合浦盆地川江断块成藏条件与有利勘探方向

合浦盆地川江断块成藏条件与有利勘探方向
龚晓峰;杨希冰;朱继田;张景茹;李晓唐
【摘要】Strata found in Well Le2X in Hepu Basin are mainly off-
white,variegated and purple-red,and dark mudstone is thinner than others,only Jiuxikeng group of the Pliocene is thicker,but its bury is not deep,and belongs to prematurity stage. The Chuanjiang fault block structural trap of Well Le2X is basically clear,but the traps is without basic hydrocarbon source conditions and is away from the hydrocarbon source supply system,resulting in the fault block traps becoming empty traps, which is the main reason for the failure drilling. Therefore,in-depth analysis of the low mature source rocks and hydrocarbon source supply system,comprehensive prediction and delineation of favorable migration and accumulation of enriched zone of low mature oil and gas and bio-gas within effective hydrocarbon source supply system,should be the key to oil and gas exploration research in Hepu Basin.%合浦盆地乐2X井钻遇地层均以灰白色、杂色及紫红色粗碎屑岩为主，暗色泥岩厚度较薄，仅始新统酒席坑组上段较厚，但埋藏过浅，处于未成熟阶段。

乐2X井所在的川江断块圈闭基本落实，但是该圈闭基本不具备烃源条件，又远离烃源的有效供给系统，导致该断块圈闭成为了“无源之水”、“无本之木”的空圈闭是钻探失利的主要原因。

因此，深入分析研究低熟烃源岩分布及烃源供给系统，在有效烃源供给系统内，综合预测与圈定有利的低熟油气及生物气运聚富集区带，应是该盆地油气勘探攻关的关键所在。

【期刊名称】《西南石油大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2014(000)001
【总页数】10页(P9-18)
【关键词】合浦盆地;乐2X井;烃源的有效供给系统;低熟油气;生物气
【作者】龚晓峰;杨希冰;朱继田;张景茹;李晓唐
【作者单位】中国科学院边缘海地质重点实验室，广东广州 510640; 中国科学院大学，北京石景山 100049;中海石油中国有限公司湛江分公司研究院，广东湛
江 524057;中海石油中国有限公司湛江分公司研究院，广东湛江 524057;中国科学院边缘海地质重点实验室，广东广州 510640; 中国科学院大学，北京石景山100049;中国科学院边缘海地质重点实验室，广东广州510640; 中国科学院大学，北京石景山 100049
【正文语种】中文
【中图分类】TE122.2
1 区域地质概况
广西合浦盆地处于华南板块（亦称华南褶皱带）西南部、六万大山隆起区合浦—
博白—岑溪断裂带上（图1），是在晚燕山—喜马拉雅构造活动期，合浦—博白—岑溪老断裂不断拉分断陷作用下发育形成的、以第三纪沉积为主体的陆相断陷
盆地。

由于区域上处在华南大陆褶皱带与南海北部边缘盆地之间，且其海域部分已延伸至北部湾盆地的东北缘，与相邻的北部湾盆地及其他南海北部边缘盆地大体上处于同一大地构造背景，合浦盆地的盆地成因类型、盆地结构及其发育演化特征、沉积充填特点等均与相邻的北部湾盆地基本相似。

有所差异的是，合浦盆地处在华
南大陆褶皱带，构造活动及断裂运动更为强烈和频繁，尤其是盆地大幅度抬升而结束沉积充填过程的时间要比南海北部边缘盆地早得多。

中新世中期，合浦盆地已基本萎缩，停止了成盆过程，结束了沉积充填作用，因此，该区第四纪基本无沉积或沉积甚少或仅保留了现代泥沙和红土沉积。

图1 广西合浦盆地及邻区区域地质及构造展布特征Fig.1 The regional geological and tectonic distribution characteristicsof Hepu Basin in Guangxi and adjacent Areas
合浦盆地在晚白垩纪开始生成，新近纪中新世中期盆地萎缩结束整个成盆活动，据周大钰等研究[13]，具体可划分为两期成盆过程。

所谓两期成盆即指晚白垩—早喜马拉雅期（K2—E1）的断拗分割红盆发育时期和中喜马拉雅期（E2—E3）的陆相断陷黑盆发育期。

在早期的红盆发育演化时期，形成了西部（以西场、沙岗为中心）红色大洼陷区、中部（石湾附近）红色洼陷区和东部红色洼陷区等3个彼此分割
而独立的洼陷沉积充填区（图2），与其他凸起区及构造带共同构成该区新生代沉积盆地存在的基底，进而为晚期新生代沉积盆地（古近纪陆相断陷黑盆）的形成奠定了基础，最终在始新世—渐新世充填了一套黑色陆相断陷湖盆沉积，形成了古
近纪两凹（西部西昌凹陷和东部常乐凹陷）夹一凸（中部上洋凸起）的构造格局（图2）。

乐2X井位于常乐凹陷西南部北侧，主要钻遇了上白垩统及古近系古新统上洋组、始新统酒席坑组、渐新统沙岗组和新近系中新统白沙江组及第四系。

钻探过程中全井未见油气显示。

2 生烃条件分析
2.1 有机质丰度
图2 广西合浦盆地及早期红盆与晚期黑盆分布特征Fig.2 Thered potsin early stageand the black potsin latestage of Hepu Basin
乐2X井钻遇新生界不同层位泥岩的有机质丰度以始新统酒席坑组上段暗色泥岩最
好，酒席坑组中段暗色泥岩次之，其他层段泥岩有机质丰度偏低，属于差烃源岩或非烃源岩（表1）。

酒席坑组上段暗色泥岩有机质丰度较好，其有机碳（I TOC）平均为1.70%，最高达5.05%，氯仿沥青“A”含量平均为0.110%，岩石热解生烃潜量（S1+S2）平均为5.44 mg/g，最高达27.97 mg/g，基本达到好—较好烃源岩的有机质丰度标准；酒席坑组中段暗色泥岩及其他层位层段泥岩有机质丰度较差，均属差烃源岩或非烃源岩。

这些层段泥岩有机质丰度参数，如有机碳、氯仿沥青“A”及热解生烃潜量等均明显偏低，其中，有机碳（I TOC）平均在
0.16%～0.42%，氯仿沥青“A”含量平均为0.019%～0.064%，岩石热解生烃潜量（S1+S2）平均为0.08～0.50 mg/g。

很显然，这些有机质丰度指标表明其基本上属非烃源岩。

总之，乐2X井暗色泥岩集中发育于始新统酒席坑组上段及中段上部和渐新统沙岗组下部，其有机质丰度分布亦以这些层位层段相对富集，其他层段则均以杂色、紫红色等非暗色泥岩为主，沉积充填时属强的氧化环境，故其有机质保存条件欠佳，有机质丰度较低，未到达烃源岩有机质丰度的标准，生烃潜力偏差[4 5]。

表1 常乐凹陷乐2X井泥岩有机质丰度及生烃潜力评价表Tab.1 Theevaluation of organic matter abundancesand hydrocarbon generation potential of Well Le2X in Changle Depression注：层段（样品数） I TOC/% 生烃潜力（S1+S2）/（mg·g-1）氯仿沥青“A”/% 镜质体反射率（R o）/% 烃源岩级别酒席坑组上段（13） 0.11～5.050.07～27.970.020～0.3200.407～0.449 1.70（好）5.77（较好）0.110（好）0.428（未熟）未熟，好—较好酒席坑组中段（12） 0.05～1.080～2.010.020～0.1600.451～0.492 0.42（差）0.50（较差）
0.061（较差）0.471（未熟）未熟，较差酒席坑组下段（5） 0.15～0.670.02～
1.260.036～0.098 0.512（低成熟）低成熟，较差0.501～0.535 0.29（差）0.35（较差）0.064（较差）上洋组（23） 0.06～0.510～0.760.019～0.113
0.598（成熟早期）成熟早期，较差0.534～0.646 0.16（差）0.08（较差）
0.049（较差）
2.2 有机质类型
根据热解分析判识与划分标准（表2），乐2X井不同层段泥岩的有机质生源母质主要为腐泥腐殖混合型（II型）和腐殖型（III型）两种。

其中，始新统酒席坑组上段暗色泥岩有机质生源母质属于腐泥腐殖混合型（II型），其热解分析的氢指数平均为241.8 mg/g，最大可达550.0 mg/g，氧指数较低，平均为44.7 mg/g，烃产率较高，平均为22.2，类型指数（S2/S3）大，平均在9.0以上，基本上达到了好烃源岩的标准。

因此，依据烃源岩热解评价参数标准，综合判识与确定为II型
生源母质；始新统酒席坑组中段及下段和古新统上洋组杂色及紫色泥岩有机质生源母质类型属于腐殖型（III型），其热解氢指数平均为21.0～74.4 mg/g，最大可
达185.0 mg/g，氧指数较高，平均为92.7～215.0 mg/g，最高达660.0 mg/g，类型指数（S2/S3）偏低，平均仅0.2～1.0。

烃产率低，平均仅9.8～13.8。

根据
烃源岩热解评价参数标准，属于典型的III型生源母质。

这可能主要是由于其沉积
充填时属偏氧化的沉积环境，有机质保存条件差所致[4 5]。

表2 常乐凹陷乐2X井泥岩生源母质类型特征及评价Tab.2 Sourcematerial type characteristicsand evaluation of different mudstonelayersof Well Le2X，Changle Depression注：层段（样品数）降解率/% 类型指数/无因次氢指数/（mg·g-1）氧指数/（mg·g-1）综合评价酒席坑组上段（13） 9.0～48.00.4～34.364.0～550.064.0～155.0 22.2（II1）9.0（II1）241.8（II）44.7（II） II酒
席坑组中段（12） 9.0～20.00～5.10～185.036.0～660.0 13.8（II2）1.0（III）65.3（III2）215.0（III） III酒席坑组下段（5） 5.0～21.00.1～1.611.0～
175.047.0～120.0 12.0（II2）0.74（III）74.4（III1）95.0（III）III上洋组（23）5.0～18.00～0.90～96.023.0～183.0 9.8（II2）0.2（III）21.0（III1）92.7（III）
III
2.3 有机质成熟度
乐2X井钻遇的始新统酒席坑组及古新统上洋组泥岩有机质镜质体反射率（R o）
随埋藏深度增加，其成熟演化特征及变化规律（图3）明显具有以下几个重要特点：乐2X井2 000 m以上的始新统酒席坑组上部及渐新统沙岗组泥岩有机质处于未
熟阶段，有机质镜质体反射率（R o）小于0.40%；2 000 m以下（始新统酒席坑组上段下部及中段）则进入低成熟门槛，镜质体反射率大于0.40%～0.50%，处
在低熟/未熟演化阶段；2 500 m以下的始新统酒席坑组下段及古新统上洋组泥岩则达到成熟门槛，进入正常成熟演化阶段，其镜质体反射率大于0.50%，最高达0.65%，处于早成熟油窗范围之内[4 7]。

3 储盖组合类型
图3 乐2X井古近系有机质成熟演化特征Fig.3 Organic matter maturation characteristicsin Paleogeneof Well Le2X
乐2X井自上而下钻遇地层均以灰白色、杂色及紫红色粗碎屑岩为主，泥岩厚度较薄，各层段的累积厚度所占地层百分比亦较低，多在19.7%～48.6%，仅个别层
段泥岩含量较高，达55.8%（始新统酒席坑组上段）。

根据乐2X井钻遇地层岩性特征及砂泥岩厚度，尤其是泥岩封闭盖层的厚薄及成岩程度等，并结合地质及地球物理测井资料，可以大致确定乐2X井自上而下主要钻遇了3套储盖组合类型，即渐新统沙岗组下段“厚砂薄泥”储盖组合类型、始新统酒席坑组上段及中段上部“厚泥薄砂”储盖组合类型和古新统上洋组中上部“厚泥薄砂”储盖组合类型，其中，以始新统酒席坑组上段及中段上部“厚泥薄砂”储盖组合类型最佳，有利于构成良好的含油气成藏组合体。

3.1 渐新统沙岗组下段“厚砂薄泥”储盖组合类型及特征
本套储盖组合类型中，泥岩等细粒沉积物非常薄，且主要为紫色、紫红色、杂色及
绿灰色泥岩，易水化造浆，成岩性较差—较好，成岩程度偏低，根据有机地球化学及岩矿分析鉴定结果，主要处在早成岩阶段早中期，故成岩固结程度较差。

这些杂色及紫红色泥岩单层厚度一般为2.0～6.0 m，且埋藏较浅，成岩性较差，故封盖流体的能力亦较差，属于封盖质量及封盖能力较差的泥岩封盖层。

很显然，这种“厚砂薄泥”且成岩程度较差的储盖组合类型，对油气储集及构成有效的含油气成藏组合等均有极大的影响。

3.2 始新统酒席坑组上段及中段上部“厚泥薄砂”储盖组合类型及特征
本套储盖组合类型中，暗色泥岩厚度较大，尤其是在始新统酒席坑组上段，其暗色泥岩厚度可达88.5 m，占本段地层百分比高达55.8%，且其成岩程度相对较高，根据有机质演化特点及岩矿分析鉴定结果，已进入早成岩演化阶段的中晚期，成岩性及成岩固结程度相对较好。

再者，其暗色泥岩单层厚度一般为2.0～5.0 m，故具有较好的封盖能力，其与相邻砂砾岩间互层段配置良好，完全能够构成有效的油气成藏组合类型（图4）。

图4 酒席坑组上段及中段上部“厚砂薄泥”储盖组合Fig.4 The“thick sand thin mud”reservoir cap of upper-middle member of Jiuxikeng Formation
3.3 古新统上洋组中上部“厚泥薄砂”储盖组合类型及特征
本套储盖组合类型中，紫红色及杂色泥岩封盖层一般为2.5～6.5 m，且成岩性较好，根据有机质演化特点及岩矿分析鉴定结果，其成岩演化程度已达到早成岩作用晚期或晚成岩作用阶段早期，故其岩石固结压实程度较高，泥岩盖层封盖流体能力较强，可以构成较好的含油气成藏组合类型。

4 含油气圈闭有效性及失利主要原因剖析
乐2X井所在的川江断块构造圈闭主要由沿盆地走向呈北东向展布的①号、②号断层被其东西两侧呈北西向展布的断层横切而构成，断块面积约4 km2，属于常乐凹陷北部断阶带中最大的一个断块构造圈闭。

通过川江断块构造的地震剖面有12
条主测线和1条联络测线，除个别地震测线某些部位地震反射信息与成像效果欠佳外，其他大部分地震剖面上的地震反射特征基本清楚，成像效果较好。

这些地震测线基本覆盖和控制了整个断块构造圈闭范围。

因此，地震剖面所反映和表征的断块构造形态特征及其断块圈闭基本上是可信的。

川江断块构造圈闭具有北高南低、东高西低，且由东北向西南方向呈倾斜状的特点，且其圈闭主要存在于始新统酒席坑组顶底部位置。

该圈闭高点埋深1 900 m，且位于东部即HP97–1681测线
/HP97–111测线交点处，闭合高度东西方向为500 m左右，而在南北方向只有280 m左右[1]。

川江断块构造展布特征分析表明，断块圈闭基本落实可靠，断块圈闭形成及发育特点亦基本清楚[1]。

虽然如此，但断块圈闭的有效性及是否能够捕获油气而成为含油气圈闭，则是需要进一步深入分析与探讨的关键问题。

构成川江断块圈闭的主要深大断裂为①号和②号断裂（图5），这两条断裂均属基底活动性断裂，不仅控制和影响整个盆地构造演化及不同区域构造带展布与沉积充填特征，同时对川江断块圈闭形成亦具有重要的控制作用。

然而，断块圈闭的有效性则主要取决于断块上倾方向断层两侧对接岩性所形成的封堵，如果断层两侧岩性均属粗相带沉积物，则很难形成封堵而失去封闭性，导致圈闭失效而油气等流体散失。

因此，分析和搞清控制断块圈闭上倾方向断层的封堵性至关重要。

根据通过川江断块圈闭的地震剖面分析，构成该圈闭上倾方向的北部边界的①号断层两侧（或上下盘）明显存在封堵性风险，即断层两侧地层岩性对接是否能够形成储集层（砂岩及其他类型储集岩）与非储集层（泥岩细粒沉积物及其他具封闭能力的岩性）的耦合碰面之最佳接触关系，仅从通过乐2X井的地震剖面上的地震反射特征根本就无法判断。

故该断块圈闭确实存在北部上倾方向断层侧向封堵条件的不确定性所带来的风险。

这点从乐2X井钻探证实全井自上而下均为粗碎屑岩沉积物亦表明该断块圈闭不仅其侧向封堵存在风险性，且其圈闭纵向上的封盖条件也可能
存在一定的风险。

对于含油气圈闭的有效性及其形成，除了上述所阐明的必须具备有效圈闭的地质条件外，还必须具有充足的烃源供给与大量充注，以及作为桥梁及纽带的连接烃源与圈闭聚集场所的油气运聚输送系统的良好时空配置。

然而，乐
2X井所在断块圈闭位置，基本不具备烃源供给条件及其运聚疏导系统，尤其是缺
乏烃源供给与充注，故导致该断块圈闭成为了“无源之水”、“无本之木”，即属于一个无油气等流体充注与聚集的空圈闭，这可能是乐2X井未获商业性油气流的主要原因之关键所。

图5 常乐凹陷始新统酒席坑组上段顶面构造图Fig.5 Thestructuremap of upper member of Jiuxikeng Formation，Changle Depression
5 油气成藏关键因素及有利勘探方向
据常乐凹陷第三系沉积充填演化史与始新统洒席坑组烃源岩埋藏热演化史（图6），可以看出，始新统洒席坑组烃源岩大致在渐新世末期及中新世早期（约20 Ma左右）进入或达到低熟—成熟生烃门槛，该区低熟门槛和成熟门槛分别为2 000 m
和2 500 m。

从图7所示本区烃源岩埋藏热演化史图可知，中新世中晚期直到第四纪的埋藏热
演化过程中，基本上处在稳定的热沉降过程中，没有大的抬升活动。

因此，依据该区低熟—成熟生烃门槛，在烃源岩热演化埋藏史图上可以判识和确定主要烃源岩
成熟生排烃时期大致在早中新世早期到第四纪（20～1.6 Ma），总之，常乐凹陷
第三系烃源岩成熟生排烃时间总体上比较晚，且与邻区北部湾盆地始新统流沙港组烃源岩成熟生烃门槛（2 400 m）及生排烃时间基本一致。

图6 常乐凹陷始新统酒席坑组埋藏史Fig.6 The burial history of Jiuxikeng Formation，Changle Depression
图7 常乐凹陷乐2X井第三系有机地球化学综合剖面Fig.7 The organic geochemical profile of Well Le2X，Changle Depression
本区断块型局部构造圈闭多是从始新世末期开始发育形成雏形，到渐新世早期末定型而形成断块构造圈闭。

据盆地构造展布与沉积演化特征分析，常乐凹陷①号和②号断裂属基底活动性断裂，不仅控制和制约影响盆地构造演化和盆地沉积充填特征，亦与圈闭形成密切相关。

根据地震剖面分析①号、②号断裂活动从始新世期末开始（即酒席坑组水进沉积体系域转入到渐新世沙岗组高水位沉积体系的转折时期）形成台阶型断块雏形，到渐新世中晚期断裂活动基本结束（这两条断层未穿过渐新统沙岗组下段）；在渐新世中期—早中新世，乐2X井所在的台阶型断块圈闭（川江圈闭）即基本定型。

很显然，断块型局部构造圈闭的形成时间（29～23 Ma）与
本区始新统及古新统烃源岩热演化成熟生排烃等大量流体运聚时期（20～16 Ma）虽然存在一定的差异，即断块型构造圈闭形成时间早于烃源岩生排烃及油气大量运聚时期，但仍然能够捕获一定数量的油气等流体。

以上分析表明，本区油气生运聚时间与聚集空间及富集场所构造圈闭形成及储盖组合等多种地质因素及环节，均
相互配置较好。

只要有充足的烃源供给，形成油气富集及油气藏是不成问题的。

从常乐凹陷含油气系统事件综合分析图（图8）亦可看出，常乐凹陷始新统酒席坑组及古新统上洋组主要烃源岩油气大量生成时间大致从渐新世晚期—中新世早期
开始（23～16 Ma），高峰生排烃时期则应在12 Ma左右，持续的生运聚时间一直延续至今；圈闭形成时间在渐新世早中期（29～23 Ma）定型于渐新世晚期—
中新世早期（22～18 Ma）；主要封盖层形成时间为始新世晚期及渐新世早中期（35～26 Ma）；油气运聚成藏及保存的关键时刻为早中新世晚期（20 Ma左右）或中新世晚期（16 Ma左右），亦即本区烃类大量形成时间与油气大规模运聚成
藏及圈闭形成时间基本同步或略有差异。

表明本区主要烃源岩生排烃时间与圈闭形成及油气运聚成藏时间等关键成藏地质因素均相互配置良好，只要烃源供给充足，必然会成为“有源之水”、“有本之木”，最终形成油气聚集或油气藏。

因此，目前合浦盆地油气勘探的关键油气地质问题是如何勘探寻找和确定有效烃源岩及其烃
源灶等烃源供给系统只要找到了有效的烃源灶及烃源供给区，具备了充足的烃源供给，在圈定、落实了有利油气聚集区带及具有良好储盖组合的有效圈闭目标后，即可获得商业性油气的重大突破和巨大成功。

图8 常乐凹陷第三系地层系统含油气系统事件图Fig.8 The etroleum system graph of Tertiary strata in Changle Depression
有鉴于此，根据合浦盆地油气地质条件及油气运聚成藏的主控因素，本区进一步油气勘探攻关应首先通过地震地质、地球化学及其他多种技术手段，结合已有探井地质资料，重点深入分析研究低熟烃源岩分布及有效烃源灶与烃源供给系统；在此基础上，在有效烃源供给系统内，综合预测与圈定有利的低熟油气运聚富集区带，最终评价优选与精细刻画出最有利的含油气勘探目标，进而部署实施钻探，相信一定能够开创该区油气勘探新局面，获得油气勘探的重大突破。

同时，根据百色盆地低熟油气形成及运聚富集规律，大部分低熟油气藏的分布富集均与其浅层生物气气藏形成与分布密切相而合浦盆地近年来钻探的多口浅层水井的钻井过程中均发现和见到了非常强烈的天然气显示，多口井天然气燃烧火焰均呈蓝色并高达数米，表明其天然气气藏可能具有一定的自然产能和天然气产量。

地球化学分析表明，这种浅层天然气以甲烷居绝对优势（大于95%），C2+的重烃含量甚微。

甲烷碳同位素（δ13C1）小于-55‰，属于典型生物气，且可与百色盆地浅层生物气对比，表明本区与百色盆地的低熟油气及浅层生物气形成及分布富集特点基本类似，低熟油气与浅层生物气形成及分布存在一定的成因联系。

因此，在合浦盆地的油气勘探中完全可以借鉴百色盆地油气勘探的经验和技术方法，同时勘探低熟油气和浅层生物气，或者先勘探浅层生物气兼探低熟油气，通过浅层生物气与低熟油气的成因联系追踪和勘探其深部的低熟油气，争取尽快获得该区油气勘探的重大突破。

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