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  中国石油勘探  2019, Vol. 24 Issue (2): 153-164  DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2019.02.003
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引用本文 

周心怀, 高顺莉, 高伟中, 李宁. 东海陆架盆地西湖凹陷平北斜坡带海陆过渡型岩性油气藏形成与分布预测[J]. 中国石油勘探, 2019, 24(2): 153-164. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2019.02.003.
Zhou Xinhuai, Gao Shunli, Gao Weizhong, Li Ning. Formation and distribution of marine-continental transitional lithologic reservoirs in Pingbei slope belt, Xihu sag, East China Sea Shelf Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2019, 24(2): 153-164. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2019.02.003.

基金项目

国家科技重大专项“东海深层低渗—致密天然气勘探开发技术”(2016ZX05027)

第一作者简介

周心怀(1970-), 男, 江西宣丰人, 博士, 2008年毕业于中国地质大学(北京), 教授级高级工程师, 现任中海石油(中国)有限公司上海分公司总地质师, 长期从事海上油气勘探综合研究工作。地址: 上海市长宁区通协路388号中海油大厦, 邮政编码: 200335。E-mail: zhouxh3@cnooc.com.cn

文章历史

收稿日期:2019-01-25
修改日期:2019-03-01
东海陆架盆地西湖凹陷平北斜坡带海陆过渡型岩性油气藏形成与分布预测
周心怀, 高顺莉, 高伟中, 李宁     
中海石油(中国)有限公司上海分公司
摘要: 随着地质认识的逐步加深和勘探技术手段的进步,东海陆架盆地西湖凹陷平北斜坡带的勘探领域逐步从构造油气藏转向岩性油气藏。通过系统分析平北斜坡带海陆过渡型沉积体系的层序构成样式、砂体展布特征和油气藏发育模式,指出平北斜坡带存在断裂陡坡型、对向断阶型、反向断阶型和同向断阶型4种层序地层发育样式,对应发育断裂陡坡型潮控三角洲潮道砂岩油气藏、对向断阶型潮控三角洲前缘潮滩砂岩油气藏、反向断阶型河控三角洲前缘水道砂岩油气藏和同向断阶型河控三角洲前缘水道砂岩油气藏4种类型。结合砂体展布规律和油气藏成藏模式预测,对平北斜坡带不同区带岩性油气藏的形成条件和分布规律进行总结,并指出团结亭区断裂陡坡型潮控三角洲潮道砂岩油气藏和孔雀亭区同向断阶型河控三角洲前缘水道砂岩油气藏是该区岩性油气藏勘探重点领域。在该岩性油气藏发育模式指导下,近期针对宝云亭低隆与反向断阶带控制下的宁波19区岩性圈闭钻探取得重大突破。
关键词: 平北斜坡带    海陆过渡型    岩性油气藏    形成条件    分布预测    
Formation and distribution of marine-continental transitional lithologic reservoirs in Pingbei slope belt, Xihu sag, East China Sea Shelf Basin
Zhou Xinhuai , Gao Shunli , Gao Weizhong , Li Ning     
Shanghai Branch, CNOOC(China) Limited
Abstract: With the deepening geological knowledge and the advancing exploration techniques, the exploration in Pingbei slope belt, Xihu sag of the East China Sea Shelf Basin, is shifting from structural reservoirs to lithologic reservoirs. According to the systematic analysis of transitional deposits, Pingbei slope belt is believed having four sequence stratigraphic styles, i.e., fault-slope, opposite fault terrace, antithetic fault terrace, and concordant fault terrace, which correspond to four types of sandstone reservoirs (fault-slope tide-dominated delta tidal channel, opposite fault terrace tide-dominated delta front tidal flat, antithetic fault terrace river-dominated delta front channel, and concordant fault terrace river-dominated delta front channel). Based on the sand body distribution and hydrocarbon accumulation models predicted, the formation conditions and distribution rules of lithologic reservoirs in different plays of Pingbei slope belt were identified. It is finally indicated that the sandstone reservoir of fault-slope tide-dominated delta tidal channel in Tuanjieting area and the sandstone of concordant fault terrace river-dominated delta front channel in Qongqueting area are primary exploration targets. Following the model of lithologic reservoirs, significant breakthrough has been made during drilling lithologic traps in Block Ningbo 19 controlled by Baoyunting low uplift and the antithetic fault terrace belt.
Key words: Pingbei slope belt    marine-continental transitional    lithologic reservoir    formation conditions    distribution prediction    
0 引言

“十五”以来,岩性地层油气藏一直是中国石油勘探发现和增储上产的主体,通过“十二五”理论创新、技术研发与勘探应用攻关研究,诸多学者针对岩性油气藏勘探初步形成了两大理论体系和两套勘探评价方法技术(地质评价方法和勘探配套技术),大大推动了岩性油气藏勘探的成功率[1-3]。近年来,中国近海岩性油气藏勘探也得到了巨大的进步,在渤海黄河口凹陷、辽东湾地区、南海东部珠江口盆地等区域,岩性油气藏的勘探思路和策略、控砂机制和关键技术等都迅速发展,并取得了良好的勘探成效[4-7]

东海陆架盆地西湖凹陷平北斜坡带经过近30年的勘探,钻探井和开发井40余口,先后发现了4个油气田,其中3个油气田已经投入开发。现有构造油气藏具有“深、散、小”的特点,单个油气藏地质储量规模小,急需在周边区域进行滚动勘探以扩大储量。但随着勘探程度的不断提高,构造油气藏的发现难度越来越大。同时,在油气田勘探开发过程中逐步认识到,该区油气藏多受构造—岩性双重控制,岩性油气藏具有分布广泛、类型复杂且发育规模相对较大的特点,岩性油气藏将是这一地区储量增长的重要勘探领域之一。

本文根据平北斜坡带实钻井和三维地震信息,系统分析平北斜坡带海陆过渡型沉积环境下三级层序格架内构造—层序发育样式,总结不同构造—沉积单元内层序构型和沉积砂体展布特征,指出平北斜坡带不同构造—沉积单元内岩性油气藏发育条件及分布规律。在此分布规律的指导下,西湖凹陷平北斜坡带岩性油气藏滚动勘探取得了突破性进展。对宝云亭低隆与反向断阶带控制下的宁波19区进行岩性圈闭钻探,单井钻遇油气储量丰度和单层产量均为近期平北斜坡带勘探最佳,证实该斜坡带岩性油气藏勘探具有广阔的前景。

1 区域地质特征 1.1 地质概况

西湖凹陷位于东海陆架盆地东部,面积达5×104 km2, 是晚白垩世背景上发育起来的新生代含油气凹陷,西邻海礁隆起与渔山东低隆起,东接钓鱼岛隆褶带,南与钓北凹陷相接(图 1a)。西湖凹陷从西向东可划分为西部斜坡带、中央反转构造带和东部断阶带(图 1a);自下而上发育始新统宝石组与平湖组,渐新统花港组,中新统龙井组、玉泉组、柳浪组,上新统三潭组与更新统东海群等地层[8];油气显示位于宝石组、平湖组和花港组。

图 1 西湖凹陷平北斜坡带构造位置示意图 Fig. 1 Structural location of Pingbei slope belt in Xihu sag

平北斜坡带位于西湖凹陷西部斜坡带中部,区带面积近2000 km2,整体构造面貌是西南高东北低的斜坡,斜坡背景上发育了多个规模不等的构造带,从北向南依次为孔雀亭、来鹤亭、武云亭、宝云亭和团结亭(图 1b)。该区断裂系统非常发育,以北东—北东东向正断层为主,北西向次级断裂为辅,总体上呈现自南西向北东发散的帚状特征[9-10]。在鼻状构造背景上,受复杂断裂体系控制,形成众多小型断块、断鼻和背斜圈闭,构造圈闭面积多在3 km2以下。主要勘探目的层始新统平湖组埋藏深度适中,从西往东逐渐加深,顶界埋深为3200~4500 m。

西湖凹陷平湖组沉积时期为断坳转换构造背景,构造的演化控制了凹陷古地形的变化,平湖组沉积早期东断西超,中后期西部斜坡带演化为统一宽缓斜坡。古地形控制了凹陷主要水系的分布,平湖组沉积时期平北斜坡带主要古水系来自西部,发育多种沟谷体系,物源供给较充足。通过古生物、古盐度、古水深、有机相、岩心相等综合判别平湖组沉积时期整体为局限海的潮坪沉积背景,西部斜坡带发育潮控三角洲、潮汐影响的三角洲等多种沉积体系[11-13]。平湖组沉积早期地形受断裂发育控制,呈隆洼相间格局,地形对沉积的控制较为明显,有利于形成岩性—构造圈闭;平湖组沉积中晚期古地形相对平坦,沟扇主导,主要发育受潮汐影响的三角洲沉积体系,来自西部的物源顺坡而下,在断坡底部平缓处形成砂体发育区,砂体纵向叠加连片,横向广泛分布,亦具备岩性—地层圈闭发育的有利条件。

1.2 基本石油地质条件 1.2.1 烃源岩条件

西湖凹陷主要发育始新统平湖组和宝石组两套煤系烃源岩。平湖组烃源岩形成于三角洲—局限海环境,发育暗色泥岩、碳质泥岩和煤层,其中煤层单层厚度均小于2 m;泥岩以深灰色—灰黑色为主,有机碳含量平均为1.35%,氯仿沥青“A”含量平均为0.11%,总烃含量平均为647×10-6,为好烃源岩,有机质类型主要为Ⅱ2—Ⅲ型干酪根;煤层有机碳含量平均为43.3%,氯仿沥青“A”含量平均为1.51%,总烃含量平均为6934×10-6,为中等级别烃源岩;煤层分布较广,尤其在西部斜坡带中部煤层厚度最大[14-16]。宝石组烃源岩形成于滨浅湖沉积环境,煤层不发育,泥岩有机碳含量平均为1.03%,氯仿沥青“A”含量平均为0.05%,总烃含量平均为438×10-6,为中等—好的烃源岩,有机质类型主要为Ⅱ2—Ⅲ型干酪根[16]

热演化史研究表明,平北斜坡带烃源岩镜质组反射率在3000 m达到0.5%,进入生烃门限,在3700 m达到0.7%,开始进入大量生烃阶段。平北斜坡带烃源岩总体上处在凝析气和湿气生成的成熟—高成熟阶段[17-18]

1.2.2 储盖组合特征

平北斜坡带平湖组沉积总体属于半封闭的海湾环境,海陆过渡相三角洲是最主要的沉积体系类型[17-18]。岩心、壁心物性分析化验资料显示,平北斜坡带4500 m以上发育常规低渗透储层。平湖组岩性总体特征为砂泥岩互层,砂地比为25%~30%,纵向上平湖组一段至五段对应多套储盖组合,其中平湖组一、二段与平湖组五段下部相对富砂,为有利储层发育段;平湖组三、四段内部发育平湖组沉积时期最大海泛面,为一套稳定分布的厚层泥岩,是良好的区域盖层。此外,平湖组一、二段与平湖组五段中部也发育相对稳定的泥岩盖层,与下伏砂岩形成良好储盖组合。

1.2.3 成藏条件

西湖凹陷发育两个主生烃凹陷和多个次级生烃凹陷,平北斜坡带各个区带均具备“双灶供烃、双源混输”的烃源条件,即横向上依靠东侧的主洼和邻近的生烃次洼两个生烃灶提供烃源、纵向上宝石组和平湖组两套烃源岩混源输入。从平北斜坡带目标体发育的层段和深度看,目标体均处于自源生烃灶的生烃门限内,形成自生自储型油气藏。另外,平北斜坡带断裂体系发育,下倾顺向断裂可作为良好的油源断层,形成下生上储型油气藏。同时,平北斜坡带距生烃主洼近,断砂耦合关系好,可形成网毯式输导体系,油气运移条件有利。因此,平北斜坡带通过主洼次洼联合供源、断裂砂体双重输导,在不同构造带的多种类型圈闭均具有良好的油气成藏条件。

近10年来,平北斜坡带油气勘探主要围绕构造油气藏展开,已发现的构造油气藏包括大断层下降盘滚动背斜型油气藏、古隆起背景上的断鼻油气藏、复杂断裂体系下的断块油气藏等类型(图 2中油气藏A、B、C);但是,在开发实践中,亦在多个区域发现潮道砂砂岩透镜体、砂岩上倾尖灭等岩性油气藏(图 2中的油气藏D、E)。

图 2 平北斜坡带主要油气藏成藏模式 Fig. 2 Hydrocarbon accumulation models in Pingbei slope belt
2 层序格架及砂体展布 2.1 层序特征

通过研究西湖凹陷平湖组构造及沉积演化,平湖组沉积时期经历了3次较大的海侵过程,综合运用层序地层学理论方法,采用地震、测井、岩心以及古生物等资料进行层序划分[19-20],将平湖组划分为对应的三级层序与四级层序(图 3)。

图 3 平北斜坡带层序及体系域划分 Fig. 3 Division of sequence and systems tract in Pingbei slope belt

平湖组对应一个完整的二级层序,进一步自下而上划分为3个三级层序(SQ1、SQ2、SQ3)。SQ1对应平湖组五段,该时期主要发育辫状河三角洲前缘沉积,岩性整体为砂泥岩互层,砂岩厚度相对较大,以细砂岩为主,层序底部发育较厚的粗粒沉积;SQ2对应平湖组三、四段,该时期主要发育正常三角洲前缘沉积,并受潮汐影响发育潮道,岩性整体为泥包砂特征,砂岩以中—薄层细砂岩为主,层序底部发育含砾粗砂岩。SQ3对应平湖组一、二段,该时期主要发育辫状河三角洲平原沉积,岩性整体为砂泥岩互层,砂岩以分流河道砂为主。

利用三维地震资料、层序地层学等方法和技术手段,对各个层序的区域平面展布进行识别和刻画。平北斜坡带3个三级层序对应的4个层序界面分别对应于平湖组顶部和底部大范围的不整合界面,内部两个层序界面分别对应于平湖组内部两个小型的不整合界面。从钻井特征上,初始洪泛面和最大洪泛面分别对应于“泥脖子”处(泥质层段最发育部位);从地震特征上,初始洪泛面位于过坡折点(地形/断裂)的第一个上超终止点,最大洪泛面是最远滨岸上超点所对应的反射同相轴,低位体系域(LST)发育有斜坡—盆底楔形充填反射结构和断续蠕虫状或短轴断续反射结构,水进体系域(TST)发育平行—亚平行强振幅反射结构,高位体系域(HST)发育楔形前积或发散反射结构。依据这样的识别原则,借助三维地震资料,完成了平北斜坡带不同区域层序构成样式的平面识别。

2.2 构造样式特征及对层序的控制作用

平北斜坡带古地貌受到断裂的控制作用,自西向东(由陆至盆)主要包括物源区与斜坡带两个大的区带:①物源区表征信息为动态剥蚀搬运区;②斜坡带可进一步细分为单斜带、第一坡折带与第二坡折带,其中,单斜带表征为无明显地形坡折变化区,第一坡折带与第二坡折带表征为地形坡折差异变化区,且内部存在两级地形差异变化,第一坡折带对应地形坡度相对小,地势相对高,第二坡折带坡度明显增大,地势相对低。由南向北可划分为4个构造沉积单元(图 4):团结亭古隆起及周边(即团结亭区)、宝云亭古隆起及周边(即宝云亭区)、武云亭古隆起及和孔雀亭之间的过渡区(即来鹤亭区)、孔雀亭古隆起及周边(即孔雀亭区)。4个沉积单元构造样式各不相同,根据断裂组合形态、地层接触关系及充填样式,可划分为断裂陡坡型、对向断阶型、反向断阶型、同向断阶型。此外,可容纳空间和沉积基准面的升降变化导致不同的构造带发育不同的层序构型样式。

图 4 平北斜坡带构造沉积单元划分 Fig. 4 Division of tectonic/sedimentary units in Pingbei slope belt
2.2.1 断裂陡坡型

团结亭区属于断裂陡坡型构造样式(图 5a)。平湖组沉积早期(SQ1—SQ2)单级断裂陡坡控制地层发育边界,平湖组沉积晚期(SQ3)平湖大断裂活动性减弱,陡坡断裂转换为缓坡断裂。

图 5 平北斜坡带层序构型类型(剖面位置见图 4 Fig. 5 Type of the sequence configuration in Pingbei slope belt (the location of the profile shown in Fig. 4) (a)断裂陡坡型;(b)对向断阶型;(c)反向断阶型;(d)同向断阶型
2.2.2 对向断阶型

宝云亭区属于对向断阶型构造样式(图 5b),其层序地层发育构型的主要控制因素为低隆起派生对向型断裂的活动性强弱。在平湖组沉积早期(SQ1—SQ2),受低隆起及其派生断裂的控制;平湖组沉积晚期(SQ3),对向型断裂的活动性逐渐减弱,导致低隆起的高度逐渐降低,对地层控制逐渐减弱,并由对向断层控制地层向稳定沉积坡折控制转换。

2.2.3 反向断阶型

来鹤亭区属于反向断阶型构造样式(图 5c),其层序地层发育构型的主要控制因素为多级反向断裂的活动性强弱。多组反向断阶在平湖组沉积早期(SQ1—SQ2)控制地层发育,平湖组沉积晚期(SQ3)断裂活动趋于停滞,以稳定的斜坡调节控制沉积地层发育和展布。

2.2.4 同向断阶型

孔雀亭区属于同向断阶型构造样式(图 5d),其层序地层发育构型的主要控制因素为多组正向断裂的活动性强弱。在平湖组沉积早期(SQ1—SQ2)正向多级断裂的构造活动性强,多组正向断阶带控制沉积,主要以断坡沉积为主,而随着断裂活动性减弱,平湖组沉积晚期(SQ3)以稳定斜坡沉积为主。

2.3 沉积体系及砂体展布特征

平湖组沉积时期,西湖凹陷东部的钓鱼岛隆褶带与西部的海礁隆起、渔山东低隆起等共同构成该凹陷两侧地貌凸起屏障,形成了半封闭海湾环境。地貌形态和断裂样式等因素对沉积区可容纳空间大小及沉积体的优势堆积方向具一定控制作用,进而约束沉积体空间展布与范围(图 6),结合钻井相与地震相揭示平湖组沉积早晚期沉积体系平面分布(图 7)。

图 6 西湖凹陷平北斜坡带平湖组沉积体系及砂体展布图 Fig. 6 Distribution of Pinghu Formation sedimentary system and sand bodies in Pingbei slope belt (a)平湖组沉积早期(SQ1—SQ2);(b)平湖组沉积晚期(SQ3)
图 7 西湖凹陷平北斜坡带平湖组沉积相图 Fig. 7 Pinghu Formation sedimentary facies in Pingbei slope belt, Xihu sag (a)平湖组沉积早期(SQ1—SQ2);(b)平湖组沉积晚期(SQ3)
2.3.1 平湖组沉积早期(SQ1—SQ2层序)

团结亭区:沉积区为单组大断裂控制下的差异地貌,断裂为单线型改造转化样式,沉积体呈条带状和短轴状近源堆积于盆缘断裂下降盘,朵体延伸较近,为小型潮控三角洲体系。第一坡折带属于潮控三角洲沉积,沿断裂发育分流河道间沉积微相,在第二坡折带内发育少量潮滩砂(图 6a图 7a)。

宝云亭区:沉积区为古隆起阻挡的隆洼相间的地貌格局,断裂为叠覆型改造转换样式,沉积体呈北东东向条带状分布,为中型潮控三角洲—基岩滩坝体系。第一坡折带属于潮控三角洲沉积,顺凹槽物源方向,发育分流河道间沉积微相;第二坡折带内发育系列指状改造的潮滩砂(图 6a图 7a)。

来鹤亭区:沉积区断裂为同向叠置型改造转换样式,发育中型潮控三角洲至河控三角洲体系。第一坡折带属于潮控三角洲沉积环境,沿主物源通道发育分流河道间沉积微相;在第二坡折带内发育潮滩砂(图 6a图 7a)。

孔雀亭区:沉积区断裂为单线型改造转换样式,在第一坡折带内属于河控三角洲沉积,距离物源较远处受潮汐水流作用影响,在断裂根部的分流水系内易发育分流河道间沉积微相;在第二坡折带内沉积大量潮滩砂(图 6a图 7a)。

2.3.2 平湖组沉积晚期(SQ3层序)

团结亭区:盆缘断裂转换为盆内断裂,且断裂活动性减弱,转化为叠置型改造样式,属缓坡断裂地貌,沉积体延伸距离增大,沉积体系为中型潮控三角洲体系。第一坡折带属于潮控三角洲沉积,沿断裂发育分流河道间沉积微相,在第二坡折带内发育少量潮滩砂(图 6b图 7b)。

宝云亭区:宝云亭低隆地貌限定作用持续减弱,属稳定斜坡,沉积体系为中型河控三角洲和潮控三角洲体系,垂向上河控三角洲体系范围逐渐增大,靠近盆地中央潮控体系范围持续缩小。在第一坡折带内属于河控三角洲环境,发育分流河道间沉积微相;靠近第二坡折带处为潮控三角洲,发育少量潮滩砂至席状砂(图 6b图 7b)。

来鹤亭区:稳定斜坡地貌背景下,发育的多组反向断阶阻挡了沉积体的发育,使得沉积体呈南东向多组式展布,晚期斜坡地貌下断裂不活动,沉积体呈朵叶状分布,为中型河控三角洲体系。在第一坡折带内为河控三角洲环境,发育大量分流河道间沉积微相;靠近第二坡折带处为潮控三角洲,发育规模较大的河流改造席状砂(图 6b图 7b)。

孔雀亭区:沉积区斜坡背景下发育多组正向断阶,沉积体呈多组朵状分布,对应为大型河控三角洲,三角洲前端砂体呈席状连片分布。在第一、第二坡折带内属于河控三角洲,发育大量分流河道间沉积微相(图 6b图 7b)。

3 岩性油气藏形成条件及发育模式

平北斜坡带总体为斜坡背景,但受鼻状古隆起的影响,形成了凹凸相间、同向断阶、反向断阶的构造格局,基于平湖组沉积相图及钻遇井位标定,可知4种层序地层发育样式控制下不同部位发育多种类型的岩性油气藏(图 8)。明确层序格架内平面相带分布及不同样式的油气藏发育模式,结合井位约束标定,可有效指明区带内砂体分布及岩性油气藏类型。研究区岩性油气藏成藏模式主要包括平湖组内自生自储、自源—下生上储、自源+异源混源3种基本模式,其中自源+异源混源模式下发育的断层+岩性尖灭复合油气藏成藏规模较大(图 8acd),而自生自储模式下的单一岩性油气藏规模小(图 8b)。规模岩性油气藏的发育主要受控于能否接受异源气的充注和圈闭的有效性;下倾断砂耦合关系越好、上倾尖灭越可靠,并且断封的部分断层断距越大、砂体厚度适中(已钻发现单层厚度超50 m时多为水层)时,越利于形成规模岩性油气藏。

图 8 平北斜坡带砂体展布特征及岩性油气藏发育模式 Fig. 8 Distribution of sand bodies and models of lithologic reservoirs in Pingbei slope belt (a)断裂陡坡型潮控三角洲潮道砂岩油气藏;(b)对向断阶型潮控三角洲前缘潮滩砂岩油气藏;(c)反向断阶型河控三角洲前缘水道砂岩油气藏;(d)同向断阶型河控三角洲前缘水道砂岩油气藏

通过归纳和总结已钻井揭示的岩性油气藏成藏模式,以宝云亭区为例,3口已钻井分别钻在反向断层根部、斜坡中部和斜坡顶部,均发现岩性油气藏(图 8bc),已钻遇岩性油气藏类型以构造—岩性复合型为主,同时发育大量砂岩透镜体、砂岩上倾尖灭等单一岩性油气藏。

3.1 断裂陡坡型潮控三角洲潮道砂岩油气藏

团结亭区为简单陡坡坡折带,SQ1和SQ2时期,平湖大断层控制地层发育边界,小型潮控三角洲砂体呈条带状和短轴状近源堆积于大断裂下降盘,朵体延伸较近,由此形成了东侧高部位受大断层遮挡、南北两翼岩性侧向尖灭的构造—岩性圈闭;另外,北北东向的平湖大断层北端与北东向的宝云亭南断层相交,形成墙角式坡折带,受团结亭和宝云亭两个水系及潮汐水流三重影响,易形成侧向尖灭岩性圈闭。团结亭区在平湖组沉积时期,平湖大断层活动剧烈,沉降幅度大,发育了巨厚的平湖组,是西湖凹陷最好烃源岩发育区,SQ1和SQ2潮道砂体直接伸入烃源岩中呈指状交错侧变式接触,形成自生自储岩性油气藏(图 8a)。

3.2 对向断阶型潮控三角洲前缘潮滩砂岩油气藏

宝云亭区为对向断阶型构造样式,源于存在宝云亭低隆起古地貌,SQ1时期,盆地整体属于断陷扩张期,水域面积不断扩大,水动力条件较强,在第二坡折带,陆源碎屑供给充足,砂质来源于西侧三角洲前缘水下分流河道砂体,受到潮汐等水流作用改造,在宝云亭古潜山等水下低凸起之上及其周边,发育滩坝沉积微相。此类砂体单层厚度较大,粒度适中,物性较好,同时,受水下低隆起影响和潮汐作用改造,易于在古隆起之上及其周边形成潮滩砂岩岩性圈闭(图 8b)。

第二坡折带SQ1层序地层埋藏深度为3500~4500 m,该层序内水进体系域(TST)和SQ2层序烃源岩已经进入成熟和高成熟阶段,两侧的对向断层又沟通平湖组之下宝石组高成熟烃源岩,油气汇聚条件十分有利,既可以形成自生自储式油气藏,也可以形成下生上储式油气藏(图 8b)。另外,岩性圈闭发育于古隆起之上及周边,处于油气长期运移汇聚的指向,成藏条件十分有利。

3.3 反向断阶型河控三角洲前缘水道砂岩油气藏

来鹤亭区为反向断阶型构造样式,SQ1时期,沉积区为古隆起阻挡的隆洼相间的地貌格局,潮控三角洲前缘水下分流河道砂体沿着北东向展布的沟槽发育,局部在北西向断裂坡折控制下沉积富集形成岩性圈闭,圈闭埋深大于4000 m,周围的成熟烃源岩提供了充足的油气供给,形成自生自储式岩性油气藏。SQ2时期,断裂活动性逐渐减弱,反向断阶控制地层发育不再十分明显,此时地层整体呈现西抬东倾的地貌格局,河流走向为北西西至南东东向,河控中型三角洲前缘砂体进入第二坡折带后受潮汐作用改造,在反向断阶坡折处局部形成潮汐水道砂构造—岩性复合圈闭,其顺物源方向高部位受挠曲坡折控制,西南翼高部位岩性侧向尖灭(图 8c)。该套砂体沉积物颗粒搬运距离远,又受潮汐作用改造,物性较好,埋深大于3500 m,已经处于生油门限内,同时该套砂体向东方向分布广泛,与多条油源断层接触,既沟通了深部高成熟烃源岩,又接受了斜坡低部位更高成熟度烃源岩的油气供给,成藏条件好。

3.4 同向断阶型河控三角洲前缘水道砂岩油气藏

孔雀亭区整体为西抬东倾斜坡背景上的多级顺向断阶,SQ1和SQ2时期,在第一坡折带内发育河控三角洲沉积砂体,此时断裂分割作用强,在其断裂根部形成砂岩发育区,砂体走向垂直岸线,形成西侧断层遮挡、南部上倾尖灭的构造—岩性圈闭;在第二坡折带内,河控作用减弱,潮汐作用增强,同时孔雀亭基底古隆起仍对砂体分布起着控制作用,从而在古隆起之上发育了潮滩砂岩性圈闭(图 8d)。

SQ3时期,断裂作用减弱,海平面下降,岸线向洼槽区推进,河控三角洲范围及规模进一步扩大,第二坡折带内三角洲前缘水下分流河道砂广泛发育。同时孔雀亭古隆起仍对砂体分布具有一定的影响,从而在古隆起侧翼发育砂岩上倾尖灭岩性圈闭;此外,该区河流作用强,物源充足,在三角洲前端发育了规模较大的席状砂,单层厚度不大,易受地形变化形成岩性圈闭(图 8d)。

第一坡折带内SQ1层序和SQ2层序发育的构造—岩性圈闭具有双源供烃的特点,其一是来自于SQ2内部生成的油气,其二,又接受了来自孔雀亭区以外深洼槽区的油气供给,其输导层为SQ1低位体系域(LST)广泛分布的砂体。第二坡折带发育的构造—岩性圈闭埋藏较深,邻近的生烃次洼烃源岩已经进入高成熟阶段,供烃条件十分有利。

4 结论及展望

本文通过层序地层学分析,平面上将平北斜坡带划分为不同的构造区域,纵向上建立精细四级层序格架,分析了不同层序格架下的层序构成样式及砂体展布特征,并进一步建立了相应的岩性油气藏发育模式,分别为断裂陡坡型潮控三角洲潮道砂岩油气藏、对向断阶型潮控三角洲前缘潮滩砂岩油气藏、反向断阶型河控三角洲前缘水道砂岩油气藏及同向断阶型河控三角洲前缘水道砂岩油气藏,指出了该区岩性油气藏的分布规律。在该岩性油气藏分布规律的指导下,近期平北斜坡带岩性油气藏勘探取得了良好的效果。其中,宁波19区处于宝云亭低隆与反向断阶带调节控制的深洼区,内部地层呈双向超覆终止特征,结合钻探后井位岩性组合与含油气性测试分析,证实格架内岩性油气藏发育模式为典型的河控三角洲前缘水道砂岩油气藏。所钻井单井油气储量丰度和单层产量均为近期平北斜坡带勘探最佳,储量丰度达到500×104 t/km2

通过对平北斜坡带不同层序构成样式下的岩性油气藏形成条件和分布规律的总结和勘探实践,明确了该区岩性油气藏的勘探方向。西湖凹陷平北斜坡带岩性油气藏勘探具有广阔的前景,如团结亭区断裂陡坡型潮控三角洲潮道砂岩油气藏、孔雀亭区同向断阶型河控三角洲前缘水道砂岩油气藏等领域,都是未来值得重点勘探的目标。

致谢:

感谢中国海洋石油集团公司谢玉洪教授级高级工程师、施和生教授级高级工程师等专家的指导!

参考文献
[1]
中国石油天然气股份有限公司. 岩性地层油气藏勘探理论与实践 [M]. 北京: 石油工业出版社, 2005: 519-565.
China National Petroleum Corporation. Exploration theory and practice of lithologic stratigraphic oil and gas reservoirs [M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2005: 519-565.
[2]
赵文智, 邹才能, 谷志东, 陶士振. 砂岩透镜体油气成藏机理初探[J]. 石油勘探与开发, 2005, 34(3): 273-284.
Zhao Wenzhi, Zou Caineng, Gu Zhidong, Tao Shizhen. Preliminary discussion on accumulation mechanism of sand lens reservoirs[J]. Petroleum Exploration and Development, 2005, 34(3): 273-284.
[3]
赵贤正, 周立宏, 蒲秀刚, 肖敦清, 姜文亚, 韩文中, 等. 断陷湖盆斜坡区油气富集理论与勘探实践——以黄骅坳陷古近系为例[J]. 中国石油勘探, 2017, 22(2): 13-24.
Zhao Xianzheng, Zhou Lihong, Pu Xiugang, Xiao Dunqing, Jiang Wenya, Han Wenzhong, et al. Hydrocarbon enrichment theory and exploration practice in the slope of fault lake basin-a case study of Paleogene in Huanghua depression[J]. China Petroleum Exploration, 2017, 22(2): 13-24. DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2017.02.002
[4]
韩银学, 陈莹, 杨海长, 王龙颖, 沈怀磊, 郭帅, 等. 白云凹陷恩平组"源-汇"体系及其对油气勘探的影响[J]. 中国石油勘探, 2017, 22(2): 25-34.
Han Yinxue, Chen Ying, Yang Haichang, Wang Longying, Shen Huailei, Guo Shuai, et al. "Source to sink"of Enping Formation and its effects on oil and gas exploration in Baiyun sag, Pearl River Mouth Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2017, 22(2): 25-34. DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2017.02.003
[5]
周心怀, 赖维成, 杜晓峰, 加东辉. 渤海海域隐蔽油气藏勘探关键技术及其应用成效[J]. 中国海上油气, 2012, 24(1): 11-18.
Zhou Xinhuai, Lai Weicheng, Du Xiaofeng, Jia Donghui. Some key exploration techniques for the subtle reservoirs and their application in Bohai water[J]. China Offshore Oil and Gas, 2012, 24(1): 11-18.
[6]
米立军, 张向涛, 丁琳, 杜家元, 张韶琛. 海上成熟探区中浅层岩性油气藏分布特点与勘探策略——以珠江口盆地惠州凹陷为例[J]. 中国石油勘探, 2018, 23(6): 10-19.
Mi Lijun, Zhang Xiangtao, Ding Lin, Du Jiayuan, Zhang Shaochen. Distribution characteristics and exploration strategy of middle-shallow lithologic reservoirs in offshore mature exploration areas:a case study on Huizhou sag in the Pearl River Mouth Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2018, 23(6): 10-19. DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2018.06.002
[7]
施和生, 何敏, 张丽丽, 余秋华, 庞雄, 钟志洪, 等. 珠江口盆地(东部)油气地质特征、成藏规律及下一步勘探策略[J]. 中国海上油气, 2014, 26(3): 11-22.
Shi Hesheng, He Min, Zhang Lili, Yu Qiuhua, Pang Xiong, Zhong Zhihong, et al. Petroleum geology, reservoir-forming regularity and next exploration strategy in the eastern Pearl River Mouth Basin[J]. China Offshore Oil and Gas, 2014, 26(3): 11-22.
[8]
刘金水, 曹冰, 徐志星, 秦兰芝, 徐昉昊, 唐键程. 西湖凹陷某构造花港组沉积相及致密砂岩储层特征[J]. 成都理工大学学报:自然科学版, 2012, 39(2): 130-136.
Liu Jinshui, Cao Bing, Xu Zhixing, Qin Lanzhi, Xu Fanghao, Tang Jiancheng. Sedimentary facies and tight sandstone reservoir characteristics of a structural Huagang Formation in Xihu depression[J]. Journal of Chengdu University of Technology:Natural Science Edition, 2012, 39(2): 130-136.
[9]
张国华, 张建培. 东海陆架盆地构造反转特征及成因机制探讨[J]. 地学前缘, 2015, 22(1): 260-270.
Zhang Guohua, Zhang Jianpei. Structural inversion characteristics and genetic mechanism of the East China Sea Shelf Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2015, 22(1): 260-270.
[10]
蔡华, 张建培, 唐贤君. 西湖凹陷断裂系统特征及其控藏机制[J]. 天然气工业, 2014, 34(10): 18-26.
Cai Hua, Zhang Jianpei, Tang Xianjun. Characteristics of fault system and its reservoir control mechanism in Xihu depression[J]. Natural Gas Industry, 2014, 34(10): 18-26. DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2014.10.003
[11]
魏恒飞, 陈践发, 陈晓东, 曹冰, 郭望, 张俊华. 西湖凹陷平湖组滨海型煤系烃源岩发育环境及其控制因素[J]. 中国地质, 2013, 40(2): 487-497.
Wei Hengfei, Chen Jianfa, Chen Xiaodong, Cao Bing, Guo Wang, Zhang Junhua. The controlling factors and sedimentary environment for developing coastal coal-bearing source rock of Pinghu Formation in Xihu depression[J]. Geology in China, 2013, 40(2): 487-497. DOI:10.3969/j.issn.1000-3657.2013.02.013
[12]
于兴河, 李顺利, 曹冰, 侯国伟, 王亚风, 皇甫志远. 西湖凹陷渐新世层序地层格架与沉积充填响应[J]. 沉积学报, 2017, 35(2): 299-314.
Yu Xinghe, Li Shunli, Cao Bing, Hou Guowei, Wang Yafeng, Huangfu Zhiyuan. Oligocene sequence framework and depositional response in Xihu depression, East China Sea Shelf Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2017, 35(2): 299-314.
[13]
吴嘉鹏, 张兰, 万丽芬, 赵千慧, 杨彩虹, 王英民. 西湖凹陷平湖组物源分析[J]. 中国石油勘探, 2017, 22(2): 50-57.
Wu Jiapeng, Zhang Lan, Wan Lifen, Zhao Qianhui, Yang Caihong, Wang Yingmin. Provenance analysis of Pinghu Formation in Xihu sag[J]. China Petroleum Exploration, 2017, 22(2): 50-57. DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2017.02.006
[14]
许婷, 侯读杰, 曹冰. 东海盆地西湖凹陷凝析油和轻质油生源母质剖析[J]. 地球化学, 2015, 44(3): 289-300.
Xu Ting, Hou Dujie, Cao Bing. Study of precursors for condensates and light oils in Xihu sag of East China Sea Basin[J]. Geochemistry, 2015, 44(3): 289-300. DOI:10.3969/j.issn.0379-1726.2015.03.008
[15]
仝志刚, 贺清, 何仕斌, 杨树春, 熊斌辉, 郝建荣. 东海西湖凹陷地温场及其对烃源岩的作用[J]. 石油实验地质, 2009, 31(5): 466-471, 484.
Tong Zhigang, He Qing, He Shibin, Yang Shuchun, Xiong Binhui, Hao Jianrong. Geothermal field and its effect on source rock in the Xihu sag, East China Sea Basin[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2009, 31(5): 466-471, 484. DOI:10.3969/j.issn.1001-6112.2009.05.006
[16]
苏奥, 陈红汉. 东海盆地西湖凹陷油岩地球化学特征及原油成因来源[J]. 地球科学, 2015, 40(6): 1072-1082.
Su Ao, Chen Honghan. Geochemical characteristics of oil and source rock, origin and genesis of oil in Xihu depression, East China Sea Basin[J]. Earth Science, 2015, 40(6): 1072-1082.
[17]
高伟中, 杨彩虹, 赵洪. 东海盆地西湖凹陷热事件对储层的改造及其机理探讨[J]. 石油实验地质, 2015, 37(5): 548-554.
Gao Weizhong, Yang Caihong, Zhao Hong. Reservoir modification and its mechanism by thermal events in Xihu depression, East China Sea Basin[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2015, 37(5): 548-554.
[18]
胡明毅, 沈娇, 胡蝶. 西湖凹陷平湖构造带平湖组砂岩储层特征及其主控因素[J]. 石油与天然气地质, 2013, 34(2): 185-191.
Hu Mingyi, Shen Jiao, Hu Die. Sandstone reservoir characteristics and main controlling factors of Pinghu Formation in Pinghu structural belt of Xihu depression[J]. Oil & Gas Geology, 2013, 34(2): 185-191.
[19]
朱红涛, 杨香华, 周心怀, 李建平, 王德英, 李敏. 基于层序地层学和地震沉积学的高精度三维沉积体系:以渤中凹陷西斜坡BZ3-1区块东营组为例[J]. 地球科学——中国地质大学学报, 2011, 36(6): 1073-1084.
Zhu Hongtao, Yang Xianghua, Zhou Xinhuai, Li Jianping, Wang Deying, Li Min. High resolution three-dimensional facies architecture delineation using sequence stratigraphy, seismic sedimentology:example from Dongying Formation in BZ3-1 block of western slope of Bozhong sag, Bohai Bay Basin[J]. Earth Science-Journal of China University of Geosciences, 2011, 36(6): 1073-1084.
[20]
朱红涛, 刘可禹, 朱筱敏. 陆相盆地层序构型多元化体系[J]. 地球科学, 2018, 43(3): 770-785.
Zhu Hongtao, Liu Keyu, Zhu Xiaomin. Varieties of sequence stratigraphic configurations in continental basins[J]. Earth Science, 2018, 43(3): 770-785.