劉志峰，吳克強，柯 嶺，王升蘭，于開平，朱文奇

(中海油研究總院，北京 100028)

珠江口盆地珠一坳陷北部洼陷帶油氣成藏主控因素

劉志峰，吳克強，柯 嶺，王升蘭，于開平，朱文奇

(中海油研究總院，北京 100028)

珠一坳陷北部洼陷帶已鉆井失利原因分析表明，因“烴源”和“運移”問題而失利的井所占比例最大，這兩個關鍵因素即為該區(qū)的油氣成藏主控因素。從烴源條件來看，根據(jù)地震相和地球化學分析，北部洼陷帶的8個洼陷中，有5個洼陷發(fā)育文昌組半深湖-深湖相優(yōu)質烴源巖，是今后進行油氣勘探較為有利的富生烴洼陷。從運移條件來看，平面上根據(jù)油氣富集構造帶類型分析，北部洼陷帶內的5個富生烴洼陷均屬于“緩坡富集型”，各洼陷的緩坡帶是有利勘探區(qū)帶；而縱向上根據(jù)通源斷裂及恩平組泥巖封蓋條件分析，北部洼陷帶內的5個富生烴洼陷中，有3個屬于“淺層富集型”，有2個屬于“深層富集型”，其有利勘探層系應分別在淺層和深層。

烴源巖；運移；北部洼陷帶；珠一坳陷；珠江口盆地

珠一坳陷北部洼陷帶是指珠江口盆地珠一坳陷內靠近北側的一排古近系洼陷[1]。近幾年來，地質家通過對珠一坳陷北部洼陷帶開展基本石油地質條件研究[1-5]，認為北部洼陷帶有多個洼陷發(fā)育文昌組半深湖-深湖相烴源巖或恩平組湖沼相烴源巖，且烴源巖已成熟，生成了大量油氣，具有較好的勘探潛力，其原油潛在資源量超過20×108m3，并認為北部洼陷帶將會成為珠江口盆地未來重要的勘探新區(qū)和儲量接替區(qū)。既然具有勘探潛力，那么多年來鉆探失利的原因是什么？下一步勘探方向又在哪里？本文通過油氣成藏主控因素分析，有助于明晰該區(qū)油氣勘探所應關注的重點和關鍵問題，并指出有利勘探方向，為勘探部署提供參考依據(jù)。

1 區(qū)域地質概況

珠一坳陷位于珠江口盆地北部坳陷東段，是在中、古生代巖漿巖和沉積巖基底之上發(fā)育起來的新生代坳陷，呈近NE走向，面積約3.6×104km2。珠一坳陷自西向東包含5個凹陷，分別為恩平凹陷、西江凹陷、惠州凹陷、陸豐凹陷和韓江凹陷。坳陷內地層自下而上發(fā)育有始新統(tǒng)文昌組，漸新統(tǒng)恩平組、珠海組，中新統(tǒng)珠江組、韓江組、粵海組，上新統(tǒng)萬山組，上覆第四系。

珠一坳陷新生代構造演化可劃分為斷陷期和拗陷期兩大階段。斷陷期自始新世至早漸新世，以陸相沉積為主，發(fā)育了文昌組半深湖-深湖相優(yōu)質烴源巖和恩平組淺湖相、沼澤相次要烴源巖。拗陷期自晚漸新世至第四紀，以海陸過渡相和海相沉積為主，形成了以三角洲相砂巖和開闊海相泥巖相匹配的“黃金儲蓋組合”?？傮w而言，珠一坳陷的主力成藏組合具有“陸生海儲”的特點。

根據(jù)結構和構造特征，每個凹陷可進一步劃分為多個“洼陷”，每個洼陷都是一個小型半地塹或地塹。洼陷是珠一坳陷最基本的構造單元[1]。珠一坳陷北部洼陷帶自西向東包括西江凹陷內的西江主洼，惠州凹陷內的西江23洼、惠州13洼、惠州8洼、惠州10洼，陸豐凹陷內的惠州5洼、陸豐1洼、海豐33洼共計8個洼陷(圖1)，總面積約1.3×104km2。這8個洼陷均受珠一坳陷北部邊界斷裂控制，均為“北斷南超”的半地塹。

珠一坳陷北部洼陷帶的定義之所以打破了“凹陷”的界線，原因有兩方面：一是北側這一排洼陷與南側的另一排洼陷遙相呼應，具有對稱關系；二是北側這一排洼陷勘探程度低，油氣發(fā)現(xiàn)少，歷經(jīng)三十余年勘探僅發(fā)現(xiàn)1個油田(西江23-1油田，1986年發(fā)現(xiàn))，探明0.3×108m2油當量，與南側的恩平17洼、番禺4洼、惠州26洼、陸豐13N洼等洼陷已發(fā)現(xiàn)的40余個油氣田及探明8.5×108m2油當量形成極其鮮明的對比[6-28]。

2 油氣成藏主控因素

油氣藏的形成與分布受“生、儲、蓋、運、圈、?！?項地質要素的制約，缺一不可，并且這些地質要素都具有“一票否決權”的功能[29]。同時，油氣成藏是多種因素綜合作用的結果，其中必有幾種因素起主導作用。就某一特定地區(qū)而言，往往某幾項地質條件穩(wěn)定存在，如珠一坳陷新近系發(fā)育的“黃金儲蓋組合”在區(qū)域上分布穩(wěn)定，因此一般油氣勘探實踐中默認其儲、蓋條件不會存在較大問題，勘探家們會更加關注那些具有較強不確定性、關乎勘探成敗的要素，這些要素就成了控制油氣藏形成的“主控因素”[30]。油氣成藏主控因素本身雖為客觀因素，但受人為認識和勘探程度的制約，在不同的勘探階段又會有所不同。在新區(qū)早期勘探階段，主力烴源巖難以落實，油氣勘探以尋找烴源巖為核心，地質家們往往認為“烴源”是其成藏主控因素。而對于高勘探程度地區(qū)，烴源巖早已明確，儲層、運移等其它因素成為勘探實踐中更為關注的對象，并事關勘探成效，因此“儲”、“運”等又成為油氣成藏主控因素。正確分析和認識一個地區(qū)現(xiàn)階段的油氣成藏主控因素，對其勘探部署和增儲上產(chǎn)具有重要意義[31]。

圖1 珠一坳陷文昌組等厚圖(不含韓江凹陷)Fig.1 Isopach map of the Wenchang Formation,Zhu-1 Depression(exclusive of the Hanjaing sag)

對于鉆井數(shù)量較多的地區(qū)，分析已鉆井(失利井)失利原因，探尋導致多數(shù)探井失利的因素，是分析油氣成藏主控因素的重要途徑之一。珠一坳陷北部洼陷帶的鉆探工作始于1977年，經(jīng)歷三十余年的鉆探，目前共鉆了32口井，其中有6口井為成功井，其余26口井為失利井(低產(chǎn)油氣流井1口，油氣層井4口，油氣顯示井11口，干井10口)。經(jīng)圈閉重新落實、鉆井復查、烴源巖、沉積及構造等一系列研究后認為，這26口井中，有6口井是因為烴源問題而失利，占23%；有13口井是因為運移問題而失利，占50%；有4口井是因為圈閉問題而失利，占15%；另有3口井是因為封蓋和保存條件差而失利，占12%。

失利井中，因烴源而失利的井以陸豐1洼的FF111井較為典型(圖1)。該井于1985年鉆探，鉆探目標為陸豐1洼內某背斜構造，主要目的層為珠江組。該井全井未見油氣顯示。后期研究表明，該井失利的主要原因在于陸豐1洼烴源巖不發(fā)育。FF111井所揭示的文昌組以砂巖和火山巖為主，暗色泥巖含量低，不具有生烴潛力。因運移而失利的井以西江主洼的XA283井較為典型(圖1)。該井于2004年鉆探，鉆探目標為西江主洼中部深洼帶的某背斜構造，主要目的層為珠江組。該井最終僅在珠海組和恩平組頂部見到油氣顯示，但測井解釋全部為水層，沒有油氣層。而西江主洼在其它部位早已發(fā)現(xiàn)商業(yè)性油氣流，因而烴源風險較小。該井僅揭示了恩平組上部的183 m地層，其泥巖含量為60%。西江主洼中部鉆探的另一口井(XA332井)揭示了恩平組上部和中部(未穿)共736.5 m地層，其泥巖含量高達82%(圖2)。西江主洼恩平組中-上部厚層泥巖能夠起到良好的封蓋作用，將油氣封蓋在恩平組泥巖段之下，導致油氣不具備從深層向淺層大量運移的條件,因此該井主要因為運移問題而失利。然而，淺層鉆探的失利，也意味著油氣很可能在恩平組泥巖段之下的更深地層中聚集成藏。

因此，對北部洼陷帶現(xiàn)階段勘探而言，因烴源和運移而失利的井所占比例最大，是下一步勘探中所應關注的關鍵問題，即烴源和運移是北部洼陷帶的油氣成藏主控因素。

圖2 珠一坳陷西江主洼XA332井恩平組綜合柱狀圖(位置見圖1)Fig.2 Stratigraphic column of Well XA332 in the Enping Formation of the Xijiang subsag,Zhu-1 Depression(see Fig.1 for the location)

3 北部洼陷帶有利勘探方向

從油氣成藏主控因素分析可得出兩點啟示：①部分探井因烴源問題而失利，則下一步應圍繞滿足烴源條件的富生烴洼陷勘探；②多數(shù)探井因油氣運移問題而失利，則在滿足烴源條件的前提下，重點尋找主要油氣運移方向，優(yōu)選有利方向上的構造進行鉆探。

3.1 從烴源條件看北部洼陷帶潛在富生烴洼陷分布

多年來油氣勘探實踐表明，文昌組半深湖-深湖相泥質烴源巖是珠一坳陷的主力烴源巖,而北部洼陷帶鉆井尚未直接揭示該套烴源巖，因此需要通過其他間接方法進行判識。通過區(qū)域地質背景、地震相類比和生標化合物綜合分析，可判識該區(qū)文昌組是否發(fā)育半深湖-深湖相烴源巖，并刻畫出烴源巖的分布范圍和規(guī)模，以此作為預測一個洼陷是否為富生烴洼陷的前提。

以西江主洼為例，該洼陷位于西江凹陷的北部，是一個北斷南超的箕狀斷陷，洼陷西、北側毗鄰北部隆起帶，南側通過西江中部低凸起與具有“小而肥”美譽的番禺4洼相望。從區(qū)域地質背景上來看，西江主洼與番禺4洼均為新生代發(fā)育起來的洼陷，一個位于北部，一個位于南部，具有對稱式半地塹的特征，兩者應當具有相似的構造演化過程。而番禺4洼文昌組發(fā)育半深湖-深湖相烴源巖，這已被多年來勘探實踐所證實(圖3a,b)，則西江主洼的文昌組也具備發(fā)育半深湖-深湖相烴源巖的區(qū)域沉積背景。

從地震相特征來看，珠一坳陷文昌組烴源巖在地

震剖面上表現(xiàn)為“低頻-連續(xù)-強振幅平行席狀”反射特征，這已成為珠江口盆地低勘探程度地區(qū)識別文昌組烴源巖的重要標志。西江主洼文昌組具有上、下分段的特征，下部為中頻-中差連續(xù)-中弱振幅地震相，應為初始斷陷期粗碎屑沉積物，上部為低頻-連續(xù)-強振幅平行席狀地震相，應為斷陷鼎盛時期泥質沉積物。這一沉積演化序列符合珠一坳陷文昌組沉積演化特征，也是斷陷湖盆發(fā)展的正常過程。因此，西江主洼文昌組上段的“低頻-連續(xù)-強振幅平行席狀”地震相應為半深湖-深湖相的地震響應(圖3c)。

從油源分析來看，西江主洼南部緩坡帶兩口鉆井(一口為油流井，一口為油層井)的原油樣品中檢測到較高含量的C30-4甲基甾烷(圖4)。而這些原油中的奧利烷、雙杜松烷含量則較低或未見到。這在珠江口盆地一般被認為是半深湖-深湖相所具有的生標化合物特征。再結合原油族群對比等其它地化分析結果，認為這兩口井的原油主要來自西江主洼文昌組半深湖-深湖相烴源巖，從而間接證實西江主洼文昌組發(fā)育半深湖-深湖相烴源巖，且已經(jīng)生成油氣，說明該洼陷具備形成富生烴洼陷的基本烴源條件。

圖3 珠一坳陷番禺4洼、西江主洼地震相-沉積相剖面(位置見圖1)Fig.3 Seimic-sedimentary profile across the Fanyu 4 subsag and the Xijiang subsag,Zhu 1 Depression (see Fig.1 for the location)a.番禺4洼地震相-沉積相剖面，其文昌組與界面之間，下同)內部發(fā)育的“低頻-連續(xù)-強振幅平行席狀”地震相,為半深湖-深湖相烴源巖的反射特征；b.番禺4洼P5井文昌組巖性綜合柱狀圖，泥巖較發(fā)育，總體為半深湖-深湖相沉積物；c.西江主洼地震相-沉積相剖面，文昌組上部“低頻-連續(xù)-強振幅平行席狀”地震相,為半深湖-深湖相烴源巖的反射特征

以相似方法對珠一坳陷北部洼陷帶進行研究，在北部洼陷帶的8個洼陷當中，共識別出5個洼陷發(fā)育文昌組半深湖-深湖相(圖5)，分別為惠州5洼(183 km2)、西江主洼(168 km2)、海豐33洼(98 km2)、惠州10洼(84 km2)和西江23洼(83 km2)。因此，從烴源條件看，北部洼陷帶共有5個文昌組潛在富生烴洼陷，是下一步勘探的主要對象。

3.2 從運移特征看北部洼陷帶有利構造帶和富集層位

油氣運移方向和富集層位受主力烴源巖產(chǎn)狀、通源斷裂發(fā)育情況以及恩平組封蓋條件等多因素影響。綜合分析并優(yōu)選有利的油氣富集構造帶和富集層位內的勘探目標進行鉆探，能有效提高勘探成功率。

圖4 珠一坳陷西江主洼南部緩坡帶鉆井原油生標化合物特征Fig.4 Biological marker compound of gentle slope belt in the Xijiang subsag,Zhu-1 Depressiona.FB312井，埋深2 619～2 622 m，珠海組油砂；b.XA343井，埋深2 653～2 661 m，珠江組原油

圖5 珠一坳陷文昌組沉積相(不含韓江凹陷)Fig.5 Sedimentary facies of the Wenchang Formation,Zhu-1 Depression(exclusive of the Hanjaing Sag)

3.2.1 主力烴源巖產(chǎn)狀控制平面上油氣富集構造帶

珠一坳陷內的洼陷以箕狀斷陷為主。該類洼陷一般根據(jù)其結構特征，可劃分為陡坡帶、緩坡帶和洼陷帶?？碧綄嵺`表明，有的洼陷陡坡帶富集油氣，有的洼陷緩坡帶富集油氣，也有的洼陷陡坡帶和緩坡帶均富集油氣。而烴源巖產(chǎn)狀是控制油氣富集構造帶的主要因素。根據(jù)油氣富集構造帶的不同，可將珠一坳陷的含油氣洼陷分為“陡坡富集型”、“緩坡富集型”和“陡緩坡均衡富集型”3種類型(圖6)。

1) “陡坡富集型”洼陷

其主力烴源巖——文昌組半深湖-深湖相泥質烴源巖主體向陡坡帶翹傾，并且其發(fā)生翹傾的時間早于烴源巖大量生排烴期，即在烴源巖大量生排烴之前，產(chǎn)狀已經(jīng)基本定型。在此后的地質歷史時期，烴源巖生成的油氣更容易沿著翹傾方向向陡坡帶運移，使得陡坡帶具有較大的匯油面積，容易匯集油氣。這一類洼陷最典型的為珠一坳陷目前最富含油氣的洼陷——惠州凹陷的惠州26洼。在惠州26洼及鄰近隆起上，已發(fā)現(xiàn)惠州26-1、惠州32-3和流花4-1等一批油氣田，而在緩坡帶則少有油氣發(fā)現(xiàn)。

2) “緩坡富集型”洼陷

其文昌組半深湖-深湖相烴源巖主體向緩坡帶翹傾，緩坡帶匯油面積大，容易匯集油氣，比較典型的是陸豐凹陷的陸豐13N洼。在陸豐13N洼緩坡帶，已發(fā)現(xiàn)陸豐13-1和陸豐13-2等油田，而在陡坡帶則發(fā)現(xiàn)油氣相對較少。

3) “陡緩坡均衡富集型”洼陷

其文昌組半深湖-深湖相烴源巖向陡坡帶和緩坡帶兩側翹傾，烴源巖生成的油氣一部分向陡坡帶運移，一部分向緩坡帶運移，使得陡坡帶和緩坡帶均能富集油氣，這一類洼陷最為典型的是恩平凹陷東部的番禺4洼。在番禺4洼陡坡帶已發(fā)現(xiàn)番禺5-1和番禺10-2等油田，在緩坡帶已發(fā)現(xiàn)番禺4-2、番禺10-4等油田。

圖6 珠一坳陷油氣富集構造帶類型Fig.6 Structural belt patterns of hydrocarbon accumulation zones in the Zhu-1 Depression

北部洼陷帶發(fā)育文昌組半深湖-深湖相烴源巖的5個潛在富生烴洼陷(惠州5洼、西江主洼、海豐33洼、惠州10洼和西江23洼)，其主力烴源巖均向緩坡帶翹傾。因此，從烴源巖產(chǎn)狀控制油氣富集構造帶的角度分析，這些洼陷的緩坡帶是其下一步有利勘探構造帶。

3.2.2 通源斷裂和恩平組封蓋條件控制縱向上油氣富集層位

珠一坳陷油氣勘探實踐表明，通源斷裂在油氣運移中起著關鍵作用。通源斷裂斷至的地層，油氣就有可能聚集成藏，而通源斷裂沒有斷至的地層，油氣就不會運移上來，也就不會聚集成藏。根據(jù)通源斷裂發(fā)育情況，可將珠一坳陷的洼陷劃分為“淺層富集型”和“深層富集型”(本文“淺層”指珠江組及以上地層，“深層”指文昌組和恩平組)。

“淺層富集型”洼陷通源斷裂較為發(fā)育，且斷裂斷至的層位較淺，可斷至珠江組、韓江組乃至粵海組。這類洼陷由于油氣在縱向上輸導條件好，油氣主要在淺層聚集成藏。例如番禺4洼和恩平17洼均屬于“淺層富集型”。這兩個洼陷的通源斷裂均較為發(fā)育，目前所發(fā)現(xiàn)的油氣也主要集中于淺層的珠江組和韓江組，甚至在更淺一些的粵海組也有油氣發(fā)現(xiàn)。

“深層富集型”洼陷包括兩種情況。第一種情況是洼陷總體上通源斷裂不發(fā)育，或者除控洼大斷裂能溝通油源外，其余地區(qū)通源斷裂不發(fā)育，油氣從深層向淺層運移難度大，因而主要在深層聚集成藏。例如，陸豐13N洼即屬于“深層富集型”。該洼陷內的斷裂主要發(fā)育在文昌組和恩平組，珠海組及以上地層中斷裂較少，通源斷裂更少。近年來在該洼陷內所發(fā)現(xiàn)的油氣主要在文昌組和恩平組內。第二種情況是洼陷雖然發(fā)育通源斷裂，但洼陷內恩平組泥巖較為發(fā)育，由于受到恩平組厚層泥巖的封蓋作用，導致通源斷裂不具備輸導條件，油氣仍主要在深層聚集成藏。例如，西江主洼即為“深層富集型”，原因在于西江主洼XA332井已經(jīng)揭示其恩平組上段泥巖厚度大，封蓋作用強，下部油氣難以穿越該套地層向上運移，油氣應主要富集在下部地層中(圖7)?；谶@一認識，2015年8月在西江主洼鉆探XA331井，主要目的層為恩平組下部及文昌組上部。該井最終成功發(fā)現(xiàn)48.1m油層，且測試獲得商業(yè)性油氣流，勘探獲得成功。

在北部洼陷帶的5個文昌組富生烴洼陷中，惠州5洼、惠州10洼和西江23洼屬于“淺層富集型”，而西江主洼和海豐33洼屬于“深層富集型”。因此，綜合烴源巖產(chǎn)狀、通源斷裂發(fā)育情況及恩平組封蓋條件，指出了北部洼陷帶內5個富生烴洼陷油氣勘探的有利構造帶和有利富集層位，為有利勘探目標優(yōu)選指明了方向。

圖7 過珠一坳陷西江主洼地震剖面(位置見圖1)Fig.7 Seimic profile across the Xijiang subsag,Zhu-1 Depression(see Fig.1 for the location)

4 結論

1) 珠一坳陷北部洼陷帶已鉆井失利原因分析表明，“烴源”和“運移”是該區(qū)油氣成藏主控因素。

2) 從烴源條件來看，在北部洼陷帶的8個洼陷中，有5個洼陷發(fā)育文昌組半深湖-深湖相優(yōu)質烴源巖，是富生烴洼陷。

3) 從運移條件來看，在富集構造帶類型上，北部洼陷帶內的5個文昌組富生烴洼陷均屬于“緩坡富集型”；在富集層系上，惠州5洼、惠州10洼和西江23洼屬于“淺層富集型”，而西江主洼、海豐33洼屬于“深層富集型”。

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(編輯 張玉銀)

Main factors controlling hydrocarbon accumulation in northern subsag belt of the Zhu-1 Depression，Pearl River Mouth Basin

Liu Zhifeng,Wu Keqiang,Ke Ling,Wang Shenglan,Yu Kaiping,Zhu Wenqi

(CNOOCResearchInstitute,Beijing100028,China)

The dry wells in northern sub-sag belt of the Zhu-1 Depression,indicates that the “source” and “migration” account for a large proportion of well failure and are the two key controlling factors of hydrocarbon accumulation.For the source presence,based on seismic facies and geochemical analysis,five of the eight subsags,developing deep or semi-deep lacustrine source rocks,are identified to be favorable for hydrocarbon generation.For the migration,according to structural belt analysis on the plane view,five subsags in northern subsag belt feature gentle slope belt favorable for hydrocarbon enrichment.In vertical perspective,according to analysis of faults and Enping Formation mudstone sealing conditions of the five subsags,three of them belong to the shallow strata sealing type and the other two belong to the deep strata sealing type,favorable for shallow and deep accumulations respectively.

source rock,migration,hydrocarbon accumulation，northern subsag belt,Zhu-1 Depression,Pearl River Mouth Basin

2016-02-18;

2017-05-04。

劉志峰(1982—)，男，碩士、高級工程師，中國近海新區(qū)、新領域油氣勘探。E-mail:liuzhf2@cnooc.com.cn。

國家科技重大專項(2016ZX05024)。

0253-9985(2017)03-0561-09

10.11743/ogg20170316

TE122.1

A