东海西湖凹陷花港组油气地质条件与油气分布规律.pdf

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第 3 2卷 第 3期 2 0 1 O年 6月 石 油 雾 籍 如 届 PETRoLEUM GE0 LoG Y EXPERI M ENT Vo1 . 3 2. No .3 J u n . , 2 0 1 0 文章编号 1 0 0 16 1 1 2 2 O 1 0 0 3 0 2 2 3 0 4 东海 西湖 凹陷花 港组 油气地质条 件与油气分布规 律 张 银 国 1 . 国土资源部 海洋 油气资源与环境地 质重点实验室 , L h 东 青 岛 2 6 6 0 7 1 ; 2 . 青 岛海洋地质研究 所 , 山东 青 岛 2 6 6 0 7 1 摘 要 西湖凹陷是 目前东海陆架盆地突破相对较大 的凹陷, 是一 个具有较 大勘探潜力 的地区 。西湖 凹陷花港组 具有较 好的油气 地 质条件 , 存 在多个 油气源 , 以平湖组烃源岩为主 , 储层条件较好 , 发育 区域性 盖层 。构造 圈闭是西湖 凹陷花港 组的 主要圈闭类 型 , 以滚 动背斜 和挤压 背斜 圈闭为主 , 油气藏也主要为这 2种类型 。在对石油地质 条件分析 的基础上 , 对 花港组 的油气 分布规律 进行 了分析 , 认 为西部 以油为主, 东部 以气为主 , 主要的油气分布于西湖 凹陷 中南部 的局部构造较发 育区。 关键 词 滚动 背斜; 挤压背斜; 油气藏 ; 油气地质条件 ;西湖凹陷 ; 中国东海 中图分类 号 TE1 2 2 . 3 文献标识码 A PE.TRoLEUM GEoLoGY AND HYDRoCARBoN DI S TRI BUTI oN PA唧RN oF HUAGANG 【 I oN I N 1 l E Ⅺ HU S AG oF THE EAS T CHI NA S EA Zh a ng Yi n gu o 1 . Ke y La b o r a t o r y o f Ma r i n e Pe t r o l e u m Re s o u r c e s a n d En v i r o n me n t a l Ge o l o g y,Mi n i s t r y o f La n d a n d Re s o u r c e s 。 Qi n g d a o ,S h a n d o n g 2 6 6 0 7 1 ,C h i n a;2 . Qi n g d a o I n s t i t u t e o f Ma r i n e Ge o l o g y,Qi n g d a o ,S h a n d o n g 2 6 6 0 7 1 ,C h i n a Ab s t r a c t Th e Xi hu S a g wi t h r e l a t i ve l y gr e a t e xp l o r a t i on br e a kt hr o ug h i n t he Ea s t Ch i na Se a s he l f b a s i n ha s a gr e a t ex pl or a t i o n p ot e nt i a 1 . Hua g a ng For m a t i on o f t he Xi hu Sa g ho l d s go o d pe t r ol e u m ge ol o gy c on di t i on s,w h i c h h as m u l t i p l e hy dr o c a r b on s o ur c e s i n whi c h t h e m a i n i s Pi n ghu Fo r ma t i o n,a nd g o o d r e s e r v oi r s a n d r e gi on a l s e a l s a r e we l l d e v e l o pe d . St r uc t ur a l t r a p i s t he m a i n t r a p t yp e,s uc h a s r ol l o v e r a nt i c l i n e a nd c ompr e s s i on a nt i c l i n e t r a p,a nd o i l ga s r e s e r v oi r s a r e a l s o b e l o ng t o t h e s e t wo t y pe s . Ba s e d on t he a na l y s i s o f t he pe t r o l e um ge o l o gy a nd h yd r o c a r b o n d i s t r i but i o n p a t t e r n o f t he H u a ga n g For m a t i on,i t i s c o ns i d e r e d t ha t t he we s t e r n pa r t m a i n l y c on t a i ns o i l ,whi l e t he e as t e r n p a r t m a i n l y c on t o i ns g a s,a nd t he ma i n hy dr o c a r bo n di s t r i bu t e s i n t he mi dd l e a nd s o ut he r n pa r t of t he Xi hu S a g i n whi c h t he s t r uc t ur e i s m o r e l o c a l l y de v e l o pe d. Ke y wo r ds r o l l ov e r a nt i c l i ne;c o m p r e s s i on a nt i c l i n e;o. 1 一 g a s r e s e r v o i r;pe t r ol e u m g e o l o gy c on di t i on s; Xi hu Sa g;Ea s t Chi na Se a 区域地质背景 东 海 陆 架 盆地 西 湖 凹陷 西邻 海 礁 隆起 和 渔 山 隆起 , 东 以钓鱼岛隆褶带为界 , 北东走 向 图 1 , 面 积 约 4 . 7 1 0 k m 。总 体 上 从 西 向 东 可 划 分 为 5 个 构造单 元 , 即西 部 斜坡 带或 斜坡 断 阶带 、 西 次 凹 、 中央反转带 、 东次 凹和东部边缘断裂带。西湖 凹陷 是个 东 断西 超 的断 陷盆地 , 新 生界 地层 主 要发 育古 新 统 、 始 新 统 平 湖 组 、 渐新 统花 港 组 、 中新 统龙 井 组 、 玉 泉组 和柳 浪 组 、 上 新 统 三 潭 组 及 第 四系东 海 群 , 沉积 厚度 约 9 ~1 0 k m r 】 l 。经历 了断 陷 、 拗 陷 和 区域沉 降 3个 阶段 , 平 湖 组及 其下 部地 层 为断 陷 期 沉 积地 层 ; 花 港 组一柳 浪 组 为拗 陷期 沉 积 ; 三 潭 组一 东海组为整体沉降期沉积 , 形成平湖组顶面和 柳浪组顶面两个区域不整合界面, 代表 2次以隆起 为主 , 局部 挤压 反转 的构 造 事件 。通 过多 年 的研究 收稿 日期 2 0 1 0 一O 1 2 5 ; 修订 日期 2 0 1 0 0 4 0 1 。 作者简介 张银国 1 9 7 3 一 , 男 , 硕士 , 助理研究员 , 从事石油地质 和层 序地层研 究。E ~ ma i l z y g z h a n g y a h o o . C O I l 1 . c n 。 2 2 4 石 油 褒 劈 沾 屑 第 3 2 卷 图 1 中 国东 海 西 湖 凹 陷构 造 区划 Fi g .1 Te c t o ni c s u bdi v i s i ons of t he Xi h u S a g o f t h e Ea s t C h i n a S e a 证明西湖凹陷具有较大的勘探前景 。 2 油气地质条件 2 . 1烃源岩 烃 源岩作 为石 油 、 天 然 气 的母 源 , 在 油 气地 质 研究和油气勘探 中占有相 当重要的位置[ 2 ] 。西湖 凹陷花港组的油气主要存在 2个来源, 一是平湖组 煤层 和暗色 泥 岩 , 是西 湖 凹陷 主力 的烃 源 岩 3 ] ; 二 是花港组 自身深水相的暗色泥岩 , 前人研究认为可 能存在古新统的烃源岩。平湖组为西湖凹陷断陷 晚期构造抬升沉积 的地层 , 主要为海退沉积, 期间 发生多次小规模 的海侵, 并且 向上海侵规模逐渐减 小 , 直至完全为海退沉积。根据前人古生物及矿化 度分析 , 平湖组早中期 以海湾沉积环境为主 , 晚期 主要 为海 陆过渡 沉积 环 境 的 沼泽 和 问 或 的湖 泊 沉 积 。平 湖组 暗色泥 岩和煤 层较 为发育 , 是较 有利 的 烃源岩 。从 目前钻 井揭示 的煤层 看 , 西部斜坡 带煤 层 比东部 更为发 育 图 2 , 尤 其 是 B Y T1 一WB 1 一 L HT1 一NB 2 1 1一 带 最 为发 育 。平 湖 组 中下 段泥质岩有机碳含量较高, 一般在 1 . 0 左右 , 上 段 相对差 , 一般 在 0 . 6 , 而 煤 层 有 机 碳 含 量 普 遍 偏高, 基本都大于 1 . 0 , 高的可达 9 . 1 8 。暗色 泥岩 的有机 显微组 分总体 特征 是 镜 质组 为主要成 - ■ - _ - _ - - _ . . -. _ _. _ _. -. 图 2 中国东海西湖凹陷平湖组探井煤层百分 比 Fi g. 2 Th e c o a l p r o po r t i o n i n e x pl or a t i on we l l s, P i n g h u F o r m a t i o n,t h e Xi h u S a g o f t h e Ea s t Ch i n a S e a 分 , 类脂组是次要成分 , 腐泥组及惰质组含量普遍小 于 1 t 4 J 。平湖组 的干酪根主要为Ⅲ型 , 少部分Ⅱ 型 , 普遍达成熟 , 生油 气潜 力较 大 。平 湖组 源 岩在 渐新 世末期 即已进入 成烃期 , 其排烃期为 2 5 ~5 Ma [ 5 ] 。 花港组 为经历 断 陷后 的拗 陷期 沉积 , 为湖泊 沉 积 。根据西 湖 凹陷钻 井 揭 示 的花 港 组 有机 碳 含 量 分布看 , 大部分低于 0 . 6 , NB 2 1 1井相对较 高 , 超 过 1 . 0 , 主要 由于夹煤层 的原 因 。此外 L J 1 井 和 DH1井 有 机 碳 含 量 相 对 较 高 , 在 0 . 5 4 ~ 0 . 8 5 , 并 见深 灰色及 黑色 油页岩 、 页岩 , 为半 深湖 沉积 。西湖 凹陷花港 组 烃 源 岩 总体 上 北部 好 于 南 部 , 原 因在 于 凹陷 中心 的北移 , 沉 积 了半 深湖 相 泥 岩 。花港组 源岩进 入 主生烃期 的时 间较 晚 , 大致 在 1 5 Ma 左 右 , 排烃 主期 白 1 0 Ma 左 右 开始 , 并 一直 延 续至今 _ 5 ] 。 2 . 2储层 长石 岩屑砂 岩 、 岩屑长 石砂岩 、 长石 石英砂 岩 、 岩屑 石英砂 岩等 4种过 渡 性 砂 岩 的岩 石类 型构 成 西湖 凹陷 花 港组 砂 岩 的 主 体 , 并 且 占砂 岩 总 数 的 9 4 。储层砂岩碎屑大都具有 中等以上的圆度 , 圆 度级别 为次棱一次 圆 以上 的样 品 占全部样 品 的 9 0 以上 , 同时不 同构造单 元样 品 的圆度也 没有表 现 出实质 性 的差别 。花港 组 的 储集 体 类 型 主要 为 河流 相 、 辫 状河 流三角 洲相及 砂坝 砂体 。孔 隙类 型 主要 为 原 生 孑 L 、 粒 间孔 、 次 生 孔 , 次 生 孔 较 为 发 育 表 1 。 花 港组 物性最 好 的地 层分 布在西 部斜 坡带 图 3 , 孔隙度平均值为 2 1 . 2 , 渗透率平 均值高达 3 4 6 . 1 2 1 0 ,u m ; 其 次是 东次 凹 但 该 构 造单 元 的样 品 只涉及 了断 桥一 个 次 级 构造 单 元 , 孔 隙度 平均值 为1 8 . 1 %, 渗透率平均值也达到2 6 2 . 1 9 X 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 瞍嗣~ 趟吐噬 _【 陋 州 _I 鞍 _【 僖 互 梧 卜1 - z 一 器 _【 嚣椎 匣 _【 井 _【 蜂螽 霸 _【 j最 一 一 末 一 第 3期 张银 国.东海西湖 凹陷花港组油气地质条件 与油气分布规律 2 , 2 5 露 隹 L 表 1 中国东海西湖 凹陷花港组储层砂岩子 L 隙类型 的构 成 Ta b l e 1 Ty pe s o f s a n d r o c k po r o s i t y i n Hua g a ng Fo r m a t i o n, t he Xi hu Sa g o f t h e Ea s t Ch i n a Se a 构造 单元 面 孔 率 / 璺 面 来 分 孑 『 原 生 孔 和 未 分 哺 堆 孑 『 已 知 次 微 孔 和 孔 率 禾 分 扎 未 分 粒 问 孔 粒 问 孔 腺 生 扎 生 孔 裂隙 东 次 凹 西部斜坡 中 央背 斜 总计 离 圜 I 墨 l 曩离 目 i曩 曩 豳 霉 ~ L ~ 图 3 中国东 海西 湖凹陷花港组 不同构造单元的孔隙度 、 渗透率分布 F i g . 3 P o r o s i t y a n d p e r me a b i l i t y d i s t r i b u t i o n h i s t o g r a m s o f H u a g a n g F o r ma t i o n i n t h e di f f e r e n t t e ct oni c u ni t s,t he Xi hu Sa g o f t he Ea s t Ch i n a Se a 1 0 一 m ; 浙东 中央反 转 带 的孔 隙度 稍低 于 东次 凹 , 但孔 隙度平 均 值仍 然 接近 1 6 . 6 / 00 , 渗 透 率平 均 值 为 1 3 7 . 8 8 1 0 一 。 ff m。 ; 西次 凹是 4个构造 单元 中物性 最 差 的 , 孔 隙度平均 值仅 有 1 0 . 9 , 渗透率 平均 值 只有 4 6 . 8 5X l O ff m2 。 在整 个花 港组 下段 和 上段 中 , 浙东 中央背 斜带 含 断桥 区块 物 性分 布特 征 总体类 似 , 都显 示 出北 部构造 单元 物性 相 对较 差 、 南 部构造 单 元物 性较 好 的特征 。这种 南北 物 性 的差 异 在 花 港 组 上 段 更 为 显著 , 花 港组 下段 和上 段北 部最 差 物性 区块 与 南部 最好 物 性 区块 的孔 隙 度 比值 分 别 为 1 1 . 4 / 2 3 . 4和 4 . 3 / 1 7 . 5 , 其原因可能有 2个 1 花港组下段 的数 据量偏小 , 其所反映的南北物性差异不显著 的特征 可能 在一 定程 度 上偏 离真 实地 质事 实 ; 2 地质 事实 本身 就是 花港 组 下 段 层 序 南北 物性 差 异 不 如 花港 组上段 显 著 , 上 段 具有 更大 的南北 物性 差异 与该 时 间 间隔 中成岩 作用 的某 些 差异 有关 。 2 . 3盖 层 目前 , 盖层 的分 类 较 多 , 从 岩 性 来看 , 主 要 分 为 3大类 , 即 泥 页岩 、 蒸 发 岩 和致 密 灰 岩 , 其 中又 以 泥 页岩为 最 主 要 盖 层 。在西 湖 凹 陷 花港 组 主要 是 泥 岩 , 盖层 的封闭机 制主要是 毛细管 压差封 盖 、 超压 封 盖 和烃类 浓度 异 常封 盖 3种 , 其 中毛 细管 压 差封 盖 最为 重 要I 。 ] 。花港 组 沉 积 时 期 发 生 2次 大 规 模 的 湖 侵 , 分 别是 花 港组 下 段 和上 段 , 从 而形 成 两 套 区 域 性盖层 , 地 震上 的反射 也较 为连 续和 稳定 。根 据 钻井 情 况 , 花港组 上 段 比下 段 的泥 岩 更 发 育 , 上 段 发 育在最 大 湖泛 面 附近 , 单 层 泥岩 最厚 可 达 6 4 I T I , 下段 可达 4 4 m。 通 过对 断 桥 2井 花 港组 下 段 泥 岩样 品测 试 结 果 看 , 盖层 突破 压力 较 大 , 2 8 9 0 . 1 m 和 2 8 9 1 m 处 泥 岩突破 压 力 分 别 为 1 5 . 6 1 MP a和 2 3 . 6 9 MP a , 因而盖层 封 闭 能力较 好 。 2 . 4 圈 闭 目前 西湖 凹陷花港组钻 遇的圈 闭主要是构造 圈 闭 , 由于花港组是 超覆 于平 湖组之 上 , 局 部地 区发育 地层 圈闭 , 在深 水 区可 能发 育 浊积 成 因 的岩性 等 类 型的圈闭。西湖凹陷多期构造反转形成了多种类型 的构造 圈闭 , 局部 构造 条件 优越 , 其 类 型为滚 动 背斜 、 反 转 构造 背 斜 型I ] , 多分 布 于 西 部斜 坡 带 和 中央背 斜带 。主体 构造 形 成 于渐 新世 , 定 型 于 中新 世末 的龙井运动 , 多处于生烃潜 力 区 , 并位 于烃类 运 2 2 6 石 油 雾 锸 沾 届 第 3 2卷 移通道之上 , 与烃类生 、 排 、 运 、 聚配置较好_ 1 ] 。 3 油气分布规律 3 . 1油气藏模 式 综 合研 究认 为 西湖 凹陷 花港 组 主要 发 育 2种 构 造类 型的油 气藏模 式 , 一是 西部 平湖 构造 的滚动 背斜油气藏 图 4 , 二是中央反转构造带的反转背 斜 油气藏 图 5 。2种 油气藏 的油气 都主 要来 自于 下伏的平湖组烃源岩, 其次是 自身的烃源岩, 前者 断层 、 不整合面及砂体为油气运移的通道, 后者断 层 和连通 砂岩 为 油气 运 移 的通 道 。西部 斜 坡 带平 湖组烃源岩 目前仍处于生 油窗内, 尚未进人成气 带 L 1 。平 湖区块 主 要 为 油 层 , 天 外 天 区块 平 湖 组 烃 源岩埋 藏较深 , 成熟度 较 高 , 花港 组 以产 气为 主 。 3 . 2 油气 分布规 律 花港组 沉积 时期 为 拗 陷早 期 , 为 湖 相 沉 积 , 砂 岩较 为发育 , 砂 岩 单层 厚 度 也 较 大 , 叠 置 的频率 较 高 , 并 且 物性 条 件 较 好 , 为 中孔 中渗 和 高孔 高渗 。 图 4 中国东海西湖凹陷平湖区块 花港组油藏模式 Fi g. 4 Re s e r vo i r mo de l of Hua g a ng Fo r ma t i on, P i n g h u b l o c k o f t h e Xi h u S a g o f t h e E a s t Ch i n a S e a 图 5 中国东海 西湖 凹陷天外 天区块花港组油藏模式 Fi g. 5 Re s e r v o i r mod e l of H u a g an g Fo r ma t i on, Ti a n wa i t i a n b l o c k o f t h e Xi h u S a g o f t h e Ea s t Ch i n a S e a 根据 现有 钻井 的含油 气分布 , 具有 较好 油气砂层 的 钻井 大部 分都受 到构 造 的控 制 , 具 有一定 的构造 闭 合 高度 , 从 而形成 一定 的圈 闭 , 并且 有断层 发育 , 成 为与平 湖组 油气 源 连接 的通 道 。对 比 B YT1井 区 和 B S H1 井 区就 可 以得 到很 好的证 实 , 这 2个 区域 砂 岩都较 为发 育 , 储 集 物性 也 较好 , 花港 组 下段 盖 层 条件相 对较差 , 主要 为 局 部 性盖 层 ; 花 港 组上 段 尽管盖层较好 , 但构造不发育, 为缓坡形背景 , 油气 很容易因砂体侧 向连通而散失, 因此无油气砂层 。 西湖 凹陷花 港 组 的油 气分 布 呈 西油 东气 的特 点 。油 气主要 分 布 于西 部斜 坡 中段 的平 湖 地 区及 其靠南的构造发育带, 西部斜坡的南段和北段相对 较 差 , 局 部 的微 幅 度 构造 相 对 较有 利 , 此 外 在斜 坡 地 区花港组 下 段 可 能发 育地 层超 覆 型 油气 藏 。东 部 主要 分 布于 中央反 转带 的挤压 背斜地 区 , 而 且 以 中南部为主, 北部相对较差, 原因可能是物性条件 相对较 差及后 期 龙 井 运 动 的强 烈 改造 。此 外 中央 反 转带 与西部 斜坡 之 间 的 低 幅度 挤压 背斜 也 是有 利 的 区域 , 其 油源 一 方 面来 自于 平湖 组 , 另 一 方 面 来源于临近地区花港组 的烃源岩。西湖 凹陷花港 组在 北部 发育 浅湖一半 深 湖相 , 可能发 育浊积 扇砂 体 , 直接被烃源岩包围, 形成岩性油气藏。目前地 震资料 还满 足不 了这一 勘探要 求 , 因此对 于浊积 扇 岩 性油 气藏有 待 于进一 步勘探 。 4 结论 1 西湖凹陷花港组石油地质条件较好, 为油气 成藏奠定了基础。花港组存在多油气源, 以下伏平 湖组烃源岩为主, 自身为辅; 储集条件是南部好于北 部 , 西部好 于东部 ; 发育 区域 性盖层 , 上 段好 于下段 ; 圈 闭以构 造型为主 , 主要是滚动 背斜 和挤压背斜 。 2 西 湖 凹陷油气 主要分 布在 中南 部地 区 , 西部 多 以滚动背 斜式 油气藏 为主 , 东部 多 以挤 压背 斜型 油气藏为主 , 北部可能存在岩性油气藏的分布。 参考文献 [ 1 ] 陈志勇, 葛和平.西湖 凹陷反转构造与油气聚集[ J ] .中国海 上 油 气 地 质 , 2 0 0 3 , 1 7 1 2 O 一 2 4 . 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