謝玉洪 李緒深 童傳新 劉 平 吳紅燭 黃志龍

(1. 中海石油(中國)有限公司湛江分公司 廣東湛江 524057； 2.中國石油大學(北京) 北京 102249；3.浙江省地球物理地球化學勘查院 浙江杭州 310005)

鶯歌海盆地中央底辟帶高溫高壓天然氣富集條件、分布規(guī)律和成藏模式*

謝玉洪1李緒深1童傳新1劉 平1吳紅燭2,3黃志龍2

(1. 中海石油(中國)有限公司湛江分公司 廣東湛江 524057； 2.中國石油大學(北京) 北京 102249；3.浙江省地球物理地球化學勘查院 浙江杭州 310005)

謝玉洪,李緒深,童傳新，等.鶯歌海盆地中央底辟帶高溫高壓天然氣富集條件、分布規(guī)律和成藏模式[J].中國海上油氣，2015,27(4)：1-12.

Xie Yuhong,Li Xushen,Tong Chuanxin,et al.High temperature and high pressure gas enrichment condition, distribution law and accumulation model in central diapir zone of Yinggehai basin[J].China Offshore Oil and Gas,2015,27(4):1-12.

鶯歌海盆地東方13大氣田的發(fā)現(xiàn)，揭示了盆地高溫高壓帶具備優(yōu)越的天然氣成藏條件。在解剖東方區(qū)天然氣成藏條件的基礎上，系統(tǒng)分析了鶯歌海盆地中央底辟帶高溫高壓天然氣富集條件、分布規(guī)律和成藏模式。鶯歌海盆地中央底辟帶天然氣富集條件優(yōu)越，底辟翼部大型儲集體和優(yōu)質儲層是中央底辟帶高溫高壓天然氣富集高產的關鍵因素，底辟波及區(qū)有利于形成優(yōu)質氣藏。中央底辟帶高溫高壓天然氣成藏模式有3種，即底辟核部區(qū)及其周緣半封閉超壓系統(tǒng)的“混相改造型”成藏模式、底辟波及帶遠端的“氣相滲濾型”成藏模式和非底辟帶封閉型超壓系統(tǒng)的“水相脫溶型”成藏模式。底辟周緣中新統(tǒng)黃流組和梅山組上部是近期天然氣勘探的主要方向，東方區(qū)和樂東區(qū)底辟構造翼部大型海底扇儲集體是下一步勘探的優(yōu)選目標。

鶯歌海盆地；中央底辟帶；黃流組；梅山組；高溫高壓天然氣；富集條件；分布規(guī)律；成藏模式；勘探方向

鶯歌海盆地是南海西北部新生代轉換-伸展型含油氣高溫高壓盆地[1-3]，面積約11萬km2，最大沉積厚度約17 km，呈NNW走向的菱形，主要由東南部的鶯歌海坳陷、西北部的河內坳陷以及兩坳陷間的臨高凸起所組成(圖1)。根據(jù)盆地的結構構造變形特征，鶯歌海坳陷可以進一步劃分出鶯東斜坡帶、中央底辟帶、鶯西斜坡帶等構造單元[2-7]，其中中央底辟帶主要包括5排雁列式底辟構造[3]，中深層高溫高壓普遍，天然氣富集成藏頗具特色。長期以來，我國高溫高壓鉆探技術與經驗不足。Price等[8]天然氣溶解度研究成果顯示，高溫高壓地層水中甲烷的溶解度高達20 m3/m3。北海、墨西哥灣等諸超壓盆在地溫超過138℃或地層壓力系數(shù)大于1.96的地層中發(fā)現(xiàn)的均是高壓水溶氣藏[9]，鄰區(qū)瓊東南盆地已鉆10余口高壓探井中天然氣均未成藏[10]，這讓許多人支持“鶯歌海盆地高溫高壓領域無游離相成藏”的觀點。鶯歌海盆地中央底辟構造附近先后施鉆的DF1-1-1、DF1-1-11、DF1-1-12及LD22-1-7井等中深層高溫高壓領域目標均告失利，并且于目的層鉆遇的是大套泥巖或細粒巖沉積，這更加使人們深信盆地中央底辟帶中深層缺乏大型儲集體。上述這些不利因素和問題讓鶯歌海盆地高溫高壓領域的勘探工作舉步維艱。

圖1 鶯歌海盆地構造單元劃分

近年來，通過大力引進國外高溫高壓鉆探技術與經驗，鶯歌海盆地高溫高壓領域勘探取得了長足進展：應用高分辨地球物理技術發(fā)現(xiàn)了盆地中央底辟帶中深層大規(guī)模非經典坡折帶重力流沉積體[11-12]；高溫高壓水溶相天然氣溶解度物理模擬實驗證實，鶯瓊盆地目前地層條件下天然氣在地層水中的飽和溶解度約為7～8 m3/m3，中深層中新統(tǒng)黃流組和梅山組存在游離相天然氣[13]；高溫高壓領域成藏機理研究顯示，盆地中深層具有水溶相脫溶成藏的條件[14]及流體幕式混相聚集的機制[15]。這些新的技術方法和認識指導發(fā)現(xiàn)了東方1-1中深層和東方13區(qū)高溫高壓大氣田，實現(xiàn)了鶯歌海盆地高溫高壓領域天然氣勘探的突破。筆者通過對中央底辟帶天然氣成藏條件和東方13區(qū)高溫高壓大氣田分布規(guī)律的分析，來探討中央底辟帶高溫高壓天然氣富集的主要控制因素，并建立該區(qū)天然氣成藏模式，以期為盆地高溫高壓領域近期的油氣勘探提供指導。

1 天然氣富集條件

前人研究表明，鶯歌海盆地凹陷區(qū)氣源充足[16-18]，巨厚而廣布的泥巖超壓蓋層封蓋能力強，中央底辟帶發(fā)育的底辟構造也被證實是油氣運聚的優(yōu)勢通道，淺海大套泥巖沉積背景下發(fā)育的非經典坡折帶重力流海底扇復合儲集體與優(yōu)質儲層為高溫高壓天然氣富集提供了儲集空間，底辟上拱活動為圈閉和高效輸導體系的形成及天然氣運移創(chuàng)造了條件。因此，中央底辟帶天然氣富集條件良好。

1.1 廣覆式高質量海相烴源巖奠定豐厚的物質基礎

鶯歌海盆地縱向上可能存在漸新統(tǒng)崖城組和中新統(tǒng)三亞組—梅山組2套氣源巖[11-12]，漸新統(tǒng)崖城組是一套海陸過渡相—淺海相含煤烴源巖，中新統(tǒng)三亞組—梅山組是一套海相泥質烴源巖。根據(jù)地球物理資料推測，鶯歌海盆地臨高地區(qū)及其東北部可能有崖城組烴源巖分布，但目前盆內尚無鉆井揭示。而中新統(tǒng)淺海相烴源巖卻廣布于盆地中央坳陷區(qū)，被證實是盆地中央底辟區(qū)淺層氣田(包括東方1-1、樂東22-1、樂東15-1等大氣田)的主要氣源巖[16-18]，也是研究區(qū)高溫高壓帶東方13-1/13-2氣田最可能的氣源巖。

1) 中新統(tǒng)烴源巖質量好，規(guī)模大。

中新統(tǒng)海相泥質烴源巖在鶯歌海盆地裂后熱沉降形成的中央坳陷區(qū)大面積分布(圖2)，厚度大，縱向上主要分布在3 000～6 000 m深度段，預測烴源巖段泥地比為70%；盆地坳陷區(qū)LD22-1-7井揭示了厚442.5 m的高有機質豐度的梅山組灰色純泥巖。這些高質量、大規(guī)模泥巖為高溫高壓氣藏的形成奠定了豐富的物質基礎。

圖2 鶯歌海盆地中新統(tǒng)烴源巖分布圖

鉆遇中新統(tǒng)的大多數(shù)探井位于盆地邊緣或斜坡帶，揭示的泥巖有機質豐度總體不高，TOC為0.4%～0.5%。而位于中央坳陷區(qū)的YGH61井和YGH57井揭示的泥巖有機質豐度明顯增高，TOC為0.40%～4.51%；LD30-1-1A井鉆遇的梅山組泥巖TOC為0.40%～2.97%(圖3)；LD22-1-7井黃流組泥巖壁心樣品的TOC為1.88%～3.03%，梅山組泥巖壁心樣品的TOC為1.52%～2.40%，均達到好烴源巖標準。

2) 中新統(tǒng)烴源巖Ⅱ2—Ⅲ型有機質具有生氣為主的成烴特征。

鶯歌海盆地中新統(tǒng)烴源巖有機質類型與瓊東南盆地崖城組頗為相似，為Ⅱ2—Ⅲ型，但它們的生源構成卻不盡相同。干酪根顯微組成分析結果表明，鶯歌海盆地中新統(tǒng)烴源巖中鏡質組和惰質組含量為20%～50%，灰色無定形占優(yōu)勢(30%～80%)，這種灰色無定形可能主要源于浮游植物的生物聚合物轉變而成的灰色無定形地質聚合物以及部分腐殖物，據(jù)此推測中新統(tǒng)烴源巖成烴母質既有陸源高等植物又有浮游植物的貢獻。正是由于中新統(tǒng)和漸新統(tǒng)烴源巖富含偏腐殖型有機質，導致了鶯歌海盆地具有以生氣為主的成烴特點。

圖3 鶯歌海盆地中央坳陷區(qū)中新統(tǒng)烴源巖特征

1.2 大型重力流儲集體創(chuàng)造良好的儲集條件

大型儲集體的發(fā)育為天然氣富集創(chuàng)造了良好儲集空間。鶯歌海盆地中央坳陷區(qū)儲層總體上不及盆地邊部發(fā)育，縱向上隨著埋深加大，壓實和成巖作用增強，中深層儲層有變差的趨勢。中央底辟帶中深層一般發(fā)育淺海環(huán)境下大套泥巖背景的沉積體系，由于遠離物源輸送端，沉積物粒度普遍偏細，儲層物性差。DF1-1-12井鉆遇淺海砂壩差儲層，LD22-1-7井未鉆遇儲層，均揭示盆地中央沉積物粒度偏細。因此，尋找大型儲集體并預測優(yōu)質儲層是多年來鶯歌海盆地勘探中的難題，查明大型儲集體和優(yōu)質儲層的分布規(guī)律是鶯歌海盆地尋找大氣田的先決條件。

鉆井、地震及層序分析表明，鶯歌海盆地中深層主要發(fā)育中央凹陷帶低位海底扇和斜坡近凹帶水道兩大類型儲集體(圖4)。其中，中央凹陷帶沉積坡折和構造坡折通過坡度、水深等條件間接控制了低位海底扇朵葉體的展布形態(tài)、遷移方向，決定了海底扇儲集體的發(fā)育規(guī)模，進而控制了優(yōu)質水道砂儲層分布。在古生物、地震、巖心、測井資料基礎上，利用海底扇子體雕刻與三維可視化技術，綜合區(qū)域構造、層序格架、沉積體系分析，確定了東方13區(qū)黃流組沉積期發(fā)育來自西部越南方向物源的四級層序控制下的4期海底扇，且4期海底扇有規(guī)律地由南往北遷移。高精度層序地層研究發(fā)現(xiàn)4期海底扇發(fā)育了11期朵葉砂體，通過精細刻畫海底扇朵葉體水道砂巖性圈閉發(fā)現(xiàn)了東方13-1、東方13-2構造區(qū)發(fā)育的海底扇水道細砂巖儲層，不僅厚度大、分布廣，且基質少、膠結程度低，屬于中孔、中—低滲優(yōu)質儲層。這些海底扇水道多期次發(fā)育，由南往北、由早及晚橫向遷移展布，造成多個朵葉砂體縱橫疊置分布，且由于底辟構造進入上新世以后才發(fā)生抬升隆起，所以這些砂體在地震剖面上表現(xiàn)為似上超狀自西向東超覆尖滅于構造的西翼，其周圍被淺海相泥巖所包圍，形成了為數(shù)眾多的巖性圈閉，為油氣大量運移、聚集創(chuàng)造了良好的儲集空間，為大中型氣田的形成奠定了基礎。

圖4 鶯歌海盆地樂東區(qū)梅山組一段—黃流組層序格架及砂體發(fā)育預測圖

1.3 高溫流體溶蝕和超壓保護是優(yōu)質儲層形成的關鍵，巖性巖相是控制儲層質量的先決條件

鶯歌海盆地中央底辟帶普遍發(fā)育的異常高壓支撐了部分埋藏負載，減小了壓實作用的影響，使異常高原始儲層孔隙可以被保存下來。同時，強超壓抑制粘土轉化和有機質演化，增加了溶解作用的持續(xù)時間和強度，進而增加了砂巖儲層溶蝕作用產生的次生孔隙度[19-24]，對儲層質量的改善和優(yōu)質儲層的形成至關重要。值得一提的是，高溫高壓帶溶蝕作用產生的次生孔隙對儲層改善起重要作用，但高壓流體對原生孔隙的保存起主導作用，二者共同作用使黃流組一段砂巖保留良好儲集空間。因此，高溫流體溶蝕和超壓保護是黃流組海底扇優(yōu)質儲層形成的關鍵。

沉積環(huán)境差異是黃流組海底扇儲層物性非均質性的重要影響因素，體現(xiàn)在沉積相帶和巖性(包括粒度、泥質雜基特征)兩方面。東方13區(qū)發(fā)育的大型海底扇儲集體以東方13-2距物源更近，其海底扇水道砂等優(yōu)質儲層更發(fā)育，而且沉積的砂巖儲層巖石粒度較東方13-1稍粗，抗壓實成巖作用強，因此東方13-2砂巖儲層物性先天性優(yōu)于東方13-1砂巖儲層。此外，東方13-1黃流組一段Ⅰ氣組砂巖粒度(大于100 μm)要粗于Ⅱ氣組砂巖，因此Ⅰ氣組砂巖物性更好。

1.4 巨厚海相泥巖超壓蓋層提供良好的保存條件

厚蓋層具有橫向分布穩(wěn)定性，能有效阻止天然氣垂向逸散，有利于天然氣的大規(guī)模聚集成藏[16-22]。鶯歌海盆地中深層異常高溫高壓條件下泥巖蓋層是否有效，它能否封蓋住大規(guī)模異常高壓氣藏，一直是地質家和勘探家們擔心的問題。DF1-1-1C井和DF1-1-11井是盆地中央坳陷帶東方區(qū)中深層的2口探井，均處于底辟背斜構造核心區(qū)，在黃流組一段揭示了大套淺海相泥質巖蓋層(巖性多為粉砂質泥巖)，由于這套泥巖蓋層巖性不純，蓋層質量可能受到影響，這就增大了人們對中深層泥巖蓋層質量欠佳的憂慮。

然而，隨后相繼在東方1-1底辟構造西側、底辟背斜之外的東方13-1、東方13-2及東方13-2西區(qū)鉆探了DF1-1-14等探井，均鉆遇了這套蓋層。與DF1-1-1C井和DF1-1-11井不同的是，底辟西側黃流組一段這套海侵—高位體系域淺海泥巖蓋層厚度大(約220 m)，泥巖純，塑性強，物性封蓋能力強，測井密度最高(平均2.58 g/cm3)，聲波時差最小(平均89.88 μs/ft)，泥巖突破壓力最大(平均9.7 MPa)，反映泥巖封蓋能力好(表1)。同時，泥巖欠壓實程度高，發(fā)育異常超壓(壓力系數(shù)為1.5～1.8)，表現(xiàn)出良好的高壓封蓋性能。預測結果顯示，這套直接蓋層分布范圍廣，為超壓帶內天然氣大規(guī)模聚集提供了保障。

此外，鶯歌海盆地超壓面附近(壓力系數(shù)1.2，鶯歌海組二段)碳酸鹽巖含量出現(xiàn)異常高值，為正常成巖演化成因。這種極低滲透率的鈣質致密泥巖直接封蓋超壓泥巖，對超壓氣藏起到間接封閉作用。

表1 鶯歌海組東方區(qū)黃流組一段蓋層特征

1.5 底辟活動造就多種類型圈閉及垂向高效輸導體系

鶯歌海盆地中央底辟帶沉積了淺海相環(huán)境下的海底扇、濁積水道、砂壩等砂體，這些砂體多被淺海相泥巖包裹，呈孤立狀、席狀或疊合連片產出，與底辟這種類穹隆構造耦合，在底辟頂部和翼部分別形成了背斜圈閉群(包括背斜、斷鼻、斷塊、巖性等類型圈閉)、巖性圈閉群(包括巖性、構造-巖性、斷塊等類型圈閉)。底辟翼部為單斜構造背景，發(fā)育于翼部的砂體一般以巖性圈閉的形式出現(xiàn)，底辟活動過程中其翼部還時常產生一批微小斷裂，這些微小斷裂有可能會切割早先形成的巖性圈閉，從而演變成構造-巖性圈閉、斷塊圈閉和巖性圈閉3種類型，但底辟翼部仍以巖性圈閉為主(如東方13-1、東方13-2等氣田)，其他類型圈閉較少。對于底辟頂部的淺層，由于垂向上拱作用或超壓釋放后的塌陷作用，那些早先發(fā)育的背斜圈閉被放射狀或環(huán)狀斷裂復雜化，形成以背斜圈閉為主，斷塊圈閉、斷鼻圈閉和巖性圈閉為輔的背斜圈閉群(如東方1-1、樂東22-1和樂東15-1等氣田)。

2) 底辟活動形成了垂向高效輸導體系。

東方區(qū)高品質大三維地震資料清楚地反映了底辟構造核心區(qū)密集的束狀輸導體系，由一系列微小斷裂組成，斷裂近乎直立、斷距小，在高溫高壓環(huán)境下易開啟成為高效輸導通道(圖5)。這些斷裂系向下已斷至梅山組—三亞組烴源巖，向上斷入黃流組一段大型海底扇儲集砂體，并結束于上覆大套泥巖內，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高效輸導通道，而深部地層的異常高壓則提供了天然氣向上運移的主要動力。研究還發(fā)現(xiàn)，斷裂不只在底辟構造核心區(qū)大量發(fā)育，在遠離東方1-1底辟的翼部或非底辟區(qū)也見到眾多的微斷裂束，這些微斷裂形成于上新世早中期，在成因上無疑是東方區(qū)大型底辟活動的產物，對溝通深部烴源向東方13-1、東方13-2等砂體中運移提供了良好的垂向運移通道。東方13-1和東方13-2兩個大中型氣田的發(fā)現(xiàn)，充分說明這些微斷裂通道不僅存在，而且是有效的。另外，中央底辟帶東方1-1氣田罐頂氣和氣層氣同位素特征反映天然氣來源于深部烴源巖，這也從側面證明了底辟核心區(qū)的模糊帶是溝通深部成熟烴源巖與中淺層鶯歌海組二段儲層的良好輸導通道。

圖5 過東方1-1構造西側地震偏移剖面

同理，不難發(fā)現(xiàn)樂東區(qū)的底辟構造雖然規(guī)模不如東方區(qū)底辟，但其底辟活動強度高。從流體穿層效應反映的地層結構分析，樂東區(qū)的裂隙束更發(fā)育，說明該底辟區(qū)這種由微斷裂和裂隙組成的高效輸導體系普遍存在。

2 大中型高溫高壓氣田分布規(guī)律

鶯歌海盆地中央凹陷帶處于淺海相泥巖沉積環(huán)境，大型南江物源海底扇優(yōu)質儲集體發(fā)育于東方1-1底辟構造西翼，底辟構造頂部及東側發(fā)育較小規(guī)模交匯區(qū)差儲層砂體，這一分布特征決定了中央凹陷帶中深層巖性氣藏分布于底辟翼部(或稱底辟波及區(qū))。此外，底辟翼部受底辟活動改造作用小，先期聚集的富烴優(yōu)質天然氣易保存下來，受后期富CO2天然氣影響微弱，CO2勘探風險低。

對于“傳記”的定義辨析，國內外學界尤其是傳記文學界已有廣泛的討論，這里不作一一概述了，這里需要探討的是“傳記史學”的定義辨析。

2.1 中深層巖性氣藏分布于底辟構造翼部

1) 大型優(yōu)質儲集體的分布特征決定了中深層巖性氣藏分布于底辟構造翼部。

早期的沉積研究認為，鶯歌海盆地東西兩側海南島與越南東岸短物源攜帶的大部分粗粒物只沉積在斜坡部位，中央凹陷帶以巨厚細粒沉積為主，缺乏大型儲集體和優(yōu)質儲層。

近年來在層序地層學和深水沉積研究思潮的共同影響下，研究發(fā)現(xiàn)中新世鶯歌海盆地左旋走滑—右旋走滑轉換活動導致盆地東、西邊界隱伏斷裂不同位置持續(xù)非均衡沉降，形成局部撓曲坡折，并觸發(fā)東、西兩側斜坡近岸三角洲沿盆地短軸方向往凹陷區(qū)產生重力流沉積，這些重力流沉積體在盆地中央凹陷帶形成橫向連片、縱向多期疊置的海底扇大型儲集體(被稱之為非經典坡折帶重力流沉積體系)。通過海底扇砂體的精細雕刻，發(fā)現(xiàn)它位于中央凹陷帶東方1-1底辟構造西翼，且該南江物源海底扇大型儲集體向東超覆在東方1-1底辟構造之上，海底扇前緣(即東方1-1構造頂部及東側)發(fā)育東西物源交匯區(qū)砂體及正常淺海相原地泥巖沉積。這些沉積現(xiàn)象在東方1-1構造東、西區(qū)地震剖面上有明顯響應：東方1-1構造西區(qū)T31界面具有明顯的侵蝕現(xiàn)象，界面之下平行連續(xù)地震反射和界面之上丘狀雜亂反射是重力流這種強外力作用產生的地震反射特征；東方1-1構造東區(qū)平行連續(xù)地震反射是正常淺海相沉積響應特征(圖6)。中央凹陷帶儲層研究顯示，海底扇復合體內部淺侵蝕型分支水道與深侵蝕充填型主水道是2類優(yōu)質儲層，其孔滲性能好，已發(fā)現(xiàn)的東方13-1和東方13-2兩氣田的大量高產氣層便是這2類儲層。而交匯區(qū)儲層規(guī)模相對較小，物性較差，滲透率在0.5 MD以下，所發(fā)現(xiàn)的產層多為低產能，并伴隨產水。

圖6 鶯歌海盆地東方大三維區(qū)地震偏移剖面

2) 高壓封存箱內烴類氣大規(guī)模聚集成藏是高壓帶天然氣分布的基礎。

20世紀90年代至21世紀初，鶯-瓊盆地一系列高溫高壓目標鉆探失利,給鶯-瓊盆地高溫高壓領域的天然氣勘探蒙上了陰影。近年來水溶相天然氣溶解度物理模擬實驗及鶯歌海盆地高溫高壓領域成藏機理研究發(fā)現(xiàn)，鶯-瓊盆地目前地層條件下天然氣在地層水中的飽和溶解度約為7～8 m3/m3，中深層溶解度最高可達到12 m3/m3，具有水溶相脫溶成藏的條件，東方區(qū)水溶相脫溶深度約為5 500 m，黃流組和梅山組存在游離相天然氣的條件。由于CO2的飽和溶解度在26～42 m3/m3[13]，比烴類氣高4～6倍，在高溫高壓條件下若沒有大量的CO2補充，隨溫度和壓力下降時烴類氣比CO2更易析出成藏。鶯歌海盆地高溫高壓中深層主要以烴類氣為主，無機成因CO2主要位于晚期輸導斷裂附近。根據(jù)這些新認識，再結合儲蓋層分布、圈閉和運聚等條件的分析，優(yōu)選在底辟周緣進行鉆探，獲得了DF1-1-14井的重大突破，開辟了高溫高壓中深層封存箱內勘探新領域。

研究表明，鶯歌海盆地垂向剩余壓力梯度遠遠大于側向剩余壓力梯度，水溶相天然氣在垂向級差壓力驅替下逐層出溶可形成游離氣藏，并且在盆地欠壓實地層水量充足和供烴充足的情況下天然氣脫溶成藏潛力巨大[14]，封存箱內外低勢區(qū)和低勢層是天然氣運聚的有利場所(圖7)，如已獲得良好天然氣勘探發(fā)現(xiàn)及含氣顯示的東方1-1中深層2 800～3 000 m段及東方13區(qū)2 900～3 400 m段便是很好的例證。此外，多觸發(fā)機制造成超壓封存箱封隔層周期性“開啟-閉合-開啟”，引發(fā)箱內高壓流體沿底辟、斷裂等輸導通道發(fā)生多幕脈沖式混相(溶解氣水、游離氣和少量油)涌流，這樣超壓箱內及異常壓力過渡帶就有條件發(fā)生大規(guī)模天然氣聚集，鶯歌海盆地中淺層東方氣田和樂東氣田天然氣被證實是以幕式混相方式聚集成藏的[25-29]。國外超壓盆地墨西哥灣沿岸區(qū)鉆達古近系的25 204口井(深度為600～6 000 m)完井資料統(tǒng)計也證實，油氣比較集中分布于超壓頂面上下300 m附近，而且油高峰偏上，氣高峰偏下。

圖7 過東方1-1構造某測線現(xiàn)今過剩壓力模擬剖面

2.2 底辟活動波及區(qū)有利于形成優(yōu)質氣藏

鶯歌海盆地油氣勘探實踐證實，中央凹陷帶天然氣的富集成藏受底辟活動影響，中深層高溫高壓天然氣藏的分布特征與底辟構造密切相關，主要體現(xiàn)在底辟核心區(qū)和波及區(qū)天然氣地球化學特征(諸如烴類氣成熟度、CO2含量和穩(wěn)定碳同位素組成等)呈現(xiàn)明顯的差異性分布,氣藏充滿度和含氣飽和度表現(xiàn)出不同變化規(guī)律。

底辟波及區(qū)(如東方1-1S和東方13-2)發(fā)育大型海底扇優(yōu)質儲集體，具有溝通中新統(tǒng)主力氣源巖與黃流組海底扇儲集體的小斷裂或微裂縫組成的優(yōu)勢輸導體系，而且距離底辟核部較遠，保存條件好，天然氣的運移和成藏受底辟活動影響程度相對較小(圖8)，中新統(tǒng)烴源巖生成的早期成熟度較低的富烴天然氣可借助小斷裂或微裂縫向上運移，就近進入中深層黃流組和梅山組中富集，這些先期形成的氣藏受后期底辟作用和晚期高成熟度富CO2組分天然氣的改造作用弱。因此，在底辟波及區(qū)形成了充滿度較高的巖性氣藏群(或大中型氣田)，其天然氣一般具有“富烴組分含量高、有機成因CO2含量低、烷烴氣正碳同位素系列和甲烷同位素較輕”等特征，是一類優(yōu)質天然氣[27]。

底辟核心區(qū)(如東方1-1/東方13-1構造)受底辟活動影響強烈，且發(fā)育的密集小斷裂和微裂縫系組成的輸導體系深達基底，因此早期聚集的天然氣往往在后期底辟活動過程中受到晚期生成的天然氣的改造[28]，在中深層形成“高成熟度、無機成因CO2含量高、烷烴碳同位素序列局部倒轉”為特征的多期混合改造型天然氣[27-28]，在淺層則形成“高成熟度與低成熟度、有機成因與無機成因CO2、烷烴碳同位素正序列與局部倒轉序列混雜”的再運移次生型和多期混合改造型并存的天然氣。

圖8 鶯歌海盆地東方區(qū)受底辟影響的天然氣運聚特征(據(jù)文獻[27],有修改)

3 天然氣成藏模式

底辟核部區(qū)天然氣運聚與底辟活動密切相關，流體運移相態(tài)特征和充注機制在底辟靜止期和底辟活動期存在較大差異。底辟靜止期，底辟核部區(qū)微斷裂和裂縫閉合，烴源巖排出的烴類在深部地區(qū)大量累積，一方面形成底辟活動期混相幕式運聚成藏的物質基礎，另一方面天然氣在源-儲剩余壓力差作用下以水溶相緩慢通過蓋層向淺部地層運移，以水溶相脫溶成藏模式聚集成藏。底辟活動期，底辟核部區(qū)微斷裂和裂縫開啟，超壓封存箱破裂，已聚集成藏的天然氣發(fā)生再運移，在淺部圈閉中再聚集形成次生氣藏；高源-儲剩余壓力差作用又使地層深部流體以混相(天然氣呈水溶相和游離相、地層水以汽相和液相)快速向淺部地層運移，水溶相天然氣以幕式脫溶方式成藏，游離相天然氣則發(fā)生幕式充注，由于深部儲層條件下天然氣能在浮力作用下發(fā)生自由分異，因此盆地高溫高壓帶深部地層中能形成連續(xù)氣柱的游離相氣藏。

1) 底辟核部區(qū)及其周緣半封閉超壓系統(tǒng)“混相改造型”成藏模式。

在底辟核部區(qū)，底辟活動強度大，后一期底辟活動對前一期底辟活動過程中已形成的氣藏具有較強改造作用，這樣底辟核部區(qū)高溫高壓帶黃流組和梅山組便只聚集晚期的高—過成熟天然氣，而淺層常壓帶既發(fā)育成熟天然氣，也發(fā)育晚期的高—過成熟天然氣。目前東方1-1區(qū)和東方13-1區(qū)中深層天然氣就是以這種模式成藏的，如圖9中C、D井區(qū)。

2) 底辟波及帶遠端“氣相滲濾型”成藏模式。

底辟波及帶遠端為封閉型超壓系統(tǒng)，深部發(fā)育大量近直立溝通源-儲的微斷裂垂向輸導通道，在底辟活動期深部流體主要呈游離相或混相的方式，通過微裂縫向淺部黃流組儲層中運移，其運移動力主要為浮力。該地區(qū)高溫高壓帶已被早期成熟天然氣聚集的圈閉，底辟活動期晚期的高—過成熟天然氣和無機成因CO2對其改造作用弱，主要形成原生氣藏；而晚期生成的高—過成熟天然氣和無機成因CO2則向淺層常壓帶圈閉中運聚，即該區(qū)帶天然氣分布規(guī)律及深層與中淺層天然氣地球化學特征差異與常規(guī)浮力作用下運聚形成的常規(guī)氣藏相似，如圖9中A、B井區(qū)。

圖9 鶯歌海盆地中央底辟帶天然氣成藏模式

3) 非底辟帶封閉型超壓系統(tǒng)“水相脫溶型”成藏模式。

中央凹陷區(qū)非底辟帶處于封閉型超壓系統(tǒng)，可能存在“水力破裂”形成的微裂縫，但缺乏流體長距離垂向運移的微斷裂通道。烴源巖生成的烴類(主要指天然氣)大量滯留于深部地層中，成為非底辟帶中深層天然氣成藏的物質基礎。在高源-儲剩余壓力差作用下，天然氣呈水溶相緩慢通過蓋層或微裂縫向淺部運移，由于運移過程中溫度和壓力降低，水溶相天然氣逐漸過飽和析出游離相氣泡，遇到合適圈閉聚集成藏，如圖9中A井區(qū)偏左處區(qū)域。

4 勘探方向

研究表明，鶯歌海盆地中央底辟帶中深層“生、蓋、圈、運”等成藏要素配置關系優(yōu)越，大型儲集體和優(yōu)質儲層制約大中型氣田和高豐度氣藏的形成，保存條件(是否遠離底辟核部)決定大中型高溫高壓氣田的分布，因此中央底辟帶除東方13-2區(qū)和東方13-1區(qū)分別為已探明的現(xiàn)實區(qū)之外，東方13-2W為近期最有利勘探區(qū)，該區(qū)遠離底辟核部，小斷層和微裂縫等輸導通道較發(fā)育，且靠近西部越南物源區(qū)，主河道和分流河道砂體發(fā)育，其物性可能與東方13-2區(qū)相當或更優(yōu)。此外，應加強樂東區(qū)的勘探，尤其是樂東8-1、10-1等底辟波及區(qū)的海底扇儲集體，勘探前景良好。

中央底辟帶天然氣成藏特征差異與天然氣成藏模式研究、高溫高壓天然氣模擬實驗和鶯歌海盆地流體相態(tài)演變規(guī)律研究表明，埋深3 000～5 000 m的黃流組下部和梅山組深層高溫高壓帶仍是游離相天然氣成藏的有利部位，埋深超過5 000 m地層中的天然氣可能主要呈水溶相存在，氣水分異作用較差，高豐度氣藏形成難度大。因此，埋深3 000～5 000 m的黃流組下部和梅山組是今后深層天然氣勘探的有益探索方向。

5 結論

1) 鶯歌海盆地中央底辟帶天然氣富集條件優(yōu)越，中深層高溫高壓天然氣富集成藏受控于大型儲集體、優(yōu)質儲層和底辟位置等三大條件，底辟翼部或波及區(qū)有利于優(yōu)質高產氣藏的形成和保存。

2) 鶯歌海盆地中央底辟帶存在底辟核部區(qū)及其周緣半封閉超壓系統(tǒng)的“混相改造型”、底辟波及帶遠端的“氣相滲濾型”以及非底辟帶封閉型超壓系統(tǒng)的“水相脫溶型”等3種成藏模式。

3) 鶯歌海盆地中央底辟帶中新統(tǒng)黃流組和梅山組上部是近期天然氣勘探的主要方向，東方區(qū)和樂東區(qū)底辟構造翼部大型海底扇儲集體是下一步勘探的優(yōu)選目標。

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(編輯：崔護社 張喜林)

High temperature and high pressure gas enrichment condition, distribution law and accumulation model in central diapir zone of Yinggehai basin

Xie Yuhong1Li Xushen1Tong Chuanxin1Liu Ping1Wu Hongzhu2,3Huang Zhilong2

(1.ZhanjiangBranchofCNOOCLtd.,Zhanjiang，Guangdong524057,China; 2.ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China;3.ZhejiangGeophysicalandGeochemicalExplorationInstitute,Hangzhou，Zhejiang310005,China)

The discovery of DF13 gas field in Yinggehai basin reveals that the basin has the favorable settings for high temperature and high pressure gas accumulation. Based on studies of gas accumulation conditions in DF zone, this paper systematically analyzed high temperature and high pressure gas enrichment conditions, distribution laws and accumulation models in central diapir zone of Yinggehai basin. The central diapir zone has favorable gas enrichment conditions, the large and high quality reservoir bodies in diapir wings are key factors controlling high temperature and high pressure gas enrichment, and the affected areas of diapirs are favorable settings for high quality gas reservoirs. There are three accumulation models for high temperature and high pressure gas in the central diapir zone: semi-enclosed overpressure system “miscible reformed” model in the core and periphery zones of diapirs, “gas phase infiltration” model in affected zones of diapirs and closed overpressure system “water phase exsolution” model in non-diapir areas. Huangliu Formation and Upper Member of Meishan Formation of Miocene in the periphery of Diapirs are important exploration directions, and the large submarine fan reservoir bodies in diapir wings in LD and DF zones are priority exploration targets.

Yinggehai basin; central diapir zone; Huangliu Formation; Meishan Formation; high temperature and high pressure gas; enrichment condition; distribution law; accumulation model; exploration direction

謝玉洪，男，教授級高級工程師，長期從事南海西部海域油氣勘探與技術管理工作。地址：廣東省湛江市坡頭區(qū)南調路1388號(郵編：524057)。E-mail:xieyh@cnooc.com.cn。

1673-1506(2015)04-0001-12

10.11935/j.issn.1673-1506.2015.04.001

TE5122.1

A

2015-05-22 改回日期：2015-07-02

*“十二五”國家科技重大專項“鶯瓊盆地高溫高壓天然氣成藏主控因素及勘探方向(編號：2011ZX05023-004)”部分研究成果。