西湖凹陷K構造帶油氣來源及成藏特征

關鍵詞：油氣來源；富集規律；成藏模式；西湖凹陷

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

1 區域地質特征

西湖凹陷位于東海盆地中部，主要是一個新生代的沉積盆地[1-4]。它具備優異的地質條件，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歷了8 次較為重要的構造運動，即：早白堊世末期基隆運動、晚白堊世末期雁蕩運動、古新世—始新世甌江運動、早始新世—中始新世平湖運動、始新世—漸新世玉泉運動、古近紀—新近紀花港運動、中新世—上新世龍井運動及上新世—更新世沖繩海槽運動[5-7]。西湖凹陷自下而上發育上白堊統、古新統、下始新統八角亭組、中下始新統寶石組、中—上始新統平湖組、漸新統花港組、中新統龍井組、玉泉組、柳浪組、上新統三潭組、第四系東海群組。其中平湖組是西湖凹陷主要烴源巖[8]。該區域富含天然氣，構成了中國近海重要的油氣產區之一，主要產出天然氣和少量的輕質原油。西湖凹陷覆蓋約5萬平方公里，其延展方向為北北東向，并在構造上展現出明顯的東西分帶特征。從西向東，它可以分為三個次級構造單元：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K 構造帶位于平湖斜坡的北部地區，烴源巖為海陸過渡相煤系烴源巖，以暗色、碳質泥巖和煤為主；平湖組儲層主要發育三角洲—潮坪沉積體系，花港組儲層主要發育河流沉積體系。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 構造帶所產原油主要為輕質油，其特點是含蠟量較高，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來源于經過微生物強烈改造的陸源有機質。具體來說，這些陸源有機質在周期性地暴露于空氣中的過程中，遭受了微生物的強烈影響，導致其中的纖維素組分被分解，同時木質素被轉化為腐植酸類物質。在這一過程中，較為穩定的類脂組分被保留下來，它們構成了干酪根，成為形成高蠟原油的基礎。此外，研究區域內的烴源巖中族組分碳同位素分布呈現出局部倒轉的特征（圖3），這一現象也暗示了原油的來源，即受到了細菌降解的高等植物和低等水生生物的雙重貢獻。

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

K構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，其來源較為復雜，與多個層位的源巖具有親緣關系；而II類原油則是主要類型，數量較多，其主要源自平中下段的烴源巖。（圖5）。

K構造帶的原油主要源自該區域的次洼和本地源巖，主要表現出近源貢獻的特征。通過對原油芳烴的分析計算，發現母質的鏡質體反射率（R₀）接近或略高于本地烴源巖的成熟度，這表明原油主要來源于本地源巖的貢獻（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數據，我們構建了天然氣成因類型判別圖（見圖7）。該圖表明，K構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]。值得關注的是，K 構造帶的天然氣更傾向于煤成氣特征，這可能與該地區煤巖較為發育有直接關系。

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 關系的方程：δ¹³C₁（‰ ）≈58.67×lgR₀-44.37[10]。依據這一公式，我們對K 構造帶的天然氣數據進行了擬合（詳見表1）。結果顯示，研究區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。可以推測這些天然氣很可能來自于低洼帶或深凹帶的側向運移。

3 油氣成藏期次

在對K構造帶內的烴類包裹體進行均一溫度統計時，發現了兩個較為明顯的溫度區間分布。這兩個區間分別是120～140 ℃和140～150 ℃。這一溫度分布特征表明，在K 構造帶的地質歷史中，可能至少存在兩個不同期次的油氣充注事件，其溫度條件對應于這兩個區間，分別反映了不同時間和/ 或不同成熟度油氣的充注過程（圖8）。

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

4 成藏富集規律

西部斜坡帶的始新統平湖組發育了豐富的煤系烴源巖。該區域不僅擁有本地近源的原油，還擁有來自遠源次洼和深洼的超壓驅動天然氣，油氣來源充足。此外，斷裂和構造轉換帶的發育為油氣運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成了優質的儲集層，有利于形成構造—巖性復合型油氣藏。有研究指出，斜坡帶的油氣分布特征表現為“縱向疊置、橫向連片”[11]，整體呈現出良好的勘探前景。

K構造帶主要發育順向斷階帶，其油氣供給來源于近源和遠源。在河控背景下，該單元具有較大規模的河道儲層，易于形成具有一定規模的構造—巖性圈閉。在砂體對接情況下，受到地層產狀的控制，呈現出“穿斷”式的油氣運移模式。然而，由于區域蓋層的存在，未能形成“階梯向上”的油氣運移路徑。因此，油氣富集的主要控制因素包括區域蓋層的發育與破壞情況以及斷裂側封能力。從蓋層發育狀況來看，中高帶的蓋層發育不穩定，而海泛期的蓋層則相對穩定，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定，因此其上組合成藏的層數較多。從斷裂側封的角度來看，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，斷裂側封能力較弱，導致其油氣豐度不如中低帶鉆井。

K構造帶的油氣成藏模式可概括為兩期次多烴灶的近源—遠源緩坡型成藏模式。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油為主，這些原油主要發生了短距離的側向運移。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生了較長距離的側向運移。深洼供烴能力強，油氣充注持續充足。平中下段泥巖蓋層受到斷—砂耦合影響，垂向封閉性較差，局部存在滲漏現象。斷層下部生烴增壓沿斷層釋放，上部成藏，導致油氣藏普遍表現出弱超壓特征。由于斷塊分割性強，中低帶高熟氣混入比例各不相同。油氣晚期成藏普遍發育構造巖性復合油氣藏，呈現出“早油晚氣，晚期成藏”的特點（圖10）。

5 結論

K構造帶油氣成藏模式可概括為兩期次多烴灶的近源—遠源緩坡型成藏模式，受西抬東傾的順向斷階控制，發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油為主，發生了短距離的側向運移；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生了較長距離的側向運移。深洼供烴能力強，油氣充注持續充足。由于斷塊分割性強，中低帶高熟氣混入比例各不相同，油氣晚期成藏普遍發育構造巖性復合油氣藏，呈現出“早油晚氣，晚期成藏”的特點。

（責任編輯：龔士良）