缅甸若开盆地海域生物气成藏因素分析

王芝尧，钱茂路，苏俊清，胡俊刚，王瑀

（中国石油大港油田公司，天津300280）

缅甸若开盆地海域生物气成藏因素分析

王芝尧，钱茂路，苏俊清，胡俊刚，王瑀

（中国石油大港油田公司，天津300280）

以缅甸若开盆地海域范围内的生物气藏为实例，通过采用地球化学、地震正演建模、沉积学理论、实例比对等方法，总结出生物气成藏三大因素，进而指明勘探方向。（1）依托地化分析及已知地质实例比对，提出生物气烃源岩“三低一高弱成岩”的地质特征，明确上新统泥岩、中新统泥岩、峡谷泥岩具备形成生物气的烃源岩条件，而上新统之上的泥岩不具备形成生物气的烃源岩条件；（2）对比热成因油气理论，结合地震正演剖面，采用气体动力平衡方程，分析其运聚因素，给出排烃模式及有利聚集区的地震响应特征；（3）结合海域实际地质情况，利用重力流沉积理论，对单井样品进行实验分析，给出深水重力流沉积体系下的储盖组合及盖层评价标准。通过单井实例，获得缅甸若开海域岩性油气藏的三种主要类型，提出具有构造背景的岩性地震异常反射区是该区生物气藏重要的勘探方向。

生物气藏；天然气水合物；地震异常反射区；深水重力流

0引言

若开海域位于缅甸若开盆地的海域部分，面积为0.142×106km2；若开盆地构造上位于孟加拉盆地的东部边缘，在印支板块对欧亚板块的俯冲碰撞作用下形成，为典型的增生楔盆地。中石油拥有AD6、AD8、AD1三个海域勘探区块，水深30～2200 m；其中AD6区块断层发育，AD1、AD8区块断层不发育；国外作业者权益区块内发现的Shew生物气田为中缅油气管道的气源地，紧邻中方作业区块（图1）；为保证国家能源安全，中石油在若开海域加紧开展油气勘探工作。因资料保密需要，本文中实际井名、局部平面图、分析化验部分具体数据不能展示。

迄今的勘探工作及研究表明，若开海域具备形成生物气藏的地质环境，但是针对生物气成藏因素一直未能形成统一且令人信服的地质认识，同时公开发布的资料非常稀少。笔者依托若开海域单井地质试验资料，采用地球化学分析、地震正演建模、沉积学理论指导，为该区生物气成藏因素分析，提供一种参考；同时，为下一步的勘探方向选择，提供一种思路。

图1　缅甸海域区块分布图Figure 1 Hydrocarbon blocks distribution in Myanmar sea area

1地质背景

若开盆地位于缅甸大陆边缘及印度洋海域，新生代时期，在印支板块对欧亚板块的碰撞作用下形成，从属于孟加拉盆地的一部分；构造演化经历了板块漂移、初始碰撞、持续碰撞、缝合拼接四个过程；岛—弧体系发育，区内发育5种构造带，即：挤压褶皱带、弧前构造带、岛弧带、弧后构造带及远陆（马来西亚）构造带。板块的碰撞，导致北部喜马拉雅物源区及东部印缅山脉物源区的隆升，由恒河和布拉马普特河共同作用，裹挟着巨量碎屑，注入开阔的印度洋，形成孟加拉扇三角洲。因大陆架短而陡，重力流沉积体系发育，重力流能量巨大，裹挟着砂质沉积物，具备形成岩性油气藏的物质基础。若开盆地沉积白垩系、古近系、新近系和第四系4套地层，其中新近系是该区主要沉积地层，最厚达5000 m。

白垩纪处于开阔海沉积阶段，以深海-半深海相泥页岩沉积为主；古近纪沉积早期以深海-半深海泥页岩沉积为主，至晚古近纪印度板块与欧亚板块第一次碰撞，沿海岸带逐渐形成增生楔盆地，沉积了厚层泥页岩，并夹杂薄层砂岩；新近系受东部及北部物源影响，以滨浅海三角洲-半深海深水扇沉积体系为主，见海底冲蚀峡谷，钻井揭示岩性以粉细砂岩和泥页岩为主；第四纪海平面逐渐上升，主要以浅海沉积为主，钻井揭示岩性组合为砂泥薄互层特征。

2控制因素分析

2.1气源

根据外方作业区发现的Shew气田，从中缅管道起源地，取得灌装气碳同位素δ13CPDB（‰）值为-65‰～-75‰，证实为生物气藏。缅甸若开盆地生物气烃源岩总体表现为“三低、一高、弱成岩”特征（表1），即较低的有机碳下限值、较低的热演化程度、低地温环境、较高的沉积速度、岩石固结程度处于弱成岩阶段中早期。

从气源岩物质条件分析，本区实测录井剖面显示，泥岩颜色由上到下加深，上部更新统泥岩以浅灰色泥岩为主；中部上新统泥岩以灰色泥岩为主；下部中新统发育深灰色泥岩60层698 m，2套烃源岩厚度766 m；峡谷泥岩以灰色泥岩为主。按照生物气烃源岩评价标准进行有机质丰度分析表明更新统生烃潜力差，上新统生烃潜力中等，中新统生烃潜力中-好，峡谷泥岩生烃潜力中等；本区有机质类型好，为海陆混源类型，实测到藻类及高等陆相植物化石。

表1　缅甸若开盆地生物气烃源岩评价指标表Table 1 Biogas source rock evaluation indices in Rakhine Basin，Myanmar

从生物气成烃环境条件分析，生物气成烃环境具有低地温环境、弱成岩、高沉积速率、低演化程度等特点。①本地区2000～3 200 m实测地温在65～85℃，表明本区地温相对较低，适合甲烷菌生存；②通过岩矿指标分析，本区新近系整体为弱成岩阶段，中新统处于中成岩A1期，半固结，上新统处于早成岩B期，弱固结到半固结，而更新统处于早成岩A期，弱固结；岩石疏松有利于水介质中营养物质交换，促使甲烷菌大量活动；③本区地层沉积速率（根据区块内单井实测分层，然后辅以地震剖面标定校正，得出区域内各层系地层厚度，除以地史沉积时间，可算出沉积速率）总体上由下向上增大，中新统沉积速率为140 m/Ma，上新统为280～489 m/Ma，上新统沉积速率为475～1085 m/Ma，高沉积速率一是有利于沉积有机质的快速埋藏，减弱其在浅表阶段的氧化破坏，二是减少了上覆水体中不断补给的硫酸盐，利于形成促使甲烷菌大规模繁殖的还原环境。

从微生物活动性分析，本区镜质体反射率随着深度增大而增大（图2），镜质体反射率值在0.3～0.8%，烃源岩处于未熟-低熟阶段。Pr/Ph小于1.5，判断为还原环境，Ts/Tm＜1，重排甾烷丰度不高，烃源岩演化程度低，饱和烃色谱图上出现UTM峰，有机质降解作用强烈，微生物活跃（图3）。

图2　镜质体反射率随深度变化图Figure 2 Variation of vitrinite reflectance along with depths

生物气的形成，在地球化学反应中是一个发酵分解的过程，本质为甲烷菌在厌氧条件下消耗有机质的代谢产物；甲烷菌分解的可溶有机质（DOC）是其食物—物质来源，而可溶有机质（DOC）=总碳（C总）-不溶有机碳（TOC）-无机碳（C无）；从区块内的已知探井的样品地化分析，可以计算恢复可溶有机碳（DOC）的丰度值，进而明确上新统泥岩、中新统泥岩、峡谷泥岩均可以为甲烷菌提供食物—物质来源，上新统以上的泥岩不具备形成生物气的物质基础。

2.2运聚因素

图3　生物标志化合物分析图Figure 3 Biomarker compounds assay plan

在若开海域所处的构造位置为大陆斜坡和深海洋盆，远离物源，有机质供给不足，上覆1500 m的海水且为冷盆，地温梯度低于常规热成因生烃盆地。常规的生烃运移模式为“达到门限温度→大量生油排出运移→进入过成熟阶段→大量生气排出运移”。但是这种气，不是生物气，用热成因生烃运移理论无法解决现有的生产问题。笔者依据现有资料进行分析，在若开海域可能的排驱机制为：死亡的海洋生物，被水下重力流裹挟，经过海底峡谷，从高处大陆架带进陆坡和洋盆区域，在适当的温压条件下，受甲烷菌的分解作用影响而形成大量的甲烷；甲烷逐渐聚集，形成高压气源；上覆成岩作用较弱的泥岩，生物气沿应力薄弱带向上刺穿泄露（图4），在剖面上形成“气烟囱”地震反射特征，两侧地层反射特征清晰，中部的反射特征杂乱模糊，顶部有“气云”状强反射；在海底有“麻坑”状反射特征（图4）。其形成过程，用气体动力平衡方程表述为“气体不断形成、不断增压→突破封存压力界限→气体泄漏→再次压力平衡→气体再生成、再增压→再突破封存压力→气体再泄漏→再平衡”的循环过程。

根据声波速度资料，以及单井资料，通过正演演算的显示表明，气体有利聚集区，为断层两盘侧向封堵较好的区域，且该区域地震响应为平点、亮点类型（图5，图6，图7）。

2.3储盖因素

在缅甸若开海域，受构造、地貌影响，发育深水重力流沉积体系，钻探目标为有构造背景的岩性圈闭、重力流水道充填砂体岩性圈闭［8-12］。

图4　过well-1井地震剖面图Figure 4 Seismic section through well-1

图5　过well-2井地震剖面图Figure 5 Seismic section through well-2

图6　含气模型正演图Figure 6 Gas-bearing forward modeling

图7　含水模型正演图Figure 7 Moisture-bearing forward modeling

重力流为泥、砂、砾混杂，且受重力驱动的，悬浮搬运的高密度底流。在缅甸若开海域，形成水下重力流的条件总结为：（1）足够的水深，即位于风暴浪基面之下，沉积物在形成后不再被冲刷破坏；（2）足够的坡角提供触发条件，提供重力驱动的最小坡角为2°～3°（图2）；（3）充沛的物源条件，为重力流水下扇提供物质条件，北部喜马拉雅物源和东部若开山脉物源可提供巨量的碎屑物。其钻井实测资料重矿物显示，两种不同重矿物组合分别为中低石榴石-低锆石-中低磁铁矿组合与高石榴石-中低锆石-中磁铁矿组合，对应两个物源区。

根据钻井实测资料表明，缅甸若开盆地储层岩性为长石砂岩、岩屑长石砂岩；孔隙类型以原生孔隙为主，但也发现部分粒间溶蚀孔、长石溶蚀孔、生物体腔孔等次生溶蚀孔隙；其中原生粒间孔隙占65%，粒间溶蚀孔隙占25%，其他次生孔隙占10%。

针对深水重力流的特点，对泥岩厚度、含砂量、总空隙度、有效孔隙度分析赋予不同权重，同时结合实验室压汞实验数据验证，证明建立盖层影响因素权重表计算盖层封盖能力是可行的，将本区盖层等级制作成表格（表2），概括为：中新统主要发育Ⅰ类“泥包砂”盖层，顶部发育Ⅱ类砂泥互层盖层，盖层发育情况很有利。下上新统发育Ⅰ类“泥包砂”盖层和Ⅱ类砂泥互层盖层，盖层发育情况较好；上上新统发育Ⅲ类“砂包泥”盖层，盖层发育不理想；更新统主要为Ⅱ类砂泥互层盖层，盖层发育情况较好。

3实例分析

Well-3井位于若开海域，水深2 033 m，典型的深水区域探井。区域内构造活动不发育，未见断层；重力流水道多期发育，对多套层位都有深切作用，见明显的水道充填沉积；该井钻探目标为上下两套充填水道，其中下部LCC-3C水道充填岩性体为首要目标，LCC-0A水道充填岩性体为次要目标。上下两套充填水道，测试有明显的含气显示，含气砂层共计129 m。其中，右下图显示的水道为主目标LCC-3A水道（图8）。

表2　若开盆地海域盖层分级评价参数表Table 2 Grading evaluation parameters for cap rocks in Rakhine Basin sea area

Well-4井位于若开海域，水深200 m，远离陆地，构造活动不发育，区域内未见断层；从沉积角度分析，处于重力流水下扇，可能是重力流在斜坡处卸载较重的砂类沉积物造成岩性异常，地震反射呈现明显异常。针对异常体，先期钻探直井1口，未获油气发现；后期针对下部上倾尖灭异常体，利用老井进行侧钻，钻遇45 m厚砂岩储层，气显示强烈，测试发现生物气藏（气组分中甲烷含量99.78%，碳同位素δ13C为-68.5‰，为典型生物气）（图9）。

图8　过well-3井地震剖面图Figure 8 Seismic section through well-3

图9　过Well-4井地震剖面图Figure 9 Seismic section through well-4

Well-5井，主要针对亮点特征的目标，进行钻探，单井测试获得高产；从剖面图显示，空白带疑似“气烟囱”形态，存在同相轴下拉，两侧有平点、亮点反射特征；断层沟通下部气源灶，地震反射有明显亮点特征；圈闭类型多以断块型出现，单层单圈闭规模较小，但是紧靠“气烟囱”两侧，上下叠置多个圈闭，呈集群出现（图10）。

图10　过well-5井地震剖面图Figure 10 Seismic section through well-5

4结论

1）缅甸若开海域，生物气烃源岩表现“三低、一高、弱成岩”的地质特征，明确上新统泥岩、中新统泥岩、峡谷泥岩均可以为甲烷菌提供食物—物质来源，上新统以上的泥岩不具备形成生物气的物质基础。

2）对比热成因油气理论，结合地震正演剖面，采用气体动力平衡方程，分析其运聚因素，给出排烃模式及有利聚集区的地震响应特征，即气体有利聚集区，为断层两盘侧向封堵较好的区域，且该区域地震响应特征为平点、亮点类型。

3）结合深水重力流沉积特点，结合实验室试验实测数据，给出若开盆地海域盖层分级评价参数表，结果表明：中新统主要发育Ⅰ类“泥包砂”盖层，顶部发育Ⅱ类砂泥互层盖层，盖层发育情况很有利。下上新统发育Ⅰ类“泥包砂”盖层和Ⅱ类砂泥互层盖层，盖层发育情况较好；上上新统发育Ⅲ类“砂包泥”盖层，盖层发育不理想；更新统主要为Ⅱ类砂泥互层盖层，盖层发育情况较好。

4）通过上述分析，结合钻探实例，给出该区的勘探思路，应以构造背景下的岩性圈闭为主。着重注意以下3种岩性突变类型：（1）在整体的弱反射、杂乱反射的背景下，寻找明显的重力流水道充填型岩性圈闭；（2）在斜坡处，可能存在重力流卸载，从而形成具有斜坡背景的砂岩上倾尖灭的岩性圈闭；（3）寻找“气烟囱”两侧地层中的地震反射特征为同相轴下拉、亮点与平点的区域；该类区域，指示含气聚集；加之受断裂活动影响，在断层两盘地层接触关系适当情况下，易于形成多层叠置的气藏。

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Analysis of Biogas Reservoiring Factors in Rakhine（Arakan）Sea Area of Myanmar

Wang Zhiyao，Qian Maolu，Su Junqing，Hu Jungang and Wang Yu
（Dagang Oilfield Co.Ltd.，CNPC，Tianjin 300280）

Taking the biogas reservoir in the Rakhine Basin sea area，Myanmar as an example，through geochemical，seismic forward modeling，sedimentology theoretical and examples comparison methods，summarized three factors of biogas reservoiring，then designated exploration orientation.（1）Relied on geochemical analysis and comparison of known geological living cases，proposed biogas source rock“three lows and one high weak lithogenesis”*geological characteristics.Specified the Pliocene mudstone，Miocene mudstone and canyon mudstone have the condition to form biogas source rocks；while mudstone above Pliocene mudstone not.（2）From oil and gas thermal genesis theory，combined with seismic forward modeling sections，using gas dynamic equation for equilibrium flows，analyzed their migration and accumulation factors，provided hydrocarbon expulsion model and favorable accumulation area seismic response characteristics.（3）Combined with Rakhine sea area actual geological condition，through gravity flow sedimentation theory，carried out experiment analysis for single well samples，provided reservoir，cap rock assemblage and cap rock evaluation criterion for deep water gravity flow sedimentary system.Through the single well case has found three main types of lithologic hydrocarbon reservoir in Rakhine sea area，Myanmar，and proposed the lithologic seismic anomalous reflection area with structural setting is significant exploration orientation for biogas reservoir in the area.

biogas reservoir；natural gas hydrate；seismic anomalous reflection area；deep water gravity flow

P618.13

A

10.3969/j.issn.1674-1803.2016.09.08

1674-1803（2016）09-0037-06

中石油海外科技专项（CNODC/CAL/KJZX/2015-016）

王芝尧（1981—），男，硕士，高级工程师，专业方向为构造分析及地震解释。

2015-05-10

责任编辑：孙常长

*low organic carbon lower limit value，low thermal evolution degree，low geotemperature environment，high deposition rate and weak lithogenetic stage