南黄海中部隆起印支面剥蚀量恢复与演化过程——来自CSDP-2井的证据

南黄海中部隆起是下扬子地块向海域的延伸,是当前海相盆地海域资源调查的潜力区。中部隆起自印支期以来经历多期构造隆升、挤压及剥蚀作用,显著影响了盆地油气资源的形成和分布。2016年底完钻的大陆架科学钻探CSDP-2井首次在中部隆起钻穿印支不整合面,该不整合面在中部隆起既是新近系-第四系底界,又是下三叠统灰岩的顶界,横向延伸平缓,上、下地层产状差异巨大,下伏地层具有强烈的挤压变形及逆冲推覆,呈现显著的角度不整合接触关系。本次研究基于泥岩声波时差法计算的印支面地层剥蚀量约为1200 m,镜质体反射率法计算的剥蚀量约为1400 m,与地层趋势面估算的剥蚀量基本一致。结合南黄海盆地演化过程分析,认为中部隆起大致于晚三叠世开始隆升,至晚白垩世期间经历快速剥蚀,并可能延续到渐新世末期。在当前南黄海盆地资源调查逐步转向中、古生界海相残留盆地之际,依托实际钻探资料进行印支不整合面研究及剥蚀量恢复对于恢复盆地构造-热演化史及评价油气资源等均具有重要的现实意义。     

南黄海盆地中、古生界盖层条件

分析南黄海盆地中、古生界的盖层条件,可为该区油气地质条件研究以及后期油气资源评价提供基础。充分利用现有钻井、测井、地震等多种实际资料,在对盆地及邻区构造、地层、沉积等地质背景分析的基础上,进行了盖层条件的分析。结果表明,南黄海盆地中、古生界主要发育5套盖层,包括钻井已经钻遇的上二叠统龙潭-大隆组泥质岩、下三叠统泥灰岩和膏岩、下白垩统湖相泥质岩,以及两套经地震解释和海陆对比划分的下寒武统、下志留统泥质岩;盆地现存盖层条件的好坏是中、古生界油气藏能否得以保存的关键条件,其中下古生界整体要优于上古生界,上古生界的青岛坳陷要好于烟台坳陷,海相中生界总体较差。     

南黄海海域生储盖层特征及油气远景评价

根据近年来新取得的资料,结合前人的研究成果,对南黄海海域的生储盖层特征进行了综合研究。古生界、中生界海相地层为南黄海海域的主力烃源岩,从构造运动和沉积发育情况分析,将南黄海海域的古生界、中生界海相地层生成油气的成藏过程划分为三叠纪印支运动前、侏罗纪—白垩纪、古近纪和新近纪4个阶段。通过对生储盖层的特征分析,说明南黄海古生界、中生界海相地层油气资源具有开发前景。在对南黄海盆地海相中生界、古生界烃源条件和后期保存条件研究的基础上,预测了盆地内海相油气资源的有利运聚区,为南黄海海域的油气勘探及研究工作提供了依据,对我国新的海上油气开发及部署作出了贡献。     

南黄海盆地海相领域油气勘探战略思考

随着南黄海海域新一轮油气资源调查的展开,勘探深层海相油气成为必然趋势。借鉴下扬子地台海相油气勘探学术研究基础,概述了南黄海盆地由古生界组成、经历中生代构造运动形成的“古构造”,以及与古构造相关的非均质性碳酸盐岩裂隙(裂缝)储集系统,认为它们与下扬子区中、古生界海相地层的沉积序列、烃源岩及油气成藏规律具有可比性,因而具备形成油气田(藏)的地质条件。尤其是南黄海盆地南部的勿南沙隆起区,作为一个相对稳定的古构造单元,是寻找古生古储或古生新储油气藏有利地区,可作为近中期勘探战略优选靶区。     

地震调查技术突破南黄海海相中—古生界成像技术瓶颈

南黄海盆地普遍存在的高速屏蔽层导致海相中—古生界地震资料品质差,甚至无反射资料,严重阻碍深部油气勘探进展。历经十多年探索,通过深入的理论计算及模拟、长期的海上试验及多轮处理技术攻关形成的"高富强"地震调查技术突破了南黄海海相中—古生界地震成像瓶颈。"高富强"地震调查技术分为采集和处理两大部分,采集系统以"高覆盖次数、富低频及强能量震源"为主要特色,处理核心技术以获得中—古生界"高信噪比、富低频及强有效反射能量"资料为最终目标。使用该技术在南黄海盆地崂山隆起获得了高品质成像资料,清晰地揭示了海相古生代内部地层结构,最终落实了古生界多个大型圈闭构造和钻探目标,为海域深部油气勘查的战略性发现和突破提供了有效的技术支撑。     

南黄海盆地中部隆起上古生界沉积环境探讨

CSDP-2井是大陆架科学钻探计划（CSDP）在南黄海盆地中部隆起实施的第一口连续取芯井,完井深度2 843.18 m,平均取芯率高达97.7%。综合利用该井岩芯、测井、岩石薄片及古生物化石资料,准确识别出南黄海盆地中部隆起上古生界的岩石类型、沉积构造、岩性组合序列等特征,进而探讨研究区沉积环境及其垂向演化规律。研究结果显示:CSDP-2井所钻遇的二叠系、石炭系、泥盆系地层既包含碎屑岩也包含碳酸盐岩,发育了三角洲相、滨岸相、潮坪相、碳酸盐岩台地相、浅海陆棚相等多种沉积相类型;南黄海盆地晚古生代先后经历了两个完整的海侵-海退旋回,自下而上发育碎屑岩浅海-潮坪沉积体系、碳酸盐岩潮坪-潟湖-颗粒滩沉积体系和碎屑岩三角洲沉积体系,反映了研究区由海相向海陆过渡相逐渐演化的沉积充填过程。     

苏北盆地中—古生界海相烃源岩发育规律及其意义

苏北盆地与南黄海盆地属于同一构造单元,苏北盆地的烃源岩发育规律的研究对南黄海油气勘探具有重要启示意义。在野外地质研究和69个烃源岩实测数据的基础上,结合已有分析化验数据及油气勘探资料,对苏北盆地的中—古生界海相烃源岩厚度分布和地球化学特征进行了分析,结果表明烃源岩整体沿北东向展布,在中—古生界均存在多个烃源岩发育中心,并明显有向南黄海海域延伸的趋势;下古生界普遍比上古生界的热演化程度高,并具有区域不均一性,二叠系的热演化程度相对较低,存在二次生烃的潜力。苏北盆地在中—古生界海相地层烃源岩特征的研究,进一步揭示了南黄海盆地具有良好的油气勘探潜力。     

由下扬子区海陆对比分析南黄海盆地下志留统烃源岩特征及其主控因素

针对南黄海盆地海相油气勘探的重大需求,在收集、整理下扬子苏、浙、皖地区地质和地化资料的基础上,依托科学钻探CSDP-2井岩心,系统对比了南黄海盆地与下扬子陆区早志留世古地理背景和沉积充填特征,进而利用一系列地化测试数据总结了南黄海盆地下志留统烃源岩特征并探讨其主控因素。研究结果表明：南黄海盆地大陆架科学钻探CSDP-2井目前已钻遇了坟头组和高家边组上部两套丰度很低的厚层、暗色（粉砂质）泥岩,其有机质类型主要为Ⅱ₂型,热演化程度已整体进入过成熟阶段;受控于全球海侵事件和扬子板块构造活动的发展阶段,早志留世初期深水陆棚环境逐渐向后期的浅水陆棚环境演变,加之早期较高的初级生产力和良好的保存条件,使得下扬子区高家边组下部烃源岩的品质明显高于上部,并以底部黑色笔石页岩段有机质丰度最高。因此,南黄海盆地高家边组底部理应存在一套优质烃源岩层,可作为下一步页岩气勘探的重点层位。     

南黄海中部隆起地震层序地层的识别及其地质时代探讨

应用地震地层学研究方法,对南黄海盆地中部隆起近几年新采集、处理的地震剖面进行综合解释,共识别出6个地震层序。通过地震反射特征分析、地层速度分析、重磁震联合反演和区域地质对比,推测这些层序的地质时代属性分别为前震旦系、震旦系、寒武系—奥陶系、志留系—泥盆系、石炭系—下二叠统、以及新近系—第四系。研究区的沉积地层分布广泛,厚度较大,整体呈NNE向和近EW向展布。对中部隆起地层的属性分析结果,不仅能为盆地的结构和地质演化研究提供基础的地质资料,而且对中部隆起的油气勘探和资源评价都具有意义。     

井中油气地球化学勘探技术预测和评价碳酸盐岩储层研究

井中油气地球化学勘探技术(简称井中化探)是20世纪90年代初油气勘探领域兴起的一种新技术,在钻井过程中预测、判别油气储层具有独特的优势.本文以塔里木盆地巴楚隆起的BC1井及鄂尔多斯盆地塔巴庙区块的D6井为例,在研究石油地质资料的基础上,根据已有的井中化探成果发掘油气地球化学信息,重点描述了碳酸盐岩储层的油气地球化学异常特征,指出了碳酸盐岩储层与碎屑岩储层地球化学异常模式的差异,对碳酸盐岩中的油气层进行预测和判别,为生产单位提供有价值的地化依据.     

Prospective prediction and exploration situation of marine Mesozoic-Paleozoic oil and gas in the South Yellow Sea

The South Yellow Sea Basin is a large sedimentary basin superimposed by the Mesozoic-Paleozoic marine sedimentary basin and the Mesozoic-Cenozoic terrestrial sedimentary basin, where no oil and gas fields have been discovered after exploration for 58 years. After the failure of oil and gas exploration in terrestrial basins, the exploration target of the South Yellow Sea Basin turned to the marine Mesozoic-Paleozoic strata. After more than ten years’ investigation and research, a lot of achievements have been obtained. The latest exploration obtained effective seismic reflection data of deep marine facies by the application of seismic exploration technology characterized by high coverage, abundant low-frequency components and strong energy source for the deep South Yellow Sea Basin. In addition, some wells drilled the Middle-Upper Paleozoic strata, with obvious oil and gas shows discovered in some horizons. The recent petroleum geological research on the South Yellow Sea Basin shows that the structure zoning of the marine residual basin has been redetermined, the basin structure has been defined, and 3 seismic reflection marker layers are traceable and correlatable in the residual thick Middle-Paleozoic strata below the continental Meso-Cenozoic strata in the South Yellow Sea Basin. Based on these, the seismic sequence of the marine sedimentary strata was established. According to the avaliable oil and gas exploration and research, the marine Mesozoic-Paleozoic oil and gas prospects of the South Yellow Sea were predicted as follows. (1) The South Yellow Sea Basin has the same sedimentary formation and evolution history during the sedimentary period of the Middle-Paleozoic marine basin with the Sichuan Basin. (2) There are 3 regional high-quality source rocks. (3) The carbonate and clastic reservoirs are developed in the Mesozoic-Paleozoic strata. (4) The three source-reservoir-cap assemblages are relatively intact. (5) The Laoshan Uplift is a prospect area for the Lower Paleozoic oil and gas, and the Wunansha Uplift is one for the marine Upper Paleozoic oil and gas. (6) The Gaoshi stable zone in the Laoshan Uplift is a favorable zone. (7) The marine Mesozoic-Paleozoic strata in the South Yellow Sea Basin has the geological conditions required to form large oil and gas fields, with remarkable oil and gas resources prospect. An urgent problem to be addressed now within the South Yellow Sea Basin is to drill parametric wells for the Lower Paleozoic strata as the target, to establish the complete stratigraphic sequence since the Paleozoic period, to obtain resource evaluation parameters, and to realize the strategic discovery and achieve breakthrough in oil and gas exploration understanding.©2019 China Geology Editorial Office.     

南黄海盆地中部隆起中—古生界海相油气多期成藏——来自CSDP-2井的勘探启示

大陆架科学钻探CSDP-2井不仅完成了南黄海盆地中部隆起的首次钻探,也创造了陆架区2 843.18 m的全取心深钻记录。在CSDP-2井钻遇的三叠系青龙组（T₁q）,二叠系大隆组（P₃d）、龙潭组（P_2-3l）、孤峰组（P₂g）、栖霞组（P₁q）和志留系坟头组（S₁f）等多层段岩心中探获了多类型、多级别的油气显示,且二叠系3个油砂样品表明该区曾经历过大规模的油气运聚过程。地球化学分析、油源对比结果表明：1^#油砂和2^#油砂层段均表现出"近源成藏"的特征,其中大隆组1^#油砂中的原油与大隆组、龙潭组上段泥岩的亲缘关系明显,龙潭组2^#油砂中的原油与龙潭组下段、孤峰组和栖霞组烃源岩具有更好的亲缘关系;3^#油砂中的原油成熟度明显偏低,推测其可能来自两侧坳陷区的白垩系、古近系烃源岩;盆地模拟和含烃流体包裹体测温相互印证,明确了CSDP-2井揭露的四套烃源岩与三套储集层之间存在着"接力式"生烃和"波浪式"充注的多期成藏特征,同时得益于三套盖层的良好封盖,彰显了研究区较为广阔的海相油气勘探前景。     

南黄海中部隆起中—古生界沉积相及烃源岩特征——以CSDP-2井为例

依托CSDP-2全取心井岩心及38块烃源岩样品的实测w(TOC)、w(氯仿沥青"A")、镜质体反射率、生烃潜量等一系列地化测试数据,在精确识别南黄海盆地中部隆起中—古生界沉积相类型的基础上,分析多组段、多岩相烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度特征,并结合前人研究成果,对比该区与下扬子苏皖地区主要烃源岩的差异性,探讨南黄海盆地中—古生界油气勘探前景。结果表明:南黄海盆地在中—古生代共经历了6次较大规模的海侵-海退,由海向陆方向发育完整的浅海陆棚-障壁海岸-三角洲沉积体系且充填了浅水内陆棚、镶边碳酸盐岩台地及潮坪-泻湖和三角洲前缘等连续的沉积演化序列;海盆内栖霞组、龙潭组、大隆组和青龙组4套烃源岩品质与陆区相当,同属中等最好烃源岩级别;垂向上则以龙潭组、大隆组源岩品质最高且不乏优质烃源岩的存在,青龙组源岩品质稍低但同样有效;丰富的烃类物质基础、7套全烃、荧光高幅上升段及累计40余处油浸、油斑等直接油气显示彰显了南黄海中—古生界海相地层存在着巨大的油气勘探潜力。     

南黄海盆地中部隆起CSDP-2井志留系-石炭系岩石学特征及其沉积相

目前,大陆架科学钻探CSDP-2井是南黄海盆地中部隆起上的唯一深钻,是揭示南黄海中-古生界海相地层时代,恢复其沉积环境和构造运动的基准井。本文针对该井开展岩心描述并进行薄片观察,结合测井数据、古生物化石等资料,将志留系-石炭系划分为下志留统高家边组、侯家塘组、坟头组,上泥盆统五通组,下石炭统高骊山组、和州组,上石炭统黄龙组、船山组。其中,志留系沉积了一套浅海陆棚相的细碎屑岩,沉积物以浅海-滨海相砂泥岩为主;泥盆系五通组同样为碎屑岩沉积,稳定的石英砂岩和紫红色泥岩并存,下部为潮坪相,上部则为三角洲相;而石炭系发育台坪、泻湖、颗粒滩等碳酸盐岩台地亚相,岩性以生屑灰岩和泥晶灰岩为主。区域地层对比表明,南黄海盆地中-古生界海相地层是下扬子区由陆域向海域的延伸,其志留系-石炭系岩性序列与下扬子陆域基本一致。     

大陆架科学钻探CSDP-2井科学目标及初步成果

大陆架科学钻探（CSDP）,是一个在我国大陆架上实施的以钻探我国陆架区深部地层为目的的科学计划,是介于大陆科学钻探（ICDP）和大洋科学钻探（DSDP,ODP,IODP）之间的大陆架地球科学探索计划。首批两口科学钻探井布设在南黄海陆架上,CSDP-1井的主要目标为第四纪及其环境演化,CSDP-2井则瞄准中-古生界海相地层及其资源环境效应。CSDP-2井的科学目标为揭示中-古生界的地层时代、沉积环境、构造演化,详细标定钻遇地层的地球物理性质,系统评价其油气生储盖特征,以及开发和探索钻探与井中观测等技术。CSDP-2井完井深度2 843.18 m,创造了全球陆架全取心钻探的最深记录,综合取心率97.7%,其中中-古生界取心2 198.10 m,取心率99.3%,先后钻遇第四系-新近系,下三叠统青龙组,二叠系大隆组、龙潭组、孤峰组和栖霞组,石炭系船山组、黄龙组和高骊山组,泥盆系五通组,志留系坟头组和高家边组。初步建立钻遇中-古生界的岩性剖面、地球物理性质剖面、地层时代和沉积环境格架,厘定印支期和加里东期两个不整合面,以及孤峰组和龙潭组之间的断层滑脱面,并通过对烃源岩系统评价发现4套好的烃源岩。下一步工作将在进一步厘定地层年龄的基础上,深入探讨沉积环境演化、构造和热演化历史,以及结合区域资料恢复古地理环境。     

Characteristics of marine strata distribution in South Yellow Sea based on airborne gravity and magnetic data

Based on the high accuracy airborne gravity and magnetic data of South Yellow Sea, combined with the characteristics of gravitational and magnetic field and geophysical properties, the authors analyzed the matched filtering through radially averaged logarithmic power spectrum to separate and extract the gravity and magnetic anomaly caused by the interfacial fluctuation of marine strata. And the depth of the marine strata interface of South Yellow Sea was interpreted by the tangent and Vaquier methods. The authors also compiled the depth of the bottom and top interface of the marine strata after geological and geophysical interpretations. In addition, a preliminary division of South Yellow Sea marine strata tectonic units was carried out and the strata distribution was also discussed. The central depression and southern depression of Subei- South Yellow Sea depression area were developed on the strongly magnetic basement, with weak tectonic deformation. The marine strata remain intact with a shallow depth of 4 km to 8 km. South Yellow Sea is the oil and gas exploration area with great resource potential.     

基于航空重、磁数据的南黄海海相地层分布特征识别

基于南黄海海域实测高精度航空重、磁数据,结合航空重、磁场及物性特征,通过平均对数功率谱分析匹配滤波方法技术,对南黄海海相地层界面起伏引起的重、磁异常特征进行分离、提取,采用切线法和外奎尔法计算海相地层界面的深度,经地质和地球物理综合解释,编制了南黄海海相地层底界面、顶界面深度图及海相地层厚度图。在此基础上,初步划分了南黄海海相地层构造单元,探讨了南黄海海相地层的分布特征。苏北—南黄海坳陷区的中部坳陷和南部坳陷均发育在强磁性基底之上,构造变形较弱,海相地层保存完整,埋藏浅,厚度为4~8 km,是南黄海地区具有较大资源潜力的油气勘探区。     

珠江口盆地恩平凹陷恩平组物源体系分析及未来大洋钻探建议

物源体系分析是沉积盆地特征分析的重要内容，为进一步阐明珠江口盆地恩平凹陷恩平组的沉积特征和物源体系，本文拟利用恩平凹陷的三维地震资料和钻井数据，通过古生物环境分析和锆石U- Pb定年等方法，并借助地震剖面中古沟谷的识别、前积反射结构、地震多属性分析结果和沉积相带平面分布特征，对恩平凹陷恩平组物源体系特征进行综合分析。研究结果表明，恩平组PSQ1～PSQ2时期表现位明显的陆相湖盆特征，物源主要为珠江口盆地内隆起的古生代变质岩和中生代火成岩基底，少量来源于北部华南褶皱带的元古宙变质岩；随着PSQ3时期断层活动逐渐停止，湖平面不断上升，华南褶皱带物源供给能力明显增强，逐渐成为恩平凹陷主要物源。鉴于目前南海北部缺少陆相湖盆地层的完整岩芯剖面，制约了南海北部裂陷期构造- 沉积耦合研究并影响了该地区的油气勘探，建议下一步在南海北部陆相沉积盆地(如珠江口盆地)开展大洋钻探工作，以便获取更连续、时间精度更高，受风化作用影响更小的陆相湖盆地层的完整岩芯剖面。这不仅有利于指导下一步油气勘探，也可通过重建陆相沉积盆地不同地质历史时期的沉积变化过程，为了解古气候状态和预测未来气候变化提供重要依据。