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南海北部琼东南盆地天然气水合物气源及运聚成藏模式预测
博燃网● 2015-12-24

摘 要:南海北部琼东南盆地南部深水区流体活动强烈,天然气水合物(以下简称水合物)气源岩类型多,气源供给系统及运聚条件良好,是我国深水水合物资源的重要远景区之一。为深入研究该区水合物的形成条件及资源潜力,根据盆地构造沉积演化及油气地质条件与多年来的油气勘探成果,分析了该区天然气的成因类型和资源潜力;根据高分辨率地震解释资料,重点剖析了气源供给的运聚通道系统与水合物成藏的耦合关系;最后结合水合物成藏地质条件,探讨了水合物的成藏模式。结果表明:该区热解气和生物气气源充足、资源潜力大,能够为水合物的形成提供充足的烃源供给;天然气运聚系统较优越,存在生物气源自生自储型、热解气源断层裂隙下生上储型和热解气源底辟及气烟囱下生上储型3种类型的水合物成藏模式;深水区热解气源下生上储型水合物,其热解气源输送运聚通道主要为断层裂隙和泥底辟及气烟囱所构成的纵向运聚供给系统,其形成展布及优劣,主要取决于构造沉积演化、断裂活动和活跃地质热流体异常侵入活动。

关键词:琼东南盆地  南海北部  天然气水合物  气源  资源潜力  运聚系统  成藏模式  深水区

Prediction of gas sources of natural gas hydrate in the Qiongdongnan Basinnorthern South China Seaand its migrationaccumulation and reservoir formation pattern

AbstractThe fluid activity is intense in the abyssal zone in the southern part of the Qiongdongnan Basinnorthern South China Sea and natural gas hydrates are characterized by multiple types of source rocksgood gas source systems and favorable migration and accumulation situationsso this area is one important prospect of abyssal hydrate resourcesIn order to further investigate the hydrate forming conditions and resource potential in this areathis paper first analyzes genetic types and resource potential of natural gas in this area based on structural and sedimentary evolution and geologic conditions of this basin and years of oil and gas exploration achievementsSecondit mainly analyzes the coupling relation between source gas migration and accumulation pathways and hydrate reservoir formation by using high-resolution seismic interpretation dataAnd finallyit probes into hydrate reservoir forming patterns on the basis of geologic conditions for the formation of hydrate reservoirsResults show that there are sufficient pyrolysis gas and biogas sources and resource potentials,which means sufficient source supply for the formation of hydrates.Besides,there are favorable gas migration and accumulation systems.Three hydrate reservoir forming patterns are established,including biogas sourced self generation-self generation-upper storage with diapers and gas chimneys.What is more,as for the pyrolysis gas sourced lower generation-upper storage hydrate in abyssal zones,the pyrolysis gas source migrates and accumulates mainly along vertical migration and accumulation system which consists of faults,fractures,diapers and gas chimneys,so its extension and performances are mainly controlled by structural and sedimentary evolution,fracturing activity and abnormal intrusion of gelolgically active thermal fluids.

KeywordsQiongdongnan BasinNorthSouth China SeaNatural gas hydrateGas sourceResource potentialMigration systemReservoir-forming modeDeep water zone

充足的气源供给是天然气水合物(以下简称水合物)成藏的物质基础和前提条件。沉积盆地中气源岩在不同的成烃地质条件及环境下,形成的大量微生物成因和热解成因(成熟  高熟甚至过熟)等不同类型的烃类气,不仅是控制常规油气运聚成藏及分布富集的重要因素,亦是决定水合物气源成因类型及其分布的主要控制因素[1-6]。以往的研究成果表明[7-8],水合物气源类型多以微生物成因甲烷为主,主要是处于深水海底浅层未成岩生物作用带的富有机质沉积物,经微生物生物化学作用形成生物甲烷气。因此,水合物资源评价中分析研究生物化学作用带之深水海底浅层沉积物较多,但亦不乏质疑,即深水海底浅层微生物气产气潜力及资源量,是否能够为水合物提供充足气源而满足规模巨大的水合物资源之需求?是否能够形成高饱和度水合物?与此同时,来自水合物勘查及实际水合物样品地球化学分析结果表明,在墨西哥湾、美国阿拉斯加北坡、加拿大、麦肯齐三角洲、俄罗斯梅索亚哈气田、日本南海海槽、里海及黑海等地区勘查获得的水合物气源成因类型属热成因[9-11]。对阿拉斯加北坡[11]和加拿大麦肯齐三角洲[12]水合物钻探及研究也表明,热成因气源对于形成高饱和度水合物类型至关重要。此外,在墨西哥湾和阿拉斯加北坡普拉德霍湾等区域尚发现存在热成因与生物成因构成的混合气源的水合物。总之,水合物气源成因类型及供给系统与水合物资源潜力及展布特点密切相关。

南海北部琼东南盆地南部深水区属于南海北部陆坡—洋盒过渡区,具备形成水合物所需的高压低温环境及气源供给条件,是我国南海北部深水海域水合物勘探最具资源潜力的区域之  。通过近年来海洋地质、地球物理勘查,迄今已在该海域发现了一系列水合物存在的地质、地球物理及地球化学证据及其指示标志,充分表明其具有较好的水合物资源勘探前景。为了进一步深入研究该区水合物的形成条件及资源潜力,以指导水合物资源评价及勘查决策部署,笔者重点对水合物气源条件及其运聚成藏特征等开展综合分析,在此基础上探讨不同类型水合物的运聚成藏模式。

1 区域地质背景

琼东南盆地位于海南岛南部海域,西靠莺歌海盆地,北邻海南隆起,东北以神狐隆起与珠江口盆地珠三坳陷相邻,南与永乐隆起相接,总面积约为8.3×104km2(1)。根据区域构造地质背景及地球动力学条件和盆地构造幕式形成演化特点,结合盆地南北分带、东西分块的基本构造格局,将盆地划分为北部坳陷、北部(中部)隆起、中央坳陷、南部隆起和南部坳陷5个一级构造单元,在此基础上可进一步划分为不同凹陷和凸起等次一级构造单元。盆地新生代沉积最大厚度达12km,最大生烃凹陷面积超过9000km2