琼东南盆地气烟囱发育特征、成因类型及对水合物成藏的控制作用

气烟囱是深水油气(水合物)垂向运移的重要通道,其形成及演化机制与油气运聚及水合物成藏具有密切的成因联系。琼东南盆地中新世以来具有生烃作用强烈、流体活动较普遍的特点,导致气烟囱分布也较广泛。基于琼东南盆地的地震资料,主要从研究区气烟囱地震反射特征、气烟囱规模及气烟囱成因类型划分3方面入手,结合气烟囱底部埋藏深度、能量强弱和底部环境等因素将琼东南盆地深水区气烟囱类型划分为4类,即浅层低能量断层裂隙控制型气烟囱、浅层高能量低凸起控制型气烟囱、中层中能量低凸起控制型气烟囱、中层高能量低凸起控制型气烟囱。在此基础上重点探讨了气烟囱对水合物运聚成藏的影响,揭示了气烟囱既对水合物运聚成藏具有通道及指示作用,也对水合物藏具有破坏作用的多重性特点,同时,进一步深入分析了琼东南盆地气烟囱分布规律与形成模式。总之,对琼东南盆地气烟囱发育特征、成因类型及形成机理的深入分析,将有助于琼东南盆地油气运聚通道体系的建立,进而综合剖析油气及水合物运聚成藏条件,指导其地质评价及其勘探部署等。     

琼东南盆地深水区陵南低凸起古潜山油气成藏条件

基于琼东南盆地深水区砂岩储层整体欠发育这一地质背景,综合评价了陵南低凸起古潜山领域油气成藏地质条件,并对该区的成藏模式与特征进行了预测和讨论。研究表明,陵南低凸起古潜山由邻近的乐东-陵水富生烃凹陷供烃,被成熟烃源岩包围,具有中生界花岗岩潜山储层与新近系厚层海相泥岩构成的储盖组合,发育大型沟源断裂及与之配置较好的大型继承性构造脊等构成畅通的运聚系统,具有源储压差大、近源直接充注的优势。相较已获勘探成功的松南低凸起古潜山油气藏,其成藏条件更为优越,成藏模式与越南白虎大型古潜山油田和渤海渤中19-6大型古潜山凝析气田具有一定的可类比性。陵南低凸起的石油地质条件切合琼东南盆地深水区“富泥贫砂”的地质背景,可形成大规模、连片性古潜山油气藏,是琼东南盆地中央峡谷水道领域之外又一有利的深水油气勘探新领域。     

琼东南盆地深水区天然气水合物运聚成藏模式

天然气水合物是当今油气资源研究的热点之一,前人对天然气水合物的理化性质和运聚成藏要素已有详尽的研究,但关于水合物的运聚和成藏过程仍众说纷纭,缺乏系统性归纳和总结。为进一步梳理水合物运聚成藏模式,以期对天然气水合物勘探评价及有利富集区带优选预测等有所裨益,笔者以琼东南盆地天然气水合物运聚成藏为研究重点,结合前人有关琼东南盆地水合物成藏模式的研究基础,深入开展高精度三维地震解释与地质综合分析研究,并根据水合物气源供给的构成特点、运聚方式及产出赋存特征等的差异性,重点对琼东南天然气水合物运聚成藏模式进行系统地分类与划分,深入探讨了其运聚分布规律及控制因素等。在此基础上,根据气源供给及源储关系差异,初步将琼东南盆地水合物运聚成藏模式分为下生上储型、自生自储型和复式混合型3大类,其中,下生上储型可分为4小类:气烟囱主导型、泥底辟主导型、微裂缝主导型和断层主导型;自生自储型仅1小类,即浅层原位赋存型。     

南海北部陆坡泥底辟/气烟囱基本特征及其与油气和水合物成藏关系

以南海北部陆坡深水区琼东南盆地南部及珠江口盆地白云凹陷地质地震资料为基础,综合分析了泥底辟及气烟囱分布特征、发育演化特点、成因机制及其与油气和水合物成藏的关系。研究结果表明:泥底辟及气烟囱主要相对集中发育于凹陷中心或凹陷与凸起构造转换带,具有杂乱模糊地震反射特征且其模糊带形态各异;泥底辟及气烟囱展布规模大小不一,刺穿层位及幅度亦存在明显差异,且常常伴生强烈的热流体活动;泥底辟及气烟囱形成受控于沉积充填的巨厚欠压实泥页岩及其伴生的高温超压潜能、断层裂缝及构造薄弱带和有机质生烃增压等地质因素;泥底辟与气烟囱及其伴生断层裂隙是深部气源向浅层运移聚集的优势通道,通过这些流体运聚的高速通道,可以将其运移至上覆新近系储层和深水海底浅层高压低温稳定域,最终形成深部常规油气藏与海底浅层天然气水合物矿藏纵向叠置复式聚集的组合特点。     

南海北部天然气渗漏系统地球物理初探

本文主要针对南海北部大陆边缘发育的5个沉积盆地——台西南盆地、珠江口盆地、琼东南盆地、莺歌海盆地和中建南盆地,分析了近年来利用地球物理方法研究南海北部天然气渗漏系统的成果,重点包括3个方面:天然气水合物的储藏、流体运移通道以及海底表面渗漏特征。其中表征天然气水合物存在的似海底反射BSR在台西南和珠江口盆地发育明显,莺歌海盆地发现有大型气田;5个盆地流体运移活跃,其内发现了多样的运移通道:断层、底辟、气烟囱、多边形断层及水道(峡谷)等破裂结构;海底表面渗漏特征也在台西南、珠江口、莺歌海和中建南盆地均有发现。南海北部大陆边缘天然气渗漏系统广泛发育,值得进一步深入研究。     

尖峰北盆地含气流体运聚疏导组合特征及对水合物成藏的控制作用

南海北部陆坡尖峰北盆地发育良好的气源及含气流体运聚疏导条件,具备较好的天然气水合物成藏潜力。为深入揭示尖峰北盆地水合物的成藏地质特征,基于高精度三维多道地震、浅地层剖面、多波束资料,深入分析了研究区深、浅部含气流体运聚疏导通道的地质、地球物理特征及对水合物成藏的控制作用。详细刻画了研究区深、浅部主要含气流体疏导通道的形态特征、发育规模、分布特点及对含气流体运聚的控制作用;重点剖析了深、浅部含气流体疏导通道组合特征及与水合物分布的耦合关系,最后结合水合物成藏地质条件,探讨了研究区水合物的成藏模式及影响因素。研究结果表明:尖峰北盆地的含气流体疏导通道主要以断裂型为主,亮点反射、反射空白带、BSR、声空白、声浑浊等含气流体运聚及水合物赋存指示标志多出现在沟源断层、古隆起伴生断层、多边形断层的顶部及邻近区域。以T3反射界面为界,其下伏沟源断层、古隆起伴生断层与上覆多边形断层构成的深、浅部含气流体疏导通道在垂向上相连通,沟通了深部气源层与浅层水合物稳定域,形成了"沟源断层—多边形断层"与"古隆起伴生断层—多边形断层"两种含气流体运移与水合物成藏模式。多边形断层的存在一方面促进了含气流体向浅层发生"中继疏导",控制水合物富集成藏;另一方面,在多边形断层密集发育段,强烈的流体充注会引起局部温压平衡破坏和水合物分解、渗漏,导致"断续型"BSR的产生。浅层气体的渗漏和扩散可以持续作用至海底并对海底形态进行改造,导致海底滑塌、断裂、麻坑、丘状体等一系列海底微地貌的形成。     

琼东南盆地华光凹陷天然气水合物成藏条件及有利区带预测

分析了琼东南盆地华光凹陷天然气水合物稳定条件、气源供给来源、运移通道类型等成藏条件,指出了研究区天然气水合物的勘探方向并建立了天然气水合物的成藏模式。华光凹陷浅部沉积层的温度、压力条件满足天然气水合物形成的要求,生物成因甲烷水合物稳定带最大厚度约320m,热成因天然气水合物稳定带最大厚度约为345m。气源岩主要分布在凹陷西部地区的断陷期层序中,具有早、晚两期生烃且以晚期为主的特征,有利于热解成因气在水合物稳定带内的聚集成藏。晚中新世以来快速沉降的巨厚半深海细粒沉积物为生物成因气的形成提供了物质基础。泥底辟与其伴生断裂及多边形断层等构成了天然气水合物成藏的主要流体运移体系。华光凹陷靠近(1)号断裂的西部地区是有利的勘探方向。晚中新世以来的快速沉降使得渐新世成熟—过熟烃源岩大量生气或裂解,而且由于欠压实作用形成的地层超压为含气流体的运移提供了强大的动力。热解天然气和生物气沿着泥底辟和多边形断层等构成的输导网络向上垂向运移至水合物稳定带,形成天然气水合物,其中深水浊流水道是寻找高饱和度水合物的有利目标体。     

莺歌海盆地泥底辟发育演化与天然气及CO2运聚成藏规律

泥底辟是南海北部边缘西区莺歌海盆地颇具特色的地震地质异常体,具有低密、低速及高温高压特征,其发育演化及所伴生的热流体上侵活动与天然气及CO2运聚分布乃至富集成藏均密切相关。将莺歌海盆地泥底辟划分为"深埋型"(低幅度弱-中能量泥底辟)、"浅埋型"(高幅度中-强能量泥底辟)及"喷口型"(高幅度特强能量泥底辟)三大类进行研究。研究表明,晚期泥底辟及热流体活动不仅为浅层天然气及CO2运聚成藏提供了纵向的高速运移通道和运聚动力条件,促使深部天然气及CO2向浅层大量运移聚集,而且导致盆地具有烃源岩早熟、天然气运聚供大于散的晚期动平衡成藏,以及泥底辟热流体上侵活动控制天然气及CO2运聚规律之特点。     

琼东南盆地块体搬运体系对天然气水合物形成的控制作用

琼东南盆地深水区中新世以来构造运动不活跃,自中新世以来沉积物厚度达5 000～9 000 m,Ya35-1-2井显示更新世地层沉积物主要以泥质与砂泥互层的细粒沉积物为主,深部流体垂向运移通道不发育.高分辨率地震资料和3D地震资料表明,琼东南盆地的上新世及其以上地层存在大量气烟囱和块体搬运体系.气烟囱为深部流体垂向运移提...     

琼东南盆地花岗岩潜山发育演化及控藏作用

以琼东南盆地地震、钻井及测年资料为基础，结合南海北部陆缘构造演化特征，分析了琼东南盆地花岗岩侵入期次和分布规律，论述了花岗岩潜山发育演化及控藏作用。研究表明，琼东南盆地发育印支期和燕山期两期花岗岩侵入，印支期花岗岩主要分布于NW向(低)凸起带，燕山期花岗岩分布于NE向(低)凸起带，琼东南盆地花岗岩潜山构造类型为残丘山，印支期花岗岩和燕山期花岗岩潜山演化都可划分为岩浆侵入期、暴露剥蚀期和定型埋藏期等阶段。盆地花岗岩潜山暴露剥蚀时间长，经历了多期次构造运动，发育网格状断裂，可形成风化壳型和断裂-裂缝型储层，松南低凸起花岗岩潜山被多凹环绕，发育断裂+砂体复合输导体系，是油气有利汇聚区。     

基于深水区宽频地震的天然气水合物识别方法

仅利用地震似海底反射(BSR)识别琼东南盆地深水区天然气水合物存在一定的局限性,从而影响天然气水合物的勘探成效。笔者利用天然气水合物已钻井数据,分析该盆地深水区天然气水合物岩石弹性参数特征,用以查明天然气水合物的岩石物理规律;同时,利用地震正演模拟,明确了研究区发育的孔隙型、烟囱型水合物的地震反射特征。在此基础上,利用AVO正演判识真假BSR:天然气水合物底界面反射具有Ⅲ类AVO且存在AVO异常,此为真BSR反射;而块体流(MTD)底界面虽类似BSR反射,但其AVO为Ⅳ类且AVO无异常特征。利用宽频地震数据和三维地震速度体进行速度模型下的宽频确定性反演,并通过高速异常、高阻抗异常描述天然气水合物发育情况。总之,利用地震反射特征、AVO特征、无井宽频地震反演等手段,实现了琼东南盆地深水区多种类型天然气水合物的地震识别,判识圈定了水合物矿藏。     

琼东南盆地深水区流体势分析及其对天然气水合物成藏的意义

针对深水区缺乏钻井资料的情况,从可以广泛获取的叠加速度出发建立了一套计算地下流体势(气势)的方法,并以此对琼东南盆地深水区进行了实例分析,以此来获得天然气运移和水合物成藏的有益信息。盆地广泛发育断裂、底辟构造,影响着水合物的分布。BSR发育区与气体势场强度的汇聚区域有着较好的对应关系,水合物根据成因可分为两类:一类是以浅部地层生物成因气为主,另一类是以深部热成因气为主。大部分断层对应于相对低势区,反映断层的开启性,可以作为气体运移的通道,其上部发育深部热成因气为主的水合物藏。在构造隆起附近发育的底辟具有相对高气势的特征,这类底辟携带大量的深部热成因气运移至浅部,为水合物的形成提供充足的气源,在其附近剖面上常具有BSR的显示。     

南海北部陆坡深水区浅层天然气藏特征

南海北部陆坡深水区的浅层天然气藏是一种伴随天然气水合物的新型油气藏, 具有埋藏浅、规模大的特点, 其埋藏深度一般小于300m。浅层天然气藏由深部裂解气沿断裂上升被天然气水合物封盖而形成, 识别似海底反射(BSR)是寻找浅层天然气藏有效方法。浅层天然气藏的气源主要有热解气、生物气和混合气, 陆坡张性断裂是气体运移的主要通道, 水合物下部的砂层是浅层天然气藏的主要储集层, 水合物层则是封盖层。从南海发现的天然气水合物分布特征看, 浅层天然气藏在陆坡深水区广泛分布且气藏厚度大, 潜在资源量非常可观, 是一种新型的开采成本相对低廉的油气藏。     

南海北部大陆边缘琼东南盆地有利油气聚集带及勘探方向

琼东南盆地处于欧亚板块、印-澳板块及太平洋板块三大板块交汇区,新生代构造沉积演化及油气地质条件较复杂。盆地基本构造格架具有下断上拗及南北分带、东西分块的特征,造成了盆地凹陷构造展布格局,以及地层、层序系统与沉积体系发育,有效烃源岩类型及其分布,储、盖层发育及其展布特征,油气运移输导特征以及油气成藏主控因素等均存在较大的差异。根据盆地构造演化与沉积充填特征,结合该区油气勘探实践,笔者总结出环崖南凹陷有利油气聚集带、宝岛凹陷北坡有利油气聚集带、2号断裂带有利油气聚集带、南部隆起(低凸起区)有利油气聚集带四大有利油气聚集区,且根据这些有利油气勘探区带油气地质特征,重点对主要烃源岩、储盖组合类型、油气输导条件及油气运聚成藏模式等进行了深入分析探讨,在此基础上阐明了不同油气聚集带的成藏主控因素,指出了有利油气勘探方向,为该区进一步油气勘探部署及油气资源预测评价等提供了参考与借鉴。     

琼东南盆地气烟囱构造特点及其与天然气水合物的关系

气烟囱是由于天然气(或流体)垂向运移在地震剖面上形成的异常反射,是气藏超压、构造低应力和泥页岩封隔层综合作用而形成。气烟囱在形成过程中携带大量富含甲烷气的流体向上运移到天然气水合物稳定带,其形成之后仍可作为后期活动的油气向上运移的特殊通道。在中中新世后,气烟囱是琼东南盆地气体向上运移的通道。地震识别出的似海底反射(BSR)分布区存在大量的气烟囱构造,通过速度、泥岩含量、流体势等属性参数及钻井资料,判断该烟囱构造为有机成因的泥底辟型烟囱构造。     

琼东南盆地深水区上新世以来天然气水合物稳定域时空迁移及其分布特征

琼东南盆地深水区天然气水合物富集条件优越,具有巨大的勘探开发前景。基于近年来新获取的海洋地质地球物理关键参数,反演了琼东南盆地深水区上新世(约5 Ma)以来的天然气水合物稳定域迁移过程。研究表明:琼东南盆地现今天然气水合物稳定域主要存在于水深600 m的海底,约在水深1 800~2 400 m处水合物稳定域厚度达到最大值,约190 m;冰期海平面下降导致水合物稳定域向深海平原迁移,而陆坡-深海平原转换带的水合物稳定域厚度则相对于现今减薄约80 m;岩浆热事件导致深海平原水合物稳定域厚度减薄约50 m,天然气水合物随之分解后释放大量气体导致多边形断层形成。     

琼东南盆地深水区长昌凹陷勘探潜力

长昌凹陷位于琼东南盆地深水区中央坳陷东部,是深水勘探新区。通过对凹陷成藏条件分析认为,长昌凹陷供烃充足;存在三角洲砂岩、滨海相砂岩、海底扇及水道砂岩等4种类型储层,且储盖组合发育;发育多层系构造圈闭,面积普遍较大;油气成藏条件优越。在上述研究基础上,对长昌凹陷A、B、C、D、E 5个次一级洼陷勘探潜力进行了评价,认为长昌环A洼成藏特征好,发育大型有利目标。落实万宁X-1、万宁X-2、长昌X-1等多个大中型"构造+岩性"圈闭,圈闭含油气信息好,潜在资源量大,是琼东南盆地深水区下步勘探的重点。     

珠江口和琼东南盆地天然气水合物形成和稳定分布的地球化学边界条件及其分布区

通过对南海北部陆缘珠江口和琼东南盆地气田的天然气形成水合物的地球化学计算模拟及地质地球化学条件分析，对珠江口和琼东南盆地天然气形成水合物的地球化学边界条件及分布区进行了研究。认识到南海北部陆缘琼东南和珠江口盆地内的断裂构造是天然气向海底渗漏的通道，为天然气水合物在海底的形成提供了物源；盆地内巨厚的第四纪富有机质沉积也为天然气水合物形成提供了充足的细菌成因生物气源。在海底温度2－16℃范围内，琼东南盆地气田10种天然气和珠江口盆地气田18种天然气形成水合物的压力有比较大的范围，随温度增高，天然气水合物形成的压力增高；盆地间和各天然气样品之间形成水合物的压力均是不一致的。在南海海水平均盐度3．4％条件下，结合海底温度与水深变化资料，珠江口和琼东南盆地天然气水合物形成和稳定分布的海区是不同的，珠江口盆地小于230m水深的海区没有天然气水合物的形成，在230－760m水深的海区可能有天然气水合物的存在，天然气水合物的稳定分布区应该在大于860m水深的深水区；在琼东南盆地水深小于320m的海区不可能有天然气水合物的形成，在320－650m水深的海区可能有天然气水合物的存在，大于650m水深的海区是天然气水合物的稳定分布区。     

南海北部陆坡深水区天然气水合物成藏系统及其控制因素

天然气水合物成藏系统目前已越来越受到油气地质专家们的重视与关注。天然气水合物运聚成藏亦遵循从烃源供给到圈闭(高压低温稳定带)中运聚成藏的含油气系统理论。天然气水合物成藏系统的构成及形成,主要取决于充足的气源供给、较好的运聚输导系统和高压低温稳定带三大要素的时空耦合配置。为了深入剖析我国南海北部深水区天然气水合物成藏系统基本特征,在近年来所获南海北部天然气水合物勘探成果的基础上,根据天然气水合物成藏系统理论,重点从天然气水合物的烃源供给、流体输导系统和高压低温稳定带及其储集系统3方面,系统分析总结了我国南海北部陆坡神狐海域、东沙海域和西沙海槽天然气水合物成藏的基本地质条件与控制因素,建立了各区域不同类型天然气水合物成藏分布模式,尤其是提出了生物成因的"渗漏型"水合物成矿类型,以期能够为加快和促进南海天然气水合物勘查提供指导和参考借鉴。     

神狐海域与西沙海槽天然气水合物成藏模式对比

南海北部神狐海域与西沙海槽天然气水合物资源量丰富,但两地区天然气水合物成藏条件及成藏机制存在一定的差异。通过两海域水深、温度压力、气源、气体运移、储层等水合物成藏要素与成藏模式的分析对比,获取了3点新认识:(1)两地区海域水深、温压条件、气源类型、气体运移条件、水合物储层类型和成藏模式基本类似;(2)综合天然气水合物气源及供给运聚系统类型剖析,提出神狐海域主要以"自源与他源渗漏复合型"水合物成藏模式为主;(3)西沙海槽水合物成藏模式属典型的"他源渗漏型"。研究结果表明,落实气源与不同类型气体运移通道的时空耦合匹配关系是该区水合物勘探评价的关键。