南海莺歌海盆地东方13-1高温高压气田特征与成藏机理-论文.pdf

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1、中国科学：地球科学2014年第44卷第8期：1731—1739《中国科学>杂志社、^n^n^／．scichina．comeach．scichina．cornSCIENCECHINAPRESS南海莺歌海盆地东方13-1高温高压气田特征与成藏机理谢玉洪，黄保家中海石油有限公司湛江分公司，湛江524057$联系人，E—mail：huangbj@cnooc．tom．cn收稿日期：2013—10—16；接受日期：2014—02．10；网络版发表日期：2014—07—15国家科技重大专项“近海大中型油气田形成条件及勘探技术”项目(编号：2011ZX05023—00

2、4)资助摘要东方13—1高温高压气藏位于南海莺歌海盆地底辟带，上中新统黄流组主要关键词东方13．1高温高压气田气层的地层压力高达54．6MPa(压力系数为1．91)、地层温度143℃(地温梯度4．36~C／100聚集机理m)，属典型的高温高压气藏．基于地质与地球化学资料的综合分析，认为该气田的天高温高压成藏然气干燥系数高(C1／Cl~5达0．98)，且碳同位素值偏重：c】为一30．76％。一37．52％。，底辟带c2介于一25．02％。—．25．62％o，系来自深部高成熟的中、下中新统梅山组．三亚组海相莺歌海盆地泥岩腐殖型有机质．地质分析及实验揭示，在

3、与底辟相关的高温高压中新统含油气系统中由于欠压实产生高压的地层含有较多的孔隙水，且天然气在水中具有高的溶解度，若按下中新统三亚组的温压条件计算，天然气在水中溶解度可达10．5m／m。，因此，这意味着其中至少有部分天然气可能以水溶相运移．盆内丰富的气源为水溶气快速饱和乃至出溶奠定了丰厚的物质基础；底辟活动及其伴随的温压瞬态变化加速了水溶气出溶释放出大量游离气；黄流组发育的海底扇细砂岩造就了良好的气．水离析空间和聚集场所；而其上覆高压泥岩层构成了有效的封盖，从而形成了东方131气田．这种成藏机理揭示盆内底辟带高温高压领域具有良好的大中型气田勘探潜力．莺歌海

4、盆地是一个发育于南海北部被动大陆边组合．晚期阶段发生的转换断裂、底辟作用以及底辟缘的新生代转换伸展盆地，呈北西延伸(图1)．年青演化过程中的高压卸载，给天然气的垂向运移和聚和高温高压且沉积巨厚(上第三系至第四系厚达集造成了深刻的影响．白1991年以来，已先后在底800010000m)以及泥．流底辟构造发育是盆地重要辟带浅层(异常压力系统的上方)发现了东方气田和的地质特点(董伟良和黄保家，2000；郝芳和李思田，大乐东气田，而针对超压体内部的勘探成功率一直2001)．中新统的梅山组．三亚组浅海泥岩被认为是盆较低，故关于高温高压领域能否形成大规模游离气地的

5、主要烃源岩(Huang等，2003)，黄流组、莺歌海组藏也存在较大的争议(张启明和董伟良，2000；郝芳以及第四系发育的海相砂岩和泥岩形成良好的储．盖和李思田，2001)．然而，随着研究的深入和高温高压中文引用格式：谢玉洪，黄保家．2014．南海莺歌海盆地东方13．1高温高压气田特征与成藏机理．中国科学：地球科学，44：1731—1739英文引用格式：XieYH，HungBJ．2014．CharacteristicsandaccumulationmechanismsoftheDongfang13-1hightemperatureandoverpress

6、uredgasfieldintheYinggehaiBasin，theSouthChinaSeaScienceChina：EarthSciences，doi：10．1007／sl1430-014-4934-0中国科学：地球科学2014年第44卷第8期同温度150℃条件下，压力20MPa时天然气在水中压地层水中有较高的溶解度(Price，1979；郝石生和的溶解度仅为3．1m3／m3；而压力为60MPa溶解度高张振英，1993；付晓泰等，2000)，故在深部超压系统达5．8m。／m．正构烷烃气体在地层水中的溶解度随中烃源岩生成的天然气最初可能以水溶相为主

7、，一碳数增加而降低，其溶解度大小顺序为C】>c2>c3>C4，旦地层水中的溶解气饱和，便可出现游离气相；另一例如，水溶气中甲烷含量和原气样中甲烷含量之比方面，在底辟活动期，深部饱含溶解气的地层水沿底(C-涪／C1．原)随着压力、温度的增加而逐渐增加；而乙辟断裂向浅部运移过程中，随着温度、压力降低，溶烷和丙烷的含量的变化趋势与之相反，即c2．／c2．和解气不断脱溶(罗晓容等，2000)，逐渐变为混相(水溶C3-溶／c3．随着压力和温度的增加有逐渐变小的趋势．+气相)；进入正常压力浅层则以气相为主．因此，在由此看来，当温度压力发生变化导致水溶气从水中底辟形

8、成及其活动期间，可能有相当部分天然气呈脱溶成为游离气时，溶解度较大的低碳数烷烃气体就水相运移，