東海陸架盆地大春曉油氣田成藏動力學特征 及成藏模式

許 紅,張威威,季兆鵬,王 黎,王 晴,蘇大鵬,雷寶華,楊艷秋

[1.中國地質調查局 青島海洋地質研究所,山東 青島 266071; 2.海洋沉積與環境地質國家海洋局重點實驗室,國家海洋局第一 海洋研究所,山東 青島 266061; 3.海洋國家實驗室海洋礦產資源評價與探測技術功能實驗室,山東 青島 266071; 4.中國石油 大學(華東) 地球科學與技術學院,山東 青島 266580; 5.山東科技大學 地球科學與工程學院,山東 青島 266590; 6.山東科技 大學 山東省沉積成礦作用與沉積礦產重點實驗室,山東 青島 266590 7.中國石油 新疆油田分公司 勘探開發研究院, 新疆 克拉瑪依 834000; 8.長江大學,湖北 武漢 430100;]

東海油氣勘探始于20世紀50年代,至今沿東海西湖坳陷西斜坡和中央反轉構造帶西湖-基隆兩坳陷間的鞍部地區發現春曉等工業價值油氣田。中央反轉構造帶埋藏史-熱演化史具有南北分帶特點,北部曾經歷更大的埋深和更高的地溫梯度[1]。前人對西湖凹陷應力場和流體勢場進行了模擬分析[2],并預測了西湖凹陷油氣運移的有利指向;指出平湖斜坡帶花港組泥巖段普遍存在異常高壓,且異常高壓明顯呈帶狀分布[3],具有“階梯式”增大的特征;西湖凹陷西斜坡中段平湖構造帶油氣主要來源于平湖組煤系源巖,油氣藏多分布在超壓頂界面附近[4];由高壓流體注入引起的傳導型超壓在區內目的層發育,并對應優良油氣儲層,說明異常高壓發育與油氣充注空間上具有一致性[5]。在中央反轉構造帶南部發現的大春曉油氣田群位于鞍部地區蘇堤構造帶,不但是其南延部分,而且南北低,中部高,呈北北東向展布;也相應具有上述溫壓應力場特征,事實上,大春曉油氣田群西南部與西湖坳陷西斜坡寶石油氣田為近鄰,巖漿火山活動強烈,卻長期缺乏相關研究及公開性報道。

Kingston等[6]提出沉積盆地以板塊構造和動力學特征研究為基本內容;Dickinson[7]提出“Basin Geodynamics”是盆地研究聚焦的方向;李思田[8-9]反復論證盆地構造動力學機理與盆地形成演化地球動力學背景及油氣系統演化動力過程研究的意義。事實上,地球規模尺度動力學(深部、板塊尺度)、盆地規模尺度動力學(盆地尺度)、區帶規模動力學(目標尺度),即油氣成藏動力學[10]理論體系涉及不同層級動力學研究范疇,但就東海大春曉油氣田而言,相關研究薄弱,不僅屬于動力學體系理論創新研究重要環節,而且對于啟示和實現東海陸架盆地油氣勘探新一輪重大突破實際意義深遠。

1 地質概況

東海陸架盆地面積約25×104km2,位于西太平洋邊緣海中段,形成演變受菲律賓海板塊-歐亞板塊近東西向相對運動影響,特別是發育琉球海溝-琉球島弧-沖繩海槽盆地-釣魚島隆褶帶-東海陸架盆地經典板塊溝弧盆體系,并受印度-青藏高原相對運動遠程效應影響[11-12],在不同構造演化期形成中-新生代大型疊合含油氣盆地并“東西分帶、南北分塊”;過程中記錄下東海地球動力學-盆地動力學過程及結果,包括深部巖漿源區地幔性質、深部過程及特征等珍貴信息,形成東海板塊構造的典型溝-弧-盆體系盆地動力學模式[11];提出了東海新生代盆地歷經裂谷期、斷陷期、拗陷期和披覆期4大演化階段[13]。該盆地并不等同于西太平洋邊緣海諸如鄂霍茨克海、日本海等,而是演化更趨成熟,巨厚沉積形成不同時代斷陷原型盆地并列、不同類型原型盆地非繼承性疊加和后期構造反轉(圖1)的構造作用過程。

不同時代斷陷原型盆地并列,表現為東海陸架盆地西部溫東坳陷帶北北東向的東斷西超古新世斷陷,中部浙東坳陷帶北北東向的東斷西超早中始新世和西斷東超晩始新世斷陷,疊加起來形成東海大陸邊緣裂陷盆地,在東部沖繩海槽海域形成中新世至第四紀弧后裂陷盆地。

圖1 東海陸架盆地動力學演化綜合柱狀圖Fig.1 Column showing the dynamic evolution of the East China Sea Shelf Basin

不同類型原型盆地非繼承性疊加。西部溫東坳陷帶表現為3類原型盆地非繼承性疊加,即前新生代盆地[14-15]、古新世斷陷-始新世披覆和中新世-第四紀披蓋;浙東坳陷帶為4種原型盆地構造疊加,即早-中始新世東斷西超、晚始新世西斷東超的斷陷、漸新世至中新世的坳陷和晩中新世至第四紀的披蓋;沖繩海槽單一晩中新世至第四紀的斷陷。

超過60年勘探發現,基本認識了東海盆地的特征,發現東海裂谷斷陷深達10 000～12 000 m,是西湖坳陷和基隆坳陷的構造主體;東海裂谷斷陷盆地熱沉降均衡時間50～67.5 Ma,形成于“華夏古陸”之上,是陸內海侵作用的產物,具有從海洋插入大陸的特征,并在西湖-基隆兩坳陷間形成鞍部;東海裂谷斷陷盆地以鞍部地區為界,沉積環境為“南海北陸”;從東到西,帶狀構造地質時代西老東新;在盆地范圍形成排列方向和分布范圍都十分寬廣的雁行狀弧形拉張谷,發現形成大量鏟狀斷裂,證實為“被動地?！弊冃?。

通過二維-三維調查資料解釋,在査明圈閉形態、高點位置和斷裂系統基礎上,最終確定了大春曉構造4大高點。截至1995年12月,已在大春曉構造先后發現殘雪、斷橋、天外天和春曉油氣田，在數百平方公里范圍內構成大春曉油氣田群(圖2)。公開性報道數據為：春曉一井漸新統花港組發現油氣顯示層12層,鉆桿單層測試5層,獲高產工業油氣流,日產氣160.13×104m3,日產油200.3 m3,具有厚度大(單層最大厚度23.4 m)、儲層豐度高、油氣產量高等特點,證實大春曉構造為富含油氣構造,為特高產凝析油氣層,屬于逆斷層下盤重大油氣發現。

2 資料與技術方法

大春曉油氣田構造位置見圖2,地震數據來自青島海洋地質研究所和上海海洋石油局。二維多道地震測網密度2 km×2 km部分達到1 km×1 km,總數超過6 000 km;解釋繪制1 ∶500 000構造圖和火山巖分布圖;利用了部分三維資料,涉及春曉1井、3井和天外天1井等鉆井資料;同時,參考了多方法資源定量評價和利用Probas2.0盆地模擬軟件的數值模擬成果,含油氣系統事件、成藏模式與成藏動力學模式分析參考了相關報告、公開性資料和大量測試分析數據。

圖2 大春曉油氣田構造位置Fig.2 Location ofthe large Chunxiao oil and gas field

3 大春曉油氣田成藏要素、動力學機制和模式

3.1 大春曉地區火山巖漿作用與烴源巖成熟特征關系

3.1.1 火山巖漿作用是油氣成藏增溫特征要素

相關性分析認為,春曉油氣田排烴期、油氣運移期為中新世末至上新世,主要火山巖漿活動為多期次活動,但或早于這個時期或只是進入深層生烴層系。事實上各期火成巖侵入對成藏的負面影響和破壞作用均較小,反而在油氣形成、運移(如火山浮巖)、聚集、成熟、成藏和保存(如玄武巖既可為儲層也可為蓋層)過程中是積極因素,起到增溫作用,加速烴源巖成熟運移及成藏。

表1 大春曉油氣田不同構造層火山巖巖漿作用解釋結果Table 1 Magmatism interpretation of volcanic rocks in different structural layers in the large Chunxiao oil and gas fiels

3.1.2 較高的古地溫是成烴轉化增溫過程中油氣成藏的有利特征要素

根據5口鉆井儲層資料統計分析和研究區溫度壓力場對比,發現大春曉油氣田群地溫梯度為36～40 ℃/km,如春曉三井實測所示(圖3),表現為高溫異常特征。通過儲層包裹體分析(氣液比≤5%的鹽水溶液包裹體),認識到平湖組油氣儲層包裹體溫度分布有一個從上段到下段、在各大油氣田都保持不變的峰值:130～135 ℃的特征。識別了3期不同溫度包裹體:早期溫度一般在107～174 ℃,明顯高于今地溫;中期溫度為98～160 ℃,與今地溫接近;晚期溫度為84～148 ℃,低于今地溫。各期溫差約10 ℃,溫度分布中值代表運移期油氣進入儲層時的古溫度[16]。

通過古地溫模式和儲層埋藏史研究,確定了包裹體形成時的埋深及對應地質時期。春曉一井包裹體早期溫度對應時間12～14 Ma(中中新世),中期對應時間6 Ma,晚期為2 Ma,大春曉油氣田及整個蘇堤構造帶其余各井的數據也有同樣的結論。同時，認為油氣開始運移時間(第一期)為中中新世,第二期油氣重要運聚期為中新世晚期,第三期大規模油氣運移期為上新世至第四紀[16]，這證實了數值模擬的結果,也印證了火成巖研究的結論。

3.2 大春曉地區壓力場特征要素

春曉三井鉆井深度有限,但鉆至3 600 m仍然保持正常地層壓力特征，所以推測深部地層應當與西湖凹陷已揭示鉆井一樣存在超壓現象。利用天外天1井全井段實測Ro(鏡質體反射率)資料,擬合并模擬形成研究區地層底面Ro平面等值線圖、地層底面溫度平面等值線圖、現今深度Ro交繪圖、現今深度溫度交繪圖、埋藏史成熟史圖和埋藏史溫度史圖?？梢娖胶M主力生油層大約在距今5 Ma，埋深2 300 m左右開始烴類熱成因過程,迄今平湖組大部或部分尚處于液態烴窗口內。

3.2.1 大春曉地區壓力場及超壓特征

在預測地下流體壓力場的方法中,聲波測井的地層壓力(DST和RFT)和地震速度資料最為重要。根據聲波測井(DST)的單井模擬結果,西湖生油凹陷平湖工區、平北工區以3 800 m為界(平湖組中下部),之上為常壓(壓力系數小于1.2),之下為超壓(壓力系數大于1.2)。

圖3 大春曉油氣田春曉三井地層溫壓變化對比[17]Fig.3 Comparison of formation temperature and pressure changes of well Chunxiao 3 in the large Chunxiao oil and gas fiels[17]a.地層壓力變化示意圖;b.地溫變化示意圖 Ⅰ—Ⅵ代表樣品號

推測大春曉油氣田深部存在高壓異常(大于3 800 m),與西湖生油凹陷平湖工區、平北工區一起構成大春曉構造區帶北部、東部、西部和深部的超高壓帶和異常地層壓力帶;產生由北部、東部、西部3個方向向中部和南部、由下向上的徑向與縱向交錯泄壓區帶,這就是研究區內的運移主帶,運移主帶內運移方式以垂向為主。

以上壓力因素在時間和空間上的相互作用形成巧妙配合,構成了大春曉油氣田群油氣運移動力的特征和機制。根據著名石油地質學家Hunt[18]研究全球180個沉積盆地,發現160個存在超壓異常,提出流體壓力封存箱理論。本文在強調封閉層與油氣產層相關關系(封閉層之上為正常壓力系統,封閉層之下為異常壓力系統,即超壓封存箱,油氣主要產自直接被封閉層封蓋的儲層中)基礎上,建立了研究區壓力封存箱模式(圖4)。

3.2.2 沉積作用、成巖作用和構造作用與大春曉地區超壓關系

Hunt[18](1990)統計分析了全球180個超壓盆地特征,發現其中的90%是富含油氣盆地。這些超壓盆地被分為“墨西哥灣”快速沉降型(產生于欠壓實型超壓地層)和“落基山”成巖作用型兩類。在東海陸架盆地西湖坳陷和大春曉油氣田,發現不能簡單歸類為“墨西哥灣”型或“落基山”型。大春曉油氣田超壓系統可能與多種作用特征要素有關,包括不均衡壓實作用、生烴排烴運移作用、粘土礦物脫水作用、水熱增壓作用和構造應力作用等。除了強烈擠壓構造應力作用之外,壓實不均衡和生烴作用是可以獨立產生大規模超壓的主要特征要素。

圖4 西湖凹陷-大春曉油氣田超壓封存箱模式Fig.4 Xihu Sag-large Chunxiao oil and gas field overpressure storage tank model

由圖4可見大春曉油氣田主要高產油氣層系分別分布于壓力封閉層及其上下相鄰儲層之中,對應地質層位分別為花港組上段、花港組下段和平湖組上段。

3.3 大春曉地區地質歷史時期應力場特征

通過大春曉地區有限元數值模擬研究區域應力場特征,結果表明早期拉張應力場主要為NNE向,產生的拉張正斷層有利于油氣運移;中期壓剪性應力場也主要為NNE向,產生一系列擠壓背斜,有利于油氣保存;晩期張剪性應力場主要為NWW向,產生晚期張剪性平移斷層,在斷裂活動期滲透能力強,靜止期滲透能力弱,有利于油氣保存。

3.4 大春曉地區油氣運移動力學要素

3.4.1 大春曉油氣田賦存分布特征

大春曉油氣田位于鞍部地區,得益于以短源(距離1～8 km)為主、方向性指向性一致、經由輸導開啟性斷層的運移。天外天油氣田相鄰春曉油氣田,在多層構造圖上連通,由下至上表現為差異構造變動一致性特征,二者與殘雪、斷橋油氣田一起,組合形成名副其實的大春曉油氣田群。事實上,從下始新統構造層(甌江組)開始,春曉-天外天高點逐漸連通一體,總面積超過100 km2。其中,至中-上始新統構造層平湖組上段開始,春曉構造高點已比天外天構造高點高度增加了100 m,由于漸新統花港組構造層和中-上始新統平湖組上段構造層砂體形成實際發現的油氣產層,春曉構造和天外天構造晩始新世和漸新世在高點埋深和構造面積方面發生的上述變化直接導致二者油氣產層和油氣儲量變化。通過二者100多米油氣產層連井對比,發現天外天1井油氣產層高出春曉1井油氣產層百余米,出現油氣層尖滅。

3.4.2 油氣運移動力學時間、過程及量比關系特征

汪蘊璞等[19](1997)通過估算平湖組早、中、晩中新世和上新世4個流體排放期,量化的油氣運移時間、過程及量比關系為:①油氣在龍井運動之前中新世已經完成大量運移,龍井運動加快了油氣流的運移速率,并在局部地區調整了油氣流運移的指向；②平湖組在中新世的排液量比上新世高出近10倍。

3.5 大春曉油氣田成藏動力學機制及模式

大春曉油氣田成藏動力學機制及模式研究和提出了基于大量生、運、聚勘探數據、包括二維數值模擬實驗,涉及旨在滿足研究區基本成藏要素條件的油氣成藏生排運聚過程、環境和結果及其成藏規律，獲得成藏動力學普遍的和特殊的認識結論,以深層次認識大春曉油氣田油氣成藏的規律,推進成藏動力學理論的認識,進一步啟示和實現相鄰地區油氣勘探突破。

3.5.1 大春曉油氣田含油氣系統成烴-成藏動力學系統機制與過程

1) 不同壓力系統張性斷層輸導體系運移成藏動力學機制與過程

早期,東海陸架盆地呈拉張應力動力場狀態,形成拉張斷裂系統,構筑平湖組各大烴源系統由平湖組至花港組各大儲層保存體系的主要運移輸導系統,也是大春曉油氣田最為重要的輸導系統。其中,EW向張性斷裂是大春曉成藏最大制約因素,該斷裂的切割性質以及側向封堵性質是油氣成藏的重要因素。當其切割阻礙不同巖性地層時,導致油氣整體側向成藏;當一些儲集封閉有利組合存在時,亦即EW向張性斷裂成藏作用在花港組上段中部基本結束后,卻仍然可以在花港組上段的下部和花港組下段部分成藏[20]。

漸新世—中新世,由于中期龍井運動向西的水平擠壓作用,導致抬升、剝蝕形成褶皺,使西湖凹陷構造形態由東西方向V型變為W型,同時形成一系列壓性逆斷層,在正常壓力系統中,玉泉運動期形成的系列拉張斷層面是開啟性質的,而當“超壓囊”形成,系列壓性逆斷層面被封閉,系列非輸導性斷層組最利于烴類保存。

超壓囊內油氣主要通過垂直向上運移成藏的機制,還存在正常壓力斷層系統成藏的機制:斷裂輸導系統向斷面兩側相連砂體等量分配承載烴類,在砂泥巖互層剖面中成藏;第三類機制:在上覆中新世壓性逆斷層系統中,因滲透能力差或發育不滲透斷層系統,形成晚期淺層油氣藏。這3類機制均已通過鉆井予以證實。

事實上,超壓推動運移,產生地形驅動、壓實驅動、構造應力驅動和對流驅動,并受沉積作用、成巖作用和構造作用影響或主導,構成油氣運移動力學機制。

2) 壓性逆斷層下降盤封閉形成一批高產能油氣藏動力學機制

如前述,大春曉地區發育張性逆斷層(漸新世以前)、壓性逆斷層(中新世)和剪切正斷層(上新世末)。目前鉆探發現中新世壓性逆斷層下盤油氣藏,證明該斷裂系統封蓋具有動力學封閉體系性質,含油氣層位分別是漸新統花港組和始新統平湖組?；ǜ劢M下段為主含油氣井段，平湖組多層油氣藏和花港組上段薄層油氣藏為次油氣井段，具有含油氣層位多,厚度大,儲層豐度高,油氣產能高等系列特點。

分析研究區平湖組沉積厚度,確認最大沉積厚度為3 000 m。按照春曉1井砂泥巖含量百分比計算,其泥巖沉積厚度可達2 000 m。該組巖石性質單一、分布范圍廣、沉積速率高,將產生不均衡差異壓實作用,進而形成超壓或“超壓囊”,具有很強封蓋能力。這種情況又因大春曉油氣田兩側為深洼,呈典型W狀而放大,構成差異構造-沉積型雙要素形成超壓機制。

其次,研究區烴類的大量生成時期為晩中新世的生油高峰期,但兩側深洼深部中新世早期即進入生油高峰期。這樣,早中新世—上新世有機質豐度較高的平湖組已經成熟,此時泥巖大量成烴,且逐漸形成并達到所謂壓實極限形成超壓,超壓囊位于超壓封存箱烴源層系之中,形成典型超壓或“超壓囊”排烴與運移成藏動力學機制。

再次,西湖凹陷在2 100 m以下出現蒙-伊混層,而平湖組大套泥巖埋深一般大于3 000 m。成巖作用研究結果表明,和大春曉油氣田群平湖組一樣,凡埋深在3 100 m以下的沉積層蒙脫石全部轉化為伊利石,該深度已經越過生油門限,表明生烴源巖是在生成大量烴類的同時發生蒙-伊轉化和大量層間自由水釋放的,同時由于這類層間自由水密度低,導致孔隙流體壓力增加形成超壓和“超壓囊”,是第三種成藏動力學機制。

3.5.2 大春曉油氣田自生儲蓋型成烴-成藏動力學系統機制與過程

大春曉油氣田群主要生油層系為始新統平湖組,在其東西兩側白堤、三潭深凹中較為發育,東側最大沉積厚度超過2 100 m,達到3 000 m;春曉一井揭示泥巖占組厚的62.2%,泥巖有機碳為0.68%,煤層占組段厚的3.4%,春曉二井揭示泥巖厚度占組段厚度的40.8%,泥巖有機碳含量為1.01%。利用Baspro.2.0超級盆模系統完成模擬結果，認為平湖組生油高峰期在晩中新世(白堤、三潭深凹平湖組生油高峰期在中新世早期,并延續至晩中新世,現仍處于生氣高峰階段;先前所推測前始新統生烴層系目前已在天外天一井、寶石一井等先后鉆遇。

圖5 大春曉油氣田群含油氣系統事件[21-22]Fig.5 Diagram showing the petroleum system event of the large Chunxiao oil and gas field group[21-22]

前始新統(西湖坳陷深層古新統,確認發育了半深水-深水沉積海相烴源巖)、通過平湖組、花港組及龍井組含油氣系統關鍵時刻研究,認為它們分別構成上、中、下含油氣系統及關鍵時刻(圖5)。

1) 地質要素

有效烴源巖為平湖組為主,包括花港組和龍井組;儲層以花港組下段為主,包括平湖組上段,花港組下段,蓋層分真假兩類蓋層及上覆地層。

2) 成藏要素

分為初次運移和二次運移,共同特點是均為短距離(1～8 km范圍內)運移。

3) 初次運移

以水溶相態烴為主,運移動力以壓實作用、水熱增溫作用、粘土礦物脫水作用和烴類生成作用為主,共同產生異常高壓,形成初次運移原始動力。主力烴源巖的初始運移期為39 Ma前(表2),另一套烴源巖系為漸新統-中新統,運移時間分別為25 Ma和9 Ma。

4) 二次運移

以溶解相態游離相態烴為主,后者是進入儲層之后的運移相態,運移動力以儲層中的水壓作用、毛細管壓力作用、白由浮力作用為主。二次運移時間為主要生油氣期之后的首次構造運動期,為中-晚中新世,關鍵時刻為13.3 Ma。

表2 大春曉油氣田群油氣運移時間推測結果Table 2 Time estimates for hydrocarbon migration in the large Chunxiao oil and gas field group

5) 圈閉形成期

歷經玉泉運動(形成雛型),龍井運動(開始定型),形成了上下疊置的復合型斷背斜,它們在中新世晩期完成定型。

6) 保存時期

在形成油氣田之后歷經數個百萬年并長期保存至今。存在新生代下古新統自生自儲古生新儲陸相成烴-成藏動力學系統,特征主要代表了已在WZ26-1-1井和WZ4-1-1井揭示的月桂峰組和在寶石1井揭示的寶石組半深湖相沉積體系,在地震解釋中追蹤的大春曉油氣田群白堤深洼-三潭深洼帶的T4—T6構造-沉積層,推測也屬于最好生烴源巖,有機質類型較好、豐度高。該套沉積可能具高壓高熱性能,已證實泥巖具有局部披蓋性,封閉性能極好。麗水36-1-1井鉆探已證實,其生成烴類運移指向遍及大春曉油氣田群各大局部構造及東、西斜坡帶。

新生代始新統-漸新統自生儲蓋型成烴-成藏動力學系統是已在大春曉油氣田群被十幾口鉆井所證實的實際存在,包括由含煤層系和濱海湖相沉積體系形成的兩套成烴源巖系統。該系統分布于西湖凹陷與大春曉地區,生烴潛力指數好、有機質類型好、豐度高,通過含油氣系統埋藏史和關鍵事件分析,表明成烴-成藏動力學系統事件間匹配關系好。此類中新統成烴-成藏動力學系統可能存在于沖繩海槽盆地、釣魚島隆褶帶、福州凹陷、西湖凹陷北部(如煤系地層為其烴源層系)和北部斷階帶等地區。

3.6 大春曉油氣田成藏動力學模式

以過中央背斜帶和過春曉一井的二維地震剖面(D465線)與鉆井解釋層位及相應參數為基準,提出建立大春曉油氣田油氣成藏模式和成藏動力學模式(圖6,圖7)。分別命名為中央隆起帶背斜高部位-逆斷層下盤成藏模式、西部緩坡斜坡帶-坡折帶成藏模式和大春曉油氣田成藏動力學模式。

它們的共同成藏要素特征如下:烴源層系、排烴層系、疏導層系、充注時間、巖相組合與圈閉形成等方面的差異決定了勘探層系、油氣藏類型及分布的差異。其中,始新統平湖組-花港組-玉泉-龍井組烴源層系均處于生油窗內,平湖組主力生油層系生排運聚烴高峰期與大春曉油氣田局部構造群圈閉形成時空配置良好;漸新統-中新統烴源層系生排運聚烴高峰期與該局部構造群圈閉形成同期或略晩期匹配。它們的輸導網絡體系以短源縱向斷裂體系和側向不整合砂層界面體系為主,成藏動力為超壓力與靜水浮力,存在壓力過渡帶、超壓帶及常壓帶,油氣充滿度高或中等,分別以春曉一井、天外天三井、春曉三井、殘雪一井為代表,和以平湖一井、寶石一井為代表。

該模式認為,研究區中-下始新統與前始新統(古新統)現已進入干氣階段,鉆探試油結果在2 863.5～3 280.0 m(壓力封閉層及其上下地層之中)發現了12層104.9 m厚的凝析油氣層,測試其中5層獲得高產工業性凝析油氣流。凝析油氣極具高溫高壓低密度性,表明已形成油氣藏曾經受到這些凝析油氣的抽提作用、溶解作用以及也包括首先發生的充注作用。凝析油氣的進入增加了原生油氣藏的油氣比和成熟度,在圏閉充滿后發生過油氣的差異聚集作用。由于花港組油氣藏是多種烴類混合互溶,會導致油氣藏出現多相分異、異相共存的復雜局面;大春曉油氣田-蘇堤構造帶油氣藏出現復雜多樣油氣藏的性質多少與此相關,這些油氣田以常壓常溫油氣藏為主,油氣藏類型卻多樣化,有邊水氣藏、帶底油(油環)的邊水氣藏、塊狀底水油藏、含氣頂底水油藏、底油(油環)凝析氣藏等。

上述特征構成大春曉油氣田地區現今獨特的,以東西兩個方向為主的短源烴源巖以縱向為主的多期運移,差異聚集及多層位成藏的模式,并以始新統與前始新統-古新統為主生烴源巖,存在典型超壓囊體系,壓力封閉層上下地層中聚集凝析油氣的成藏模式。

圖6 大春曉地區油氣成藏模式Fig.6 Hydrocarbon accumulation model in large Chunxiao area

圖7 大春曉油氣田群成藏動力學模式(據上海海洋石油局D-465測線解釋春曉1井反射波組層位)Fig.7 Dynamic model of hydrocarbon accumulation in the large Chunxiao oil and gas field group(the horizon of reflection wave-group from Well Chunxiao 1 is interpreted according to Line D-465 of the Shanghai Offshore Oil Bureau,Sinopec)

該模式表明,大春曉油氣田油氣成藏各重要參數之間相互匹配良好,油氣成烴條件和成藏條件十分優越,尤其油氣田面積較大。因此春曉大油氣田是繼崖13-1大氣田之后,在中國東北部海域發現的又一個大型高產凝析油氣田。春曉油氣田油氣成藏的情況代表了大春曉油氣田群乃至西湖凹陷多數油氣田成藏基本的事實,鄰區及深層將是具有重要勘探發現領域。

4 結論

1) 大春曉油氣田成藏動力表現為三大能量場:① 高地溫場。地溫梯度高特點,達36～40 ℃/km;發現60個巖漿侵入巖,導致局部增溫作用促進油氣成藏;烴源巖熱成熟度不一致性明顯,早期東北部和東南部成熟度高,天外天,春曉-斷橋構造成熟時間最晩,就整體而言,大春曉構造烴源巖晚成熟。② 有利應力場。早、中期為NNE向拉張應力場,產生拉張正斷層,有利油氣運移、保存;晩期NWW向張剪性應力場,形成平移斷層有利于油氣保存。③ 典型超壓場。發現大型超壓囊,形成地形驅動、壓實驅動、構造應力驅動和對流驅動等,沉積作用、成巖作用和構造作用主導運移機制,促進油氣運移,提出超壓-壓力囊模式。

2) 大春曉油氣田含油氣系統成烴-成藏動力學系統存在多種成因機制包括:① 壓性逆斷層下降盤封閉形成一批高產能油氣藏動力學機制;② 不同壓力系統張性斷層輸導體系運移成藏動力學機制;③ 各大生烴層系運移動力學超壓、短源和縱向運移成藏動力學機制;④ 輸導體系依托拉張斷層,超壓囊壓力封閉斷面、正常壓力系統砂巖和泥巖中斷裂輸導系統所承載烴類對斷面兩側相連砂體等量分配、中新世壓性逆斷層斷層系統成藏動力學機制。進一步基于大春曉油氣田動力學成藏含油氣系統事件，建立了成藏動力學模式并揭示了油氣成藏規律。

致謝：感謝” 126專項”經費支持,感謝中國石化上海海洋石油局、中國海洋石油總公司,感謝恩師李思田教授,趙金?？偣こ處?蔡乾忠教授;以及劉申叔,賈建誼總工程師;龔再升,朱偉林總工程師等在資料過程中的支持與幫助。