江漢盆地江陵凹陷油氣富集規(guī)律與勘探方向

羅開(kāi)平 ，邱 歧，葉建中

(1.中國(guó)石油化工股份有限公司 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 無(wú)錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無(wú)錫 214126；2.中國(guó)石油化工股份有限公司 江漢油田分公司 荊州采油廠，湖北 荊州 434100)

江漢盆地江陵凹陷油氣富集規(guī)律與勘探方向

羅開(kāi)平1，邱 歧1，葉建中2

(1.中國(guó)石油化工股份有限公司 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 無(wú)錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無(wú)錫 214126；2.中國(guó)石油化工股份有限公司 江漢油田分公司 荊州采油廠，湖北 荊州 434100)

江漢盆地江陵凹陷主力烴源巖為新溝嘴組下段，梅槐橋—資福寺向斜是生油中心。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的油氣藏具有圈閉規(guī)模小、充滿度低、環(huán)生油中心較集中分布的特點(diǎn)和規(guī)律，以斷層為主的輸導(dǎo)體系和儲(chǔ)層物性是油氣成藏和富集的主要控制因素。江陵凹陷白堊—第三系資源探明率僅為12.4%，探明程度很低，還具有很大的勘探潛力。荊州背斜帶南緣斜坡和梅槐橋洼陷內(nèi)構(gòu)造—巖性及巖性圈閉、萬(wàn)城斷裂上盤(pán)白堊系及前白堊系古潛山、公安單斜帶火山巖儲(chǔ)層及生油洼陷中的頁(yè)巖油是今后一段時(shí)間油氣勘探的突破方向和領(lǐng)域。

烴源巖；生油中心；油氣富集；勘探方向；江陵凹陷；江漢盆地

江漢盆地是發(fā)育在前白堊系變形褶皺基底上的中—新生代斷—坳盆地[1-2]，江陵凹陷為其中最大的次級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元，面積達(dá)6 500 km2，具有隆洼相間的構(gòu)造格局。經(jīng)過(guò)多年的勘探，雖然先后發(fā)現(xiàn)了花園、八嶺山、沙市、荊西、謝鳳橋等多個(gè)小型油田(圖1)，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量1 280×104t，但相對(duì)于凹陷內(nèi)白堊—第三系資源量10 361×104t(據(jù)三次資評(píng))，資源探明率僅為12.4%，探明程度還很低。因此，立足于盆地分析，在確定主力烴源巖和主要生烴中心的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)、客觀地認(rèn)識(shí)江陵凹陷的油氣成藏特點(diǎn)和富集規(guī)律，明確勘探領(lǐng)域和方向，將有助于江陵凹陷油氣勘探的新發(fā)現(xiàn)和新突破。

1 主力烴源巖與生烴中心

1.1主力烴源巖及地球化學(xué)特征

江陵凹陷發(fā)育沙市組上段、新溝嘴組下段及潛江組3套烴源巖。近年來(lái)通過(guò)深井鉆探和大量的油/源對(duì)比工作，對(duì)凹陷內(nèi)的烴源巖有了重新認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)，認(rèn)為主力烴源巖為新溝嘴組下段，層位上主要分布在新溝嘴組下段Ⅱ油組和Ⅲ油組。

據(jù)凹陷內(nèi)190口井烴源巖地球化學(xué)資料統(tǒng)計(jì)，新溝嘴組下段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度以Ⅱ油組最高，TOC含量最大值為2.93%，一般為0.49%～0.83%，平均值為0.75%；氯仿瀝青“A”含量最大值為0.53%，最小值為0.004%，一般為0.041%～0.08%，平均值為0.062%；烴含量最大值為1 933×10-6，最小值為84×10-6，一般為(84～608) ×10-6，平均值為395×10-6；有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ2、Ⅲ型母質(zhì)為主；鏡質(zhì)體反射率Ro為0.72%～1.34%，以梅槐橋凹陷為最高，虎渡河向斜帶次之，基本上都達(dá)到成熟—高成熟階段(表1)。江陵凹陷所發(fā)現(xiàn)的油氣均來(lái)源于新溝嘴組下段成熟烴源巖。

圖1 江漢盆地江陵凹陷油氣勘探成果

地區(qū)井號(hào)有機(jī)碳含量/%氯仿瀝青“A”含量/%總烴含量/10-6Ro/%評(píng)價(jià)梅槐橋向斜虎渡河向斜帶江口向斜荊州背斜帶萬(wàn)130.48～1.29/0.870.045～0.11/0.067310～753/4731.34鄂深250.24～2.93/0.830.004～0.53/0.212410～4224/19331.34路90.29～2.45/0.830.0043～0.2735/0.0414～1788/2351.1虎20.18～2.23/0.610.003～0.123/0.0211.15路100.24～1.45/0.730.0038～0.207/0.71732.60.86復(fù)20.42～1.29/0.720.0331690.9陵720.53～2.67/0.90.040.72李10.47～0.78/0.580.036～0.081/0.0616～255/101陵150.45～1.39/0.680.004～0.235/0.058～1226/1920.84陵330.61～2.88/1.080.003～0.04/0.01310～225/840.9陵610.44～0.64/0.570.09陵760.24～2.0/0.80.08325～1048/608陵600.39～0.51/0.490.08沙180.64～1.0/0.810.046～0.11/0.0848～97/69沙270.35～1.33/0.80.04165～3160.81好好中等-好中等-好公安斜坡帶金60.45～1.47/0.730.004～0.069/0.031730.86中等

注：表中分式含義為：最小值～最大值/平均值。

1.2烴源巖展布與生烴中心

新溝嘴組下段沉積期，沉積中心位于梅槐橋和虎渡河—資福寺地區(qū)，在沉積中心發(fā)育了較厚的半深湖—深湖相地層，厚度達(dá)500～800 m。其中烴源巖厚度為20～200 m，平均厚度110 m，分布面積2 560 km2(圖2)。生烴史模擬結(jié)果，梅槐橋—資福寺向斜帶生油強(qiáng)度達(dá)(20～120)×104t/km2(圖3)[2]，以梅槐橋洼陷最高，達(dá)120×104t/km2[3]。綜合烴源巖展布、地球化學(xué)特征及生烴史模擬結(jié)果，認(rèn)為梅槐橋—資福寺向斜是江陵凹陷的主要生烴中心。

圖2 江漢盆地江陵凹陷新下段烴源巖厚度

圖3 江漢盆地江陵凹陷新下段烴源巖生油強(qiáng)度[2]

2 油氣成藏特點(diǎn)與富集規(guī)律

2.1油藏特點(diǎn)

經(jīng)過(guò)40余年的勘探，至今在江陵凹陷中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了花園、八嶺山、沙市、荊西、謝鳳橋、涴市、萬(wàn)城等7個(gè)小型油田(圖1)。其油藏特點(diǎn)可以歸納為以下幾點(diǎn)：

(1)油藏相對(duì)集中分布：已發(fā)現(xiàn)的油藏主要分布在荊州背斜帶、萬(wàn)城斷裂帶和梅槐橋洼陷萬(wàn)城斷層下降盤(pán)的坡折帶上；

(2)多層系含油：新溝嘴組、沙市組上段、荊沙組和白堊系漁洋組、紅花套組均被證實(shí)為含油層；

(3)圈閉類型多樣：早期發(fā)現(xiàn)的油藏類型以構(gòu)造油藏為主，其中又以斷塊、斷鼻油藏占絕大多數(shù)；近年來(lái)在梅槐橋凹陷內(nèi)隱蔽油藏勘探取得了突破；

(4)油藏規(guī)模小、油藏豐度低：截至目前已發(fā)現(xiàn)的油氣藏均屬小型—超小型、中低豐度—特低豐度油藏；

(5)油氣充滿度偏低、產(chǎn)量以中低產(chǎn)為主。

2.2成藏主控因素與油氣富集規(guī)律

2.2.1 成藏主控因素與成藏模式

江陵凹陷在多旋回的斷陷—斷坳盆地演化中造就了新溝嘴組下段、沙市組上段及潛江組3套烴源巖及新溝嘴組、沙市組上段、荊沙組和白堊系漁洋組、紅花套組等多套砂巖儲(chǔ)層[4]。隨著近年來(lái)在萬(wàn)城斷裂帶復(fù)Ⅰ斷塊、采穴斷塊白堊系紅花套組、漁洋組及涴市斷裂帶虎4井荊沙組的勘探突破，江陵凹陷呈現(xiàn)多層系含油的格局[5-6]。由多期、多組斷裂體系與砂體、不整合面共同構(gòu)成的有效油氣輸導(dǎo)系統(tǒng)為紐帶，形成了以新溝嘴組下段為主力烴源的自生自儲(chǔ)、下生上儲(chǔ)(新下段為源，荊沙組為儲(chǔ)層)及上生下儲(chǔ)(新下段為源，白堊系為儲(chǔ)層)的多種成藏組合[7]。

(1)新溝嘴組自生自儲(chǔ)成藏組合。新溝嘴組時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，形成了北部單向物源的淺水鹽湖坳陷盆地，從沉積中心往北依次發(fā)育淺湖—半深湖、濱淺湖、三角洲前緣和三角洲平原的沉積相組合[8]。在后期的成烴成藏過(guò)程中，可以形成以新下段為源、相鄰砂體為儲(chǔ)層的地層巖性油藏和通過(guò)斷層縱向輸導(dǎo)的構(gòu)造油藏(圖4)。其成藏主控因素取決于(砂體)儲(chǔ)層物性、源—儲(chǔ)對(duì)接關(guān)系及圈閉的時(shí)效性。

圖4 江漢盆地江陵凹陷新溝嘴組自生自儲(chǔ)成藏模式

(2)上生下儲(chǔ)成藏組合。該類成藏組合目前主要位于萬(wàn)城斷裂的上盤(pán)，已發(fā)現(xiàn)復(fù)Ⅰ斷塊、采穴2個(gè)含油構(gòu)造。萬(wàn)城斷裂位于江陵凹陷的西部，是一個(gè)NNE向的長(zhǎng)期活動(dòng)的斷裂。萬(wàn)城斷裂帶白堊系儲(chǔ)層發(fā)育，物源主要來(lái)自西北部和西南部，以沖積扇和河流相沉積為主，局部也發(fā)育有濱淺湖相沉積。白堊系底部礫巖發(fā)育，中上部細(xì)砂巖發(fā)育，砂巖厚度一般為300～1 000 m。白堊系上覆的沙市組為一套紅灰間互的泥巖、泥膏巖，是很好的區(qū)域蓋層。萬(wàn)城斷裂上下盤(pán)的差異升降使斷層上盤(pán)的白堊系和前白堊系地層與斷層下盤(pán)新下段烴源巖相直接對(duì)接或者通過(guò)斷層垂向溝通，形成較好的生儲(chǔ)組合[9-11](圖5)。

(3)下生上儲(chǔ)成藏組合。該類成藏組合目前僅發(fā)現(xiàn)于涴市斷裂帶，含油層為荊沙組，油源來(lái)自于下伏的新下段主力烴源巖。涴市斷裂帶西、東分別與梅槐橋生油中心和虎渡河向斜相接，北鄰荊州背斜帶，具有良好的烴源條件。荊沙組以紫紅色泥巖夾灰白色薄砂巖及和火山巖互層為主，荊沙組沉積期在江陵凹陷西南有一物源，滲透性砂巖可達(dá)100～150 m，往東延伸至涴市地區(qū)滲透性砂巖厚10～40 m。通過(guò)斷層輸導(dǎo)形成了新下段生、荊沙組儲(chǔ)的下生上儲(chǔ)成藏組合[12](圖6)。

江陵凹陷目前所發(fā)現(xiàn)的油氣被證實(shí)均來(lái)自于新下段成熟烴源巖，具有油源單一的特點(diǎn)；同時(shí)由于物源主要來(lái)自于凹陷的北緣，導(dǎo)致凹陷內(nèi)砂體欠發(fā)育、整體物性較差，砂體的不連續(xù)限制了油氣橫向運(yùn)移。這種特點(diǎn)組合使得江陵凹陷油氣成藏很大程度上依賴于斷層溝通和輸導(dǎo)，油氣富集程度取決于儲(chǔ)集物性條件。因此以斷層為主的輸導(dǎo)體系和儲(chǔ)層物性成為油氣成藏和富集的主要控制因素。

2.2.2 油氣富集規(guī)律

(1)油氣藏主要環(huán)梅槐橋—虎渡河—資福寺生油中心分布。中國(guó)東部斷陷盆地油氣均具有“短距離運(yùn)移、環(huán)生烴中心優(yōu)勢(shì)富集”的特點(diǎn)，江陵凹陷的油氣分布也基本符合這種規(guī)律。若以梅槐橋—虎渡河—資福寺生油中心為圓點(diǎn)，荊州背斜帶、萬(wàn)城斷裂帶、公安單斜帶已發(fā)現(xiàn)的油藏和油氣顯示幾乎全部都在半徑13 km范圍內(nèi)，這是由江陵凹陷自生的油氣條件決定的。正是由于江陵凹陷新生代沉積時(shí)期物源單一、砂體欠發(fā)育、限制了油氣的側(cè)向運(yùn)移，油氣以短距離運(yùn)移為主，才形成了現(xiàn)今的油氣分布格局。

圖5 江漢盆地江陵凹陷下生上儲(chǔ)成藏模式

圖6 江漢盆地江陵凹陷涴市斷裂帶虎4井下生上儲(chǔ)成藏模式

(2)荊州背斜帶和萬(wàn)城斷裂帶有利于油氣富集，是油氣主要聚集區(qū)。油氣從高勢(shì)區(qū)向低勢(shì)區(qū)運(yùn)移，“凹中隆”和緊鄰生油凹陷的正向構(gòu)造帶是油氣運(yùn)移的指向區(qū)。因此，荊州背斜帶(定型于Ex上-Ej強(qiáng)烈伸展期、新下段烴源巖大量排烴之前)、公安單斜帶和萬(wàn)城斷裂帶(上盤(pán))無(wú)疑是油氣聚集的有利地區(qū)。萬(wàn)城斷層除了是一條長(zhǎng)期活動(dòng)的斷裂外，更是一條重要的油源(通源)斷裂，其良好的輸導(dǎo)性保證了梅槐橋生油中心生油層與斷層上盤(pán)白堊系儲(chǔ)層的對(duì)接和溝通，成就了復(fù)Ⅰ斷塊和采穴斷塊的油氣成藏。另一方面，在總體物性較差背景下，荊州背斜帶和萬(wàn)城斷裂上盤(pán)白堊系相對(duì)較好的儲(chǔ)層物性也有利于油氣的富集。

3 勘探領(lǐng)域與方向

相對(duì)于江陵凹陷內(nèi)白堊—第三系資源量10 361×104t，目前的探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量?jī)H1 280×104t，資源探明率為12.4%，表明江陵凹陷還有很大的資源潛力。基于江陵凹陷油氣成藏主控因素和富集規(guī)律的分析和認(rèn)識(shí)，結(jié)合近年來(lái)油氣勘探的進(jìn)展，筆者認(rèn)為，除了老油田的挖潛和增儲(chǔ)上產(chǎn)外，近期勘探應(yīng)該重點(diǎn)圍繞下列幾個(gè)領(lǐng)域和方向展開(kāi)：

3.1荊州背斜南緣斜坡帶及梅槐橋向斜

荊州背斜是江陵凹陷內(nèi)荊沙組沉積時(shí)期受鹽隆和斷裂共同作用形成的北西向正向構(gòu)造帶，緊鄰梅槐橋—虎渡河—資福寺生油中心，是油氣運(yùn)移的有利指向區(qū)和聚集區(qū)。荊州背斜南緣斜坡處于油氣運(yùn)移路徑上，且湖盆發(fā)育時(shí)長(zhǎng)期位于三角洲前緣—濱淺湖相帶，砂巖儲(chǔ)層較發(fā)育，儲(chǔ)層物性較好。背斜帶上沙市油田的沙24井區(qū)、荊西油田的陵斜93井均為構(gòu)造背景下的巖性油藏，表明在這一地區(qū)尋找?guī)r性油藏是現(xiàn)實(shí)的。

梅槐橋向斜面積約300 km2，萬(wàn)城斷裂是新溝嘴組沉積時(shí)期的同沉積斷裂，來(lái)自西北部的馬山和西南方向的物源在其下降盤(pán)坡折帶發(fā)育裙擺狀或朵狀砂體，可以形成巖性圈閉。萬(wàn)12井工業(yè)油流的突破，表明萬(wàn)城斷裂下降盤(pán)坡折帶砂巖巖性油藏是存在的。另外鄂深25井在新下段Ⅱ油組上部發(fā)現(xiàn)9.0 m/2層的水層，表明梅槐橋向斜中南部也有儲(chǔ)層發(fā)育。

因此通過(guò)沉積微相精細(xì)描述，確定砂體分布，評(píng)價(jià)出有利圈閉，應(yīng)該會(huì)取得較好的勘探效果。

3.2萬(wàn)城斷裂構(gòu)造帶古潛山

從2008年首次在復(fù)Ⅰ斷塊發(fā)現(xiàn)紅花套組“小而肥”的底水油藏，實(shí)現(xiàn)白堊系勘探的突破，到2009年實(shí)現(xiàn)復(fù)Ⅰ斷塊儲(chǔ)量快速升級(jí)(共提交探明儲(chǔ)量448.90×104t)，成為江陵凹陷單塊探明儲(chǔ)量最大的整裝油田，萬(wàn)城斷裂帶白堊系勘探成果成為近年來(lái)江陵凹陷油氣勘探的最大亮點(diǎn)，它突破了江陵凹陷僅僅在新生界找油的局限，開(kāi)創(chuàng)了白堊系甚至前白堊系古潛山油氣勘探領(lǐng)域。萬(wàn)城斷裂帶上鉆探古潛山的鉆井共有6口，鉆遇的巖性有碎屑巖和碳酸鹽巖。據(jù)物性統(tǒng)計(jì)和測(cè)井解釋，碳酸鹽巖儲(chǔ)集性能明顯優(yōu)于碎屑巖。經(jīng)過(guò)構(gòu)造分析及地震剖面地層識(shí)別，復(fù)Ⅰ斷塊上的古潛山頂部極有可能是三疊系的灰?guī)r地層，具有較好的儲(chǔ)集性能。另外，萬(wàn)城斷裂帶東西為梅槐橋生油中心和江口洼陷夾持，烴源條件優(yōu)越。因此在落實(shí)圈閉的前提下，深化成藏條件分析，將有可能取得新的突破。

3.3公安單斜帶火山巖儲(chǔ)層

公安單斜帶緊鄰虎渡河—資福寺向斜，由于儲(chǔ)層條件的限制，長(zhǎng)期以來(lái)未受到重視，勘探程度很低。僅在單斜帶中段的公安—金家場(chǎng)區(qū)塊有二維地震測(cè)線33條351.2 km，探井11口(2009年資料統(tǒng)計(jì))，在10口井中見(jiàn)到不同程度的油氣顯示。對(duì)5口井進(jìn)行了試油，其中江深4井獲工業(yè)油流(日產(chǎn)2.3 t)，另外3口井獲低產(chǎn)油流，出油層為火山巖層。

公安單斜表現(xiàn)為由北向南抬升的寬緩斜坡，被眾多的NE、NW、近EW向斷裂切割復(fù)雜化，這些斷層以北掉正斷層為主，使斜坡由北向南呈階梯狀抬升，并與少量的南掉正斷層組合，形成長(zhǎng)條狀地壘。魏家場(chǎng)、金家場(chǎng)構(gòu)造為2個(gè)相對(duì)獨(dú)立的構(gòu)造單元，圈閉主要集中在構(gòu)造坡折帶上。由于江陵凹陷新溝嘴組下段主要物源來(lái)自于北部的馬山和后港， 本區(qū)遠(yuǎn)離物源區(qū)，多口井的鉆井揭示的滲透性砂巖厚度均在5 m以下，砂巖儲(chǔ)層發(fā)育相對(duì)較差。但該區(qū)玄武巖分布較普遍，縱向上主要發(fā)育在新溝嘴組下段、上段，平面上主要分布在金家場(chǎng)及以東地區(qū)。玄武巖儲(chǔ)層孔隙度一般為7.6%～19.1%，平均為13.2%，滲透率一般為(0.613～2.486)×10-3μm2，平均為1.705×10-3μm2，屬中等儲(chǔ)層。

公安單斜位于江陵凹陷虎渡河生油洼陷南部，為虎渡河生油洼陷油氣運(yùn)移的指向區(qū)，從烴源條件分析，該區(qū)帶是僅次于荊州背斜帶和萬(wàn)城斷裂帶的有利油氣聚集區(qū)，金家場(chǎng)構(gòu)造上大量的油氣顯示和工業(yè)油流證明了這點(diǎn)。目前該區(qū)帶上已有比較好的圈閉線索，三級(jí)構(gòu)造形態(tài)比較清晰，通過(guò)部署三維地震，發(fā)現(xiàn)和落實(shí)局部圈閉目標(biāo)，有可能取得新進(jìn)展。

3.4頁(yè)巖油資源

頁(yè)巖油作為一種非常規(guī)油氣資源，在全球已表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭[13]。頁(yè)巖油是指以頁(yè)巖為主的頁(yè)巖層系中所含的石油資源，油頁(yè)巖是頁(yè)巖油最主要的產(chǎn)出地層。對(duì)生油巖來(lái)說(shuō)，排烴效率越低，頁(yè)巖油含量越高。江陵凹陷梅槐橋—資福寺生油凹陷新下段主力烴源巖的生油強(qiáng)度為(20～120)×104t/km2，但排油強(qiáng)度只有(5～55)×104t/km2，排烴率不到50%，超過(guò)50%的石油仍然賦存在生油巖中，頁(yè)巖油資源潛力可能超過(guò)常規(guī)油氣資源，具有很大的勘探潛力。

江陵凹陷斷裂發(fā)育、構(gòu)造破碎，圈閉和砂體規(guī)模相對(duì)較小，這些先天條件決定了油藏規(guī)模以小型為主。因此，“精雕細(xì)琢、積小成大”是江陵凹陷油氣勘探的正確之路。

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(編輯韓 彧)

PetroleumaccumulationregulationsandexplorationtargetsinJianglingSag,JianghanBasin

Luo Kaiping1, Qiu Qi1, Ye Jianzhong2

(1.WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,SINOPEC,Wuxi,Jiangsu214126,China; 2.JingzhouOilPlant,SINOPECJianghanOilfieldCompany,Jingzhou,Hubei434100,China)

In the Jiangling Sag of the Jianghan Basin, the lower Xingouzui Formation served as the main source rocks, and petroleum generated mainly in the Meihuaiqiao-Zifusi syncline. The discovered oil and gas pools are featured by small trap scale, low charging extent and located around oil sources. Transformation system mainly of faults and reservoir physical property controlled petroleum accumulation. From Cretaceous to Tertiary in the Jiangling Sag, the proved rate is 12.4%, indicating for low exploration extent and good potential. The southern slope of the Jingzhou anticline, the tectonic-lithologic and lithologic traps in the Meihuaiqiao sub-Sag, Cretaceous and Precretaceous buried hill in the Wancheng fault, the volcanic reservoirs in the Gongan monocline, and the shale oil in oil source sags are the targets for future exploration.

source rock; oil generation center; petroleum accumulation; exploration target; Jiangling Sag; Jianghan Basin

1001-6112(2013)02-0127-06

10.11781/sysydz20130203

TE122

A

2012-06-05；

2013-01-14。

羅開(kāi)平(1964—)，男，博士，高級(jí)工程師，從事石油地質(zhì)綜合研究。E-mail：luokp.syky@sinopec.com。