南黄海盆地崂山隆起中南部海底沉积物饱和烃类地球化学特征与热成因烃类输入

通过有机地球化学方法研究南黄海崂山隆起中南部海底表层沉积物的饱和烃地球化学特征,分析其与深部油气的关系。南黄海盆地崂山隆起中南部25个站位海底沉积物的正构烷烃色谱图呈前峰型和后峰型2种类型分布,其中一些站位海底沉积物的正构烷烃色谱图存在明显的难溶复杂化合物“UCM”鼓包,指示这些站位的海底沉积物可能有热成因烃类输入并受到生物降解。海底沉积物藿烷系列在m/z191质量色谱图上呈现地质构型、生物构型及混合构型,其中地质构型为主的站位海底沉积物Ts/Tm和C_(31)升藿烷22S/(22S+22R)指示有机质成熟度高,表征有外来高成熟度热成因烃类的输入。一些站位的20S/(20S+20R)-C_(29)甾烷与αββ/(ααα+αββ)-C_(29)甾烷参数反映海底沉积物中有机质的成熟度达到成熟,明显偏离了现代沉积物未熟-低熟的特征,也表明有外来成熟热成因烃输入。南黄海崂山隆起中南部海底沉积物有机质主要有3种来源,包括陆源有机质、海洋内源有机质和热成因烃类输入有机质。深部油藏沿边界断裂和地层之间不整合面向海底表面渗漏是海底沉积物热成因烃类输入的主要机制。

地震调查在南黄海崂山隆起的发现及其石油地质意义

崂山隆起位于南黄海中部,是南黄海中、新生代盆地的隆起构造单元,其调查与研究程度极低,新近系之下是否有沉积地层一直没有得到资料的证实。近年来战略性油气地质调查工作在该区新近系之下发现了层状地层,根据地震反射特征分析、重磁震联合反演和区域地质对比,推测为海相古生界,是下扬子区古生界的海上延伸。这一发现对推动南黄海海域油气新领域、新层位的调查与勘探具有重要的石油地质意义。

南黄海盆地油气资源调查新进展

南黄海盆地是中-古生代海相沉积盆地与中-新生代陆相沉积盆地相叠加的大型沉积盆地,其油气调查与勘探始于20世纪60年代初,经历了陆相盆地调查与勘探、探索与研究、海相盆地勘查3个阶段。由于地震地质条件复杂、盆地演化历史复杂、地质构造复杂、勘探程度相对较低,50多年的调查与勘探未获得商业性油气发现。经过2005年以来的长期地震调查技术攻关,初步形成了以"高覆盖次数、富低频信号、强震源能量"的采集技术和"高分辨率、富低频成分、强反射能量"的处理技术相结合的盆地深部"高富强"地震探测技术,并获得深部海相层的有效地震反射。近年来的进一步调查和研究发现:(1)南黄海盆地不仅是扬子板块在海域的延伸,而且是下扬子地块的主体;(2)南黄海盆地与四川盆地在中-古生代海相盆地沉积时期具有相同的沉积建造和沉积演化历史;(3)南黄海陆相中-新生界以下残留有巨厚的中-古生代海相地层,存在可追踪对比的三套地震反射标志层组,据此建立了中-古生代海相沉积层的地震层序;(4)发育下寒武统荷塘组(或幕府山组)、上奥陶统五峰组-下志留统高家边组、上二叠统龙潭组-大隆组三套优质烃源岩,三套完整的生储盖组合,具备形成大型油气田的物质基础;(5)理论模拟和包体分析表明,海相中-古生界存在多源多期成藏特征;(6)崂山隆起是海相下古生界油气远景区,勿南沙隆起是海相上古生界的油气远景区;(7)崂山隆起高石稳定带是有利勘探区带,是寻找类似于四川盆地"威远型"和"安岳型"油气田的重要地区;(8)高石3号构造是古生界的首选钻探目标。下一步工作重点是实施以下古生界为主要目的层的参数井钻探,建立区内完整的中-古生代地层层序,获取资源评价参数,实现南黄海油气调查的战略发现和勘探认识突破。

南黄海崂山隆起古生界页岩气远景区

为了探讨南黄海崂山隆起古生代页岩气的勘探方向,收集了大量南黄海及周边陆区古生代烃源岩资料,对比评价了它们的生烃潜力,结合南黄海最新地震解释成果,初步推测了南黄海崂山隆起下古生界泥页岩的分布范围和厚度,分析了崂山隆起古生界页岩气的保存条件,认为崂山隆起西北部下古生界泥页岩分布广,厚度大,埋藏浅,构造变形弱,据此推测崂山隆起西北部可能是南黄海主要的古生界页岩气远景区。

南黄海盆地中—古生代海相地层油气保存条件

南黄海盆地中—古生代海相地层发育齐全且厚度较大,油气多源多期成藏,具备形成大型油气藏的物质基础,但一直未获得实质性的油气勘探突破。研究认为,多期构造事件造就了该叠合盆地复杂的构造格局,其良好的静态油气保存条件受到不同程度的后期叠加改造或破坏,油气保存条件成为关乎该区海相油气勘探能否取得突破的关键要素。为此,从构造运动与烃源岩条件、盖层特征、岩浆活动、水文地质地球化学特征等多个方面对该盆地海相地层的油气保存条件进行了综合分析。结果表明:(1)多期构造事件造就了该盆地复杂的构造格局,2个主要阶段(中—古生代海相盆地稳定演化阶段和中—新生代构造变格与成盆阶段)控制了区域烃源岩的发育及演化,呈现出差异性油气保存的特点;(2)相对较弱的构造改造及品质较好的厚层烃源岩发育、纵向上良好的盖层封盖性能、较弱的岩浆活动、相对封闭性的水文地质条件是该区海相地层油气保存有利区需要同时具备的前提条件。结论认为:该盆地中部的崂山隆起构造稳定、断裂活动及岩浆活动较弱,油气保存条件较为优越,发育多个油气地质条件良好且生储盖组合完整的大型构造圈闭,是该区海相古生界油气勘探最为有利的远景区带。

南黄海崂山隆起地层属性及油气地质

应用地震地层学研究方法,对近几年重新采集、处理的地震剖面进行综合解释,同时,结合与下扬子地块的区域地质对比,建立崂山隆起地层层序格架,确定其地层地质属性,分析其地层分布规律和油气地质特征。研究认为崂山隆起海相下构造层分布稳定,残留厚度较大,烃源丰富,保存条件较好,具备形成大型油气藏的油气地质条件,是潜在的油气勘探目标。

南黄海崂山隆起中、古生界油气保存条件分析

崂山隆起位于南黄海盆地中部,海相中-古生界分布广泛且厚度大,其构造演化经历了加里东、海西、印支、燕山和喜山等多期构造运动,早期油气聚集可能在后期受到不同程度的破坏,因此,油气保存条件是崂山隆起油气勘探能否取得突破的关键因素。通过综合分析构造运动中抬升剥蚀作用和断裂作用与油气保存的关系,以及盖层条件与油气保存的关系,探讨崂山隆起内部油气保存条件的差异性以指导该区油气勘探。结果表明:崂山隆起呈差异性油气保存特点,位于崂山隆起中南部的高石稳定带是一个早期断裂不发育的弱变形区,后期构造运动改造破坏程度较弱,特别是下古生界具备较为优越的生储盖组合,构造多以断背斜和低幅宽缓背斜为主,发育多个大型圈闭,岩浆活动相对较弱,油气保存条件较为优越;而崂山隆起北部的青峰变形带断裂系统发育,地层褶皱变形强烈,单个圈闭规模较小,油气保存条件相对较差;高石稳定带中南部是进一步油气勘探和调查参数井钻探的重点目标区。

南黄海崂山隆起浅水多次波压制及成像分析

南黄海崂山隆起的中、新生代碎屑岩与下伏的古生代碳酸盐岩地层分界面是一个强反射界面,对地震波向下传播具有强烈的屏蔽作用,加之海上多次波比较发育,使得深部地震反射能量弱、成像困难。在浅水区,由于缺少近偏移距的海底反射信号,利用常规SRME(Surface related multiple elimination)方法不能有效地衰减海底相关多次波,Taup域预测反褶积压制多次波会破坏与海底多次波周期相近的一次有效反射信号,特别在硬海底多次波的振幅能量比海底反射还更强,这种情况下预测反褶积不能完全压制多次波。采用DWD+SRME组合法来衰减海底相关多次波,其中DWD(deterministic water-layer demultiple)方法用来衰减与海底相关的短周期多次波,SRME方法压制自由表面相关的长周期多次波,另外运用高精度Radon变换去除层间多次波,使多次波得到了良好的压制,深部有效反射信号逐步得以体现。通过以上处理效果揭示了崂山隆起为一个平缓的背斜构造,背斜上发育多个逆冲断裂,崂山隆起是在加里东期形成雏形,印支期隆起形成,燕山期为主要发展阶段。

南黄海盆地“三明治”结构的页岩气保存条件探讨

为了促进南黄海盆地中-古生界页岩气勘探的早日突破,开展了美国福特沃斯盆地巴奈特页岩气藏、四川盆地页岩气藏以及贵州潜在页岩气藏保存条件的对比研究。结果显示,"三明治"结构的保存条件在页岩气成藏中至关重要,其中,"三明治"结构是指泥岩/页岩层与其顶、底板的灰岩/白云岩层构成的一种很好的储-盖组合。结合下扬子中-古生界发育特征以及南黄海崂山隆起所具有的古生代构造变形弱且隆起两侧边缘存在逆冲断层封堵等条件认为,南黄海盆地下寒武统和二叠系很可能存在"三明治"结构的页岩气保存条件,是南黄海页岩气获得突破的关键层段;而崂山隆起两侧边缘很可能是页岩气钻探的首选目标。

南黄海盆地崂山隆起海相中—古生界构造地质特征

南黄海盆地位于下扬子地台的东北部、郯庐断裂带以东的活动区内,是一个在前震旦系变质岩基底之上,经海相中—古生界、陆相中生界和新生界多期沉积叠覆而成的叠合盆地。近年来,在崂山隆起上的地震剖面获得了较好的深层反射,隆起上存在较连续分布、厚度超过4-5km的中生界—上古生界地层。但由于中—古生界海相地层的勘探程度低,制约着该区油气勘探的进程。通过地震资料解释,结合邻区钻井与区域地质资料,研究了崂山隆起区海相中—古生界地层的构造地质特征,结果表明,崂山隆起区以下志留统高家边组泥岩滑脱带为界划分为上下2套海相构造层,其形成演化受晋宁运动、广西运动、东吴运动以及印支运动等影响,经历了基底形成、被动边缘克拉通、稳定台地、抬升剥蚀及陆内造山阶段。其中海相上构造层假整合或不整合覆于海相下构造层之上,由于受后期印支、燕山等构造运动的强烈改造作用,造成其在崂山隆起区遭受强烈的隆升褶皱和剥蚀夷平,逆冲断裂广泛发育,并伴随着逆掩推覆和滑脱作用,上构造层的上部地层显著减薄甚至缺失,残留厚度变化较大。该区断裂发育较弱,主要有2组方向的断裂,一组为EW向断裂,这类断裂规模较大,但不发育;一组为NE向断裂。

南黄海盆地崂山隆起中、古生界断裂特征

近年来,南黄海盆地油气地质调查工作取得了新进展,即发现崂山隆起新近系下伏地层可能为海相地层,但由于勘探程度低等原因,崂山隆起海相地层的分布依然不清。海相地层的残留状况往往与断裂分布有密切关系,因此,探讨崂山隆起中、古生界断裂特征及其控制作用,对于研究海相地层的分布具有重要作用。以新采集的地震资料解释为基础,采用类比方法,探讨南黄海盆地崂山隆起主要断裂带的构造样式和变形特征,确定中、古生界断裂的分布规律。结果表明:崂山隆起主体部分主要发育高角度逆冲断裂,少量分布反转断裂和正断裂;研究区西北部发育由北向南的逆冲断裂,东南部则发育由南向北的逆冲断裂,具有对冲特征;构造变形程度西强东弱。深化了断裂系统对研究区残留海相地层分布控制作用的认识,为深入开展研究区油气调查提供地质构造依据。

南黄海崂山隆起石炭系—下二叠统孔隙型碳酸盐岩储层预测

海相碳酸盐岩储层是南黄海盆地崂山隆起中—古生界重要的油气储层,由于钻井少,储层非均质性强,地震储层预测研究是油气勘探的重点和难点。以南黄海石炭系—下二叠统碳酸盐岩为例,通过分析CSDP-2井生物碎屑灰岩储层的岩石物性及井-震响应特征,发现生物碎屑灰岩声波阻抗高于纯灰岩以及碎屑岩的声波阻抗,低λρ具有较好的岩石物性特征,针对这种特点,采用叠前同时反演方法对孔隙型碳酸盐岩储层的岩性和物性进行预测。预测结果表明南黄海崂山隆起石炭系—下二叠统生物碎屑灰岩储层比较发育,横向不连续且具有较强的非均质性,位于古高地储层物性发育较好,其成因是由于受印支构造运动,上覆地层抬升到地表遭到暴露,加上淡水淋滤溶蚀作用,在一定程度上提高了碳酸盐岩储层的次生孔隙,形成了钻井岩心所揭示的储层特征,因此,高孔隙度的孔隙型碳酸盐岩是南黄海石炭系—下二叠统油气勘探的首选目标。

崂山隆起地震资料多次波特征与压制策略

多次波压制是海洋地震资料处理的重要环节。在南黄海盆地崂山隆起区,印支期以来强烈的改造作用使得中生界遭受大面积整体剥蚀,部分区域新生界直接叠覆在古生界之上形成不整合屏蔽层。海面、海底及不整合屏蔽层这3个强反射系数界面的存在使得该区多次波异常发育,中—古生界有效反射湮没在多次波干扰中无法识别,有效地压制多次波已成为本区中—古生界成像的基础和关键。通过理论模拟及实际资料分析,总结了研究区多次波特征,认为自由表面多次波、长周期多次波、折射多次波及绕射多次波是主要的多次波类型。对各类型多次波采用了针对性方法进行压制,介绍了压制方法的基本原理,并对其适用性进行了评价。针对横跨本区的南北向测线的多次波压制及偏移成像结果表明,使用的组合压制策略能够较好地压制各类型多次波,最终提升该区中—古生界的地震成像质量。

南黄海崂山隆起地震采集方法

南黄海盆地崂山隆起经历了多期构造运动,中生界地层几乎剥蚀殆尽,使得新生界底界存在高速屏蔽层,地震波能量难以下传,同时由于下伏中—古生界主要以碎屑岩、碳酸盐岩为主,反射系数小,导致南黄海崂山隆起深部中—古生界地震成像效果较差,信噪比低。为了提高地震波能量下传,改善深部地震成像效果,近几年在南黄海崂山隆起开展了较大气枪容量震源、长电缆地震采集方法。通过系统分析近几年崂山隆起地震采集参数,针对研究区中—古生界地质条件特征,结合实际地震资料效果进行论证分析,得出了适合南黄海崂山隆起的地震采集参数建议。

地震初至波速度层析成像技术在南黄海盆地崂山隆起的应用

崂山隆起位于南黄海盆地的中部,新生代地层沉积薄,其底部存在高速屏蔽层,加上中—古生代地层经历了多期构造运动,导致中—古生界地震有效反射信号弱、成像效果较差,地震处理中采用常规速度谱拾取不能准确获得高速屏蔽层下的地层速度,给叠前时间偏移和叠前深度偏移的速度建模工作带来很大困难。近几年,青岛海洋地质研究所在南黄海崂山隆起采集了大容量震源长电缆地震数据,获得了来自中—古生界的初至波信息。采用初至波层析成像方法来揭示高速屏蔽层下中—古生界速度变化信息,主要通过拾取初至波时间,建立初始速度模型,经过不断迭代反演得到最终速度模型。结果表明,高速屏蔽层下地层速度横向变化剧烈,存在速度为3 500～4 000m/s的低速层,预测为碎屑岩;速度为5 100～5 500m/s的高速层,预测为碳酸盐岩地层。

频谱分解技术在南黄海崂山隆起的应用

频谱分解技术是将地震信号从时间域转换到频率域,分析振幅、相位在频率域的变化。频谱分解能够得到高于常规地震剖面分辨率的成像效果,提高不同地质体对信号的响应能力。针对南黄海崂山隆起碳酸盐岩,通过对比短时傅里叶变换、连续小波变换和S变换等不同算法的频谱分解方法,探讨了各自的适用特点,最后优选出S变换对南黄海崂山隆起地震资料进行频谱分解。结果表明,该项技术提高了地震分辨率,为研究区储层和断层识别奠定了基础。

南黄海崂山隆起下石炭统和州组至下二叠统栖霞组储层预测

以叠前时间偏移地震资料为基础,采用相干体、蚂蚁体和储层综合响应的物性因子方法针对勘探程度较低的南黄海崂山隆起下石炭统和州组至下二叠统栖霞组碳酸盐岩进行储层预测。相干体、蚂蚁体预测结果表明,和州组至栖霞组发育多套储层,栖霞组储层裂缝发育和分布受断裂和构造挤压变形控制强烈,北部断裂带和南部挤压背斜区裂缝较为发育。储层综合响应的物性因子预测结果显示,和州组至栖霞组在南部地区的有利储层发育,主要集中在挤压背斜发育区和沿断裂带发育区。该储层的预测结果为崂山隆起有利目标区的评价提供了地质依据,同时该方法的应用对于南黄海的油气勘探具有重要的指导意义。

以海陆对比优选南黄海海相中-古生界油气勘探目标区

为优选南黄海盆地海相中—古生界油气勘探目标区,开展了上下扬子区陆域地质考察,对比分析了苏北—南黄海及上扬子四川叠合盆地海相中—古生界油气勘探现状、区域构造特征和烃源岩条件等。认为受区域构造演化差异的影响,南黄海崂山隆起海相中—古生界保留更完整,尤其是下古生界构造更稳定、地层分布广、厚度大、烃源岩条件好,发育多个大型构造圈闭,具有有利的成藏条件,是有利的勘探目标区。

中国海域深部“高富强”地震探测技术与南黄海盆地海相地层的发现

我国近海新生代盆地之下发育更老的残留盆地,地层厚度大、分布广,但受特殊的地震地质条件的约束,难以获得深部地层的有效地震反射资料,制约了盆地深部油气资源的调查与勘探。2005年以来,选择勘探程度较低的南黄海盆地,进行海上地震采集试验与数据处理攻关,目前已形成了采集、处理技术相结合的“高富强”地震探测技术。应用结果表明:①获得了南黄海崂山隆起中—古生界“高覆盖次数、富低频信号及强能量”的地震采集资料;②通过多方法精细速度分析与弯曲射线的叠前时间偏移处理,有效压制了各类多次波,而且使更多的远偏移距资料参与了成像,获得了中—古生界“高信噪比、富低频成分、强反射能量”的地震成像资料;③在原来深部没有有效反射的崂山隆起,纵向上可以划分7个地震层序,是下扬子古生代盆地在海域的延伸。通过海域钻井证实后,首次建立了南黄海盆地中—古生界的海相地层层序并落实了多个大型构造圈闭。研究结果认为:南黄海盆地与上扬子区的四川盆地在古生代沉积时期具有相似的沉积建造与沉积演化史,下扬子区陆上古生代海相地层发育的3套区域性烃源岩,与四川盆地大型—特大型油气田的油气烃源层具有可比性。

利用重磁震联合反演研究南黄海地质结构

单一地球物理方法解决问题的局限性及反问题的多解性增加了认识地质问题的难度，因此利用物性随机分布共网格模型的重磁震同步联合反演技术，对南黄海崂山隆起地区地震资料品质低且构造复杂的典型地段进行了反演。在先验信息约束下的两种解释的方案结果表明，基于统一框架下的联合反演适用于复杂模型，可以确定复杂物性界面的密度、速度结构及磁性体的分布，为目前难以推断的研究区中、古生界内幕地质属性的鉴别提供了依据和新的技术手段。