东海西湖凹陷中央背斜带始新统深层结构的成藏思考

陈琳琳，黄龙泽

（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司研究院，上海 200120）

东海西湖凹陷中央背斜带始新统深层结构的成藏思考

陈琳琳，黄龙泽

（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司研究院，上海 200120）

摘 要：西湖凹陷中央背斜带深层具有不可估量的勘探前景。然而，该领域地质认识长期缺少手段和研究。此文依据连片三维地震资料，对凹陷中部横剖面（过玉泉一井）的深层地层尝试着完成了构造、地层、成藏三方面分析，并对深层勘探领域提出若干前瞻性预测。

关键词：深层结构；始新统；中央背斜带；西湖凹陷

Thinking on Hydrocarbon Accumulation in Architecture of Eocene Deep Strata, Central Anticline Belt of Xihu Sag, East China Sea

CHEN Linlin, HUANG Longze

（Institute of SINOPEC Shanghai Offshore Oil and Gas Company, Shanghai 200120, China）

Abstract:The exploration prospect of deep layer in the central anticline in Xihu sag is inestimable. However, the geology study in this area is still not enough for a long time. On the basis of the interpretation results of continuous 3D seismic data, analysis on structure, stratigraphy and hydrocarbon accumulation has been done for the deep layer in the middle area of depression (cross Well Yuquan-1), and prediction has been made for hydrocarbon exploration in deep layer in the central anticline in Xihu depression.

Keywords:architecture of deep strata; Ecocene; central anticline belt; Xihu sag

随着勘探技术的进步，深层勘探、深层突破日益成为可能。而西湖凹陷中央背斜带的深层研究长期处于相对空白的阶段，从科研先行、理论先行的角度讲，如何打破研究僵局？如何依托现有技术，抓住问题，深入工作，成为当下工作的焦点。

1　目前深层研究现状

按照现阶段油气藏埋深划分标准，大于3 200 m即为深层，大于4 000 m即为超深层。目前，西湖凹陷中央背斜带目的层埋深情况是：南部始新统及以下地层处于深层状态，而北部渐新统也处于深层状态。是从南部突破始新统还是从北部渐新统入手？战略选择不仅取决于深层认识，也决定了战略投入。而无论南部、北部，深层认识仍受到两方面因素制约。

1.1 勘探不足

以往对中央背斜带的勘探目的层，重点在渐新统花港组。这不仅因为花港组位于常规勘探深度范围内，而且西湖凹陷中南部花港组已经取得了一定的勘探成果。

勘探不足具体体现在两个方面：

（1）深层地层揭示（始新统）完整性较差

保俶斜坡上较完整揭示始新统的钻井显示均在千米左右，如武云亭一井1 007.3 m，来鹤亭一井710.5 m，孔雀亭一井1 118 m，宝石一井838 m，

平湖一井1 718.5 m，平湖二井821.5 m，宝云亭一井751.8 m。因此，目前中央背斜带始新统钻井资料大部分钻井不足地层厚度的一半，大大地局限了对始新统的认识。

（2）中央背斜带中部以北地层资料不足

中央背斜带南部尚有天外天一井揭示1 654.8 m始新统平湖组可以作为南部地层标准指导深层研究，而中部以北，花港一井92.54 m，玉泉一井286.3 m都远远不能满足研究需要，向龙井构造带方向，则再未揭示平湖组。从南至北，沿盆地纵轴方向，从自然规律看，必有些变化，而没有钻井揭示地层，地层认识何从谈起？

1.2 研究投入不足

关于盆地形成机制，前人在大地构造方面探讨很多。综合众多说法，笔者认为：晚侏罗世—早始新世，中国东部广泛发生的强烈钙碱性系列岩浆活动显然属于俯冲带后缘的岛弧岩浆活动。这标志着同期形成的整个中国东部的中、新生代断陷盆地均与板块俯冲引起的弧后扩张活动有关。中生代晚期，始新世的东海陆架盆地即是一个在板块俯冲引起的弧后扩张背景下形成的、由一系列裂谷盆地组成的宽阔裂谷区。裂谷区西与浙闽隆起区相交错，东与古钓鱼岛隆褶带之间以西湖—基隆大断裂为界，是一个正、负向构造单元（二级或三级）相间的开阔裂谷区。裂谷区的东、西部凹陷带的地层成因应采纳前人统一的裂谷作用过程来解释。由于裂谷轴部总是扩张最强、沉降最大的地带，因此东部凹陷带可能保留了最厚的古新统。与拉张过程同期发生的上盘翘倾是同裂谷期西部凹陷带抬升的根本动因，它促使该凹陷带在始新世早、中期一度暴露并经受剥蚀[1]。

关于西湖凹陷深部地层，目前还没有古新统的明确证据。但是，2001年1月西湖凹陷在西斜坡南段钻探的宝石一井出现了少量古新统化石分子[2]。

曾经有人探讨西湖凹陷的深层烃源岩[3]，但总体而言，前人关于深层的问题探讨很少。

由于钻井资料较少，二维地震资料深层模糊，造成了中央背斜带深层（T30之下）地质认识仍很模糊，无论是区域结构方面的，如中央背斜带始新统及以下地层在早期盆地结构转换中的表现，还是盆地沉积充填方面，如始新世以前的凹陷结构中，纵轴方向结构如何控制地层，深层地层发育受控条件，等等。

区域问题模糊，直接影响深层成藏认识，影响了深层勘探决策。

由于近几年来三维地震工作的不断积累，连片三维中建立区域性大剖面已有可能，换言之，即便钻井资料不足，从物探先行的角度讲，只要深层资料清晰，地质研究推向深入就成为可能。

2　深层资源量待落实

既然研究不足，可见资源量研究还是一些不实之处。

西湖凹陷资源量可以参考生烃量。虽然已有相关公开资料[4]（表1），但是，需要补充一点，这里的资源量估算主要依据保俶斜坡的钻井资料。

表1　西湖凹陷生烃量计算结果数据表

然而，中央背斜带与斜坡的差异的确是存在的。

（1）从理论上讲，差异是必然的。地层在盆地的不同发展阶段必有先后差异；同时，地层在盆地的不同构造位置必受控于不同的构造条件，而揭示中下始新统平湖组较厚的天外天一井位于狭长凹陷的南段。因此，中央背斜带大部分深层实际上还处于钻井空白地区。

（2）已经揭示的地层也反映了差异的客观存在。

中央背斜带南部天外天一井所揭示平湖组（1 654.8 m），整体呈向上变粗之特征。4 370 m以下，粉砂/泥岩相，夹薄层细砂岩，反韵律旋回多期叠加。3 610～4 370 m，砂泥交互相，反韵律旋回多期叠加。在不同旋回中，砂体向上不断增厚。3 610 m以上，砂包泥相，以砂岩为主，岩相明显偏粗，正韵律层序。从这样的垂向序列看，与平湖

一井所代表的斜坡地区同期地层差别很大。

从烃源岩角度看，平湖一井平湖组从下到上，处处可见薄煤层。多见保俶斜坡泥炭沼泽沉积较多，因此，以浅水型烃源岩为特色；而天外天一井平湖组中部以上的砂泥交互层中，偶而也有薄煤夹层，但下部粉砂、泥岩相则发育在相对深水的环境中，应该列为深水型烃源岩。

天外天一井泥岩的地化资料，C平均值0.96%（样品数42）；“A”平均值700×10-6（样品数37）；HC平均值205×10-6（样品数20）；总体评价中等。因此，可以认为，平湖组及以下地层的生烃潜力毋庸置疑，但中央背斜带之下深层生烃量的多少，还缺少资料论证。

从区域分析看，深层烃源岩可能沉积于半深水—深水的海洋环境[3]。在晚白垩—古新世的西太平洋边缘沟—弧—盆体系背景下，是不能简单地套用被动大陆边缘沉积体系对西湖凹陷古新统作成因地层解释的。应考虑构造割据的一系列伸长状的断块、半地堑强化了盆内潮汐效应，应考虑海平面升降对各次级盆地水深的时空变化所具有的影响，应考虑拉张强烈时期断块倾翘可能重塑盆内物源和水动力场的格局。

裂谷高峰期通常表现为全部沉积体系最强烈的后退，导致大多数次级盆地内广泛发育泥质地层，长江凹陷古新统由河流沉积演化至湖泊相即是证明（长江组，美人峰组下段）。有一些粗碎屑局限于盆地边缘，可能为插入盆内深水区的沉积物重力流提供补给。在原型盆地的东部边界断裂之下，原先发育过一些粗碎屑相，但以后被后期的前陆造山带改造而不复存在。

由于可容空间增长幅度远大于物源供给，大套的垂向叠置层序总体呈向上变细趋势，裂谷轴部地层主要是泥质序列，其中间夹一些扇朵体/扇裙进积的向上变粗的小—中型层序，而斜坡带多见砂质序列。

如果沉积供给充足，并且原先的深海盆地完全充填，可能发育由斜坡裙经过加积扇三角洲到进积三角洲层序的向上演化序列。

由于构造活动在拉张、沉降的大趋势下存在海平面升降周期的控相机制，古新统势必发育成半远洋毯式泥岩夹富泥海底扇的交互组合。

同期上盘地层序列总体是偏泥的，特别是海进期可以在全盆地覆盖地毯式泥岩。被切割的深海裂谷盆地（由转换带、转换断层、下盘高地或浅滩分割的半地堑）的演化为水柱分层提供了理想条件，可能导致盆地范围内的缺氧条件。深海裂谷盆地具有发育优质海洋烃源岩的有利背景，北海—挪威海裂谷体系的晚侏罗—早白垩世Kimmeridge泥岩就是例证。

所以，我们有理由推测：西湖凹陷深层的古新统可能发育了大量半深水—深水沉积的海相烃源岩。

3　依托三维突破深层

从这条剖面上，可以解读以下信息：

（1）盆地结构方面

① 凹陷结构分析：盆地东西边界虽然都是断裂接触，但仍然东西有别。表现为东断西坡的总特征，东部断陷结构从平湖组底部T40一直延续到平湖组顶界T30；西部早期铲状断裂形成了早期断坡特点，晚期转向坳陷特征，形成了早断晚坳的结构演化。

② 断裂分布特点：凹陷东部边界为断裂方式，对地层的控制作用体现在多级断阶。剖面中的F2断裂断距很大，但还不是边界断裂；F1上下盘资料信息不全，但也不是边界断裂；因此，可以确定的是F2控制了凹陷内部一个次凹的边界断裂。凹陷西部，资料所及已达凹陷边缘。呈现出多断裂排列的断坡结构，但其中对地层有最大控制作用的仅是F6断裂，使西部边界表现出下断上坳的特点。F6呈铲状断裂特征，向深部延伸时可能分叉，上下盘关系上断距最大，使早期S8层序的地层结构近于双断式。

（2）地层成因分析

① T40至T30，在地层上对应于始新统。在剖面中，现有地震资料已识别出8套层序。T40至

T34之间分出4套（S5～S8）；T34至T30之间分出4套（S1～S4）。

② 层序界面识别依据：上超、下超。上超点代表地层向“岸”迁移；下超点代表进积方向。

③ 地层型式是构造的反映

(5)分别以两个候选区间中的轮廓点作为样本点,估算DE和EF的直线方程y=kDEx+bDE和y=kEFx+bEF;

图1　过玉泉2井东西向剖面成因地层解释

T40～T34之间，基本属于双断式凹陷结构，控凹（T6）、控次凹（T2）断裂的下降盘沉积巨厚，地层迅速向凹内楔状减薄、尖灭。而断坡向深水区发展，在坡折之下，保存了一部分陡坡沉积（陡坡扇），如层序S8、S7。就剖面上所能识别的特征看，大断距断裂接触的边界，楔状体很发育，边界清楚，下超点容易识别，如东部的F2下降盘；而多断裂断阶坡，上超点容易识别，地震发射连续性较好，如剖面西侧斜坡上的S5、S6、S7层序。

T34～T30之间呈现整体的东断西坡特点。F2仍然强烈活动，下降盘楔状地层既反映了大断距，同时也反映了深水相。同时期西部斜坡则基本转向坳陷特征，断裂两侧断距小，地震反射近似连续，地层形态展布宽缓，地震反射多呈平行结构。

（3）沉积特征分析

沉积特征的分析依据是构造控相，相控沉积。

西湖凹陷始新统有中下始新统宝石组以及中上始新统平湖组构成。从沉积相侧向相变规律分析，宝石组发育在断陷结构中，而平湖组发育在断坳结构中，这是构造控制地层发育这一自然规律的反馈。因此，过玉泉2井地震解释剖面也可以从地层结构上确认地层。

○ 双断结构（T40～T34）：

T34上下盆地结构不同，联系到平湖组、宝石组的沉积差异，T34之下归于宝石组或更深的地层系统比较合理。

但宝石一井宝石组给我们的启示是：断陷结构中，断块割据强烈，断块间沉积差异很大。比如，稍微远离控凹断裂的断块中，粗碎屑很少（宝石一井宝石组）。

因此，F2断裂虽然断距很大，但远离物源，F2断裂的下降盘的地震反射楔状体中，可能泥质偏多。

而凹陷西部除断裂控制外，还存在坡折控制。F6下降盘早期断距很大，断坡楔状体上超、下超点清晰；而向凹陷内发展，坡折之下还发育有坡底扇。

由于T40～T34之间的地层揭示很少，宝石组中也发现了少量海洋微古化石，因此，推测这一时期沉积环境存在海洋营力影响。

○ 断坳结构（T34～T30）：

盆地东部仍处于断裂接触控制下的断陷结构，西部则断裂活动减弱，凹陷转入坳陷特征。

西斜坡已经有大量钻井揭示，坳陷特征清晰。

东斜坡仍处于断裂控制主导，但是，早期强烈拉张的断裂活动有所减弱，断块割据现象也有所减弱，断距减小，使物源碎屑有可能到达凹内较远的地方。因此，这一时期的楔状体推测含砂量较高。

由于平湖组海洋微体古生物以及潮汐沉积已经确认了T34～T30之间的过渡相大特征，因此，东部楔状体应在潮汐改造中，储层品质得到改善。

（4）中央背斜带深层成藏模式探讨

目前，中央背斜带花港组油气所具有的成熟指标均指示了平湖组以下深层供给，但油气分布及成熟度资料均说明了“侧向运移”的结论。也正是由于垂向通道不畅，才造成了花港组油气充满度不高的现象。

我们推测，中央背斜带之下的深层油气基本处于自生自储状态，而地质依据，既有上述三维地震资料的分析，也借鉴了斜坡地区平湖组勘探成果的成熟认识。

从这样的地层结构、构造特征，关于中央背斜带之下深层的成藏特点，推演出几点有利的成藏条件：

（1）T34之下，由断裂F5、F3围限了这一时期的沉积主体，因此，推测T34之下的自生自储油气藏应该位于中央背斜带之下一个沿纵轴分布的狭长地带。

（2）从目前地层形变可以判断，T30以下早期的张性断裂在龙井运动后全部转为压性了，也就是说，断裂在成藏体统内，龙井运动后具有封堵作用。

（3）龙井运动已形成深部褶皱，是有利的构造圈闭；

（4）龙井运动在深层油气成藏分析中，是一个极重要的成藏事件；该事件之前，在烃生成压力驱动下，断裂成为垂向运移通道，但由于早期张性断裂系平湖组及以下地层的同生断裂，因此，这样的运移仅限于T30之下；该事件之后，T30之下转化成深层“封闭箱”。

（5）早期构造割据强烈，T34之下多有陡坡沉积，有深水粗碎屑相的发育条件，可能存在岩性油气藏。

（6）T30～T34之间，断陷有转入坳陷的迹象，盆地扩张，地层向斜坡上方不断超覆。由于地层发育受海平面升降控制，盆地中央可能保留更多的沉积旋回，比如，中央背斜带可识别S1～S4四套层序，而斜坡仅能识别两套层序。因此，深层可能存在斜坡上尚没有勘探到的地层。

（7）F3、F2这些断裂下降盘，既存在近源粗碎屑，还临近深水烃源，又有断裂侧向封堵，因此，是中央背斜带东翼的深层有利成藏条件，需要配合后期构造形变综合分析有利圈闭。

从这条剖面的研究可以看出，深层研究条件已经出现。至少，近期有两方面资料可以推动中央背斜带的深层研究：

（1）一部分二维老剖面已经重新处理了，在地质结构上，可以深化认识；特别是凹陷边缘的认识，应该有些突破。

（2）凹陷内部三维地震资料可以连片形成跨度较大区域剖面，刻画深层地质结构。

这两种资料的综合，既可以形成凹陷的东西南北不同构造部位的对比，在差异中形成整体认识。又可以在地史上深化盆地充填机制研究，使构造与地层相互验证。

4　西湖凹陷深层勘探领域探讨

中央背斜带深层的探讨，必将引发关于西湖凹陷深层勘探的整体思考，未来的领域将出现在两个方向

4.1 深层构造圈闭

深层构造圈闭有两类：

（1）同生断裂下降盘的“生储盖”组合：这类圈闭极大地保留着“原生”构造的特点，但要注意，其成藏事件中有断裂“张”转“压”这一时刻。同时需要注意的是，有些向深层延伸的断裂有“铲状”变化趋势，其断面的力学性质是有变化的。

（2）深部背斜构造：这类圈闭系龙井运动后的构造形变，配合早期正断裂，则多了一些圈闭类型的变化。这类圈闭在自生自储的深部大背景下，有着便利的大油气聚集条件。

4.2 深部地层圈闭

（1）超覆类型

由于始新统及以下地层的发育机制主要受海平面升降控制，因此，层序边界识别在三维资料上已有可能。这种频繁进积退积交互的地层结构中最容易出现超覆类型的地层圈闭，也是油气聚集的有利场所。

（2）陡坡类型

陡坡之下，储层较为发育，形态虽然局限，但成藏条件占优。T30之下，凹陷经历了断陷到坳陷的转换阶段，在盆地充填进积退积频繁交互的背景下，陡坡条件经常出现，因此，此类地层圈闭也是一种重要的类型。

参考文献：

[1]陈琳琳．东海陆架早第三纪裂谷盆地地层成因浅析[J]．中国海上油气（地质），1999，13（2）：79-86．

[2]顾惠荣，陈琳琳．东海陆架西湖凹陷宝石一井深层微体化石及地层意义[J]．古生物学报，2003，42（4）：620-623．

[3]陈琳琳，王文强．东海陆架盆地西湖凹陷深层烃源岩探讨[J].海洋石油，1999（2）：1-8．

[4]贾健谊，顾惠荣．东海西湖凹陷含油气系统与油气资源评价[M]．北京：地质出版社，2002．

作者简介：第一陈琳琳，男，1964年生，硕士，高级工程师，1988年毕业于成都地质学院石油系，长期从事石油地质方面研究。E-mail：951530704@qq.com。

收稿日期：2013-02-22；改回日期：2014-10-21

文章编号：1008-2336（2015）01-0027-05

中图分类号：TE121.3

文献标识码：A DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2015.01.027