,加强对非构造与非常规油气藏、深部与浅部层系及凹陷北部与东部等新类型、新层系与新区域的油气勘探工作。 收起<<

  • 【作者】

    顾惠荣 

  • 【学科专业】

    矿产普查与勘探

  • 【授予学位】

    博士

  • 【授予单位】

    中国地质大学

  • 【导师姓名】

    郝芳,贾健谊

  • 【学位年度】

    2005

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    东海西湖凹陷  有机地球化学  油气运移  含油气系统  成藏动力学