珠江口盆地.pdf

珠江口盆地油气藏形成条件分析 第一章 区域地质概况 1.1 区域地质概况 珠江口盆地是位于南海东北部的大陆边缘盆地(系指 N12以北的区域,包括北部湾、莺歌海、琼东南、珠江口、台西及台西南和中建南、双峰及笔架等盆地)，处于太平洋板块、欧亚板块及印度澳大利亚板块三个洲际板块相互作用的特殊构造位置和特提斯构造域与太平洋构造域的混合叠置区1。珠江口盆地其地理位置为 E1110011800,N18302300,东西长约800 km,南北宽约 100 360 km,海域面积为 17.7104km2。为了适应油气勘探管理,中海油以 E11310为界将珠江口盆地分为东、西 2 部分,即珠江口盆地西部珠三坳陷和神弧隆起,珠江口盆地东部珠一坳陷和珠二坳陷以及东沙隆起和番禺低隆起。该盆地自 20 世纪80 年代初开展大规模油气勘探以来,在北部裂陷带及中央隆起区已陆续勘探发现了 20 多个油气田,且石油年产量保持在千万立方米以上,约占中海油在南海北部开采量的 66%以上1。图 1 珠江口盆地基本构造单元组成及裂陷带与隆起带展布(据傅宁等,2007)1.2 地层发育 作为被动大陆裂谷盆地的珠江口盆地，与中国其他裂谷盆地一样具有下断、上坳的双层结构共性，在经历了多期次的构造运动后，本地区在中生代褶皱基地上共发育了九套地层，自下而上分别是：古近系神狐组、文昌组、恩平组和珠海组，新近系珠江组、韩江组、粤海组、万山组及第四系(图 2)，各地层发育的沉积环境差异，导致其地层发育的不同。具体分述如下：1.神狐组(古新世一早始新世，65.0-49.OMa,Tg-T90)神狐组沉积于盆地裂陷初期，地层与燕山期花岗岩基底呈不整合接触，在珠一坳陷仅有局部地区钻遇到。岩性为一套杂色含凝灰质砂岩夹紫红、棕褐色泥岩，沉积相为浅水湖泊相和火山岩相。2.文昌组(中始新世，49.0-39.OMa,Tg-T80)文昌组沉积于盆地裂陷一幕，与下伏神狐组存在明显的岩性突变，在大部分地区直接超覆于前古近系基岩上，地层底界面为 T90 反射层;文昌组沉积末，由于珠琼二幕构造运动，断陷整体隆升，使文昌组上部地层遭受强烈剥蚀，顶面 T80 反射层具有全区不整合特征。文昌组沉积期处于盆地的强烈裂陷期，具有多个沉积沉降中心，沉积厚度最大可达 2500m，洼陷中心大于 1000m。断陷中心为中深湖相沉积，暗色泥岩发育，为珠一坳陷最主要的烃源岩层系;断陷边缘为滨浅湖相沉积，以灰黑色泥岩为主，夹少量灰色砂、砾岩，部分地区上部夹煤层。3.恩平组(早渐新世，39.0-33.9Ma,T80-T70)恩平组沉积于盆地裂陷二幕，与下伏地层呈平行不整合或角度不整合接触，在地震反射剖面上表现为区域性不整合面 T80，在局部基底隆升较高的地区或者邻近边缘的隆起区，恩平组则直接超覆于基底之上;恩平组沉积末，在南海运动作用下发生区域性构造抬升与地层剥蚀，与上覆地层不整合接触，界面为区域性不整合面 T70。地层最大厚度可达 3000m,除了断陷边缘和部分古隆起外，一般都大于 1000m。断陷中心为滨浅湖相沉积，边缘为冲积扇和河流相沉积，地层自下而上正旋回特征明显，下部为砂岩(含砾砂岩)夹灰色泥岩，上部为黑灰色泥岩与灰色砂岩(或粉砂岩)不等厚间互夹煤层，是珠一坳陷重要的烃源岩层系。4.珠海组(晚渐新世，33.9-23.8Ma,T70-T60)珠海组为盆地断坳转折期的海陆过渡相地层，受南海运动的影响，恩平组被广泛抬升剥蚀，形成区域性不整合面 Tao，即为珠海组底面，在靠近边缘隆起区，可见到削截及上超现象。地层沉积初期，物源主要来自盆地北部，此时古珠江三角洲开始发育，形成了三角洲一滨岸沉积体系;沉积中晚期，海水向北部及东北部大面积进入，珠一坳陷大面积为滨浅海环境，在北部发育三角洲沉积体系，边缘其它区域广泛发育滨岸沉积体系。珠海组可分为上下两套，下部以砂岩为主，局部夹棕红色或杂色泥岩；上部为大套灰一灰白色砂岩，以砂泥岩互层为特征。5.珠江组(早中新世，23.8-16.4Ma,T60-T40)珠海组末期至珠江组初期，发生了短期的沉积间断，但没有明显的构造运动，两地层间的界面 T60 为假整合面。珠江组为一套海相沉积地层，以 T50 为界可分为上、下两段，在海侵的影响下，珠江组下部发育一套三角洲一滨岸相砂岩，中下部在东沙隆起及其北坡地区发育生物礁和碳酸盐岩台地，中上部为大段泥岩夹砂岩，为新近系的主要储层段。珠江组沉积末期，南海扩张基本停止，盆地进入稳定热沉降阶段。6.韩江组(中中新世，16.4-10.OMa,T40-T32)在南海运动之后的东沙运动初期，发生了幕式张裂活动，对珠江口盆地的演化和沉积体系产生了深远的影响。伴随断裂的形成，沉积了三角洲一浅海相的韩江组，厚度一般可达 1 OOOm。总体上，由绿灰色泥岩与砂岩、含砾砂岩互层组成多个正韵律，其中泥岩不含钙或微含钙，砂岩常含钙、海绿石和绿泥石，是珠一坳陷较重要的储层。受珠江三角洲影响，从西往东，由北往南地层厚度增大、岩性变细。7.粤海组(晚中新世，10.0-S.SMa,T32-T30)晚中新世前后，受东沙运动影响，珠江口盆地发生块断升降和隆起剥蚀，先存断裂再次活动，产生了一系列 NWW 向的张扭性断层，并伴随着频繁的岩浆活动。粤海组为一套海相地层，绿灰色泥宕间互砂岩组成正韵律，局部为粗一细一粗沉积韵律，富含海绿石。近年来，在珠一坳陷的部分构造的粤海组中发现了商业性油气层，证明了该地层的勘探潜力。8.万山组(上新世，5.5-1.8Ma，T30-T20)为一套海相沉积地层，山下细上粗的反韵律组成，岩性为灰一绿灰色泥岩夹中细砂岩，富含生物碎片，成岩性差，目前暂未在该地层中发现有效的储层2。图 2 珠江口盆地综合柱状图（据吴娟 2013）1.3 构造特征 在晚中生代至新生代,珠江口盆地处于广东大陆架拉张应力场为主的区域背景之中,以拉张应力为主,构造形迹是张、张扭体系,只局部拌随升降而产生的挤压形迹。盆地内有大规模的基岩块断活动,基岩多呈地堑、半地堑、地垒或掀斜状块断山,正断裂十分发育,数以千计,断裂总的特征是多为基岩断裂,长期发育,断距下大上小,多数断开下第三系及中新统,有的断到上新统及第四系,除西部地区走向以北东向为主外,多为北东东-东西走向。由地震反射资料发现有二十余条比较大的断裂,基岩断距几百到几千米,长几十到几百公里,它们往往是盆地内基岩隆起与坳陷、次一级凹陷与隆起带的分界线。3 本地区共发育三个演化阶段分别是：裂谷发育阶段、拉开阶段、三角洲盆地发展阶段。5在三个阶段以拉张作用为主，也使得本地区发育大规模的基岩断裂、基岩块断体的活动，于是珠江口盆地形成三中坳陷，两种隆起。（如图 3）1.3.1 坳陷 珠一坳陷是双断继承性坳陷。特征是南北界为一系列东西向断裂,早第三纪分割性强,有近东西向的五个断陷及五个凸起带；晚第三纪成为统一坳陷,继承于主要断陷之上。向东抬高变浅,迭置于中生界构造盆地之上。坳陷内潜山构造发育,凸起带上发育有背斜和半背斜,凹陷中心发育张扭性半背斜及断块构造,部分断裂下降盘有滚动背斜。断裂十分发育,多为北西西一东西向,晚期活动强烈。东部地区分布有较多的火山岩体。珠二坳陷是单断箕状的继承性坳陷。特征是呈北西西、东西走向,早第三纪南断北超,中央为凸起带,南北为凹陷；晚第三纪为整个珠江口盆地的坳陷中心。中央凸起带的基底由一系列东西走向的北断、北陡、南缓的掀斜状块断山组成,其上发育有规模巨大的第三系半背斜,断背斜带,断裂长期发育,断达层位较高,大断层下降盘有滚动背斜构造。这是珠江口盆地面积最大、沉积最厚、最重要的坳陷。珠三坳陷是双断非继承性坳陷。特征是呈北东、北东东走向,早第三纪南缘大断裂活动强烈,长220公里,基岩落差5000-8000米,北缘大断裂长210公里,基岩落差1000-4000米,控制了下第三系的沉积。中央有一凸起带,顶部缺失下第三系。晚第三纪由于西部抬升,坳陷逐渐东迁消失。中央凸起上发育有披复背斜,由于海南和神狐暗沙隆起于中中新世上升，对凹陷产生侧压力,在凹陷深部位形成了挤压背斜,或扭动半背斜与断块。南缘大断裂下降盘发育有下第三系的滚动背斜3。1.3.2 隆起 海南和神狐暗沙两隆起为比较稳定的隆起,走向北东、北东东,早第三纪处于隆起状态,只发育有小型断陷,晚第三纪相对下降接受沉积。其上分布有第三系披复背斜构造,倾没于坳陷部位发育着超复不整合圈闭。东沙隆起,是东沙区域性隆起区向坳陷的倾没部位,呈北东东、东西走向,早第三纪也发育有小断陷,晚第三纪两起两落,早中新世初是隆起,早中新世中期下沉接受沉积,早中新世末期又复上升受到剥蚀,中中新世又下沉接受沉积。其上发育有随着基岩上升而产生的第三系生长背斜,以及半背斜构造,断裂十分发育,走向北西西、东西为主,断达层位高,有的断达海底。3 图 3 珠江口盆地地震地质解释剖面（据王善书 1982）第二章 油源条件分析 2.1 生油层的分布（纵向层位分布与横向分布）珠江口盆地包括珠一、珠二和珠三等 3 个坳陷，其中珠一和珠三坳陷以油为主，珠二坳陷以气为主。该盆地油气分布表现出明显的分带性（如图 4）4。图 4 珠江口盆地油气分带性及其控制因素（据李友川等 2014）据较早的研究显示本地区本地区韩江组(N12)一珠江组(N11)上部的海相泥质岩和珠江组中、下部一珠海组(E3)非海相泥质岩均可作为生油岩5。但根据后期的研究发现，珠江口盆地存在始新统(文昌组)、渐新统(珠海一恩平组)、和下中新统(珠江组)三套生油层，在近几年的研究文献中，也更趋于后期研究的成果解释并将文昌组和恩平组作为主要的烃源岩进行研究工作。文昌组是湖相生油层,有机质丰度，属最好生油岩，成熟度高,生油母质为腐泥型和偏腐泥混合型,生油潜力大。恩平组是湖沼相煤系生油层,有机质丰度属最好一好生油岩,母质类型为腐殖型和偏腐殖混合型,成熟度较高。珠江组为海相生油层,属较好生油岩,母质类型也差,成熟度均较低。中中新统以上基本无成熟的生油岩。就这三套生油层的油源条件而言,以文昌组生油层最重要,后两套生油层还可能有一定的成气能力6。2.2 烃源岩的地质环境 本地区的烃源岩的地质环境主要从构造环境和岩相古地理环境两方面分析。主要的，文昌组和恩平组两套烃源岩是古近系两幕裂陷造就的，但这两套烃源岩形成于不同的沉积环境，也造成了有机质来源、类型、有机地球化学特征等均存在较大的差异。文昌组沉积于南海北部陆缘广泛伸展裂陷阶段，伴随强烈的断块旋转，伸展区的古地貌分割性明显，由此导致物源条件受到限制。总体上看，文昌期坳陷带北部的物源供给能力较强，较大型的河流一三角洲沉积体系在凹陷北部边界的区域转换带部位见到；南部中央隆起带的隆起幅度较小，属于次要物源，沿南部边界断裂发育规模较小的辫状河和扇三角洲体系。断陷内部沉积速率小于沉降速率，湖盆的沉积中心始终保持着深水湖泊环境，沉积物可容纳空间大，发育扇三角洲一湖泊沉积体系组合。总体上，该时期陆源碎屑供应较弱，水体环境封闭性比较好，为强还原一弱氧化环境，水生藻类为有机质的主要来源，在这种水体环境中沉积的烃源岩生烃能力好。3 恩平组沉积于南海扩张之前的裂陷阶段。受印度-欧亚板块的碰撞作用影响，北部陆区山系发育，向珠江口盆地提供的物源量充足，大型的河流-三角洲沉积体系在坳陷北部广泛发育，形成大面积的三角洲平原区；同时，坳陷南部物源在晚期也增强，沿南部边界断裂在恩平组上部发育一系列河流-三角洲体系。下面跟据珠一坳陷、珠二坳陷、珠三坳陷为单位进行分述。3 跟据前面的分析不难看出，处于整个地区较为北部的珠一坳陷在沉积速率大于或等于沉降速率、具有较小可容空间的条件下，形成含煤浅水断陷湖盆，发育辫状-低弯度河一三角洲平原一滨浅湖沉积体系组合。此类湖盆的湖水较浅，可容纳空间较小，陆源碎屑供应较强，水体环境封闭性比较差，为中等还原一弱氧化环境，高等植物成为有机质的主要来源，在这种水体环境中沉积的烃源岩生烃能力相对较差。3 对于珠二坳陷，虽然发现的是发育多套烃源岩，但还是以文昌组和恩平组为主。根据代一丁等（1999）的研究发现，利用地震资料解释文昌组主要发育湖相沉积，恩平组发育深湖相沉积，除此之外还发育部分的海相沉积。沉积厚度大，分布稳定。另外根据其地下有机质的研究分析，其母岩为还原环境。因此在珠二坳陷中，烃源岩发育良好。对于发育在整个盆地西部的珠三坳陷，其油气来源主要是文昌组湖相沉积泥岩、页岩为主的烃源岩层系或以恩平组河湖沼相泥岩为主的烃源岩层系。7区域内，文昌组发育灰-褐色泥岩、上部夹有含砾砂岩，下部为红色砂泥岩，局部还贱煤层，恩平组发育深灰色泥岩，上部夹有含砾砂岩，下部为红棕色砂岩夹泥岩，局部见煤线。这种形式的岩性发育也导致本区有自生自储的特性。2.3 烃源岩的评价 根据上部分对本地区烃源岩发育的地质环境分析，本地区烃源岩量大。除此之外，文昌组和恩平组两套烃源岩都已经处于成熟阶段，成为良好的生油层。前面我们提到珠江口盆地油气分布表现出明显的分带性，主要是分析区域内原油的特性得出的结论。珠江口盆地原油类型复杂，既有正常油，也有轻质凝析油和重质生物降解油，并且不同坳陷的原油物性差异明显。珠一坳陷原油密度介于 0.78-0.96g/cm3，主体在0.80-0.92g/cm3，以中质油为主，凸起区有部分重质油；中质油的含蜡量主要介于 10%-30%，少数中质油含蜡量可达 40%左右。珠三坳陷原油性质与珠一坳陷相似，原油密度介于0.75-0.92g/cm3，主要为中质油和轻质油；轻质油和凝析油含蜡量普遍较低，一般小于 6%，而中质油的含蜡量相对较高，一般介于 5%-10%，部分中质油含蜡量大于 20%。珠二坳陷与珠一、珠三坳陷的原油性质存在明显差异，珠二坳陷以凝析油为主，伴有少量轻质油，原油密度介于 0.77-0.82g/cm3，含蜡量低中等（小于 5%）（图 5）。4原油的分带性与烃源岩的关系密不可分。图 5 珠江口盆地原油密度与含蜡量关系图（据李友川等 2014）2.3.1 烃源岩的类型 一个盆地或凹陷是生油还是生气，烃源岩的有机质类型是基本因素。烃源岩有机质类型决定其成烃产物的特征，型和1型有机质以生油为主；型有机质油气兼生，以气为主；型有机质以生气为主。由于该盆地浅水区与深水区构造演化的差异，珠一、珠三坳陷与珠二坳陷主力烃源岩存在差异。始新世时期，珠一、珠三坳陷控凹断裂断距大，湖盆面积大，水体深，中深湖相烃源岩十分发育；虽然发育下渐新统恩平组沼泽相烃源岩，但除个别凹陷（如文昌 A 凹陷）外，始新统文昌组烃源岩是主要烃源岩。而珠二坳陷位于近洋壳一侧，控凹断裂断距小，以断坳沉积为特征，虽然也发育文昌组湖相烃源岩，但湖相烃源岩的发育条件不及珠一、珠三坳陷，广泛发育恩平组煤系烃源岩和渐新统海相烃源岩。4 2.3.2 烃源岩的质量 烃源岩的有机质的类型和丰度、有机质的成熟度等都是评价烃源岩质量的重要指标。整个地区而言，有机质丰度高，且成熟度较高，但是各个区域又有差别。2.3.2.1 有机质的类型和丰度（TOC、氯仿沥青“A”和总烃、岩石热解生烃潜量）据统计，珠一、珠三坳陷文昌组中深湖相烃源岩有机碳平均含量分别为 3.61%和 3.13%，热解生烃潜量平均值分别为 16.77mg/g 和 16.96mg/g，热解氢指数平均值分别为 425mg/g 和513mg/g（表 1），属于好很好烃源岩；其有机质主要来源于水生藻类，如 LF13-2-1 井文昌组烃源岩中浮游藻类占有机壁微体化石的比例为 35.5%-68.1%，由藻类分解形成的腐泥无定形有机质含量普遍大于 60%，有机质类型主要为 II1型（图 3）。可见，珠一、珠三坳陷文昌组中深湖相烃源岩具有很强的生油能力。珠二坳陷恩平组煤系烃源岩有机质丰度高，渐新统海相烃源岩也具有较高的有机质丰度，但氢指数低（表 1），有机质主要来源于陆生高等植物，如 PY33-1-1 井恩平组烃源岩有机显微组分主要由高等植物来源的镜质组、壳质组和惰性组组成，三者的含量之和普遍大于80%；该井渐新统海相烃源岩中惰性组和镜质组的含量普遍大于 50%，有机质类型主要为 II2型和 III 型（图 3b、c）。可见，珠二坳陷煤系烃源岩和海相烃源岩的有机质类型明显倾向于生成天然气。4 表 1 珠江口盆地烃源岩有机质丰度统计表（据李友川等 2014）图 6 珠江口盆地不同层系烃源岩 Th 与 Tmax 关系图（据李友川等 2014）又如据吴娟（2013）研究的珠一坳陷现有岩石热解分析资料表明，惠州凹陷文昌组烃源岩有机质类型 I-III 型均有，以 II1-II:型为主，属于较好的烃源岩;陆丰凹陷文昌组主要为I-II1型有机质，为优质烃源岩；番禺 4 洼文昌组有机质类型为 I-III 型，以 I-II，型为主，是很好的烃源岩；恩平凹陷文昌组样品较少，有机质类型 I-III 兼有，以 III 型为主，是较好的烃源岩。从目前己统计的结果来看，珠一坳陷文昌组烃源岩有机质类型 I-III 型皆有，其中陆丰凹陷和番禺 4 洼有机质类型最好，单位面积的生烃潜力最大，惠州凹陷次之，恩平凹陷相对较差。惠州凹陷恩平组烃源岩有机质类型以 II1,II2型为主，少数为 I 型和 III 型;陆丰凹陷恩平组以 II2型有机质为主，少数为 II1和 III 型;番禺 4 洼恩平组有机质类型 I-I II 型都有分布，以 I 型和 II，型为主，其次为 II1型，少数 III 型;恩平凹陷恩平组烃源岩主要为 II2型，其次为 II1型，少数分布于 I,III 型区间内。总的来看，恩平组烃源岩有机质类型以 II 型为主，其中番禺 4 洼恩平组有机质类型最好，陆丰凹陷最差。3如图 7。不难发现其结果表明烃源岩中有机质类型基本一致。图 7 珠一坳陷不同凹陷烃源岩类型划分（据吴娟 2013）2.3.2.2 烃源岩中有机质的成熟度（生油门限、生油窗、主要生油期）世界范围统计资料表明，高温盆地单位面积的油气储量比低温盆地高，高地温梯度（大于 40/km）盆地单位面积的石油储量比中地温梯度（20-40/km）盆地高 9 倍，比低地温梯度（小于 20/km）盆地高 120 倍，8这说明高地温梯度对于烃源岩生烃是非常有益的。南海北部从浅水区到深水区地温梯度存在明显增大的趋势（图 7）：珠一坳陷 XJ30-2-2井地温梯度为 32/km，珠二坳陷白云凹陷北部浅水区 PY33-1-1 井地温梯度为 35/km，白云凹陷深水区 LW3-1-1 井地温梯度为 52.2/km，ODP184 航次 1148 站位海水深度 3294m，地温梯度达 83/km。9由此可见，南海北部地区现今地温场具“热盆”属性，且深水区比浅水区更“热”。分析认为，南海北部从浅水区到深水区地温梯度存在明显增大趋势与地壳厚度密切相关，浅水区珠一坳陷地壳厚度为 24-29km，珠三坳陷地壳厚度为 24-26km，而深水区珠二坳陷地壳厚度为 17-24km，新生代岩石圈拉张减薄以及新构造运动引发的岩浆和断裂活动是南海北部深水区具“热盆”特征的根本原因。10 地温梯度对生烃门限深度有重要影响，地温梯度越高，生烃门限深度越浅，如珠二坳陷浅水区 PY33-1-1 井（海水深度 188.4m）地温梯度为 35/km，深水区 LW3-1-1 井（海水深度 1480m）地温梯度为 52.5/km，如果将 Ro=0.5%为生烃门限，那么 PY33-1-1 井的生烃门限深度大约为海底以下 2400m，而 LW3-1-1 井的生烃门限深度大约为海底以下 1900m，2 口钻井生烃门限深度相差约 500m（图 8）。因此，由于地温梯度的差异，对于相同层系的烃源岩，珠二坳陷的热演化程度明显高于珠一、珠三坳陷。以恩平组烃源岩热演化为例，珠一、珠二和珠三坳陷恩平组烃源岩的有机质类型相似（图 6b），但其生烃产物则存在差异：珠二坳陷以气为主，珠三坳陷油气共存，而珠一坳陷则以油为主，这与珠一、珠二和珠三坳陷恩平组烃源岩热演化存在明显差异密切相关。盆地模拟结果表明，珠一坳陷恩平组烃源岩的热演化程度最低，现今 Ro 值普遍小于 0.7%，主要处于生油窗内，以生成轻质油为主，仅惠州凹陷 Ro 值多数达到 0.7%-1.0%，局部 Ro 值可达 1.0%-1.3%（图 9）。珠三坳陷恩平组烃源岩热演化程度明显高于珠一坳陷，文昌凹陷局部可达高成熟过成熟阶段，因此该区恩平组既能生成较多的轻质油，也能生成较多的天然气，从而形成了文昌 8-3、文昌 7-2、文昌 13-6N等轻质油油田，也形成了文昌 9-1、文昌 9-3 等气田。珠二坳陷白云凹陷恩平组底部烃源岩普遍处于高成熟过成熟阶段，现今 Ro 值普遍大于 1.3%，较大区域内 Ro 值大于 2.0%（图9），因此白云凹陷及其周围发现的番禺气田群、荔湾 3-1、流花 34-2 和流花 29-1 等气田均以天然气为主，伴有少量的轻质油。由此可见，珠江口盆地油气分带性不仅与珠二、珠一和珠三坳陷烃源岩的差异密切相关，而且烃源岩热演化对油气相态的分布也具有重要的控制作用。图 8 南海北部浅水区与深水区单井成熟度（Ro）剖面（据李友川等）（注：深度从海底计算）图 9 珠江口盆地恩平组底部现今成熟度（Ro）分布图（据李友川等）但是，过高的热演化程度也会对烃源岩生烃的有效性造成不利影响，如果烃源岩的生烃高峰与圈闭的发育时间能够很好匹配，那么其生成的油气能够聚集成藏；如果烃源岩的生排烃高峰期明显早于圈闭形成时间，则烃源岩生成的油气就会散失，无法聚集成藏（这类烃源岩无论生烃潜力有多大，都属于无效烃源岩）。珠一、珠三坳陷文昌组烃源岩的生排烃期与该区圈闭的形成期具有良好的匹配关系，因此形成了很多以文昌组烃源岩为主要油源的油气藏。珠二坳陷文昌组湖相烃源岩的形成条件虽然不及珠一、珠三坳陷，但珠二坳陷确实发育文昌组湖相烃源岩，并且文昌组烃源岩的质量较好。11然而，在南海北部深水区高地温的背景下，珠二坳陷白云凹陷文昌组湖相烃源岩生油期早，20Ma 之前已达到生油高峰，12此时以珠海组和下中新统珠江组为主要储层的圈闭尚未形成，不能有效捕获油气和成藏；白云凹陷文昌组湖相烃源岩现今普遍处于过成熟阶段，Ro 最高可达 4.0%，在高地温背景下文昌组湖相烃源岩生成的原油并不能有效聚集成藏，而主要表现在对该区天然气的成藏有所贡献。13 由于珠江口盆地深水区地温梯度明显高于浅水区，在高地热的背景下，深水区珠二坳陷白云凹陷不仅始新统湖相烃源岩现今处于过成熟阶段，以生成天然气为主，而且恩平组沼泽相和海相烃源岩现今主要处于高成熟过成熟阶段，同样以生成天然气为主。浅水区的珠一、珠三坳陷始新统湖相烃源岩现今主要处于成熟高成熟阶段，以生油为主；恩平组烃源岩除了在文昌 A 凹陷可以达到高成熟过成熟阶段外，其他凹陷主要处于生油窗内，同样以生油为主。4以上数据不仅表明本地区烃源岩已经成熟，更是表现出本地区油气分带的原因。2.4 生油期的评价 根据前面的分析可知，本地区烃源岩具有分带的特性，具体是由于本地区烃源岩中有机质的类型在珠一、珠三和珠二中不同，以及每个地区的成熟度（Ro）不同而导致的。但整个区块的烃源岩发育良好，而且成熟度高。第三章 生储盖组合分析 1.储层分布及特征 珠江口盆地是在复杂基底上发育的被动大陆边缘盆地,也是中国南海最大的新生代沉积盆地,盆地东西分块,南北分带,由北部断阶带北部拗陷带中部隆起带南部拗陷带及南部隆起带组成了三隆两拗的构造格局14该盆地共发育 8 套地层,由下至上依次为中始新统文昌组下渐新统恩平组上渐新统珠海组下中新统珠江组中中新统韩江组上中新统粤海组上新统万山组和第四系15-17 一般认为珠江口盆地的发育经历了两个构造演化阶段，即晚白垩世早渐新世的裂陷阶段和晚渐新世以后的裂后热沉降阶段，具有先陆后海的沉积组合，发育这不同的储层,主要为上部的上渐新统第四系海陆交互相及海相沉积18。浅水区储层主要包括三角洲砂体、陆架砂脊、滨岸砂、生物礁及扇三角洲砂体沉积，其中由古珠江大河控制的陆架三角洲滨岸体系及生物礁是已发现油田最主要的产层；深水区储层主要包括海底扇，陆架边缘三角洲，台缘斜坡扇沉积，其中低位的海底扇砂体和陆架边缘三角洲是深水区最具潜力的勘探目标19。1.1 浅水储层分布及特征 1.1.1 三角洲砂体 珠江口盆地发育大量海陆过渡相砂体，如三角洲平原三角洲前缘砂体，其中中部隆起带的番禺低隆起一带居主体地位，地层主要为珠海组和珠江组；不同体系域内的三角洲前缘带储集体具有不同的特征：低位体系域三角洲分布于坡折附近，沉积厚度大，河道纵横交错，发育多种类型的砂质储集体；水进体系域三角洲前缘带沉积厚度和规模较小；高位体系域三角洲向海进积，并在高隆起斜坡带形成上倾尖灭带，成为有利储集体。三角洲沉积在地震剖面上表现为前积反射结构（图 10）；在测井曲线上整体以反韵律沉积为主，表现为进积过程，其中分流河道多呈钟形或箱形正韵律，河口坝、远砂坝呈漏斗形反韵律。珠江口盆地三角洲砂岩十分发育，储集物性较好（砂岩层段孔隙度平均为 18，渗透率为70700mD）21，是该区现今油气勘探重点。图 10 番禺低隆起三角洲地震响应特征的地震剖面20 1.1.2 陆架砂脊 陆架砂脊是由位于海槽内的砂质沉积物被往复流强烈反复冲刷、改造而形成的线状形态明显的砂脊(图 11d)主要分布在该盆地北部拗陷带中的惠州凹陷古珠江三角洲前缘的外侧，平面上呈条带状展布，发育在珠江组中段。陆架砂脊在均方根振幅属性图上表现为条带状强振幅异常(图 11a图 11b)，砂脊间被弱振幅的陆架泥分隔。单层砂岩厚度较大，一般为几米至十几米，最大可达几十米，粒度相对较粗，以粗砂岩、中砂岩、细砂岩和粉砂岩为主。呈向上变粗的反旋回，在测井曲线上表现为漏斗状、漏斗箱形复合型(图 11c)。陆架砂脊砂岩物性较好，是惠州凹陷较好的储层。图 11 惠州凹陷陆架砂脊(a)均方根地震剖面（b）地震剖面（c）测井曲线（d）岩心 1.1.3 滨岸砂 珠江口盆地陆架滨岸砂体主要为珠江组下段发育的广泛海侵砂岩，主要分布在西江凹陷及惠州凹陷西部、陆丰凹陷东部，由18.5Ma 大范围海侵冲蚀前期三角洲砂体改造而成。以中细砂岩为主，胶结致密，粒度粗，结构成熟度高，见羽状层理、冲洗层理，生物介壳，其上、下常由厚层泥岩封堵，成为主要的油气储集体(图 12)。图 12 滨岸砂体的岩电特征 1.1.4 生物礁 礁相碳酸盐岩主要分布在该盆地远离珠江三角洲的中部隆起带中的东沙隆起及神狐暗沙隆起之上，主要成礁期为早中新世中中新世，早中新世中期是鼎盛期。单个礁体较大，总体分布广。珠江口盆地发育生物礁的种类多样且齐全22，如塔礁、块礁、台地边缘礁、补丁礁等，并发现多个大型油田，如 LH11-1 大型礁块型油田，其储层主要是中新统生物礁滩灰岩。东沙隆起珠江组碳酸盐岩储层储集空间类型主要为孔隙和裂缝，孔隙分为原生孔隙和次生孔隙，裂缝分为构造缝、溶蚀缝及压溶缝，种类多样，储层物性较好 表 2。生物礁在地震剖面具有特殊地震反射特征23，表现为丘形、明显的强振幅异常，内部反射不连续、杂乱，有明显的分层性且各层在纵向上表现为强弱相间的不均一性，其中弱振幅为受到淋滤而使得次生孔隙较发育的层段。在生物礁顶、底部位都有一层相对较连续的强振幅层，反映致密岩层。表 2 东沙隆起珠江组灰岩储层储集空间类型及特征24 Table 1 Reservoir space types and characteristics of the Zhujiang Formation limestone reservoir of the Dongsha uplift 1.1.5 扇三角洲 扇三角洲砂体发育于珠二拗陷恩平组，扇三角洲体系在平面上主要发育各 个控凹断层的下降盘，并受边界断层控制。虽然单个扇体分布面积有限，但多 期扇体相互切割叠置，使得平面上广泛分布，垂向上厚度较大，具有一定的油 气勘探潜力。1.2 深水区储层分布及特征 1.2.1 海底扇 海底扇多展布于海底峡谷前缘，由峡谷运来的大量沉积物在峡谷口外堆积而成。珠江口盆地海底扇主要发育在南部拗陷带中的白云凹陷主凹，由于其沉降速率最大，沉降幅度最高，成为接受扇体主体沉积的场所。海底扇平面分布较为广泛，垂向沉积厚度较大，从地、震反射特征来看，沿物源方向呈现亚平行的中强振幅、弱振幅特征，成层性很好，垂直物源方向呈丘形反射结构。目前白云凹陷海底扇已获得重大油气突破，砂体有效厚度为 12.4m,有效孔隙度为 25.7%,渗透率为 774.5mD,含水饱和度达 18.5%,泥质含量为 18.8%,说明海底扇是深水区极其有利的储层。1.2.2 陆架边缘三角洲 陆架边缘三角洲(图 13)为发育于大陆架边缘的特殊三角洲,越过大陆架坡折向陆坡延伸,随着物源不断向陆坡方向推进,陆架坡折也逐渐向远陆方向迁移碎屑物在向陆坡方向搬运过程中,形成发育于陆架边缘上的巨厚前缘沉积层,由于断裂活动物源供给等因素的影响,相当一部分沉积物会在自身重力的作用下越过陆架坡折发生再沉积,成为深水区沉积物源的主导25珠江口盆地在珠海组沉积中晚期出现了一次强烈的海退,三角洲逐渐向海方向一直推进到了陆架边缘附近,形成了一套增长速度快沉积厚砂泥互层频繁分布面积巨大的陆架边缘三角洲沉积体系且珠江口盆地陆架边缘三角洲与断层伴生,生长断层的发育导致了在下降盘沉积了较厚的砂体,三角洲带来的分选好的泥沙可以成为良好的储盖层,分流河道所形成的沉积体之间相互连通,因而具备良好的连通性,因此可提供良好的储层26。图 13 珠江口盆地珠海组陆架边缘三角洲沉积特征的地震剖面(a)和地质剖面(b)4.3 台缘斜坡扇 通过物源、地震相分析以及相关岩心的观察描述，在白云凹陷东部识别出年龄为23.821Ma 的来自东沙隆起的扇体。扇体总体地震响应特征表现为自物源区向凹陷中心部位发育前积朵叶地震相(图 14)，在垂直物源方向的地震剖面上表现为丘状充填地震相。LHXX 井钻遇了该扇体前方的混合沉积，指示了台缘斜坡扇是珠江口盆地又一新发现的潜在储层19。、图 14 珠江口盆地东沙台缘斜坡扇地震剖面 2.盖层分布特征 盖层的分布与质量是能否形成大、中型油气田的关键因素。对于珠江口盆地而言,泥岩盖层是影响油气分布的主要因素；珠江口盆地具有稳定分布的泥岩层,厚度一般大于 20m,广泛分布于珠江口盆地包括东部珠一坳陷在内的各坳陷,对油气分布格局具有控制作用。珠江口盆地从上到下存在着三套区域盖层,发育于新近系韩江组、珠江组上部和古近系的文昌组内部。新近系珠江组上部的这套区域性盖层对珠江口盆地油气层的分布起主要控制和封盖作用,形成珠江口盆地的第一个最富的油气富集带;韩江组的区域盖层泥岩集中段厚、分布广,但由于其封盖能力不如珠江组上部,对珠江口盆地的油气层起辅助封盖作用,没有形成主要的油气富集带;文昌组目前从已钻的井资料可以证实其顶部存在一套区域性盖层,主要控制着来自深部的油气聚集,预示着这套区域性盖层有望成为控制珠江口盆地的第二个油气富集带。例如恩平凹陷,所发现的油层基本都集中珠江组和韩江组的四套区域性盖层以下,粵海组和韩江组顶部发育的局部和地区盖层,只能小范围的封盖住油气,不足以形成规模性的油气层27。3.油气运移输导网络分析 油气输导体系可简单地认为源岩至油藏圈闭的“桥梁”,是指油气从烃源岩运移到圈闭过程中所经历的所有路径网络。油气总是沿着渗透性最好和阻力最小的路径从高势区向低势区运移,其主干通道可以是开启的断裂系统、不整合面、孔渗性好的连片砂体输导层及其组合。和中国东部大多数新生代断陷盆地一样，珠江口盆地是典型的“先断后坳”双层结构14，即古近纪为断陷，新近纪为拗陷阶段28。由于受多期构造运动的叠加影响，珠江口盆地形成了大量有利油气运移聚集的输导体系，构成了各坳陷中的深大断裂输导体、多个不整合面输导体、多层高孔渗海相砂岩输导体，构造脊输导体以各因素综合而成的联合输导体在时空上的精妙配置构成了该坳陷中的油气输导高效网络，为油气的运聚成藏创造了良好条件。3.1 深大断裂带 珠江口盆地的演化经历了裂陷阶段、裂后拗陷阶段,发生了多次构造运动,伴随着强烈的断裂活动。早始新世-渐新世为断裂活动的强烈期,控制着盆地主要烃源岩的沉积和分布;早中新世为断裂活动的平静期,控制着本区油气的成藏,是沟通烃源岩和储集层的主要油气运移通道,同样也可能导致油气的散失和再聚集作用;中中新世-现今发育的晚期断裂体系控制着本区油气的分布,断裂活动的强弱控制着油气的运移和聚集。油源断层型通道是东部珠一坳陷上组合构造型圈闭聚集成藏的主要输导体系类型。其特点是,在油气运移的过程中,油源断层起主导作用,直接连接古近系烃源岩和新近系储层,而砂体只起到接力输导的作用。珠一坳陷内发育的油源断层规模往往很大,并且长期活动,断层的活动强度决定了油气运移的效率。在珠一坳陷洼中隆起构造带以及边界断裂带,油源断层的垂向输导为油气快速运移提供通道,油气不经过砂体或不整合面输导就可以在上构造层聚集成藏(图 15)。图 15 珠江口盆地东部珠一坳陷断裂输导体26 珠 江 口 盆 地 东 部 珠 三 坳 陷 中 主 要 发 育3个 方 向 断 裂,即NNE(1545),NE-NEE(4580)和 NWW-SEE(100115)控制珠三坳陷的南部大断裂（珠三南断裂）由多条次级断裂组合而成，长达 300km，破碎带宽为，白垩纪末至中新世晚期一直活动，珠海期活动速率最大，达 350m/Ma，累加最大位移 7000m。该同生断裂不但控制了坳陷形态、沉积体系、沉积中心的发育，而且还控制了沿珠三南断裂一系列圈闭中油气的运移。号断裂带东起珠三南断裂,西至琼海凸起,由一系的 NWW 和 EW 向次级断裂呈雁列组合而成;始新世时为张性,渐新世为 NNE 向张扭,中新世为 NE 向张扭,应力性质的转换形成一系列的“负花状”构造和“Y”字型构造图 16 是 WC9-1构造的三维地震反射,众多断裂始于文昌组恩平组,穿过珠海组,到达珠江组这些深切断裂直接沟通了烃源岩和圈闭中的储层 WC9-1-1井两侧的深断层十分发育,多数都切穿下部的恩平组烃源岩,含烃热流体就是通过这些断层运移至珠江组及珠海组砂岩中成藏的 图 16 珠三坳陷地区三维地震解释的断层系统29 Fig.4 Seismic profile showing fault system in WC9-1area,Zhu Depression 3.2 不整合面 珠江口盆地东部发育三中不整合输导层（图 17），第一种是文昌组与前古近系之间的不整合作为输导层,文昌组上段发育的厚层泥岩作为区域性盖层,层内夹杂的砂岩以及下伏前古近系花岗岩作为储集层。惠州凹陷内已钻探的 HZ25-4 构造即为这一组合模式。第二种类型中,同样由文昌组与前古近系之间的不整合作为输导层,但是文昌组底部泥岩作为盖层,封盖住前古近系花岗岩储集层,如HZ21-1 潜山构造。第三种为珠海组砂岩和前古近系古潜山花岗岩直接接触,前古近系上部缺失恩平组和文昌组,不整合面及其上下的岩体都可以作为输导层和储集层,如 EP24-2、HZ26-1 构造。图 17 珠一坳陷不整合类型 珠江口盆地自形成以来,至少经历了 5 期构造运动,每期运动形成与其相对应的不整合面,这些不整合面在地震反射上有明显的可识别标志,如削截上超等图18是过文昌B凹陷的1212线反射剖面,从图中可知,T7,T6 之下见明显的同向轴削截现象,各个界面之上是相互平行的同向轴,即岩层之间相互平行,层内均一性较好,油气流体等的侧向流动较为容易 与油气侧向运移有关的有Tg,T7 和 T6 不整合反射结构 图 18 珠三坳陷不整合面 T6(SB4)和 T7(SB0)之下的同相轴削截现象 Fig.18 Seismic profile showing truncation below T6(SB4)and T7(SB0)in Zhu Depression 3.3 输导层型 珠江口盆地东部砂岩和碳酸盐为良好输导层21，如图 19 珠一坳陷的输导层。珠海组海侵砂岩是最重要的一套输导层。该砂岩层形成于南海运动以来,东沙隆起进入构造稳定阶段之后,纵向上按岩性可划分为三段:下段为大套砂岩夹泥岩;中段以块状砂岩为主,为砂岩、粉砂岩和泥岩不等厚互层;上段主要为滨岸带沉积,砂岩含量高,孔渗条件好。珠海组输导层在惠州凹陷有巨厚沉积