浙江福明市松原水平井田组油气勘探潜力分析

浙江福明市松原水平井田组油气勘探潜力分析

东海盆地是中国海域最大的含油气盆地[1.4]。自中生代以来,该盆地以聚敛型板块构造为特征,以一系列平行排列、北东—南西向延伸、形成时间向东逐渐变新的坳陷组成,由西向东依次为台北坳陷、浙东坳陷和冲绳海槽。台北坳陷和浙东坳陷是西太平板块向西俯冲形成的下第三系弧后盆地岛弧杂岩带,上第三系向东迁移到当前的位置,弧后裂谷引起冲绳海槽的扩张。丽水凹陷位于东海陆架盆地西南部,是在中生代残留盆地基础上发育起来的具有典型的新生代东断西超特点的断陷,面积约14600km2。丽水凹陷共钻探井9口,该区地震测网已达1km×1km或2km×2km,显示油气的主要层位是下古新统。中生界地层及基岩潜山也见不同级别的油气,油气显示较好、获得6口商业性油气流探井。1部凹陷东次凹丽水凹陷位于台北坳陷的西部,总体上为北东—南西向展布。其北部与钱塘凹陷相邻;东部以雁荡凸起与台北坳陷的东部凹陷带福州、闽江凹陷相隔;西部和南部与闽渐隆起区相接,面积约2万km2,是晚白垩世以来发展起来的大陆地壳边缘裂陷盆地。该凹陷呈北东—南西向展布,被灵峰古潜山构造带分成东、西2个次凹(图1)。东次凹面积约4800km2,最大沉积厚度逾7500m;西次凹面积约9800km2,沉积最厚处达12000m。1.1浅灰色细-中粒砂岩沉积相自下而上沉积了下古新统月桂峰组、上古新统灵峰组和明月峰组、下-中始新统瓯江组和温州组、上第三系龙井组玉泉组柳浪组及三潭组第四系东海群,缺失始新统上部及渐新统即平湖组-花港组沉积,以古新统和中下始新统沉积为主。下古新统月桂峰组(E11y)由2套粗-细-粗复合沉积旋回迭加而成,上旋回的砂岩粒度较下旋回的粗且含量高。下旋回以暗褐色、黑褐色泥岩为主,夹浅灰色、灰白色细-中粒砂岩。上旋回为浅灰色、灰色、暗灰色、黑灰色泥岩与浅灰色细-中粒砂岩近等厚互层,夹薄层浅灰色,灰色粉砂岩及两层黑色煤层。月桂峰组厚125~400m,为湖泊相沉积环境,与下伏石门潭组呈角度不整合接触,底界相当于T60地震反射层。上古新统灵峰组(E12l)岩性以灰色、暗灰色、黑灰色泥岩、粉砂质泥岩为主,夹薄层浅灰色含钙粉砂岩、细砂岩和少量薄层钙质细砂岩。砂岩由细砂向上部渐变为粉砂,泥岩钙质含量则呈增加趋势,构成下粗上细的正旋回。砂质灰岩(含藻屑等生物碎片)厚度不均,但在全区分布广泛,可作为地层对比的标志层,其上的海相泥岩可进行区域性连续追索,厚10~480m,为滨-浅海相的沉积,与下伏月桂峰组地层呈角度不整合接触,底界相当于T50地震反射层,同位素年龄60Ma。上古新统明月峰组(E12m)是一套海退环境的含煤岩系沉积,在全坳陷广泛分布,由下细上粗的2个反旋回迭加而成。砂岩由下旋回的粉砂向上渐变为粗砂。下旋回以大段浅灰色、灰色、褐灰色泥岩为主,夹浅灰色、暗灰色含钙粉砂岩,细、中粒砂岩及数层浅灰色砂质灰岩,部分粉砂质泥岩。上旋回为浅灰色、灰色、褐灰色与浅灰色、灰白色细-中粒砂岩互层,夹浅灰、灰褐色泥质粉砂岩和薄层钙质砂岩,顶部夹多层黑色煤层。明月峰组厚10~750m,为三角洲平原相沉积,与下伏灵峰组呈整合接触,同位素年龄56.5Ma,底界相当于T42反射层。1.2转换断层的演化丽水凹陷由狭长状的半地堑构成,其西翼被一系列小至中等的补偿枢纽断层所隔,东翼受大而陡向西倾斜的基底断层所限,主断层的东面是雁荡凸起,为一基底低隆起。凸起以东,是宽度和深度均大于丽水-椒江凹陷的福州—闽江凹陷带,该凹陷带被一系列北西向的转换断层复杂化。晚白垩世断陷初期,半地堑断陷盆地主要受平面式正断层控制,地形起伏较大,持续时间较短,主要充填以河流相为主的粗碎屑岩和火山岩为特征,一般不利于烃源岩的发育。早古新世断陷中期,不对称半地堑断陷盆地主要受铲式正断层控制铲式断层上盘的半地堑盆地具有较稳定的沉降中心。其伸展活动最为强烈,凹陷区大幅度下降,出现欠补偿的湖相环境,发育厚度较大的暗色泥岩,是烃源岩发育的鼎盛时期,烃源岩干酪根类型以混合型为主。古新世断陷晚期,相互连通的复式半地堑断陷盆地主要受坡坪式正断层控制,伸展作用有所减弱、盆地沉降速率也相应减小,在全球海面上升影响下,主要发育一些补偿性和过补偿性盆地,烃源岩的发育不及断陷中期铲式断层控制的半地堑盆地,干酪根类型以腐殖型为主。1.3岩石学和构造变形丽水凹陷的构造演化受太平洋板块俯冲方向和周边构造带的影响,无论是变形样式还是变形强度上,在平面上都呈有规律的分带、分区特征。构造部位不同、主导控制条件也各异。表现在丽水凹陷以灵峰构造带为界分为东、西2个构造变形区,南北方向的构造变形亦存在南北有别的构造变形特征,因而存在东西分带、南北分块的构造变形特征。同时,垂向上构造分层,每一期构造变动都相应留下了自己的变形痕迹,产生一个构造变形层。从而在垂向上形成多个构造层的叠加,其间以角度不整合相隔。按照区域不整合面的分布及地层沉积特征,可将丽水凹陷沉积序列划分为前裂陷期构造层、上白垩统-下第三系古新统裂陷构造层(半地堑结构)、下第三系始新统坳陷构造层和上第三系-第四系区域稳定沉降构造层。它们之间均以区域性不整合面为界。每一构造层代表盆地不同演化阶段的产物。2期次和构造阶段丽水凹陷是在中生代残留盆地的基础上发育起来的新生代断陷,经历了2个构造期次和4个构造阶段,即伸展构造期和区域沉降期,前者包括裂谷盆地阶段、裂陷阶段,后者包括坳陷阶段、区域沉降阶段(图2,表1)。自西向东形成了西斜坡构造带、中央反转构造带、灵峰潜山披覆构造带和东侧断阶带等4个二级构造带。2.1地壳内热膨胀兴起晚白垩世至早古新世期间(雁荡运动期),由于库拉板块向北消减,太平洋板块沿北北西向持续向欧亚板块低角度俯冲所产生的加热作用,导致剧烈的岩浆活动。使得地壳受热膨胀隆起,地幔上部的平均温度升高(在台湾北部观测到有3~4个热流单位的高热流存在),因而地壳密度变小,并使热物质上升对流在地壳表层产生拉张应力场从而引起局部的沉降效应和构造张裂作用,导致整个岩石圈水平拉伸减薄,软流圈顶部被动上升,并伴有较强烈的中基性火山岩喷发。在凹陷内也同时产生了一系列北东、北北东向延伸的张扭性正断层,断块体之间顺北西西向水平伸展方向离散而使彼此间的水平距离增大,从而形成了早期的裂谷盆地,这一时期裂谷主要由相对分散、独立的小断陷组成。2.2实施断陷式沉积包括上白垩统上段石门潭组和下古新统月桂峰组裂陷初始期沉积,和上古新统灵峰组、明月峰组裂陷扩散期沉积。沉积形式为楔形断陷式沉积。古新世中期构造运动频繁(瓯江运动期),西太平洋板块继续向亚欧大陆板块方向俯冲,所产生的弧后拉张效应使东海盆地产生巨大的拉张应力场,局部地区的最大水平伸展量甚至达到20[6~10]。该应力场促使日本海沟和日本海进一步扩张,发育了大量的次级断层,使得盆地内张性裂隙进一步扩大而形成断陷。至此,整个凹陷的演化进入高峰阶段。2.3地表海变化为迅速沉降的岩石学和岩相古地理包括始新统瓯江组和温州组下段裂陷衰退期沉积,以及温州组上段和平湖组裂陷萎缩期沉积。沉积形成半碟形断坳式沉积。始新世早期,由于太平洋板块运动由北北西向转变为北西西向,开始了新的俯冲,使丽水-椒江凹陷结束了地幔上隆和裂陷盆地演化阶段,出现快速沉降。此时不但主干断层继续活动,而且也发育了一些新的次级断层,使得凹陷构造应力侧向传递效应的影响,局部地区处于挤压应力状态下,相应发生区域隆升,并使凹陷区先期沉积地层遭受部分剥蚀,此升降活动是丽水凹陷地区由裂陷转为坳陷的标志,并形成了一些反转构造。2.4晚始新世至早中新世的地层包括上第三系中新统海龙井组、玉泉组和柳浪组以及上新统三潭组乃至第四系全更新统东海群区域沉降沉积。沉积形式为长条形铺盖式沉积。中新世初期,研究区发生了区域性的上升运动,并遭受了很强裂的剥蚀,因而缺失晚始新世至早中新世的地层,中新统直接与下伏始新及以下地层接触。上新世起整个东海盆地处于平稳补偿沉积状态,断裂活动不明显,并伴有火山活动,仅有几次整体沉降。地层分布较均匀,由西向东逐渐变厚,在更开阔的区域中沉积了微微向东倾斜的近于水平的地层,为一套以滨海相-海陆过渡相沉积为主的地层。此时由于菲律宾海板块向琉球岛弧俯冲,在弧后形成了冲绳海槽盆地,使丽水凹陷地区再次抬升遭受剥蚀,形成了较明显的中新世与上新世之间的不整合面。3油气地质分析3.1有机质类型及来源据WZ26-1-1和WZ13-1-1钻井资料证实,丽水凹陷内有2套烃源岩:下古新统月桂峰组湖泊相烃源岩及上古新统灵峰组浅海相烃源岩。其中,月桂峰组湖泊相黑色泥岩为该区主力烃源岩,分布在坳陷的沉积中心地区,具有机质丰度高、类型好、埋藏适中的特点。丽水凹陷的此套烃源岩好于椒江凹陷,丽水凹陷干酪根以Ⅱ型为主,兼有Ⅰ、Ⅲ型,以生油为主,属中-好烃源岩,成熟门限在2500m左右;上古新统灵峰组海相泥岩有机质类型以Ⅲ型为主,含有少量Ⅱ型,以陆生高等植物来源为主。丽水西次凹陷明月峰组源岩有机碳和氯仿沥青“A”含量分别为0.986%和0.0665%,为中等生油岩,而生烃潜量为1.05kg/t,总烃丰度为138.14×10-6,属于较差生油岩,综合评价为较差—中等生油岩。灵峰组源岩的有机碳含量为为0.93%,总烃丰度为296.9×10-6,生烃潜量和氯仿沥青“A”含量较差,分别为0.9kg/t和0.047×10-6,综合评价为较差—中等生油岩。丽水东次凹陷明月峰组源岩有机碳和氯仿沥青含量分别为1.309%和0.3122%,均表现为好生油岩,生烃潜量为5.77kg/t,总烃丰度为275.9×10-6,综合评价为中等—好生油岩。灵峰组源岩有机碳和沥青含量中等,而生烃潜量和总烃丰度较差,综合评价为较差—中等生油岩为主。月桂峰组源岩的有机碳、氯仿沥青“A”分别为1.785%、0.257%,总烃丰度为-6均为好生油岩而生烃潜量中等,综合评价为中等—好生油岩。通过干酪根元素分析,明月峰组源岩中H/C、O/C原子比平均分别达到0.704和0.128,主要为Ⅲ型干酪根;灵峰组源岩中H/C、O/C原子比分别为0.659和0.071,表现出以Ⅱ2型为主的特点。3.2储集和盖层条件研究丽水凹陷储集层分布广、类型多,从基底潜山的变质岩、花岗岩裂缝到第三系的砂砾岩、碳酸盐及火成岩均有,其中以砂岩储层为主。下第三系砂岩储层发育,物性很好,具很好的储集条件。另外,花岗岩与潜山风化带和上白垩统砂岩亦具良好的储集条件,同时也具备较好的盖层条件。特别是经历了古新世、始新世和上新世3次大的海进与海退旋回,其中,晚古新世、早—中始新世2次最大的海泛泥岩沉积稳定,分布广泛,可作为区域性盖层,下古新统月桂峰组中部黑色泥岩和上古新统灵峰组海相厚层泥岩,分别形成良好的烃源岩和区域性盖层,形成有利的含油气组合。温州组、灵峰组是该区区域性盖层。此外,月桂峰组、下灵峰组、明月峰组及欧江组砂泥岩互层中均发育局部盖层。3.3原油和天然气系统的分类经过丽水凹陷的生、储、盖条件综合分析研究,对丽水凹陷含油气系统划分如下(表3)。4油气成藏条件及保存条件丽水凹陷是在中生代残留盆地的基础上发育起来的新生代断陷,经历了2个构造期次和4个构造阶段。该凹陷具备良好的油气藏形成条件,月桂峰组、灵峰组及明月峰组是丽水凹陷主要烃源岩层,同时具有良好的生、储、盖条件,油气藏形成早是最大特点。丽水西次凹东带油气可短距离垂向运移成藏,储层为灵峰大断裂下降盘古新世沉积的小而多的扇三角洲和水下扇及其前缘垮塌形成的浊积扇体,这与中央反转构造带自北向南多个构造高点相匹配,可形成构造-岩性油气藏,这类油气藏对缺乏构造圈闭的丽水凹陷非常有意义。丽水西次凹西斜坡是一典型的“先洼后斜”斜坡,临近凹陷区具有良好的油气成藏及保存条件,油气可短距离侧向运移成藏。丽水东