珠江口盆地珠一坳陷古近系油气富集规律及下一步勘探策略

珠江口盆地珠一坳陷古近系油气富集规律及下一步勘探策略MI Lijun;ZHANG Xiangtao;CHEN Weitao;LIU Pei;DU Jiayuan;YAO Jiali【摘要】随着新近系勘探程度的提高,古近系逐步成为珠江口盆地珠一坳陷的重点勘探领域.从珠一坳陷油气成藏的关键地质条件出发,系统梳理古近系油气分布规律,探索其勘探潜力.珠一坳陷不同洼陷油气富集程度差距大,其中裂陷期构造活动强的洼陷易形成欠补偿湖盆,发育富生烃层系、形成富生烃洼陷;两幕裂陷形成了文昌组和恩平组2套烃源岩,其地化特征不同,形成两期油气充注;沉积演化的旋回性决定了三级层序及沉积体系的差异展布,导致不同洼陷储盖条件的差异.盆地格局和洼陷结构影响油气在平面上的展布,其中正常半地堑油气主要富集于缓坡带,低角度及复式半地堑油气在陡坡带、缓坡带均有分布;“源、断、砂”立体输导控制油气在纵向上分段聚集,“源-砂”、“断-砂”组合模式分别导致层内、层间富集的分段性;区域盖层控制规模性油气分布,其分布越稳定,油层数量和规模往往越大.珠一坳陷油气资源丰富,古近系勘探潜力大,下一步应围绕“富洼找优、差异勘探”思路,形成“一洼一突破、一带一油田”格局,并将二级构造带整体纳入勘探视野,连片评价并叠合勘探,重视构造转换带、缓坡带和隆起带等区带,有层次地推动该地区古近系勘探进程.【期刊名称】《中国海上油气》【年(卷),期】2018(030)006【总页数】13页(P1-13)【关键词】珠江口盆地;珠一坳陷;古近系;盆地结构;富烃洼陷;优质相带;勘探策略【作者】MI Lijun;ZHANG Xiangtao;CHEN Weitao;LIU Pei;DU Jiayuan;YAO Jiali【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TE121.1珠江口盆地珠一坳陷古近系受埋深大、储集物性差、经济门槛高、海上深层钻探费用高等因素的影响，一直作为烃源岩层系进行研究，缺少把其作为勘探目的层的系统分析。

近年来随着新近系勘探程度越来越高，勘探难度也逐渐加大，古近系作为勘探的新领域越来越受到重视。

对古近系的探索也取得了显著成效，在多个凹陷取得了勘探重大突破，不仅证实古近系具有形成规模油气藏的地质条件，也揭示了古近系具有可与新近系类比的测试产能[1-6]。

研究表明，目前珠一坳陷古近系勘探面临以下问题：①古近系分布面积大，洼陷分割性强，如何开展洼陷和区带的优选；②古近系虽然是在统一的构造应力机制下形成的，但不同洼陷结构、构造演化和沉积充填具有巨大差异，如何厘清不同洼陷的油气富集规律及成藏主控因素；③古近系埋深大，海上勘探开发成本更高，如何寻找优质规模的油气藏。

本文通过区域地质研究，结合近年来丰富的钻井、地震等资料，系统梳理了珠一坳陷古近系不同洼陷成藏条件的差异性及油气富集的规律性，探索其勘探潜力，在勘探实践中取得了显著成效，形成了亿吨级的石油储量规模和商业油田群，产生了巨大的经济效益，为南海深层勘探提供了较好的借鉴和参考。

1 区域地质背景珠一坳陷位于南海珠江口盆地北部浅水区，水深主要为50～150 m，面积约37 000 km2,呈北东走向，南北分别被番禺低隆起-东沙隆起带和北部隆起带所夹持，自西向东分布恩平、西江、惠州、陆丰等凹陷(图1)。

由于各凹陷内部又被分割成多个大小不等的洼陷，各洼陷之间构造演化差异性显著，造成了盆地充填形式、物质基础以及油气生成、运移、聚集条件等不同，所形成的油气藏类型、成藏规律及控制因素也有所差异[1-6](图1)。

珠一坳陷形成于印度板块、太平洋板块和欧亚板块结合部位，具有下断上坳、下陆上海的双层结构。

古近系勘探目的层主要是指盆地陆缘裂谷阶段发育的下部断陷层，包括文昌组和恩平组(图2)。

图1 珠一坳陷古近系构造格局Fig .1 Structure outline of Paleogene in Zhu1 depression图2 珠一坳陷古近系层序地层格架Fig .2 Paleogene sequence stratigraphic framework in Zhu1 depression2 古近系油气成藏条件2.1 裂陷期构造活动主导洼陷烃源条件珠江口盆地经历裂陷阶段的文昌组沉积期、恩平组沉积期和拗陷阶段的珠江组沉积期等3个快速沉降期,其中裂陷阶段的2个快速沉降阶段(珠琼运动一幕、二幕)裂陷作用强、沉降作用大，形成了文昌组、恩平组两套深埋沉积岩层。

从断裂展布来看，文昌组沉积期控洼断裂呈NEE—NE展布，控制洼陷呈同向展布；恩平期形成的断裂呈EW—NWW展布，控制洼陷亦呈同向展布(图3)。

从构造背景来看，断裂形态及活动强度联合控制洼陷结构、沉积充填及烃源岩发育背景，并在层系和区域上有明显差别，由此导致烃源岩分布位置、规模和品质的差异，进而在宏观上决定珠一坳陷不同地区烃源条件差异悬殊[2，7-8]。

图3 珠一坳陷古近系边界断裂及洼陷分布Fig .3 Paleogene boundary faultsand sag distribution in Zhu1 depression2.1.1 不同层系烃源条件差异大裂陷I幕文昌组沉积期，受NW—SE向应力场拉张，珠一坳陷边界断裂强烈活动，洼陷沉降幅度大，同时大量隆起的发育对洼陷起到一定分隔作用(图3)。

该时期应力拉张与断裂走向耦合越好，断层活动强度越大，形成的洼陷规模越大，NEE—NE向断裂控制的洼陷沉降幅度大(沉降速率为170～600 m/Ma)，形成了欠补偿湖盆，利于深湖相发育，为藻类生物勃发提供了有利条件，形成了大规模的烃源岩层，在全区均较为发育。

裂陷II幕恩平组沉积期，区域构造应力场发生转变，形成近南北向拉张，边界断裂持续活动，断陷范围扩大，但强度较文昌组沉积期减弱，隆起数量减少，形态趋于规则统一。

该时期洼陷沉降幅度有所减弱(沉降速率为100～300 m/Ma)，为补偿—过补偿背景，湖盆变得宽缓，水体较浅，隆起提供的物源在长距离搬运下推进湖盆较远，陆源高等植物有机质对该时期发育烃源岩影响较大，母源品质及生烃能力较文昌组差，且埋深更浅，热演化程度不及裂陷I幕烃源岩，烃源岩主要分布在惠州北、陆丰北地区。

整体而言，文昌组沉积期控洼断层规模大、构造活动强、母源品质好，据估算其远景石油资源量超过60×108t，属于富生烃层系；恩平组沉积期由于构造活动减弱，湖盆连片分布，处于补偿—过补偿状态，母源类型相对较差，据估算其远景石油资源量仅10×108t，属于中等生烃层系。

2.1.2 不同洼陷烃源条件差异大珠一坳陷在同一裂陷期具有相似的构造演化和沉积充填背景，但因构造位置及应力场、构造活动强度、沉积沉降特征的不同，裂陷期洼陷结构特征在区域上存在差异。

这种差异首先体现在坳陷与隆起之上的洼陷，珠一坳陷内部洼陷边界断层在裂陷期整体活动剧烈，以沉降作用为主，水体深，易形成中深湖相沉积，洼陷生烃能力强，易于形成富生烃洼陷，如恩平17洼、西江33洼、惠州26洼、陆丰13洼等；在断陷作用影响下，隆起区以隆升剥蚀为主，局部先存断层活动形成局限性残洼，其湖盆规模小、水体深度浅，仅发育局部滨浅湖相沉积，洼陷生烃能力弱，多为中等或差生烃洼陷，如北部隆起的西江5洼、东沙隆起的番禺24洼等。

由于裂陷期构造活动的差异，珠一坳陷内部各洼陷间烃源条件差异也较大，NE向断裂或者NE、EW向断裂联合发育的地区往往容易形成富生烃洼陷。

文昌组沉积期盆地整体受到NW—SE向的拉伸,沿大型NE—NEE断裂体系展布的洼陷多为富生烃洼陷，如恩平17洼、西江33洼、番禺4洼等，主要分布在珠一坳陷西部地区；NE—NEE、EW—NWW向两组断裂体系同时发育、且与各自的应力场耦合的地区，也可形成富生烃洼陷，如惠州26洼、西江24洼、陆丰13洼等，主要分布在珠一坳陷东部地区。

这类洼陷沉降速率一般超过300 m/Ma，据估算其远景石油资源量均在5×108t以上，生烃强度大于5×106t/km2(图2、3)。

单一的近EW向断裂控制活动较弱的地区往往形成中等或差生烃洼陷，如惠州8洼、惠州10洼、惠州22洼、惠州24洼、陆丰7洼和恩平18洼等，这类洼陷沉降速率一般小于300 m/Ma，据估算其远景石油资源量低于5×108t，生烃强度小于5×106t/km2。

2.2 沉积体系演化控制有利相带珠一坳陷古近纪构造活动的多幕性、沉积物供给的差异性及气候条件的变化性，导致盆地内各洼陷不同时期的层序构型、沉积充填及储盖发育情况不尽相同。

最新区域研究表明，珠一坳陷古近系断陷期可划分为1个一级层序、3个(准)二级层序和10个三级层序(图2)。

受盆缘断裂展布样式及活动特征的影响，不同地区层序发育及沉积相发育有所差异(图4)。

裂陷Ⅰ幕文昌组下段沉积期，珠江口盆地开始裂陷，WCSQ1层序仅在各凹陷局部发育，如恩平12洼、番禺4洼、惠州26洼、陆丰7洼等，沉积相主要以快速堆积的粗碎屑冲积扇等为主；随着边界断层活动加强，WCSQ2层序充填期湖盆迅速加深、扩大，几乎覆盖珠一坳陷大部分洼陷区，中深湖区靠近边界断裂下降盘发育，大量近岸水下扇及扇三角洲发育于洼陷两侧，构造转换带发育的地区形成一系列大型辫状河三角洲；WCSQ3层序处于文昌组下段沉积萎缩期，湖盆迅速萎缩，层序分布局限，仅分布在恩平17洼、番禺4洼、西江24洼、惠州8洼等洼陷，发育一系列小规模的扇三角洲沉积(图4a)。

裂陷Ⅰ幕文昌组上段沉积期，边界断裂持续活动，凹陷继续沉降，但沉积和沉降中心发生迁移，整体具有自东向西、自南向北迁移的特征，恩平凹陷从恩平12洼向恩平17洼迁移，西江凹陷从西江36洼向番禺4洼迁移，惠州凹陷从惠州26洼向西江24洼迁移，陆丰凹陷从陆丰15洼向陆丰13洼迁移。

该裂陷旋回的三套层序(WCSQ4、WCSQ5、WCSQ6)发育的沉积格局与文昌组下段基本相同，中深湖区靠近边界断层，裂陷初期发育局部扇三角洲，裂陷高峰期发育大规模辫状河三角洲及扇三角洲，裂陷萎缩期发育小规模扇三角洲(图4b)。

经历文昌组沉积末期的区域抬升剥蚀后，裂陷作用再次发生，进入裂陷Ⅱ幕恩平组沉积期。

此时，物源体系已发生较大变化，除东沙隆起继续提供物源外，华南褶皱带供源占主导位置，三套层序(EPSQ1、EPSQ2、EPSQ3)的沉积体系出现不同。

该裂陷旋回早期的EPSQ1层序发育阶段，各洼陷相对独立，湖盆水体较浅，洼陷区发育浅湖相泥质沉积，陡坡一侧多发扇三角洲，缓坡及长轴带多发育辫状河三角洲；断拗转换期(EPSQ2层序沉积期)，湖盆迅速扩张，各洼陷基本连成一体，水体北深南浅，东沙隆起物源大范围萎缩，局部地区开始出现沉积，华南褶皱带长源河流携带大量碎屑沉积物向洼陷推进，形成大量浅水辫状河三角洲沉积，而在水体封闭、地势低洼带则形成湖沼相沉积；沉积晚期(EPSQ3层序沉积期)，水体极浅，层序分布局限，仅在各凹陷北部地区有部分沉积，以河湖沼相及浅水三角洲沉积为主。