吳義平，張艷敏，田作基，李富恒，王紅平

(1.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083;2.河南油田地質(zhì)錄井公司，河南南陽(yáng) 473132;3.中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院，杭州 310023)

深海扇可能由濁積流、碎屑流、等深流、滑動(dòng)流、崩塌流和密度流等深水沉積過程形成，而大型深海扇一般都由河流三角洲供給[1］。Vall通過對(duì)全球海平面周期性變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)[2］，為深海扇沉積找到了合理解釋。海底扇是構(gòu)成深海層序LST的主體，海平面低水位時(shí)可形成深海水道—堤壩體系[3］。由于其沉積成因機(jī)理和油氣成藏規(guī)律的特殊性，深海扇油氣勘探與陸地及淺海區(qū)的油氣勘探有著顯著差異[1］，特別是在識(shí)別深海層序單元和界面，建立海底扇模式上存在一定的難度[4］。本文在孟加拉灣深海扇沉積演化基礎(chǔ)上，擬建立深海扇層序格架和沉積模式，并以若開盆地為例開展成藏條件分析。

1 沉積演化特征

孟加拉灣深海扇是恒河三角洲和克里希納河—戈達(dá)瓦里河三角洲的水下延續(xù)部分，分布于孟加拉深水盆地、默哈納迪深水盆地、克里希納—戈達(dá)瓦里深水盆地、科佛里深水盆地、若開深水次盆以及錫蘭深海平原以北的廣大深部海域(圖1)。自早始新世以來，孟加拉灣海平面變化總體呈現(xiàn)三級(jí)周期性下降，該區(qū)古地理環(huán)境和物源區(qū)變化在早始新世、中中新世和上新—更新世呈現(xiàn)出3個(gè)不同的特征，揭示了該區(qū)強(qiáng)烈熱沉降的古地理?xiàng)l件，與全球三級(jí)海平面變化相一致[5－6］，而孟加拉灣深海扇形成于上新—更新世后半期[7］。恒河、布拉馬普特拉河、克里希納河、戈達(dá)瓦里河為深海扇提供了主要的物源。在廣闊的陸架背景下，豐富穩(wěn)定的沉積物主要經(jīng)由濁流活動(dòng)散布在大陸坡乃至深海平原，經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期形成了厚度超過20 km以第三系為主的富泥深海扇體。同時(shí)高供給速率的沉積物深深地切入孟加拉國(guó)大陸架的海底峽谷“無底急流”附近，部分沉積在其中。該“無底急流”在其2 500 km的長(zhǎng)度上無明顯分叉，將現(xiàn)代大陸架沉積中心與潮道天然沖積堤體系連結(jié)起來[8］。

2 層序地層格架

根據(jù)Walker提出的經(jīng)典模式，孟加拉深海扇可以劃分為上部扇、中部扇、下部扇[9］。上部扇通過著名的“無底峽谷”與恒河三角洲銜接。中部扇和下部扇分布許多辮狀溝道，全新世以來除中部偏西的一條溝道仍在活動(dòng)外，其余溝道均已廢棄。當(dāng)海平面相對(duì)較低時(shí)，河流在深水峽谷中充分卸載，沉積形成堤岸、砂質(zhì)濁積朵體和滑塌體(塊狀搬運(yùn)復(fù)合體);當(dāng)海平面相對(duì)較高時(shí)，水道、濁積朵體等粗粒沉積體發(fā)育明顯減少，主要沉積深海披覆泥[10－11］。這樣隨著海平面的高低變化，深水沉積物的這種變化就會(huì)形成粗細(xì)相間的沉積旋回，每一套沉積旋回即為一個(gè)三級(jí)層序[8］。

在孟加拉深海扇東北部若開海域中扇區(qū)的地震剖面上，粒度較粗的深水沉積物振幅較強(qiáng)，而深海披覆泥等細(xì)粒沉積物的振幅相對(duì)較弱(圖2a)。利用該區(qū)深水沉積物粗細(xì)的旋回變化以及相應(yīng)的地震剖面上振幅強(qiáng)弱的旋回變化，在地震剖面上可識(shí)別出5個(gè)深水層序界面，解釋出多期加積局限型水道復(fù)合體砂巖[12］，進(jìn)而建立了相應(yīng)的層序地層格架[11］(圖2b)。

圖1 孟加拉灣深海扇分布示意Fig.1 Distribution of deep-sea fans in Bay of Bengal

圖2 孟加拉灣若開次盆典型層序格架地震剖面及解釋結(jié)果[11］剖面位置見圖1。Fig.2 Seismic interpretation of typical sequence stratigraphic framework，Rakhine sub-Basin，Bay of Bengal

3 石油地質(zhì)特征

3.1 烴源巖

孟加拉灣深水盆地主要發(fā)育3套烴源巖(圖3)。

第一套為中新統(tǒng)Bhuban組深海相頁(yè)巖，有機(jī)碳含量為0.2% ～1.76%，干酪根類型主要為Ⅲ型，Ro大于 1.2%，熱解烴(S2)含量為8.11 mg/g具有生成液態(tài)烴的潛力[13］。在深海扇區(qū)厚度大、分布廣，因此生烴總量大。模擬結(jié)果顯示生氣時(shí)間約為5 Ma(上新世)，當(dāng)時(shí)的埋藏深度達(dá)7 km。

第二套漸新統(tǒng)Jenam組淺海相頁(yè)巖，有機(jī)碳含量為1% ～3%，干酪根類型為Ⅲ型，Ro大于1.2%。Jenam組烴源巖分布廣泛，質(zhì)量很好，油氣生成時(shí)間為漸新世末(29.3 Ma)，早上新世達(dá)到生氣高峰。

第三套為始新統(tǒng)Kopili組深海相頁(yè)巖，有機(jī)碳含量為 0.5% ～1.7%，干酪根類型為Ⅲ/Ⅱ型，Ro小于1.2%。從陸坡至深水區(qū)，Kopili組烴源巖質(zhì)量及生烴能力有所提高，有機(jī)碳含量在區(qū)域上逐漸增大[14］，油氣生成時(shí)間為古近紀(jì)末(23.3 Ma)。

3.2 沉積模式

中新世至今，孟加拉灣總體上是一種海退過程，以低位體系域沉積為主，為深水環(huán)境下的海底扇沉積，發(fā)育有大規(guī)模水道—扇沉積系統(tǒng)。海底扇沉積水道從陸架區(qū)經(jīng)深切谷進(jìn)入斜坡及盆底部位時(shí)，分化為多分支水道。由于物源供給充足，多期水道不斷遷移，彼此相互疊置、侵蝕、切割，就形成了現(xiàn)今規(guī)模巨大的孟加拉盆底扇沉積體系，即多期疊置的海底扇復(fù)合體沉積。其沉積結(jié)構(gòu)單元主要包括水道復(fù)合體沉積、朵葉體沉積、薄層的天然堤越岸沉積、塊體搬運(yùn)沉積(包括滑塌和碎屑流沉積等)(圖4)。

圖3 孟加拉灣深海扇第三系生儲(chǔ)蓋組合示意Fig.3 Tertiary source，reserve and cap assemblage of deep-sea fans in Bay of Bengal

圖4 孟加拉灣深海扇沉積模式Fig.4 Depositional mode of deep-sea fans in Bay of Bengal

3.3 儲(chǔ)蓋組合

孟加拉灣深海扇體系內(nèi)發(fā)育3套儲(chǔ)蓋組合，分別是上新統(tǒng)儲(chǔ)蓋組合(圖5)、漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)儲(chǔ)蓋組合(圖6)、始新統(tǒng)儲(chǔ)蓋組合，儲(chǔ)層主要以早、晚碰撞期的深水濁積砂巖為主。第一套儲(chǔ)集層為晚碰撞期上新統(tǒng)深水濁積砂巖，孔隙度平均28%，滲透率為(500～2 000)×10－3μm2;第二套儲(chǔ)集層為早碰撞期中新統(tǒng)Bhuban組和BokaBil組深水濁積砂巖，中新統(tǒng)地層往西為等效地層Malta組，儲(chǔ)層孔隙度為10% ～35%，滲透率為(5 ～1 500)×10－3μm2，平均20×10－3μm2;第三套儲(chǔ)集層為漂移期始新統(tǒng)深海相砂巖，目前在若開次盆僅有少量油發(fā)現(xiàn)。

孟加拉灣深海扇在空間和時(shí)間上的主體部分處于一種低能環(huán)境[15］，該深海扇的粗粒沉積物非常缺乏[16］，儲(chǔ)蓋組合內(nèi)的細(xì)粒沉積物具有良好的封閉性能，斷層和富泥深水水道也能夠?yàn)殡[蔽復(fù)合圈閉提供側(cè)向封堵，為油氣的保存提供了良好的條件。

3.4 輸導(dǎo)體系

圖5 孟加拉灣深海扇上新統(tǒng)成藏組合分布Fig.5 Pleiocene play distribution of deep-sea fans in Bay of Bengal

圖6 孟加拉灣深海扇漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)成藏組合分布Fig.6 Oligocene－Miocene play distribution of deep-sea fans in Bay of Bengal

油氣以二次運(yùn)移為主，斷層、不整合面、連續(xù)分布的砂體構(gòu)成了良好的輸導(dǎo)體系，主要影響因素是油氣排出運(yùn)移時(shí)間與合適圈閉形成時(shí)間的匹配關(guān)系[14］。

4 成藏條件分析

4.1 成藏實(shí)例分析

SHWE大氣田位于孟加拉灣深水扇體東北部若開深水次盆A1區(qū)塊，氣源巖為漸新統(tǒng)/中新統(tǒng)海相泥巖，儲(chǔ)集層為上新統(tǒng)海底扇G砂層(圖7)，砂體呈厚層塊狀，北西—南東向展布，為典型加積局限型水道復(fù)合體，其內(nèi)部各種粗粒沉積發(fā)育[17］，河道砂體具有連續(xù)高幅度，而外灘砂體具有中等幅度;孔隙度為22% ～28%，滲透率為(190 ～2 000)×10－3μm2，砂層厚度15～30 m。蓋層為各期海相泥巖。構(gòu)造較高部位為油氣指向區(qū)，油氣藏主要存在于朵葉體、水道及越岸沉積與構(gòu)造具有較好配置關(guān)系的部位。該區(qū)塊發(fā)育少量斷層，斷層使該氣藏內(nèi)部氣水分布復(fù)雜，區(qū)內(nèi)無統(tǒng)一氣水界面(圖7)，氣藏類型為砂巖上傾尖滅氣藏和巖性—斷層氣藏，最大產(chǎn)氣量2.60×108ft3，氣體為優(yōu)質(zhì)干氣。由于加積局限型水道復(fù)合體具有較大的厚度及較好的垂向連通性及物性條件，可形成高流量、高最終采收率油氣藏[17］。

圖7 孟加拉灣若開次盆海底扇G砂體地震相及氣藏剖面Fig.7 Seismic facies and gas reservoir profile of submarine fan sand bodies G，Rakhine sub-Basin，Bay of Bengal

4.2 成藏主控因素

孟加拉灣深海扇石油地質(zhì)條件優(yōu)越，深海扇砂體垂向疊置于烴源巖之上，形成多個(gè)疊式復(fù)合地層巖性圈閉，具有形成大型地層圈閉的條件[18－20］。深海扇下—中中新統(tǒng)Bhuban組、中漸新統(tǒng)Jenam組生成的油氣沿垂向斷裂、不整合以及連通砂體垂向運(yùn)移至低位期發(fā)育的深海扇體，并在上覆海相高位期泥巖的封蓋條件下聚集成藏，其成藏模式為“下生上儲(chǔ)型”地層或復(fù)合氣藏類型(圖7)，位于斷裂帶和烴源巖附近的地層圈閉、巖性圈閉和復(fù)合圈閉是最有利的勘探目標(biāo)。

5 勘探潛力

最新資源評(píng)價(jià)表明孟加拉灣深水區(qū)的待發(fā)現(xiàn)油氣資源主要分布于始新統(tǒng)、漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)成藏組合和上新統(tǒng)成藏組合中，以天然氣為主，其中勘探潛力最大的成藏組合是漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)成藏組合。主要的勘探潛力區(qū)有:1)恒河水系孟加拉深水盆地、若開深水次盆、默哈納迪深水盆地中上部扇帶，主要目的層為上新統(tǒng)儲(chǔ)層(圖5，6)。該區(qū)共發(fā)育2種不同類型儲(chǔ)層:一種為盆底扇具有海底水道體系，走滑斷層和水道充填頁(yè)巖封堵;另一種為斜坡扇，砂體呈薄板狀，水道及朵葉體為最有利的儲(chǔ)集類型。目前在該區(qū)發(fā)現(xiàn)2個(gè)大型氣田。2)印度東部海域克里希納—戈達(dá)瓦里深水盆地和科佛里深水盆地中上部扇帶，目的層系為新近系濁積砂巖水道及朵葉體儲(chǔ)層(圖5，6)，深度2 000～3 000 m，烴源巖為古新統(tǒng)—漸新統(tǒng)深海頁(yè)巖，目前在深水區(qū)發(fā)現(xiàn)可采儲(chǔ)量超過億桶的油藏2個(gè)，超過10×108ft3的氣藏有5個(gè)。3)中下部扇帶“無底水道”附近第三系潮道天然沖積堤砂體(圖5，6)，目前還沒有油氣發(fā)現(xiàn)。

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