南黃海南部坳陷中新生界成藏有利區帶預測

2019-05-13 01:59:34戚家振黃建軍黃蘇衛

特種油氣藏 2019年2期

戚家振，黃建軍，王迪，黃蘇衛

(中國石化上海海洋油氣分公司，上海 200120)

1 區域地質概況

南黃海盆地是一個自晚元古代以來，不斷遷移疊合，并經多次改造的疊合型復合盆地，主要經歷了前揚子地塊、穩定地臺和活動大陸邊緣3個主要發展階段，先后經歷了由穩定沉積、擠壓褶斷、碰撞造山到壓張轉換、走滑沉降轉向拉張斷塊的發展過程。在古生代主要為穩定地臺沉積階段，中生代為前陸盆地(T2+3—J1+2)、走滑拉張盆地時期(J2-K1-2)，晚白堊世—新生代為斷陷(K3—E)、坳陷盆地時期(N—Q)。南黃海盆地屬揚子地塊類型，鉆井揭示南黃海盆地主要發育的地層有海相中古生界的石炭系、二疊系，陸相中生界的侏羅系、白堊系以及古近系的阜寧組、戴南組、三垛組，新近系的鹽城組等地層[1]。

南黃海盆地分為北部坳陷、中部隆起和南部坳陷(圖1)。目前對于南黃海盆地南部坳陷烴源巖的研究相對較少，整體勘探程度偏低。1984年在南部坳陷南四凹陷鉆探的CZ6-1-1A井在古近系獲得低產原油；1985年鉆探的CZ12-1-1A井在南二凸起發現油氣顯示，2018年中海油在南五凹陷實施鉆探的WX19-3-1井獲得油氣顯示。這些鉆探成果表明南黃海南部坳陷具有一定的資源潛力。在前人研究的基礎上，利用鉆井等資料，系統研究該區域中新生界的烴源巖發育情況、構造圈閉特征，預測有利的成藏區帶。

圖1 南黃海盆地南部坳陷中新生界位置區劃

2 構造特征

南黃海南部坳陷的凹陷和凸起近東西向成排分布，不同的構造邊界條件使得各凹陷具有不同的構造形態。

凹陷整體為系列南斷北超的箕狀斷陷，各個凹陷表現出以下幾個特征：①各凹陷中，除了南四凹陷為北斷南超，其余均為南斷北超、南陡北緩的箕狀斷陷構造格局。②各凹陷的軸向與凹陷中古近系的沉降中心軸向大致相同，控凹斷層的長度大有區別，南二凹陷北、南三凹陷、南五凹陷、南七凹陷的南側發生隆起或凸起時，控凹的斷層往往延續較長，接近于凹陷長度。南二凹陷和南四凹陷南側為低凸起，凹陷與低凸起間由斷層接觸轉為基底的抬升過渡，控凹斷層長度較短。③各凹陷空間上成排成帶分布，即南北成排、東西分帶。

南四凹陷南北兩側邊界皆由斷層控制，總體結構為雙斷式。斷陷內主要發育與控凹斷層同向的正斷層，對稱分布于凹陷內。在后期三垛事件中，古近系發生區域性隆升作用和褶皺變形作用。南五凹陷總體呈現出南斷北超的格局(圖2)，其邊界為單條斷層，在斜坡帶發生重力撓曲，形成的反向斷層，進一步控制著地層的再次撓曲，故而形成了“包心菜式”地塹系。凹陷沉積中心受南側控凹斷層控制[2-6]。

3 烴源巖

3.1 白堊系泰州組烴源巖發育

泰州組暗色泥巖分布范圍局限，在南二凹陷、南四凹陷、南五凹陷、南七凹陷均有分布。在南五凹陷最為發育，相對于其他3個凹陷，具有分布廣、厚度大的特點，最厚處達到200～400 m左右(圖3)。南黃海南部坳陷整體處于成熟到高成熟階段，南五凹陷和南四凹陷生烴中心成熟度在1.5%以上，其余區域成熟度為0.5%～1.5%，南三凹陷和南二凹陷整體處于低成熟階段。

泰州組生烴強度主要分布在南二凹陷、南四凹陷、南五凹陷以及南七凹陷，生烴強度分布不均，主要分布范圍小于0.8×106t/km2。生烴強度最發育地區主要分布在南五凹陷，而在南五凹陷南部，生烴強度最強。

圖2 南黃海盆地南五凹陷地震剖面特征

圖3 南黃海盆地南部坳陷泰州組烴源巖厚度(h為烴源巖厚度)

3.2 古近系阜寧組優質烴源巖發育

阜寧組分為4段，沉積時期總體為大型的斷陷湖泊環境，阜二段為大段半深湖相的暗色泥巖沉積，富含湖泊相介形類化石。暗色泥巖分布范圍局限，在南二凹陷、南三凹陷、南四凹陷、南七凹陷、南五凹陷均有分布。

南二凹陷、南三凹陷分布較薄，厚度為50～200 m左右。在南四凹陷、南七凹陷、南五凹陷分布相對較厚，南四凹陷、南七凹陷中心處厚度達到900～1 000 m，南五凹陷中心處厚度達到1 500 m以上(圖4)。

圖4 南黃海盆地南部坳陷阜寧組烴源巖厚度(h為烴源巖厚度)

南部坳陷阜寧組的母質類型主要為Ⅱ—Ⅲ型，E1f1有機碳含量為0.63%；E1f2有機碳含量為0.21%～2.81%，平均為0.93%，屬中等生油巖(表1)。而E1f3有機碳含量為0.47%～4.33%，平均為1.64%；E1f4有機碳含量為0.25%～5.18%，平均為1.33%，屬中等—好生油巖。

南黃海南部坳陷阜寧組生烴強度主要集中分布在南四凹陷、南五凹陷以及南七凹陷，分布范圍為2×106～12×106t/km2，南二凹陷以及南三凹陷生烴強度較弱，主要分布范圍小于2×106t/km2。南五凹陷中部及西南部生烴強度在8×106t/km2以上，生烴強度較強。

表1 南黃海盆地泰州組、阜寧組烴源巖地球化學數據指標

4 生儲蓋組合及成藏模式

新生界生儲蓋組合中，烴源巖以阜寧組泥質烴源巖為主，儲層有阜一段及阜三段砂巖、戴南組和三垛組砂巖，區域性蓋層主要有阜寧組泥巖及鹽城組泥巖，另外，戴南組、三垛組泥巖可作為局部蓋層[7-9]。在凹陷內，新生界烴源巖生成的油氣運移至新生界內部的各種圈閉中形成油氣藏。

(1) 自生自儲型。阜寧組二、四段作為生油段以及蓋層，油氣可向下向上運移至阜一、阜三段儲層中形成自生自儲油氣藏。

(2) 下生上儲型。阜寧組作為生油層，上覆地層戴南組和三垛組砂巖作為良好的儲層，油氣可向上運移形成下生上儲型油氣藏(圖5)。戴南組以河流相和扇三角洲相沉積為主，砂巖較發育，該組砂巖占地層厚度的百分比大于29.0%，砂巖厚度大，單層厚度為5～8 m，而且分布廣、埋藏淺、物性較好，孔隙度為7%～28%，滲透率為4～1 000 mD。三垛組為盆地張裂階段鄰近結束時所沉積的一套地層，以河流相和扇三角洲相為主，但其沉積范圍比戴南組要廣，河流相的砂巖更為發育，尤以下部砂巖最為發育，巖性以中—粗砂巖為主。砂巖厚度占地層厚度百分比為37.1%～44.1%，單層厚度一般為5～10 m。物性明顯變好，平均孔隙度達20%以上，平均滲透率為28 mD。阜寧組排出油氣可沿斷裂或裂縫向上運移，鹽城組區域蓋層以及戴南組局部蓋層良好的封蓋性可防止油氣逸散聚集形成下生上儲油氣藏[10]。

圖5 南黃海南部坳陷中新生界(南五凹陷)成藏模式

5 資源潛力及有利區預測

5.1 中新生界資源潛力規模

南黃海南部坳陷中新生界發育2套烴源巖——阜寧組和泰州組泥質烴源巖。利用盆地模擬軟件TSM計算南部坳陷中新生界南三凹陷、南四凹陷及南七凹陷生油量為24.83×108t，其中，阜寧組為24.42×108t；生氣量共計32 287.36×108m3，阜寧組為30 067.89×108m3。南五凹陷生油量為13.06×108t，阜寧組為12.45×108t；生氣量為55 290.89×108m3，阜寧組為48 162.97×108m3。南二凹陷生油量為6.27×108t，阜寧組為5.80×108t；生氣量為2 179.34×108m3，阜寧組為1 990.68×108m3。參考新一輪全國油氣資源評價(2005)石油排聚系數分級評價，確定南部坳陷排聚系數油為2.0%～5.0%，氣為0.2%～0.5%，計算南部坳陷中新生界資源量為1.02×108～2.56×108t。

5.2 有利區預測

阜寧組和泰州組南五凹陷烴源巖屬于南黃海南部坳陷中最發育區域，烴源巖厚度大，處于成熟到高成熟階段，生烴強度大，南四凹陷和南七凹陷較次之[11-12]。鄰近南五凹陷區域斷層發育，有利于油氣延斷層向上運移至儲集層中聚集成藏。Ⅰ類有利區域靠近烴源巖，阜寧組阜二段及阜四段作為主要的生烴層段和泰州組烴源巖生排烴，可形成自生自儲以及下生上儲型油氣藏。油氣聚集成藏的有利位置在由控圈斷層控制的構造高部位，該局部構造上覆鹽城組泥巖區域蓋層以及戴南組、三垛組泥巖局部蓋層可形成良好封蓋，且靠近凹陷生烴灶，運移通道有斷層、裂縫等，是今后勘探最有利區域(圖6)。Ⅱ類以及Ⅲ類勘探區較差，生烴中心生烴量少。