南黄海中部隆起中—古生界沉积相及烃源岩特征——以CSDP-2井为例

依托CSDP-2全取心井岩心及38块烃源岩样品的实测w(TOC)、w(氯仿沥青"A")、镜质体反射率、生烃潜量等一系列地化测试数据,在精确识别南黄海盆地中部隆起中—古生界沉积相类型的基础上,分析多组段、多岩相烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度特征,并结合前人研究成果,对比该区与下扬子苏皖地区主要烃源岩的差异性,探讨南黄海盆地中—古生界油气勘探前景。结果表明:南黄海盆地在中—古生代共经历了6次较大规模的海侵-海退,由海向陆方向发育完整的浅海陆棚-障壁海岸-三角洲沉积体系且充填了浅水内陆棚、镶边碳酸盐岩台地及潮坪-泻湖和三角洲前缘等连续的沉积演化序列;海盆内栖霞组、龙潭组、大隆组和青龙组4套烃源岩品质与陆区相当,同属中等最好烃源岩级别;垂向上则以龙潭组、大隆组源岩品质最高且不乏优质烃源岩的存在,青龙组源岩品质稍低但同样有效;丰富的烃类物质基础、7套全烃、荧光高幅上升段及累计40余处油浸、油斑等直接油气显示彰显了南黄海中—古生界海相地层存在着巨大的油气勘探潜力。

南黄海中部隆起CSDP-2井中—古生界烃源岩精细评价

CSDP-2井是在南黄海中部隆起上首钻的全取心深钻,在新近系之下钻遇下三叠统青龙组—上奥陶统多套碎屑岩和碳酸盐岩地层。钻井揭示的烃源岩有机质丰度、类型、热演化程度、可溶有机物分析及生烃强度计算证实,中部隆起发育倾油型的青龙组上段灰岩、上奥陶统—下志留统上部泥岩、油气型的石炭系中—上部灰岩3套有效烃源岩;生气为主的有效烃源岩主要为大隆组—龙潭组泥岩和炭质泥岩、栖霞组上部富含炭质的臭灰岩、石炭系中—下部灰岩和底部炭质泥岩。目前钻井揭示的中—古生界总生烃强度是(20.761 9~31.283 9)×108 m3气当量/km2,与国内外大中型气田分布区域的生气强度相当。其中,油源岩的总生油强度为(43.076~55.30)×104 t/km2,气源岩的总生气强度为(16.454 3~25.753 9)×108 m3/km2;同时,烃源岩的总生气强度是生油强度的4~5倍,碎屑岩的生烃强度是灰岩的2倍以上。巨大的生烃强度和多源层供烃为形成大—中型的油气聚集和成藏提供了充分的物质基础,显示了南黄海中部隆起中—古生界良好的油气勘探前景。

南黄海盆地崂山隆起CSDP-2井中—古生界海相地层吸附烃类气体成因类型与源区特征

通过对南黄海盆地崂山隆起CSDP-2井不同时期地层吸附烃类气体分子及碳、氢同位素组成分析,探讨了吸附烃类气体成因类型和源区特征。崂山隆起不同时期地层的吸附烃类气体含量具有明显差异,主要富集层位依次是坟头组、孤峰组、船山组、栖霞组和黄龙组。吸附烃类气体富集受地层岩性、有机质含量、烃类气体运移等多种因素控制。孤峰组主要显示烃源岩特征,而坟头组、船山组、栖霞组和黄龙组主要显示储层特征。各时期地层吸附烃类气体主要为热成因类型,其中孤峰组、坟头组和栖霞组由于受同型不同源气或同源不同时期气的混合而部分偏离热成因区。吸附烃类气体的源区有机质类型属于Ⅱ型干酪根(海相源岩),其中,有些层位有Ⅲ型干酪根(陆相源岩)的混入。吸附烃类气体热成熟度Ro在0.6%~1.6%之间,处于成熟到过成熟范围。研究成果为南黄海盆地崂山隆起区中—古生界海相油气勘探提供了地球化学依据。

南黄海盆地中部隆起中—古生界海相油气多期成藏——来自CSDP-2井的勘探启示

大陆架科学钻探CSDP-2井不仅完成了南黄海盆地中部隆起的首次钻探,也创造了陆架区2 843.18 m的全取心深钻记录。在CSDP-2井钻遇的三叠系青龙组(T1q),二叠系大隆组(P3d)、龙潭组(P2-3l)、孤峰组(P2g)、栖霞组(P1q)和志留系坟头组(S1f)等多层段岩心中探获了多类型、多级别的油气显示,且二叠系3个油砂样品表明该区曾经历过大规模的油气运聚过程。地球化学分析、油源对比结果表明:1#油砂和2#油砂层段均表现出"近源成藏"的特征,其中大隆组1#油砂中的原油与大隆组、龙潭组上段泥岩的亲缘关系明显,龙潭组2#油砂中的原油与龙潭组下段、孤峰组和栖霞组烃源岩具有更好的亲缘关系;3#油砂中的原油成熟度明显偏低,推测其可能来自两侧坳陷区的白垩系、古近系烃源岩;盆地模拟和含烃流体包裹体测温相互印证,明确了CSDP-2井揭露的四套烃源岩与三套储集层之间存在着"接力式"生烃和"波浪式"充注的多期成藏特征,同时得益于三套盖层的良好封盖,彰显了研究区较为广阔的海相油气勘探前景。

南黄海大陆架科学钻探CSDP-02井钻探施工技术

本文介绍了南黄海大陆架科学钻探工程CSDP-02井施工概况以及采用的关键技术。主要有:海域岩心钻探钻井施工平台的建设;超前卡簧座加拦簧技术;高密实度砂层钻头内径镶合金保径技术;底喷式钻头技术;三层管钻具和MBM盐水泥浆技术。通过对以上难点的解决,取得了很多重要成果。钻井井深2843.18m(钻台至海底33.30m),实际进尺2809.88m,并完成了测录井等重要工作。为地质钻探在海洋钻探方面迈出重大一步。

南黄海盆地科学钻探CSDP-2井上古生界—中生界烃源岩评价及海相油气勘探前景

依托南黄海盆地科学钻探CSDP-2全取心井岩心资料及其45块烃源岩样品的地球化学分析数据和12块含烃流体包裹体薄片的测温结果,在总结南黄海盆地烃源岩地球化学特征的基础上详细对比了其与上、中、下扬子板块烃源岩品质的异同并分析了其成因,进而结合油气显示和充注特征探讨了南黄海盆地上古生界—中生界的油气勘探前景。结果表明,CSDP-2井上古生界—中生界发育青龙组、龙潭组—大隆组和栖霞组3套区域性烃源岩层。其中,龙潭组—大隆组的有机质丰度以中—好为主且不乏优质烃源岩存在,其生、排烃强度最高达7.95×10~6t/km^2和1.65×10~6t/km^2;栖霞组烃源岩非均质性较强,碳质泥岩和臭灰岩的成烃演化基本处于成熟—高成熟阶段,生、排烃强度分别为6.52×10~6t/km^2和8.61×10~5t/km^2;青龙组泥质灰岩的生烃能力较弱,有机质丰度集中在中—差级别,排烃强度仅为1.27×10~5t/km^2。在沉积环境、有机质母源和生物生产率的共同影响下,南黄海盆地整体烃源岩品质与下扬子板块苏北盆地相当,但较上扬子板块四川盆地略差。同时,研究区海相地层经历了3期油气充注且已在CSDP-2井发现多处直接油气显示和气测高值异常,彰显了较为广阔的油气勘探前景。

南黄海盆地中部隆起上古生界沉积环境探讨

CSDP-2井是大陆架科学钻探计划(CSDP)在南黄海盆地中部隆起实施的第一口连续取芯井,完井深度2 843.18 m,平均取芯率高达97.7%。综合利用该井岩芯、测井、岩石薄片及古生物化石资料,准确识别出南黄海盆地中部隆起上古生界的岩石类型、沉积构造、岩性组合序列等特征,进而探讨研究区沉积环境及其垂向演化规律。研究结果显示:CSDP-2井所钻遇的二叠系、石炭系、泥盆系地层既包含碎屑岩也包含碳酸盐岩,发育了三角洲相、滨岸相、潮坪相、碳酸盐岩台地相、浅海陆棚相等多种沉积相类型;南黄海盆地晚古生代先后经历了两个完整的海侵—海退旋回,自下而上发育碎屑岩浅海—潮坪沉积体系、碳酸盐岩潮坪—潟湖—颗粒滩沉积体系和碎屑岩三角洲沉积体系,反映了研究区由海相向海陆过渡相逐渐演化的沉积充填过程。

基于海陆对比建立苏北—南黄海盆地晚二叠世—早三叠世地层格架

以层序地层学和沉积学理论为指导,依托大陆架科学钻探CSDP-2井并结合WX5-ST1井、N5井及南京江宁地区典型剖面,利用岩性、测井、古生物等资料,在识别苏北—南黄海盆地各级层序界面的基础上,将研究区上二叠统—下三叠统划分为2个长期基准面旋回(LC1、LC2)和3个中期基准面旋回(MC1—MC3)。研究表明,南黄海盆地与苏北盆地实为被海岸线分割的同一沉积盆地,其上二叠统—下三叠统具有良好的可对比性,其中:LC1长期基准面旋回(上二叠统)不对称性明显,最大海泛面MFS1对应于龙潭组中下部浅海陆棚相的泥岩,LC2长期基准面旋回(下三叠统)因后期印支运动抬升剥蚀,仅存基准面上升半旋回;研究区MC1旋回期(龙潭组)主要发育潮坪、泻湖、三角洲等海陆过渡相,各地水深相差不大;MC2、MC3时期(大隆组、青龙组)发育浅海陆棚、潮坪、泻湖及碳酸盐岩台地等沉积相,水体演变为南西深而北东浅,分析认为是东吴运动时期盆地差异抬升的结果。