周荔青，江東輝，張尚虎，周興海，楊鵬程，李 昆

(中國(guó)石化 上海海洋油氣分公司，上海 200120)

朱夏先生是我國(guó)油氣盆地研究的奠基人之一，他建立了盆地分析理論體系，創(chuàng)立了著名的“朱夏程式”，為我國(guó)石油地質(zhì)學(xué)的發(fā)展和油氣勘查部署的科學(xué)決策作出了卓越的貢獻(xiàn)。朱夏先生也推動(dòng)了東海油氣勘探工作，西湖凹陷的構(gòu)造名稱均由朱夏先生所命名。本文以朱夏先生的油氣勘探理論為指導(dǎo)[1-3]，全面重新認(rèn)識(shí)東海西湖凹陷油氣勘探潛力，籍此緬懷朱夏先生。

西湖凹陷是東海陸架盆地規(guī)模最大的含油氣凹陷，面積約5×104km2，沉積厚度最大15 km。它是受太平洋板塊俯沖作用影響的弧后拉張裂陷盆地，總體上呈東斷西超的箕狀結(jié)構(gòu)，由西往東可劃分出5個(gè)構(gòu)造單元(圖1)，即保俶斜坡帶、三潭深凹、中央背斜帶、白堤深凹和天屏斷階帶。垂向構(gòu)造演化可劃分3個(gè)階段，古新世—始新世斷陷期、漸新世—中新世拗陷期、上新世—第四紀(jì)區(qū)域沉降期。沉積地層自下而上為古近系寶石組、平湖組、花港組，新近系龍井組、玉泉組、柳浪組、三潭組，第四系東海群，其中主要含油氣層系為始新統(tǒng)平湖組與漸新統(tǒng)花港組(圖1)。

圖1 東海西湖凹陷構(gòu)造區(qū)劃Fig.1 Structural division of Xihu Sag, East China Sea

西湖凹陷歷經(jīng)40余年勘探，已鉆探井100余口，證實(shí)其勘探潛力大，目前已發(fā)現(xiàn)的油氣田主要集中在保俶斜坡帶和中央背斜帶。中生代末，西湖凹陷早期受太平洋板塊俯沖作用，開始拉張裂陷，漸新世末太平洋板塊俯沖加劇，東部開始反轉(zhuǎn)。保俶斜坡帶是持續(xù)性的斜坡，以斷陷構(gòu)造層為主，晚期擠壓弱，構(gòu)造定型早；中央背斜帶早期斷陷，后期反轉(zhuǎn)，形成擠壓反轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造，最終形成了保俶斜坡帶和中央背斜帶構(gòu)造差異性。由于2個(gè)帶構(gòu)造演化差異形成2種不同類型油氣成藏體系，勘探效果差異明顯。保俶斜坡帶早期以構(gòu)造勘探評(píng)價(jià)思路為主，除了已發(fā)現(xiàn)的3 000萬(wàn)噸中型油氣田(平湖油氣田)之外，其他油氣田多呈“小、斷、貧、散”特征， 沒有發(fā)現(xiàn)明顯的規(guī)模儲(chǔ)量區(qū)，整體來(lái)說(shuō)斜坡帶的勘探潛力很大，但探明率低，說(shuō)明傳統(tǒng)占構(gòu)造高點(diǎn)為主的勘探評(píng)價(jià)思路與斜坡帶復(fù)雜成藏條件極不適應(yīng)，嚴(yán)重束縛了保俶斜坡帶的勘探潛力。而中央背斜帶的問(wèn)題在于勘探效果差異大，既有大—中型油氣田發(fā)育，例如“古珍珠”、“花港”等千億方大氣田；也有構(gòu)造規(guī)模大、油氣藏規(guī)模小、圈閉充滿度較低的情況，例如“玉泉構(gòu)造”。因此，保俶斜坡帶“如何轉(zhuǎn)變思路、以新的地質(zhì)理論為指導(dǎo)，尋找規(guī)模儲(chǔ)量區(qū)”、中央背斜帶“如何深化油氣成藏地質(zhì)條件，明確大中型油氣田發(fā)育區(qū)”是我們急需解決的問(wèn)題。本文以朱夏先生盆地構(gòu)造分析理論為指導(dǎo)，通過(guò)構(gòu)造演化與沉積演化分析，明確了主要的源匯系統(tǒng)，而構(gòu)造演化和沉積演化也決定了烴源條件、儲(chǔ)蓋組合、圈閉類型、輸導(dǎo)體系、保存條件等油氣成藏條件。朱夏先生的盆地分析理論為源匯系統(tǒng)、超壓封存箱等新理論的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，在這些理論的指導(dǎo)下最終明確了西湖凹陷大中型油氣田形成條件以及下一步的勘探方向。

1 保俶斜坡帶大中型油氣田形成條件

保俶斜坡帶為發(fā)育于基底古隆起之上的繼承性的東傾大型斜坡，受基底構(gòu)造形態(tài)影響，斷陷期發(fā)育NE和NNE向雁行排列的順向及反向正斷層，缺少背斜構(gòu)造，多以斷鼻、斷塊圈閉為主。勘探實(shí)踐明確了大型生烴洼陷向斜坡抬起的斷層坡折帶及地貌坡折帶處形成的大型潮控三角洲砂體上傾尖滅帶為大中型油氣田發(fā)育區(qū)。具有“緊鄰富生烴洼陷、發(fā)育多期疊置的規(guī)模儲(chǔ)集體、形成多類型構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉、具有良好的垂向封堵條件以及發(fā)育網(wǎng)毯式高效輸導(dǎo)體系”的有利成藏條件。

1.1 緊鄰富生烴洼陷、發(fā)育煤系優(yōu)質(zhì)烴源巖

1.1.1 三潭深凹和本地次洼多源供烴、烴源巖厚度大

保俶斜坡帶緊鄰三潭深凹富生烴洼陷，且斜坡帶自北向南發(fā)育過(guò)溪次洼、武云次洼等一系列次洼，具有三潭深凹和本地次洼多源供烴的特點(diǎn)。前人研究證實(shí)西湖凹陷的主力烴源巖層為始新統(tǒng)平湖組和寶石組的煤系地層，巖性包括暗色泥巖、碳質(zhì)泥巖和煤[4]。其中，煤和碳質(zhì)泥巖主要分布在潮間帶沼澤化潟湖，斜坡的中低帶為煤層集中發(fā)育區(qū)，自北向南發(fā)育多個(gè)聚煤中心；暗色泥巖主要分布在潮下帶及局限海的沉積環(huán)境，自斜坡向三潭深凹增厚。三潭深凹內(nèi)烴源巖整體厚度較大，寶石組、平湖組烴源巖厚度分別可達(dá)1 400 m和1 200 m；斜坡帶次洼內(nèi)烴源巖的厚度也有明顯增大，如北部過(guò)溪次洼的寶石組、平湖組暗色泥巖厚度分別可達(dá)600 m和400 m，煤和碳質(zhì)泥巖累計(jì)厚度可達(dá)30～50 m。

1.1.2 平湖組、寶石組發(fā)育煤系優(yōu)質(zhì)烴源巖

斜坡帶烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，煤和碳質(zhì)泥巖為該區(qū)的優(yōu)質(zhì)烴源巖。平湖組煤的氫指數(shù)多大于200 mg/g，生烴潛力(S1+S2)多大于150 mg/g；碳質(zhì)泥巖氫指數(shù)多大于150 mg/g，生烴潛力多大于50 mg/g。從有機(jī)質(zhì)類型來(lái)講，煤和碳質(zhì)泥巖主要為Ⅱ2-Ⅲ型，由于富含樹脂體和富氫鏡質(zhì)體，煤巖的生油潛力同樣較大[5]，整體具有油氣共生的特點(diǎn)。暗色泥巖同樣是重要的烴源巖類型，TOC多大于1%，S1+S2多大于2 mg/g，達(dá)到中等—好的泥質(zhì)烴源巖標(biāo)準(zhǔn)，加之暗色泥巖累計(jì)厚度較大，生烴潛力同樣較高。從烴源巖熱演化程度來(lái)看，三潭深凹寶石組、平湖組烴源巖現(xiàn)今已經(jīng)達(dá)到過(guò)成熟階段(Ro>2%)，生氣為主；斜坡帶次洼內(nèi)烴源巖達(dá)到成熟—高成熟階段(1.0%

1.1.3 斜坡帶油氣為三潭深凹和生烴次洼的混源

油氣來(lái)源分析證實(shí)了斜坡帶的油氣為三潭深凹和本地生烴次洼的混源[6-7]。具體來(lái)講，斜坡帶天然氣主要為高成熟混合成因氣，天然氣成熟度普遍高于本地?zé)N源巖熱演化程度，根據(jù)碳同位素計(jì)算的天然氣成熟度Rc在1.3%～1.7%，不同構(gòu)造均有不同程度的高熟外源氣的貢獻(xiàn)。從原油性質(zhì)來(lái)講，斜坡帶原油均為成熟原油，根據(jù)甲基菲計(jì)算的原油成熟度Rc為0.9%～1.0%，與本地?zé)N源巖的熱演化程度相當(dāng)，推測(cè)主要以近源供烴為主。根據(jù)原油較高的Pr/Ph、較高的C29規(guī)則甾烷含量以及富含二萜類生物標(biāo)志物的發(fā)育特征，推測(cè)原油主要來(lái)自煤和碳質(zhì)泥巖[8]。

1.2 大型“源—匯系統(tǒng)”和多期疊置的規(guī)模儲(chǔ)集體

1.2.1 西側(cè)海礁凸起及漁山低凸起持續(xù)提供物源

保俶斜坡帶西接海礁凸起及漁山低凸起，西高東低，凸起長(zhǎng)期遭受剝蝕，形成大型穩(wěn)定物源區(qū)。兩凸起基底為元古代變質(zhì)巖疊加白堊紀(jì)巖石，變質(zhì)巖與巖漿巖交替出現(xiàn)，鉆井鋯石定年顯示斜坡南、北段母巖以巖漿巖為主，中段為巖漿巖—變質(zhì)巖混合區(qū)。同時(shí)，由西向東陸源重礦物ZTR指數(shù)及巖石成分、結(jié)構(gòu)成熟度的升高均指示了西部物源的持續(xù)大量供給。

1.2.2 溝谷及轉(zhuǎn)換斷層形成大型沉積物運(yùn)輸通道

斜坡帶發(fā)育溝谷及轉(zhuǎn)換斷層帶2類搬運(yùn)體系。

(1)溝谷搬運(yùn)體系。從溝谷形態(tài)上可以劃分為V型、W型及U型。U型及V型溝谷見于斜坡中—北段，輸砂能力強(qiáng)，單個(gè)溝谷寬度最大可達(dá)10 km，下切深度200 ms。南段發(fā)育W型溝谷，單個(gè)溝谷寬度1～5 km，下切深度60～80 ms。

(2)斷層轉(zhuǎn)換帶輸砂體系。斷陷期，大斷層可形成斷槽及轉(zhuǎn)換帶2種物源通道。斷槽物源通道平面延伸長(zhǎng)度超過(guò)20 km，斷距近千米，可形成大型沉積物搬運(yùn)體系。

1.2.3 潮坪—三角洲沉積體系形成規(guī)模儲(chǔ)集體

始新世，西湖凹陷“三面環(huán)山”，南部與廣海相通，形成半封閉海灣沉積環(huán)境[9]。沉積物受到潮汐作用改造發(fā)育潮坪—三角洲沉積體系。斜坡帶自南向北形成了平南、團(tuán)結(jié)亭、武云亭、孔雀亭、孔北及迎翠軒六大規(guī)模儲(chǔ)集體發(fā)育區(qū)。

早始新世，斷陷作用強(qiáng)烈，呈“隆洼相間”的地貌格局，控沉積作用強(qiáng)[10]，古地貌低勢(shì)區(qū)及大型斷裂坡折帶之下可容空間大，發(fā)育規(guī)模儲(chǔ)集體。例如武寶大斷裂下降盤的武云亭2井在平湖組下段鉆遇單層厚度超30 m，累計(jì)厚度近百米的砂巖。

中—晚始新世，斷陷作用減弱，斜坡寬緩，水退背景下，進(jìn)積型三角洲特征明顯。發(fā)育由西向東延伸的三角洲前緣水下分支河道、河口壩等多類型砂體。垂向上砂體層數(shù)多，單層厚度多大于20 m，砂巖百分含量在40%左右。

平面上六大 “源—匯”系統(tǒng)相互連片，縱向上多期砂體相互疊置形成規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)育區(qū)。同時(shí)，平下段沉積物受到潮汐水流改造作用，砂體的結(jié)構(gòu)成熟度有所增高，儲(chǔ)層物性較好，在4 300 m以下仍可以達(dá)到10%以上的孔隙度及1.5×10-3μm2以上的滲透率，測(cè)試獲得高產(chǎn)。

1.3 發(fā)育多類型構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉

古構(gòu)造背景及構(gòu)造、沉積體系的演化直接控制構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉的發(fā)育，形成疊合連片的規(guī)模儲(chǔ)量區(qū)[11]。

1.3.1 古地貌控制沉積體系類型，決定砂體發(fā)育規(guī)模

在始新世斷陷—斷拗轉(zhuǎn)換的構(gòu)造背景下，構(gòu)造控沉積作用減弱，沉積相類型由大—中型潮控三角洲沉積體系逐漸演變?yōu)榇笮秃涌厝侵蕹练e體系，砂體連續(xù)性增強(qiáng)。

1.3.2 層序及體系域類型控制砂體富集的層段[12]

始新世西湖凹陷經(jīng)歷了海進(jìn)—海退過(guò)程，發(fā)育低位—海侵—高位體系域[13]。整體呈“泥包砂”的特征，砂體多發(fā)育于低位及高位體系域，砂巖百分含量在30%～50%之間，有利于構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉發(fā)育。

1.3.3 同沉積斷裂坡折帶控制砂體的富集

斜坡帶發(fā)育4種斷裂坡折帶。①平湖—團(tuán)結(jié)亭地區(qū)：?jiǎn)螚l順向大斷層控制單斷坡折帶，大斷裂下降盤為沉積物主要卸載區(qū)；②寶云亭地區(qū)：由多條正、反斷層組成的壘塹坡折帶，砂體主要發(fā)育于地勢(shì)低洼區(qū)；③武云亭地區(qū)：反向斷槽型坡折帶，砂體沿大斷裂展布，向翹傾端尖滅；④平南、孔雀亭及孔北地區(qū)：多個(gè)順向斷階坡折帶，斷層下降盤砂體富集。

1.3.4 沉積相類型控制有利砂體的類型

鉆井證實(shí)三角洲前緣水下分流河道、潮道及潮間帶的砂坪?jiǎn)螌雍穸却?，成熟度高，物性好，? 000 m以下多為Ⅱ類儲(chǔ)層。

1.3.5 多類型復(fù)合圈閉平面連片、縱向疊置，形成規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)育區(qū)

斜坡帶發(fā)育地層超覆尖滅、三角洲前緣水道砂巖側(cè)向尖滅、砂巖上傾尖滅及孤立砂體周緣尖滅4種砂體尖滅類型。

砂巖尖滅與構(gòu)造配合形成7種類型的構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉。①主斷裂上升盤古沖溝內(nèi)地層超覆圈閉(圖2a)；②主斷裂下降盤砂巖上傾尖滅—斷層側(cè)翼封堵圈閉，多見于平湖—團(tuán)結(jié)亭地區(qū)平下段(圖2b)；③ 反向斷層下降盤斷槽—巖性圈閉，靠水道砂巖上傾尖滅和斷層共同封堵，發(fā)育于武云亭地區(qū)平下段(圖2c)；④反向斷層上升盤斷層—尖滅圈閉，斷層上傾封堵，側(cè)翼砂巖尖滅，見于古隆鼻之上平湖組(圖2d)；⑤地層上超—斷層圈閉，寶石組下段砂巖上超，兩側(cè)斷層封堵(圖2e)；⑥潮汐沙壩巖性圈閉，斜坡外帶平湖組孤立沙壩形成的砂巖透鏡體(圖2f)；⑦基巖封堵圈閉，斜坡高帶，平下段及寶石組砂體上傾方向與對(duì)盤基巖對(duì)接形成整體封堵，側(cè)翼砂巖尖滅(圖2g)。

圖2 東海西湖凹陷保俶斜坡帶構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉發(fā)育模式Fig.2 Development model of structural-lithological traps in Baochu Slope, Xihu Sag, East China Sea

不同類型、不同層系的復(fù)合圈閉形成了平面連片、垂向疊置的圈閉群，是千噸級(jí)規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)育區(qū)。這已被武云亭地區(qū)復(fù)合油氣藏勘探突破證實(shí)。

1.4 區(qū)域封蓋層與超壓配合形成整體封堵

1.4.1 平湖組最大海泛面附近區(qū)域蓋層穩(wěn)定分布

從構(gòu)造及沉積演化背景來(lái)看，寶石組到平湖組沉積時(shí)期處于盆地?cái)嘞萜?，?jīng)歷了從海進(jìn)到海退的完整海平面變化過(guò)程，在平下段沉積晚期海侵達(dá)到最大，從而沉積了厚度大、分布廣的泥巖地層，形成了該區(qū)平湖組最重要的區(qū)域蓋層。斜坡帶鉆井統(tǒng)計(jì)顯示，平下段區(qū)域蓋層厚250～500 m，蓋地比達(dá)80%以上。該區(qū)域蓋層在整個(gè)斜坡帶都有分布，對(duì)其下伏地層中的油氣形成了縱向上的整體封堵。

1.4.2 斜坡帶發(fā)育良好的超壓流體封存條件

平湖組地層具有異常高壓發(fā)育的地質(zhì)背景，具有沉積厚度大、泥地比高、沉積速率快以及區(qū)域蓋層發(fā)育的特點(diǎn)，且平湖組為良好的烴源巖層，具備了欠壓實(shí)增壓和生烴增壓發(fā)育的地質(zhì)條件。對(duì)于斜坡帶超壓的成因，研究認(rèn)為主要為欠壓實(shí)作用和生烴增壓共同作用的結(jié)果[14]。

異常高壓在斜坡帶平湖組中普遍存在，雖然不同構(gòu)造超壓出現(xiàn)的頂界面深度略有不同，但多位于平下段區(qū)域蓋層內(nèi)。從壓力系數(shù)來(lái)看，南部平湖、團(tuán)結(jié)亭壓力系數(shù)較高，最高達(dá)1.8，為強(qiáng)超壓；平北地區(qū)壓力系數(shù)則多小于1.5，為超壓或弱超壓，壓力系數(shù)隨深度增加有增大的趨勢(shì)；但武云亭地區(qū)縱向上具有明顯的異常壓力封存箱發(fā)育，在封存箱之下出現(xiàn)壓力反轉(zhuǎn)，重新變?yōu)槌骸３瑝簬Ъ俺瑝悍獯嫦涞拇嬖谛纬闪丝v向的滲流屏障，對(duì)之下的油氣層產(chǎn)生了有效封蓋。

1.4.3 區(qū)域蓋層和超壓封存配合，利于油氣規(guī)模富集

斜坡帶勘探實(shí)踐證實(shí)在區(qū)域蓋層之下的超壓封存箱內(nèi)往往有規(guī)模的油氣富集。以平北、武云亭地區(qū)為例，區(qū)域蓋層之下發(fā)育砂巖上傾尖滅型油氣藏，油氣藏厚度較大，中塊武云亭A井鉆遇的P11、P12凝析氣層累計(jì)厚度達(dá)70 m，且均位于超壓封存箱內(nèi)；而武南地區(qū)的鉆井證實(shí)了與武云亭中塊為同一個(gè)氣藏，實(shí)現(xiàn)了武云亭地區(qū)該類型油氣藏的疊合連片，是武云亭地區(qū)最具儲(chǔ)量規(guī)模的油氣藏類型。

1.5 高效輸導(dǎo)體系

1.5.1 斜坡帶低部位普遍發(fā)育大型導(dǎo)油斷裂

斜坡帶低部位普遍發(fā)育大型導(dǎo)油斷裂，為“深氣淺找”提供了保障。西湖凹陷斷拗轉(zhuǎn)換時(shí)期相對(duì)較早，斜坡帶大多數(shù)溝源斷裂向上僅斷至花港組下段，這導(dǎo)致在油氣主成藏期(中新世—現(xiàn)今)[15]多數(shù)溝源斷裂是不活動(dòng)的，油氣垂向運(yùn)移不活躍，而活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的大型導(dǎo)油斷裂能將三潭深凹深層生成的油氣在成藏期有效地導(dǎo)入中淺層，成為斜坡帶油氣富集的重要保障。

斜坡帶不同構(gòu)造均有大型導(dǎo)油斷裂發(fā)育，在平面上均位于高成熟烴源巖發(fā)育區(qū)，延伸長(zhǎng)度在5～20 km，縱向上多斷至中新統(tǒng)，斷距下大上小，最大在1 000 m以上，斷層活動(dòng)時(shí)間與油氣成藏期匹配較好，是三潭深凹深層油氣垂向運(yùn)移的主要通道。

1.5.2 斷—砂配置形成高效輸導(dǎo)體系

輸導(dǎo)體系是連接烴源巖和儲(chǔ)層的重要橋梁，深層油氣由大型導(dǎo)油斷裂導(dǎo)入中淺層之后還需要配合連續(xù)性砂體才能繼續(xù)側(cè)向運(yùn)移。研究區(qū)平湖組中上段以三角洲—潮控三角洲沉積環(huán)境為主，廣泛發(fā)育的水下分流河道砂體構(gòu)成了油氣側(cè)向運(yùn)移的輸導(dǎo)格架；平下段以潮坪環(huán)境為主，發(fā)育潮汐砂體，構(gòu)成平下段側(cè)向運(yùn)移的主要通道。斜坡帶自北向南發(fā)育不同的斷裂—砂體匹配樣式，比如孔雀亭地區(qū)為順向斷層—斷坡砂體組成的緩坡階梯狀運(yùn)移格架，油氣從低部位向高部位可跨層運(yùn)移；武云

亭和寶云亭地區(qū)為反向斷層—斷坡砂/斷槽砂的輸導(dǎo)樣式，平中上段的斷坡砂體匹配較小的斷距可以向斜坡高部位長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)移，平下段的斷槽砂體主要沿著斷槽方向構(gòu)成優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道；團(tuán)結(jié)亭地區(qū)發(fā)育陡坡大斷裂—斷坡砂體的輸導(dǎo)樣式，油氣以大斷裂垂向運(yùn)移為主，斷坡砂側(cè)向運(yùn)移為輔。疊合連片的砂體與斷層組成的網(wǎng)毯式高效輸導(dǎo)體系，為斜坡帶油氣規(guī)模富集奠定了基礎(chǔ)。

綜上所述，斜坡中內(nèi)帶斷層坡折帶及地貌坡折帶處形成的大型潮控三角洲砂體整體上傾尖滅帶為大中型油氣田發(fā)育區(qū)。該帶靠近生烴洼陷，發(fā)育多期疊置的構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉，斷陷期發(fā)育的正斷層配合砂體形成高效網(wǎng)毯式輸導(dǎo)體系及海泛期形成的區(qū)域性蓋層構(gòu)成了優(yōu)越的成藏組合。目前“下洼勘探”思路在武云亭、團(tuán)結(jié)亭地區(qū)已經(jīng)得到證實(shí)，初步形成了2個(gè)近5 000萬(wàn)噸的規(guī)模儲(chǔ)量區(qū)。

2 中央背斜反轉(zhuǎn)帶油氣田形成條件

中央背斜帶的勘探受經(jīng)濟(jì)門檻的限制，勘探目標(biāo)為深度4 500 m以上中深層的次生油氣藏，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了龍井、花港、古珍珠、玉泉、湖心亭、天外天等一批油氣田和含油氣構(gòu)造，這些構(gòu)造的規(guī)模都很大，但勘探效果差異明顯。研究認(rèn)為中央背斜帶為“古構(gòu)造背景、大型復(fù)合圈閉、斷砂配置關(guān)系及高效儲(chǔ)蓋組合四元控藏”，大中型氣田主要發(fā)育在4個(gè)有利成藏條件疊合的部位。

2.1 花港組次生油氣藏的分布與富集

2.1.1 發(fā)育3大類圈閉

中央背斜帶目前發(fā)現(xiàn)的多為構(gòu)造圈閉，包括背斜及斷背斜圈閉，如古珍珠、春曉。其次為斷鼻、斷塊圈閉，例如天外天、殘雪。同時(shí)，還存在構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉，如天外天H5、H6為受背斜回傾和巖性尖滅共同控制的背斜—巖性圈閉。

2.1.2 圈閉形成經(jīng)歷3個(gè)時(shí)期

中央背斜帶各局部圈閉形成于始新世前，背斜構(gòu)造定型于中新世末期龍井運(yùn)動(dòng)，改造于上新世沖繩運(yùn)動(dòng)[16-17]。具有3個(gè)形成期：(1)第一期為早期圈閉——斷塊或古隆起背景。形成于始新統(tǒng)前，南部構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)烈，發(fā)育斷塊及古潛山，如春曉和天外天；北部構(gòu)造活動(dòng)弱，發(fā)育于基底古隆起，如古珍珠、花港。(2)第二期為構(gòu)造定型期——背斜圈閉。形成于中新世末期的龍井運(yùn)動(dòng)，是擠壓背斜構(gòu)造的最終定型期，主要發(fā)育與擠壓應(yīng)力場(chǎng)有關(guān)的擠壓背斜、半背斜圈閉。(3)第三期為改造期——局部斷鼻圈閉。形成于上新世沖繩運(yùn)動(dòng)，分割和破壞第二期圈閉的整體性，改造成為規(guī)模較小的局部圈閉，形成現(xiàn)今的斷背斜、斷鼻和斷塊構(gòu)造。

2.1.3 古構(gòu)造背景控制次生油氣藏的分布與富集

研究顯示，中央背斜帶古構(gòu)造背景決定了花港組次生油氣藏分布與富集，不同的古構(gòu)造背景形成多種類型的原生油氣藏。由于早期古隆起及古斷壘的存在，古構(gòu)造成為了油氣長(zhǎng)期運(yùn)聚的指向區(qū)，在漸新世時(shí)期，平湖組形成了自生自儲(chǔ)的原生構(gòu)造—巖性油氣藏，中中新世的龍井運(yùn)動(dòng)之后，花港組擠壓圈閉最終定型，原生油氣藏在油源斷裂的溝通下向花港組調(diào)整運(yùn)移，提供了充足的油源；而古向斜背景難以形成早期油氣聚集，進(jìn)而影響了晚期擠壓背斜的油氣富集程度。

背斜帶中北部四面臨洼型古隆起之上繼承性發(fā)育的大型背斜及斷背斜圈閉是千億方級(jí)大氣田發(fā)育區(qū)，如古珍珠構(gòu)造，氣柱高度大，可超過(guò)200 m，圈閉充滿度最高100%；南部三面臨洼，西側(cè)與保俶斜坡相接的斷塊型潛山古構(gòu)造其上主要發(fā)育斷鼻、斷塊圈閉，氣柱高度可超過(guò)百米，圈閉充滿度多大于50%，如春曉及天外天氣田，是千萬(wàn)噸級(jí)大—中型油氣田發(fā)育區(qū)。古構(gòu)造背景弱，后期擠壓反轉(zhuǎn)形成的背斜圈閉，如玉泉構(gòu)造，氣柱高度及圈閉充滿度相對(duì)較差，但仍可以形成中等規(guī)模的油氣田。

2.2 大型長(zhǎng)軸沉積體系與背斜配合形成構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉

2.2.1 漸新統(tǒng)平緩古地貌有利于大型沉積體發(fā)育

晚始新世末，伴隨張性應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓應(yīng)力場(chǎng)，盆地由斷陷作用轉(zhuǎn)入拗陷作用[18]。凹陷總體呈南淺、北深，西緩東陡的地貌格局，內(nèi)部地形較平緩。此時(shí)，背斜帶沿北東向呈帶狀展布，為沉降中心，平緩的古地貌為大型辮狀河沉積體系的發(fā)育提供了有利條件。

2.2.2 發(fā)育北西向主物源與東、西方向次級(jí)物源

凹陷西側(cè)海礁凸起基底為中生界火山巖，西北部虎皮礁凸起基底為片巖及片麻巖，推測(cè)釣魚島隆褶帶為晚古生代—中生代地層。背斜帶鉆井鋯石定年為前寒武紀(jì)、古生代及中生代。重礦物ZTR指數(shù)由北向南升高，凹陷中央略高于東、西兩側(cè)。古水流方向主體呈由北向南，其次近似于由西向東，均說(shuō)明漸新世存在北西向主物源與東、西向2個(gè)次級(jí)物源[19]。其中北西向長(zhǎng)軸物源占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，可以推進(jìn)到斜坡帶中南部堆積。

2.2.3 大型辮狀河三角洲沉積體系形成規(guī)模儲(chǔ)集體

漸新世，西湖凹陷整體處于水進(jìn)旋回，發(fā)育2個(gè)完整的三級(jí)層序及大型辮狀河—辮狀河三角

洲沉積體系[20]。

花下段低位期，湖盆面積相對(duì)較小，主要發(fā)育辮狀河道沉積，河道寬度大，延伸距離長(zhǎng)，可以推進(jìn)至凹陷中部沉積，南部發(fā)育連片展布的三角洲朵葉體。水進(jìn)及高位期，河道長(zhǎng)度萎縮，寬度變窄。

花上段低位期，沉積中心向北遷移，北西向長(zhǎng)軸物源依然處于主導(dǎo)地位，河道系統(tǒng)規(guī)模大，形成了北部大型匯砂區(qū)，鉆井揭示砂體單層厚度多大于100 m。東、西兩側(cè)物源增強(qiáng)，在中部交匯，形成中部匯砂區(qū)。高位體系域，湖盆面積擴(kuò)張，水體加深，在花港組頂部發(fā)育厚層區(qū)域性泥巖蓋層?？v向上形成有利的儲(chǔ)蓋組合配置。

2.2.4 構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉發(fā)育模式

近NS向展布的辮狀河道及三角洲水下分流河道，與背斜帶及局部構(gòu)造走向一致，形成構(gòu)造背景下河道砂巖側(cè)翼尖滅的背斜—巖性復(fù)合圈閉。這已在湖心亭地區(qū)得到證實(shí)，且平面上單期河道數(shù)量多，垂向上多期河道相互疊置，形成規(guī)模儲(chǔ)量區(qū)。

2.3 油源斷裂晚期重新活化、斷砂配置關(guān)系有利

2.3.1 油源斷裂晚期重新活化，利于油氣垂向運(yùn)移

西湖凹陷中央背斜帶經(jīng)歷了早期裂陷和晚期擠壓的構(gòu)造作用,先存的張性斷裂后期受到擠壓逆沖反轉(zhuǎn)，形成了擠壓構(gòu)造與拉伸構(gòu)造在垂向上疊加的復(fù)合構(gòu)造,最終形成了現(xiàn)今規(guī)模宏大的反轉(zhuǎn)構(gòu)造。在構(gòu)造演化過(guò)程中，斷陷期形成的部分早期斷裂在拗陷期之后就停止活動(dòng)了，而在中央背斜帶大規(guī)模反轉(zhuǎn)過(guò)程中，區(qū)域擠壓應(yīng)力使早期張性正斷裂重新活化，從而有利于平湖組、寶石組生成的高成熟天然氣沿著斷裂垂向運(yùn)移至花港組，大大增加了花港組油氣的富集程度。

另外，在中央背斜帶反轉(zhuǎn)定型過(guò)程中，早期形成的正斷層在拗陷期擠壓作用下往往反轉(zhuǎn)形成逆斷層，主要形成2種類型：第一種是沿著正斷層原來(lái)的斷面之間逆沖形成逆斷層，以古珍珠構(gòu)造、殘雪構(gòu)造為代表；還有一種為沿著與原來(lái)斷面相反方向形成“弓”字型斷層，以玉泉構(gòu)造、花港構(gòu)造為代表。除了逆斷層外，油源斷裂也廣泛發(fā)育，主要發(fā)育在背斜帶頂端，是在反轉(zhuǎn)構(gòu)造形成過(guò)程中，背斜頂部張性環(huán)境下形成的，主要斷開花港組、龍井組，其作為油源通道主要是溝通了花下段的烴源巖。這些不同類型的斷裂組合溝通了平湖組烴源與花港組的儲(chǔ)層，且與油氣大規(guī)模運(yùn)聚時(shí)期相匹配[21]，構(gòu)成了中央背斜帶高效的油氣垂向運(yùn)移通道。

2.3.2 斷砂配置是花港組次生油氣藏富集的保障

首先油源斷裂的發(fā)育程度決定油氣垂向運(yùn)移的效率，比較而言，玉泉構(gòu)造南部花上段油源斷裂發(fā)育程度明顯較低，而古珍珠構(gòu)造、花港構(gòu)造的油源斷裂廣泛發(fā)育，油氣垂向運(yùn)移條件好，這也是古珍珠構(gòu)造、花港構(gòu)造花上段油氣富集程度高的原因之一。其次，油源斷層與砂體的配置關(guān)系決定花港組次生油氣藏的富集，兩者主要有3種配置關(guān)系，砂體位于油源斷層上傾方向且與砂體充分接觸的為Ⅰ類，砂體與油源斷層不接觸或者砂體位于油源斷裂下傾方向的為Ⅱ類?？碧綄?shí)踐證實(shí)，Ⅰ類斷砂配置關(guān)系往往形成規(guī)模的油氣富集。

2.4 發(fā)育高效儲(chǔ)蓋組合，形成油氣規(guī)模聚集區(qū)

中央背斜反轉(zhuǎn)帶花港組上段發(fā)育高效儲(chǔ)蓋組合，該套組合以H1、H2的辮狀河三角洲前緣的泥巖地層為區(qū)域蓋層，以H3辮狀河三角洲平原規(guī)模河道砂體為儲(chǔ)層。H1、H2沉積時(shí)期湖盆范圍擴(kuò)大，物源供應(yīng)有所減弱，為辮狀河三角洲前緣沉積，巖性以暗色泥巖為主，砂地比多小于35%，蓋層在平面上分布穩(wěn)定，厚度在400～500 m。H3層由于沉積時(shí)物源供應(yīng)充足、沉積速率較快、物源供給持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致砂巖厚度大，粒度粗，單層砂體為下粗上細(xì)的正韻律。該層儲(chǔ)層受“先存高孔、高壓保護(hù)、差異成巖”的綜合控制作用[22]，多發(fā)育甜點(diǎn)儲(chǔ)層。H3層在中央背斜帶不同構(gòu)造均見到良好的油氣顯示，是形成大中型氣田的有利層系，在古珍珠構(gòu)造、花港構(gòu)造的H3層均見到厚度超百米的氣層。

對(duì)于殘雪北構(gòu)造而言，除了花上段儲(chǔ)蓋組合發(fā)育之外，還發(fā)育花下段儲(chǔ)蓋組合，并且油氣多聚集在花下段儲(chǔ)蓋組合之中，花上段油氣富集程度低?；ㄏ露蝺?chǔ)蓋組合以H4層的三角洲前緣泥巖地層為蓋層，以H5三角洲平原厚層河道砂巖為儲(chǔ)層。H4層蓋層厚度在150～200 m之間，平面分布穩(wěn)定，而花下段H5層厚層砂巖在30 m左右，儲(chǔ)蓋組合匹配較好。由于殘雪北構(gòu)造早期斷層的斷距在花下段上部?jī)H10～20 m，斷層與蓋層匹配下的斷接厚度[23]較大，使得油氣難以穿過(guò)該區(qū)域蓋層，油氣主要聚集在H4層之下，不利于花上段儲(chǔ)層組合的油氣富集，這是殘雪北地區(qū)H3層油氣富集程度低的主要原因。

在高效儲(chǔ)蓋組合和油源斷裂的有效配置下，中央背斜帶不同構(gòu)造形成了不同的規(guī)模聚集區(qū)。中央背斜帶中北部古珍珠、花港等構(gòu)造在花上段儲(chǔ)蓋組合形成規(guī)模聚集，而中央背斜帶南部殘雪北等構(gòu)造主要在花下段儲(chǔ)蓋組合中形成規(guī)模聚集。

中央背斜帶4個(gè)有利成藏要素疊合的一類構(gòu)造，包括龍井、花港、古珍珠、湖心亭等，可以形成千

億方級(jí)大氣田；二類構(gòu)造，包括天外天、春曉、殘雪、斷橋、殘北等，可以形成百億方級(jí)中—大型氣田；三類構(gòu)造為玉泉構(gòu)造，北部仍為有利區(qū)，可以形成中等規(guī)模的氣田。

3 勘探潛力與方向

3.1 保俶斜坡帶大型坡折帶處形成的砂體上傾尖滅帶為大中型油氣田發(fā)育區(qū)

保俶斜坡帶以斷陷構(gòu)造層為主，晚期擠壓弱，構(gòu)造定型早，具有“緊鄰富生烴洼陷、發(fā)育多期疊置的規(guī)模儲(chǔ)集體、形成多類型構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉、具有良好的垂向封堵條件以及發(fā)育網(wǎng)毯式高效輸導(dǎo)體系”的有利成藏條件。大型生烴洼陷向斜坡抬起的斷層坡折帶及地貌坡折帶處形成的大型潮控三角洲砂體上傾尖滅帶為斜坡帶大中型油氣田發(fā)育區(qū)。在新的地質(zhì)理論指導(dǎo)下，平湖構(gòu)造帶深層構(gòu)造—巖性復(fù)合油氣藏勘探取得了重要突破。在反向斷槽區(qū)深層探明了一個(gè)中型常規(guī)構(gòu)造—巖性復(fù)合油氣藏群(圖3)。以WYT-A井為例，該井在4 600 m埋深單層測(cè)試自然產(chǎn)能達(dá)到日產(chǎn)油當(dāng)量超千立方米，刷新了西湖凹陷相同埋深測(cè)試產(chǎn)能記錄。武云亭區(qū)深層常規(guī)構(gòu)造—巖性復(fù)合油氣藏勘探的成功實(shí)踐，證實(shí)了富氫煤系烴源、控砂模式、成圈機(jī)制、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育等多項(xiàng)創(chuàng)新地質(zhì)認(rèn)識(shí)，展現(xiàn)了斜坡帶下組合平湖組以復(fù)合圈閉為主要對(duì)象的“二次勘探”巨大前景，開啟了西湖凹陷斜坡帶勘探的新里程。2020年又在團(tuán)結(jié)亭地區(qū)順向大斷裂下降盤初步探明一個(gè)中型油氣田，揭示了一個(gè)以平下段和寶石組為主要目的層的大型斷層坡折帶控制的構(gòu)造—巖性復(fù)合油氣田。

圖3 東海西湖凹陷武云亭構(gòu)造—巖性復(fù)合油氣藏成藏模式Fig.3 Accumulation model of Wuyunting structural-lithological reservoir in Xihu Sag, East China Sea

在巖性勘探新思路指導(dǎo)下，保俶斜坡帶勘探全面轉(zhuǎn)入構(gòu)造—巖性復(fù)合目標(biāo)搜索評(píng)價(jià)階段，搜索并刻畫了—大批集群式勘探目標(biāo)，填補(bǔ)了平湖斜坡帶已建成油氣田之間的勘探空白。例如孔雀亭—孔北和團(tuán)結(jié)亭—紹興36-5地區(qū)大斷層和撓曲坡折控制的平下段復(fù)合圈閉群，都是下一步鉆探目標(biāo)。

前期的勘探成功，為斜坡南部及斜坡北部等低勘探區(qū)帶來(lái)了新的希望。斜坡南部平南地區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶大型撓曲坡折背景下始新統(tǒng)低位扇群及漸新統(tǒng)河流水系復(fù)合巖圈閉群，斜坡北部迎翠軒地區(qū)大斷裂下降盤始新統(tǒng)低位扇群等潛力區(qū)帶初現(xiàn)曙光，根據(jù)巖性勘探新思路，初步估算西湖凹陷保俶斜坡帶具有4億噸油當(dāng)量的勘探潛力。

3.2 中央背斜帶古構(gòu)造、圈閉、斷裂、儲(chǔ)蓋組合四要素疊合區(qū)為大中型油氣田發(fā)育區(qū)

中央背斜帶經(jīng)歷了拗陷期強(qiáng)烈擠壓反轉(zhuǎn)，形成了壓扭反轉(zhuǎn)斷層和大型反轉(zhuǎn)背斜，具有“先存古構(gòu)造背景、發(fā)育大型構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉、斷砂配置關(guān)系好以及具備高效儲(chǔ)蓋組合”四元控藏的特征，大中型氣田主要發(fā)育在4個(gè)有利成藏條件疊合的部位。在新的油氣富集規(guī)律指導(dǎo)下，重新對(duì)中央背斜帶已生產(chǎn)油氣田和含油氣構(gòu)造進(jìn)行“二次勘探”，取得了重大突破。認(rèn)為在中央背斜帶中北部還有與花港、古珍珠等千億方級(jí)氣田成藏條件相似的龍井構(gòu)造，而在中南部以中上組合為主要目的層部署的一批開發(fā)調(diào)整井，均獲得了高產(chǎn)油氣發(fā)現(xiàn)，為老區(qū)挖潛增產(chǎn)開辟了新領(lǐng)域。尤其是湖心亭油氣田花港組及以上的淺層系成功突破，堅(jiān)定了深氣淺找的信心。下一步應(yīng)以構(gòu)造背景—斷層—儲(chǔ)蓋耦合關(guān)系為關(guān)鍵要素，結(jié)合花港組及以上砂體發(fā)育特征，在背斜構(gòu)造側(cè)翼，落實(shí)與通源斷裂伴生的上層系構(gòu)造圈閉及構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉目標(biāo)(圖4)。

圖4 東海西湖凹陷湖心亭構(gòu)造—巖性復(fù)合油氣藏成藏模式Fig.4 Accumulation model of Huxinting structural-lithological reservoir in Xihu Sag, East China Sea

以中央背斜帶4個(gè)有利成藏要素疊合為依據(jù)，可以優(yōu)選出下步勘探一類目標(biāo)有龍井、湖心亭、秋月等，可以形成千億方級(jí)大氣田；二類目標(biāo)有天外天、春曉、殘雪、斷橋等，可以形成百億方級(jí)中型氣田；三類目標(biāo)為玉泉構(gòu)造北部。初步估算西湖凹陷中央背斜帶還具有3萬(wàn)億方氣當(dāng)量的勘探潛力。