吳迅達(dá)廖 晉孫文釗劉 平李春雷

中海石油(中國(guó))有限公司海南分公司,海南 海口570100

鶯歌海盆地位于南海北部西北邊緣,盆地總體以菱形帶狀沿北北西向展布,是南海西北部大陸邊緣中非常獨(dú)特的新生代走滑伸展盆地(何家雄等,2008;楊東輝等,2019)。勘探早期,主要聚焦于中央坳陷帶淺層的上新統(tǒng)鶯歌海組常溫、常壓領(lǐng)域?！笆濉币詠?lái),盆地中深層中新統(tǒng)黃流組高溫高壓天然氣勘探取得新突破,發(fā)現(xiàn)了東方13-1和東方13-2兩個(gè)高溫超壓氣田(劉志杰等,2015)。東方13-1、13-2高溫超壓氣田的發(fā)現(xiàn)共同揭示了鶯歌海盆地中央泥底辟帶及圍區(qū)中深層超壓領(lǐng)域天然氣成藏新模式。鶯歌海盆地?zé)N源條件優(yōu)越,勘探上已經(jīng)證實(shí)盆地主要發(fā)育中新統(tǒng)、漸新統(tǒng)、始新統(tǒng)3套烴源巖;東、西物源的沉積體系控制著不同層系氣田的儲(chǔ)層分布;底辟構(gòu)造及超壓分布也影響著油氣的運(yùn)聚成藏。相關(guān)學(xué)者對(duì)鶯歌海盆地油氣成藏條件及天然氣分布規(guī)律有過(guò)一定程度的研究(黃保家等,2007;郭瀟瀟等,2017),但缺少成藏要素綜合分析及天然氣分布與富集規(guī)律的系統(tǒng)總結(jié)。因此,文章系統(tǒng)梳理了鶯歌海盆地的地質(zhì)概況、烴源巖特征、儲(chǔ)層沉積模式、天然氣成藏條件及主控因素,并對(duì)其大中型氣田分布富集規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié),期望可以為同類型盆地天然氣勘探起到借鑒作用。

1 地質(zhì)概況及勘探成果

鶯歌海盆地劃分為3個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元,分別是鶯東斜坡帶、中央坳陷帶、鶯西斜坡帶,其中中央坳陷帶包括鶯歌海凹陷和臨高凸起2個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元(圖1)。盆地沉積地層自下而上依次為古近系始新統(tǒng)(地震反射界面T80—T100)、漸新統(tǒng)崖城組(地震反射界面T70—T80)和陵水組(地震反射界面T60—T70)、新近系中新統(tǒng)三亞組(地震反射界面T50—T60)、梅山組(地震反射界面T40—T50)和黃流組(地震反射界面T30—T40)、上新統(tǒng)鶯歌海組(地震反射界面T20—T30)和第四系更新統(tǒng)樂(lè)東組(張迎朝等,2016)。

圖1 鶯歌海盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨坝蜌馓镂恢肍ig.1 Map showing tectonic units and locations of petroleum field in the Yinggehai Basin

鶯歌海盆地構(gòu)造演化主要受印支半島逃逸擠出構(gòu)造和擠壓-伸展構(gòu)造系統(tǒng)影響,新生代以來(lái)經(jīng)歷了3個(gè)構(gòu)造演化階段,即左旋走滑-伸展裂陷階段、中下地殼韌性伸展-熱沉降階段和加速沉降階段。盆地發(fā)育特殊的泥底辟構(gòu)造活動(dòng),在中央坳陷帶中部發(fā)育沿盆地長(zhǎng)軸方向展布的泥底辟構(gòu)造群,其構(gòu)造包括底辟構(gòu)造本身及其形成的構(gòu)造脊,稱之為中央泥底辟帶。泥底辟構(gòu)造活動(dòng)過(guò)程中普遍伴隨著熱流體活動(dòng),導(dǎo)致盆地地溫梯度明顯升高,相應(yīng)地層也發(fā)育超壓,是一個(gè)典型的“高壓熱盆”。底辟構(gòu)造活動(dòng)和異常高溫高壓控制著盆地油氣生成、運(yùn)聚和保存,大部分的氣田形成及分布均與其有關(guān)。

鶯歌海盆地油氣勘探始于1957年,經(jīng)過(guò)幾十年的勘探,在盆地淺層(鶯歌海組及以上地層)和中深層(黃流組和梅山組)均取得了天然氣勘探發(fā)現(xiàn),先后發(fā)現(xiàn)了東方1-1、樂(lè)東22-1、樂(lè)東15-1、東方13-1、東方13-2、東方1-4等一批氣田。2005至2014年十年累計(jì)新增探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為1245×108m3。

鶯歌海盆地的天然氣資源主要集中在中央坳陷帶的東方區(qū)和樂(lè)東區(qū),超過(guò)95%的資源量和100%的產(chǎn)量均位于這兩個(gè)勘探區(qū)內(nèi)(韓光明等,2012;徐新德等,2015,2019)。天然氣主要包括烴類氣體、CO2和N2,其中烴類氣體含量在不同氣田、層位之間變化較大,介于5.0%～95.0%之間,天然氣C1/C1-5為0.92～0.99,天然氣甲烷碳同位素δ13C1為-27.0‰～-63.1‰,除少數(shù)生物成因氣以外,天然氣甲烷碳同位素主體較重,介于-30.0‰～-39.0‰之間,天然氣乙烷碳同位素δ13C2分布于-17.8‰～-29.5‰,屬于煤型氣(Hao et al., 1996; Huang et al., 2003,2005; 郭瀟瀟等,2017)。

2 烴源巖特征

鶯歌海盆地主要發(fā)育3套烴源巖,包括中新統(tǒng)梅山組和三亞組海相泥頁(yè)巖、漸新統(tǒng)崖城組—陵水組炭質(zhì)泥巖和煤層以及始新統(tǒng)湖相泥巖(黃保家等,2010;李曉唐等,2016a,2016b)。烴源巖的發(fā)育取決于盆地的構(gòu)造-沉積演化過(guò)程,凹陷或坳陷中烴源巖的類型和發(fā)育的地質(zhì)時(shí)代在不同的構(gòu)造演化條件下差異巨大(熊小峰等,2016)。

梅山組和三亞組烴源巖主要沉積于濱淺海沉積環(huán)境,氫指數(shù)(HI)均小于350 mg/g,Tmax主體上介于415～450 ℃之間,有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ2型和Ⅲ型,為傾氣型烴源巖。梅山組和三亞組有機(jī)質(zhì)豐度較低,總有機(jī)碳含量(TOC)一般小于1.0%,值得注意的是,LD30-1-1A和LD22-1-7兩口探井中鉆遇的黃流組下段及梅山組—三亞組地層中泥巖TOC明顯增高,介于0.4%～4.51%之間。其中,梅山組泥巖在LD30-1-1A井中的TOC最高可達(dá)2.97%;LD22-1-7井中梅山組泥巖TOC普遍較高,介于1.52%～2.4%之間,高有機(jī)質(zhì)豐度的梅山組灰色純泥巖厚達(dá)442.5 m。

崖城組—陵水組烴源巖主要發(fā)育在濱海相和淺海相沉積環(huán)境(李曉唐等,2016a),鉆井揭示烴源巖HI一般小于400 mg/g,Tmax介于420～450 ℃之間,主要為Ⅱ-Ⅲ型有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)豐度高,總有機(jī)碳含量0.64%～3.46%,生烴潛力較高,為好烴源巖。YC19-2-1、107-PA-1X、112-BT-1X、118CVX-1X、118-BT-1X等井都揭示了這套烴源巖。

中央坳陷帶主要發(fā)育漸新統(tǒng)和中新統(tǒng)兩套烴源巖,但是從越南等周邊盆地對(duì)比情況和盆地演化的角度分析,中央坳陷帶也可能發(fā)育始新統(tǒng)烴源巖。在越南104-QMV-1x井鉆遇的始新統(tǒng)泥巖的TOC為0.42%～0.90%,有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ2為主,主要為中等級(jí)別烴源巖。

鶯歌海盆地在新近紀(jì)和第四紀(jì)經(jīng)歷了快速沉降,沉積了巨厚的新近系和第四系,這種快速沉積導(dǎo)致地層流體排出不均衡,形成異常高溫超壓環(huán)境(殷秀蘭和李思田,2000;張功成等,2012;Chen,2019)。超壓頂界面在中央坳陷帶埋深為3000 m左右,底辟構(gòu)造發(fā)育區(qū)異常壓力明顯,相比于其他超壓盆地來(lái)講,鶯歌海盆地超壓頂面埋藏深度相對(duì)較淺。鶯歌海盆地地層實(shí)測(cè)壓力系數(shù)為2.30,平均地溫梯度4.0 ℃/100 m,而中央坳陷帶的底辟發(fā)育區(qū)地溫梯度高達(dá)4.32～5.21 ℃/100 m。鶯歌海盆地的地?zé)崃髦蹈哌_(dá)69～89 mW/m2,為明顯的熱盆 (He et al., 2002)。根據(jù)盆地模擬結(jié)果,梅山組烴源巖成熟度RO介于0.4%～1.6%之間,中央坳陷帶烴源巖均已進(jìn)入成熟階段,樂(lè)東區(qū)部分源巖成熟度RO大于1.4%,進(jìn)入濕氣階段(圖2a)。三亞組烴源巖成熟度明顯高于梅山組,中央坳陷帶烴源巖成熟度RO介于1.0%～3.0%之間,烴源巖處于濕氣和干氣階段(圖2b)。崖城組—陵水組烴源巖成熟度進(jìn)一步增加,中央坳陷帶烴源巖處于干氣—過(guò)成熟階段(圖2c)。始新統(tǒng)烴源巖由于埋藏較深,成熟度RO介于1.0%～4.5%之間,為干氣—過(guò)成熟階段(圖2d)。

相關(guān)學(xué)者對(duì)鶯歌海盆地?zé)N源巖熱演化開(kāi)展了大量的研究工作,認(rèn)為高地溫疊加熱流體活動(dòng)促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化,同時(shí)超壓對(duì)烴源巖成熟熱演化有一定的抑制(郝芳等,2006;黃保家等,2007,2010),不同有機(jī)質(zhì)類型烴源巖的生排烴效率和排烴機(jī)理存在差異(胡錦杰等,2020)。新近系和第四系的沉積厚度和沉積速率控制了鶯歌海盆地現(xiàn)今烴源巖成熟度的分布(熊小峰等,2016)。

a—梅山組;b—三亞組;c—陵水組;d—始新統(tǒng)圖2 中新統(tǒng)—漸新統(tǒng)不同組段和始新統(tǒng)烴源巖成熟度(R O)等值線圖Fig.2 Contour maps showing the maturity (R O) of the source rocks of the Miocene and Oligocene in different formations and in the Eocene(a) Meishan Formation; (b) Sanya Formation; (c) Lingshui Formation; (d) Eocene

3 儲(chǔ)層沉積模式

受伸展-走滑型盆地構(gòu)造演化影響(孫珍等,2007),鶯歌海盆地發(fā)育了非經(jīng)典的層序地層格架,主要表現(xiàn)為古近系發(fā)育斷裂坡折,層序界面分布受周邊斷裂控制,界面關(guān)系以上超、斷超、削蝕為主;新近系受斷裂、隱伏斷裂控制,樂(lè)東區(qū)發(fā)育陸架坡折,其他區(qū)域發(fā)育撓曲坡折、隱伏斷裂坡折等,界面關(guān)系以侵蝕、上超、削蝕等為主(圖3)。鶯歌海盆地沉積地層主要受東、西兩大物源體系影響,其中西物源來(lái)自于越南紅河、藍(lán)江、馬江等地區(qū),東物源來(lái)自于海南島昌化江、黎河等地區(qū)。概括來(lái)講,中新統(tǒng)黃流組沉積時(shí)期,主要發(fā)育三角洲、海底扇、重力流水道等沉積相,沉積物主要來(lái)自于西物源;上新統(tǒng)鶯歌海組沉積時(shí)期,主要發(fā)育三角洲、海底扇、重力流水道、濁積水道等沉積相,沉積物主要來(lái)自于東物源。

圖3 鶯歌海盆地中新統(tǒng)梅山組一段—上新統(tǒng)鶯歌海組層序地層格架Fig.3 Sequence stratigraphic framework of the first member of the Miocene Meishan Formation—Pliocene Yinggehai Formation in the Yinggehai Basin

3.1 東方區(qū)黃流組沉積特征

鶯歌海盆地北部蓋層主要為巨厚的新近系地層,初始階段東西盆緣發(fā)育斷裂坡折帶,控制了沉積樣式,隨著斷裂活動(dòng)的減弱,坡折帶逐漸演化成緩坡及陸架坡折帶。而鶯西斜坡帶則持續(xù)發(fā)育,且在斜坡帶中發(fā)育構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶,有利于沉積物源由昆嵩隆起向東方區(qū)長(zhǎng)距離搬運(yùn)。在黃流組沉積后期,由于區(qū)域構(gòu)造活動(dòng),導(dǎo)致鶯西斜坡帶沉積物發(fā)生了再搬運(yùn)和再沉積,從而形成了大型海底扇。海底扇在地震剖面上顯示出小丘狀、強(qiáng)振幅反射的特征。而海底扇上部的淺海相沉積物在地震剖面上則主要以亞平行、中連續(xù)、中—弱振幅反射為主。因此,經(jīng)由地震剖面可以識(shí)別出區(qū)域淺海相蓋層與海底扇組合(圖4)。

圖4 黃流組西物源海底扇沉積地震相(剖面位置見(jiàn)圖1)Fig.4 Sedimentary seismic facies of the western provenance submarine fan of the Huangliu Formation (Location of the profile is shown in Fig.1)

基于坡折線及儲(chǔ)集體在平面上的分布關(guān)系可以確認(rèn)大型儲(chǔ)集體的形成和分布與坡折帶有直接關(guān)聯(lián),代表了構(gòu)造與沉積作用的統(tǒng)一。鶯歌海盆地西部的藍(lán)江攜帶著來(lái)自昆嵩隆起的優(yōu)質(zhì)物源、經(jīng)過(guò)鶯西斜坡帶中部的構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶進(jìn)入東方區(qū),形成三角洲及三角洲前方的海底扇。地震剖面顯示,在三角洲及海底扇之間發(fā)育撓曲坡折,控制了海底扇分布(圖5)。經(jīng)過(guò)綜合研究,確認(rèn)鶯歌海盆地海底扇總面積近2000 km2,具有形成大型氣藏的基礎(chǔ)。

圖5 鶯歌海盆地中央泥底辟帶東方區(qū)晚中新世—上新世海底扇沉積模式Fig.5 Sedimentary patterns of late Miocene—Pliocene submarine fans in the eastern zone of the central mud diapir zone in the Yinggehai Basin

東方區(qū)的大型海底扇主要受物源和構(gòu)造環(huán)境雙重控制。鉆井和地震資料顯示海底扇水道化現(xiàn)象極其常見(jiàn),表明物源豐富且存在陣發(fā)性的強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境,然而海底扇水道砂巖粒度變化小,主要為(粉)細(xì)砂巖,說(shuō)明了藍(lán)江三角洲物源經(jīng)長(zhǎng)距離搬運(yùn)后粒度已變細(xì),再搬運(yùn)而沉積后亦是細(xì)粒的狀況。

3.2 樂(lè)東區(qū)淺層樂(lè)東組—鶯歌海組沉積特征

中央泥底辟帶淺層已勘探發(fā)現(xiàn)了東方1-1、樂(lè)東22-1、樂(lè)東15-1等一批大中型氣田,主要產(chǎn)氣層均為細(xì)粒儲(chǔ)層,其成因與遠(yuǎn)離周邊隆起物源區(qū)有關(guān),屬于淺?！肷詈橹黧w的環(huán)境下發(fā)育的低位濱海灘壩、濱外砂壩、臺(tái)地砂、風(fēng)暴砂、水道砂或海底扇遠(yuǎn)端等沉積。由于埋深淺(多小于1500 m),成巖作用較弱,故而儲(chǔ)層物性良好。

樂(lè)東區(qū)構(gòu)造在地震反射界面T27—T28層序發(fā)育時(shí)發(fā)生了幕式的底辟活動(dòng),地層上拱形成半深海中的淺海環(huán)境,圍繞底辟帶發(fā)育大面積濱外砂壩夾風(fēng)暴砂,巖性主要是厚層粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖,地震剖面上顯示多套波組強(qiáng)振幅異常。樂(lè)東組和鶯歌海組沉積時(shí)期陸架、陸坡區(qū)及盆底發(fā)育陸架砂脊、濱外砂壩、風(fēng)暴砂等沉積類型(圖6),巖性主要是厚層粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖,在坳陷帶發(fā)育底辟活動(dòng)及地層上拱,形成有利圈閉。

圖6 中央泥底辟帶樂(lè)東區(qū)淺層氣田群儲(chǔ)層沉積及分布模式Fig.6 Reservoir deposition and distribution model of shallow gas field group in the Ledong area of the central mud diapir zone

4 天然氣成藏條件及主控因素

4.1 高地溫梯度及腐殖型有機(jī)質(zhì)是形成天然氣藏的基礎(chǔ)

鶯歌海盆地底辟構(gòu)造活動(dòng)過(guò)程中普遍伴隨著熱流體活動(dòng),熱流體活動(dòng)影響的層段地溫梯度明顯升高,平均地溫梯度大于4.6 ℃/100 m,最高可達(dá)5.4 ℃/100 m。高的地溫梯度往往會(huì)導(dǎo)致烴源巖“提前成熟”,在YGH2井地球化學(xué)剖面上觀察到該井在2000～2650 m井段,鏡質(zhì)體反射率(RO)出現(xiàn)明顯異常,較背景值增大約0.2%,并于2650 m進(jìn)入烴源巖成熟門限,這個(gè)門限深度比中央坳陷帶內(nèi)無(wú)熱流體影響的區(qū)域大約淺350 m。由于鶯歌海盆地海相烴源巖時(shí)代較年輕,這種熱流體活動(dòng)導(dǎo)致的高地溫梯度對(duì)烴類流體的生成具有重要意義,該區(qū)高地溫梯度及中新統(tǒng)和崖城組豐富的腐殖型有機(jī)質(zhì)是形成天然氣田的基礎(chǔ)。

4.2 流體運(yùn)聚輸導(dǎo)體系是天然氣成藏的必要條件

源、儲(chǔ)距離較遠(yuǎn)情況下,輸導(dǎo)體系是控制油氣成藏富集的重要因素 (馮興強(qiáng)和宋海明,2020)。鶯歌海盆地中央坳陷帶廣泛發(fā)育異常超壓區(qū)和底辟構(gòu)造區(qū)(張敏強(qiáng)等,2004;王振峰和裴健翔,2011;謝玉洪等,2012;張伙蘭等,2013)。盆地中央泥底辟帶的平面展布具有明顯的分帶性,成群成帶分布,走向近南北向,形態(tài)各異,大多數(shù)為短軸背斜構(gòu)造。底辟構(gòu)造發(fā)育層位主要在中新統(tǒng)和上新統(tǒng),剖面形態(tài)變化較大。

中央泥底辟帶深部流體的主要輸導(dǎo)通道為不同規(guī)模的斷裂和裂隙系統(tǒng),可劃分為底辟穿刺型斷裂、拱張型斷裂和微裂隙3類。

(1)底辟穿刺型斷裂:斷裂帶穿過(guò)超壓帶和過(guò)渡帶,向上消失于正常壓力的地層內(nèi)。在地震反射剖面上主要以空白反射或模糊反射區(qū)為主,而在高分辨率地震反射剖面上會(huì)顯示出近于垂直的穿層底辟斷裂面,傾角為70°～90°。

(2)拱張型斷裂:沿著底辟斷裂向上突破的高壓流體不僅會(huì)將先存斷裂激活,也會(huì)沿底辟斷裂面旁側(cè)派生出傾角50°～80°的張性斷裂面,這類斷裂主要分布于正常壓力體系和過(guò)渡帶之間。

(3)微裂隙:對(duì)DF1-1-1井的巖心及巖心薄片觀察發(fā)現(xiàn)巖石中存在微裂隙分布。微裂隙的存在提高了滲透率,為油氣的運(yùn)移提供了通道。地震屬性分析顯示東方1-1底辟構(gòu)造及周邊發(fā)育微裂隙,底辟核部裂縫發(fā)育,向底辟波及區(qū)裂縫發(fā)育程度減小,這些微裂隙是天然氣運(yùn)移的有效通道(圖7)。東方區(qū)單井取心段裂縫統(tǒng)計(jì)表明,裂縫平均密度、裂縫密集段相對(duì)長(zhǎng)度與其距底辟之間的距離具有負(fù)相關(guān)性,裂縫發(fā)育程度受控于底辟間的距離。

異常高壓流體周期性突破導(dǎo)致封閉層段幕式破裂,使其上覆地層產(chǎn)生眾多的斷裂、裂隙和微裂隙,這些垂向上眾多的底辟穿刺斷裂+底辟斷裂面旁側(cè)派生的拱張性裂隙+微裂縫和相關(guān)砂體的組合構(gòu)成了深部流體的主要輸導(dǎo)通道,也構(gòu)成了油氣運(yùn)移垂向輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。天然氣在高壓運(yùn)移動(dòng)力驅(qū)使下從深部沿垂向斷裂向上運(yùn)移至淺層背斜中成藏。

紅色模糊區(qū)代表微裂隙發(fā)育區(qū)圖7 鶯歌海盆地中央泥底辟帶微斷裂系統(tǒng)與淺層天然氣流井分布關(guān)系Fig.7 Relationship between the microfracture system in the central mud diapir zone and the distribution of shallow natural gas flow wells in the Yinggehai BasinNote:The red fuzzy area represents the microfissure area

4.3 厚層淺海相泥巖有利于天然氣保存

對(duì)于中淺目的層,泥巖蓋層的發(fā)育情況是決定油氣富集的重要因素(張正濤等,2019)。由于高壓系統(tǒng)易誘發(fā)蓋層破裂,容易導(dǎo)致圈閉失效,因此高壓條件下泥巖的封蓋能力對(duì)天然氣成藏至關(guān)重要。

鶯歌海盆地黃流組一段上部—鶯歌海組二段下部地層廣泛發(fā)育了厚層淺海相泥巖,這套泥巖沉積于淺海環(huán)境,為海侵-高位時(shí)期的沉積產(chǎn)物,壓實(shí)程度高,分布在除了臨高凸起以外的廣大中央坳陷帶,沉積厚度從200 m到1000 m不等。在東方13-1、13-2氣田區(qū),這套淺海相泥巖直接蓋在大套海底扇細(xì)砂巖之上,表現(xiàn)出良好的封蓋性能。從微觀上講,這套蓋層突破壓力與儲(chǔ)層突破壓力的比值一般大于100,甚至在1000以上(表1)。從宏觀上講,東方13-1氣田區(qū)蓋層封閉壓力值主要為25 MPa左右,明顯要大于氣藏剩余壓力,說(shuō)明這套蓋層能夠封閉住富集在其下的天然氣(表2)。東方13-1、13-2氣田的發(fā)現(xiàn)充分說(shuō)明,在盆地中央泥底辟帶的中深層發(fā)育的這套優(yōu)質(zhì)泥巖蓋層,為異常高壓氣藏的形成提供了有效的封蓋。

表1 東方區(qū)高溫超壓氣藏蓋層與天然氣微觀封閉能力特征對(duì)比表Table 1 Parameter comparison table for cap rock of gas reservoir with high temperature and over pressure vesus micro-sealing capacity

表2 東方區(qū)高溫超壓氣藏蓋層與天然氣宏觀封閉能力特征對(duì)比表Table 2 Parameter comparison table for cap rock of gas reservoir with high temperature and over pressure vesus macro-sealing capacity

儲(chǔ)層的剩余壓力受所在氣層的構(gòu)造幅度的影響,一般氣層的構(gòu)造幅度與儲(chǔ)層剩余壓力呈正相關(guān)性。東方29-1構(gòu)造傾角較陡,為3.2°,儲(chǔ)層能量較大,氣藏剩余壓力大于蓋層封閉壓力,儲(chǔ)層流體壓力達(dá)到突破壓力的90%以上,因此蓋層對(duì)天然氣的封蓋能力較弱,造成氣體散失速度大于聚集速度而不易成藏,天然氣只在部分層系聚集成藏。而東方13-1、13-2氣田的構(gòu)造傾角僅為1.1°～1.9°,氣藏剩余壓力小于蓋層封閉壓力,儲(chǔ)層流體壓力低于蓋層破裂壓力的90%,從而蓋層可對(duì)氣藏進(jìn)行有效封閉。

4.4 天然氣運(yùn)聚成藏主控因素

(1)發(fā)育大型重力流海底扇儲(chǔ)集體

利用鉆井和地震資料,綜合分析,確定了東方13-1、東方13-2氣田區(qū)黃流組發(fā)育四期海底扇,且海底扇呈現(xiàn)出由南向北遷移的特征,共發(fā)育11期扇朵葉體,其物源主要為來(lái)自越南方向的西物源。海底扇呈現(xiàn)出似上超狀超覆于構(gòu)造的西翼,其周緣主要為淺海相泥巖,組成了為數(shù)眾多的巖性圈閉,為天然氣的聚集提供了優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)集空間。

(2)高壓泥巖封蓋

鶯歌海盆地黃流組一段上部—鶯歌海組二段下部廣泛發(fā)育厚層淺海相泥巖,壓實(shí)程度高。盆地中央泥底辟帶圍區(qū)中深層發(fā)育優(yōu)質(zhì)厚層泥巖蓋層,在其發(fā)育異常高壓的情況下,為下部氣藏的形成提供了有效封蓋。

(3)底辟微裂縫輸導(dǎo)

鶯歌海盆地底辟構(gòu)造在鶯歌海組—黃流組時(shí)期形成,底辟活動(dòng)多期多幕,延綿不停。但中央泥底辟帶北段和南段在發(fā)生發(fā)展中也有差異。在走滑拉分作用下盆地構(gòu)造沉降中心逐漸向東南方向遷移,與此相應(yīng),底辟活動(dòng)在時(shí)間上向東南方向越來(lái)越晚,在強(qiáng)度上越來(lái)越強(qiáng)。也就是說(shuō),北段東方區(qū)泥底辟構(gòu)造帶形成較早,晚期活動(dòng)較弱。

東方區(qū)高品質(zhì)大三維資料清楚地反映了泥底辟構(gòu)造帶密集的束狀輸導(dǎo)系統(tǒng)(圖8)。密集的斷裂構(gòu)成梅山組—三亞組烴源巖與黃流組一段砂體之間的通道,并終止于黃流組一段砂體上覆的大套泥巖內(nèi),這些斷裂為深層氣源灶排出的天然氣向上運(yùn)移提供了通道,同時(shí)氣源灶由于大量生烴產(chǎn)生的超壓可作為天然氣運(yùn)移的動(dòng)力。在泥底辟構(gòu)造帶外也可見(jiàn)大量的微型斷裂,研究表明這些斷裂形成于上新世早—中期,也是東方區(qū)大型底辟活動(dòng)的產(chǎn)物,同樣為深層天然氣向東方13-1、東方13-2氣田砂體運(yùn)移提供了通道。

圖8 過(guò)東方1-1構(gòu)造相干體三維及平面顯示圖Fig.8 Three-dimensional and planar display of the coherence volume passing through the Dongfang 1-1 structure(a) Three-dimensional display of the coherence volume; (b) Variance slice at 3000 ms

(4)流體超壓驅(qū)動(dòng)

較大的源-儲(chǔ)壓力差提供了天然氣輸導(dǎo)的動(dòng)力,是加速天然氣高效充注的重要原因。東方區(qū)高溫超壓氣藏黃流組儲(chǔ)層直接覆蓋在烴源巖之上,屬于“下生上儲(chǔ)”型儲(chǔ)蓋組合。東方13-1、東方13-2氣田區(qū)源-儲(chǔ)壓差高達(dá)30～75 MPa,遠(yuǎn)大于有效排烴門限值(3～6 MPa),無(wú)疑為天然氣排出烴源灶向上運(yùn)移提供了強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力。

(5)早期成藏有利于保護(hù)儲(chǔ)層

東方13-1、東方13-2氣田中深層黃流組在儲(chǔ)層被深埋壓實(shí)、成巖演化致密前均存在早期天然氣充注過(guò)程,有效地保護(hù)了儲(chǔ)層。

綜上所述,鶯歌海盆地天然氣成藏具有“流體超壓驅(qū)動(dòng)、底辟裂縫輸導(dǎo)、重力流扇體儲(chǔ)集、高壓泥巖封蓋、幕式脫溶成藏”的特色模式,這一認(rèn)識(shí)對(duì)于尋找天然氣富集的“甜點(diǎn)”或“甜區(qū)”具有重要指導(dǎo)意義。

5 大中型氣田分布富集規(guī)律

鶯歌海盆地的勘探成果表明,底辟構(gòu)造對(duì)天然氣田的形成和空間分布有重要的影響,尤其是對(duì)烴源巖生排烴及運(yùn)移聚集過(guò)程中的超壓體系。樂(lè)東15-l氣田發(fā)育在中央泥底辟帶南端;樂(lè)東22-1氣田緊鄰樂(lè)東15-1氣田;東方1-1氣田位于中央泥底辟帶的西北端;東方13-1氣田在東方1-1氣田偏西位置;東方13-2氣田位于中央泥底辟帶的西南,緊鄰東方13-1氣田?？v觀盆地內(nèi)這些大中型氣田的分布,可以發(fā)現(xiàn)氣田分布是有規(guī)律的,主要表現(xiàn)為:

(1)淺層氣田沿中央泥底辟帶分布

中央泥底辟帶淺層形成了5個(gè)氣田及多個(gè)含氣構(gòu)造。氣田包括東方1-1、東方1-4、東方29-1、樂(lè)東15-1和樂(lè)東22-1;含氣構(gòu)造包括樂(lè)東8-1及樂(lè)東28-1等。

(2)中深層巖性氣藏分布于底辟構(gòu)造翼部

中央泥底辟帶中深層巖性氣藏位于東方1-1底辟構(gòu)造西翼,發(fā)育物源來(lái)自越南藍(lán)江的海底扇沉積儲(chǔ)層,勘探發(fā)現(xiàn)了東方13-1、東方13-2大型氣田;同時(shí),東方1-1北、東方1-1東及東方南區(qū)均有形成大型氣田的地質(zhì)基礎(chǔ),存在繼續(xù)突破的潛力。

6 結(jié)論

(1)鶯歌海盆地主要發(fā)育中新統(tǒng)梅山組和三亞組海相泥頁(yè)巖、漸新統(tǒng)崖城組—陵水組炭質(zhì)泥巖和煤層以及始新統(tǒng)湖相泥巖3套烴源巖,烴源巖主要為Ⅱ-Ⅲ有機(jī)質(zhì),處于濕氣—過(guò)成熟階段。

(2)鶯歌海盆地泥底辟形成演化及展布與天然氣運(yùn)聚成藏存在密切的成因聯(lián)系,且控制了天然氣分布與富集,主要表現(xiàn)為該區(qū)淺層氣田沿中央泥底辟帶分布而中深層巖性氣藏則富集在底辟構(gòu)造翼部區(qū)域。

(3)鶯歌海盆地天然氣運(yùn)聚具有“流體超壓驅(qū)動(dòng)、底辟裂縫輸導(dǎo)、重力流扇體儲(chǔ)集、高壓泥巖封蓋、幕式脫溶成藏”的特色成藏規(guī)律。這一規(guī)律對(duì)于指導(dǎo)鶯歌海盆地東方區(qū)中深層勘探和推進(jìn)樂(lè)東區(qū)中深層勘探都具有十分重要的參考意義。