西湖凹陷构造演化特征及油气运聚单元划分

于仲坤，丁 飞，赵 洪

（中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海 200335）

油气运聚单元是盆地中具有共同的油气生成、运移和聚集历史和特征的、具有成因联系的一组油气藏和远景圈闭以及为其提供烃源的有效烃灶的集合体[1]。前人针对油气运聚单元开展大量的研究表明每个运聚单元中的油气都会在流体势控制下按一定的规律运移和聚集在该运聚单元的圈闭中，不同的油气运聚单元之间油气不会相互沟通[2]。西湖凹陷目前尚未系统开展油气运聚单元的划分，对区域成藏及勘探目标优选造成困扰。因此本文在开展剥蚀厚度恢复及古构造演化等研究入手，探讨西湖凹陷在油气成藏关键时期的流体势特征，划分西湖凹陷油气运聚单元，从油气运移动力角度分析西湖凹陷油气富集分布规律及原因，为成藏研究及油气勘探开发提供依据。

西湖凹陷位于东海陆架盆地浙东坳陷东部，构造上属于东海盆地浙东拗陷内的三级构造单元。西湖凹陷总体上呈东断西超的箕状结构，由西往东总体上可划分出三个构造单元，即西部斜坡区、中央反转构造带、东部断阶区（图1）[3-7]。沉积地层自下而上为古近系宝石组、平湖组、花港组，新近系龙井组、玉泉组、柳浪组、三潭组，第四系东海群组[8-9]，其中其主要含油气层位为始新统平湖组与渐新统花港组（图2）。

1 构造格架及演化特征

西湖凹陷是在晚白垩世末期的构造背景上沉积的新生代地层，总体以巨厚的中、上始新统和中新统为特征。西湖凹陷从成盆至今经历了多阶段的构造演化，新生代大体上演化经历下列三个阶段（图3）。

1.1 断陷阶段

晚白垩世—始新世由于受到太平洋板块运动的影响，东海陆架区处于剪切拉张应力状态，受雁荡运动和瓯江运动作用，西湖凹陷断陷沉积了下始新统地层和中、上始新统地层平湖组。平湖组地层沉积后期，晚始新世东海陆架区发生了以剪切挤压作用为主的构造事件（玉泉运动），西湖凹陷整体抬升，地层长期处于剥蚀阶段，使得该区缺失了下渐新统地层，平湖组地层与上覆地层为不整合接触，形成广泛的区域不整合，为西湖凹陷油气成藏构筑了良好的输导体系。

1.2 坳陷—反转阶段（龙井运动）

玉泉运动后，整个盆地处于应力场相对松弛阶段，西湖凹陷地层断陷结构转为坳陷结构，接受沉积了花港组地层。花港组地层沉积后期，晚渐新世西湖凹陷局部发生了以剪切挤压作用为主的构造事件（花港运动），西湖凹陷整体抬升，局部地层处于剥蚀阶段，花港组地层与上覆地层为不整合接触，形成局部不整合面。受区域运动菲律宾板块的运动影响，整个东海陆架盆地再次受剪切拉分作用控制，盆地坳陷沉积，西湖凹陷坳陷沉积了巨厚的中新统地层（龙井组、玉泉组和柳浪组）。

中新世末至上新世早期，由于东侧的强烈碰撞和仰冲导致了西湖凹陷内压扭或挤压逆冲反转。整个东海陆架区挤压抬升，造成强烈隆升和剥蚀，形成广泛的区域不整合面。西湖凹陷在中新世晚期玉泉组地层沉积后，龙井运动使得该区挤压抬升，玉泉组地层大部分遭受剥蚀，仅在深凹中有残留，形成不整合面。在此阶段，有效烃源岩大量生排烃并有效成藏，是西湖凹陷含油气系统关键时刻。

图1 东海陆架盆地构造区划及西湖凹陷构造单元划分图Fig.1 Simpli fied tectonic map of the East China Sea Shelf Basin and Tectonic units of Xihu Sag

图2 西湖凹陷地层构架Fig.2 Strata in Xihu Sag

1.3 区域性沉降阶段

龙井运动后整个盆地再次处于应力松弛阶段。上新世至今，区域受印度板块强烈作用影响，整个东海陆架区处于整体拉张下沉状态，西湖凹陷开始接受了水平沉积上新

统三潭组和第四系东海群地层。

图3 西湖凹陷地层剖面图Fig.3 Stratigraphic section in Xihu Sag

2 流体势等值图的编制

2.1 流体势计算公式

20世纪40年代，M. K. Hubbert 提出利用流体势来阐述地下流体的运聚规律[10]。他把单位质量的流体所具有的机械总和定义为势，并建立数学模型，目前仍然是流体势研究的关键模型。

式中：Ф-流体势，m2/s2；g-重力加速度，9.81m/s2；z-测点相对于基准面的距离，m（基准面以上为正）；p-测点流体压力，Pa；ρ-流体密度，kg/m3；v-流速，m/s；其中z为相对基准面的高度，基准面可以选任意高程。

地下流体流动速度缓慢，其动能忽略不计。当 v≈0时，流体势的定义就为单位质量流体的势能：

2.2 流体势计算

由于西湖凹陷柳浪组沉积末期（5Ma即关键时刻）油气运移格局对油气成藏影响较大，为了深入研究西湖凹陷的油气运聚特征，需要对柳浪组沉积末期流体势进行计算。

本文将通过回剥法恢复柳浪组沉积末期平湖组顶面构造图，其做法是：以现今构造图为基础，按1km×1km的网格结点读取该反射层的埋深，减去对应结点上柳浪组现今上覆地层厚度，恢复柳浪组沉积末期平湖组顶面构造图（图4(a)）。然后再通过公式2计算得到古构造流体势平面图（图4(b)）。

2.3 柳浪组沉积末期流体势特征

由柳浪组沉积末期的古流体势分布图（图4(b)）可以看出，其分布规律较强。在凹陷的沉积沉降中心部位的流体势最高，在斜坡部位的流体势较低。按照油气运移遵循的原则，流体由凹陷中央的高势区向斜坡带的低势区运移；在同一平面上，流体势总体表现出由凹陷中央向斜坡逐渐降低的分布规律。整体来看，高势区分布范围较小，主体位于凹陷的中北部，处于生烃中心，只要存在有效的圈闭，就能够形成油气藏，是有利的油气聚集区。

图4 西湖凹陷平湖组(5Ma)顶面构造图(a)与流体势等值图(b)Fig.4 Top structure (a) and fluid potential contour(b) of Pinghu Formation (5Ma) in Xihu Sag

3 运聚单元划分

以流体势分析为基础的油气运聚格局分析，是划分油气运聚单元的基础[1]。

本次研究中运聚单元边界的划分是在含油气系统研究的基础上实现。首先做出有效烃源岩大量生排烃期有效烃源岩系顶面（储层底面）的流体势图，研究油气疏导体系的分布；在流体势图上根据高势面的分布划出油气运移分割槽；以分割槽为边界并考虑油气输导体系的分布确定油气运聚单元的边界[11-12]。

研究区有效烃源岩大量生排烃时刻为柳浪组沉积末期（距今5Ma），参考古流体势特征（图4(b)），根据西湖凹陷油气输导体系分布，将凹陷划分为三大油气运聚区，即西部斜坡油气运聚区、中央洼陷油气运聚区和东部断阶油气运聚区。同时参考构造、流体势变化情况等，在三大油气运聚区的基础上又划分出9个油气运聚单元。运聚单元I、II、III、IV属于西部斜坡油气运聚区；运聚单元V、VI、VII属于中央洼陷油气运聚区；运聚单元VIII、IX属于东部断阶油气运聚区（图5）。

3.1 西部斜坡油气运聚区

I—IV号运聚单元：位于西湖凹陷西部，该区域断裂发育，为油气纵向和横向运移提供良好输导条件；发育的圈闭类型主要有断背斜、断鼻、断块圈闭[13]。其中I、II、III号运聚单元部分处于高势区，有利于流体向斜坡低势区运移、成藏，是较好的油气聚集单元。

3.2 中央洼陷油气运聚区

V—VII运聚单元：位于西湖凹陷中部，该区域油气以砂岩、断层输导体系为主；发育的圈闭类型主要有背斜、断背斜、断鼻、断块圈闭。其中V、VI号运聚单元整体处于高势区，只要存在有效的圈闭，就能够形成油气藏，是较好的油气聚集单元。

图5 西湖凹陷平湖组(5Ma)流体势及运聚单元划分Fig.5 Fluid potential and migration-accumulation unit partition of Pinghu Formation (5Ma) in Xihu Sag

3.3 东部断阶油气运聚区

VIII—IX运聚单元：位于西湖凹陷东部，VIII、IX号运聚单元整体处于低势区，不利于流体运移、成藏，是比较差的油气聚集单元。

4 结论

（1）流体势总体表现出由凹陷中央向斜坡逐渐降低的分布规律，西湖凹陷中央为主要供流区，斜坡带为泄流区。高势区分布范围较小，主体位于凹陷的中北部，处于生烃中心，只要存在有效的圈闭，就能够形成油气藏，是有利的油气聚集区。

（2）结合流体势特征将西湖凹陷划分出3个油气运聚区9个油气运聚单元。其中西部斜坡油气运聚区的I、II、III号运聚单元和中央洼陷油气运聚区的V、VI号运聚单元是较好的油气聚集单元。