琼东南盆地深水区宝岛21-1气田天然气来源及输导体系

doi:10.11743/ogg20230515

摘要/Abstract

摘要：

宝岛21-1气田的发现是琼东南盆地宝岛凹陷近30年以来油气勘探取得的最大突破，打开了勘探新局面，有关其天然气来源和输导体系的认识，对宝岛凹陷进一步勘探具有重要意义。以宝岛21-1气田为主要研究对象，采用油气地球化学及断裂体系刻画等手段，详细分析了天然气组成、碳同位素特征和凝析油生物标志化合物特征，精细刻画了主控断层几何形态和运动学特征，并分析了其对天然气富集的贡献。结果显示，宝岛21-1气田具有重烃气含量高、干燥系数低及碳同位素轻的特点，与Y13气田和L17气田具有明显差异，揭示除陆源有机质的贡献外，还有明显的腐泥型有机质贡献，主要为海相藻类的贡献。宝岛21-1构造经历了3期油气充注，断裂与陵水组三段三角洲砂体构成了高效输导体系，断裂形态与差异活动性控制油气汇聚-输导，使该构造所在位置成为优势聚集区。建立了紧邻生烃主洼，沿“大型构造脊+断面脊汇聚，长期活动的大型沟源断裂与三角洲砂岩配置高效输导”的天然气富集模式，为宝岛凹陷及琼东南盆地勘探提供重要依据。

关键词: 输导体系, 充注期次, 富集模式, 天然气来源, 深水区, 宝岛凹陷, 琼东南盆地

Abstract:

The discovery of Baodao 21-1 gas field highlights a landmark achievement in the hydrocarbon exploration efforts in the Baodao Sag of the Qiongdongnan Basin over the past three decades， opening up new exploration prospects. To further explore the gas potential in the sag， understanding the sources and migration pathways of natural gas is paramount. This study delves into the exploration of the Baodao 21-1 gas field， offering detailed insights into the composition and carbon isotopes of natural gas， as well as condensate biomarkers， based on petroleum geochemistry and fault system characterization. Furthermore， this study presents a fine-scale characterization of the geometrical morphologies and kinematic properties of dominant faults and evaluates their role in natural gas enrichment. Key findings include. （1） The Baodao 21-1 gas field showcases high concentrations of heavy hydrocarbon gases， low drying coefficients， and light carbon isotopes， distinguishing itself from Y13 and L17 gas fields. This suggests significant contributions from marine algae-derived sapropelic organic matter besides terrigenous organic matter. （2） The Baodao 21-1 structure experienced three stages of hydrocarbon charging. The structure’s faults and the deltaic sand bodies in the third member of the Lingshui Formation serve as effective pathways for hydrocarbon migration. The fault morphology and differential activity dictate the hydrocarbon accumulation and migration. All these make the Baodao 21-1 gas field become a major area for hydrocarbon accumulation. （3） The natural gas enrichment mode for the gas field is established. This mode includes proximity to major hydrocarbon-generating sags， gas accumulation along a large-scale structural ridge and a fault-plane ridge， and efficient migration pathways via long-term active faults in large scale connecting source rocks， and deltaic sandstones. This study lays the groundwork for forthcoming exploration in both the Baodao Sag and even the Qiongdongnan Basin as a whole.

Key words: migration pathway, hydrocarbon charging stage, enrichment mode, natural gas source, deep-water area, Baodao Sag, Qiongdongnan Basin

中图分类号:

TE122.1

尤丽,权永彬,庹雷,等. 琼东南盆地深水区宝岛21-1气田天然气来源及输导体系[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1270-1278. doi: 10.11743/ogg20230515 Li YOU,Yongbin QUAN,Lei TUO,et al. Natural gas sources and migration pathways of the Baodao 21-1 gas field in the deep-water area of the Qiongdongnan Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(5): 1270-1278. doi: 10.11743/ogg20230515

图/表 9

图1

图2

表1

琼东南盆地宝岛21-1气田古近系陵水组三段天然气组分和碳同位素数据"

井名	深度 /m	天然气组分含量/%				碳同位素值/‰
井名	深度 /m	C₁	C₂₊	N₂	CO₂	δ¹³C₁	δ¹³C₂	δ¹³C₃	δ¹³C $C O 2$
B21-1a	4 121.0	70.18	4.07	0.16	25.58	-40.62	-30.16	-26.67	-6.47
	4 123.6	68.21	5.36	0.58	25.85	-39.54	-28.43	-27.02	-5.03
	4 306.0	57.14	3.32	0.28	39.26	-40.10	-29.26	-25.43	-4.80
	4 335.8	44.82	2.65	0.45	52.08	-42.02	-31.00	-26.07	-3.81
B21-1b	4 147.0	72.15	19.84	0.92	7.09	-38.65	-29.25	-28.60	-7.06
	4 218.5	41.64	8.30	0.79	49.27	-40.88	-28.78	-25.47	-6.01
	4 268.5	60.90	9.12	0.87	29.11	-39.09	-29.76	-27.63	-4.70
	4 479.5	70.12	13.72	0.19	15.97	-40.17	-30.43	-26.68	-6.82

表1

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参考文献 20

1	吴克强，曾清波，李宏义，等. 南海北部天然气成藏规律与勘探领域［J］. 中国海上油气， 2022， 34（5）： 23-35.
	WU Keqiang， ZENG Qingbo， LI Hongyi， et al. Accumulation laws and exploration fields of natural gas in northern South China Sea［J］. China Offshore Oil and Gas， 2022， 34（5）： 23-35.
2	XIE Yuhong， WANG Zhenfeng， TONG Chuanxin. Petroleum geology of Yacheng 13-1， the largest gas field in China’s offshore region［J］. Marine and Petroleum Geology， 2008， 25（4/5）： 433-444.
3	王振峰，孙志鹏，张迎朝，等. 南海北部琼东南盆地深水中央峡谷大气田分布与成藏规律［J］. 中国石油勘探， 2016， 21（4）： 54-64.
	WANG Zhenfeng， SUN Zhipeng， ZHANG Yingzhao， et al. Distribution and hydrocarbon accumulation mechanism of the giant deepwater Central Canyon gas field in Qiongdongnan Basin， northern South China Sea［J］. China Petroleum Exploration， 2016， 21（4）： 54-64.
4	张迎朝，范彩伟，徐新德，等. 南海琼东南盆地东区天然气成因类型与烃源探讨［J］. 石油实验地质， 2015， 37（4）： 466-472， 478.
	ZHANG Yingzhao， FAN Caiwei， XU Xinde， et al. Genesis and sources of natural gas in eastern Qiongdongnan Basin， South China Sea［J］. Petroleum Geology and Experiment， 2015， 37（4）： 466-472， 478.
5	徐长贵，邓勇，吴克强，等. 南海北部强活动型被动陆缘盆地宝岛21-1大气田的发现及地质意义［J］. 石油学报， 2023， 44（5）： 713-729.
	XU Changgui， DENG Yong， WU Keqiang， et al. Discovery and geological significance of the large gas field Baodao 21-1 in a passive epicontinental basin with strong activity in the northern South China Sea［J］. Acta Petrolei Sinica， 2023， 44（5）： 713-729.
6	徐长贵，尤丽. 琼东南盆地松南—宝岛凹陷北坡转换带特征及其对大中型气田的控制［J］. 石油勘探与开发， 2022， 49（6）： 1061-1072.
	XU Changgui， YOU Li. North slope transition zone of Songnan-Baodao Sag in Qiongdongnan Basin and its control on medium and large gas fields， South China Sea［J］. Petroleum Exploration and Development， 2022， 49（6）： 1061-1072.
7	邓勇，裴健翔，胡林，等. 南海西部海域宝岛21-1气田的发现与成藏模式［J］. 中国海上油气， 2022， 34（5）： 13-22.
	DENG Yong， PEI Jianxiang， HU Lin， et al. Discovery and hydrocarbon accumulation models of Baodao 21-1 Gas Field in the western South China Sea［J］. China Offshore Oil and Gas， 2022， 34（5）： 13-22.
8	贺婉慧，汪伟，尹宏伟，等. 琼东南盆地深水区构造演化及东西段构造差异对比［J］. 高校地质学报， 2022， 28（5）： 644-654.
	HE Wanhui， WANG Wei， YIN Hongwei， et al. Structural evolution in deep water area of Qiongdongnan Basin and comparison of structural differences between eastern and western segments［J］. Geological Journal of China Universities， 2022， 28（5）： 644-654.
9	吴克强，解习农，裴健翔，等. 超伸展陆缘盆地深部结构及油气勘探意义——以琼东南盆地为例［J］. 石油与天然气地质， 2023， 44（3）： 651-661.
	WU Keqiang， XIE Xinong， PEI Jianxiang， et al. Deep architecture of hyperextended marginal basin and implications for hydrocarbon exploration： A case study of Qiongdongnan Basin［J］. Oil & Gas Geology， 2023， 44（3）： 651-661.
10	YOU Li， XU Shouli， MAO Xuelian， et al. Reservoir characteristics and genetic mechanisms of the mesozoic granite buried hills in the deep-water of the Qiongdongnan Basin， Northern South China Sea［J］. Acta Geologica Sinica （English Edition）， 2021，95（1）： 259-267.
11	XIA Xinyu， GAO Yongli. Mechanism of linear covariations between isotopic compositions of natural gaseous hydrocarbons［J］. Organic Geochemistry， 2017， 113： 115-123.
12	DAI Jinxing， XIA Xinyu， QIN Shengfei， et al. Origins of partially reversed alkane δ¹³C values for biogenic gases in China［J］. Organic Geochemistry， 2004， 35（4）： 405-411.
13	HAO Fang， LI Sitian， SUN Yongchuan， et al. Geology， compositional heterogeneities， and geochemical origin of the Yacheng Gas Field， Qiongdongnan Basin， South China Sea［J］. AAPG Bulletin， 1998， 82（7）： 1372-1384.
14	ZHU Weilin， HUANG Baojia， MI Lijun， et al. Geochemistry， origin， and deep-water exploration potential of natural gases in the Pearl River Mouth and Qiongdongnan basins， South China Sea［J］. AAPG Bulletin， 2009， 93（6）： 741-761.
15	张功成，陈莹，李增学，等. 中国海域煤型油气成因理论［J］. 石油与天然气地质， 2022， 43（3）： 553-565.
	ZHANG Gongcheng， CHEN Ying， LI Zengxue， et al. Theory on genesis of coaliferous petroleum in the China Sea［J］. Oil & Gas Geology， 2022， 43（3）： 553-565.
16	李增学，刘莹，李晓静，等. 琼东南盆地古近纪泥炭沼泽破坏与重建作用对煤型源岩物质形成的控制［J］. 石油与天然气地质， 2022， 43（6）： 1309-1320.
	LI Zengxue， LIU Ying， LI Xiaojing， et al. The control of Paleogene peat swamp destruction and reconstruction on the formation of coal-type source material in the Qiongdongnan Basin［J］. Oil & Gas Geology， 2022， 43（6）： 1309-1320.
17	梁刚，甘军，李兴. 琼东南盆地陵水凹陷天然气成因类型及来源［J］. 中国海上油气， 2015， 27（4）： 47-53.
	LIANG Gang， GAN Jun， LI Xing. Genetic types and origin of natural gas in Lingshui Sag， Qiongdongnan Basin［J］. China Offshore Oil and Gas， 2015， 27（4）： 47-53.
18	黄合庭，黄保家，黄义文，等. 南海西部深水区大气田凝析油成因与油气成藏机制——以琼东南盆地陵水17-2气田为例［J］. 石油勘探与开发， 2017， 44（3）： 380-388.
	HUANG Heting， HUANG Baojia， HUANG Yiwen， et al. Condensate origin and hydrocarbon accumulation mechanism of the deepwater giant gas field in western South China Sea： A case study of Lingshui 17-2 Gas Field in Qiongdongnan Basin， South China Sea［J］. Petroleum Exploration and Development， 2017， 44（3）： 380-388.
19	黄第藩，李晋超，张大江. 干酪根的类型及其分类参数的有效性、局限性和相关性［J］. 沉积学报， 1984， 2（3）： 18-33.
	HUANG Difan， LI Jinchao， ZHANG Dajiang. Kerogen types and study on effectiveness， limitation and interrelation of their identification parameters［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 1984， 2（3）： 18-33.
20	谢玉洪，童传新，范彩伟，等. 琼东南盆地断裂系统特征与演化［J］. 大地构造与成矿学， 2015， 39（5）： 795-807.
	XIE Yuhong， TONG Chuanxin， FAN Caiwei， et al. Characteristics and evolution of fault system in Qiongdongnan Basin［J］. Geotectonica et Metallogenia， 2015， 39（5）： 795-807.

[1]	周荔青, 江东辉, 杨鹏程, 张如凤, 董鑫, 桑亚迪. 琼东南盆地陵水北坡LS13-2区勘探思路与突破方向[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(3): 673-683.
[2]	韩载华, 刘华, 赵兰全, 刘景东, 尹丽娟, 李磊. 渤海湾盆地临南洼陷古近系沙河街组源-储组合类型与致密（低渗）砂岩油差异富集模式[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(3): 722-738.
[3]	付超, 谢玉洪, 赵雨初, 王晖, 苑志旺, 徐伟, 陈国宁. 深水峡谷上游复合浊积砂岩储层类型及其展布规律[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(2): 516-529.
[4]	侯读杰, 吴克强, 尤丽, 张自鸣, 李雅君, 熊小峰, 徐敏, 严夏泽, 陈威合, 程熊. 琼东南盆地陆源海相烃源岩有机质富集机理[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(1): 31-43.
[5]	孙龙德, 王小军, 冯子辉, 邵红梅, 曾花森, 高波, 江航. 松辽盆地古龙页岩纳米孔缝形成机制与页岩油富集特征[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(6): 1350-1365.
[6]	史玉玲, 龙祖烈, 张向涛, 温华华, 马晓楠. 珠江口盆地恩平凹陷恩平17洼油气动态成藏过程[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1279-1289.
[7]	李东伟, 龚承林, 胡林, 何小胡, 罗泉源. 深水水道沉积内幕级次划分与精细刻画[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 553-564.
[8]	侯明才, 何小胡, 金秋月, 曹海洋, 贺礼文, 阙有缘, 陈安清. 琼东南盆地中生代潜山成储主控因素及分布规律[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 637-650.
[9]	吴克强, 解习农, 裴健翔, 任建业, 尤丽, 姜涛, 权永彬. 超伸展陆缘盆地深部结构及油气勘探意义[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 651-661.
[10]	李增学, 刘莹, 李晓静, 张功成, 孙瑞, 王东东, 尹露生, 刘佳敏. 琼东南盆地古近纪泥炭沼泽破坏与重建作用对煤型源岩物质形成的控制[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(6): 1309-1320.
[11]	郑见超, 李斌, 袁倩, 戚明辉, 尹中山, 彭军, 黄毅, 张烨毓. 塔里木盆地巴楚-塔北地区深层寒武系油气成藏过程与勘探方向[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(1): 79-91.
[12]	张培先, 何希鹏, 高全芳, 高玉巧, 孙斌, 蔡潇, 何贵松, 张志萍, 刘娜娜. 四川盆地东南缘二叠系茅口组一段页岩气藏地质特征及富集模式[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(1): 146-157.
[13]	陈莹, 韩银学, 边立曾, 曾清波, 郭帅, 纪沫, 杨东升, 王龙颖. 南海北部深水区古近系沉积体系的东西差异及对烃源岩分布的影响[J]. 石油与天然气地质, 2020, 41(5): 1028-1037.
[14]	杨海风, 徐长贵, 牛成民, 钱赓, 李正宇, 高雁飞, 黄振. 渤海湾盆地黄河口凹陷新近系油气富集模式与成藏主控因素定量评价[J]. 石油与天然气地质, 2020, 41(2): 259-269.
[15]	田继先, 李剑, 曾旭, 孔骅, 王鹏, 沙威, 王牧, 石正灏, 宋德康. 柴北缘深层天然气成藏条件及有利勘探方向[J]. 石油与天然气地质, 2019, 40(5): 1095-1105.