椒江凹陷已鉆井分析及對油氣勘探的啟示

蔡 佳，祁 鵬，崔 敏，宋 雙，印斌浩

（中海油研究總院，北京 100028）

椒江凹陷已鉆井分析及對油氣勘探的啟示

蔡 佳，祁 鵬，崔 敏，宋 雙，印斌浩

（中海油研究總院，北京 100028）

已鉆井分析是油氣勘探工作的重要內容，其結果直接關系到一個地區(qū)的勘探方向。通過對椒江凹陷的5口井進行分析，總結出失利原因主要為儲層物性、圈閉有效性和運移。椒江凹陷的烴源巖以古新統(tǒng)月桂峰組中深湖相泥巖為主，靈峰組淺海相泥巖和明月峰組煤系為輔，但生烴能力有限。主要的儲蓋組合有四套，凹陷中心成熟烴源巖生成的油氣難以通過靈峰組、明月峰組下部厚層泥巖段進入中、上組合，下組合月桂峰組、潛山才是油氣成藏的有利組合。勘探策略是從有利生烴中心出發(fā)，搞清有利儲層分布，尋找近源、輸導條件好的構造進行優(yōu)先勘探，目標以古新統(tǒng)月桂峰組內部的組合為主，兼顧古新統(tǒng)明月峰和潛山成藏組合。

椒江凹陷；鉆井分析；失利原因；勘探方向

中國近海有十大沉積盆地， 91個凹陷（坳陷）。其中9個富油凹陷，石油儲量占海域石油總儲量的90%以上；4個富氣凹陷，烴類氣儲量占海域天然氣總儲量85%左右。目前，勘探主要集中在6個盆地：渤海、東海、珠江口、北部灣、瓊東南和鶯歌海[1-2]，這些盆地共由71個凹陷組成，21個凹陷的勘探程度較高，尚有50余個凹陷勘探和研究程度較低，其中20多個凹陷被認為有一定勘探潛力，這些凹陷作為國家石油資源的戰(zhàn)略接替區(qū)，有待進一步評價。

海上這20多個凹陷的地質資料匱乏，一般都是海上的低勘探程度區(qū)。針對資料現(xiàn)狀，在這些凹陷中的鉆井資料顯得尤其重要。鉆井資料是油氣勘探工作中最直接最寶貴的資料，已鉆井分析是油氣勘探工作的重要內容，它不僅能直觀的反映出一個構造的含油氣性，更能通過鉆井所揭示的生儲蓋組合、地球化學、古生物等信息反映一個地區(qū)的油氣潛力，因此已鉆井分析的結果直接關系到一個地區(qū)的勘探方向，也是對海上低勘探程度區(qū)進行評價的一個直接而又有效的方法。

截止2015年底，對東海陸架盆地椒江凹陷的5個圈閉進行了鉆探，共5口探井，鉆井密度為700 km2/口，為海上低勘探程度區(qū)[3]。其中油氣層井1口，顯示井1口，干井3口，僅發(fā)現(xiàn)1個含油氣構造。雖然從整體上看探井地質成功率達到40%，但都未獲得商業(yè)發(fā)現(xiàn)，因此有必要對已鉆構造進行系統(tǒng)分析，尋找控制油氣成藏的關鍵要素，以便為下一步的油氣勘探提供借鑒。

1 區(qū)域地質特征

東海陸架盆地處于歐亞板塊、太平洋板塊和菲律賓板塊的交界處，自中生代以來，它以聚斂型板塊構造為背景，形成了一系列平行排列，NE-SW向延伸，由西向東逐漸變新的西部凹陷群和東部凹陷群。西部凹陷群西鄰閩浙隆起區(qū)，東界漁山隆起，南隔觀音隆起與臺西盆地相鄰，北東向展布，長約300 km，寬約230 ～ 300 km，面積約9.3×104km2，中間由于雁蕩凸起的分割作用，它可以分為東、西兩個凹陷帶。東凹陷帶由福州、閩江凹陷組成；西凹陷帶由麗水、椒江凹陷組成[4-6]，見圖1。

圖1 椒江凹陷位置圖

椒江凹陷處于西部凹陷帶，它的西部是閩浙隆起區(qū)，東為雁蕩凸起，南部與麗水凹陷相接，北部是錢塘凹陷，整個椒江凹陷面積有3 535 km2，其油氣勘探始于上世紀70年代，先后有原地礦部、上海海洋石油調查局和中國海洋石油總公司從事勘探活動。椒江凹陷是在中生代殘留盆地基礎上發(fā)育起來的南部東斷西超、東陡西緩及北部為東西斷裂控制的斷陷型盆地，主要經歷三個發(fā)育階段。晚白堊世-古新世，為裂谷盆地發(fā)育期，即斷陷期，斷裂活動十分活躍。早期，在右旋剪切張力作用下形成了諸多NNE向的張扭性正斷層，呈雁行式排列，其中主斷層形成了凹陷的邊界；此時主要充填了一套湖相砂泥巖地層，即月桂峰組。晚期，形成南部東斷西超、東陡西緩及北部東西斷裂、中央斷壘的復合式地塹式凹陷，主要呈NNE-NE向展布，沉積充填了一套以濱淺海相砂泥巖為主的地層，即靈峰組和明月峰組。伴隨全球性海平面上升，椒江凹陷也開始形成第三紀以來第一次最廣泛海侵，沉積范圍明顯擴大，發(fā)育了較厚的暗色質純的海相泥巖。到明月峰組時期，斷層活動減弱，但對沉積作用仍有明顯控制作用。這一時期伴隨本區(qū)第二次大規(guī)模海侵發(fā)生，在海平面上升最高時導致雁蕩凸起南段部分區(qū)域被水淹沒[7-10]。到始新世時，椒江凹陷轉為冷卻下沉的拗陷期，充填了一套海相碎屑巖地層，即甌江組和溫州組。始新世之后，椒江凹陷基本轉入補償沉積期，形成海陸交互相、淺海相為主的砂泥巖沉積。

2 已鉆井分析

椒江凹陷的5口井所揭示地層、油氣顯示、測錄井資料和化驗分析資料是認識椒江凹陷勘探潛力最直接、最重要的地質資料。其中A井見到油氣顯示，E井測井解釋為油氣層，這兩口井說明了一個重要的事實，那就是椒江凹陷的油氣已經成藏。

按照構造部位和鉆探圈閉類型，椒江凹陷已鉆構造可以劃分為3類：一是邊界斷裂附近的背斜，二是斷背斜和斷塊，三是凹陷中央的地壘。本文按照鉆井的時間順序來進行鉆井分析。

椒江凹陷第一口井是由中海油于1986年11月所鉆的A井，完鉆井深3 570 m，完鉆于前第三系。從圖2過井的剖面可以看出，當時鉆探這個目標主要是考慮到A斷鼻受邊界斷層控制，緊鄰凹陷中心，近油源，圈閉成藏條件有利。

圖2 過A井地震剖面

鉆探結果是錄井僅見微弱氣測異常和氣侵，電測在井深3 507.5 ～ 3 511 m解釋為氣干層，測試證實為干層，僅在取樣室取出100 mL的天然氣。本井原預計在3 800 m內，不會鉆遇溫州大斷裂，實際在3 531 m鉆遇斷裂，進入變質巖基底。

全井有兩套生油層，古新統(tǒng)明月峰組煤系地層和海相泥巖。生油門限為2 550 m，相應的溫度為94 ℃ ，主成熟階段的地層埋藏深度為3 470 m，相應的溫度為118℃[11]。從本井看有機質不能大量轉化為烴類，但在凹陷中心煤系地層已接近主成熟階段，海相泥巖也進入主成熟期，成熟地層的最大厚度可達800 m，推測凹陷中心可以生成大量油氣。本井儲集層十分發(fā)育，以砂質巖為主，其次為生物碎屑灰?guī)r，共有5套儲集層。本井古近系有四套蓋層，均屬于濱淺海沉積，其封蓋條件與巖性和埋深有密切的關系，其中甌江組和溫州組的兩套蓋層比較好。儲蓋組合以始新統(tǒng)中下部-古新統(tǒng)上部的下生式組合為主，也是凹陷的主要目的層，古新統(tǒng)下部的側生式組合儲層物性很差。

A斷鼻形態(tài)可靠，構造形成期早于油氣生成和運移期，圈閉有利于捕集油氣，但形成斷鼻的斷層封閉性差，故圈閉的含油氣性差。邊界大斷層是形成A斷鼻的關鍵，它是一條長期繼承性活動的基底大斷層，為張性正斷層，走向北東，延伸78 km。斷層為上下陡、中間緩的“座椅式”斷層，斷開層位多，對古近系來說是一條“通天斷層”。上升盤主要為變質巖，巖層古老堅硬易破碎，斷裂帶附近破碎帶發(fā)育，薄片鑒定中從1 000 m到井底，多處見碎裂巖，這說明斷層封閉性差，盡管斷鼻形態(tài)可靠，也難以保存油氣。

2.2 B井鉆井分析

第二口井是由雪佛龍于1995年3月所鉆的B井，完鉆井深2 166 m，完鉆于前第三系。如圖3所示，B構造是一個大型的北東-南西向的斷背斜構造，從基底開始就繼承性發(fā)育，被北東向的大型正斷層所圍限。

1.1.2 培養(yǎng)基 PDA液體培養(yǎng)基：馬鈴薯200 g/L，瓊脂糖15 g/L，葡萄糖10 g/L，按比例溶解在1 L蒸餾水中，裝入錐形瓶中，用紗布加報紙或牛皮紙封口，高壓蒸汽滅菌20 min。PDA固體培養(yǎng)基：以上配方加15 g/L瓊脂。

從B構造深度構造圖可以看出其圈閉形態(tài)可靠，但是沒有油氣顯示。由于是外國公司所鉆的一口干井，資料相對缺乏，不能進行全面的失利原因的評估。由地震剖面可以看出井位離烴源巖較遠，且有反向斷層起隔擋作用，失利原因推測為運移。

圖3 B井基底構造圖

2.3 C井鉆井分析

第三口井是由殼牌于1995年4月所鉆的C井，這口井鉆到了1 817.00 m，完鉆于前第三系。從圖4的過井地震剖面上看，井點位于基底繼承性的地壘上，鉆前預測最主要的風險是油氣的充注。這口井也沒有油氣發(fā)現(xiàn)，各種資料比較缺乏。失利的主要原因是井位距離烴源巖較遠，運移存在問題。

圖4 過C井地震剖面圖

2.4 D井鉆井分析

第四口井是由麥克休斯于1995年12月所鉆的D井，鉆在椒江凹陷中部潛山高點的斷塊上（圖5），構造被一系列NE-SW向的正斷層所復雜化。

圖5 D井明月峰組頂面構造圖

本井也沒有油氣發(fā)現(xiàn)，所有鉆前預測的目標都鉆穿了，儲蓋層發(fā)育，溫州砂巖、甌江砂巖孔隙度很好，達15% ～ 25%，明月峰砂巖孔隙度中等，為10% ～ 15%。靈峰組和明月峰組的泥巖為蓋層。

經重新落實，圈閉問題是本井失利原因。它鉆在潛山披覆背斜的一個高斷塊上，北、東、西

三面靠斷層封閉，斷層落差不大，僅50 m左右，和蓋層的厚度42.5 m相差無幾，所以斷塊橫向不封閉，導致本井失利。

2.5 E井鉆井分析

E井是1996年鉆探的，完鉆井深2 844.00 m，完鉆于前第三系。鉆在一個巨大的斷背斜構造上，見圖6，圈閉總面積達17 km2。

圖6 E井靈峰組頂面構造圖

該井揭示了椒江凹陷最好的烴源巖——月桂峰組湖相泥巖，見圖7。靈峰組的泥巖和石門潭的頁巖是次要的烴源巖，烴源巖的總厚度估計為250 m。主要目的層月桂峰砂巖的孔隙度和滲透性都很差，還有小隔層，除三個重點帶以外有效孔隙度大多低于10%?；◢弾r基底非常致密，顯示出極差的孔隙度和滲透率，為較差的儲層。泥巖較厚，從電測井和泥漿測井可知上溫州頁巖、下溫州頁巖和靈峰組的泥巖是良好的區(qū)域蓋層，月桂峰組的泥巖是局部蓋層。失利原因為儲層因素。

圖7 E井有機地化剖面圖

3 對油氣勘探的啟示

3.1 已鉆井分析小結

椒江凹陷中的5口鉆井鉆探于中國近海第四輪對外招標區(qū)塊的合同實施期間，即1995 ～ 1996年。除E井鉆遇了古新統(tǒng)下段月桂峰組陸相地層外，其余4口井均揭示了在始新統(tǒng)甌江組、或古新統(tǒng)上段明月峰組、靈峰組海相層序后進入前新生界。4口井大體位于中央構造帶（E井、D井）、北部斜坡帶（C井）、低凸起帶邊緣（B井），鉆探的圈閉類型為斷鼻、斷背斜及凹中的地壘，鉆探結果與鉆前預測的地層、儲蓋組合幾乎相同?？梢钥闯?，椒江凹陷的烴源和蓋層沒有問題，失利原因主要集中在儲層物性、圈閉有效性和運移上。

3.2 椒江凹陷基本石油地質條件分析

經過對5口井的分析，椒江凹陷下古新統(tǒng)月桂峰組湖相烴源巖有機質豐度較高，母質以Ⅱ-Ⅲ型為主，是椒江凹陷的主力烴源巖，與珠江口盆地文昌組烴源巖和北部灣盆地流沙港組可以相比。上古新統(tǒng)海相靈峰組和濱淺海相明月峰組暗色泥巖有機質豐度總體不高，尤其是明月峰組的有機質豐度變化很大，以Ⅲ型有機質為主，生烴潛力較低，難以形成較大規(guī)模油氣，烴源巖以古新統(tǒng)月桂峰組中深湖相泥巖為主，靈峰組淺海相泥巖和明月峰組煤系為輔，結合椒江凹陷的有機質成熟度低和鉆探效果推斷其生烴能力有限。椒江凹陷采用氫指數(shù)法計算的月桂峰組生烴量為10×108t， 另據(jù)1994年中國近海油氣資源再評價時盆地模擬計算的椒江凹陷石油生成量18.03×108t。

椒江凹陷儲層的巖性以碎屑巖為主，在明月峰水進體系域時期沉積碳酸鹽巖。凹陷南側的麗水東凹儲集層巖石類型相似，以石英砂巖、長石石英砂巖、石英長石砂巖為主。

據(jù)巖心資料和測井解釋可以看出，椒江凹陷來源于東邊物源的儲集體的儲集物性較好，屬中高孔中高滲儲層。A井明月峰組多數(shù)孔隙度都大于15%，大于100×10-3μm2的滲透率占55%，小于1 ×10-3μm2的滲透率僅占3.7%（圖8）。

圖8 椒江凹陷A井孔隙度、滲透率分布頻率直方圖

靈峰組、明月峰組下段厚層泥巖是本區(qū)最重要的區(qū)域性蓋層，為最大海泛時沉積的泥巖，它與下伏的砂巖組成了良好的儲蓋組合[12]。E井2 170 ～ 2 385 m組成了200余米的厚層泥巖段，大量的、有意義的烴類顯示在該井的泥巖段之下，解釋油層在2 514.5 ～ 2 524.5 m。明月峰組泥巖段是椒江凹陷分布范圍最廣的區(qū)域性蓋層。另一套區(qū)域性蓋層是甌江上部的泥巖段，此外，月桂峰組湖相泥巖也構成了月桂峰組儲層、基底潛山的局部蓋層。

3.3 椒江凹陷儲蓋組合分析

根據(jù)椒江凹陷鉆井情況，研究區(qū)發(fā)育如圖9所示的四套區(qū)域性儲蓋組合和多套局部儲蓋組合，上部儲蓋組合物性較好。另外比較有利的儲蓋組合有明月峰組上段和潛山風化帶及上覆蓋層形成的組合。通過研究和鉆探實踐認為，凹陷中心成熟烴源巖生成的油氣難以通過靈峰組、明月峰組下部厚層泥巖段進入中、上組合。下組合月桂峰組、潛山才是油氣勘探的現(xiàn)實組合。但下組合由于埋深、巖性等原因普遍物性較差，所以下組合中優(yōu)質儲層的找尋是今后工作的重點。

圖9 椒江凹陷生儲蓋組合特征圖

4 結論與認識

（1）椒江凹陷的石油地質特點是成藏要素基本具備，但空間配置差強人意。鉆井分析的結論有三點：烴源巖以古新統(tǒng)月桂峰組中深湖相泥巖為主，靈峰組淺海相泥巖和明月峰組煤系為輔，生烴能力有限；發(fā)育四套儲蓋組合，凹陷中心生成的油氣難以通過靈峰組、明月峰組下部厚層泥巖段進入中、上組合，下組合月桂峰組、潛山才是油氣勘探的有利組合；下組合普遍物性較差，所以找尋下組合中的優(yōu)質儲層是工作重點。

（2）椒江凹陷的勘探策略是從有利生烴中心出發(fā)，搞清有利儲層分布，尋找近源、輸導條件好的構造進行優(yōu)先勘探，目標以古新統(tǒng)月桂峰組內部的組合為主，兼顧古新統(tǒng)明月峰組和潛山油藏。

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Well Analysis of Information from Drilled Wells and Revelation to Oil & Gas Exploration in Jiaojiang Sag

CAI Jia, QI Peng, CUI Min, SONG Shuang, YIN Binhao
（CNOOC Research Institute, Beijing 100028, China）

The analysis of information from the drilled wells is an important procedure in oil and gas exploration, and the analysis result is directly related to the determination of exploration direction in some region. Based on the analysis of geological information from 5 wells drilled in Jiaojiang Sag, it can be concluded the failures were resulted by physical properties of reservoir, effectiveness of trap and migration path. In Jiaojiang Sag, the deep lacustrine facies mudstone of Paleocene Yueguifeng Formation is the major source rock, the shallow sea mudstone of Lingfeng Formation and coal-bearing formation of Mingyuefeng Formation, with limited ability of hydrocarbon generation, are auxiliary. There are four reservoir-cap assemblages in the study area. It is difficult for the hydrocarbon generated from the matured source rock in the center of the sag to migrate through the thick mudstone of Lingfeng Formation and lower Mingyuefeng Formation to the middle and upper assemblages. The effective and favorite assemblages, therefore, are the lower assemblage in Yueguifeng Formation and buried hill. The authors recommend that in the future exploration we should determine the advantageous hydrocarbon generation center at first, make clear the distribution of reservoir with good physical property, and choose the trap that is near source rock and with good migration condition as the preferential target. The main attention should be mainly focused on the assemblage in Yueguifeng Formation, with consideration to Mingyuefeng Formation and buried hill.

Jiaojiang Sag; analysis of drilling data; failure reason; exploration direction

TE122

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2016.04.033

1008-2336（2016）04-0033-07

2016-05-09；改回日期：2016-06-06

國家自然科學基金資助項目“典型斷陷富油氣凹陷層序構成樣式的差異性研究”（40872077）和國家科技重大專項“近海富烴凹陷資源潛力再評價和新區(qū)、新領域勘探方向”（2011ZX05023-001）、“近海大中型油氣田形成條件與分布”（2011ZX05023-006）聯(lián)合資助。

蔡佳，男，1982年生，2004年畢業(yè)于中國地質大學（武漢）資源勘查工程專業(yè)，2009年畢業(yè)于中國地質大學（武漢）礦產普查與勘探專業(yè)，獲博士學位，從事中國近海石油天然氣綜合地質及管理工作。

E-mail：caijia2@cnooc.com。