西湖凹陷地質(zhì)認識創(chuàng)新與油氣勘探領域突破*

周心懷

（中海石油（中國）有限公司上海分公司 上海 200335）

東海西湖凹陷是中國近海最大的含油氣凹陷，面積約5×104km2，沉積層厚度最大15 km。該凹陷以新生代碎屑沉積為主，地層自下而上包括前寶石組，始新統(tǒng)寶石組、平湖組，漸新統(tǒng)花港組，中新統(tǒng)龍井組、玉泉組、柳浪組，上新統(tǒng)三潭組以及第四系東海群（圖1）。

西湖凹陷油氣勘探始于1980年，至今近40余年，已鉆探井100余口，證實其勘探潛力大，但所探明的大中型油氣田不多，且以低滲-致密油氣藏為主，面臨著經(jīng)濟有效開發(fā)及常規(guī)油氣藏勘探方向不明的兩大挑戰(zhàn)[1-5]，主要表現(xiàn)在以下2個方面：①斜坡帶勘探層系單一，儲量規(guī)模小且埋藏深度大，勘探成效低。西部斜坡帶油氣主要富集于中深層（平湖組及寶石組），其它層系油氣分布不均且發(fā)現(xiàn)較少。此外，已發(fā)現(xiàn)的圈閉主要以復雜斷塊圈閉為主，封堵性不佳，單井油氣層少，儲層空間變化快、分布不穩(wěn)定，儲量規(guī)模小且埋藏深度普遍大于4 000 m，勘探投入成本高，難以保證勘探成效。②中央洼陷反轉(zhuǎn)帶以低滲致密油氣藏為主，經(jīng)濟有效開發(fā)難度大。中央洼陷反轉(zhuǎn)帶位于生烴凹陷中心，大構(gòu)造、大背斜、大型儲集體發(fā)育，具有大氣田發(fā)育的地質(zhì)背景，并在中北部發(fā)現(xiàn)了2個千億方級氣田，但探明儲量以低滲致密為主，短期內(nèi)難以動用，經(jīng)濟有效開發(fā)難度大，亟需開拓勘探新領域。

圖1 西湖凹陷構(gòu)造-地層格架圖Fig.1 Structural and stratigraphic framework of Xihu sag

近年來，通過對西湖凹陷石油條件的重新認識和系統(tǒng)研究，明確了以煤系烴源巖為主的物質(zhì)基礎和通源斷裂晚期活化的控制因素，基于這兩大地質(zhì)認識創(chuàng)新提出了“構(gòu)造和巖性并舉、深層和淺層兼顧”的多層系立體勘探思路，指出了西湖凹陷勘探領域及突破方向，即斜坡帶下層系（始新統(tǒng)平湖組）復合巖性領域與中央洼陷反轉(zhuǎn)帶中、上層系（新近系龍井組以上）淺層領域。在新的勘探思路指導下，西部斜坡帶深層新發(fā)現(xiàn)了一批高產(chǎn)能的巖性及復合巖性油氣藏，中央洼陷反轉(zhuǎn)背斜帶老油氣田挖潛亦取得了新突破，為中國海油在東海執(zhí)行和落實“七年行動計劃”開辟了諸多新的戰(zhàn)場，開啟了西湖凹陷油氣勘探新的里程碑。

1 兩大要素的認識創(chuàng)新為多層系立體勘探奠定基礎

1.1 整體斷-拗轉(zhuǎn)換背景下穩(wěn)定淺水環(huán)境孕育廣覆式富烴煤系并晚期持續(xù)供烴

已鉆井證實西湖凹陷中上始新統(tǒng)平湖組煤系地層為主要烴源巖，其分布占凹陷總面積比例接近80%。但過去對于中晚始新世成盆演化和沉積充填的認識均不支持典型的成煤環(huán)境，存在諸多爭議和矛盾[6-8]。本文從盆地類型、沉積充填、生烴演化等3個角度重新審視西湖凹陷烴源巖地質(zhì)條件，明確富生烴凹陷物質(zhì)基礎及勘探潛力。

1.1.1 平湖組沉積時期成盆背景再認識

東海陸架盆地西湖凹陷是受太平洋板塊俯沖作用影響的陸緣斷陷盆地[9-12]。古新世—中始新世時期，在太平洋板塊NNW向俯沖作用下，盆地處于NW—SE向伸展環(huán)境（圖2a），盆地內(nèi)廣泛發(fā)育局部斷陷，表現(xiàn)為半地塹或地塹結(jié)構(gòu)，斷陷分布面積小，彼此被隆起所分隔，呈現(xiàn)“群山環(huán)湖、群湖抱山”的古地貌格局。局部斷陷特征在西部坳陷帶內(nèi)最為典型，東部坳陷帶西湖凹陷始新統(tǒng)寶石組、平湖組之下被深埋的老地層亦呈現(xiàn)出明顯的北東走向、分段發(fā)育特征。始新世晚期—漸新世時期，隨著太平洋板塊俯沖轉(zhuǎn)方向為NWW，西湖凹陷伸展方向調(diào)整為NWW—SEE向（圖2b），在原有NE向斷裂基礎上開始大量發(fā)育NNE向斷裂。由于受到盆地整體伸展作用東移影響，西湖凹陷西側(cè)的西部坳陷帶、中央隆起帶整體擠壓抬升，西湖凹陷范圍內(nèi)的古新世局部隆起則開始整體下陷，早期孤立深斷陷開始相互連通，形成東斷西超的統(tǒng)一、巨型凹陷。因此，在成盆背景上，西湖凹陷平湖組沉積前的43 Ma是一個重要轉(zhuǎn)換時期。

圖2 東亞陸緣中新生代板塊演變過程（據(jù)文獻[11]修改）Fig.2 Mesozoic-Cenozoic plate evolution of the East Asia Continental Margin（edit after reference[11]）

在太平洋板塊俯沖明顯轉(zhuǎn)向的背景下，西湖凹陷盆地演化具有明顯早期斷陷、后期斷-拗轉(zhuǎn)換的演變特征。平湖組沉積期盆地類型并不是簡單的斷陷盆地，而應為后期的陸緣整體型斷-拗轉(zhuǎn)換盆地，整體沉降弱，平湖組早期受斷層控制影響，地勢呈現(xiàn)出一定的隆洼格局；平湖組中期以后斷層的控制作用逐漸減弱，地形開始填平補齊，斜坡背景出現(xiàn)；到平湖組晚期整體為寬緩斜坡背景，相對于早期分隔型斷陷，盆地范圍擴大，斷陷作用減弱，導致沉積地層分布廣、沉積水體整體較淺，易發(fā)育廣覆式分布的煤系地層。

1.1.2 斷-拗轉(zhuǎn)換弱伸展背景下沉積環(huán)境再梳理

對于西湖凹陷平湖組的沉積環(huán)境，前人主要有2種傳統(tǒng)觀點[13-15]。一種觀點認為，平湖組沉積時期西湖凹陷西部和北部為主要物源區(qū)，東部受釣魚島隆褶帶遮擋形成了南部開口的半封閉的海灣環(huán)境，從平湖組下段到上段主要發(fā)育海侵規(guī)模依次減小，水域逐漸收縮的受潮汐影響的三角洲和潮下帶沉積環(huán)境；另一種觀點認為，平湖組時期西湖凹陷整體為淺海相沉積背景，沉積相平面特征表現(xiàn)為自北西向東南由河流-三角洲-潮坪逐漸過渡為淺海相沉積。近兩年來，通過對平湖組沉積時期成盆背景和沉積環(huán)境的再梳理，突破了傳統(tǒng)觀點，明確了煤系地層在斜坡帶和凹陷中北部的廣覆式分布發(fā)育特征。

根據(jù)古水體與構(gòu)造、地層巖性、古生物、生物標志化合物等聯(lián)合分析，明確平湖組煤系地層與小潮海岸障壁體系下的瀉湖沉積類似。通過古氧化還原標志、古水深、古鹽度等多種方法定量計算，認為平湖組沉積時期古水體具弱還原特征，古水深約0～14 m，古鹽度4.9‰，為受淡水影響的半（微）咸水，整體為多期海侵、震蕩式水退的低鹽度特征。從地層巖性特征來看，已鉆井揭示煤層及泥灰?guī)r、灰質(zhì)砂巖從斜坡到洼陷有廣泛分布。從古生物特征來看，已鉆井揭示南部發(fā)育鈣質(zhì)超微、有孔蟲、介形蟲、溝鞭藻等低豐度海相化石，為局限海沉積環(huán)境，且由南向北海相化石豐度逐漸降低，過渡為瀉湖環(huán)境；縱向上平湖組中下段發(fā)育低豐度海相化石發(fā)育，到平湖組上段發(fā)育指示淡水的盤星藻、腹足類、蚌類、雙殼類化石，反映沉積環(huán)境向陸相沼澤環(huán)境演變。從生物標志化合物來看，北部原油以裸子植物為主，異海松烷豐度高，南部原油以蕨類植物為主，扁枝烷豐度高，反映自南向北陸源高等植物輸入增多，水體變淺，煤層及碳質(zhì)泥巖主要形成于平湖組下部局限海（覆水沼澤）、平湖組上部陸相沼澤（濕地深林沼澤、蘆葦沼澤）環(huán)境中?？偟膩砜?，西湖凹陷平湖組沉積時期為緩坡度、半封閉環(huán)境下的淺水沉積背景，在這種特殊沉積背景下煤層及炭質(zhì)泥巖形成環(huán)境整體與小潮海岸障壁體系下的瀉湖沉積類似，突破了煤層局限在斜坡帶發(fā)育的傳統(tǒng)認識。

1.1.3 西湖凹陷煤系地層優(yōu)勢烴源巖再分析

油氣源對比分析表明，西湖凹陷油氣以煤系烴源巖貢獻為主[16-20]，其煤層薄，單層厚度普遍在0.5～1 m，但層數(shù)多，累計厚度大，累計厚度達到30～70 m。由于單位質(zhì)量的煤的有機質(zhì)豐度是泥巖的40倍，煤的密度為0.7～0.9 g／cm3，泥巖的密度為2.4～2.7 g／cm3，因此1 m的煤相當于12 m泥巖的生烴量。煤和泥巖生烴模擬結(jié)果統(tǒng)計表明，10 m厚度的煤層（氫指數(shù)350）生烴量和120 m厚度的泥巖（氫指數(shù)300）生烴量相當（表1）。西湖凹陷西斜坡煤層平均厚度為30～70 m，相當于厚度為360～700 m好的泥巖，單位體積的煤及炭質(zhì)泥巖的生烴能力遠大于泥巖。

表1 煤和泥巖生烴模擬統(tǒng)計表Table1 Statistical table of coal and mudstone hydrocarbon generation simulation

圖3 西湖凹陷平湖組煤系烴源巖生烴特征圖Fig.3 Hydrocarbon generation characteristics of coal-bearing source rock of Pinghu Formation in Xihu sag

選取西湖凹陷平湖組煤進行熱解顯微組分分析，分別獲得了基質(zhì)鏡質(zhì)體、均質(zhì)鏡質(zhì)體、孢子體和樹脂體，可以看出，樹脂體生烴明顯較早，在室溫300℃之前有一個較早的生油高峰，樹脂體的生烴量是鏡質(zhì)體生烴量的近7～10倍（圖3a）。封閉體系黃金管生烴模擬實驗結(jié)果顯示，平湖組煤巖烴源巖具有2個生氣高峰，分別在Ro為1.2%和Ro為2.7%，Ro在3.5%之后仍然具有較高的生氣能力（圖3b）。這表明，西湖凹陷煤系烴源巖具有早期大量生油、晚期持續(xù)生氣的特點，富氫煤系烴源巖晚期持續(xù)供烴為油氣成藏奠定了豐厚的物質(zhì)基礎。

1.2 活動陸緣多層系疊置背景下通源斷裂幕式活化并晚期輸導油氣

東海陸架盆地處于泛太平洋板塊俯沖引起的活動陸緣背景[11]，受洋殼俯沖后撤引起的構(gòu)造躍遷作用影響，盆地內(nèi)部東、西部坳陷帶分別受到多旋回伸展—擠壓作用影響。在東部坳陷帶西湖凹陷內(nèi)，這種多旋回構(gòu)造作用導致盆地演變階段的多次轉(zhuǎn)變，在斷裂演變特征上表現(xiàn)為斷裂的多期幕式活化，斷裂組合樣式豐富，張性和壓性斷裂組合共存，最終形成一套復雜的斷裂系統(tǒng)。

在盆地多期構(gòu)造演變下，西湖凹陷斷裂系統(tǒng)具有明顯的垂向分布差異。自晚白堊世開始裂陷以來，西湖凹陷盆地演化經(jīng)歷了古新世—中始新世強伸展斷陷、中晚始新世弱伸展斷拗轉(zhuǎn)換、漸新世弱擠壓拗陷和中新世強擠壓反轉(zhuǎn)等多個階段。通過這種多旋回盆地的疊加演變，西湖凹陷總體上以漸新統(tǒng)花港組底和中新統(tǒng)龍井組底為界，形成了下、中、上3套構(gòu)造層的垂向疊置，不同構(gòu)造層斷裂發(fā)育存在顯著差異（圖4）。其中，下構(gòu)造層斷裂系統(tǒng)發(fā)育在古新統(tǒng)—始新統(tǒng)地層中，斷裂主要形成于伸展背景，為基底卷入型張性斷層，斷裂規(guī)模較大，具有明顯的同沉積特征，在西湖凹陷全區(qū)廣泛分布。中構(gòu)造層斷裂系統(tǒng)發(fā)育在漸新統(tǒng)地層中，斷裂形成于漸新世弱擠壓背景，定型于中新世強擠壓環(huán)境，這些斷裂多是下構(gòu)造層張性斷裂幕式再活化向上延伸形成的，但斷裂發(fā)育密度及分布范圍已明顯減小，多集中于凹陷中央洼陷反轉(zhuǎn)帶及東、西部邊緣發(fā)育。上構(gòu)造層斷裂系統(tǒng)形成于中新世強擠壓環(huán)境，主要表現(xiàn)為中構(gòu)造層斷裂持續(xù)擠壓上斷，導致下構(gòu)造層斷裂向上貫通上斷至淺部。此外，上構(gòu)造層內(nèi)部亦發(fā)育有一系列懸掛式的近東西向斷裂，小規(guī)模、成帶分布在反轉(zhuǎn)背斜核部。

因此，西湖凹陷內(nèi)斷裂系統(tǒng)的多層系差異疊置為下構(gòu)造層平湖組烴源巖中生成油氣垂向輸導并中轉(zhuǎn)至漸新統(tǒng)花港組之上的中、上構(gòu)造層中創(chuàng)造了有利條件。雖然中、上構(gòu)造層的斷裂發(fā)育密度相對于下構(gòu)造層有所降低，但由于中、上構(gòu)造層斷裂多為下構(gòu)造層張性斷裂的幕式再活化，其活性高、輸導效率高，垂向上直接貫通或者通過中轉(zhuǎn)接力貫通了下構(gòu)造層平湖組烴源巖層。尤其是在中新世中晚期烴源巖大量生排烴的同時，西湖凹陷經(jīng)歷了始新世末以來最大規(guī)模的一期擠壓構(gòu)造作用，中、上層構(gòu)造層中大量通源斷裂幕式活化使得來自下構(gòu)造層的油氣通過活性斷裂向上輸導至漸新統(tǒng)花港組及以上的地層中，為淺部層系成藏奠定了關(guān)鍵的輸導紐帶。

圖4 西湖凹陷典型地震剖面（剖面位置見圖1）Fig.4 Typical seismic profile of Xihu sag（see Fig.1 for location）

2 油氣勘探領域突破方向

2.1 斜坡帶下層系（始新統(tǒng)平湖組）復雜巖性領域

2.1.1 半封閉環(huán)境的潮汐改造三角洲控制發(fā)育多種類型砂體

西湖凹陷下構(gòu)造層始新統(tǒng)平湖組沉積時期為半封閉的局限海沉積環(huán)境，西部斜坡帶物源主要來自于西部隆起區(qū)，多樣復合溝谷體系為斜坡帶三角洲沉積提供充足物源，在半封閉環(huán)境及小潮差影響下，平湖組表現(xiàn)出震蕩式的潮汐水體特征，潮汐對三角洲砂體的改造作用控制了斜坡帶潮汐改造型三角洲的發(fā)育，最終導致平湖組成因復雜、類型多樣的砂體發(fā)育。在巖心特征上，平湖組砂巖整體表現(xiàn)出河控及潮汐改造2種成因類型，河控砂巖以塊狀層理、粒序?qū)永怼⒌[石定向排列及平行層理發(fā)育為主要特征，可見槽狀及板狀交錯層理；此外，巖心中可見羽狀交錯層理、雙向交錯層理及雙黏土層（圖5），反映潮汐改造作用。因此，受河流及潮汐聯(lián)合控制，斜坡帶平湖組形成（水上）水下分流河道、河口壩、潮汐砂壩等及其復合類型的多樣復雜成因砂體。

西部斜坡帶河流及潮汐的交替作用控制了平湖組砂體發(fā)育及分布，且這種周期性沉積作用受體系域控制，以低位、海侵和高位三分為特征。低位域沉積期整體水體較淺，以河道型砂巖發(fā)育為主，局部地區(qū)發(fā)育河口壩及潮汐砂壩；海侵體系域沉積期水體上升，潮汐改造作用增強，以改造型潮汐砂壩及潮道砂巖發(fā)育為主；高位域沉積期三角洲進積發(fā)育，潮汐仍有一定的控制作用，以發(fā)育河道砂巖、潮汐砂壩及其復合砂體為主。因此，不同體系域沉積特征差異決定了斜坡帶平湖組多樣化的砂體發(fā)育，為該地區(qū)巖性油氣藏勘探奠定了良好的物質(zhì)基礎。

圖5 西湖凹陷斜坡帶平湖組典型巖心特征Fig.5 Typical core characteristics of Pinghu Formation in slope zone of Xihu sag

2.1.2 寬緩斜坡多種成因類型的坡折帶控制圈閉集群發(fā)育

在先存基底斷裂及古隆起發(fā)育背景下，平湖斜坡帶始新世時期區(qū)域主應力方向與構(gòu)造主體走向斜交，導致斜坡結(jié)構(gòu)呈順向、反向斷裂交替主控的復式組合特征。在斷-拗轉(zhuǎn)換階段平湖組沉積期，北東向同沉積斷裂控制了整體西高東低的地貌格局，但由于這些斷層在各構(gòu)造區(qū)的活動強度、分段生長速率等存在顯著南北差異，導致北西向的撓曲坡折發(fā)育，且地貌特征被進一步復雜化。同時，古隆起的差異隆升也會產(chǎn)生撓曲坡折，并且這種撓曲坡折縱向上具有繼承性發(fā)育特征，導致平湖斜坡帶內(nèi)部平湖組沉積時期凹凸不平的局部限制型古地貌格局的形成，斷裂坡折和撓曲坡折聯(lián)合控制下形成的高可容納空間是發(fā)育尖滅巖性體的最有利位置。由于坡折發(fā)育具有縱向繼承性與橫向成帶性，奠定了平湖斜坡帶縱向疊合、橫向成帶的集群式巖性圈閉發(fā)育（圖6）。

通過對西湖凹陷晚始新世斷坳轉(zhuǎn)換背景下的寬緩斜坡內(nèi)幕結(jié)構(gòu)進行分析，把平湖斜坡帶劃分為孔雀亭斷階區(qū)、寶武槽壘區(qū)、團結(jié)亭陡斷區(qū)等三大構(gòu)造區(qū)，不同構(gòu)造區(qū)巖性圈閉成圈機制存在一定差異（圖6）。其中，孔雀亭順向斷階區(qū)的控圈機制以斷裂加撓曲坡折控制水道側(cè)向尖滅型巖性圈閉群發(fā)育為主；寶武槽壘區(qū)主要為撓曲坡折控制，以水道側(cè)向尖滅及孤立潮汐砂壩巖性圈閉發(fā)育為主；團結(jié)亭陡斷區(qū)為單斷式坡折控制砂體卸載，以斷裂加水道側(cè)向尖滅型巖性圈閉群發(fā)育為主。在上述坡折控砂地質(zhì)模式認識基礎上，利用地震復合微相技術(shù)在平湖斜坡帶刻畫并落實了斷階區(qū)、槽壘區(qū)及陡斷區(qū)等三大巖性圈閉群，總?cè)﹂]資源量近2億噸油當量。

圖6 西湖凹陷平湖斜坡帶巖性圈閉發(fā)育模式及分布圖Fig.6 Development pattern and distribution of lithologic traps in Pinghu slope zone of Xihu sag

2.1.3 低地溫梯度帶控制深層孔隙型優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育

根據(jù)儲層微觀特征分析，認為西湖凹陷尤其是中央洼陷反轉(zhuǎn)帶埋深3 000～5 000 m范圍內(nèi)，壓實作用使得儲層減孔，普遍發(fā)育低滲-致密儲層；受控于成巖演化階段的差異，中成巖A期有機酸溶蝕形成次生孔隙發(fā)育帶，儲層原生粒間孔及粒間溶蝕孔較為發(fā)育，有效改善儲層；而到中成巖B期，受黏土礦物轉(zhuǎn)化影響，大量絨球狀綠泥石及搭橋狀伊利石直接堵塞喉道，使得儲層滲透率突降。分析認為，成巖階段及黏土礦物轉(zhuǎn)化受地溫控制，地溫在140～160℃時含鐵碳酸鹽、自生黏土膠結(jié)作用增強，儲層逐漸致密化；而地溫在80～140℃時利于有機酸的溶蝕與保存以及次生溶蝕孔的發(fā)育，進而形成強溶蝕帶。

在優(yōu)質(zhì)儲層主控因素地質(zhì)認識基礎上，通過建立物性、地溫場、成巖演化的定量關(guān)系[22]，明確多維度下的西湖凹陷儲層分級，并結(jié)合已鉆井測試成果確定該地區(qū)孔隙型儲層有效下限為地溫＜160℃；通過西湖凹陷地溫場重建，利用公式160℃=T×H+18℃預測孔隙型儲層有效下限深度。西湖凹陷斜坡帶及弱反轉(zhuǎn)構(gòu)造區(qū)地溫梯度較低，為2.8～3.2℃／100 m，常規(guī)儲層埋深下限在4 200～4 600 m，堅定了西湖凹陷深層優(yōu)質(zhì)油氣勘探信心。

2.2 中央洼陷反轉(zhuǎn)帶中、上層系（中新統(tǒng)龍井組及以上）淺層領域

2.2.1 中、上層系陸相河流—三角洲發(fā)育多套儲蓋組合

漸新世早中期，西湖凹陷由斷-拗轉(zhuǎn)換階段進入拗陷階段，海水完全退卻，發(fā)育陸相河流—三角洲—湖泊沉積?；ǜ劢M沉積時期，低位期發(fā)育大型辮狀河道—三角洲相砂巖儲集體，湖擴期發(fā)育區(qū)域性的泛濫平原和湖相泥巖，與低位期大型儲集體形成花港組上段和下段2套區(qū)域性儲蓋組合（圖7）。

中新世時期，龍井組沉積期發(fā)育曲流河—三角洲體系，湖相局限分布在凹陷東北部，到龍井組沉積晚期湖盆面積進一步縮??；玉泉組沉積期以三角洲—湖泊沉積為主，河流相局限分布在凹陷南部，三角洲物源主要來自西部的海礁隆起；柳浪組沉積期整體南高北低，南部發(fā)育辮狀河沉積，北部發(fā)育辮狀河三角洲沉積。中新世時期這種沉積環(huán)境形成了多套良好的儲蓋組合，龍井組上段和下段頂部存在區(qū)域性分布的泛濫平原和三角洲前緣泥巖，與下覆的河道砂巖和三角洲分流河道砂巖形成2套區(qū)域性儲蓋組合；玉泉組頂部分布較廣的三角洲前緣和湖相泥巖與底部的三角洲分流河道砂體形成1套儲區(qū)域性儲蓋組合；柳浪組整體偏粗，在中央洼陷反轉(zhuǎn)帶發(fā)育3套局部儲蓋組合（圖7）。

上新世時期，西湖凹陷進入?yún)^(qū)域沉降階段，三潭組沉積期地勢整體平緩、向東微傾，早期以曲流河沉積為主，凹陷東部和南部發(fā)育小范圍三角洲沉積；晚期主要為泛濫平原沉積，河道規(guī)模減小。三潭組上部泛濫平原泥巖和下部河道砂巖形成1套區(qū)域性儲蓋組合（圖7）。

2.2.2 源（藏）-斷-儲蓋耦合是源外成藏的關(guān)鍵

西湖凹陷花港組及以上的中、上層系目前未發(fā)現(xiàn)區(qū)域性有效烴源巖，天然氣成因類型、油源對比等綜合分析表明中、上層系已發(fā)現(xiàn)的油氣主要來自平湖組煤系及以下烴源巖，屬于源外成藏。前文已經(jīng)述及，在多旋回構(gòu)造運動背景下斷裂幕式活化及晚期發(fā)育的E—W走向斷層為中、上層系油氣成藏提供了垂向運移通道，但這只是中、上層系成藏的必要背景。通過對西湖凹陷典型油氣藏的解剖對比，發(fā)現(xiàn)：①在中層系背斜圈閉形成之后，下層系的先存斷裂（通源斷裂）活化上斷且上傾斷入有效儲蓋組合時，能夠形成有效的復合輸導體系，從而在與活化斷裂伴生或附近的中、上層系圈閉中的聚集成藏。②對于上層系而言，配置關(guān)系更為苛刻，需要在前述條件①成立且中層系成藏的背景下，中新世末期以后發(fā)育的晚期E—W向斷層向下斷穿中層系的區(qū)域性蓋層，斷入有效輸導層或直接斷入中層系古油氣藏進行改造，同時上斷至上層系的有效儲蓋組合時，最終才能在E—W向斷層伴生的上層系圈閉（包括斷背斜、斷鼻、斷層+巖性復合圈閉、背斜+巖性復合圈閉等）中聚集成藏。因此，對于中、上層系而言，烴源巖供給條件、斷層輸導條件及儲蓋條件三者的有機結(jié)合，即達到源（藏）-斷-儲蓋耦合是中、上層系源外及改造成藏的關(guān)鍵。

3 油氣勘探實踐突破與展望

3.1 斜坡帶下層系巖性油氣藏

在“源匯控砂、坡折控圈、低溫控儲”的認識指導下，平湖斜坡帶深層巖性油氣藏勘探取得了重要突破。在槽壘區(qū)武云亭構(gòu)造區(qū)內(nèi)探明一個中型巖性油氣藏群，石油和天然氣儲量各占一半，油氣層埋深均超過3 500 m，且均為常規(guī)低滲以上物性，其中WY-D井4 600 m埋深單層測試自然產(chǎn)能達到日產(chǎn)油當量超千立方米，刷新了西湖凹陷相同埋深測試產(chǎn)能記錄（圖8）。武云亭區(qū)富油、深層優(yōu)質(zhì)巖性油氣藏勘探的成功實踐，證實了富氫煤系烴源、控砂模式、成圈機制、優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育等多項創(chuàng)新地質(zhì)認識，顛覆了西湖凹陷以氣為主、深層致密的傳統(tǒng)認識，展現(xiàn)了斜坡帶下層系平湖組以復合巖性圈閉為主要對象的“二次勘探”巨大前景，開啟了西湖凹陷斜坡帶勘探的新里程。

圖8 西湖凹陷平湖斜坡帶武云亭區(qū)巖性油氣藏群連井油藏剖面示意圖Fig.8 Cross section of lithologic oil and gas reservoirs in Wuyunting area，Pinghu slope zone，Xihu sag

在巖性勘探新思路指導下，西部斜坡帶勘探全面轉(zhuǎn)入構(gòu)造-巖性復合目標搜索評價階段，搜索并刻畫了一大批集群式勘探目標，填補了平湖斜坡帶已建成油氣田之間的勘探空白，也為天臺斜坡、杭州斜坡帶等低勘探區(qū)帶來了新希望。目前天臺斜坡北部構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶大型撓曲坡折背景下始新統(tǒng)低位扇群及漸新統(tǒng)曲流水系復合巖性圈閉群、杭州斜坡迎翠軒大斷裂下降盤始新統(tǒng)低位扇群等潛力區(qū)帶初現(xiàn)曙光，根據(jù)巖性勘探新思路初步估算西湖凹陷西部斜坡帶具有4億噸油當量的勘探潛力，勘探前景廣闊。

3.2 中央洼陷反轉(zhuǎn)帶中、上層系淺層領域

在中新世末期龍井運動的強擠壓作用下，沿著西湖凹陷中央洼陷反轉(zhuǎn)帶的中軸線發(fā)育一系列反轉(zhuǎn)背斜，過去在中南部已經(jīng)探明并建成幾個油氣田，主力開發(fā)層系為漸新統(tǒng)花港組，以低滲氣藏為主。在多層系立體勘探思路提出以來，通過深入推動勘探開發(fā)一體化研究，以中、上層系成藏關(guān)鍵條件為指導，重新對中央洼陷反轉(zhuǎn)帶在生產(chǎn)油氣田進行“二次勘探”研究，以龍井組及以上的淺層系為主要目的層部署了一批開發(fā)調(diào)整井，CX油氣田CX-B、CX-C井在龍井組、玉泉組、柳浪組獲得了高產(chǎn)油氣發(fā)現(xiàn)（圖9），為西湖凹陷在生產(chǎn)油氣田挖潛增產(chǎn)開辟了新層系。

在整體斷-拗轉(zhuǎn)換背景下穩(wěn)定淺水環(huán)境孕育廣覆式富烴煤系并晚期持續(xù)供烴、活動陸緣多層系疊置背景下通源斷裂幕式活化并晚期輸導油氣這兩大基礎創(chuàng)新石油地質(zhì)認識背景下，整個西湖凹陷自西向東各次級區(qū)帶中、上層系均具有廣闊的勘探前景。

1）在西部斜坡帶西緣凸起區(qū)，近年來通過二維地震資料重新梳理，初步發(fā)現(xiàn)了一批潛山及其上覆繼承性疊合的披覆背斜構(gòu)造，埋深在2 000 m左右，披覆地層主要為花港組、龍井組、玉泉組，這些層系均發(fā)育區(qū)域性儲蓋組合，尤其是區(qū)域性封蓋層，在多級通源斷裂和砂體耦合的背景下，油氣具備從斜坡中低帶乃至中央洼陷反轉(zhuǎn)帶向邊緣凸起區(qū)運移的基本條件，該區(qū)是西湖凹陷尋找優(yōu)質(zhì)儲量的有利方向。

圖9 西湖凹陷CX油氣田油氣藏剖面示意圖Fig.9 Profile of CX oil and gas fields in Xihu sag

2）在西部斜坡帶內(nèi)部，花港組多口探井見油氣顯示，且平湖斜坡帶平湖區(qū)、孔雀亭區(qū)花港組已有規(guī)模油氣發(fā)現(xiàn)，可通過類比這些已發(fā)現(xiàn)油氣田成藏條件，在此基礎上繼續(xù)深化斜坡帶花港組成藏關(guān)鍵要素，擴大勘探成果。分析認為，斜坡帶東緣近洼帶擠壓背景下的構(gòu)造圈閉及斜坡帶中南部曲流水系三角洲—湖泊背景下的巖性圈閉是花港組下一步勘探的兩個重要方向。

3）在中央洼陷反轉(zhuǎn)帶內(nèi)，由于花港組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個油氣田，關(guān)鍵問題在于儲層低滲—致密，經(jīng)濟性開發(fā)面臨重大挑戰(zhàn)，因此CX油氣田龍井組及以上的淺層系成功突破后，下一步應以源（藏）-斷-儲蓋耦合關(guān)系為關(guān)鍵要素，結(jié)合陸相地層砂體發(fā)育特征，以通源斷裂伴生的上層系構(gòu)造圈閉及構(gòu)造-巖性復合圈閉為重要勘探對象，在區(qū)內(nèi)部署針對深、中、淺多層系的立體勘探，該措施有利于中央洼陷反轉(zhuǎn)帶的經(jīng)濟開發(fā)價值的提升。

4 結(jié)論

地質(zhì)認識的創(chuàng)新是獲得勘探突破的前提，地質(zhì)認識的突破帶來了勘探思路的轉(zhuǎn)變。在西湖凹陷勘探實踐中，通過對該地區(qū)烴源巖成藏物質(zhì)基礎、通源斷層輸導體系的重新認識并反復論證，充分肯定了西湖凹陷的勘探潛力，更加堅定了勘探信心，實現(xiàn)了勘探目的層和勘探領域由單一層系構(gòu)造領域向“構(gòu)造和巖性并舉、深層和淺層兼顧”的多層系立體勘探的轉(zhuǎn)變，明確了勘探領域突破方向為斜坡帶下層系（始新統(tǒng)平湖組）復合巖性領域與中央洼陷反轉(zhuǎn)帶中、上層系（新近系龍井組以上）淺層領域，取得了平湖斜坡帶WY中型油氣田的發(fā)現(xiàn)及中央帶CX油氣田淺部層系的突破，拉開了西湖凹陷新的勘探序幕，拓寬了西湖凹陷勘探戰(zhàn)場。