鶯歌海盆地中深層黃流組高壓氣藏形成新模式＊——DF14井鉆獲強超壓優質高產天然氣層的意義

王振峰 裴健翔

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司）

鶯歌海盆地中深層黃流組高壓氣藏形成新模式＊
——DF14井鉆獲強超壓優質高產天然氣層的意義

王振峰 裴健翔

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司）

DF14井在鶯歌海盆地中深層黃流組一段（壓力系數大于1.9）獲得優質高產天然氣流，具有重要的領域突破意義。分析了黃流組高壓氣藏成藏機制，指出氣藏具有縱向聚集、高壓封蓋、大型海底扇砂巖儲集、向底辟構造遠端超覆尖滅形成側封的巖性氣藏新模式。

鶯歌海盆地 中深層 黃流組 高壓 巖性氣藏 成藏模式

鶯歌海盆地是南海北部大陸架邊緣西區的一個富含天然氣盆地，上世紀90年代曾發現一批淺層常溫常壓底辟型天然氣藏，但在此后的十幾年里再未有大中型油氣田發現，人們一度陷于迷茫。而近期完鉆的DF14井在壓力系數大于1.9的中深層黃流組一段獲得日產60多萬立方米的優質高產天然氣流，具有重要的領域突破意義。

1 中深層強超壓優質高產氣層的發現

鶯歌海盆地中深層領域天然氣勘探一直存在著異常高溫高壓條件下天然氣能否成藏、優質儲層是否發育等瓶頸問題。基于該盆地多年已取得的各種地質、鉆井資料和有關文獻，對盆地高溫高壓天然氣成藏諸要素進行了分析，認為鶯歌海盆地底辟構造帶中深層緊鄰烴源巖，處于烴源向淺層氣藏運移的必經之路上，烴源條件優越，同時底辟活動造就了良好的垂向運移通道，那么中深層領域天然氣成藏的關鍵就是優質儲層和具有良好封蓋條件的圈閉的落實。

層序地層學和沉積相研究發現，在中深層黃流組沉積時期，鶯歌海盆地東方區處于濱淺海環境，特別是在黃流組一段（T30—T31層序）低位體系域發育時期，東方區處于東側海南物源和西側越南物源的交匯區（圖1）。東側海南物源控制的沉積是一套富泥質淺海灘壩粉砂巖，地震相表現為平行、連續的強反射（圖2），分布在東方1－1構造東北側，這套粉砂巖為DF12井所揭示，取心資料分析孔隙度為12.8%～16.9%（平均為15.5%），滲透率為0.25～0.96 mD（平均為0.42 mD），屬于中—低孔、特低滲儲層，物性差。西側越南物源控制的沉積是一套規模較大的低位扇（海底扇），面積約2000 km2，主體位于東方1－1構造西側，并在背斜西翼快速尖滅，地震相表現為中—強振幅、丘狀反射，T31界面見明顯下切侵蝕現象（圖2），反映了高能環境下以重力流為主的沉積發育特征，DF11井揭示了這套扇體多套薄層細砂巖，巖心分析孔隙度為19.89%～21.86%（平均為20.57%），滲透率為 2.38～6.12 mD（平均為3.57 mD），物性較DF12井要好。通過比較分析，認為處于西側越南物源控制的這套扇體與DF11井鉆遇的細砂巖在儲層物性上可以類比，因此推測這套扇體應該發育較好的儲層。

基于三維地震資料重處理，利用相干體分析及疊后、疊前反演等各種技術手段反復研究，解釋出一批相互獨立、縱向疊置、橫向連片的巖性圈閉。由于這些砂體所處位置均低于DF11井已鉆遇氣水界面的同期砂體，所以它們成藏的關鍵取決于是否與DF11井的砂體分隔而成為有效的巖性圈閉。綜合地質研究充分論證了這些砂體的圈閉有效性、運移通道條件、儲層物性及其含氣性，在此基礎上優選靶區和井位，提出了DF14井鉆探建議。鉆探結果表明，DF14井在黃流組一段2910～2997 m井段鉆遇厚達87 m的淺灰色含氣細砂巖，對頂部細砂巖進行DST測試獲得了日產60多萬立方米的高產天然氣流，烴類氣含量約80%，地層壓力系數達1.9，地層溫度143℃，屬于強超壓優質高產氣層。

2 中深層黃流組高壓氣藏形成新模式

研究認為，DF14井在中深層黃流組一段揭示了縱向聚集、高壓封蓋、大型海底扇砂巖儲集、向底辟構造遠端超覆尖滅形成側封的巖性氣藏新模式（圖3）。

2.1 縱向聚集

DF14井鉆獲天然氣組分分析結果表明，烴類氣占76.72% ～79.47%，CO2占 13.94% ～15.28%，N2占6.57%～8.00%，屬于含非烴優質天然氣；天然氣干燥系數（C1/∑C1－5）為0.97～0.98，甲烷碳同位素為－36.67‰～－35.52‰，屬于高成熟階段生成的天然氣；乙烷碳同位素為－26.15‰～－25.35‰，反映其來源為腐殖型母質類型烴源巖生成的天然氣；二氧化碳碳同位素為－9.37‰～－5.60‰。從較低的CO2含量與相對較輕的δ13CCO2關系分析，認為該井CO2為有機與無機混合成因的產物，且來自烴源巖中鈣質泥巖熱分解的可能性較大。DF14井中深層天然氣的上述特征與東方1－1氣田淺層發現的高成熟富烴天然氣組成相似、碳同位素特征相近，說明兩者的來源應該一致。據前人研究，東方1－1氣田的高成熟富烴天然氣主要來自下伏深埋的、處于成氣高峰期的中中新統梅山組—下中新統三亞組富含腐殖型有機質的海相泥巖[1]。

圖3 鶯歌海盆地東方區中深層黃流組高壓氣藏成藏模式

東方1－1氣田天然氣的運移與底辟活動密切相關，底辟活動產生的大量斷層、裂隙為深部梅山組—三亞組烴源巖生成的天然氣向上運移提供了主要通道，底辟下部的異常高壓則提供了天然氣向上運移的主要動力[2－3]。研究發現，斷裂不只在底辟構造內大量發育，在東方1－1構造西側也可見為數眾多的斷裂，其中包括有些錯斷比較清晰的斷層，向下已斷進梅山組—三亞組烴源巖，向上斷入黃流組一段砂體并結束于上覆大套泥巖內。這些斷裂形成于上新世早—中期，從成因上看無疑是東方區大型底辟活動的產物，對溝通深部烴源向DF14井區砂體運移提供了良好的垂向運移通道。DF14井的鉆探成功，充分說明這些通道不僅存在，而且有效。

包裹體地球化學和生烴動力學研究表明，東方1－1氣田天然氣幕式充注中甲烷和CO2的聚集具有相對獨立性，烴類氣充注期早，在3.7 Ma以來開始大量充注，而CO2充注期晚，主要在0.4 Ma之后的晚期（圖4）。對于中深層圈閉而言，由于其形成時間早，更臨近烴源，利于捕獲早期生成的烴類氣，烴類氣優先充注中深層圈閉內并聚集成藏，這是DF14井發現優質氣藏的重要原因。

圖4 DF11井黃流組一段儲層流體包裹體均一溫度（a）和生烴動力學模擬的生氣史（b）

2.2 高壓封蓋

鶯歌海盆地中深層泥巖蓋層能否有效封蓋較大規模的異常高壓氣藏，這是勘探研究人員一直擔心的焦點問題之一，問題的實質是擔心中深層泥巖蓋層的質量不夠好，因而封蓋能力不夠強。以前在中深層鉆探的2口探井DF1C井和DF11井均處于底辟背斜構造內，雖然在黃流組一段揭示了大套淺海泥巖，但分析表明泥巖不純，多為粉砂質泥巖，導致蓋層質量不高而未獲得成功。

DF14井鉆遇的蓋層泥巖與DF1C、DF11井明顯不同。DF14井位于DF1－1底辟構造西側，處于底辟背斜之外，鉆探揭示黃流組一段上部海侵－高位體系域淺海泥巖厚達220 m，這套直接蓋層不僅厚度大，而且泥巖純，塑性強（可鉆性差），受壓實程度較高，分布范圍較廣，具有超壓（壓力系數為1.5～1.8），表現出良好的高壓封蓋性能。對DF14、DF1C和DF11井從巖性、電性（密度、聲波時差）、泥巖突破壓力等方面綜合比較（表1），結果表明DF14井泥巖蓋層密度最高（平均2.578 g/cm3）、聲波時差最小（平均89.879μs/ft）、泥巖突破壓力最大（平均5.16 MPa），這3項指標均明顯優于DF1C井和DF11井，反映DF14井鉆遇泥巖封蓋能力最好。

DF14井鉆探結果充分說明，在鶯歌海盆地中深層砂泥巖系統之中發育有質量好、突破壓力高、封閉能力強的優質泥巖蓋層，這為異常高壓氣藏的形成提供了重要保障（圖5）。

表1 東方區黃流組一段蓋層巖性、電性特征與突破壓力統計對比表

2.3 大型海底扇砂巖儲集

DF14井黃流組一段下部為一套厚層淺灰色細砂巖和灰色泥巖的組合（圖6）。細砂巖薄片鑒定結果表明，該井黃流組一段頂部粒度較粗，為巖屑石英中—細砂巖，中下部為巖屑石英極細砂巖；膠結類型為孔隙式或充填交代—孔隙式，顆粒支撐，點接觸為主，少量點—線接觸，反映在成巖過程中受壓實、壓溶的作用不大。該井FMI成像測井表明，黃流組一段頂部發育明顯的交錯層理，見沖刷面；下部以塊狀層理發育為主，見交錯層理，反映水道充填特征。粒度分析表明，該井黃流組一段頂部分選較好，下部分選較差，CM圖反映重力流特征。綜合巖性、粒度、測井相、成像測井等特征綜合分析，DF14井黃流組一段沉積微相以海底扇中扇主水道為主，頂部氣層段為底流改造砂壩；儲集物性總體上較好，測井孔隙度為14.6%～15.7%，核磁滲透率為 2.5～7.4 mD，尤其以頂部氣層段物性最好，DST測試獲得高產天然氣流。

依據DF14井沉積微相特征對東方區黃流組一段地震相進行了標定和追蹤解釋，結果表明在東方1－1構造以西及西南發育眾多的海底扇砂體，這些砂體大小不一，呈疊覆式展布，分布在約2000 km2的區域內，規模宏大（圖7）；這些海底扇砂體沉積于黃流組一段（T30—T31層序）低水位時期，受西側上傾方向的鶯西斜坡構造坡折帶控制，物源來自越南東部藍江、馬江等水系入海形成的低位三角洲，粒度雖細但厚度大、分選良好，具備較好的儲集能力，是中深層儲層條件比較好的一種新類型。

2.4 向底辟構造遠端超覆尖滅形成側封

圖7 鶯歌海盆地東方區黃流組一段海底扇分布圖

前已述及，黃流組一段沉積時期盆地經歷了一次區域海平面下降，西部越南物源的低位三角洲在構造斜坡控制下向東發展，從而在東方區形成了多期疊置、縱橫廣布的海底扇砂體，其周圍被淺海相泥巖所包裹。海底扇砂體以中—強振幅、丘狀反射地震相為特征，與泥巖的連續弱反射地震相形成鮮明對比，在高品質三維地震剖面上清晰可辨（圖8）。在DF14井區，這套砂體向東部超覆于淺海相泥巖之上，東側超覆的邊界在DF11井附近，由于東方1－1底辟構造抬升隆起較晚（進入上新世以后），所以在現今剖面形態上表現為似上超狀超覆于構造的西翼，其它方向的超覆邊界也十分清楚，從而形成了具有良好側封條件的巖性圈閉。

圖8 過DF14井的地震剖面

3 前景展望

DF14井在中深層黃流組一段高壓領域首獲優質高產氣流，這一重要發現揭示了一種高壓氣藏形成的新模式，在鶯歌海盆地具有領域突破的重大意義：①中深層強超壓領域（壓力系數＞1.8）可以形成優質氣藏；②盆地中深層黃流組具備發育大型儲集體的良好地質條件；③證實中深層巖性圈閉可以成藏，拓寬了盆地天然氣勘探領域。

研究表明，黃流組是鶯歌海盆地中深層儲層發育條件十分有利的一個層系，埋深適中，成藏條件好，成藏潛力大，DF14井鉆探成功是一強有力的佐證。另外，利用新采集和重處理的東方大三維地震資料，在DF13－1—DF29－1區已落實出多個與DF14井鉆遇砂體成因類似的巖性圈閉，這些圈閉縱向疊置、橫向聯片，圈閉總面積約800 km2，勘探潛力可觀。

總之，鶯歌海盆地中深層具備形成強超壓優質氣藏的良好地質條件，DF14井揭示的黃流組強超壓優質氣藏具有縱向聚集、高壓封蓋、大型海底扇砂巖儲集、向底辟構造遠端超覆尖滅形成側封的巖性氣藏新模式，該模式拓寬了鶯歌海盆地天然氣勘探領域，預示著盆地新一輪天然氣發現高潮即將到來。

[1] 董偉良，黃保家.東方1－1氣田天然氣組成的不均一性與幕式充注[J].石油勘探與開發，1999，26（2）：15－18.

[2] 王振峰，胡代圣.鶯歌海盆地中央泥拱構造帶大氣田勘探方向[J].天然氣工業，1999，19（1）：28－30.

[3] 郝芳，董偉良，鄒華耀，等.鶯歌海盆地匯聚型超壓流體流動及天然氣晚期快速成藏[J].石油學報，2003，24（6）：79－85.

A new accumulation model of high pressure gas in Huangliu Formation of the middle－deep interval in Yinggehai basin：the significance of discovering a good－quality gas pay with overpressure and high production in Well DF14

Wang Zhenfeng Pei Jianxiang
（Zhanjiang Branch of CNOOC Limited，Guangdong，524057）

A gas pay with good quality and high production was discovered in Member 1（with a pressure coefficient＞1.9），Huangliu Formation of the middle－deep interval in Yinggehai basin by drilling Well DF14，having the significance to make a play breakthrough.The accumulation mechanism was analyzed for this overpressure gas reservoir，and a new model of lithological gas reservoir was presented，which is characterized by vertical accumulation，high－pressure sealing，reservoiring in large submarine fans and lateral sealing by a distal overlap toward the diapir structure.

Yinggehai basin；middle－deep interval；Huangliu Formation；high pressure；lithological gas reservoir；accumulation model

＊國家“十一五”重點科技攻關課題“鶯瓊盆地高溫高壓天然氣成藏主控因素及勘探突破方向（編號：2008ZX05023－004）”部分研究成果。

王振峰，男，高級工程師，1982年畢業于山東海洋學院海洋地質學系，2006年獲中國地質大學礦產普查與勘探專業博士學位，現任中海石油（中國）有限公司湛江分公司總地質師，長期從事石油天然氣地質勘探與管理。地址：廣東省湛江市坡頭區22號信箱（郵編：524057）。E－mail：wangzhf＠cnooc.com.cn。

2011－02－21改回日期：2011－04－14

（編輯：崔護社）