劉麗華 陳勝紅 于水明 熊金玉 姜 建 許新明 劉賢來 胡 坤

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司)

1 地質(zhì)概況及勘探歷程

恩平凹陷位于我國南海珠江口盆地珠一坳陷西端,其東西分別與西江凹陷、珠三坳陷相鄰,南北分別與北部斷階帶、番禺低隆起相接,凹陷面積約5000 km2,新生代沉積厚度達8000 m。與珠一坳陷其他凹陷一樣,恩平凹陷經(jīng)歷了斷陷、拗陷和活化3個構(gòu)造發(fā)育階段,形成了下斷上坳雙層結(jié)構(gòu)和先陸相后海相2種沉積體系,古新世—早漸新世裂陷期沉積的文昌組中深湖相泥巖為主要烴源巖1),晚漸新世以后拗陷期沉積的三角洲—濱淺海相砂泥巖為主要儲蓋組合。

恩平凹陷是珠江口盆地1983年對外合作進行油氣勘探最早的區(qū)域,最先鉆探的 E15-1井在韓江組鉆遇3 m油層,且DST測試累積產(chǎn)稠油44.6桶。截至2009年,恩平凹陷共鉆探井10口,其中6口井見到了油氣顯示和油氣層,4口井為干井(圖1),其中E5-1井不僅在4642.0～4650.5 m井段鉆遇8.5 m超壓凝析氣層,而且揭示292 m文昌組深灰色泥巖,地化分析結(jié)果表明其有機質(zhì)類型主要為Ⅱ1—Ⅱ2型2),且生油指標說明恩平凹陷具有較好的生烴潛力;2005年鉆探的 E11-1井鉆遇21個油層,累計油層厚度41.5 m,進一步證實了恩平凹陷的生烴能力,但是該構(gòu)造含油面積小,不具備商業(yè)開采價值3)。

圖1 恩平凹陷已鉆井分布圖

恩平凹陷經(jīng)歷了長達27年的勘探一直未能取得商業(yè)性突破,究其原因是由于原二維地震資料品質(zhì)欠佳,導(dǎo)致對凹陷結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及成藏規(guī)律認識不清。為解決這一問題,2008年以來在恩平凹陷有針對性地采集了三維地震資料,在此基礎(chǔ)上加強了區(qū)域研究與區(qū)帶解剖,進而開展了含油氣系統(tǒng)及成藏條件綜合分析,基本明確了凹陷的地質(zhì)特征,確定了有利區(qū)域及主攻方向,提出了多個勘探目標,并首選EP24-2構(gòu)造進行鉆探,取得了商業(yè)突破。2010年2月鉆探 EP24-2-1井獲得重大油氣發(fā)現(xiàn),該井含油層段長、累計油層厚度大、儲層物性及油品好,測試產(chǎn)能高,初步評價其儲量達到了獨立開發(fā)的經(jīng)濟門限。這一重大發(fā)現(xiàn)標志著恩平凹陷的油氣勘探終于取得了商業(yè)性突破,也為該區(qū)油氣滾動勘探開發(fā)奠定了基礎(chǔ),由此迎來了恩平凹陷新一輪的勘探高潮。

2 恩平凹陷成藏條件分析

2.1 烴源條件

恩平凹陷屬于拉張走滑式超壓盆地性質(zhì),其超壓主要是由于烴源巖生烴所引起1)。該凹陷文昌組分布面積約 1200 km2,由 EP17洼、EP18洼和EP12洼等3個洼陷組成,其中 EP17洼呈長條形,總體走向NE—SW,具北斷南超箕狀洼陷結(jié)構(gòu),文昌組中深湖相沉積分布面積最大(約280 km2),并且最大沉積厚度超過1000 m s(約3000 m左右)。歷年資源量計算結(jié)果表明,恩平凹陷的生烴量在110億～140億t左右2-3)。

目前已發(fā)現(xiàn)的 EP24-2、E5、E12、E1等多個油氣田及含油氣構(gòu)造證實 EP17洼是一個富生烴洼陷。恩平凹陷珠海組—韓江組油層段(油砂)地化分析結(jié)果表明,原油生物標志化合物中富含C30-4甲基甾烷 ,且 C27、C28、C29αααR 呈“V”型分布模式 ,表明恩平凹陷油氣主要源自文昌組中深湖相烴源;而E5-1井鉆遇的文昌組泥巖樣品及凝析油樣的生物標志化合物中均缺少C30-4甲基甾烷,推測凝析油為自生自儲熱裂解油,來自淺湖相文昌組烴源巖3)。因此,由油源對比結(jié)果可以推斷恩平凹陷文昌組發(fā)育2套烴源巖,即中深湖相烴源巖和淺湖相烴源巖。此外,鉆井揭示恩平組也有一定的生烴潛力。

恩平凹陷3個洼陷烴源巖的分布及生烴是相對獨立的,所生成油氣的運移及匯聚特點有所不同,因此恩平凹陷含油氣系統(tǒng)可進一步劃分為3個子系統(tǒng),即 EP17子系統(tǒng)、EP18子系統(tǒng)和 EP12子系統(tǒng)(圖 2)。

圖2 恩平凹陷成油體系平面分布簡圖

2.2 儲蓋組合

恩平凹陷新近系主要為古珠江三角洲平原—三角州前緣亞相[1]沉積,分流河道砂巖、河口壩砂巖與分流間灣泥巖、前三角洲泥巖構(gòu)成最佳儲蓋組合,其中珠江組上段和韓江組的含砂率相對較低(35%～50%),其沉積環(huán)境主要為三角洲前緣,而珠江組下段與珠海組主要為三角洲平原相,含砂量較高(60%～80%)。恩平凹陷區(qū)域性蓋層主要為18.5 Ma、17.8 Ma、17 Ma、16 Ma時沉積的最大海泛期泥巖,所發(fā)現(xiàn)的油氣層以M FS18.5以下油氣層儲集性最好(主要為水下分流河道砂巖),該組合內(nèi)砂巖層段孔隙度大約為17%～25%。

2.3 圈閉類型

恩平凹陷在古近紀為北斷南超箕狀斷陷,北部控制斷陷的邊界斷層為滑脫斷裂,上覆巖層沿斷層面的滑移旋扭形成地層的傾斜、褶皺,加上斷層的切割,從而形成了半背斜、斷塊和擠壓背斜(如 E6構(gòu)造);同時沉積作用形成了地層巖性圈閉,如 E2水下扇沉積體及E5濁積砂體。

恩平凹陷最為發(fā)育的圈閉類型是翹傾半背斜。在古近系構(gòu)造背景上,該凹陷新近系發(fā)育了一系列NWW向斷層,由此形成了一系列呈帶狀分布的翹傾半背斜構(gòu)造,按二級構(gòu)造帶劃分原則可劃分為4個構(gòu)造帶,即南部隆起斷裂構(gòu)造帶、中央斷裂構(gòu)造帶、EP11潛山披覆構(gòu)造帶、PY7斷裂構(gòu)造帶。其中,南部隆起斷裂構(gòu)造帶在宏觀上表現(xiàn)為一個由東向西傾沒的隆起帶,受到一組NWW向斷層切割,形成了一系列斷階,伴隨斷層發(fā)育了一系列斷層圈閉構(gòu)造;中央斷裂構(gòu)造帶在宏觀上也表現(xiàn)為一個洼中隆起帶,受到2組走向NWW而傾向相對的斷層切割,形成了似花狀斷裂,伴隨斷層形成了一系列呈帶狀展布的斷層圈閉構(gòu)造(圖3)。

圖3 恩平凹陷T50深度構(gòu)造圖

2.4 油氣運聚

恩平凹陷斷層與油氣分布關(guān)系密切,斷裂體系主要分為2類:一是早期發(fā)育的北部邊界大斷層,控制洼陷的形態(tài)及沉積(烴源巖的分布);二是晚期發(fā)育的新近系斷裂(NWW向),對圈閉形成及油氣聚集起控制作用。后者規(guī)模較小,斷層長度一般3～10 km,斷穿層位為恩平組頂—韓江組頂,在 T40以后活動性較強。

分析認為,恩平南部隆起斷裂構(gòu)造帶與恩平中央斷裂構(gòu)造帶均緊鄰 EP17洼,前者位于地層抬升上傾方向,后者就位于超壓烴源上方,都是油氣運移的主要指向,其成藏條件都非常優(yōu)越。鉆探結(jié)果已證實這2個斷裂構(gòu)造帶上分布的斷層圈閉構(gòu)造的有效性。

恩平凹陷新近系油氣運聚成藏的關(guān)鍵在于“復(fù)合輸導(dǎo)”,復(fù)合輸導(dǎo)體系包括以不整合面、砂體、構(gòu)造脊組合為主的側(cè)向輸導(dǎo)體系以及斷裂體系為主的垂向輸導(dǎo)體系。根據(jù)不同輸導(dǎo)體的組合及油氣運移方向,恩平凹陷有2種成藏模式:①恩平南部隆起斷裂構(gòu)造帶油氣成藏模式(圖4),古近系文昌組油氣生成后先沿不整合面、文昌組砂巖進入南部隆起斷裂構(gòu)造帶上的恩平組和珠海組,后受NWW向斷層活動影響,油氣沿斷層上竄進入珠江組和韓江組中有反向斷層控制的圈閉中聚集成藏,油氣藏的分布沿著構(gòu)造脊展布。②恩平中央斷裂構(gòu)造帶成藏模式(圖5),構(gòu)造帶位于凹陷內(nèi)烴源巖的正上方,烴源巖存在一定程度的超壓,超壓定期釋放排出的烴類受浮力作用垂直向上,在遇到區(qū)域泥巖蓋層后沿砂巖層橫向運移或順斷層縱向運移,遇到圈閉聚集成藏。

無論側(cè)向還是垂向成藏模式,斷層既對油氣運移起到重要的輸導(dǎo)作用,又對油氣成藏起到明顯的封堵作用(圖6)。研究表明,斷層性質(zhì)對斷層封堵起到重要作用,斷層走向間接地反映了斷層的力學(xué)性質(zhì);恩平凹陷控制圈閉形成的斷裂主要為NWW向,呈現(xiàn)張扭性斷裂的特征,斷層是在NWW—SEE向左旋張扭應(yīng)力場作用下發(fā)生簡單剪切變形而形成的,因此有較好的封閉性;本區(qū)斷層封堵形成的油藏主要分布在韓江組下段(含砂率40%～45%),較低的含砂率對斷層封堵更為有利,本區(qū)已發(fā)現(xiàn)的斷層圈閉油藏在相當程度上是依靠泥巖涂抹作用1)。

圖6 EP24-2油田第6油層斷層遮擋成藏

此外,本區(qū)控制圈閉形成的斷層的封閉性是分階段性的。在斷層活動時期,斷層作為油氣運移的高速公路,為油氣運移提供了運移通道;而在斷層活動停止后,斷層活動過程中形成的有效泥巖涂抹層及斷面正壓力致使泥巖發(fā)生塑性變形而堵塞斷裂帶,對油氣形成有效的遮擋,從而為油氣藏的形成創(chuàng)造了必要的遮擋條件1)。

綜上所述,恩平南部隆起斷裂構(gòu)造帶與中央斷裂構(gòu)造帶屬于EP17含油氣子系統(tǒng),緊鄰恩平17富生烴洼陷,具有良好的儲蓋組合,處于油氣運移的有利位置,發(fā)育有多個斷層圈閉,因此這2個構(gòu)造帶均為有利的油氣聚集帶。

3 EP24-2油田的發(fā)現(xiàn)及其重要意義

EP24-2構(gòu)造位于恩平南部隆起斷裂構(gòu)造帶,為一個斷層圈閉,其所處位置在油氣運移優(yōu)勢通道上。EP24-2-1井于2010年2月開鉆,鉆探獲得重大發(fā)現(xiàn):油層分布井段從韓江組下段—珠江組,長度近千米,累計油層厚度達到134.3 m,單層DST測試原油日產(chǎn)量超千方,是迄今為止珠江口盆地自營勘探的最大發(fā)現(xiàn)。經(jīng)初步評價,該油田儲量規(guī)模已達到商業(yè)開發(fā)要求,標志著恩平凹陷油氣勘探取得了商業(yè)性突破。

EP24-2油田的發(fā)現(xiàn),不但對恩平凹陷成藏規(guī)律取得了突破性認識,而且勘探理念及研究思路對珠江口盆地其他區(qū)域的油氣勘探具有借鑒意義。

(1)以地球物理攻關(guān)為手段突破了制約勘探成功率的技術(shù)瓶頸

深層地震資料品質(zhì)差制約了人們對恩平凹陷結(jié)構(gòu)、沉積、構(gòu)造及成藏規(guī)律的認識。2005—2008年,開展了多輪的地震資料重處理、地震采集攻關(guān),找到了一套有效的地震采集參數(shù)及合理的處理流程,使得該區(qū)中深層的地震成像明顯改善,新采集的三維地震資料為恩平凹陷評價及勘探突破奠定了基礎(chǔ)。

(2)加強區(qū)域地質(zhì)綜合研究及成藏條件分析,適時調(diào)整了勘探思路及策略

2005年以來,主要勘探目的層位的選擇也經(jīng)歷了從新近系到古近系再到新近系的幾次反復(fù)。

根據(jù)2005年 E11-1井的鉆探結(jié)果,認為本區(qū)新近系含砂率高,斷層圈閉的勘探存在較大風(fēng)險2);與此同時,針對古近系的區(qū)域研究結(jié)果肯定了恩平凹陷的生烴潛力,認為文昌組生成的油氣大部分還封閉在原地層3)。因此,2008年將恩平凹陷的勘探重點轉(zhuǎn)向古近系,并針對古近系進行了三維地震采集。

通過對三維地震資料的精細解釋,新發(fā)現(xiàn)及落實了一批新近系構(gòu)造圈閉,同時通過成藏條件綜合分析確定出油氣運移聚集的有利區(qū)帶。由于新近系地層埋藏較淺,圈閉條件較好且成帶分布,一旦在某個構(gòu)造帶的一個圈閉取得成功,將有一系列類似圈閉可供鉆探,而恩平凹陷文昌組地層埋深大且儲層物性較差,就目前技術(shù)來說,以古近系作為目標勘探風(fēng)險大,突破有難度,因此,后來將恩平凹陷勘探重心又轉(zhuǎn)回到新近系,才取得了商業(yè)性突破。

(3)進一步證實了恩平凹陷是富生烴凹陷

過去對恩平凹陷資源潛力的評價一直存有疑慮,以往多次評價資源量規(guī)模不小(聚集量6.9億～9.99億t)3-4),但10口探井找到的油氣尚不足千萬方,最好的發(fā)現(xiàn)就是 E11-1井,雖然油氣分布層段長,卻自圈都沒有充滿,儲量僅幾百萬方。三維地震資料更清楚地反映了凹陷的結(jié)構(gòu),地震反射特征證實了中深湖相的分布。分析認為,E11構(gòu)造油氣未充滿的主要原因是構(gòu)造定型時間晚,正是由于構(gòu)造調(diào)整及油氣充注時間短才使現(xiàn)圈閉內(nèi)聚集的油氣量有限,并非生排烴量少所致。EP24-2油田的發(fā)現(xiàn)(含油層段長且充滿度高),證明了 EP17洼油氣供給充分,進一步證實了恩平凹陷為富生烴凹陷。

(4)突破了高含砂率地區(qū)尋找斷層圈閉油藏的禁忌

過去認為高含砂率是斷層圈閉的緊箍咒,而事實證明在含砂率為40%～50%、控圈斷層為張扭性時,可以通過斷層活動過程中的泥巖有效涂抹形成斷層封堵,即使含砂率高達70%以上,只要有一定的自圈及區(qū)域(局部)蓋層,一樣可以有較大的儲量發(fā)現(xiàn)(EP24-2油田珠江組下段含砂率高達72%,其儲量占油田總儲量的50%)。

(5)揭示了“先橫后縱”的高效復(fù)式油氣輸導(dǎo)體系

EP24-2構(gòu)造所處的南部隆起斷裂構(gòu)造帶上沒有烴源巖,其油氣主要來自北鄰的 EP17洼,而該區(qū)缺乏長期活動與油源直接溝通的斷層,因此,EP17洼的油氣主要通過文昌組砂體及內(nèi)部不整合面順南抬北傾的地層向南運移,到達隆起后通過晚期NWW向控制圈閉形成的斷層進入目的層圈閉聚集成藏。EP24-2油田的油層分布特點證明了“先橫后縱”的復(fù)式油氣輸導(dǎo)體系是高效的,同時也證實了恩平南部隆起斷裂構(gòu)造帶為油氣富集帶。

總之,EP24-2油田的發(fā)現(xiàn)及開發(fā),將有助于降低該區(qū)油氣發(fā)現(xiàn)的商業(yè)門檻值,可帶動周邊小構(gòu)造的勘探,以此為基礎(chǔ)也可以進一步開展恩平凹陷古近系的探索以及對新近系巖性地層圈閉的研究和評價,進而使恩平凹陷繼惠州凹陷和PY4洼之后成為珠江口盆地石油勘探的下一個主戰(zhàn)場。

[1] 陳長民,施和生,等.珠江口盆地(東部)第三系油氣藏形成條件[M].北京:科學(xué)出版社,2007.