舒 譽(yù) 施和生 杜家元 雷永昌 張向濤

(中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司)

珠一坳陷古近系油氣成藏特征及勘探方向*

舒 譽(yù) 施和生 杜家元 雷永昌 張向濤

(中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司)

油氣成藏特征精細(xì)解剖認(rèn)為,以陸相斷陷沉積為主的珠江口盆地(東部)珠一坳陷古近系油氣為近源成藏,主要分布在富烴洼陷周?chē)沤悼刂频亩?jí)構(gòu)造帶上,不同二級(jí)構(gòu)造帶不同層位之間儲(chǔ)集性能差異較大,主要原因是珠江口盆地古近系沉積時(shí)期經(jīng)歷斷陷及斷拗轉(zhuǎn)換的復(fù)雜構(gòu)造演化過(guò)程,不同時(shí)期沉積充填差異性大(文昌組富泥少砂,恩平組和珠海組砂多泥少),造成儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng),因此輸導(dǎo)體系和儲(chǔ)蓋組合是該區(qū)古近系油氣成藏的關(guān)鍵因素,應(yīng)圍繞富烴洼陷周?chē)亩?jí)構(gòu)造帶展開(kāi)勘探,并以尋找優(yōu)勢(shì)運(yùn)移路徑上的優(yōu)質(zhì)相帶為重點(diǎn)推動(dòng)古近系勘探進(jìn)程。

珠江口盆地(東部);珠一坳陷;古近系;油氣成藏特征;勘探方向

以往珠江口盆地(東部)勘探目標(biāo)主要是以右珠江三角洲為主體的中淺層大型構(gòu)造圈閉,目前已探明油氣資源約9億m3。近年來(lái)隨著勘探的不斷深入,中淺部構(gòu)造圈閉數(shù)量日趨減少,油氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)迫使勘探工作重點(diǎn)急需向新領(lǐng)域(新區(qū)、新層系及新類(lèi)型)轉(zhuǎn)型。珠江口盆地是典型的“先斷后坳”雙層結(jié)構(gòu)[1],古近系斷陷期是該盆地?zé)N源巖發(fā)育的重要時(shí)期[2-3],由于古近系具有近烴源的優(yōu)勢(shì)條件,已成為該地區(qū)油氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)的重要勘探領(lǐng)域。目前珠江口盆地(東部)古近系已實(shí)施一系列鉆探,主要分布在珠一坳陷惠西半地塹和陸豐地區(qū)(圖1),揭示了深層勘探有著很大的儲(chǔ)量增長(zhǎng)潛力。

圖1 珠一坳陷古近系構(gòu)造單元及油氣分布圖

由于斷陷盆地的形成具有幕式張裂的特點(diǎn),在時(shí)間上表現(xiàn)出階段性,在空間上由于伸張量和沉積速率的不均衡,造成了半地塹內(nèi)沉積、構(gòu)造和成藏的差異,形成了多隆、多凹、斷層縱橫交錯(cuò)的復(fù)雜局面。在這種復(fù)雜的地質(zhì)背景下,解剖已發(fā)現(xiàn)的古近系油氣藏,總結(jié)其油氣成藏特征及主控因素,可為珠江口盆地(東部)全面突破深層新領(lǐng)域的油氣勘探提供指導(dǎo)作用。

1 地質(zhì)背景

珠江口盆地(東部)古近系具有典型的幕式裂陷特征[4],平面上形成了“南北分帶、東西分塊”的構(gòu)造格局,其中珠一坳陷古近系可劃分為恩平中、恩平北、惠南等10個(gè)半地塹,每個(gè)半地塹又形成多個(gè)次洼,可進(jìn)一步劃分出EP17洼、EP18洼、EP12洼等22個(gè)洼陷(圖1)。垂向上,該區(qū)古近系自下而上發(fā)育文昌組、恩平組、珠海組等3套地層(圖2)。文昌組形成于強(qiáng)裂陷期,發(fā)育典型的湖相沉積,巖性以厚層暗色泥巖為主,頂?shù)讑A有砂巖;文昌組暗色泥巖是該區(qū)最好的烴源巖,砂巖可作為油氣儲(chǔ)集層,上覆的湖泛泥巖是古近系最好的區(qū)域蓋層。恩平組形成于斷陷旋回的過(guò)渡期或萎縮期,湖盆主體始終處于補(bǔ)償沉積背景,導(dǎo)致湖水深度不大,以湖相、湖沼相及河流—三角洲沉積環(huán)境為主;巖性主要為灰白色砂巖、粉砂巖,與淺灰色、黑灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖間互層,夾多層煤線和碳質(zhì)泥巖。恩平組湖沼相泥巖和煤系地層是該區(qū)重要的烴源巖,砂巖可作為油氣輸導(dǎo)層和儲(chǔ)集層,地區(qū)蓋層發(fā)育。珠海組形成于拗陷期,海水開(kāi)始進(jìn)入,古珠江三角洲發(fā)育,形成河控三角洲-濱岸沉積體系,巖性以灰色砂巖、粉砂巖、泥巖呈不等厚互層為特征;受地溫梯度的影響,其中的泥巖不具備生烴能力,砂巖則可作為油氣輸導(dǎo)層和儲(chǔ)集層,海侵泥巖為局部蓋層[1,4-5]。

圖2 珠一坳陷古近系層序地層劃分圖

2 油氣藏類(lèi)型及特征

目前珠一坳陷古近系已發(fā)現(xiàn)10多個(gè)油氣藏,油氣藏類(lèi)型多樣,包括披覆背斜油氣藏(LF13-A)、逆牽引背斜油氣藏(HZ19-A、HZ26-C)、斷鼻油氣藏(HZ25-D、HZ27-D)、地層巖性油氣藏(HZ25-E)、古潛山油氣藏(HZ21-A)、斷塊油氣藏(LF7-A)等(圖3)。

不同類(lèi)型的油氣藏整體特征表現(xiàn)為(圖3、表1):①油氣多分布在緊鄰生烴洼陷的二級(jí)構(gòu)造帶上,油主要來(lái)源于緊鄰生烴洼陷的文昌組和恩平組烴源巖,部分表現(xiàn)出混源的特征[6-10]。②珠海組油藏主要位于海相成因的儲(chǔ)集體,文昌組和恩平組油藏主要位于陸相成因的儲(chǔ)集體。③不同地層油氣藏的埋深不同、沉積相帶不同,導(dǎo)致儲(chǔ)集體的儲(chǔ)集性能也不同[4]。珠海組海相砂巖橫向連片,其孔隙度分布在10.0%～24.5%,平均約13.4%,滲透率分布在3.5～648.5 mD,平均約60.1 mD,表現(xiàn)出高孔高滲的特征;恩平組儲(chǔ)層孔隙度5.2%～23.9%,平均約14.6%,滲透率分布在2.12～111.20 mD,平均約30.2 mD,儲(chǔ)層物性相對(duì)較好;文昌組儲(chǔ)層孔隙度分布在1.5%～18.8%,平均約10.7%,滲透率分布在2.24～48.90 m D,平均約18.3 mD,儲(chǔ)層物性總體較差。④油氣通過(guò)斷裂+砂體+不整合的復(fù)合輸導(dǎo)方式成藏,形成了上生下儲(chǔ)(HZ21-A)、自生自儲(chǔ)(HZ25-D、HZ25-E等)、下生上儲(chǔ)(HZ19-A、HZ26-C等)等3類(lèi)成藏組合。⑤目前勘探發(fā)現(xiàn)的古近系油氣藏埋深小于4 200 m,屬于正常的溫壓系統(tǒng),原油密度在0.82～0.87 g/cm3,黏度低,含蠟量低,為輕質(zhì)原油?？偟膩?lái)看,珠一坳陷古近系油氣藏為近源成藏,不同二級(jí)構(gòu)造帶不同層位之間儲(chǔ)層物性差異較大。

圖3 珠一坳陷古近系主要油藏類(lèi)型及成藏模式圖

表1 珠一坳陷古近系典型油藏特征表

3 油氣成藏主控因素

3.1 裂陷結(jié)構(gòu)控制油氣運(yùn)移

陸相盆地地層層序的形成和演化主要受控于區(qū)域構(gòu)造事件或幕式構(gòu)造旋回,斷陷盆地則主要受半地塹邊界主控?cái)嗔训目刂?直接影響著沉積充填、烴源巖發(fā)育、油氣運(yùn)移,導(dǎo)致油氣分布的差異性[11]。珠一坳陷每個(gè)半地塹都有一個(gè)以上的次洼,形成多個(gè)沉積和生烴中心,油氣受“分割槽”影響且沿?zé)N源巖層的上傾方向運(yùn)移,在有利的二級(jí)構(gòu)造帶上成藏(圖3、4)。

受多期裂陷幕的影響,珠一坳陷古近系的疊置關(guān)系表現(xiàn)為反向疊置和繼承性疊置。反向疊置發(fā)育的半地塹的古地貌格局在2期裂陷期間發(fā)生顯著改變,導(dǎo)致油氣運(yùn)移方向也發(fā)生相應(yīng)的改變。例如圖3中HZ26-C逆牽引背斜油氣成藏過(guò)程中,文昌組沉積時(shí)期HZ26洼沉積中心靠南,恩平組沉積時(shí)期斷塊反向旋轉(zhuǎn)形成翹傾而使沉積中心靠北,導(dǎo)致文昌期陡坡帶成為文昌組生源油氣的有利運(yùn)移方向,恩平期緩坡帶成為恩平組生源油氣的有利運(yùn)移方向;而惠西復(fù)式半地塹的南部處于文昌組與恩平組烴源巖生成油氣的有利運(yùn)移區(qū),所以在HZ26潛山披覆構(gòu)造帶上的HZ26-C、HZ26-A油藏中發(fā)現(xiàn)了混源油。繼承性疊置發(fā)育的半地塹的古地貌格局在恩平期裂陷中未發(fā)生明顯改變,其油氣運(yùn)移方式與典型半地塹一致,即優(yōu)勢(shì)運(yùn)移方向?yàn)榫徠聨?如圖3中LF13斷裂背斜構(gòu)造帶的LF13-A油藏。

珠江口盆地半地塹具有不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)特征,導(dǎo)致半地塹之間組合樣式不同(圖5),油氣富集程度也不同。對(duì)于相對(duì)式半地塹,其緩坡交匯而成的會(huì)聚疊覆型轉(zhuǎn)換帶為油氣長(zhǎng)期運(yùn)移的指向區(qū),是最有利的油氣聚集區(qū),如在惠西半地塹XJ23洼與XJ30洼之間文昌期發(fā)育的XJ24潛山構(gòu)造帶發(fā)現(xiàn)了HZ19-C等油氣藏;對(duì)于雁行式半地塹,半地塹之間的重疊區(qū)發(fā)育緩坡與陡坡交匯形成的同向疊覆型轉(zhuǎn)換帶,為油氣運(yùn)聚的較有利區(qū),如在LF7洼和LF13洼之間發(fā)育的LF7重力滑動(dòng)背斜構(gòu)造帶發(fā)現(xiàn)了LF7-A等油氣藏;對(duì)于相背式半地塹,陡坡交匯形成的離散疊覆型轉(zhuǎn)換帶具有聚集半地塹陡坡側(cè)油氣的能力,如HZ10洼和LF13洼之間發(fā)育的HZ10潛山披覆構(gòu)造帶。

圖4 珠一坳陷惠州-陸豐凹陷不同洼陷供烴方向圖

圖5 珠一坳陷惠州凹陷半地塹不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)與油氣富集

3.2 優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)蓋組合是油氣成藏的關(guān)鍵因素

好的蓋層分布、優(yōu)質(zhì)的蓋層質(zhì)量及良好的儲(chǔ)蓋配置,決定了區(qū)域內(nèi)油氣層的富集程度,優(yōu)質(zhì)的區(qū)域蓋層往往控制了一個(gè)油氣富集帶[12-14]。珠一坳陷古近系文昌組發(fā)育了一套優(yōu)質(zhì)的區(qū)域蓋層,同時(shí)文昌組又是主力烴源巖層段,因此優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)集體是油氣成藏的關(guān)鍵因素;而恩平組和珠海組以河流—淺水湖泊和濱岸沉積為主,屬富砂的沉積背景,蓋層往往是局部范圍內(nèi)分布,因此優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)蓋組合及配置是油氣成藏的關(guān)鍵因素。

3.2.1轉(zhuǎn)換帶下的大型三角洲儲(chǔ)集體控制文昌組油氣成藏

珠江口盆地在張扭性應(yīng)力背景下發(fā)育雁行式斷裂體系,珠一坳陷在雁行式斷裂的結(jié)合部發(fā)育14個(gè)轉(zhuǎn)換帶(圖6),這些斷層轉(zhuǎn)換帶主要發(fā)育在文昌期和恩平期,并且在同一物源條件和同一條控凹斷層的下降盤(pán),不同部位的三角洲或水下扇砂體的規(guī)模差別懸殊,以粗碎屑為主的大型三角洲往往只在局部發(fā)育,而其他部位僅發(fā)育由粉—細(xì)砂巖組成的小型砂體。研究表明,這種大型三角洲發(fā)育普遍受轉(zhuǎn)換帶的制約,轉(zhuǎn)換帶對(duì)物源的導(dǎo)入及向凹陷中心多級(jí)分散具有明顯的控制作用[15-16],既是盆外隆起區(qū)水系的長(zhǎng)期穩(wěn)定入口,也是盆外隆起區(qū)沉積物卸載的通道。文昌組具備發(fā)育大型三角洲體的條件,在惠西半地塹XJ24構(gòu)造帶上發(fā)現(xiàn)的HZ25-E油藏和HZ25-D油藏均為轉(zhuǎn)換帶進(jìn)來(lái)的三角洲砂體。分析認(rèn)為,XJ24構(gòu)造帶在斷陷早期存在3排古潛山,斷陷期文昌組、恩平組超覆其上,頂薄翼厚,形成3個(gè)同沉積構(gòu)造帶,該構(gòu)造帶南部的辮狀河三角洲砂體由翼部向頂部超覆尖滅,有利于形成構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉帶。

圖6 珠一坳陷裂陷構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶控制文昌組辮狀河三角洲發(fā)育特征

3.2.2高效的蓋層封閉性控制恩平組與珠海組油氣成藏

珠一坳陷恩平組和珠海組的共同特點(diǎn)是富砂,但缺乏區(qū)域蓋層,其中恩平組為陸相沉積,是斷陷湖盆萎縮階段的產(chǎn)物,而珠海組為海相或海陸過(guò)渡相沉積,是南海擴(kuò)張初期海水入侵時(shí)的產(chǎn)物[17]。恩平組和珠海組不缺儲(chǔ)層,也存在局部蓋層,是否發(fā)育有效蓋層是油氣成藏的主控因素。有效蓋層及其高效的蓋層封閉性控制恩平組及珠海組油氣能否大規(guī)模成藏。珠一坳陷56口井蓋層測(cè)井資料研究表明,在最大湖(海)泛面附近依然存在著高質(zhì)量的地區(qū)蓋層或局部蓋層,恩平組平均突破壓力達(dá)53 MPa,珠海組平均突破壓力為35 MPa,大部分地區(qū)蓋層或局部蓋層封閉能力可達(dá)到一類(lèi),能夠封堵油氣并成藏。例如,HZ26-3-1井珠海組油藏4 m厚的局部泥巖蓋層,其突破壓力為40.7 MPa,至少封堵了68.6 m油柱高度的油層(圖7a);HZ9-2-1井恩平組油藏11 m厚的局部泥巖蓋層,其突破壓力為7.9～57.4 MPa,至少封堵了37.7 m油柱高度的油層(圖7b)。

圖7 珠一坳陷珠海組和恩平組蓋層發(fā)育特征

4 油氣勘探方向

通過(guò)對(duì)已發(fā)現(xiàn)古近系油氣藏進(jìn)行解剖,認(rèn)為古近系的勘探應(yīng)圍繞富生烴半地塹周邊優(yōu)勢(shì)運(yùn)移指向的二級(jí)構(gòu)造帶區(qū)域展開(kāi),重視儲(chǔ)集體研究,針對(duì)不同的沉積體系開(kāi)展評(píng)價(jià)。

1)文昌組以中深湖相泥巖和辮狀河三角洲砂體形成的下黃金組合為重點(diǎn),圍繞構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶進(jìn)行精細(xì)解剖,尋找類(lèi)似惠州25轉(zhuǎn)換帶下的HZ25-E、HZ25-D等油藏。珠一坳陷在雁行式斷裂的結(jié)合部發(fā)育14個(gè)轉(zhuǎn)換帶,其中坳陷北部有6個(gè)轉(zhuǎn)換帶(LF2、HZ5、HZ8、HZ13、XJ23、XJ27),南部有8個(gè)轉(zhuǎn)換帶(LF9、LF14、HZ23、HZ26、HZ25、XJ30、XJ36、PY4)。這些轉(zhuǎn)換帶既是文昌組或恩平組洼陷的分界,又是盆外河流和沉積物進(jìn)入湖盆的入口處,是下一步勘探的潛力區(qū)。

2)恩平組和珠海組均表現(xiàn)出“多砂少泥”的分布特征,恩平組以濱淺湖泥巖和辮狀河三角洲及灘壩砂體為儲(chǔ)蓋組合,珠海組以海侵泥巖和河流三角洲及濱岸砂體為儲(chǔ)蓋組合,且較好的儲(chǔ)蓋組合多發(fā)育在沉積的中心地帶,這些沉積帶的中心緊鄰富生烴洼陷,在該區(qū)域應(yīng)針對(duì)有效通源斷裂發(fā)育的構(gòu)造圈閉進(jìn)行勘探,同時(shí)加強(qiáng)斷裂的封堵性評(píng)價(jià)。

[1] 陳長(zhǎng)民,施和生,許仕策,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,2003:76-77.

[2] 張功成,鄧運(yùn)華,吳景富,等.中國(guó)近海新生代疊合斷陷煤系烴源巖特征與天然氣勘探方向[J].中國(guó)海上油氣,2013,25(6):15-25.

[3] 郭剛,鄧運(yùn)華,吳景富,等.珠一坳陷北部洼陷帶古近系潛在富生烴洼陷評(píng)價(jià)[J].中國(guó)海上油氣,2014,26(1):17-23.

[4] 龍更生,施和生,鄭榮才,等.珠江口盆地惠州凹陷深部古近系儲(chǔ)層特征及發(fā)育控制因素[J].海相油氣地質(zhì),2011,16(3): 71-78.

[5] 施和生,于水明,梅廉夫,等.珠江口盆地惠州凹陷古近紀(jì)幕式裂陷特征[J].天然氣工業(yè),2009,29(1):35-38.

[6] 劉麗華,陳勝紅.恩平凹陷成藏條件分析及商業(yè)性突破[J].中國(guó)海上油氣,2011,23(2):76-80.

[7] 施和生,朱俊章,姜正龍,等.珠江口盆地珠一坳陷油氣資源再評(píng)價(jià)[J].中國(guó)海上油氣,2009,21(1):9-14.

[8] 李友川,陶維祥,孫玉梅,等.珠江口盆地惠州凹陷及其鄰區(qū)原油分類(lèi)和分布特征[J].石油學(xué)報(bào),2009,30(6):830-835.

[9] 施和生,吳建耀,朱俊章,等.珠江口盆地陸豐13斷裂構(gòu)造帶油氣二次運(yùn)移優(yōu)勢(shì)通道與充注史分析[J].中國(guó)石油勘探,2007, 12(5):30-35.

[10] 朱俊章,龍祖烈,張志琳,等.HZ25-4-1井文昌組混源儲(chǔ)層烴的發(fā)現(xiàn)及其石油地質(zhì)意義[J].中國(guó)海上油氣,2010,22(4): 232-236.

[11] 施和生.論油氣資源不均勻分布與分帶差異富集[J].中國(guó)海上油氣,2013,25(5):1-8.

[12] 付廣,薛永超.蓋層與源巖的時(shí)空配置關(guān)系對(duì)油氣運(yùn)聚成藏的控制作用[J].礦物巖石,2001,21(2):56-61.

[13] 童曉光,牛嘉玉.區(qū)域蓋層在油氣聚集中的作用[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),1989,16(4):1-8.

[14] 馮正祥,劉春蘭.珠江口盆地文昌A凹陷儲(chǔ)集層及蓋層特征[J].中國(guó)海上油氣(地質(zhì)),1999,13(6):421-428.

[15] 孫向陽(yáng),任建業(yè).東營(yíng)凹陷北帶轉(zhuǎn)換帶構(gòu)造與儲(chǔ)集體分布[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2004,31(1):21-23.

[16] 林海濤,任建業(yè).瓊東南盆地2號(hào)斷層構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶及其對(duì)砂體分布的控制[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),2010,34(3):308-316.

[17] 李瀟雨.惠州凹陷古近系沉積相及巖相古地理演化[D].成都:成都理工大學(xué),2007:1-77.

Paleogene characteristics in hydrocarbon accumulation and exploration direction in Zhu I depression

Shu Yu Shi Hesheng Du Jiayuan Lei Yongchang Zhang Xiangtao
(Shenzhen Branch of CNOOC Ltd.,Guangzhou,510240)

In Zhu I depression predominated by the nonmarine sediments of rifted basin,a refined analysis of characteristics in hydrocarbon accumulation has indicated that Paleogene hydrocarbon may accumulate near the source rocks and distribute principally in the second-order structural belts controlled by Paleogene strata around the hydrocarbon-rich sags.However,the reservoir properties are quite different among the various secondorder structural belts or the various strata,because there was a complex tectonic evolution with the transformation to rifting and depressing during Paleogene deposition in Pearl River Mouth basin,resulting in the obvious differences in sedimentary filling among different times(Wenchang Formation with rich mud and less sands and Enping and Zhuhai Formation with rich sands and less mud)and the great reservoir heterogeneity. Therefore,the reservoir-seal assemblage and hydrocarbon migration system are the key factors of Paleogene hydrocarbon accumulation,the exploration should be focused on the second-order structural belts around the hydrocarbon-rich sags, and it should be emphasized to look for the excellent facies belts along the advantageous migration pathway in order to promote the Paleogene exploration in the depression.

the eastern Pearl River Mouth basin; Zhu I depression;Paleogene;hydrocarbon accumulation characteristics;exploration direction

2013-12-12改回日期:2014-04-02

(編輯:周雯雯)

*中國(guó)海洋石油總公司綜合科研項(xiàng)目“珠一坳陷古近系層序地層與油氣成藏條件研究(編號(hào):Z2004SLSZ-092)”、“十一五”國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“大型油氣田及煤氣層開(kāi)發(fā)”子課題“南海東部海域惠州凹陷再評(píng)價(jià)及新領(lǐng)域勘探方向(編號(hào):2008ZX05023-001-006)”、“十二五”國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)”子課題“南海東部海域已證實(shí)的富生烴凹陷評(píng)價(jià)及新領(lǐng)域勘探方向(編號(hào):2011ZX05023-001-006)”部分研究成果。

舒譽(yù),男,高級(jí)工程師,現(xiàn)從事油氣勘探地質(zhì)研究工作。地址:廣州市江南大道中168號(hào)海洋石油大廈(郵編:510240)。電話:020-84258196。E-mail:shuyu@cnooc.com.cn。