鶯歌海盆地中深層黃流組高壓氣藏形成新模式＊——DF14井鉆獲強(qiáng)超壓優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)天然氣層的意義

王振峰 裴健翔

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司）

鶯歌海盆地中深層黃流組高壓氣藏形成新模式＊
——DF14井鉆獲強(qiáng)超壓優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)天然氣層的意義

王振峰 裴健翔

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司）

DF14井在鶯歌海盆地中深層黃流組一段（壓力系數(shù)大于1.9）獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)天然氣流，具有重要的領(lǐng)域突破意義。分析了黃流組高壓氣藏成藏機(jī)制，指出氣藏具有縱向聚集、高壓封蓋、大型海底扇砂巖儲集、向底辟構(gòu)造遠(yuǎn)端超覆尖滅形成側(cè)封的巖性氣藏新模式。

鶯歌海盆地 中深層 黃流組 高壓 巖性氣藏 成藏模式

鶯歌海盆地是南海北部大陸架邊緣西區(qū)的一個(gè)富含天然氣盆地，上世紀(jì)90年代曾發(fā)現(xiàn)一批淺層常溫常壓底辟型天然氣藏，但在此后的十幾年里再未有大中型油氣田發(fā)現(xiàn)，人們一度陷于迷茫。而近期完鉆的DF14井在壓力系數(shù)大于1.9的中深層黃流組一段獲得日產(chǎn)60多萬立方米的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)天然氣流，具有重要的領(lǐng)域突破意義。

1 中深層強(qiáng)超壓優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)氣層的發(fā)現(xiàn)

鶯歌海盆地中深層領(lǐng)域天然氣勘探一直存在著異常高溫高壓條件下天然氣能否成藏、優(yōu)質(zhì)儲層是否發(fā)育等瓶頸問題?；谠撆璧囟嗄暌讶〉玫母鞣N地質(zhì)、鉆井資料和有關(guān)文獻(xiàn)，對盆地高溫高壓天然氣成藏諸要素進(jìn)行了分析，認(rèn)為鶯歌海盆地底辟構(gòu)造帶中深層緊鄰烴源巖，處于烴源向淺層氣藏運(yùn)移的必經(jīng)之路上，烴源條件優(yōu)越，同時(shí)底辟活動(dòng)造就了良好的垂向運(yùn)移通道，那么中深層領(lǐng)域天然氣成藏的關(guān)鍵就是優(yōu)質(zhì)儲層和具有良好封蓋條件的圈閉的落實(shí)。

層序地層學(xué)和沉積相研究發(fā)現(xiàn)，在中深層黃流組沉積時(shí)期，鶯歌海盆地東方區(qū)處于濱淺海環(huán)境，特別是在黃流組一段（T30—T31層序）低位體系域發(fā)育時(shí)期，東方區(qū)處于東側(cè)海南物源和西側(cè)越南物源的交匯區(qū)（圖1）。東側(cè)海南物源控制的沉積是一套富泥質(zhì)淺海灘壩粉砂巖，地震相表現(xiàn)為平行、連續(xù)的強(qiáng)反射（圖2），分布在東方1－1構(gòu)造東北側(cè)，這套粉砂巖為DF12井所揭示，取心資料分析孔隙度為12.8%～16.9%（平均為15.5%），滲透率為0.25～0.96 mD（平均為0.42 mD），屬于中—低孔、特低滲儲層，物性差。西側(cè)越南物源控制的沉積是一套規(guī)模較大的低位扇（海底扇），面積約2000 km2，主體位于東方1－1構(gòu)造西側(cè)，并在背斜西翼快速尖滅，地震相表現(xiàn)為中—強(qiáng)振幅、丘狀反射，T31界面見明顯下切侵蝕現(xiàn)象（圖2），反映了高能環(huán)境下以重力流為主的沉積發(fā)育特征，DF11井揭示了這套扇體多套薄層細(xì)砂巖，巖心分析孔隙度為19.89%～21.86%（平均為20.57%），滲透率為 2.38～6.12 mD（平均為3.57 mD），物性較DF12井要好。通過比較分析，認(rèn)為處于西側(cè)越南物源控制的這套扇體與DF11井鉆遇的細(xì)砂巖在儲層物性上可以類比，因此推測這套扇體應(yīng)該發(fā)育較好的儲層。

基于三維地震資料重處理，利用相干體分析及疊后、疊前反演等各種技術(shù)手段反復(fù)研究，解釋出一批相互獨(dú)立、縱向疊置、橫向連片的巖性圈閉。由于這些砂體所處位置均低于DF11井已鉆遇氣水界面的同期砂體，所以它們成藏的關(guān)鍵取決于是否與DF11井的砂體分隔而成為有效的巖性圈閉。綜合地質(zhì)研究充分論證了這些砂體的圈閉有效性、運(yùn)移通道條件、儲層物性及其含氣性，在此基礎(chǔ)上優(yōu)選靶區(qū)和井位，提出了DF14井鉆探建議。鉆探結(jié)果表明，DF14井在黃流組一段2910～2997 m井段鉆遇厚達(dá)87 m的淺灰色含氣細(xì)砂巖，對頂部細(xì)砂巖進(jìn)行DST測試獲得了日產(chǎn)60多萬立方米的高產(chǎn)天然氣流，烴類氣含量約80%，地層壓力系數(shù)達(dá)1.9，地層溫度143℃，屬于強(qiáng)超壓優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)氣層。

2 中深層黃流組高壓氣藏形成新模式

研究認(rèn)為，DF14井在中深層黃流組一段揭示了縱向聚集、高壓封蓋、大型海底扇砂巖儲集、向底辟構(gòu)造遠(yuǎn)端超覆尖滅形成側(cè)封的巖性氣藏新模式（圖3）。

2.1 縱向聚集

DF14井鉆獲天然氣組分分析結(jié)果表明，烴類氣占76.72% ～79.47%，CO2占 13.94% ～15.28%，N2占6.57%～8.00%，屬于含非烴優(yōu)質(zhì)天然氣；天然氣干燥系數(shù)（C1/∑C1－5）為0.97～0.98，甲烷碳同位素為－36.67‰～－35.52‰，屬于高成熟階段生成的天然氣；乙烷碳同位素為－26.15‰～－25.35‰，反映其來源為腐殖型母質(zhì)類型烴源巖生成的天然氣；二氧化碳碳同位素為－9.37‰～－5.60‰。從較低的CO2含量與相對較輕的δ13CCO2關(guān)系分析，認(rèn)為該井CO2為有機(jī)與無機(jī)混合成因的產(chǎn)物，且來自烴源巖中鈣質(zhì)泥巖熱分解的可能性較大。DF14井中深層天然氣的上述特征與東方1－1氣田淺層發(fā)現(xiàn)的高成熟富烴天然氣組成相似、碳同位素特征相近，說明兩者的來源應(yīng)該一致。據(jù)前人研究，東方1－1氣田的高成熟富烴天然氣主要來自下伏深埋的、處于成氣高峰期的中中新統(tǒng)梅山組—下中新統(tǒng)三亞組富含腐殖型有機(jī)質(zhì)的海相泥巖[1]。

圖3 鶯歌海盆地東方區(qū)中深層黃流組高壓氣藏成藏模式

東方1－1氣田天然氣的運(yùn)移與底辟活動(dòng)密切相關(guān)，底辟活動(dòng)產(chǎn)生的大量斷層、裂隙為深部梅山組—三亞組烴源巖生成的天然氣向上運(yùn)移提供了主要通道，底辟下部的異常高壓則提供了天然氣向上運(yùn)移的主要?jiǎng)恿2－3]。研究發(fā)現(xiàn)，斷裂不只在底辟構(gòu)造內(nèi)大量發(fā)育，在東方1－1構(gòu)造西側(cè)也可見為數(shù)眾多的斷裂，其中包括有些錯(cuò)斷比較清晰的斷層，向下已斷進(jìn)梅山組—三亞組烴源巖，向上斷入黃流組一段砂體并結(jié)束于上覆大套泥巖內(nèi)。這些斷裂形成于上新世早—中期，從成因上看無疑是東方區(qū)大型底辟活動(dòng)的產(chǎn)物，對溝通深部烴源向DF14井區(qū)砂體運(yùn)移提供了良好的垂向運(yùn)移通道。DF14井的鉆探成功，充分說明這些通道不僅存在，而且有效。

包裹體地球化學(xué)和生烴動(dòng)力學(xué)研究表明，東方1－1氣田天然氣幕式充注中甲烷和CO2的聚集具有相對獨(dú)立性，烴類氣充注期早，在3.7 Ma以來開始大量充注，而CO2充注期晚，主要在0.4 Ma之后的晚期（圖4）。對于中深層圈閉而言，由于其形成時(shí)間早，更臨近烴源，利于捕獲早期生成的烴類氣，烴類氣優(yōu)先充注中深層圈閉內(nèi)并聚集成藏，這是DF14井發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)氣藏的重要原因。

圖4 DF11井黃流組一段儲層流體包裹體均一溫度（a）和生烴動(dòng)力學(xué)模擬的生氣史（b）

2.2 高壓封蓋

鶯歌海盆地中深層泥巖蓋層能否有效封蓋較大規(guī)模的異常高壓氣藏，這是勘探研究人員一直擔(dān)心的焦點(diǎn)問題之一，問題的實(shí)質(zhì)是擔(dān)心中深層泥巖蓋層的質(zhì)量不夠好，因而封蓋能力不夠強(qiáng)。以前在中深層鉆探的2口探井DF1C井和DF11井均處于底辟背斜構(gòu)造內(nèi)，雖然在黃流組一段揭示了大套淺海泥巖，但分析表明泥巖不純，多為粉砂質(zhì)泥巖，導(dǎo)致蓋層質(zhì)量不高而未獲得成功。

DF14井鉆遇的蓋層泥巖與DF1C、DF11井明顯不同。DF14井位于DF1－1底辟構(gòu)造西側(cè)，處于底辟背斜之外，鉆探揭示黃流組一段上部海侵－高位體系域淺海泥巖厚達(dá)220 m，這套直接蓋層不僅厚度大，而且泥巖純，塑性強(qiáng)（可鉆性差），受壓實(shí)程度較高，分布范圍較廣，具有超壓（壓力系數(shù)為1.5～1.8），表現(xiàn)出良好的高壓封蓋性能。對DF14、DF1C和DF11井從巖性、電性（密度、聲波時(shí)差）、泥巖突破壓力等方面綜合比較（表1），結(jié)果表明DF14井泥巖蓋層密度最高（平均2.578 g/cm3）、聲波時(shí)差最?。ㄆ骄?9.879μs/ft）、泥巖突破壓力最大（平均5.16 MPa），這3項(xiàng)指標(biāo)均明顯優(yōu)于DF1C井和DF11井，反映DF14井鉆遇泥巖封蓋能力最好。

DF14井鉆探結(jié)果充分說明，在鶯歌海盆地中深層砂泥巖系統(tǒng)之中發(fā)育有質(zhì)量好、突破壓力高、封閉能力強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)泥巖蓋層，這為異常高壓氣藏的形成提供了重要保障（圖5）。

表1 東方區(qū)黃流組一段蓋層巖性、電性特征與突破壓力統(tǒng)計(jì)對比表

2.3 大型海底扇砂巖儲集

DF14井黃流組一段下部為一套厚層淺灰色細(xì)砂巖和灰色泥巖的組合（圖6）。細(xì)砂巖薄片鑒定結(jié)果表明，該井黃流組一段頂部粒度較粗，為巖屑石英中—細(xì)砂巖，中下部為巖屑石英極細(xì)砂巖；膠結(jié)類型為孔隙式或充填交代—孔隙式，顆粒支撐，點(diǎn)接觸為主，少量點(diǎn)—線接觸，反映在成巖過程中受壓實(shí)、壓溶的作用不大。該井FMI成像測井表明，黃流組一段頂部發(fā)育明顯的交錯(cuò)層理，見沖刷面；下部以塊狀層理發(fā)育為主，見交錯(cuò)層理，反映水道充填特征。粒度分析表明，該井黃流組一段頂部分選較好，下部分選較差，CM圖反映重力流特征。綜合巖性、粒度、測井相、成像測井等特征綜合分析，DF14井黃流組一段沉積微相以海底扇中扇主水道為主，頂部氣層段為底流改造砂壩；儲集物性總體上較好，測井孔隙度為14.6%～15.7%，核磁滲透率為 2.5～7.4 mD，尤其以頂部氣層段物性最好，DST測試獲得高產(chǎn)天然氣流。

依據(jù)DF14井沉積微相特征對東方區(qū)黃流組一段地震相進(jìn)行了標(biāo)定和追蹤解釋，結(jié)果表明在東方1－1構(gòu)造以西及西南發(fā)育眾多的海底扇砂體，這些砂體大小不一，呈疊覆式展布，分布在約2000 km2的區(qū)域內(nèi)，規(guī)模宏大（圖7）；這些海底扇砂體沉積于黃流組一段（T30—T31層序）低水位時(shí)期，受西側(cè)上傾方向的鶯西斜坡構(gòu)造坡折帶控制，物源來自越南東部藍(lán)江、馬江等水系入海形成的低位三角洲，粒度雖細(xì)但厚度大、分選良好，具備較好的儲集能力，是中深層儲層條件比較好的一種新類型。

2.4 向底辟構(gòu)造遠(yuǎn)端超覆尖滅形成側(cè)封

圖7 鶯歌海盆地東方區(qū)黃流組一段海底扇分布圖

前已述及，黃流組一段沉積時(shí)期盆地經(jīng)歷了一次區(qū)域海平面下降，西部越南物源的低位三角洲在構(gòu)造斜坡控制下向東發(fā)展，從而在東方區(qū)形成了多期疊置、縱橫廣布的海底扇砂體，其周圍被淺海相泥巖所包裹。海底扇砂體以中—強(qiáng)振幅、丘狀反射地震相為特征，與泥巖的連續(xù)弱反射地震相形成鮮明對比，在高品質(zhì)三維地震剖面上清晰可辨（圖8）。在DF14井區(qū)，這套砂體向東部超覆于淺海相泥巖之上，東側(cè)超覆的邊界在DF11井附近，由于東方1－1底辟構(gòu)造抬升隆起較晚（進(jìn)入上新世以后），所以在現(xiàn)今剖面形態(tài)上表現(xiàn)為似上超狀超覆于構(gòu)造的西翼，其它方向的超覆邊界也十分清楚，從而形成了具有良好側(cè)封條件的巖性圈閉。

圖8 過DF14井的地震剖面

3 前景展望

DF14井在中深層黃流組一段高壓領(lǐng)域首獲優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)氣流，這一重要發(fā)現(xiàn)揭示了一種高壓氣藏形成的新模式，在鶯歌海盆地具有領(lǐng)域突破的重大意義：①中深層強(qiáng)超壓領(lǐng)域（壓力系數(shù)＞1.8）可以形成優(yōu)質(zhì)氣藏；②盆地中深層黃流組具備發(fā)育大型儲集體的良好地質(zhì)條件；③證實(shí)中深層巖性圈閉可以成藏，拓寬了盆地天然氣勘探領(lǐng)域。

研究表明，黃流組是鶯歌海盆地中深層儲層發(fā)育條件十分有利的一個(gè)層系，埋深適中，成藏條件好，成藏潛力大，DF14井鉆探成功是一強(qiáng)有力的佐證。另外，利用新采集和重處理的東方大三維地震資料，在DF13－1—DF29－1區(qū)已落實(shí)出多個(gè)與DF14井鉆遇砂體成因類似的巖性圈閉，這些圈閉縱向疊置、橫向聯(lián)片，圈閉總面積約800 km2，勘探潛力可觀。

總之，鶯歌海盆地中深層具備形成強(qiáng)超壓優(yōu)質(zhì)氣藏的良好地質(zhì)條件，DF14井揭示的黃流組強(qiáng)超壓優(yōu)質(zhì)氣藏具有縱向聚集、高壓封蓋、大型海底扇砂巖儲集、向底辟構(gòu)造遠(yuǎn)端超覆尖滅形成側(cè)封的巖性氣藏新模式，該模式拓寬了鶯歌海盆地天然氣勘探領(lǐng)域，預(yù)示著盆地新一輪天然氣發(fā)現(xiàn)高潮即將到來。

[1] 董偉良，黃保家.東方1－1氣田天然氣組成的不均一性與幕式充注[J].石油勘探與開發(fā)，1999，26（2）：15－18.

[2] 王振峰，胡代圣.鶯歌海盆地中央泥拱構(gòu)造帶大氣田勘探方向[J].天然氣工業(yè)，1999，19（1）：28－30.

[3] 郝芳，董偉良，鄒華耀，等.鶯歌海盆地匯聚型超壓流體流動(dòng)及天然氣晚期快速成藏[J].石油學(xué)報(bào)，2003，24（6）：79－85.

A new accumulation model of high pressure gas in Huangliu Formation of the middle－deep interval in Yinggehai basin：the significance of discovering a good－quality gas pay with overpressure and high production in Well DF14

Wang Zhenfeng Pei Jianxiang
（Zhanjiang Branch of CNOOC Limited，Guangdong，524057）

A gas pay with good quality and high production was discovered in Member 1（with a pressure coefficient＞1.9），Huangliu Formation of the middle－deep interval in Yinggehai basin by drilling Well DF14，having the significance to make a play breakthrough.The accumulation mechanism was analyzed for this overpressure gas reservoir，and a new model of lithological gas reservoir was presented，which is characterized by vertical accumulation，high－pressure sealing，reservoiring in large submarine fans and lateral sealing by a distal overlap toward the diapir structure.

Yinggehai basin；middle－deep interval；Huangliu Formation；high pressure；lithological gas reservoir；accumulation model

＊國家“十一五”重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“鶯瓊盆地高溫高壓天然氣成藏主控因素及勘探突破方向（編號：2008ZX05023－004）”部分研究成果。

王振峰，男，高級工程師，1982年畢業(yè)于山東海洋學(xué)院海洋地質(zhì)學(xué)系，2006年獲中國地質(zhì)大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)博士學(xué)位，現(xiàn)任中海石油（中國）有限公司湛江分公司總地質(zhì)師，長期從事石油天然氣地質(zhì)勘探與管理。地址：廣東省湛江市坡頭區(qū)22號信箱（郵編：524057）。E－mail：wangzhf＠cnooc.com.cn。

2011－02－21改回日期：2011－04－14

（編輯：崔護(hù)社）