東海西湖凹陷花港組油氣地質條件與油氣分布規(guī)律

張銀國

(1.國土資源部 海洋油氣資源與環(huán)境地質重點實驗室，山東 青島 266071；2.青島海洋地質研究所，山東 青島 266071)

1 區(qū)域地質背景

東海陸架盆地西湖凹陷西鄰海礁隆起和漁山隆起，東以釣魚島隆褶帶為界，北東走向(圖1)，面積約4.7×104km2?？傮w上從西向東可劃分為5個構造單元，即西部斜坡帶或斜坡斷階帶、西次凹、中央反轉帶、東次凹和東部邊緣斷裂帶。西湖凹陷是個東斷西超的斷陷盆地，新生界地層主要發(fā)育古新統(tǒng)(？)、始新統(tǒng)平湖組、漸新統(tǒng)花港組、中新統(tǒng)龍井組、玉泉組和柳浪組、上新統(tǒng)三潭組及第四系東海群，沉積厚度約9～10 km[1]。經(jīng)歷了斷陷、拗陷和區(qū)域沉降3個階段，平湖組及其下部地層為斷陷期沉積地層；花港組—柳浪組為拗陷期沉積；三潭組—東海組為整體沉降期沉積，形成平湖組頂面和柳浪組頂面兩個區(qū)域不整合界面，代表2次以隆起為主，局部擠壓反轉的構造事件。通過多年的研究證明西湖凹陷具有較大的勘探前景。

圖1 中國東海西湖凹陷構造區(qū)劃

2 油氣地質條件

2.1 烴源巖

烴源巖作為石油、天然氣的母源，在油氣地質研究和油氣勘探中占有相當重要的位置[2]。西湖凹陷花港組的油氣主要存在2個來源，一是平湖組煤層和暗色泥巖，是西湖凹陷主力的烴源巖[3]；二是花港組自身深水相的暗色泥巖，前人研究認為可能存在古新統(tǒng)的烴源巖。平湖組為西湖凹陷斷陷晚期構造抬升沉積的地層，主要為海退沉積，期間發(fā)生多次小規(guī)模的海侵，并且向上海侵規(guī)模逐漸減小，直至完全為海退沉積。根據(jù)前人古生物及礦化度分析，平湖組早中期以海灣沉積環(huán)境為主，晚期主要為海陸過渡沉積環(huán)境的沼澤和間或的湖泊沉積。平湖組暗色泥巖和煤層較為發(fā)育，是較有利的烴源巖。從目前鉆井揭示的煤層看，西部斜坡帶煤層比東部更為發(fā)育(圖2)，尤其是BYT1-WB1-LHT1-NB2-1-1一帶最為發(fā)育。平湖組中下段泥質巖有機碳含量較高，一般在1.0%左右，上段相對差，一般在0.6%，而煤層有機碳含量普遍偏高，基本都大于1.0%，高的可達9.18%。暗色泥巖的有機顯微組分總體特征是;鏡質組為主要成分，類脂組是次要成分，腐泥組及惰質組含量普遍小于1%[4]。平湖組的干酪根主要為Ⅲ型，少部分Ⅱ型，普遍達成熟，生油氣潛力較大。平湖組源巖在漸新世末期即已進入成烴期，其排烴期為25～5 Ma[5]。

圖2 中國東海西湖凹陷平湖組探井煤層百分比

花港組為經(jīng)歷斷陷后的拗陷期沉積，為湖泊沉積。根據(jù)西湖凹陷鉆井揭示的花港組有機碳含量分布看，大部分低于0.6%，NB2-1-1井相對較高，超過1.0%，主要由于夾煤層的原因。此外LJ1井和DH1井有機碳含量相對較高，在0.54%～0.85%，并見深灰色及黑色油頁巖、頁巖，為半深湖沉積。西湖凹陷花港組烴源巖總體上北部好于南部，原因在于凹陷中心的北移，沉積了半深湖相泥巖?；ǜ劢M源巖進入主生烴期的時間較晚，大致在15 Ma左右，排烴主期自10 Ma左右開始，并一直延續(xù)至今[5]。

2.2 儲層

長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖、長石石英砂巖、巖屑石英砂巖等4種過渡性砂巖的巖石類型構成西湖凹陷花港組砂巖的主體，并且占砂巖總數(shù)的94%。儲層砂巖碎屑大都具有中等以上的圓度，圓度級別為次棱—次圓以上的樣品占全部樣品的90%以上，同時不同構造單元樣品的圓度也沒有表現(xiàn)出實質性的差別?；ǜ劢M的儲集體類型主要為河流相、辮狀河流三角洲相及砂壩砂體?？紫额愋椭饕獮樵住⒘ｉg孔、次生孔，次生孔較為發(fā)育(表1)。

花港組物性最好的地層分布在西部斜坡帶(圖3)，孔隙度平均值為21.2%，滲透率平均值高達346.12×10-3μm2；其次是東次凹(但該構造單元的樣品只涉及了斷橋一個次級構造單元)，孔隙度平均值為18.1%，滲透率平均值也達到262.19×10-3μm2；浙東中央反轉帶的孔隙度稍低于東次凹，但孔隙度平均值仍然接近16.6%，滲透率平均值為137.88×10-3μm2；西次凹是4個構造單元中物性最差的，孔隙度平均值僅有10.9%，滲透率平均值只有46.85×10-3μm2。

表1 中國東海西湖凹陷花港組儲層砂巖孔隙類型的構成

圖3 中國東海西湖凹陷花港組不同構造單元的孔隙度、滲透率分布

在整個花港組下段和上段中，浙東中央背斜帶(含斷橋區(qū)塊)物性分布特征總體類似，都顯示出北部構造單元物性相對較差、南部構造單元物性較好的特征。這種南北物性的差異在花港組上段更為顯著，花港組下段和上段北部最差物性區(qū)塊與南部最好物性區(qū)塊的孔隙度比值分別為11.4/23.4和4.3/17.5，其原因可能有2個;1)花港組下段的數(shù)據(jù)量偏小，其所反映的南北物性差異不顯著的特征可能在一定程度上偏離真實地質事實；2)地質事實本身就是花港組下段層序南北物性差異不如花港組上段顯著，上段具有更大的南北物性差異與該時間間隔中成巖作用的某些差異有關。

2.3 蓋層

目前，蓋層的分類較多，從巖性來看，主要分為3大類，即泥頁巖、蒸發(fā)巖和致密灰?guī)r，其中又以泥頁巖為最主要蓋層。在西湖凹陷花港組主要是泥巖，蓋層的封閉機制主要是毛細管壓差封蓋、超壓封蓋和烴類濃度異常封蓋3種，其中毛細管壓差封蓋最為重要[6]?；ǜ劢M沉積時期發(fā)生2次大規(guī)模的湖侵，分別是花港組下段和上段，從而形成兩套區(qū)域性蓋層，地震上的反射也較為連續(xù)和穩(wěn)定。根據(jù)鉆井情況，花港組上段比下段的泥巖更發(fā)育，上段發(fā)育在最大湖泛面附近，單層泥巖最厚可達64 m，下段可達44 m。

通過對斷橋2井花港組下段泥巖樣品測試結果看，蓋層突破壓力較大，2 890.1 m和2 891 m處泥巖突破壓力分別為15.61 MPa和23.69 MPa，因而蓋層封閉能力較好。

2.4 圈閉

目前西湖凹陷花港組鉆遇的圈閉主要是構造圈閉，由于花港組是超覆于平湖組之上，局部地區(qū)發(fā)育地層圈閉，在深水區(qū)可能發(fā)育濁積成因的巖性等類型的圈閉。西湖凹陷多期構造反轉形成了多種類型的構造圈閉，局部構造條件優(yōu)越[7-9]，其類型為滾動背斜、反轉構造背斜型[10]，多分布于西部斜坡帶和中央背斜帶。主體構造形成于漸新世，定型于中新世末的龍井運動，多處于生烴潛力區(qū)，并位于烴類運移通道之上，與烴類生、排、運、聚配置較好[11]。

3 油氣分布規(guī)律

3.1 油氣藏模式

綜合研究認為西湖凹陷花港組主要發(fā)育2種構造類型的油氣藏模式，一是西部平湖構造的滾動背斜油氣藏(圖4)，二是中央反轉構造帶的反轉背斜油氣藏(圖5)。2種油氣藏的油氣都主要來自于下伏的平湖組烴源巖，其次是自身的烴源巖，前者斷層、不整合面及砂體為油氣運移的通道，后者斷層和連通砂巖為油氣運移的通道。西部斜坡帶平湖組烴源巖目前仍處于生油窗內，尚未進入成氣帶[12]。平湖區(qū)塊主要為油層，天外天區(qū)塊平湖組烴源巖埋藏較深，成熟度較高，花港組以產氣為主。

3.2 油氣分布規(guī)律

花港組沉積時期為拗陷早期，為湖相沉積，砂巖較為發(fā)育，砂巖單層厚度也較大，疊置的頻率較高，并且物性條件較好，為中孔中滲和高孔高滲。

圖4 中國東海西湖凹陷平湖區(qū)塊花港組油藏模式

圖5 中國東海西湖凹陷天外天區(qū)塊花港組油藏模式

根據(jù)現(xiàn)有鉆井的含油氣分布，具有較好油氣砂層的鉆井大部分都受到構造的控制，具有一定的構造閉合高度，從而形成一定的圈閉，并且有斷層發(fā)育，成為與平湖組油氣源連接的通道。對比BYT1井區(qū)和BSH1井區(qū)就可以得到很好的證實，這2個區(qū)域砂巖都較為發(fā)育，儲集物性也較好，花港組下段蓋層條件相對較差，主要為局部性蓋層；花港組上段盡管蓋層較好，但構造不發(fā)育，為緩坡形背景，油氣很容易因砂體側向連通而散失，因此無油氣砂層。

西湖凹陷花港組的油氣分布呈西油東氣的特點。油氣主要分布于西部斜坡中段的平湖地區(qū)及其靠南的構造發(fā)育帶，西部斜坡的南段和北段相對較差，局部的微幅度構造相對較有利，此外在斜坡地區(qū)花港組下段可能發(fā)育地層超覆型油氣藏。東部主要分布于中央反轉帶的擠壓背斜地區(qū)，而且以中南部為主，北部相對較差，原因可能是物性條件相對較差及后期龍井運動的強烈改造。此外中央反轉帶與西部斜坡之間的低幅度擠壓背斜也是有利的區(qū)域，其油源一方面來自于平湖組，另一方面來源于臨近地區(qū)花港組的烴源巖。西湖凹陷花港組在北部發(fā)育淺湖—半深湖相，可能發(fā)育濁積扇砂體，直接被烴源巖包圍，形成巖性油氣藏。目前地震資料還滿足不了這一勘探要求，因此對于濁積扇巖性油氣藏有待于進一步勘探。

4 結論

1)西湖凹陷花港組石油地質條件較好，為油氣成藏奠定了基礎?；ǜ劢M存在多油氣源，以下伏平湖組烴源巖為主，自身為輔；儲集條件是南部好于北部，西部好于東部；發(fā)育區(qū)域性蓋層，上段好于下段；圈閉以構造型為主，主要是滾動背斜和擠壓背斜。

2)西湖凹陷油氣主要分布在中南部地區(qū)，西部多以滾動背斜式油氣藏為主，東部多以擠壓背斜型油氣藏為主，北部可能存在巖性油氣藏的分布。

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