东海陆架盆地西湖凹陷中央反转构造带古近系花港组气藏“先汇后聚”机制及地质意义.pdf

第 44 卷 第 5 期2023 年 10 月OIL&GAS GEOLOGY东海陆架盆地西湖凹陷中央反转构造带古近系花港组气藏“先汇后聚”机制及地质意义张迎朝，邹玮，陈忠云，蒋一鸣，刁慧中海石油（中国）有限公司 上海分公司，上海 200335摘要：反转构造带作为圈闭发育的优势构造带在国内外诸多盆地已揭示了丰富的油气资源，但对于海上盆地来说，由于钻井成本较高、钻井较少，对反转构造带油气成藏规律的研究相对薄弱。以西湖凹陷中央反转构造带为例，重点关注烃源岩层系内部的原始汇烃能力及从源到储的动态油气富集过程，以期揭示反转构造带油气富集规律。通过构造演化史-生烃演化史-储层演化史-油气充注史匹配关系分析认为，西湖凹陷中央反转构造带北部地区烃源岩大量生烃期和油气充注时间早于圈闭形成时间，早期天然气在源内层系先形成聚集气或丰度较高的“半聚集”气，即“先汇”；晚期构造运动伴随圈闭形成使得早期气向上运移至圈闭中聚集成藏，即“后聚”，成藏后表现为天然气成熟度由深向浅呈增大的趋势。因此提出“先汇后聚”成藏新机制，该机制不仅阐释了源上古近系花港组主力勘探层系生烃期-圈闭形成期-油气充注期时间不匹配的问题，而且揭示了源内古构造背景对源上现今油气成藏富集的控制作用。在该模式指导下指出了中央构造带大型圈闭天然气成藏的关键因素，并提出B构造具备良好的“先汇后聚”条件。“先汇后聚”成藏模式具有一定普遍性，不仅对西湖凹陷中央反转构造带油气勘探具有指导作用，对有类似地质条件的含油气盆地油气勘探亦具有重要借鉴意义。关键词：先汇后聚；成藏机制；动态成藏过程；天然气藏；花港组；西湖凹陷；东海陆架盆地中图分类号：TE122.3 文献标识码：The mechanism of“convergence ahead of accumulation”and its geological significance for gas reservoirs in Paleogene Huagang Formation across the central inverted structural zone of Xihu Depression，East China Sea Shelf BasinZHANG Yingzhao，ZOU Wei，CHEN Zhongyun，JIANG Yiming，DIAO Hui（Shanghai Branch，CNOOC，Shanghai 200335，China）Abstract：Inverted structural zones in many onshore basins around the world are frequently found to be home to oil and gas traps and have been the targets for studies for years.However，offshore inverted structural zones，in the contrary，are seldom explored because of less drilling due to high cost.Taking the central inverted structural zone of Xihu Depression as an example，this paper focuses on the original capacity of hydrocarbon convergence in the source rock series and the dynamic accumulation of hydrocarbons from source to reservoir，with the aim of revealing the hydrocarbon enrichment law.The correlation of structural evolution，hydrocarbon generation and reservoir evolution as well as hydrocarbon charging history reveals that the massive hydrocarbon generation and charging of source rocks preceded the formation of traps in the northern part of the zone.The early-generated gas formed“semi accumulation”with high abundance within the series，i.e.，“convergence first”；and then migrated upwards and accumulated in traps formed later during tectonic movements，i.e.，“later accumulation”.The reservoirs show a trend of increasing natural gas maturity from deep to shallow.Based on these results，the paper proposes the new model of“convergence ahead of accumulation”，which not only reasonably explains the mismatch of timing among the hydrocarbon generation，trap 文章编号：0253-9985（2023）05-1256-14doi：10.11743/ogg20230514收稿日期：2023-02-01；修回日期：2023-05-31。第一作者简介：张迎朝（1971），男，教授级高级工程师，海洋油气勘探。Email：。通信作者简介：刁慧（1984），男，高级工程师，油气成藏。Email：。基金项目：中海油“十四五”重大科技项目（KJGG2022-0301）；“十四五”全国油气资源评价项目（QGYQZYPJ2022-3）。formation and hydrocarbon charging in the Huagang Formation in the series，but also reveals the control effect of ancient tectonic background on the current accumulation of oil and gas.Under the guidance of this model，the key factors for the formation of large-scale natural gas reservoirs in the zone are revealed，and the B structure in the zone is pinpointed to be a perfect place for“convergence ahead of accumulation”.The new model can be applied to other offshore petroliferous basins with similar geological conditions.Key words：convergence ahead of accumulation，accumulation mechanism，dynamic accumulation process，gas reservoirs，Huagang Formation，Xihu Depression，East China Sea Shelf Basin引用格式：张迎朝，邹玮，陈忠云，等.东海陆架盆地西湖凹陷中央反转构造带古近系花港组气藏“先汇后聚”机制及地质意义 J.石油与天然气地质，2023，44（5）：1256-1269.DOI：10.11743/ogg20230514.ZHANG Yingzhao，ZOU Wei，CHEN Zhongyun，et al.The mechanism of“convergence ahead of accumulation”and its geological significance for gas reservoirs in Paleogene Huagang Formation across the central inverted structural zone of Xihu Depression，East China Sea Shelf Basin J.Oil&Gas Geology，2023，44（5）：1256-1269.DOI：10.11743/ogg20230514.东海陆架盆地西湖凹陷作为中国近海面积最大的含油气凹陷已有40年的勘探历程，其紧邻长江三角经济发达区，在保障国家能源安全中具有重要的战略地位1-4。“十二五”期间在西湖凹陷中央反转构造带发现了储量丰度高的大中型气田，扭转了西湖凹陷没有大型油气田的现状，也吸引了诸多学者对该地区油气地质条件的研究5-11。前人的研究主要集中在构造、烃源岩、沉积、储层等方面6，12-19，而对油气成藏机制的研究较少。“十二五”之后针对西湖凹陷中央反转构造带大型圈闭进行了一系列勘探，但一直未能实现较大突破。研究认为古近系花港组背斜圈闭形成时间为龙井运动构造挤压反转时期（1510 Ma）9，20-22，下部平湖组烃源岩在 2515 Ma时早已达到了高成熟阶段23-24，油气生成和储层中油气充注早于圈闭形成14，25-28，油气充注时间与圈闭形成时间不匹配制约了中央反转构造带油气勘探。然而国内外诸多勘探实践表明，反转构造带具有巨大的油气资源潜力，如钦敦盆地、缅甸中央盆地、苏门答腊盆地等29-33，尤其是苏门答腊盆地作为印度尼西亚最大的富油气区在中央反转背斜带已经发现了丰富的油气资源34-36。西湖凹陷反转构造带大中型气田的发现已证实该区具备良好成藏条件，但目前从源到藏的动态成藏过程尚不清楚，这严重制约了油气勘探的进展。因此本文从中央反转构造带油气成藏过程分析入手，提出“先汇后聚”成藏机制，该机制对西湖凹陷中央反转构造带油气勘探具有重要现实价值和理论指导意义。1地质概况西湖凹陷位于东海陆架盆地东北部，其东侧为钓鱼岛隆褶带，西侧为海礁隆起，北与福江凹陷相接，南与钓北凹陷相通，南北长约440 km，东西宽约110 km，总面积5.9104 km2，沉积厚度最大可达15 km15，37。西湖凹陷分为西部斜坡带、西次凹、中央反转构造带、东次凹和东部断阶带5个构造单元（图1a）37。西湖凹陷自下而上发育古新统，始新统宝石组与平湖组，渐新统花港组，中新统龙井组、玉泉组与柳浪组，上新统三潭组，以及更新统东海群等地层38，其中平湖组煤系烃源岩是盆地主要的烃源岩层，花港组发育的大型辫状河三角洲沉积砂体是盆地内重要的储层（图1b）。本次研究区位于中央反转构造带北部的4个构造，记为A，B，C和D构造（图1a），4个构造均位于生烃主洼内，已有钻井均钻遇花港组并在花港组上段揭示了丰富的天然气资源。2天然气成藏要素与“四史”的匹配2.1构造演化史与圈闭形成期西湖凹陷经历断陷期拗陷期反转期区域沉降期，最终形成现今构造格局9，40。为了明确中央反转构造带构造演化特征，采用平衡剖面法对典型剖面EE（剖面位置见图1a）进行恢复（图2）。结果表明，玉泉组沉积末期龙井运动（1310 Ma）导致了中央反转构造带大型挤压反转背斜的形成，龙井运动之前，中央反转构造带尚未形成，为凹陷的沉降中心部位，平湖组烃源岩埋深较大。2.2中央反转构造带平湖组烃源岩演化史和生烃史由于中央反转构造带未钻遇平湖组烃源岩，本次研究利用浅层泥岩样品的实测镜质体反射率（Ro）数据作为边界限制参数，对C1井平湖组烃源岩热演化史和第 5 期张迎朝，等.东海陆架盆地西湖凹陷中央反转构造带古近系花港组气藏“先汇后聚”机制及地质意义formation and hydrocarbon charging in the Huagang Formation in the series，but also reveals the control effect of ancient tectonic background on the current accumulation of oil and gas.Under the guidance of this model，the key factors for the formation of large-scale natural gas reservoirs in the zone are revealed，and the B structure in the zone is pinpointed to be a perfect place for“convergence ahead of accumulation”.The new model can be applied to other offshore petroliferous basins with similar geological conditions.Key words：convergence ahead of accumulation，accumulation mechanism，dynamic accumulation process，gas reservoirs，Huagang Formation，Xihu Depression，East China Sea Shelf Basin引用格式：张迎朝，邹玮，陈忠云，等.东海陆架盆地西湖凹陷中央反转构造带古近系花港组气藏“先汇后聚”机制及地质意义 J.石油与天然气地质，2023，44（5）：1256-1269.DOI：10.11743/ogg20230514.ZHANG Yingzhao，ZOU Wei，CHEN Zhongyun，et al.The mechanism of“convergence ahead of accumulation”and its geological significance for gas reservoirs in Paleogene Huagang Formation across the central inverted structural zone of Xihu Depression，East China Sea Shelf Basin J.Oil&Gas Geology，2023，44（5）：1256-1269.DOI：10.11743/ogg20230514.东海陆架盆地西湖凹陷作为中国近海面积最大的含油气凹陷已有40年的勘探历程，其紧邻长江三角经济发达区，在保障国家能源安全中具有重要的战略地位1-4。“十二五”期间在西湖凹陷中央反转构造带发现了储量丰度高的大中型气田，扭转了西湖凹陷没有大型油气田的现状，也吸引了诸多学者对该地区油气地质条件的研究5-11。前人的研究主要集中在构造、烃源岩、沉积、储层等方面6，12-19，而对油气成藏机制的研究较少。“十二五”之后针对西湖凹陷中央反转构造带大型圈闭进行了一系列勘探，但一直未能实现较大突破。研究认为古近系花港组背斜圈闭形成时间为龙井运动构造挤压反转时期（1510 Ma）9，20-22，下部平湖组烃源岩在 2515 Ma时早已达到了高成熟阶段23-24，油气生成和储层中油气充注早于圈闭形成14，25-28，油气充注时间与圈闭形成时间不匹配制约了中央反转构造带油气勘探。然而国内外诸多勘探实践表明，反转构造带具有巨大的油气资源潜力，如钦敦盆地、缅甸中央盆地、苏门答腊盆地等29-33，尤其是苏门答腊盆地作为印度尼西亚最大的富油气区在中央反转背斜带已经发现了丰富的油气资源34-36。西湖凹陷反转构造带大中型气田的发现已证实该区具备良好成藏条件，但目前从源到藏的动态成藏过程尚不清楚，这严重制约了油气勘探的进展。因此本文从中央反转构造带油气成藏过程分析入手，提出“先汇后聚”成藏机制，该机制对西湖凹陷中央反转构造带油气勘探具有重要现实价值和理论指导意义。1地质概况西湖凹陷位于东海陆架盆地东北部，其东侧为钓鱼岛隆褶带，西侧为海礁隆起，北与福江凹陷相接，南与钓北凹陷相通，南北长约440 km，东西宽约110 km，总面积5.9104 km2，沉积厚度最大可达15 km15，37。西湖凹陷分为西部斜坡带、西次凹、中央反转构造带、东次凹和东部断阶带5个构造单元（图1a）37。西湖凹陷自下而上发育古新统，始新统宝石组与平湖组，渐新统花港组，中新统龙井组、玉泉组与柳浪组，上新统三潭组，以及更新统东海群等地层38，其中平湖组煤系烃源岩是盆地主要的烃源岩层，花港组发育的大型辫状河三角洲沉积砂体是盆地内重要的储层（图1b）。本次研究区位于中央反转构造带北部的4个构造，记为A，B，C和D构造（图1a），4个构造均位于生烃主洼内，已有钻井均钻遇花港组并在花港组上段揭示了丰富的天然气资源。2天然气成藏要素与“四史”的匹配2.1构造演化史与圈闭形成期西湖凹陷经历断陷期拗陷期反转期区域沉降期，最终形成现今构造格局9，40。为了明确中央反转构造带构造演化特征，采用平衡剖面法对典型剖面EE（剖面位置见图1a）进行恢复（图2）。结果表明，玉泉组沉积末期龙井运动（1310 Ma）导致了中央反转构造带大型挤压反转背斜的形成，龙井运动之前，中央反转构造带尚未形成，为凹陷的沉降中心部位，平湖组烃源岩埋深较大。2.2中央反转构造带平湖组烃源岩演化史和生烃史由于中央反转构造带未钻遇平湖组烃源岩，本次研究利用浅层泥岩样品的实测镜质体反射率（Ro）数据作为边界限制参数，对C1井平湖组烃源岩热演化史和1257第 44 卷石 油 与 天 然 气 地 质生烃演化史进行模拟。模拟结果显示，模拟Ro与实测Ro匹配关系较好（图3a），可以反映平湖组烃源岩实际热演化过程。可以看出，平湖组烃源岩在26.5 Ma时已进入低成熟阶段，开始生成少量油气；23.015.0 Ma为快速生烃阶段，油气大量生成，为主要生气阶段，至8.0 Ma左右几乎完全停止生烃（图3b）。前人利用地震和热属性模拟对西湖凹陷平湖组热演化史进行了研究，研究区平湖组发育巨厚的烃源岩层，现今埋深普遍大于4 500 m，最深可达上万米，现今已普遍进入过成熟阶段（Ro2.0%）23，41。前人利用斜坡带暗色泥岩进行热模拟实验恢复的生烃历史来看，Ro2.3%时生烃量较少（图3c）24，这与本次盆地模拟结果吻合。2.3花港组储层演化史依据储层黏土矿物成分及物性资料，对中央反转构造带北部地区储层成岩环境进行划分。北部地区花港组储层由浅至深可划分为酸性成岩环境、酸-碱过渡环境和碱性成岩环境3个成岩带42-45。3 400 m以浅的地层温度普遍小于140，发育酸性成岩环境，自生高岭石为主要的黏土矿物类型，指示对长石等铝硅酸盐矿物的强烈溶蚀作用，储层物性较好，为酸性-开放成岩带。埋深3 4004 700 m的储层进入碱性成岩环境，自生绿泥石及自生伊利石普遍发育，其中自生绿泥石尤其发育，占比普遍大于40%；同时，晚期碳酸盐矿物等发育，储层开始致密，常规储层与致密储层共存，成岩环境逐渐封闭，为碱性-半开放成岩带。埋深大钓鱼岛隆褶带东部断阶带东次凹中央反转构造带西次凹斜坡海礁隆起钓北凹陷渔山东低起隆带部西0100 kmEB1D1C1D2A1ABCDA2A3A4B2C2abEFF地层统组年代/Ma东海群更新统系第四系上新统三潭组柳浪组玉泉组龙井组中新统渐新统花港组新近系古近系始新统宝石组古新统13.02.65.316.423.332.043.049.0？砂组上下P1P4P9P10P5P8断拗转换阶段断陷阶段拗陷阶段反转阶段构造演化潮坪潟湖河流三角洲沉积亚相平湖组上中下H1H5H6H10地震反射界面2T10T16T10T20T30T40T51T22T34T3局限海湖泊河流研究区构造A井位W1隆起带斜坡带次凹反转带剖面位置EE断裂-图1 西湖凹陷构造单元划分（a）及地层柱状图（b）（据文献 38-39 修改）Fig.1 Structural unit division and stratigraphic column，Xihu Depression（modified after 38-39）1258第 5 期张迎朝，等.东海陆架盆地西湖凹陷中央反转构造带古近系花港组气藏“先汇后聚”机制及地质意义于4 700 m时，地层温度普遍大于160，储层压实和成岩作用进一步加强，晚期碳酸盐矿物持续发育，储层普遍致密，封闭的碱性成岩环境形成，为碱性-封闭成岩带。基于成岩环境的划分，研究区花港组砂岩储层成岩演化序列可划分为同生阶段、早成岩阶段A期、B期和中成岩阶段A期、B期3个阶段5个时期。同生阶段至早成岩阶段A期以机械压实作用为主，早期介质偏碱性，在研究区可见到少量环边绿泥石。早成岩阶段B期，平湖组煤系烃源岩进入生烃门限产生酸性流体，在酸性介质条件下，长石转变成高岭石，泥质蚀变成高岭石，同时溶解作用提供大量离子，使得早期基底式碳酸盐胶结物逐渐形成。中成岩阶段A期，压实作用继续导致原生粒间孔继续减少，烃源层中的有机质演化进入低成熟-成熟阶段，更多的与埋藏成岩条件下有机酸溶解作用有关的长石等铝硅酸盐溶解可提供更多的K+，加之成岩温度的升高，使蒙皂石向伊利石/蒙皂石混层转化速度加快，同时黏土矿物转化提供的Ca2+，Fe3+和Mg2+，有利于含铁方解石胶结物的形成。中成岩阶段B期，压实作用的减孔作用逐渐减弱，黏土矿物开始大量向伊利石和绿泥石转化，同时次生溶孔中可见到石英的-级加大边，在该阶段后期，流体介质趋于碱性，地层水中富含钙、镁和铁离子并开始沉淀出含铁方解石和含铁白云石。基于研究区成岩演化序列的分析，对花港组储层成岩演化与孔隙演化过程进行恢复，以 A 构造为例，在同生期初始孔隙度受压实作用影响减少至20%25%。早成岩A期，早期硅质、钙质和自生黏土矿物胶结对储层起到破坏影响，使总孔隙减少 5%左右；随后早成岩 B 期，早期烃类对储层进行改造，使总孔隙增加 4%6%；早期赋存在颗粒表面的绿泥石膜对原生孔隙起到保护作用，使总孔隙保持在20%左右。中成岩 A 期压实作用和硅质、晚期钙质胶结作用破坏原生孔隙和次生孔隙，使总孔隙减少10%左右。中成岩 B 期，压实和胶结作用使孔隙度继续减少，对于 H6 砂组砂岩而言，晚期减孔作用不明显，至今仍保持10.1%的孔隙度。H4及以上为常规储层，H7 及以下储层普遍致密，H8 砂组砂岩早在约14.8 Ma时就已经致密（图4）。由于各构造成岩环境及成岩演化序列相似，因此其他构造储层孔隙演化过程也与A构造相似，不同的是，与A构造相比，其他构造在龙井运动时期地层抬升量大，龙井运动之前地层埋深大于现今埋深，因此龙井运动之后压实减孔速率更小。SEEE宝石组平下段平中段平上段花下段花上段龙井组玉泉组柳浪组三潭组和第四系010 km深度/km02468101214B1井f.现今010 kmB1井e.柳浪组沉积末深度/km024681012010 kmB1井d.龙井运动后深度/km024681012010 kmB1井c.玉泉组沉积末深度/km024681012010 kmB1井b.龙井组沉积末深度/km0246810010 kmB1井a.花港组沉积末深度/km0246810图2 西湖凹陷中北部地区过B1井构造演化史（剖面位置见图1a）Fig.2 Structural evolution history across Well B1 in the north central Xihu Depression（see section EE in Fig.1a for the location）a.花港组沉积末；b.龙井组沉积末；c.玉泉组沉积末尚未发生龙井运动时；d.龙井运动之后；e.柳浪组沉积末；f.现今1259第 44 卷石 油 与 天 然 气 地 质2.4花港组成藏期和油气充注史根据包裹体赋存特征及均一温度对研究区油气充注期次与充注时间进行分析。研究区主要存在3类赋存状态的包裹体：第一类为石英加大边微裂隙中的包裹体（图5ac）；第二类为切穿石英颗粒和加大边微裂隙中的包裹体，通常呈“X”型共轭形态分布（图 5df），这可能与构造运动时期储层应力方向改变有关；第三类包裹体为成岩晚期碳酸盐胶结物中的包裹体（图5g，h），对应3期油气充注。由包裹体均一温度分布特征可得，不同构造包裹体主峰的温度区间有差异（图 5il），但对应的油气充注时间大致相当（图 6）。以D构造为例，第一类包裹体以油、气两相包裹体为主，伴生的盐水包裹体的均一温度峰值处于 135140，对应1513 Ma，当时圈闭尚未形成，但储层记录了有烃类充注；第二类包裹体以气态烃包裹体为主，伴生的盐水包裹体的均一温度峰值处于140150（图5l），对应龙井运动时期（图6d），此时圈闭开始形成，为主要成藏期；第三类包裹体以微小的气态烃包裹体分布在成岩晚期的铁方解石中，伴生的盐水包裹体均一温度为146150，对应冲绳运动时期（图6d），充注规模小，以补充为主。3中央反转构造带天然气“先汇后聚”动态成藏过程3.1“先汇后聚”的内涵在非继承性发育的构造，大量生、排烃期烃源岩层系的先存构造中首先发生汇烃作用形成油气聚集和成藏，当烃源岩层系为低幅构造背景、平缓台阶或鼻状构造时，油气也会发生汇烃作用，形成聚集或半聚集状态的油气（包括地层水溶解气），这些聚集或半聚集状态的油气成为晚期构造运动时垂向运移的主要“油气源”，在上部圈闭中聚集成藏，这种机制或过程称为“先汇后聚”。因此，烃源岩层系的原始汇烃条件对源上晚期构造中的油气聚集起关键作用。“先汇后聚”内涵是：大量生烃期烃源岩层系具0.11100123456花下段平上段深度/km低熟成熟高熟过熟abc花上段龙井组玉泉组柳浪组三潭组第四系地层时间/Ma010203035生烃量/(mg/g)020406080100120140生气量生油量200016012080400.53.02.52.01.51.0Ro/%累计产烃率/(mg/g)总产烃总产气总产油Ro/%图3 西湖凹陷中北部地区C1井模拟Ro与实测Ro拟合图（a），平湖组中段顶（T23）生烃演化史（b）和斜坡带暗色泥岩热模拟生烃量演化（c）（据文献 24 修改）Fig.3 Diagrams showing the matching between simulated and measured Ro for Well C1（a），the hydrocarbon generation evolution of the top middle Pinghu Fm.（T23）in the north central Xihu Depression（b）and the thermal simulation and hydrocarbon generation of dark mudstone in the slope zone（c）（modified after 24）1260第 5 期张迎朝，等.东海陆架盆地西湖凹陷中央反转构造带古近系花港组气藏“先汇后聚”机制及地质意义有正向构造背景或宽缓平台；原始汇烃作用主要发生在烃源岩层及相邻层系，形成油气聚集或丰度较高的“半聚集”油气，即“先汇”，否则储层中分散状态油气在后期难以聚集成藏；晚期圈闭形成，早期“半聚集”的油气通过断裂或裂缝垂向运移聚集成藏，即“后聚”；烃源岩层系构造高点与上部地层的构造高点可能一致也可能不一致，断裂作为“先汇”和“后聚”的沟通通道至关重要。3.2中央反转构造带天然气“先汇后聚”及其依据3.2.1烃源岩生、排烃时间早，与花港组圈闭形成时间不匹配由于研究区位于西湖凹陷埋深最大的生烃主洼内，平湖组烃源岩具有厚度大、埋深大的特点，这使得其进入成熟阶段的时间也较早，早在21.2 Ma时平湖组Ro已达到1.2%，至15.8 Ma时Ro已达1.7%。因此生烃时间也较早，26.5 Ma时已进入低成熟阶段，2615 Ma已经大量生烃（图3b），主要生、排烃时间为2315 Ma，包裹体显示H3段油气充注时间的最早时间在15 Ma，说明花港组早期烃类有充注，由于圈闭未形成，无法聚集成藏。主要生、排烃时间与花港组圈闭形成时间（1310 Ma）不匹配，推测花港组底部的砂岩应存在更早时间的油气充注。3.2.2气层天然气的成熟度与圈闭形成之前烃源岩的成熟度匹配天然气甲烷碳同位素值可用于计算天然气成熟度，前人已提出了较多计算公式，但由于西湖凹陷特殊的生烃母质类型和地质条件导致这些公式并不适用46-49，程熊等（2019）50利用天然气共生凝析油成熟度与甲烷碳同位素拟合，建立了适用于西湖凹陷长石岩屑溶蚀，少量含铁方解石胶结中强压实,中等溶蚀强压实，弱溶蚀晚期碳酸盐胶结致密硅质胶结致密长石岩屑溶蚀，含铁方解石胶结粗粒洁净砂岩地质年代古近纪新近纪渐新世中新世上新世第四纪012345深度/km成岩阶段100 140 早成岩A期早成岩B期中成岩A期中成岩B期40302010H6砂组H8砂组孔隙度/%10.1胶结作用溶蚀作用充填绿泥石发育环边绿泥石发育弱碱性成岩环境弱酸性成岩环境酸性成岩环境碱性成岩环境160 地层E3h1-2E3h5E3h7E3h3E3h9E3h4E3h6E3h871060细粒较富杂基砂岩图4 西湖凹陷中北部地区A1井花港组储层演化与孔隙演化综合图Fig.4 Comprehensive map showing the reservoir and pore evolution in the Huagang Formation of Well A1 in the north central Xihu Depression1261第 44 卷石 油 与 天 然 气 地 质的经验公式 公式（1）。研究区气层天然气甲烷碳同位素值分布于-32.2-30.6 （表 1），对应成熟度（Ro）1.61%1.72%，明显低于现今烃源岩成熟度（现今烃源岩成熟度远大于 2.00%，达过成熟阶段）（图 7），表明天然气为成熟-高成熟阶段的产物（2315 Ma），对应时间为花港组沉积末龙井组沉积末。值得注意的是，主力气层H3包裹体内捕获的天然气成熟度与现今气层的天然气成熟度一致，而50 m石英次生加大边50 m50 m20 m20 m50 m50 m50 m0102030405060H3+H4砂组N=45051015202530H3砂组N=1130102030405060均一温度/成藏早期成藏晚期成藏早期成藏晚期成藏早期成藏晚期成藏早期成藏晚期H8砂组N=390510152025303540H3砂组N=34abcdefghIijkl频率/%185均一温度/频率/%140均一温度/频率/%均一温度/频率/%160165图5 西湖凹陷中北部地区包裹体显微照片和包裹体均一温度分布频率直方图Fig.5 Photos and homogenization temperature histograms of inclusions from the north central Xihu Depressiona.D1井，埋深3 447.3 m，H3砂组，细砂岩，石英加大边微裂隙中的包裹体；b.B2井，埋深3 134.0 m，H3砂组，细砂岩，石英加大边微裂隙中的包裹体；c.C2井，埋深3 695.0 m，H3砂组，细砂岩，石英加大边微裂隙中的包裹体；d.D1井，埋深3 465.2 m，H3砂组，细砂岩，切穿石英颗粒及加大边微裂隙中的包裹体；e.C2井，埋深3 694.7 m，H3砂组，细砂岩，切穿石英颗粒及加大边微裂隙中的包裹体；f.B1井，埋深3 974.2 m，H3砂组，细砂岩，切穿石英颗粒及加大边微裂隙中的包裹体；g.D2井，埋深4 108.9 m，H5砂组，细砂岩，晚期碳酸盐胶结物中的包裹体；h.D2井，埋深4 108.9 m，H5砂组，细砂岩，晚期碳酸盐胶结物中的包裹体；i.A构造流体包裹体均一温度分布柱状图；j.B构造流体包裹体均一温度分布柱状图；k.C构造流体包裹体均一温度分布柱状图；l.D构造流体包裹体均一温度分布柱状图1262第 5 期张迎朝，等.东海陆架盆地西湖凹陷中央反转构造带古近系花港组气藏“先汇后聚”机制及地质意义下部近致密储层H6包裹体内捕获的天然气成熟度则远低于现今气层的成熟度（表1），表明花港组下部致密气层中充注的天然气比较早，主力气层天然气充注的时间较晚。原油天然气第一次油气充注第二次气充注第三次气充注3020100龙井运动花港运动玉泉运动冲绳运动3020100龙井运动花港运动玉泉运动冲绳运动第四系上新统上中新统中中新统下中新统渐新统170 190 302010龙井运动花港运动玉泉运动0第四系上新统上中新统中中新统下中新统渐新统地层50 150 30 70 90 110 130 170 190 埋藏史 热史年龄/Ma构造运动强度油气充注史深度/km012343020100龙井运动花港运动玉泉运动冲绳运动第四系上新统上中新统中中新统下中新统渐新统40 160 180 60 80 120 140 平湖组5始新统地层地层100 排烃强度abcd年龄/Ma构造运动强度油气充注史深度/km012345排烃强度年龄/Ma构造运动强度油气充注史深度/km012345排烃强度年龄/Ma构造运动强度油气充注史深度/km012345排烃强度花港组龙井组玉泉组柳浪组三潭组和第四系花港组龙井组玉泉组柳浪组三潭组和第四系花港组龙井组玉泉组柳浪组三潭组和第四系花港组龙井组玉泉组柳浪组三潭组和第四系冲绳运动150 130 110 90 70 50 30 50 150 30 70 90 110 130 170 190-埋藏史 热史-埋藏史 热史-埋藏史 热史-第四系上新统上中新统中中新统下中新统渐新统地层图6 西湖凹陷中北部地区A1井（a）、B1井（b）、C1井（c）和D1井（d）埋藏史、热史和H3砂组储层油气充注史Fig.6 Burial history，thermal history and hydrocarbon charging history of wells D1（a），B1（b），C1（c）and D1（d）in the north central Xihu Depression表1西湖凹陷中北部地区天然气组分碳同位素数据Table 1Carbon isotope data of natural gas components in the north central Xihu Depression井号D1A4C1C1C2A2A3深度/m4 298.004 333.903 188.003 724.004 296.384 585.004 571.58层位H6砂组H3砂组H2砂组H3砂组H5砂组H5砂组H5砂组测试方法包裹体击碎包裹体击碎天然气天然气天然气天然气天然气13C/C1-43.8-30.6-30.8-31.5-32.2-32.1-31.4C2-25.2-27.5-26.6-24.1-25.0C3-23.5-26.0-23.8-22.7-23.2甲烷碳同位素计算Ro/%1.021.721.701.661.611.621.66注：“”表示含量低，未检出。1263第 44 卷石 油 与 天 然 气 地 质13C1 58.67 lgRo-44.37（1）式中：13C1为天然气甲烷碳同位素值，；Ro为天然气成熟度（计算镜质体反射率），%。3.2.3气层中天然气成熟度自下而上有增大趋势研究区天然气成熟度具有向浅层增大趋势，下部致密储层的天然气甲烷碳同位素较轻，成熟度相对低，上部常规储层的天然气甲烷