莺歌海盆地泥-流体底辟带热流体活动对天然气运聚成藏的控制作用

莺歌海盆地是一个在新生代发育起来的南海北部被动大陆边缘的年轻高热盆地, 其高地温场及高大地热流值主要集中于盆地中部坳陷区的泥-流体底辟构造带.因此, 底辟发育演化与热流体上侵活动, 尤其是上新世晚期的热流体活动控制了天然气及CO₂的运聚与成藏特征.同时, 由于热流体上侵活动的分区分块与分层的局部性侵入, 导致了壳源型和壳幔混合型CO₂及烃类气运聚富集的分区分块与分层的局部富集特点.总之, 泥-流体底辟作用中热流体上侵活动是控制天然气尤其是CO₂运聚乃至富集成藏的主导因素, 而壳源型和壳幔混合型CO₂等非烃气与烃类气运聚成藏时间及运聚通道的差异, 则是控制和制约烃类气与非烃气差异运聚及富集成藏的关键.根据本区CO₂等非烃气与烃类气的地化特征及运聚规律, 可以分析和预测其运聚成藏模式, 为天然气勘探部署提供依据.      

莺歌海盆地底辟多期活动证据及其与含气性关系

莺歌海盆地的每一个气田或含气构造均与底辟有着直接或间接的联系,底辟是其成藏的主控因素.对莺歌海盆地的昌南6-1和乐东22-1底辟的多期活动过程分析后认为,底辟活动对不同类型底辟的含气性的影响不同,此认识对底辟区的油气勘探具有一定的意义.     

莺歌海盆地泥-流体底辟树型输导系统及运移模式

莺歌海盆地发育多期泥-流体底辟。底辟活动的多期性造成底辟区断裂和裂隙不断开启,输导天然气从深部向浅部垂向运移,充注底辟两侧及周缘的砂体,在剖面上构成树形样式,称之为底辟树型输导系统。底辟树型输导系统连通了浅层和中-深层的构造和岩性圈闭,是莺歌海盆地中央凹陷带构造及岩性天然气藏成藏的主要输导通道和样式,其相应运移方式分为能量保持型和能量释放型两种。本文提出了莺歌海盆地中央凹陷带发育底辟树型输导系统及其运移的地质模型,泥-流体底辟活动控制下的底辟树型输导系统及其运移模型是对伸展-转换盆地油气成藏理论的发展和补充。     

莺歌海盆地D1-1底辟区天然气成藏过程与分布差异

通过对莺歌海盆地D1-1底辟区中深层高温超压带与浅层正常压力带、压力过渡带天然气的组成、碳同位素特征差异的对比分析,结合底辟活动特征,研究了天然气藏的形成过程和天然气组分的分布规律。研究结果表明：(1)D1-1底辟核部区和底辟波及区中深层天然气成藏过程有差异,主要受底辟活动影响程度的控制。底辟核部区中深层气藏的形成过程为早期成藏、后期破坏并再次充注;底辟波及区中深层气藏的形成则为早期成藏,后期改造较弱,成熟煤型原生气藏保存较好。(2)D1-1底辟核部区和底辟波及区中深层天然气组分、碳同位素分布有明显规律;随距底辟核部距离的增大,其甲烷含量升高,二氧化碳含量降低,甲烷碳同位素变轻(成熟度降低),二氧化碳碳同位素也变轻,底辟核部区富集无机成因CO₂,至底辟波及区则以有机成因CO₂为主。     

莺歌海盆地天然气底辟优势聚集规律及勘探意义

莺歌海盆地的高温高压环境、构造断裂不发育、泥-流体底辟发育及热流体活动强烈等独特的地质条件,决定了伸展-转换盆地的油气聚集规律与断陷盆地复式油气聚集具有明显的差异性。在分析天然气成藏主控因素的基础上,以天然气藏形成到天然气分布为主线,提出莺歌海盆地的天然气底辟优势聚集规律:即宏观上天然气聚集在盆地内成藏条件配置好的中央凹陷带底辟区,微观上天然气则聚集在底辟成藏条件配置好的顶部、两侧及周缘的构造和岩性圈闭中。天然气底辟优势聚集规律突破了以往紧邻凹陷带的斜坡带是油气聚集最有利区带的传统观点,使人们认识到只有符合优势聚集规律的构造带和圈闭才可能聚集天然气,这对于调整伸展-转换型盆地的油气勘探思路,针对性地解决莺歌海盆地勘探中存在的问题,进一步指明有利勘探方向具有重要的指导作用。     

莺歌海盆地东方区天然气成藏模式及优质天然气勘探策略

莺歌海盆地东方区天然气勘探取得重大突破,本文对该区不同气田、不同层段的72个天然气样品,开展了化学组分及其稳定碳同位素分析。研究表明该区天然气存在迥然不同的分布差异：西南区块（XY1-1S/XY13-2构造）,浅层天然气中CO2含量高,天然气成熟度总体也较高,而中深层天然气中CO2含量很低,天然气成熟度也相对较低;东北区块（XY1-1/XY13-1构造）,浅层天然气中CO2含量总体较低,天然气成熟度也较低,但是中深层天然气中CO2含量总体较高,天然气成熟度也相对较高。根据天然气系列地化特征,结合底辟活动的分析,提出东方区受底辟影响的低能量区和高能量区具有截然不同的天然气充注成藏模式：①西南区块（XY1-1S/XY13-2构造）远离底辟核心区,属低能量活动的底辟波及区,受底辟活动影响程度相对较小,早期低CO2含量、低成熟天然气沿小断裂或裂隙输导体系运移到中深层的黄流组、梅山组聚集成藏。由于底辟能量较低,中深层早期形成的气藏得以完整保存。后期,烃源岩生成的高CO2含量、高成熟天然气沿着底辟活动产生的断层向上运移至莺歌海组浅层聚集成藏。浅层和中深层天然气输导体系可能存在一定差异;②东北区块（XY1-1/XY13-1构造）处于底辟核心区,属高能量活动区,多期强烈的底辟活动形成深大断裂,为天然气的快速运移提供通道,使得早期在黄流组、梅山组中深层聚集的低CO2含量、低成熟天然气遭受破坏,向上发生再次运移至浅层莺歌海组聚集成藏。后期高CO2含量、高成熟天然气主要充注中深层。该模式可以很好地解释莺歌海盆地东方区天然气复杂的分布特征,为莺歌海盆地不同领域,尤其是中深层高温超压领域低CO2的优质天然气勘探提供策略指导。     

莺歌海盆地天然气成藏动力学

采用地质与地球化学、宏观与微观相结合的研究方法, 探讨莺歌海盆地的成藏动力学过程, 具体表现在: 通过成藏流体非均质性剖析揭示了底辟浅层气田多源混合-幕式充注的成藏特点, 流体活动的地球物理特征和地球化学资料显示底辟断裂为深成天然气向上运移提供了良好的通道, 而异常高压是流体压裂运移的关键动力, 并驱使梅山-三亚组烃源岩生成的天然气向上运移、聚集和散失.由于中央坳陷带气源丰富, 存在供大于散的物质基础, 尤其是“幕式”集中运移具有高的排烃效率, 因此, 莺歌海盆地底辟带浅层构造在距今1.2~ 0.1Ma如此短暂的时间里天然气依然能够聚集成藏.      

莺歌海盆地中央底辟带油气垂向运移通道研究

综合地质、地球物理及钻井资料,结合天然气勘探研究成果,识别了莺歌海盆地中央底辟带底辟构造地震反射模糊区中的裂隙—微裂隙通道,并联合应用相干技术、三维可视化技术和镂空技术等落实了中央底辟构造带上各底辟构造垂向运移通道的展布情况。研究区垂向运移通道分为底辟通道、断裂通道以及底辟外裂隙通道三大类。底辟通道是研究区最主要的烃运移通道,它由发育在底辟构造内的裂隙和微裂隙组成,可从定性判断、岩心识别、正演模拟以及多技术综合等方面来进行分析。断裂通道主要是发育在底辟构造内的断裂,在底辟之外极少发育,它有多个发育期次。尽管底辟外裂隙通道一般规模较小,但其垂向输运流体的能力不亚于底辟通道和断裂通道。莺歌海盆地近年发现的两个中深层大气田东方13-1、东方13-2都是由这类裂隙通道来连通烃源与有效储层的。     

琼东南盆地深水区泥-流体底辟发育特征与天然气成藏

琼东南盆地深水区发育泥-流体底辟构造,为油气垂向运移提供通道。文章基于琼东南区域构造与沉积演化认识,利用高精度三维地震资料,对深水区底辟构造进行了系统研究,识别出了底辟的分布范围,并分析了其发育机制以及对天然气成藏的控制作用。琼东南盆地深水区底辟主要发育在乐东—陵水凹陷结合部的陵南斜坡带及凸起之上,向凹陷中心规模逐渐减小。新近纪时期盆地快速沉降和生烃作用共同导致了深部异常高压的存在,其为底辟发育提供了原始的驱动力;陵南斜坡带古近纪发育的断裂为区域内的构造薄弱带,且在新近系发生活化为异常高压释放提供突破口,进而导致了底辟的形成,即底辟形成时间为新构造运动时期。底辟构造可沟通崖城组烃源岩及黄流组、莺歌海组储集体,是深水西区油气垂向运移的主要通道,控制了天然气藏的分布。根据底辟构造与烃源、储层的配置关系,提出了陵南斜坡带和松南低凸起区是深水区下步勘探的重点区带。     

莺歌海盆地底辟带热流体突破的地层水化学证据

地层水化学特征往往反映出盆地流体的成因和演化信息。莺歌海盆地地层水样品分析表明地层水矿化度可划分3个带,即非底辟带、底辟带上方常压段和超压段。非底辟带地层水矿化度接近于正常海水,而超压带为具有较低矿化度的NaHCO_3型水,底辟带上方常压段地层水矿化度变化极大,与垂向断裂距离有关,越靠近垂向断裂的井往往具有更低的矿化度和更高的 HCO_3~-和 CO_3~(2-)离子浓度。在远离垂向断裂的底辟带侧翼或较浅地层(<1200m)孔隙水接近正常海水,以 MgCl_2型地层水为主:而在毗邻于垂向断裂的浅部储层具有明显低的矿化度,与超压带流体相似,也具有较高的 HCO_3~-和 CO_3~(2-)离子浓度这些观察结果反映垂向断裂为深部超压热流体突破的主通道,底辟带上方成为地层原生孔隙水(海水)与超压带内低矿化度热流体混合场所,地层水矿化度越低,说明来自深部超压热流体所占比例越大。不同压力地层中的水化学特征可以很好地用来识别流体运移路径和可能的水-岩反应。     

DF1-1底辟区构造应力场及渗流场演化的数值模拟研究

DF1-1底辟区是莺歌海盆地内超压流体最活跃的地带之一.超压流体的活动直接受控于构造应力及其形成的不同类型的断裂和裂隙构成的输导系统.从底辟区大规模流体垂向活动以及幕式活动的特征来看, 流体流动的动力主要是由于垂向压差的存在以及渗流场变化引起的局部应力场(包括热应力场) 的作用所致.在详细研究底辟区的构造及流体活动关系的基础上, 对底辟区构造应力场及渗流场的演化进行了模拟.结果显示: 构造运动引起的应力场决定了DF1-1底辟区油气沿主要断裂系走向迁移的总趋势, 在底辟区流体从底辟的两侧向其中心运移, 由底辟体中向上运移为主; 高压流体产生的热应力控制局部应力场状况及油气运移方向, 驱动流体向底辟体顶部运移, 当热应力值过大时有可能改变应力场状况以及油气运移总趋势.      

底辟区构造分析及热流体运移模拟——以莺歌海盆地DF1-1为例

在DF11浅层所发现的与底辟有关的含气构造中 ,天然气的运聚、分布与底辟区的断裂系统和超压 (热 )流体的活动有着密切的联系 ,超压流体的活动不仅为油气的运聚提供了驱动力 ,而且其产生的断裂系统为油气的运移提供了输导路径。文中在分析底辟构造特征的基础上 ,依据连续介质理论 ,采用有限元计算法 ,将固体应力场与流体压力场有机地结合起来 ,对DF11底辟区流体的驱移作用进行模拟。结果显示 :底辟作用引起的应力场决定了底辟区油气沿主要断裂系走向运移的总趋势 ,以底辟体的两侧向其中心运移、自底辟体向上运移为主。热应力控制局部应力场状况及油气运移方向 ,并合理地解释了油气从温度较高的地区向周围温度较低的地区运移的事实 ,其影响力的大小取决于温度应力与构造应力之间的比值     

莺歌海盆地东方1-1底辟区深部热流体穿层的热应力及其效应

东方1 - 1底辟区的热流体活动相当强烈和频繁.深部热流体的穿层上涌产生热应力造成了局部的应力场状况的变化, 形成了特征性的构造和断裂系统, 水力破裂、热流体拱张形成褶皱和局部破裂等, 这些褶皱和断裂共同构成了底辟带热流体活动中垂向输导的主要通道之一.由于热流体穿层活动不仅携带了大量的烃类气和CO₂等非烃气, 而且具极强的热力作用, 引起了强烈的热异常, 导致所穿入的浅部地层中的热力学参数, 如粘土矿物的演化、储层中流体包裹体以及岩石所含有机质的镜质体反射率等发生一系列的异常变化, 致使底辟作用前后底辟体内部及其围岩的特征具有非常显著的差别.本次研究对热流体穿层所引起的热应力效应和温度异常采用Field模型进行了定量动力学模拟, 结果显示应力场和温度场的分布随着时间不断向上迁移, 使各小断裂和裂隙连通形成流体的良好的垂向运移通道, 在热流体活动的通道附近热应力的影响十分明显, 致使局部应力急剧增高      

莺歌海盆地流体垂向输导体系及其对天然气成藏控制作用

垂向输导体系主控下的热流体活动是莺歌海盆地重要的地质特征之一, 决定了盆内独特的油气成藏过程.依据地震剖面综合解释、三维地震属性提取和岩石薄片观察, 分析了流体垂向输导体系的构成要素, 并利用PetroMod v11进行2D盆地数值模拟, 定量化计算了自源超压和传导超压的大小, 获得以下主要认识: (1)底辟伴生断裂和水力破裂是东方区最主要的2种垂向输导要素, 且在垂向上存在分异性, 深部流体输导以水力破裂为主, 浅层输导以底辟伴生断裂为主; (2)流体的垂向输导刺穿了超压封存箱并导致自源超压面在盆地中央抬升近2 000 m, 现今盆地东方区3 000 m左右黄流组油气藏中剩余压力的90%来自传导型超压; (3)盆内存在2个有利天然气聚集带: 箱顶传导常压带和箱内自源-传导超压带, 其中后者天然气藏受水力破裂输导控制, 具有流体输导高效且距离烃源灶近的优势, 是盆地内最有勘探潜力的天然气聚集带.      

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。     

莺歌海盆地地层压力演化特征及其与天然气运聚成藏的关系

钻井资料显示莺歌海盆地现今存在超压,纵向上由浅至深可划分为常压带、过渡带和超压带。利用测井声波时差和地震速度资料,按等效深度法计算了莺歌海盆地大量排气期(1.9 Ma)和现今超压值,并恢复了单井超压的演化。结果表明,地层超压平面上是以乐东区为中心向北向东递减的,临高隆起带和莺东斜坡带大部分为常压,单井上超压演化是逐渐增大的。这一结果与不同地区地质历史上沉降中心和沉积环境密切相关。莺歌海盆地超压的存在使天然气在剩余压力的作用下垂向运移。天然气藏均分布在乐东和东方地区黄流组顶底压差大、莺歌海组盖层超压封闭能力强的地区。靠近底辟区、且同时满足上述2个条件的储层更有利于天然气成藏。     

Fault System, Diapirism and Oil (Gas) Migrationin the Yinggehai Basin, South China Sea

1. Introduction In recent years, growing attention has been focused on diapirs because of their significance to hydrocarbon accumulation in basins (Barber & Brown, 1988; Martin Hovland et al., 1989; Law et al., 1989; Collier et al., 1990; Lewis et al., 1994; Carmelo Monaco et al., 1996; Hieke et al., 1996; Hieke et al., 1996; Lewis et al., 1996; Limonov et al., 1996; Gallardo & Blackwell, 1999). With more and more effort devoted to the studies of the northern continental marginal basins …     

松辽盆地北部徐家围子断陷断裂构造特征及对深层天然气的控制作用

系统分析徐家围子断陷断裂构造特征,研究了断裂系统对深层天然气成藏条件的控制作用。徐家围子断陷发育5套断裂系统,徐西早期走滑伸展断裂系统、徐中走滑长期活动断裂系统、徐东走滑断裂系统、早期伸展晚期张扭长期活动断裂系统以及晚期张扭断裂系统。断裂活动时期主要为断陷期和泉头组沉积晚期—青山口组沉积时期。徐西走滑伸展断裂系统控制了沙河子组烃源岩的展布,徐中及徐东走滑断裂控制了下白垩统营城组一段和营城组三段火山岩体的展布,长期活动断裂为天然气垂向运移提供良好垂向通道。断裂对登二段区域性盖层破坏程度小,使得徐家围子断陷深层天然气主要富集在下白垩统登娄库二段之下的营城组地层中。断层两盘岩性对接关系为火山岩—砂泥岩,断层侧向封闭;火山岩—火山岩对接,断层侧向不封闭。晚期构造反转较弱,使得断裂对气藏的破坏程度较小,对天然气的保存有利。