西湖凹陷K構(gòu)造帶油氣來源及成藏特征

關(guān)鍵詞：油氣來源；富集規(guī)律；成藏模式；西湖凹陷

中圖分類號：P618.130.2+7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1329（2024）04-0166-05

1 區(qū)域地質(zhì)特征

西湖凹陷位于東海盆地中部，主要是一個(gè)新生代的沉積盆地[1-4]。它具備優(yōu)異的地質(zhì)條件，適合于油氣的生成和儲存，并有潛力形成大型氣田。西湖凹陷自形成以來經(jīng)歷了8 次較為重要的構(gòu)造運(yùn)動，即：早白堊世末期基隆運(yùn)動、晚白堊世末期雁蕩運(yùn)動、古新世—始新世甌江運(yùn)動、早始新世—中始新世平湖運(yùn)動、始新世—漸新世玉泉運(yùn)動、古近紀(jì)—新近紀(jì)花港運(yùn)動、中新世—上新世龍井運(yùn)動及上新世—更新世沖繩海槽運(yùn)動[5-7]。西湖凹陷自下而上發(fā)育上白堊統(tǒng)、古新統(tǒng)、下始新統(tǒng)八角亭組、中下始新統(tǒng)寶石組、中—上始新統(tǒng)平湖組、漸新統(tǒng)花港組、中新統(tǒng)龍井組、玉泉組、柳浪組、上新統(tǒng)三潭組、第四系東海群組。其中平湖組是西湖凹陷主要烴源巖[8]。該區(qū)域富含天然氣，構(gòu)成了中國近海重要的油氣產(chǎn)區(qū)之一，主要產(chǎn)出天然氣和少量的輕質(zhì)原油。西湖凹陷覆蓋約5萬平方公里，其延展方向?yàn)楸北睎|向，并在構(gòu)造上展現(xiàn)出明顯的東西分帶特征。從西向東，它可以分為三個(gè)次級構(gòu)造單元：西部斜坡帶、中央背斜帶和東部斷階帶。在這些單元中，西部斜坡帶由南至北進(jìn)一步劃分為天臺斜坡、平湖斜坡和杭州斜坡。本次研究的重點(diǎn)K 構(gòu)造帶位于平湖斜坡的北部地區(qū)，烴源巖為海陸過渡相煤系烴源巖，以暗色、碳質(zhì)泥巖和煤為主；平湖組儲層主要發(fā)育三角洲—潮坪沉積體系，花港組儲層主要發(fā)育河流沉積體系。這里油氣資源豐富，主要以氣藏為主（圖1）。

2 油氣成因類型及來源

2.1 原油成因類型及來源

K 構(gòu)造帶所產(chǎn)原油主要為輕質(zhì)油，其特點(diǎn)是含蠟量較高，其中部分屬于高蠟原油（圖2）。這類高蠟原油通常表明其母質(zhì)來源于經(jīng)過微生物強(qiáng)烈改造的陸源有機(jī)質(zhì)。具體來說，這些陸源有機(jī)質(zhì)在周期性地暴露于空氣中的過程中，遭受了微生物的強(qiáng)烈影響，導(dǎo)致其中的纖維素組分被分解，同時(shí)木質(zhì)素被轉(zhuǎn)化為腐植酸類物質(zhì)。在這一過程中，較為穩(wěn)定的類脂組分被保留下來，它們構(gòu)成了干酪根，成為形成高蠟原油的基礎(chǔ)。此外，研究區(qū)域內(nèi)的烴源巖中族組分碳同位素分布呈現(xiàn)出局部倒轉(zhuǎn)的特征（圖3），這一現(xiàn)象也暗示了原油的來源，即受到了細(xì)菌降解的高等植物和低等水生生物的雙重貢獻(xiàn)。

從原油的輕烴組成來看，K 構(gòu)造帶的原油以煤成油和混源油為主，但在部分井區(qū)也有比較典型的湖相油（圖4）。

K構(gòu)造帶的原油主要源自平中下至平下段的烴源巖。這些原油可分為兩類：I 類原油作為次要類型，占比較小，其來源較為復(fù)雜，與多個(gè)層位的源巖具有親緣關(guān)系；而II類原油則是主要類型，數(shù)量較多，其主要源自平中下段的烴源巖。（圖5）。

K構(gòu)造帶的原油主要源自該區(qū)域的次洼和本地源巖，主要表現(xiàn)出近源貢獻(xiàn)的特征。通過對原油芳烴的分析計(jì)算，發(fā)現(xiàn)母質(zhì)的鏡質(zhì)體反射率（R₀）接近或略高于本地?zé)N源巖的成熟度，這表明原油主要來源于本地源巖的貢獻(xiàn)（圖6）。

2.2 天然氣成因類型及來源

基于天然氣組分及碳同位素?cái)?shù)據(jù)，我們構(gòu)建了天然氣成因類型判別圖（見圖7）。該圖表明，K構(gòu)造帶的天然氣主要是油型氣與煤成氣的混合，其生成既涉及到干酪根的初次裂解，也包含了原油的二次裂解過程[9]。值得關(guān)注的是，K 構(gòu)造帶的天然氣更傾向于煤成氣特征，這可能與該地區(qū)煤巖較為發(fā)育有直接關(guān)系。

針對西湖凹陷平湖組富含樹脂體的煤系烴源巖，建立了天然氣甲烷碳同位素與Ro 關(guān)系的方程：δ¹³C₁（‰ ）≈58.67×lgR₀-44.37[10]。依據(jù)這一公式，我們對K 構(gòu)造帶的天然氣數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合（詳見表1）。結(jié)果顯示，研究區(qū)的天然氣主要來源于高成熟階段，揭示出深部高成熟烴源巖（R₀＞1.3%）的貢獻(xiàn)。可以推測這些天然氣很可能來自于低洼帶或深凹帶的側(cè)向運(yùn)移。

3 油氣成藏期次

在對K構(gòu)造帶內(nèi)的烴類包裹體進(jìn)行均一溫度統(tǒng)計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)較為明顯的溫度區(qū)間分布。這兩個(gè)區(qū)間分別是120～140 ℃和140～150 ℃。這一溫度分布特征表明，在K 構(gòu)造帶的地質(zhì)歷史中，可能至少存在兩個(gè)不同期次的油氣充注事件，其溫度條件對應(yīng)于這兩個(gè)區(qū)間，分別反映了不同時(shí)間和/ 或不同成熟度油氣的充注過程（圖8）。

研究區(qū)烴類包裹體均一溫度數(shù)據(jù)都表明平湖斜坡存在2期油氣充注：第一期油氣充注時(shí)的溫度主要為100～120 ℃，第二期油氣充注時(shí)的溫度主要為130 ℃以上。結(jié)合研究區(qū)的埋藏史和熱史（圖9），可以得出：第一期油氣充注的時(shí)間大致在中新世的早期，第二期油氣充注的時(shí)間為中新世的中后期至今。

4 成藏富集規(guī)律

西部斜坡帶的始新統(tǒng)平湖組發(fā)育了豐富的煤系烴源巖。該區(qū)域不僅擁有本地近源的原油，還擁有來自遠(yuǎn)源次洼和深洼的超壓驅(qū)動天然氣，油氣來源充足。此外，斷裂和構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的發(fā)育為油氣運(yùn)移提供了高效的通道。受潮汐影響的三角洲前緣水道砂和潮汐砂壩構(gòu)成了優(yōu)質(zhì)的儲集層，有利于形成構(gòu)造—巖性復(fù)合型油氣藏。有研究指出，斜坡帶的油氣分布特征表現(xiàn)為“縱向疊置、橫向連片”[11]，整體呈現(xiàn)出良好的勘探前景。

K構(gòu)造帶主要發(fā)育順向斷階帶，其油氣供給來源于近源和遠(yuǎn)源。在河控背景下，該單元具有較大規(guī)模的河道儲層，易于形成具有一定規(guī)模的構(gòu)造—巖性圈閉。在砂體對接情況下，受到地層產(chǎn)狀的控制，呈現(xiàn)出“穿斷”式的油氣運(yùn)移模式。然而，由于區(qū)域蓋層的存在，未能形成“階梯向上”的油氣運(yùn)移路徑。因此，油氣富集的主要控制因素包括區(qū)域蓋層的發(fā)育與破壞情況以及斷裂側(cè)封能力。從蓋層發(fā)育狀況來看，中高帶的蓋層發(fā)育不穩(wěn)定，而海泛期的蓋層則相對穩(wěn)定，油氣層主要分布在蓋層之下。相比之下，中低帶的蓋層較為穩(wěn)定，因此其上組合成藏的層數(shù)較多。從斷裂側(cè)封的角度來看，中低帶的斷裂活動性較弱，有利于油氣晚期的保存，且在近洼背景下油氣豐度較高。相反，中高帶的控圈斷裂晚期活動性較強(qiáng)，斷裂側(cè)封能力較弱，導(dǎo)致其油氣豐度不如中低帶鉆井。

K構(gòu)造帶的油氣成藏模式可概括為兩期次多烴灶的近源—遠(yuǎn)源緩坡型成藏模式。整體上，該帶受西抬東傾的順向斷階控制，發(fā)育了受潮汐影響的三角洲沉積體系。在第一期油氣充注中，主要以斜坡帶本地中低帶的近源凝析油和輕質(zhì)油為主，這些原油主要發(fā)生了短距離的側(cè)向運(yùn)移。而在第二期，主要由深洼帶烴源巖供氣，高成熟度的天然氣從次洼或主洼發(fā)生了較長距離的側(cè)向運(yùn)移。深洼供烴能力強(qiáng)，油氣充注持續(xù)充足。平中下段泥巖蓋層受到斷—砂耦合影響，垂向封閉性較差，局部存在滲漏現(xiàn)象。斷層下部生烴增壓沿?cái)鄬俞尫牛喜砍刹兀瑢?dǎo)致油氣藏普遍表現(xiàn)出弱超壓特征。由于斷塊分割性強(qiáng)，中低帶高熟氣混入比例各不相同。油氣晚期成藏普遍發(fā)育構(gòu)造巖性復(fù)合油氣藏，呈現(xiàn)出“早油晚氣，晚期成藏”的特點(diǎn)（圖10）。

5 結(jié)論

K構(gòu)造帶油氣成藏模式可概括為兩期次多烴灶的近源—遠(yuǎn)源緩坡型成藏模式，受西抬東傾的順向斷階控制，發(fā)育了受潮汐影響的三角洲沉積體系。第一期油氣充注主要以斜坡帶本地中低帶的近源凝析油和輕質(zhì)油為主，發(fā)生了短距離的側(cè)向運(yùn)移；第二期主要由深洼帶烴源巖供氣，高成熟度的天然氣從次洼或主洼發(fā)生了較長距離的側(cè)向運(yùn)移。深洼供烴能力強(qiáng)，油氣充注持續(xù)充足。由于斷塊分割性強(qiáng)，中低帶高熟氣混入比例各不相同，油氣晚期成藏普遍發(fā)育構(gòu)造巖性復(fù)合油氣藏，呈現(xiàn)出“早油晚氣，晚期成藏”的特點(diǎn)。

（責(zé)任編輯：龔士良）