南海琼东南盆地崖13-1气田古近系陵水组海陆过渡带沉积特征及演化*

南海北部琼东南盆地中的众多凹陷均有海陆过渡相沉积,沉积相类型包括海湾辫状河三角洲和河口湾-潮坪。本次研究以高分辨率层序地层学理论为指导,将崖13-1气田古近系渐新统陵水组三段及二段各划分为1个长期基准面旋回,并在其内部进一步识别出10个中期基准面旋回(S1-S10)。在等时地层格架内,对陵水组三段及陵水组二段发育的沉积相特征及演化进行深入的探讨。陵水组三段沉积时期,研究区主要发育海湾辫状河三角洲沉积,其具有独特的层理构造、富含泥质纹层以及遗迹化石丰富。该沉积体系自下而上潮汐作用越来越强,早期以河流作用为主(S1-S4),中期为河流和潮汐混合作用(S5-S6),晚期逐渐过渡到以潮汐作用占主导(S7-S8)。陵水组二段沉积时期,研究区发生全面海侵,沉积作用方式及沉积特征更加复杂,生物成因构造更加独特,本次研究将其解释为河口湾-潮坪沉积(S9-S10)。研究表明,区域海平面的不断上升是研究区沉积相从海湾辫状河三角洲演化到河口湾-潮坪的主要控制因素。     

莺歌海盆地东方1-1气田天然气来源与运聚模式

莺歌海盆地东方 1-1气田以其埋藏浅、天然气成份变化大、气藏位于底辟构造带等特征一直是研究的热点。长期以来对其气源、充注历史等问题存在不少疑问。该研究应用生烃动力学与碳同位素动力学方法通过对典型烃源岩的研究,建立起了烃源岩在地质条件下的生气模式与碳同位素分馏模式。结合天然气地质地球化学特征,研究认为:东方 1-1气田烃类气体主要来源于梅山组烃源岩,非烃气体来源于三亚组或更深部含钙地层;天然气藏形成相当晚,与底辟作用有关,烃类气体主要充注时间在 1.3Ma以后,CO₂气体主要充注时间在 0.1Ma左右;天然气成份的非均一性主要受控于底辟断裂活动所控制的幕式充注。     

琼东南盆地崖南凹陷崖13-1构造与崖21-1构造成藏条件的比较

中国的最大气田--崖13-1气田位于崖南凹陷西缘,位于崖南凹陷东南缘的崖21-1构造就目前几口钻井显示成藏条件并不理想.总体来说,崖21-1构造烃源条件差、储层条件差、区域能量条件差.崖13-1气田天然气主要来自于琼东南盆地的崖南凹陷和莺歌海盆地埋深分别大于4 450 m和4 700 m的崖城-陵水组烃源岩.崖21-1构造的主要源岩为乐东凹陷,其浅海A型和浅海B型源岩的发育条件均很差.据沉积相的研究,崖21-1构造的陵水组为滨海相沉积,相对于崖13-1构造来说,粒度变细,以细砂岩为主.两构造的能量场配置和流体活动也有明显的不同,崖13-1构造盖层发育超压,储层为常压,为侧向流体充注,反映了能量场的黄金配置;而崖21-1构造储层和盖层均为超压,为垂向流体泄放.通过对2个构造的成藏条件的比较说明了崖21-1构造目前未能成藏的原因.     

琼东南盆地深水大气田地质特征、成藏模式及勘探方向研究

琼东南盆地深水领域获得天然气勘探重大突破,但对深水天然气成藏特征的认识存在不少疑点,亟需开展天然气成因、来源及成藏过程与模式的系统分析。研究认为L17深水大气田天然气以烃类气为主,二氧化碳含量低。天然气甲烷、乙烷碳同位素特征表明天然气为有机成因、高成熟煤型气。天然气轻烃C_6、C_7系列中异构烷烃、环烷烃含量高,表明天然气生源母质以陆源高等植物为主。结合本区始新统、渐新统烃源岩成熟史综合分析认为,L17深水大气田天然气来源于渐新统崖城组烃源岩。盆地深水区晚中新世黄流期发育大型限制型块体搬运沉积,形成了优质砂岩储集体;因高密度砂质块体搬运沉积被周边深海泥岩封闭及"西低东高"的构造格局等条件配置,形成了上中新统黄流组岩性圈闭群;约4.9Ma以来渐新统崖城组烃源岩生成的成熟—高成熟天然气,在源-储压差的驱动下,沿深部被超压再次活化、开启形成的早期地质结构内的断裂或微裂隙,向上运移到上中新统黄流组岩性圈闭群中聚集成藏,具有"烃源岩、大型砂质块体搬运沉积砂岩储层、优质深海泥岩封盖和断裂/微裂隙输导"四要素耦合控藏特征。指出深水区中中新统梅山组盆底扇构造-岩性圈闭群、南斜坡-凸起生物礁、古近系滨岸带陵水组断裂圈闭带等领域具备形成深水大气田的优越条件。     

以海泛面进行垂向流动单元划分的方法——以琼东南盆地崖13-1气田陵三段为例

以层序地层划分为基础,把崖13-1气田主力产层陵三段划分为8个四级层序,并以四级层序的海泛面为控制边界,在气田南区与北II区划分出8个垂向流动单元,而在北I区划分为7个垂向流动单元。崖13-1气田东南部广海海泛对南部地区影响更大,使南区与北II区多沉积了一套海泛面泥岩隔层,导致这两个区块垂向流动单元比北I区多出一个。这一流动单元划分方案得到了气田压力测试的验证,对今后气田开发有指导作用。     

崖13-1气田有机包裹体研究

通过对琼东南盆地崖１３－１气田陵水组三段储层砂岩自生石英中有机包裹体的类型分布、均一温度及成分等的研究认为,崖１３－１气田天然气开始运移的时间在上新世,运移深度为３．０～３．３ｋｍ,此时尚未形成气藏;大量运聚发生在上新世末—第四纪,运移深度为３．４～３．９ｋｍ,主要聚集期为第四纪。根据有机包裹体的成分特征对储层流体介质及气源进行了初步分析。     

琼东南盆地崖13-1气田陵三段沉积微相对储层非均质性及流动单元划分的影响

崖13-1气田陵三段是河控与潮控的辫状三角洲,主要储层沉积微相为分流河道、水下分流河道、河口坝、远砂坝及席状砂,其中河口坝的储层物性比分流河道和水下分流河道微相好,席状砂与远砂坝的物性相对较差,而各类正韵律河道与反韵律的砂坝决定了各垂向流动单元储层韵律特征。气田内的隔夹层与不同规模的海泛面相关,隔层以前三角洲泥为主,分布稳定,而夹层以分流间湾与水下分流间湾泥为主,分布较局限。结合沉积微相分布、储层非均质性及断层的分布,可以把气田区分为两个大区及6个流动单元,而南II、南III区仍可有较好的储层,但由于构造上处于低部位,含气前景还需进一步论证。     

琼东南盆地深水区中央峡谷天然气成藏条件与成藏模式

利用钻井岩芯、岩屑地质化验资料及测井、二维、二维地震数据,综合分析了琼东南盆地深水区中央峡谷储层的发育特征、天然气成藏条件及成藏主控因素.结果表明,峡谷中、下部堆积的多期浊积砂岩,储集物性好,是该区带的优质储层;峡谷内发育的大量岩性、构造-岩性复合型圈闭为天然气聚集造就了重要场所;凹陷中的渐新统崖城组煤系烃源岩及广厚的半封闭浅海泥岩生气潜力大,提供了丰富的烃源基础;峡谷下方的底辟/微裂隙是深部崖城组烃源岩生成的天然气向上运移的重要通道.可见,中央峡谷成藏条件优越,圈闭有效性和运移是该区天然气成藏的关键要素;由于峡谷内圈闭大多数定型于上新世莺歌海组沉积时期,与下伏崖城组烃源岩主生气期形成合理配置,因此,天然气成藏较晚,L1、L2和L3气田的重大发现就是很好的例证.     

琼东南盆地崖13气田天然气形成水合物的温压条件和厚度计算

天然气水合物具有巨大的资源前景和极强的环境与灾害效应，是目前地学研究中的热点。利用CSMHYD模拟程序，结合南海琼东南盆地地质和地球化学条件，计算了南海琼东南盆地崖13气田天然气形成水合物的温度和压力条件。在海底海水温度为2－16℃、盐度为3．4％条件下，琼东南盆地崖13气田C3＋C4含量小于5％的天然气形成水合物压力有较大的范围。天然气组成对水合物形成温压条件有控制作用：随天然气中C3＋C4的含量增加或C1＋C2＋N2＋CO2含量降低，在等压条件下水合物形成温度增高，在等温条件下水合形成压力降低，压力降低的幅度受温度控制，温度越高，幅度越大，并且压力的对数与成分间有统计线性关系。在琼东南盆地平均地温梯度3．76℃／100m条件下，琼东南盆地崖13气田C3＋C4含量小于5％的天然气形成水合物所需的C3＋C4最小含量与海底之下的深度间存在统计函数关系，随海底之下深度的增加，形成水合物的天然气C3＋C4最小含量也同步增加。这种关系也表明了天然气的C3＋C4含量与海底之下形成水合物最大厚度间的关系。但不同地区由于海底水深、温度、地温梯度和天然气的组成不同，天然气的C3＋C4含量与海底之下形成水合物厚度之间的统计函数关系式也不同，对于一个特定地区必须进行研究后才能确定。     

琼东南盆地崖北凹陷崖城组煤系烃源岩发育环境及控制因素

依据沉积环境控制烃源岩发育理论,研究了琼东南盆地崖北凹陷崖城组煤系烃源岩的发育环境及主控因素,并建立了研究区崖城组煤系烃源岩的发育模式。崖城组煤系烃源岩主要形成于半咸水、还原-弱还原的扇三角洲平原河道间泥炭沼泽环境和半咸水、弱还原-弱氧化的潮坪潮上带-潮间带泥炭沼泽环境。沉积环境、古气候条件、相对海平面变化以及古构造控制煤系烃源岩的发育,其中沉积环境控制着煤系烃源岩中有机质类型、有机质丰度、显微组分及煤层的厚度,古气候条件提供了煤系烃源岩发育的物质基础,相对海平面变化影响着煤系烃源岩的展布及保存条件,古构造则是聚煤盆地形成、演化的主要控制因素。崖城组煤系烃源岩有两种发育模式,一是在扇三角洲平原河道间泥炭沼泽环境中水体的还原性起主导作用,二是在潮坪潮上带-潮间带泥炭沼泽中高生物生产率起主导作用。     

琼东南盆地崖城13-1气田渐新统陵三段沉积物源综合分析

物源体系分析是确定储层沉积的成因类型、空间展布与演化规律的关键问题之一,本文通过古地貌、重矿物、岩屑成分和结构与地层倾角测井等多种方法的综合分析,对琼东南盆地崖城13-1气田渐新统陵三段物源进行系统研究,确定了研究区陵三段沉积时期的物源体系主要来自北西方,碎屑沉积物以石英含量高的岩屑长石质石英砂岩与长石质石英砂岩为主,并根据重矿物组合特征分析,认为物源区母岩类型主要有酸性岩浆岩、变质岩以及再改造的沉积岩等。由于物源区距研究区距离适中,地形有一定的坡度,容易产生机械破碎的大块碎屑,故此种母岩特征是研究区陵三段辫状河三角洲砂体成因及沉积特征的内在因素。     

应用碳同位素动力学方法探讨阿克 1气藏天然气的来源

阿克 1气藏是塔西南前陆区喀什凹陷油气勘探上获得重大突破的工业性气藏.采用金管封闭体系热模拟实验和 GC-IRMS碳同位素测定,结合运用 GOR-ISOTOPE KINETICS专用软件,推导出了塔西南前陆区烃源岩 (煤和泥岩 )热解生成甲烷的碳同位素动力学参数.该区侏罗系煤、侏罗系泥岩和二叠系泥岩的平均活化能分别为 225.86 kJ/mol、 194.03 kJ/mol和 223.45 kJ/mol,甲烷 (12CH4)的指前因子各为 1.00× 1014 s-1、 1.00× 1013 s-1、 1.00× 1014 s-1.在此基础上,利用碳同位素动力学计算结果,并结合地质背景,进一步探讨了阿克 1气藏天然气的来源,为天然气定量评价提供了新思路.阿克 1气藏天然气为烃源岩过成熟阶段的烃产物,属于混源气,主要捕获了 Ro 为 2.0%～ 3.6%阶段的天然气;其气源区包括喀什凹陷中心和阿克 1井推覆体下盘,主力气源岩是石炭系烃源岩.     

临兴地区致密砂岩气藏形成机理与成藏模式

本文以鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界致密砂岩气成藏机理与成藏模式为研究目标,通过测井资料解释、流体包裹体测定和古流体压力恢复等方法,总结了气藏类型与分布特征,分析了其成藏期次、运移动力和输导体系,阐明了形成机理与成藏模式。研究表明,临兴地区上古生界主要含气层位为太原组、山西组和下石盒子组,气藏分布受生储盖组合、构造部位和储层物性控制。临兴地区上古生界主要有2期成藏,中侏罗世为第1期,天然气以CO2为主、含少量气态烃,储层中流体剩余压力较低,裂缝多未切穿石英颗粒,天然气运移速率较低,汇聚成藏规模小;早白垩世为第2期成藏,天然气以甲烷为主、含少量重烃和液态烃,储层中剩余压力较高,裂缝普遍发育并切穿石英颗粒,与断层结合形成了三维网状输导空间网络,流体运移速率大,运移距离长,汇聚面积大,形成了一系列大型气藏,是临兴地区上古生界最主要的成藏期。靠近紫金山岩体的地层,在晚侏罗世到早白垩世期间遭受高压流体的侵入,形成一个以岩体为中心向外逐渐减弱的成藏作用带。临兴地区致密砂岩天然气成藏模式可总结为:“两期成藏、晚期为主;早期非烃,晚期甲烷;超压为主、浮力次之;孔缝为主、断裂为辅;岩性占优、构造偏少”。     

The formation mechanism of mud diapirs and gas chimneys and their relationship with natural gas hydrates: insights from the deep-water area of Qiongdongnan Basin,northern South China Sea

ABSTRACT

Mud diapirs and gas chimneys are widely developed in continental slope areas, which can provide sufficient gas for hydrate formation, and they are important for finding natural gas hydrates. Based on the interpretation and analysis of high-resolution 2D and 3D seismic data covering the deep-water area in the Qiongdongnan Basin (QDNB), northern South China Sea, we studied the formation mechanism of mud diapirs and gas chimneys and their relationship with natural gas hydrates. Mud diapirs and gas chimneys are columnar and domelike in shape and the internal regions of these bodies have abnormal reflections characterized by fuzzy, chaotic, and blanking zones. The reflection events terminate at the rims of mud diapirs and gas chimneys with pull-up reflections and pull-down reflections, respectively. In addition, ‘bright spots’ and diapiric-associated faults occur adjacent to mud diapirs and gas chimneys. The rapidly deposited and deeply buried fine sediments filling in the Tertiary in deep-water areas of the QDNB and overpressure potential derived from undercompacted mudstones, as well as from the pressurization of organic matter and hydrocarbon generation, provide abundant materials and intensive driving forces for the formation of mud diapirs and gas chimneys. Bottom simulating reflectors (BSRs) with strong amplitude and high or poor continuity were recognized atop the mud diapirs and gas chimneys and in the structural highs within the same region, indicating that they have a close relationship with each other. The mud diapirs and gas chimneys and associated high-angle faults provide favourable vertical pathways for the hydrocarbons migrating from deep strata to shallow natural gas hydrate stability zones where natural gas hydrates accumulate; however, some BSRs are characterized by weak amplitude and poor continuity, which can be affected by high temperature and overpressure in the process of the mud diapir and gas chimney activities. This mutually restricting relationship must be taken into consideration in the process of gas hydrate exploration in QDNB.     

塔里木盆地库车坳陷烃源岩生成甲烷的动力学参数及其应用

根据压力下黄金管封闭体系热模拟实验结果 ,应用 Kinetics和 GOR- Isotope Kinetics专用软件 ,获得了塔里木盆地库车坳陷三叠系—侏罗系烃源岩的生烃动力学参数及碳同位素动力学参数。库车坳陷侏罗系煤、煤系泥岩及三叠系泥岩热解生成甲烷具有各自的活化能分布范围 ,分别是 197～ 2 6 8k J/ mol、180～ 2 6 0 k J/ mol、2 14～2 89k J/ m ol,频率因子各为 5 .2 6 5× 10 1 3s- 1、9.76 1× 10 1 1 s- 1、2 .2 70× 10 1 4s- 1 ,反映它们的生烃行为有所差异 ;其相应的碳同位素动力学参数也有差别 ,平均活化能分别是 2 2 8k J/ mol、2 0 5 k J/ mol、2 31k J/ mol。在此基础上 ,应用这些动力学参数 ,并结合地质背景 ,进一步探讨了依南 2气藏天然气的成因和运聚成藏模式。研究表明 ,依南 2气藏天然气主要来源于库车坳陷阳霞凹陷中心侏罗系煤系烃源岩 ,主要聚气时间为 5～ 0 Ma,对应 Ro 为 1.2 5 %～ 1.95 % ,天然气散失率为 2 5 %～ 30 %。该研究对塔里木盆地 ,乃至我国其他地区天然气藏的成因评价与成藏过程研究具有参考和借鉴意义。     

神狐海域天然气水合物成藏系统数值模拟与试采矿体优选

为了进一步了解南海北部陆坡神狐海域勘探区天然气水合物成藏系统特征,优选天然气水合物优势矿体,基于经过矿体的地震剖面资料,结合区域成藏地质条件,分别构建了勘探区W17和W18两个矿体的二维地质模型,从天然气水合物成藏的稳定域、气源形成、运移输导及储集成藏进行了系统数值模拟。结果表明：①神狐勘探区成矿气源丰富,来自浅层的生物成因气和深层的热成因气都可作为天然气水合物成藏的气源;②神狐勘探区流体输导条件良好,深部大断裂可以作为油源断裂沟通深部源岩,是连接深部热成因气的主要通道,浅部调节性断裂和渗透性砂岩一起作为横向+垂向复合输导;③在神狐勘探区稳定域内,区域构造部位相对高、断块封闭性相对好、渗透率相对大的区域为天然气水合物成藏的有利储集层;④综合分析认为,W17矿体比W18矿体在气源、运移及储层特性上更具优势,应作为优先考虑的试采矿体。