南海北部中生界油气地质条件

如题所述

在对华南陆区中生界油气地质条件系统研究的基础上,以地震资料为基础,结合地震资料特殊处理,钻井资料分析,剖析典型地震剖面中生界岩性及层序地层单元的划分、地震相、沉积相、层序地层格架、构造形成演化分析,对南海北部海域中生界油气地质条件进行初步探讨。

1.南海海域主要盆地中生界烃源岩特征

从南海主要沉积盆地中生界烃源岩发育层位来看,从三叠系到白垩系均发育有较良好的烃源岩,具有一定的生烃潜力。

(1)台西南盆地烃源岩特征

白垩系:台西南盆地钻遇的下白垩统为滨海相沉积,烃源岩有机质类型为Ⅲ型,CDJ-1井、CET-1井、CGF-1井、CFS-4井和CFC-9井5口井的TOC值为0.6%~2.5%,平均值为1.2%,Ro值多在0.7%~1.0%之间,属“普通级为主之成熟产气带凝结油(凝析油)生油岩”(曹昌桂等,1992)。礼乐盆地可能原属台西南盆地的一部分,南海扩张时两者分开。礼乐盆地的钻井揭示:A-1井下白垩统1块岩心为暗灰—黑色坚硬粉砂质页岩,具有好的生烃潜力;B-1井下白垩统上部页岩段有机碳含量在0.2 %~1.0%之间,具有中等的生气潜力;Sampaguita-1 井钻遇的油气产自下白垩统及中始新统,下白垩统上部页岩段有机碳丰度在0.4%~1.0%之间,具中等—好的生气能力(郑之逊,1993)。台湾北港万兴-1井1425m处钻遇目前所见最厚的中生代地层(1578m),其下白垩统沉积属于近岸到浅海环境,有厚约500m的深灰—黑色页岩,有机碳含量为0.6%~0.8%,镜质体反射率为0.62%~1.69%,显示出白垩系具有一定的生烃能力;而下伏侏罗系则为高度固结的黑色页岩,含Ⅱ—Ⅲ型干酪根,处于过成熟阶段。

侏罗系:台西南盆地钻遇的侏罗系为滨—浅海相沉积,烃源岩有机质类型为Ⅲ型,CFC-1井、CFM-1井、CFS-2井、CFD-1井、CFC-10井和CFC-5井6口井的TOC值为0.6%~1.8%,Ro值多在0.68%~1.38%之间,属“成熟至高成熟度之良好级生油岩”(曹昌桂等,1992)。地球化学分析表明,这套地层原始有机质的富集程度更高,因此推测曾发生过油气的生成和运移。

三叠系:在南海南部民都洛岛的上三叠统—侏罗系中,钻井发现有气显示和油样,以Ⅲ型干酪根为主,Ro值为0.54%~0.88%,已达成熟。礼乐盆地的上三叠统—下侏罗统砂泥岩Ro值高达1.0%~2.5%。

(2)潮汕坳陷LF35-1-1井烃源岩特征

根据LF35-1-1井烃源岩有机质丰度分析,烃源岩主要分布在侏罗纪海相地层内,共发育两段主要的烃源岩(表5-15):①1700~2000m,中—上侏罗统上部,有效烃源岩累计厚度为83m,有机碳含量为0.5%~1.15%,平均含量为0.7%,为差—中等烃源岩,但在取样过程中由于受到了泥浆或其他不明有机物的污染,所获得的数据可能不很可靠;②2100m以下,中—下侏罗统下部,有效烃源岩累计厚度为46m,有机碳含量为1.0%~1.48%,平均含量为1.32%,为中等—好烃源岩。钻井揭示烃源岩单层厚度最小在6m以上,最大在40m以上,平均在20m左右,下部烃源岩的平均单层厚度大于上部。烃源岩有机质类型以Ⅲ型为主,部分为Ⅱ2型(郝沪军等,2009)(图5-45);有机质成熟度较高,达1.3%~2.5%以上。

从钻井Pr/Ph比值分析结果来看,Pr/Ph比值大于1的样品有50件,小于1的样品有32件,最高为1.5,最低为0.62,平均为1.06。这反映深度在1700m以上(K)为氧化环境,不利于有机质保存;深度在1700m以下(J)为弱还原环境,有利于有机质保存。

2.油气地质条件的钻井标定

根据华南陆区中生界地震层序与海域中生界地震层序初步对比结果,通过LF35-1-1井拟合地震记录与井旁地震记录的对比研究,对海域中生界生储盖层岩性组合特征及环境变化进行了初步标定(图5-46)。

表5-15 LF35-1-1井烃源岩有机质丰度平均值

(据中海油资料)

图5-45 LF35-1-1井干酪根碳同位素纵向分布特征及有机质类型划分

(据郝沪军等,2009)

3.南海北部中生界油气地质条件

根据对南海北部中生界盆地原型恢复及层序地层格架的初步分析认为,南海北部与华南陆区的原始沉积体系与沉积环境及其油气地质条件虽存在一定差异(图5-47至图5-50),但仍然具有一定的可比性,主要区别在于海相沉积体的规模和后期改造及保存状况。

图5-46 LF35-1-1井拟合地震记录岩性剖面与中生界生储盖层分布

(1)烃源岩条件

根据LF35-1-1井揭示的地层分析认为,侏罗纪烃源岩生烃指标达到中—好烃源岩标准,下部浅海相沉积的生烃潜力要好于上部;白垩系总体上为一套河流-湖泊沉积,除个别层段的灰黑色薄层泥岩有机质丰度较高外,其余均未达到有效烃源岩的标准(郝沪军等,2009)。从过LF35-1-1井并穿过潮汕拗陷的地震剖面分析,该井所钻遇的烃源岩主要分布于中—晚侏罗世半深海—浅海相沉积地层中,应在相当大的范围内有较稳定的分布。

根据钻井、地震资料综合解释,以及陆海对比结果分析,海域大范围内保存有与桥源组、小水组等烃源岩发育层系相当的沉积层系。南海北部地区晚三叠世—侏罗纪总体处于半深水—深水欠补偿沉积环境,同一地层单元,海域地层厚度小,沉积速率低,在相同的有机质生成条件下,有机质丰度更高,更有利于“凝缩层”发育,相对于陆区具有更好的成烃环境,大部分层系可能发育中—好烃源岩,是海域中生界烃源岩发育的主要时期。

(2)储集条件

LF35-1-1井揭示,潮汕拗陷地区有两套可能的储层:白垩纪陆相河流-湖泊砂体和中—晚侏罗世滨—浅海砂岩(郝沪军等,2009)。根据地震剖面层序地层格架分析,南海北部地区晚三叠世发育的低位、海进期的沿岸砂体,可作为研究区主要的储集层。侏罗纪总体处于半深水—深水沉积环境,砂体不发育,尤其是对应于陆区的早—中侏罗世,储层不发育,但有利于中—好烃源岩发育;而中—晚侏罗世滨—浅海相砂岩则可构成研究区良好的储集体。白垩纪储层广泛发育,早白垩世大量发育沿岸砂体、三角洲及深水扇砂体,是最为有利的储集相带;而晚白垩世的浅海陆棚—河控三角洲沉积环境,砂岩储层也广泛发育。

图5-47 上三叠统—下侏罗统原型盆地恢复剖面及其油气生储盖组合条件

LSW—低位体系域;HS—高位体系域;TR—海进体系域;mfs—最大海泛面;ib—浊积岩;sb—层序界面

图5-48 中侏罗统—下白垩统原型盆地恢复剖面及其油气生储盖组合条件

图5-49 下白垩统原型盆地恢复剖面及其油气生储盖组合条件

LSW—低位体系域

图5-50 上白垩统原型盆地恢复剖面及其油气生储盖组合条件

LSW—低位体系域;ib—浊积岩

(3)盖层条件

LF35-1-1井钻遇的白垩系河流-湖泊沉积地层中,泥岩、粉砂质泥岩及泥灰岩厚度占钻遇地层总厚度的一半以上,且单层最大厚度达30m以上。该井所钻遇的中—晚侏罗世滨浅海—半深海沉积地层中,泥岩、含粉砂质泥岩及粉砂质泥岩单层最大厚度大于30m,平均单层厚度也在10m以上。郝沪军等(2009)根据钻井镜质体反射率和包裹体资料推算,目前的白垩系顶部的最大埋深曾达2500m左右,因此白垩系经历了较充分的压实作用。但是,由于河流-湖泊沉积地层中的泥岩、粉砂质泥岩及泥灰岩的横向展布范围有限,只能形成局部盖层。

从地震剖面层序地层格架分析认为,侏罗系泥岩呈区域性分布,尤其是广泛发育的半深海、深水相泥岩质地较纯,应具有良好的封盖能力,可作为侏罗系底部—上三叠统储层的良好区域盖层;而晚白垩世陆棚相泥岩则可作为早白垩世砂体的良好盖层。

(4)生储盖组合条件

根据LF35-1-1井,潮汕拗陷存在白垩系内部砂泥岩互层和中—上侏罗统内部砂泥岩互层两套储盖组合,特别是中—上侏罗统内部形成的砂泥岩互层储盖组合,可构成潮汕拗陷油气勘探的主要目的层(郝沪军等,2009)。

根据钻井、地震剖面层序地层格架分析,南海北部晚三叠世—侏罗纪广泛发育的中—好烃源岩,可与晚三叠世发育的低位、海进期的沿岸砂体,侏罗纪内部的砂泥互层等储集层构成下生上储式和自生自储式储盖组合;而侏罗纪广泛发育的良好烃源岩与上覆白垩纪储层可构成另一个较好的下生上储式储盖组合(图5-51)。

图5-51 南海北部海域中生界生储盖组合

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