東海盆地西湖凹陷成藏動力系統特征

姜文斌，陳永進，李 敏

(教育部海相儲層演化與油氣富集機理重點實驗室 中國地質大學，北京 100083)

東海盆地西湖凹陷成藏動力系統特征

姜文斌，陳永進，李 敏

(教育部海相儲層演化與油氣富集機理重點實驗室 中國地質大學，北京 100083)

成藏動力系統是油氣在多種動力學機制作用下從源巖到圈閉所經過的路線。西湖凹陷是東海盆地主要的油氣勘探區域，具有良好的油氣勘探遠景。基于鉆井、地震及相關分析化驗資料，在描述流體動力場(包括地溫場、壓力場)特征的基礎上，探討西湖凹陷油氣成藏動力系統的特征。根據東海西湖凹陷構造、沉積演化特征，烴源巖特征以及異?？紫读黧w壓力的分布特征，運用成藏動力系統劃分的方法進行分析，認為研究區自下而上分為4個成藏動力系統。研究結果在油氣勘探開發方面具有指導意義。

溫壓場;剩余孔隙流體壓力;成藏動力系統;西湖凹陷;東海盆地

引 言

成藏動力系統理論是含油氣系統理論結合中國東部陸相盆地的勘探實際發展起來的［1］。成藏動力系統是含油氣盆地中天然流體系統的重要組成部分，是油氣在多種動力學機制作用下從源巖到圈閉所經過的路線［2－3］。賈健誼等［4］曾根據地震剖面及鉆井資料將東海盆地西湖凹陷劃分為2個主要的含油氣系統。本文基于鉆井、地震及相關分析化驗資料，在描述流體動力場(地溫場、壓力場)特征的基礎上，從流體驅動力角度探討西湖凹陷的油氣成藏動力系統特征。

1 區域地質概況

西湖凹陷位于東海陸架盆地東北部，面積約為4.6×104km2，目前是東海陸架盆地的主要油氣勘探區。西湖凹陷由西向東又可分為西部斜坡帶、西部次洼、中央反轉構造帶、東部次洼、東部邊緣斷裂帶5個次級構造單元。西湖凹陷主要為第三系沉積充填，具有多凹、多隆及多沉積中心的沉積格局［5］，縱向上發育古新統、始新統和漸新統3套烴源巖，烴源巖類型主要有泥巖、炭質泥巖和煤。_

2 溫壓場特征

2.1 溫度場

根據東海西湖凹陷30口井鉆井測試資料，西湖凹陷現今地溫梯度總體較高，平均為0.035℃/m，且不同埋深段和構造單元具有不同的地溫場特征。在縱向上，淺部的地溫梯度高于深部，大致以3 500 m埋深為界，淺部為0.038℃/m左右，深部為0.030℃/m左右。在不同構造單元上，西部斜坡帶和中央反轉構造帶的地溫梯度較高，分別為0.036℃/m和0.038℃/m。

2.2 壓力場

2.2.1 儲層壓力特征

鉆井試油壓力數據分析研究區內不同構造單元的儲層壓力展布特征表明，西部斜坡帶的淺部儲層處于正常壓力，深部儲層則普遍發育異常高壓;中央反轉構造帶的淺部屬正常壓力系統，深部超壓幅度較小，以弱超壓為主［6］。

對東海盆地西湖凹陷40口單井泥巖聲波時差值進行研究，利用回歸分析得出泥巖聲波時差隨深度變化關系(圖1)?？傮w趨勢是隨著沉積物埋藏不斷加深，沉積物壓實程度加大，聲波時差值逐漸變小。但從某一深度開始，上覆負荷的增加未能使聲波時差值隨深度降低，因而偏離了正常壓實趨勢線，出現了欠壓實現象。

圖1 西湖凹陷泥巖聲波時差隨深度變化關系

2.2.2 異?？紫读黧w壓力特征

地層異?？紫读黧w壓力是油氣運移的主要動力，異常壓力層是劃分成藏動力系統的基礎。泥巖聲波時差值能較好地反映地層的壓實狀況，因此，可利用區內的測井資料，讀取泥巖聲波時差資料，進而計算地層孔隙流體壓力［7］。由計算可知，在始新統平湖組、漸新統花港組和中新統龍井組內存在高異常孔隙流體壓力，結合構造－沉積演化特征、壓力分布狀況，在井間地層對比的基礎上，展示井間孔隙流體壓力分布特征。

選取PH5、HY1－1－1、CX3井和 DQ2井做井間對比(圖2)，PH5井位于西部斜坡帶，可以看出在中央反轉構造帶上出現3條明顯的斷層，影響油氣的運聚，異?？紫读黧w壓力主要分布在花港組和平湖組1～2段內。

圖2 西湖凹陷東西向剩余孔隙流體壓力剖面

在中央反轉構造帶上選取Chx1井、TWT2井、DQ2井和YQ1井做井間對比，斷層為油氣垂向運聚的主要通道。由于斷層的影響，在 DQ2井和YQ1井之間(寧波構造帶與黃巖構造帶之間)存在異?？紫读黧w壓力的消失現象。

在西部斜坡帶上選取PH7井、BYT2井、WYT1井和KQT1井做井間對比，可以看出地層變化相對較平緩，在花港組上、花港組下、平湖組1～2和平湖組3～4段存在4套異?？紫读黧w壓力帶。

3 西湖凹陷成藏動力系統劃分

西湖凹陷成藏動力系統劃分的依據是:①西湖凹陷構造－沉積具有明顯的多旋回性;②西湖凹陷多油氣源、多儲層和多套生儲蓋組合的成藏特點;③異常孔隙流體壓力垂向上具有旋回性、平面上具有分帶性;④西湖凹陷具有較高的地溫梯度。結合西湖凹陷地區構造、沉積演化特征、油源特征以及異?？紫读黧w壓力的分布特征，可將本區自下而上分為4個成藏動力系統。

(1)底部自源高壓成藏動力系統。由于目前凹陷內尚無鉆井揭示古新統地層，所獲資料較少且綜合研究不夠，本次研究僅對古新統系統的特征作一嘗試性的初步探討。從西湖凹陷HY7－1及14－1油氣藏的流體特征［8］可以得出，天然氣樣品分布區域與源巖樣品分布區域不重合，西湖凹陷的天然氣很可能來源于埋藏更深、成熟度更高的源巖，由此推測在古新統(包括下始新統)內存在1套烴源巖系;上覆巖層厚度大，導致烴源巖熱演化時間長，成熟度高，多已達濕氣－干氣生成階段;可能的儲集層位包括古新統、始新統平湖組、漸新統花港組及中新統龍井組，可能的蓋層包括古新統、始新統平湖組、漸新統花港組及中新統龍井組，可構成新生古儲型、自生自儲型及下生上儲型等儲蓋組合類型。

(2)下部自源－它源高壓成藏動力系統。該系統以漸新統中部的泥巖及炭質泥巖形成的異常高壓帶與上部分開。系統［9－10］的烴源巖為始新統平湖組泥巖和煤;儲集巖為始新統平湖組、漸新統花港組和中新統龍井組砂巖;平湖組和花港組上部連續分布的厚層泥巖為該系統的區域性蓋層，龍井組泥巖可作為本系統的局部蓋層;中央反轉構造帶是研究區最有利的油氣運移指向之一，斷層是主要的垂向運移通道，平湖組和花港組的不整合面為重要的橫向運移通道。

(3)中部自源－它源高壓－常壓成藏動力系統。該油氣系統的烴源巖為漸新統花港組泥巖、炭質泥巖和煤;儲集巖為花港組和龍井組下部砂巖;蓋層為花港組上段泥巖和龍井組上部泥巖。該系統［11］的地層分布范圍為自漸新統花港組底面到上新統三潭組地層的頂面;中央反轉構造帶上發育較多高角度斷層和裂縫，它們是主要的垂向運移通道，花港組內的砂巖輸導層為重要的橫向運移通道。該油氣系統的地理分布范圍也較廣，但比下部自源－它源混源高壓成藏動力系統的展布范圍小，主要分布于西部次洼、中央反轉構造帶、東部次洼及西部斜坡帶的中南段，構成以自生自儲型為主、以下生上儲型為輔的生儲蓋組合。

(4)上部它源常壓－高壓成藏動力系統。中新統龍井組內烴源巖埋深較淺，且經歷的熱演化時間較短，成熟度低，無有效烴源巖，在中央反轉構造帶上斷層發育程度較大，為油氣運移提供良好的通道。油氣主要來源于始新統平湖組和漸新統花港組內的烴源巖;龍井組砂巖為主要儲集巖，蓋層為龍井組上部泥巖。斷橋油氣田油氣沿中央反轉構造帶上斷層向上運移、聚集，在下中新統龍井組內成藏(圖3)。

圖3 斷橋油氣田油氣運聚特征

總之，西湖凹陷發育多個成藏動力系統，其中以平湖組烴源巖為源層的成藏動力系統最為重要。

4 成藏動力系統研究對油氣勘探的指導意義

成藏動力系統研究有利于西湖凹陷進一步的油氣勘探開發。研究表明，在以下部自源－它源高壓成藏動力系統和中部自源－它源高壓－常壓成藏動力系統為主要勘探對象的同時，應加強對上部它源常壓－高壓成藏動力系統和底部自源高壓成藏動力系統的勘探研究。

4.1 自源成藏動力系統

由成藏動力系統研究可知，西湖凹陷底部、下部和中部都存在自源成藏動力系統。對底部而言，推測西部斜坡帶的古新統為潛在的油氣勘探有利層系，有利勘探地帶主要位于地層埋藏相對較淺、烴源巖熱演化程度相對較低的斜坡帶南部地區;對下部和中部而言，可根據生儲蓋組合以及油氣運移通道來追蹤油氣成藏過程，進一步加深對平湖組和花港組層系的油氣勘探。

4.2 它源成藏動力系統

由成藏動力系統研究可知，西湖凹陷下部、中部和上部都可為其他成藏動力系統提供油源。對下部和中部成藏動力系統而言，可根據現有資料分析其油氣來源和運移通道，確定其油氣運移方向，進而確定油氣的有利聚集帶;對上部而言，有利于油氣聚集的上部層系(中新統及其以上層系)主要展布于中央反轉構造帶。在西湖凹陷內，推測該類油氣藏主要分布于中央背斜帶的中、北部及東部次洼的斷橋構造。

5 結論

(1)西湖凹陷現今地溫梯度總體較高，平均為0.035℃/m，且不同埋深段和構造單元地溫場特征各異。西湖凹陷泥巖段與儲層(砂巖)段具有不同的壓力特征，深部泥巖段一般表現為局部存在欠壓實現象，具有異常高孔隙流體壓力。

(2)根據西湖凹陷地區構造、沉積演化特征，油源特征以及異常孔隙流體壓力的分布特征，可將研究區自下而上分為底部自源高壓成藏動力系統、下部自源－它源高壓成藏動力系統、中部自源－它源高壓－常壓成藏動力系統和上部它源常壓－高壓成藏動力系統4個成藏動力系統。

(3)研究表明，下部自源－它源高壓成藏動力系統和中部自源－它源高壓－常壓成藏動力系統為西湖凹陷油氣勘探開發的主要目標，應繼續在平湖組和花港組內尋找自源－它源油氣藏，同時加強中央反轉構造帶上部它源常壓－高壓成藏動力系統和西部斜坡帶底部自源高壓成藏動力系統的勘探研究。

［1］吳元燕，呂修祥.利用含油氣系統認識油氣分布［J］.石油學報1995，16(4):17－22.

［2］田世澄，陳永進，張興國，等.論成藏動力系統中的流體動力學機制［J］.地學前緣，2001，8(4):329－336.

［3］田世澄，孫自明，傅金華，等.論成藏動力學與成藏動力系統［J］.石油與天然氣地質，2007，28(2):129－138.

［4］賈健誼，顧惠榮.東海西湖凹陷含油氣系統與油氣資源評價［M］.北京:地質出版社，2002:166.

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［6］張先平，張樹林，陳海紅，等.東海西湖凹陷平湖構造帶異常壓力與油氣成藏［J］.海洋地質與第四紀地質，2007，27(3):93 －97.

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［8］陳曉東.西湖凹陷黃巖7－1及14－1油氣藏特征及成藏模式［J］. 中國海上油氣(地質)，2003，17(1):57－63.

［9］顧惠榮，賈健誼，葉加仁.東海西湖凹陷含油氣系統特征［J］.石油與天然氣地質，2002，23(3):295－297.

［10］王闖，閆潔，王麗順.東海西湖凹陷中南部油氣成藏動力學特征及成藏機理［J］.海洋石油，2008，28(4):1－5.

［11］葉加仁，顧惠榮，賈健誼.東海陸架盆地西湖凹陷油氣成藏動力學［J］.天然氣工業，2005，25(12):5－8.

Characteristics of migration－accumulation dynamic system in the Xihu depression，East China Sea Basin

JIANG Wen－bin，CHEN Yong－jin，LI Min
(MOE Key Laboratory of Marine Reservoir Evolution and Hydrocarbon Accumulation Mechanism，China University of Geosciences，Beijing100083，China)

Migration－accumulation dynamic system refers to the fairway from source rock to trap under the actions of multiple dynamic mechanisms．Xihu depression as a major oil and gas exploration area in East China Sea Basin has a promising exploration prospect．The characteristics of migration －accumulation dynamic system in the Xihu depression is discussed based on drilling，seismic and relevant analysis data and the description of fluid dynamic field(including geotemperature field and pressure field)．The study area has been divided into four migration－accumulation dynamic systems from below according to the characteristics of structural and sedimentary evolution，source rock，and abnormal pore fluid pressure distribution in the Xihu depression of East China Sea．This study will be instructive to further oil and gas exploration．

geotemperature－pressure field;residual pore fluid pressure;migration－accumulation dynamic system;Xihu depression

TE122.3

A

1006－6535(2011)05－0033－04

20110302;改回日期20110321

國家自然科學基金“龍門山斷裂帶晚生代走滑運動及其成因機制研究”(40702036)

姜文斌(1984－)，男，2004年畢業于中國地質大學(北京)數學與應用數學專業，現為該校石油與天然氣工程專業在讀碩士研究生，從事石油與天然氣開發技術研究工作。

編輯 黃華彪