东海盆地地质与油气-天然气水合物成藏动力学(精)

第1章东海自然地理、含油气盆地特征与油气勘探概况 1.1　自然地理概况 1.1.1　东海地理位置 东海是我国四大海域之一（图1-1），面积约，位于我国长江口启东角至韩国济州岛连线以南，西北与黄海为邻，东北系朝鲜海峡；东界为琉球群岛；南界为广东南澳岛至台湾鹅銮鼻连线以北，西南为台湾岛及台湾海峡；西接中国大陆浙闽隆起区。“三隆两盆”自西往东呈北东向展布，分别为浙闽隆起区、东海陆架盆地（含台西盆地）、钓鱼岛隆褶带、冲绳海槽盆地和琉球隆褶带，东海发育边缘海、陆架海。 图1-1　中国地图（可见东海位置） 1.1.2　东海与西太平洋边缘海 东海位于西太平洋边缘海中段，区域内发育总计23个边缘海及海盆（图1-2）。有关它们形成的过程、结果与机制的研究具有全球性意义。前人研究多涉及西太平洋边缘海地质环境与动力学背景，主要针对板块俯冲、地壳结构、深部特征与沉积盆地的成因与机制的内容；本节研究东海及其陆架海盆地与边缘海盆地的地质构造、资源环境特征，着眼于“沟-弧-盆”体系的岩石学、深部动力学证据。 图1-2　西太平洋边缘海盆地链及研究区示意图 本图根据Tamaki 和Honza（1991）修改 1.1.3 东海海底地形地貌 东海海底地形由西至东分为大陆架、大陆坡（冲绳海槽西坡）、冲绳海槽和琉球西侧岛架四个基本构造单元（图1-3），平均水深370m。 （1）东海大陆架面积约，是我国大陆向海洋方向的自然延伸倾没部分，平均水深72m，陆架边缘水深变化在150m左右，陆架地形坡度为0°1＇17〞，是世界上*宽广的大陆架之一。 （2）东海大陆坡位于大陆架和冲绳海槽之间，长约1200km。陆坡南宽北窄，*宽处超过80km，*窄处为11.6km，平均宽度约46km。陆坡北段坡度较缓，南段较陡，平均坡度为2°～4°。陆坡水深变化在150～500m。陆坡海底侵蚀强烈，地貌崎岖不平。 （3）东海冲绳海槽呈一向东南方向突出的舟状，南北长约1000km，东西宽70～200km，面积为。海槽水深南深北浅，南部水深变化在1000～2000m，*深超过2500m，北段水深变化在600m左右，*浅小于500m。槽底地形平坦，坡度小于1°，但分布有少量的海底山及海丘。 （4）琉球岛架是东海露出海面的琉球群岛、九州岛及各岛屿在水下的部分，面积约，其地形复杂，沙滩、岩滩密布，水下峡谷发育，各岛架之间并不连续。岛架宽度不大，*宽处不足100km，*窄处近4km。 图1-3　东海海底地貌图 1.1.4　东海海况与潮流 东海隶属于中国海域半日潮海域。主要海况特点是春季4～6月为气候平缓时期，夏季7～9月常受台风影响，冬季由于冷空气不定期的侵袭，气候条件同样比较恶劣。 东海海区潮流为不规则半日周期旋转流，旋转方向为顺时针，表层落潮*大流速为0.92kn，流向为22°，涨潮流速一般为0.5～1.5kn，*大流速为2kn，流向为2°；中层落潮*大流速为0.92kn，流向为16°，涨潮*大流速为0.85kn，流向为210°；底层落潮*大流速为0.92kn，流向为48°，涨潮*大流速为0.62kn，流向为12°。中、底层流向以北东向为主，可能是受黑潮影响引起。 1.1.5　东海基底的性质 东海西区（陆架盆地区）布格重力异常场呈北北东向，形成10mGal 场值区。该场值区西南部出现-10mGal场值；西部零星出现小于0mGal场值；其外，西北部局部见10～20mGal场值分布，西南部出现20mGal场值；略向东，平行于西区10mGal场值圈闭区，沿北东向出现10～20mGal狭窄非场值圈闭区。至冲绳海槽，场值大于20mGal并形成场值圈闭，沿海槽形成40～80mGal场值圈闭区。这种低负异常值表明了陆架区地壳结构的陆壳性质，地壳厚度一般在30km左右。场值高、变化平缓是深海洋壳结构地区的布格重力异常特征，一般都在300mGal以上。冲绳海槽地区场值小于80mGal，属于过渡性地壳性质。 在磁力异常图上，东海陆架磁场区表现为东西有别，其中，陆架西缘为剧变磁异常区，总体呈北北东向，是中生代火山岩的反映，济州岛西为新生代玄武岩的反映，基底反映为华南块体的延伸。 陆架磁场区还表现为南北有异，北部为负磁场背景上具环形分布的椭圆形宽缓异常，南部与陆架西缘间被一条高磁高重力线性异常带分开，自西向东由宽缓负异常过渡到正异常，反映陆架盆地区基底与陆架西缘有别；南北之间除基底差异外，还受到台湾地块向北推移及菲律宾海板块俯冲的改造作用。 1.2　东海盆地油气勘探概况 东海发育三大盆地，分别为东海陆架盆地、冲绳海槽盆地和台西盆地。东海陆架盆地是一个中、新生代叠置的大型复合含油气沉积盆地，勘探证实油气资源赋存分布于新生代沉积盆地内；冲绳海槽盆地目前尚无油气钻井，西南部有1口ODP195航次KS-1井（许红等，2013），目前认识较为肤浅；台西盆地面积小，但非研究重点。 1.2.1　东海沉积盆地油气勘探概况 东海丰富的油气资源前景早就引起国内外地质学家的极大兴趣，以及国外石油公司的密切关注。20世纪60年代末，东海陆架盆地开始了较为系统的油气调查工作。 1968～1971年，美国、日本等国曾对东海进行过宽间距的综合地球物理调查（地震、重力、磁力）、地热流测量及海底沉积物取样等工作，并打了少量探井。 1970～1975年，美国的海湾、大洋、克林顿及德克斯菲四家公司，以合作或租赁形式，在东海陆架盆地做过近30000km的二维数字地震剖面，并钻了5口井（Fukui-1X，YCC-1X，Laohu-1X，YFA-1，YDA-1X），未获重要发现。 20世纪60年代末和70年代初，中国台湾有关公司在台湾海峡的东部开展了地球物理调查和钻探工作，发现了鹿港近海的振安、澎湖附近的振威和台西等含油气构造。 1982～1983年，中国台湾“中油”股份有限公司在武夷低凸起及其南端施工了5口钻井，钻遇了晚白垩世至渐新世的沉积，没有重要发现。 1978～1984年，日本、韩国和美国在东海盆地东北部及其周围海域做了大量的地球物理调查工作，并先后钻井10口，不少钻井见到良好油气显示，但无商业价值。 东海大规模的油气钻探始于1974年，到“六五”末（1985年），主要进行了东海宽间距综合地球物理调查及局部范围面积普查和少量钻井。通过该阶段勘查，确认东海存在两个地质时代不同、基底不同、结构不同、形成机制和演化史各异的沉积盆地，分别属于大陆架海域的东海陆架盆地和陆架前缘的冲绳海槽盆地。其中，东海陆架盆地新生代沉积巨厚，是东海油气勘探发现开发的主要场所。 “七五”（1986年）以来，我国主要是对东海陆架盆地重点拗（凹）陷开展深入的油气勘查工作。勘查单位主要包括中国石化上海油气分公司、中国海洋石油东海公司。中国地质调查局青岛海洋地质研究所、广州海洋地质调查局（主要工作针对台西盆地）也先后开展了地球物理调查工作。 中国石化上海油气分公司的油气勘探累计完成主要工作量（截至2000年年底）如下：重力调查近60000km，磁力调查约120000km；二维地震勘探约130000km；三维地震勘探3264 km2；探井35口；化探1286个点。浙东拗陷大部分地区完成了（4km×8km）～（8km×16km））测网的地震概查工作。其中，在长江凹陷概查的基础上，局部地区完成了2km×2km测网的地震面积普查工作，钻井1口；在西湖凹陷大部分地区完成了2km×2km测网的面积普查，部分重点地区完成了1km1km测网的地震详查，累计完成了面积为的三维地震勘查工作，钻井31口。 在台北拗陷大部分地区同样完成了4km×8km～8km×16km测网的地震概查工作。其中，在瓯江凹陷大部分地区完成了2km×2km测网的面积普查，钻井3口。 1.2.2　东海陆架盆地油气勘探发现概况 主要油气发现成果包括：钻井超过50口，近30口获工业性油气流，钻井成功率超过70%。其中，在东海陆架盆地浙东拗陷西湖凹陷钻井约40口，有20多口获工业性油气流，钻井成功率70%。发现了春晓、天外天、宝云亭、武云亭、平湖、孔雀亭、残雪、断桥、玉泉9个油气田和龙二、龙四、孤山3个含油气构造；在东海陆架盆地台北拗陷瓯江凹陷钻井3口，发现1个二氧化碳气田（石门潭）和一个含油气构造（灵峰）。 值得指出的是，上述油气勘探早期发现者是上海海洋地质调查局。 1.中国海洋石油东海公司对东海的油气勘探 自1981年进入东海开展油气勘查工作以来，中国海洋石油东海公司对东海的油气勘探大致分两个阶段。至1992年，以自营为主，累计完成二维地震勘查约75000km，重磁调查约20000km，钻井2口（东海一井，温州6-1-1井）；1992～1997年，以对外合作为主，进行了东海陆架盆地长江、瓯江（丽水凹陷）等凹陷油气勘探第四轮招标，先后与超准等16家外国石油公司合作，共完成二维地震勘探工作量40000km，钻井15口及自营井1口。在第14口合作井中发现少量油气显示；在位于32/32区块的第15口合作井——丽水36-1-1井中，获得了商业性发现，经钻杆测试，折算日产凝析油、天然气27.96万。1998年以来，中国海洋石油总公司加强了自营项目，又在台北拗陷完成了二维地震4000km，三维地震，钻井1口，在浙东拗陷海礁凸起、西湖凹陷各钻井1口，目前相关钻井已经取得突破性认识及新的发现。 2.中国地质调查局青岛海洋地质研究所对东海的油气勘探 “九五”以前，青岛海洋地质研究所主要承担全海域包括东海油气勘探综合研究与评价，为春晓油气田的发现做出实际贡献；“九五”以后，该所开始承担实物工作量进行战略性、先导性和公益性油气勘探；主要涉及大量二维地震资料的采集和解释、成图及分析评价；目前工作重点集中于东海陆架盆地南部二维地震资料采集、解释，并以深层前新生代油气地质特征及评价研究工作为主。 3.中国地质调查局广州海洋地质调查局对东海的油气勘探 广州海洋地质调查局主要是在东海陆架盆地台西盆地海峡中间线以西地区及中西部开展地球物理调查研究工作。该局曾于1981年、1985年和1987年在台西拗陷西部进行了地球物理概查，发现了沉积厚度达7000～8000m的晋江凹陷和龙江凹陷；1989～1990年对台西拗陷中西部开展了地球物理普查及详查工作，进一步查清了台西拗陷次一级构造单元，通过有机碳法计算出台西拗陷（盆地）的油气资源量约为12亿t油当量。 综上所述，20世纪*后几年，东海西湖凹陷增加了数千平方千米高精度三维地震勘查资料、21口油气探井（其中，上海海洋石油局19口，东海石油公司2口）资料和新发现春晓、武云亭、孔雀亭等油气田，以及东海台北拗陷通过第四轮招标，外国石油公司采集的地震、钻井和在瓯江凹陷获得油气发现等资料。 21世纪以来，在东海盆地尤其是在冲绳海槽盆地黄尾屿、钓鱼岛附近及其周围海域完成地震资料补充调查，包括表层取样、柱状取样、浅剖与侧扫、单道地震、重力与磁力测量和多道地震调查等；并在地质构造特征（图1-4）研究等领域获得新的认识。