海相層地質論文：海相層石油地質條件及勘查方向

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本文作者：閆桂京1，2李慧君1，2何玉華1，2吳志強1，2作者單位：1國土資源部2青島海洋地質研究所

石油地質條件

1烴源巖

根據下揚子地塊陸區地層、沉積相帶向海域展布的預測及研究區實際資料分析，認為南黃海海相烴源巖主要有5套：下寒武統幕府山組、下志留統高家邊組、下二疊統棲霞組、上二疊統龍潭—大隆組、下三疊統青龍組。（1）下寒武統幕府山組下寒武統在研究區未有鉆井揭示，根據華東局和江蘇油田下揚子地塊陸區統計結果，其碳酸鹽巖有機質豐度平均值為0．49％，泥巖有機質豐度平均值為3．1％，從黃橋地區烴源巖分布看，幕府山組具有很高的有機質含量，干酪根類型為Ⅰ型，為好烴源巖。下揚子地塊下寒武統，烴源巖RO為0％～3．0％，為高成熟—過成熟。在南黃海地區可以對應下揚子地塊蘇北地區，經埋藏史分析認為南黃海下寒武統幕府山組烴源巖在志留紀末已處于成熟階段，在石炭紀進入高成熟階段，在三疊紀末進入或接近熱變質階段。（2）下志留統高家邊組根據下揚子地塊陸區下志留統烴源巖分析，高家邊組有機質豐度為0．54％～67％，有機質類型為Ⅱ型，N4井有機質分析結果表明下志留高家邊組為較好烴源巖。在黃橋地區RO平均1．9％，熱演化程度為高成熟。局部地區可達過成熟。根據沉積相帶及地層總體埋藏深度分析，南黃海盆地下志留統烴源巖也應處于高成熟，局部可達過成熟熱演化階段。經埋藏史分析，認為南黃海下志留統烴源巖基本在石炭紀已進入成熟階段，在三疊紀末已進入了高成熟階段，部分地區仍舊具一定的生烴潛力。（3）下二疊統棲霞組南黃海鉆井鉆遇下二疊統棲霞組，其中CZ35－2－1井鉆遇巖性主要為黑色灰巖，烴源巖綜合評價為過成熟較好－好烴源巖（表2）。（4）上二疊統龍潭－大隆組據南黃海鉆井資料分析，上二疊統龍潭組巖性為黑色泥巖，烴源巖綜合評價為過成熟好烴源巖；上二疊統大隆組巖性為黑色泥巖，烴源巖綜合評價為高成熟好烴源巖（表2）。（5）下三疊統青龍組下三疊統青龍組為灰色灰巖，烴源巖綜合評價為成熟差烴源巖（表2）。

2儲集條件

南黃海海相中、古生界儲層較為發育，儲層類型以碳酸鹽巖儲層為主，碎屑巖儲層次之［10］。（1）碳酸鹽巖儲層南黃海海相中、古生界地臺型碳酸鹽巖地層普遍致密，只是在局部層段發育了儲層。其儲層分為白云巖孔隙儲層、礁灘相儲層、風化殼儲層和裂隙儲層。孔隙度6％～8％。根據四川盆地的經驗，白云巖有效孔隙度達到6％就是優質高產儲層。發育碳酸鹽巖儲層的主要層段有上震旦統燈影組、中上寒武統、奧陶系、石炭系、二疊系及下三疊統。WX5－ST1井普遍見到鮞粒亮晶灰巖和團粒亮晶灰巖（圖2），說明青龍組具有與川東北三疊系類似的形成好儲層的潛在背景，是儲集條件較好的層位之一。CZ12－1－1井3212～3310m井段為石炭系中統，基本為白云巖，純白云巖厚度達90m。為致密泥晶白云巖，孔滲性差。推測在水體更淺、能量更強的古隆起區，可能發育亮晶白云巖，為好儲層。因此，該套地層是潛在的儲層發育層位。（2）碎屑巖儲層碎屑巖儲層主要發育于中志留統、上泥盆統及二疊系龍潭組。蘇北地區的鉆井揭示志留系至泥盆系的砂巖見油氣，具有一定的儲集能力，如N參2井2360．03～3554．39m井段（D－S），主要為細砂巖、粉砂巖及泥巖組成的砂泥巖地層。通過對N參2井志留系至泥盆系的砂巖物性分析，孔隙度最大近20％，滲透率最高達26．66×10－3μm2，由此可見，志留系至泥盆系的砂巖是下揚子地塊有效儲層。因此，該層段也是南黃海非常重要的碎屑巖儲層。根據南黃海鉆井資料分析，龍潭組儲層不發育，但是由于該套儲層夾于大套暗色泥巖中，應引起重視。從鉆井物性資料看，砂巖儲集物性總體偏差，孔隙度一般為4％～8％，泥質含量相對較高，一般在4％～14％。海域龍潭組砂巖儲層的物性條件與陸區相似，孔隙度一般為4．4％～9．7％，滲透率一般為5．4×10－3～31．99×10－3μm2。

3蓋層

根據海陸對比及工區資料分析，認為南黃海共發育4套海相蓋層：下寒武統、下志留統、上二疊統龍潭—大隆組、中—下三疊統、上三疊統，其中下寒武統、下志留統、中—下三疊統為區域性蓋層，上二疊統龍潭—大隆組、上三疊統為局部蓋層。但南黃海僅鉆遇上二疊統龍潭—大隆組、下三疊統兩套蓋層。蓋層以泥質巖為主，其次為蒸發巖和致密碳酸鹽巖。泥質巖蓋層以下志留統高家邊組和上二疊統龍潭組—大隆組泥巖為代表（圖3）。（1）下寒武統幕府山組泥巖蓋層預測下揚子地塊陸區泥質巖的突破壓力為14．2～21．1MPa，總體看突破壓力都較大。根據沉積背景分析，下寒武統幕府山組沉積時期發生大規模海侵，區域沉積了大套的泥巖，主要的沉積相類型為盆地相和陸棚相，為區域性蓋層。南黃海盆地的沉積格局延續了下揚子地塊陸區的一隆兩坳的沉積特征，南北為陸棚相沉積，中央為臺地相沉積。預測陸棚相的泥質蓋層為有利區域性蓋層區，中央臺地相為較有利局部性蓋層區。（2）下志留統高家邊組泥巖蓋層預測下揚子地塊陸區現今保留較為完整、基本上連片分布高家邊組，屬巖性單一的盆地—陸棚區沉積的均質蓋層，泥質巖厚度大，分布穩定。下揚子地塊陸區蓋層參數分析表明，下志留統泥質巖具有較好的封閉性能，下揚子地塊N4井泥質巖黏土礦物相對百分含量，蒙脫石為14％～15％，伊利石為62％～67％，高嶺石為6％～7％，綠泥石為11％～17％，為片狀結構的伊利石泥巖，伊利石呈半定向排列；興參1井等15個樣品巖石密度為71～88g／cm3，突破壓力大于12MPa，最大達85．9MPa，孔隙度0．2％～0．8％。根據對陸區高家邊泥巖分析，認為下志留統封蓋能力較好，因此，推測南黃海地區煙臺逆沖帶、嶗山斷隆帶、青島斷坳帶和勿南沙隆褶帶的西部為高家邊組蓋層條件較好的泥質巖蓋層有利區，位于青島斷坳帶的東部和勿南沙隆褶帶的中南部是較有利泥質巖蓋層區。（3）上二疊統龍潭組—大隆組泥巖蓋層CZ35－2－1井揭示的龍潭組—大隆組的泥巖厚約385m，其中大隆組115m，龍潭組270m。大隆組泥地比達到93．92％，最大的單層泥巖厚度為47．5m；龍潭組的泥地比達到70％，最大的單層泥巖厚度為40m。南黃海龍潭—大隆組泥巖聲波時差80～90ms／ft。估算的排替壓力18～25MPa，而古生界一般的泥巖蓋層的排替壓力為10～15MPa，因此從微觀特征上評價認為龍潭—大隆組為較好的蓋層。（4）中下三疊統蓋層南黃海海域青龍組主要發育局限臺地、開闊臺地、斜坡—陸棚沉積，碳酸鹽巖發育。分析認為斜坡—陸棚相帶水體較為穩定，發育較為連續的泥巖夾泥質灰巖或薄層灰巖，厚度較大，總厚398m，泥巖約207m。青龍組泥巖聲波時差約70ms／ft，估算的排替壓力約30MPa，均是天然氣的好蓋層，呈地區性分布，可以作為地區性蓋層，而開闊臺地和局限臺地發育的致密性灰巖，可作為局部性蓋層。

4生儲蓋組合

下揚子地塊經歷了多期構造運動，發生了巨大沉積變遷，沉積了巨厚的海相地層，形成多套沉積旋回，從而形成多套生、儲、蓋組合。在南黃海海域實際資料分析的基礎上，對其進行了有利生儲蓋組合的分析。結合鉆井資料及地震資料解釋結果，將南黃海地區海相中、古生界劃分為4套有利生、儲、蓋組合（圖3）：第Ⅰ組合為震旦系—下寒武統，烴源巖是下寒武統幕府山組烴源巖，儲層是晚震旦統燈影組白云巖儲層，蓋層是下寒武統幕府山組泥巖。該套組合全區分布。第Ⅱ組合為下寒武統幕府山組—下志留統高家邊組，烴源巖主要為下寒武統幕府山組和下志留統高家邊組的烴源巖；儲層主要是中寒武統—早奧陶系的白云巖、生物碎屑灰巖及裂隙溶蝕型灰巖；早志留世發育的厚層高家邊組泥質巖為蓋層，這是一套區域性蓋層。第Ⅲ組合為下志留統高家邊組—上二疊統大隆組，烴源巖為下志留統高家邊組和二疊系棲霞組、龍潭—大隆組烴源巖；儲集巖包括碎屑巖和碳酸鹽巖，碎屑巖儲層為志留系、泥盆系、石炭系金陵組、高驪山組、二疊系龍潭組的砂巖，碳酸鹽巖儲層包括石炭系和州—船山組、二疊系棲霞組的白云巖、生物碎屑灰巖及裂隙、溶蝕型灰巖，而且棲霞組頂部的風化殼是有利的儲層；蓋層為早二疊世初期沉積的泥巖及晚二疊世沉積的龍潭—大隆組的厚層泥巖，由于煙臺逆沖帶大部分地區缺失龍潭—大隆組，白堊系的湖相泥巖可作為蓋層，直接覆蓋在棲霞組或下伏的石炭系碳酸鹽巖儲層上。第Ⅳ組合為上二疊統—白堊系和古近系，烴源巖主要是上二疊統陸棚相泥巖和潮坪—瀉湖—沼澤泥巖和煤層，其次是青龍組下部陸棚相泥巖，儲層為青龍組的白云巖、生物碎屑灰巖及裂隙溶蝕型的灰巖、古風化殼；蓋層為青龍組自身的陸棚—斜坡相致密泥質灰巖、臺地相致密灰巖。

有利勘探區帶

1海相下組合

下組合殘留地層主要是震旦系—下志留統，局部可能存在中志留統。下組合勘探遠景區為嶗山斷隆帶的中西部，該區生儲蓋組合配置好，斷層不發育，地層從震旦系－志留系沉積完整，保存條件好至較好。烴源巖主要是下志留統陸棚相的烴源巖、下寒武統的泥質灰巖和泥質巖，儲層是晚震旦系的白云巖以及寒武系和中下奧陶統的灰巖和白云巖，蓋層主要是晚奧陶統—下志留統的泥質蓋層或寒武系底部的泥質巖和致密灰巖以及中下奧陶統致密灰巖。

2海相上組合

上組合在煙臺逆沖帶和嶗山斷隆帶地層缺失較為嚴重，而且煙臺逆沖帶構造較為復雜，殘留地層主要是中上泥盆統—下二疊統，局部地區殘留上二疊統和下三疊統，而青島斷坳帶和勿南沙隆褶帶地層保存較為完整，只是在青島斷坳帶北部和東北部缺失了較多的地層。上組合的勘探遠景區為青島斷坳帶和勿南沙隆褶帶西部，該區烴源巖條件相對較好，主要是下志留統和上二疊統陸棚相泥巖，此外可能發育下二疊統棲霞組烴源巖，儲層主要是中上泥盆的砂巖和石炭系的碳酸鹽巖，蓋層主要是上二疊統的泥巖，其次泥盆系自身泥巖及石炭系—下二疊統致密灰巖。該區生儲蓋組合配置和保存條件均較好。