刁慧

（中海石油（中國(guó)）有限公司上海分公司，上海 200335）

1 基本地質(zhì)情況

東海陸架盆地是歐亞板塊東緣的弧后盆地，是在晚白堊-古新世時(shí)期拉張而形成的伸展盆地。麗水凹陷位于東海盆地西南部（圖1），為北東—南西向展布的東斷西超的典型的箕狀凹陷[1-2]，內(nèi)部被中央潛山-披覆構(gòu)造帶分割為東、西兩個(gè)次洼[3]。其構(gòu)造活動(dòng)主要受太平洋板塊運(yùn)動(dòng)的制約，經(jīng)歷了三次構(gòu)造熱事件的作用，使得麗水凹陷經(jīng)歷了古新世的裂陷伸展、始新世的冷卻沉降坳陷、上第三紀(jì)-第四紀(jì)的區(qū)域水平沉降三個(gè)演化階段[4-5]。裂陷早期沉積了濱淺湖相下古新統(tǒng)月桂峰組地層，厚達(dá)2000余米。裂陷中晚期海水侵入，沉積充填了濱淺海相的砂泥巖含煤的上古新統(tǒng)靈峰組、明月峰組煤系地層，厚逾5000米。上、下古新統(tǒng)這兩套不同沉積環(huán)境沉積的湖相泥巖及煤系泥巖形成了麗水凹陷的烴源巖[6-8]。目前，在麗水凹陷東、西次凹及靈峰潛山周邊鉆探的10余口均有良好的油氣顯示，并在西次凹發(fā)現(xiàn)XW36氣田[9]。筆者通過(guò)對(duì)已鉆井天然氣和二氧化碳?xì)獾某梢颉?lái)源分析，探討麗水凹陷有利勘探方向和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)麗水凹陷勘探具有一定指導(dǎo)意義。

圖1 麗水凹陷構(gòu)造—地層劃分Fig.1 Division of tectonic and stratigraphic units in the Lishui Sag

2 天然氣與二氧化碳的組成和碳同位素特征

麗水凹陷天然氣分為氣藏凝析氣和油藏溶解氣，氣藏凝析氣二氧化碳含量普遍較高，除了麗水36-1氣田外，其余井二氧化碳含量大于88%，氣藏凝析氣干燥系數(shù)在0.84～0.89之間，屬于濕氣。油藏溶解氣二氧化碳含量低，以烴類(lèi)氣為主，占93%～99%，溶解氣干燥系數(shù)小于0.82（表1）。

天然氣同位素差別較大，甲烷碳同位素最輕可達(dá)-46‰，最重可達(dá)-29‰，乙烷碳同位素最輕的為-33‰，最重為-27.01‰。二氧化碳碳同位素表現(xiàn)為氣藏凝析氣與油藏溶解氣不同，氣藏凝析氣二氧化碳碳同位素重于-9.2‰，油藏溶解氣二氧化碳碳同位素為-22.2‰（表2）。

3 天然氣成因來(lái)源

表1 麗水凹陷天然氣組分Table 1 Natural gas components in Lishui Sag

表2 麗水凹陷天然氣碳同位素Table 2 Natural gas carbon isotope in Lishui Sag

圖2 麗水凹陷天然氣成因劃分Fig.2 Genetic classification of natural gas in Lishui Sag

圖3 麗水凹陷天然氣δ13C1-C1/C2+3天然氣成因分類(lèi)Fig.3 Genetic classification of natural gas δ13C1-C1/C2+3 in Lishui Sag

圖4 麗水凹陷天然氣δ13C2-δ13C1分布及成熟度Fig.4 Distribution and maturity of δ13C2-δ13C1 of natural gas in Lishui Sag

Prinzhofer等研究表明[14-16]，具有氣源關(guān)系的氣源巖干酪根碳同位素比天然氣丁烷重1‰上下。氣、油、源碳同位素對(duì)比來(lái)看，麗水凹陷西次洼中北部DW13-1-1和XW36-1-1大部分天然氣丁烷同位素與XW36-1-1的全油碳同位素、湖相月桂峰組烴源巖趨近，西次洼中北部的天然氣與油同源，并來(lái)源于月桂峰組烴源巖。靈峰潛山ZY-1的天然氣同位素重于ZY-1全油碳同位素，表明靈峰潛山的天然氣與油不同源，天然氣可能來(lái)源于西次洼，而原油來(lái)源于東次洼。西次洼中南部的XW36-1-2部分、XW35-7-1d和DYX-1井天然氣碳同位素重于全油碳同位素，介于月桂峰組烴源巖和靈峰組烴源巖之間，天然氣來(lái)源于湖相月桂峰組和陸相靈峰組烴源巖混源（圖5）。

Pallasser等指出[17-18]，在氣藏沒(méi)有發(fā)生次生蝕變，如細(xì)菌氧化及逸散的情況下，同源天然氣的C1～C4烷烴δ13C值與它們的碳數(shù)倒數(shù)（1/Cn，n=1～4）應(yīng)呈線(xiàn)性關(guān)系。天然氣碳同位素折線(xiàn)圖（圖6）表明，靠近西次洼中心的ZY-1油藏溶解氣、XW36-1-1、XW36-1-2、XW35-7-1d井氣藏凝析氣折線(xiàn)近似直線(xiàn)，發(fā)生次生蝕變程度低，氣源較單一。遠(yuǎn)離西次洼中心DW13-1-1、DYX-1天然氣碳同位素倒數(shù)呈明顯折線(xiàn)，存在氣藏蝕變、天然氣逸散及混源。

圖5 麗水凹陷天然氣與原油、 烴源巖碳同位素值對(duì)比Fig.5 Natural gas, crude oil and source rock carbon isotope comparison in Lishui Sag

圖6 麗水凹陷天然氣碳同位素與碳數(shù)倒數(shù)折線(xiàn)圖Fig.6 Natural gas carbon isotope and carbon number reciprocal line chart in Lishui Sag

4 二氧化碳成因來(lái)源

麗水凹陷目前鉆探的井中均有二氧化碳，其中氣藏凝析氣中二氧化碳含量比例較高，占比31%～98%，油藏溶解氣中二氧化碳含量較低，占比1%左右，二氧化碳含量整體呈現(xiàn)出從凹陷邊緣向凹陷中心逐漸降低的趨勢(shì)（表1）。

從二氧化碳碳同位素可以看出，氣藏凝析氣二氧化碳碳同位素較重（-4‰～9.2‰），油藏溶解氣二氧化碳碳同位素輕，為-22.2‰（表2）。依據(jù)二氧化碳含量和二氧化碳碳同位素關(guān)系[19]，XW36-1-1、DW13-1-1、DYX-1和XW35-7-1d井氣藏凝析氣中為二氧化碳無(wú)機(jī)成因二氧化碳，ZY-1井油藏溶解氣中二氧化碳為有機(jī)成因二氧化碳（圖7）。

依據(jù)二氧化碳碳同位素和R/Ra關(guān)系[20]，XW36-1-2、DW13-1-1氣藏凝析氣中無(wú)機(jī)成因二氧化碳來(lái)源于火山活動(dòng)溝通地幔的幔源二氧化碳（圖8）。二氧化碳碳同位素有從凹陷邊緣向凹陷中央逐漸變輕的趨勢(shì)，這與火山活動(dòng)由凹陷邊緣向凹陷中央逐漸減弱一致[21]，這種趨勢(shì)反映了無(wú)機(jī)二氧化碳?xì)獾倪\(yùn)移是由凹陷邊緣向凹陷中央運(yùn)移。

圖7 麗水凹陷天然氣中二氧化碳成因鑒別Fig.7 Identification of carbon dioxide genesis in natural gas in Lishui Sag

圖8 麗水凹陷天然氣中二氧化碳來(lái)源鑒別Fig.8 Identification of carbon dioxide source in natural gas in Lishui Sag

5 結(jié)論與啟示

（1）麗水凹陷天然氣劃分為兩種類(lèi)型：一種以月桂峰組湖相烴源巖為主要貢獻(xiàn)，為油型氣、Ⅱ型干酪根熱成因，天然氣成熟度在Ro1.3%左右，主要分布在東次洼、西次洼中北部及靈峰潛山帶；另一種以靈峰組煤系烴源巖為主要貢獻(xiàn)，為煤成氣或煤成氣與油型氣混合、Ⅲ型干酪根高溫裂解成因，天然氣成熟度高，在Ro2.0%左右，主要分布在西次洼中南部。麗水凹陷天然氣資源以第一種為主。

（2）麗水凹陷二氧化碳?xì)庥袃煞N類(lèi)型：一種為無(wú)機(jī)成因幔源二氧化碳，二氧化碳的含量高，二氧化碳的含量受火山活動(dòng)強(qiáng)弱控制明顯；另一種為有機(jī)成因二氧化碳，其含量低。麗水凹陷二氧化碳以第一種為主，影響油氣發(fā)現(xiàn)的商業(yè)性。

渠系受益村社作物種植復(fù)雜，地畝不連片，作物需水量多少極不均勻，黑河調(diào)水頻繁，夏秋季嚴(yán)重缺水，地下水和地表水混合使用，供需水矛盾尖銳，給測(cè)水量水工作帶來(lái)極大困難。

（3）天然氣、二氧化碳成因來(lái)源對(duì)勘探的啟示：一、麗水凹陷以湖相月桂峰組為主力烴源巖的天然氣是主要資源，其主要分布西次洼中北部及靈峰潛山帶，東次洼為少量的油資源；二、麗水凹陷以陸源靈峰組為主力烴源巖的天然氣是重要的資源，其主要分布在西次洼中南部；三、靠近西次洼中央，遠(yuǎn)離西北、南部火山活動(dòng)活躍區(qū)，對(duì)減低二氧化碳對(duì)油氣勘探風(fēng)險(xiǎn)十分必要。因此，圍繞西次洼中北部及靈峰潛山帶尋找構(gòu)造、巖性圈閉，并規(guī)避溝通火山的斷層通道及火山活躍地區(qū)，是油氣勘探的有利方向。

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