浙江福明市松原水平井田組油氣勘探潛力分析

浙江福明市松原水平井田組油氣勘探潛力分析

東海盆地是中國海域最大的含油氣盆地[1.4]。自中生代以來,該盆地以聚斂型板塊構(gòu)造為特征,以一系列平行排列、北東—南西向延伸、形成時(shí)間向東逐漸變新的坳陷組成,由西向東依次為臺北坳陷、浙東坳陷和沖繩海槽。臺北坳陷和浙東坳陷是西太平板塊向西俯沖形成的下第三系弧后盆地島弧雜巖帶,上第三系向東遷移到當(dāng)前的位置,弧后裂谷引起沖繩海槽的擴(kuò)張。麗水凹陷位于東海陸架盆地西南部,是在中生代殘留盆地基礎(chǔ)上發(fā)育起來的具有典型的新生代東斷西超特點(diǎn)的斷陷,面積約14600km2。麗水凹陷共鉆探井9口,該區(qū)地震測網(wǎng)已達(dá)1km×1km或2km×2km,顯示油氣的主要層位是下古新統(tǒng)。中生界地層及基巖潛山也見不同級別的油氣,油氣顯示較好、獲得6口商業(yè)性油氣流探井。1部凹陷東次凹麗水凹陷位于臺北坳陷的西部,總體上為北東—南西向展布。其北部與錢塘凹陷相鄰;東部以雁蕩凸起與臺北坳陷的東部凹陷帶福州、閩江凹陷相隔;西部和南部與閩漸隆起區(qū)相接,面積約2萬km2,是晚白堊世以來發(fā)展起來的大陸地殼邊緣裂陷盆地。該凹陷呈北東—南西向展布,被靈峰古潛山構(gòu)造帶分成東、西2個(gè)次凹(圖1)。東次凹面積約4800km2,最大沉積厚度逾7500m;西次凹面積約9800km2,沉積最厚處達(dá)12000m。1.1淺灰色細(xì)-中粒砂巖沉積相自下而上沉積了下古新統(tǒng)月桂峰組、上古新統(tǒng)靈峰組和明月峰組、下-中始新統(tǒng)甌江組和溫州組、上第三系龍井組玉泉組柳浪組及三潭組第四系東海群,缺失始新統(tǒng)上部及漸新統(tǒng)即平湖組-花港組沉積,以古新統(tǒng)和中下始新統(tǒng)沉積為主。下古新統(tǒng)月桂峰組(E11y)由2套粗-細(xì)-粗復(fù)合沉積旋回迭加而成,上旋回的砂巖粒度較下旋回的粗且含量高。下旋回以暗褐色、黑褐色泥巖為主,夾淺灰色、灰白色細(xì)-中粒砂巖。上旋回為淺灰色、灰色、暗灰色、黑灰色泥巖與淺灰色細(xì)-中粒砂巖近等厚互層,夾薄層淺灰色,灰色粉砂巖及兩層黑色煤層。月桂峰組厚125~400m,為湖泊相沉積環(huán)境,與下伏石門潭組呈角度不整合接觸,底界相當(dāng)于T60地震反射層。上古新統(tǒng)靈峰組(E12l)巖性以灰色、暗灰色、黑灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主,夾薄層淺灰色含鈣粉砂巖、細(xì)砂巖和少量薄層鈣質(zhì)細(xì)砂巖。砂巖由細(xì)砂向上部漸變?yōu)榉凵?泥巖鈣質(zhì)含量則呈增加趨勢,構(gòu)成下粗上細(xì)的正旋回。砂質(zhì)灰?guī)r(含藻屑等生物碎片)厚度不均,但在全區(qū)分布廣泛,可作為地層對比的標(biāo)志層,其上的海相泥巖可進(jìn)行區(qū)域性連續(xù)追索,厚10~480m,為濱-淺海相的沉積,與下伏月桂峰組地層呈角度不整合接觸,底界相當(dāng)于T50地震反射層,同位素年齡60Ma。上古新統(tǒng)明月峰組(E12m)是一套海退環(huán)境的含煤巖系沉積,在全坳陷廣泛分布,由下細(xì)上粗的2個(gè)反旋回迭加而成。砂巖由下旋回的粉砂向上漸變?yōu)榇稚?。下旋回以大段淺灰色、灰色、褐灰色泥巖為主,夾淺灰色、暗灰色含鈣粉砂巖,細(xì)、中粒砂巖及數(shù)層淺灰色砂質(zhì)灰?guī)r,部分粉砂質(zhì)泥巖。上旋回為淺灰色、灰色、褐灰色與淺灰色、灰白色細(xì)-中粒砂巖互層,夾淺灰、灰褐色泥質(zhì)粉砂巖和薄層鈣質(zhì)砂巖,頂部夾多層黑色煤層。明月峰組厚10~750m,為三角洲平原相沉積,與下伏靈峰組呈整合接觸,同位素年齡56.5Ma,底界相當(dāng)于T42反射層。1.2轉(zhuǎn)換斷層的演化麗水凹陷由狹長狀的半地塹構(gòu)成,其西翼被一系列小至中等的補(bǔ)償樞紐斷層所隔,東翼受大而陡向西傾斜的基底斷層所限,主斷層的東面是雁蕩凸起,為一基底低隆起。凸起以東,是寬度和深度均大于麗水-椒江凹陷的福州—閩江凹陷帶,該凹陷帶被一系列北西向的轉(zhuǎn)換斷層復(fù)雜化。晚白堊世斷陷初期,半地塹斷陷盆地主要受平面式正斷層控制,地形起伏較大,持續(xù)時(shí)間較短,主要充填以河流相為主的粗碎屑巖和火山巖為特征,一般不利于烴源巖的發(fā)育。早古新世斷陷中期,不對稱半地塹斷陷盆地主要受鏟式正斷層控制鏟式斷層上盤的半地塹盆地具有較穩(wěn)定的沉降中心。其伸展活動最為強(qiáng)烈,凹陷區(qū)大幅度下降,出現(xiàn)欠補(bǔ)償?shù)暮喹h(huán)境,發(fā)育厚度較大的暗色泥巖,是烴源巖發(fā)育的鼎盛時(shí)期,烴源巖干酪根類型以混合型為主。古新世斷陷晚期,相互連通的復(fù)式半地塹斷陷盆地主要受坡坪式正斷層控制,伸展作用有所減弱、盆地沉降速率也相應(yīng)減小,在全球海面上升影響下,主要發(fā)育一些補(bǔ)償性和過補(bǔ)償性盆地,烴源巖的發(fā)育不及斷陷中期鏟式斷層控制的半地塹盆地,干酪根類型以腐殖型為主。1.3巖石學(xué)和構(gòu)造變形麗水凹陷的構(gòu)造演化受太平洋板塊俯沖方向和周邊構(gòu)造帶的影響,無論是變形樣式還是變形強(qiáng)度上,在平面上都呈有規(guī)律的分帶、分區(qū)特征。構(gòu)造部位不同、主導(dǎo)控制條件也各異。表現(xiàn)在麗水凹陷以靈峰構(gòu)造帶為界分為東、西2個(gè)構(gòu)造變形區(qū),南北方向的構(gòu)造變形亦存在南北有別的構(gòu)造變形特征,因而存在東西分帶、南北分塊的構(gòu)造變形特征。同時(shí),垂向上構(gòu)造分層,每一期構(gòu)造變動都相應(yīng)留下了自己的變形痕跡,產(chǎn)生一個(gè)構(gòu)造變形層。從而在垂向上形成多個(gè)構(gòu)造層的疊加,其間以角度不整合相隔。按照區(qū)域不整合面的分布及地層沉積特征,可將麗水凹陷沉積序列劃分為前裂陷期構(gòu)造層、上白堊統(tǒng)-下第三系古新統(tǒng)裂陷構(gòu)造層(半地塹結(jié)構(gòu))、下第三系始新統(tǒng)坳陷構(gòu)造層和上第三系-第四系區(qū)域穩(wěn)定沉降構(gòu)造層。它們之間均以區(qū)域性不整合面為界。每一構(gòu)造層代表盆地不同演化階段的產(chǎn)物。2期次和構(gòu)造階段麗水凹陷是在中生代殘留盆地的基礎(chǔ)上發(fā)育起來的新生代斷陷,經(jīng)歷了2個(gè)構(gòu)造期次和4個(gè)構(gòu)造階段,即伸展構(gòu)造期和區(qū)域沉降期,前者包括裂谷盆地階段、裂陷階段,后者包括坳陷階段、區(qū)域沉降階段(圖2,表1)。自西向東形成了西斜坡構(gòu)造帶、中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶、靈峰潛山披覆構(gòu)造帶和東側(cè)斷階帶等4個(gè)二級構(gòu)造帶。2.1地殼內(nèi)熱膨脹興起晚白堊世至早古新世期間(雁蕩運(yùn)動期),由于庫拉板塊向北消減,太平洋板塊沿北北西向持續(xù)向歐亞板塊低角度俯沖所產(chǎn)生的加熱作用,導(dǎo)致劇烈的巖漿活動。使得地殼受熱膨脹隆起,地幔上部的平均溫度升高(在臺灣北部觀測到有3~4個(gè)熱流單位的高熱流存在),因而地殼密度變小,并使熱物質(zhì)上升對流在地殼表層產(chǎn)生拉張應(yīng)力場從而引起局部的沉降效應(yīng)和構(gòu)造張裂作用,導(dǎo)致整個(gè)巖石圈水平拉伸減薄,軟流圈頂部被動上升,并伴有較強(qiáng)烈的中基性火山巖噴發(fā)。在凹陷內(nèi)也同時(shí)產(chǎn)生了一系列北東、北北東向延伸的張扭性正斷層,斷塊體之間順北西西向水平伸展方向離散而使彼此間的水平距離增大,從而形成了早期的裂谷盆地,這一時(shí)期裂谷主要由相對分散、獨(dú)立的小斷陷組成。2.2實(shí)施斷陷式沉積包括上白堊統(tǒng)上段石門潭組和下古新統(tǒng)月桂峰組裂陷初始期沉積,和上古新統(tǒng)靈峰組、明月峰組裂陷擴(kuò)散期沉積。沉積形式為楔形斷陷式沉積。古新世中期構(gòu)造運(yùn)動頻繁(甌江運(yùn)動期),西太平洋板塊繼續(xù)向亞歐大陸板塊方向俯沖,所產(chǎn)生的弧后拉張效應(yīng)使東海盆地產(chǎn)生巨大的拉張應(yīng)力場,局部地區(qū)的最大水平伸展量甚至達(dá)到20[6~10]。該應(yīng)力場促使日本海溝和日本海進(jìn)一步擴(kuò)張,發(fā)育了大量的次級斷層,使得盆地內(nèi)張性裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大而形成斷陷。至此,整個(gè)凹陷的演化進(jìn)入高峰階段。2.3地表海變化為迅速沉降的巖石學(xué)和巖相古地理包括始新統(tǒng)甌江組和溫州組下段裂陷衰退期沉積,以及溫州組上段和平湖組裂陷萎縮期沉積。沉積形成半碟形斷坳式沉積。始新世早期,由于太平洋板塊運(yùn)動由北北西向轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽魑飨?開始了新的俯沖,使麗水-椒江凹陷結(jié)束了地幔上隆和裂陷盆地演化階段,出現(xiàn)快速沉降。此時(shí)不但主干斷層繼續(xù)活動,而且也發(fā)育了一些新的次級斷層,使得凹陷構(gòu)造應(yīng)力側(cè)向傳遞效應(yīng)的影響,局部地區(qū)處于擠壓應(yīng)力狀態(tài)下,相應(yīng)發(fā)生區(qū)域隆升,并使凹陷區(qū)先期沉積地層遭受部分剝蝕,此升降活動是麗水凹陷地區(qū)由裂陷轉(zhuǎn)為坳陷的標(biāo)志,并形成了一些反轉(zhuǎn)構(gòu)造。2.4晚始新世至早中新世的地層包括上第三系中新統(tǒng)海龍井組、玉泉組和柳浪組以及上新統(tǒng)三潭組乃至第四系全更新統(tǒng)東海群區(qū)域沉降沉積。沉積形式為長條形鋪蓋式沉積。中新世初期,研究區(qū)發(fā)生了區(qū)域性的上升運(yùn)動,并遭受了很強(qiáng)裂的剝蝕,因而缺失晚始新世至早中新世的地層,中新統(tǒng)直接與下伏始新及以下地層接觸。上新世起整個(gè)東海盆地處于平穩(wěn)補(bǔ)償沉積狀態(tài),斷裂活動不明顯,并伴有火山活動,僅有幾次整體沉降。地層分布較均勻,由西向東逐漸變厚,在更開闊的區(qū)域中沉積了微微向東傾斜的近于水平的地層,為一套以濱海相-海陸過渡相沉積為主的地層。此時(shí)由于菲律賓海板塊向琉球島弧俯沖,在弧后形成了沖繩海槽盆地,使麗水凹陷地區(qū)再次抬升遭受剝蝕,形成了較明顯的中新世與上新世之間的不整合面。3油氣地質(zhì)分析3.1有機(jī)質(zhì)類型及來源據(jù)WZ26-1-1和WZ13-1-1鉆井資料證實(shí),麗水凹陷內(nèi)有2套烴源巖:下古新統(tǒng)月桂峰組湖泊相烴源巖及上古新統(tǒng)靈峰組淺海相烴源巖。其中,月桂峰組湖泊相黑色泥巖為該區(qū)主力烴源巖,分布在坳陷的沉積中心地區(qū),具有機(jī)質(zhì)豐度高、類型好、埋藏適中的特點(diǎn)。麗水凹陷的此套烴源巖好于椒江凹陷,麗水凹陷干酪根以Ⅱ型為主,兼有Ⅰ、Ⅲ型,以生油為主,屬中-好烴源巖,成熟門限在2500m左右;上古新統(tǒng)靈峰組海相泥巖有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主,含有少量Ⅱ型,以陸生高等植物來源為主。麗水西次凹陷明月峰組源巖有機(jī)碳和氯仿瀝青“A”含量分別為0.986%和0.0665%,為中等生油巖,而生烴潛量為1.05kg/t,總烴豐度為138.14×10-6,屬于較差生油巖,綜合評價(jià)為較差—中等生油巖。靈峰組源巖的有機(jī)碳含量為為0.93%,總烴豐度為296.9×10-6,生烴潛量和氯仿瀝青“A”含量較差,分別為0.9kg/t和0.047×10-6,綜合評價(jià)為較差—中等生油巖。麗水東次凹陷明月峰組源巖有機(jī)碳和氯仿瀝青含量分別為1.309%和0.3122%,均表現(xiàn)為好生油巖,生烴潛量為5.77kg/t,總烴豐度為275.9×10-6,綜合評價(jià)為中等—好生油巖。靈峰組源巖有機(jī)碳和瀝青含量中等,而生烴潛量和總烴豐度較差,綜合評價(jià)為較差—中等生油巖為主。月桂峰組源巖的有機(jī)碳、氯仿瀝青“A”分別為1.785%、0.257%,總烴豐度為-6均為好生油巖而生烴潛量中等,綜合評價(jià)為中等—好生油巖。通過干酪根元素分析,明月峰組源巖中H/C、O/C原子比平均分別達(dá)到0.704和0.128,主要為Ⅲ型干酪根;靈峰組源巖中H/C、O/C原子比分別為0.659和0.071,表現(xiàn)出以Ⅱ2型為主的特點(diǎn)。3.2儲集和蓋層條件研究麗水凹陷儲集層分布廣、類型多,從基底潛山的變質(zhì)巖、花崗巖裂縫到第三系的砂礫巖、碳酸鹽及火成巖均有,其中以砂巖儲層為主。下第三系砂巖儲層發(fā)育,物性很好,具很好的儲集條件。另外,花崗巖與潛山風(fēng)化帶和上白堊統(tǒng)砂巖亦具良好的儲集條件,同時(shí)也具備較好的蓋層條件。特別是經(jīng)歷了古新世、始新世和上新世3次大的海進(jìn)與海退旋回,其中,晚古新世、早—中始新世2次最大的海泛泥巖沉積穩(wěn)定,分布廣泛,可作為區(qū)域性蓋層,下古新統(tǒng)月桂峰組中部黑色泥巖和上古新統(tǒng)靈峰組海相厚層泥巖,分別形成良好的烴源巖和區(qū)域性蓋層,形成有利的含油氣組合。溫州組、靈峰組是該區(qū)區(qū)域性蓋層。此外,月桂峰組、下靈峰組、明月峰組及歐江組砂泥巖互層中均發(fā)育局部蓋層。3.3原油和天然氣系統(tǒng)的分類經(jīng)過麗水凹陷的生、儲、蓋條件綜合分析研究,對麗水凹陷含油氣系統(tǒng)劃分如下(表3)。4油氣成藏條件及保存條件麗水凹陷是在中生代殘留盆地的基礎(chǔ)上發(fā)育起來的新生代斷陷,經(jīng)歷了2個(gè)構(gòu)造期次和4個(gè)構(gòu)造階段。該凹陷具備良好的油氣藏形成條件,月桂峰組、靈峰組及明月峰組是麗水凹陷主要烴源巖層,同時(shí)具有良好的生、儲、蓋條件,油氣藏形成早是最大特點(diǎn)。麗水西次凹東帶油氣可短距離垂向運(yùn)移成藏,儲層為靈峰大斷裂下降盤古新世沉積的小而多的扇三角洲和水下扇及其前緣垮塌形成的濁積扇體,這與中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶自北向南多個(gè)構(gòu)造高點(diǎn)相匹配,可形成構(gòu)造-巖性油氣藏,這類油氣藏對缺乏構(gòu)造圈閉的麗水凹陷非常有意義。麗水西次凹西斜坡是一典型的“先洼后斜”斜坡,臨近凹陷區(qū)具有良好的油氣成藏及保存條件,油氣可短距離側(cè)向運(yùn)移成藏。麗水東