潿西南凹陷西南地區(qū)油氣地質(zhì)特征及有利勘探區(qū)帶預(yù)測

張 萍

（中石化上海海洋油氣分公司研究院，上海 200120）

潿西南凹陷西南地區(qū)油氣地質(zhì)特征及有利勘探區(qū)帶預(yù)測

張 萍

（中石化上海海洋油氣分公司研究院，上海 200120）

從構(gòu)造演化及沉積充填等區(qū)域地質(zhì)分析入手，綜合應(yīng)用鉆井、地球物理及地球化學(xué)等資料，對潿西南凹陷西南地區(qū)油氣地質(zhì)特征及有利勘探區(qū)帶進(jìn)行分析。該區(qū)主要發(fā)育流沙港組優(yōu)質(zhì)有效烴源巖，古近系流沙港組、潿洲組發(fā)育四套有利的儲蓋組合，以斷鼻、斷塊及構(gòu)造－地層復(fù)合型圈閉為主。流沙港組烴源巖排烴高峰期與圈閉定型期匹配，以流沙港組超壓面為界存在下部高壓自源半封閉成藏動力學(xué)系統(tǒng)及上部常壓自源開放成藏動力學(xué)系統(tǒng)，油氣分別以自生自儲側(cè)向運移方式及下生上儲垂向運移方式匯聚成藏，區(qū)內(nèi)油氣成藏的時空配置條件有利。綜合研究認(rèn)為，研究區(qū)有兩個有利的勘探區(qū)帶，即該區(qū)洼陷生烴中心的陡坡帶斷鼻、斷塊群及緩坡構(gòu)造－地層復(fù)合圈閉發(fā)育帶。

潿西南凹陷西南地區(qū)；烴源巖特征；儲蓋組合；成藏特征；有利勘探區(qū)帶

0 引言

北部灣盆地是發(fā)育在南海北部的一個被動陸緣伸展盆地［1－6］，鉆探已證實包括潿西南凹陷、福山凹陷等在內(nèi)的6個生烴凹陷，其中位于盆地北部的潿西南凹陷為富生烴凹陷。目前潿西南凹陷東北部油氣已形成連片分布，共發(fā)現(xiàn)油田／含油構(gòu)造34個，而西南地區(qū)油氣勘探雖有所突破，但整體勘探程度較東北部低，對烴源條件、儲蓋組合、油氣成藏特征等地質(zhì)問題有待進(jìn)一步研究。因此本次研究基于該凹陷前期研究成果，結(jié)合近兩年重新處理的地震及新鉆井地化資料，從整個凹陷的構(gòu)造演化及沉積充填分析入手，深入研究凹陷西南地區(qū)的油氣地質(zhì)特征，并對有利勘探區(qū)帶進(jìn)行預(yù)測。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

潿西南凹陷（圖1）位于北部灣盆地北部坳陷的北部，為一北斷南超的箕狀凹陷［7－10］，北部以潿西南大斷裂為界，南部以3號斷層及潿西南低凸起與海中凹陷相隔，東部與潿洲島相臨［6，10］。

構(gòu)造演化史分析認(rèn)為，潿西南凹陷經(jīng)歷了古近紀(jì)三次張裂作用（斷陷）和新近紀(jì)裂后熱沉降作用（坳陷）。第一次張裂作用發(fā)生在古近紀(jì)古新世，受珠瓊運動一幕的影響，在近北西－南東向區(qū)域拉張應(yīng)力作用下初始張裂，產(chǎn)生了北東向潿西南大斷裂，控制了長流組沉積，形成長流組的半地塹，并在其中堆積了紅色砂礫巖、泥巖為主的洪、沖積相沉積，沉降中心位于凹陷北部近潿西南大斷裂下降盤；第二次張裂作用發(fā)生在古近紀(jì)始新世，受珠瓊二幕影響，在近北北西－南南東向的拉張應(yīng)力作用下，產(chǎn)生了走向北東東－南西西具控凹作用的1號斷層，沉降中心位于1號斷層中段下降盤，控制了流沙港組烴源巖的沉積，在凹陷東南部1號斷層下降盤斷塊翹傾，流沙港組地層超覆在企西隆起之上；第三次張裂作用發(fā)生在中晚漸新世，受南海運動影響，在近南－北向張扭應(yīng)力作用下，產(chǎn)生了近東－西走向起控帶作用的2號斷層，控制了裂陷晚期潿洲組沉積；潿西南凹陷在新近紀(jì)進(jìn)入裂后熱沉降階段，整體接受海相沉積［4，11－14］。

圖1 研究區(qū)位置圖Fig．1 Location plan of study area

潿西南凹陷在新生代地層及充填序列自下而上依次可分為：古近系陸相沉積，包括古新統(tǒng)長流組、始新統(tǒng)流沙港組、漸新統(tǒng)潿洲組；新近系海相沉積，包括中新統(tǒng)下洋組、角尾組、燈樓角組、上新統(tǒng)望樓港組；第四系灰黃色砂層及灰色粘土（圖2）。

2 油氣地質(zhì)特征

2．1 烴源巖特征

潿西南凹陷油氣勘探和地質(zhì)研究證實，始新統(tǒng)流沙港組是主要的烴源巖層系［15－18］，發(fā)育大套灰色、深灰色、褐灰色泥、頁巖。研究區(qū)鉆井揭示主力烴源巖流二段半深湖－深湖相暗色泥巖發(fā)育，巖石中暗色泥巖百分含量均在85%以上，暗色泥巖最大厚度約400 m。另外，該區(qū)西南近深洼部位W3井鉆井揭示流一段亦發(fā)育半深湖－深湖相暗色泥巖，厚度約280 m。

該區(qū)主力烴源巖流二段暗色泥巖有機(jī)碳含量平均為2．9%，氯仿瀝青“A”含量平均值為2 246．1 ppm，總烴含量平均值為1 609．3 ppm，巖石熱解生烴潛力S1＋S2平均值為14．4 mg／g，屬于好烴源巖。另外，該區(qū)W3井鉆探證實流一段亦是一套好的烴源巖層系，有機(jī)碳含量在0．7%～4．8%之間，平均值為2．4%，巖石熱解生烴潛力S1＋S2平均值為9．6 mg／g。流沙港組烴源巖有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1型為主，少量Ⅰ型（圖3）。研究區(qū)2號斷層下降盤的西南深洼部位流沙港組地層埋深大于生烴門限深度2 400 m，目前已進(jìn)入成熟生烴階段。

2．2 儲蓋組合特征

通過鉆井揭示情況及與凹陷東北部成熟油田對比分析，研究區(qū)古近系發(fā)育四套有利的儲蓋組合。組合一：流三段三角洲平原－前緣相砂體為儲層，流二段下部泥巖為蓋層；組合二：流二段中部濁積扇或（扇）三角洲前緣相砂體為儲層，流二段上部半深湖－深湖相泥巖為蓋層；組合三：流一段下部（扇）三角洲前緣相砂體為儲層，流一段上部濱淺湖相泥巖為蓋層；組合四：潿四、潿三段三角洲平原－前緣相砂體為儲層，潿二、潿一段濱淺湖－洪泛平原相泥巖為蓋層。

儲蓋組合中是否有油氣發(fā)現(xiàn)受多方面因素影響，下面就儲蓋條件對上述四套儲蓋組合進(jìn)行分述。組合一流三段儲層主要為三角洲平原－前緣河道砂，巖性為含礫砂巖、粗砂巖及中細(xì)砂巖，砂體厚度較大，鉆井統(tǒng)計砂質(zhì)巖含量占53%～88%，但流三段埋深相對較大，物性偏差，為低孔、低滲儲層，所以該組合勘探成功的關(guān)鍵是流三段埋深相對較淺、物性較好且存在上覆流二段泥巖蓋層。組合二流二段既是良好的烴源巖，又是區(qū)域蓋層［19］，尋找有利儲層是關(guān)鍵，該區(qū)W2、W10-10-1井揭示流二段中部鉆遇濁積砂體，且儲層物性較好，鉆井失利原因主要是烴源問題，因此該組合應(yīng)在烴源巖成熟區(qū)尋找有利儲層。組合三流一段儲層主要為（扇）三角洲前緣相砂體，受埋深和沉積環(huán)境影響，其物性較流二段好，為中高孔、中高滲儲層，但流一段受漸新世末區(qū)域隆升運動影響研究區(qū)剝蝕區(qū)域較大，近潿西南大斷裂南段的區(qū)域由于斷層的持續(xù)活動保存較完整，有利于油氣保存，該部位W3井在本組合中見到良好的油氣顯示。組合四目前已有大量的油氣發(fā)現(xiàn)，例如凹陷東部的潿6-8、潿12-1等油田均以潿洲組為主要產(chǎn)層，鉆井揭示，潿三、潿四段儲層相對發(fā)育，主要為三角洲平原－前緣相砂體，物性條件較好，為中高孔－中高滲儲層，潿一、二段為一套濱淺湖相沉積，以灰綠色、棕紅色泥巖為主，泥質(zhì)含量較高，可作為該區(qū)一套局部蓋層，主要分布在研究區(qū)深洼部位（圖2）。

圖2 潿西南凹陷西南地區(qū)地層綜合柱狀圖Fig．2 Geology columnar section in southwestern Weixinan sag

圖3 HI-Tmax關(guān)系有機(jī)質(zhì)類型劃分圖版Fig．3 Distinguishing the organic matter type with relationship of HI－Tmax

2．3 圈閉特征

圈閉是油氣賦存的場所，潿西南凹陷多期次構(gòu)造運動、多種沉積類型組合形成了眾多構(gòu)造、地層圈閉，受古新世－漸新世的珠瓊、南海構(gòu)造運動（特別是古新世末期及始新世末期的張裂運動）影響形成一系列以斷鼻、斷塊為主的圈閉；由于漸新世末期地層的抬升、剝蝕形成以不整合為遮擋的地層圈閉，地層圈閉包括不整合圈閉、地層超覆圈閉和古潛山圈閉，此外在潿西南凹陷還發(fā)現(xiàn)少量以斷層－巖性圈閉為主的復(fù)合圈閉［20－21］。研究區(qū)沿斷裂主要發(fā)育一系列斷鼻、斷塊圈閉，近潿西南低凸起發(fā)育構(gòu)造－地層復(fù)合圈閉。

2．4 油氣成藏特征

2．4．1 油氣成藏過程

根據(jù)潿西南凹陷西南地區(qū)虛擬井（最深部位單點）埋藏史及烴源巖熱演化史（圖4）分析表明，流沙港組烴源巖在漸新世早期（34 Ma）開始進(jìn)入成熟階段（0．6%＜R0＜1．3%），主力烴源巖流二段目前已進(jìn)入成熟－高成熟階段（1．3%＜R0＜2．0%）。研究區(qū)虛擬井排烴速率圖（圖5）反映流沙港組烴源巖存在漸新世末期（25 Ma）、中中新世末（10 Ma）－現(xiàn)今兩期排烴高峰，其中漸新世末期（25 Ma）為主要排烴期，以排油為主，排油量大。該區(qū)構(gòu)造圈閉主要形成于始新世－漸新世的珠瓊、南海運動，到漸新世末構(gòu)造基本定型，流沙港組烴源巖排烴高峰在時間上與圈閉定型期相當(dāng)或晚于圈閉定型期，因此，烴源巖生排烴與聚集成藏具有較好的配置關(guān)系。

圖4 潿西南凹陷西南地區(qū)虛擬井埋藏史Fig．4 Burial history of pseudo－well in southwestern Weixinan sag

圖5 潿西南凹陷西南地區(qū)虛擬井生烴速率圖Fig．5 Configuration with time and space of accumulation elements in southwestern Weixinan sag

始新世構(gòu)造層（流沙港組）現(xiàn)今仍存在油氣的聚集活動，兩期排烴高峰對其都有貢獻(xiàn)，關(guān)鍵時刻可確定在現(xiàn)今；漸新世構(gòu)造層（潿洲組）因主要靠中晚漸新世構(gòu)造運動形成有效油氣運移通道（油源斷裂）與流沙港組烴源層溝通，并在潿洲組圈閉中形成油氣聚集，由于中中新世以后，研究區(qū)多數(shù)斷層活動不太明顯，因此推斷潿洲組油氣運聚活動可持續(xù)到中中新世，因而潿洲組圈閉油氣成藏的關(guān)鍵時刻應(yīng)確定在漸新世晚期－中中新世，中中新世后進(jìn)入保存階段（圖6）。

圖6 潿西南凹陷西南地區(qū)油氣系統(tǒng)事件關(guān)系圖Fig．6 Configuration with time and space of accumulation elements in southwestern Weixinan sag

2．4．2 油氣成藏模式

研究區(qū)流一段、流二段由于欠壓實以及油氣生成等因素存在超壓［19］，以超壓面為界存在上、下兩種油氣成藏模式（圖7）。

1）下部高壓自源半封閉成藏動力學(xué)系統(tǒng)（Ⅰ）。主要由超壓界面以下流一段中下部、流二段、流三段構(gòu)成。流沙港組烴源巖生成的流體在勢差、高壓作用下通過斷層、連通砂體由生烴中心向近物源區(qū)的緩坡、陡坡帶的斷塊圈閉運移，儲集類型主要為緩坡、陡坡帶的三角洲砂體及深洼槽帶流二段的濁積砂，油氣以自生自儲－側(cè)向運移方式為主匯聚成藏。

圖7 潿西南凹陷西南地區(qū)油氣成藏模式示意圖Fig．7 Hydrocarbon accumulation model in southwestern Weixinan sag

2）上部常壓自源開放成藏動力學(xué)系統(tǒng)（Ⅱ）。由超壓界面以上包含流一段上部地層、潿洲組及溝通下部成藏動力學(xué)系統(tǒng)Ⅰ的潿洲組斷裂體系、T4不整合面及靠近斷脊（潿西南低凸起西傾伏端）的三角洲等邊緣粗相帶構(gòu)成，流沙港組烴源巖生成的流體沿中晚漸新世構(gòu)造運動發(fā)育起來的潿洲組斷裂體系（指向下斷至流沙港組的斷層）垂向－短距離側(cè)向運移至上部潿三、四段斷塊圈閉中，儲集類型主要為緩坡、陡坡帶的三角洲砂體，油氣以下生上儲－垂向運移方式為主匯聚成藏。

3 有利勘探區(qū)帶

北部灣盆地潿西南凹陷西南地區(qū)具有良好的油氣成藏地質(zhì)條件，流沙港組為主要烴源巖層發(fā)育優(yōu)質(zhì)有效半深湖－深湖湖相烴源巖，古近系發(fā)育4套有利儲蓋組合，油氣成藏的時空配置條件有利。

綜合研究認(rèn)為，研究區(qū)近洼陷生烴中心的陡坡帶和緩坡帶為下步勘探有利區(qū)帶（圖8）：①位于生油巖成熟區(qū)，區(qū)內(nèi)W3井證實流沙港組半深湖－深湖相暗色泥巖發(fā)育，有機(jī)質(zhì)豐度高，有機(jī)質(zhì)類型好，且生油巖均達(dá)到生油門限，烴源巖條件有利；②流沙港組三角洲前緣砂體、潿洲組三角洲前緣－平原砂體發(fā)育，地層埋藏適中，儲層物性較好，可作為良好的儲層；③圈閉發(fā)育，陡坡帶圈閉是由潿西南大斷層與次生羽狀斷層形成的斷塊、斷鼻群，而緩坡帶圈閉以地層超覆、砂巖上傾尖滅、斷層－巖性復(fù)合型、反向正斷層控制的斷塊型為主，兩個構(gòu)造帶位置相對有利，是油氣運移、聚集的有利區(qū)域；④流沙港組蓋層條件有利，流二段作為區(qū)域蓋層廣泛發(fā)育半深湖－深湖相泥巖，沉積厚度大，W3井揭示流一段保存相對完整，泥巖較發(fā)育可作為局部蓋層，區(qū)內(nèi)潿一、潿二段濱淺湖－洪泛平原相分布，泥巖厚度較大，局部蓋層發(fā)育；⑤該區(qū)流沙港組烴源巖具有漸新世末期及中中新世末至今兩次排烴高峰，時間上與圈閉定型期相當(dāng)或晚于圈閉定型期。另外，研究區(qū)廣泛發(fā)育的不整合面、三角洲砂體及斷層可將深洼部位成熟烴源巖生成并排出的油氣通過側(cè)向－垂向運移至流沙港組、潿洲組圈閉聚集成藏，時間和空間配套條件有利。

圖8 潿西南凹陷西南地區(qū)有利區(qū)帶預(yù)測圖Fig．8 Favorable zones forecast in southwestern Weixinan sag

4 結(jié)論

1）潿西南凹陷經(jīng)歷了古近紀(jì)三次張裂作用（斷陷）和新近紀(jì)裂后熱沉降作用（坳陷），古近紀(jì)斷裂活動控制沉積充填，地層及充填序列自下而上依次為古近系陸相沉積，新近系海相沉積。

2）潿西南凹陷西南地區(qū)具有良好的油氣地質(zhì)條件，主要發(fā)育流沙港組半深湖－深湖優(yōu)質(zhì)湖相烴源巖；古近系流沙港組、潿洲組發(fā)育四套有利的儲蓋組合；區(qū)內(nèi)主要發(fā)育斷鼻、斷塊圈閉及構(gòu)造－地層復(fù)合圈閉。

3）流沙港組烴源巖在漸新世早期（34Ma）開始成熟，存在漸新世末期及中中新世末至今兩次排烴高峰，時間上與圈閉定型期相當(dāng)或晚于圈閉定型期。

4）區(qū)內(nèi)以超壓面為界存在上、下兩種油氣成藏模式，下部高壓自源半封閉成藏動力學(xué)系統(tǒng)主要由流一段中下部及以下的流沙港組構(gòu)成，油氣通過斷層、砂體以自生自儲－側(cè)向運移方式為主匯聚成藏，上部常壓自源開放成藏動力學(xué)系統(tǒng)主要由潿洲組及流一段上部地層構(gòu)成，油氣通過斷層、砂體及不整合面以下生上儲－垂向運移方式為主匯聚成藏。

5）潿西南凹陷西南地區(qū)近洼陷生烴中心的陡坡帶斷鼻、斷塊群及緩坡構(gòu)造－地層復(fù)合圈閉發(fā)育帶，具有良好的油氣成藏地質(zhì)條件，為區(qū)內(nèi)有利勘探區(qū)帶。

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An analysis of petroleum geology and favorable exploration zones in western Weixinan sag

ZHANG Ping
（Institute of SINOPEC Shanghai Of f shore Oil＆Gas Company，Shanghai 200120，China）

Petroleum geology and favorable exploration zones in Western Weixinan sag are analyzed by comprehensively using drilling，seismic，and geochemical data，based on regional tectonic evolution and sedimentary fillings．In this area，The Paleogene Liushagang formation is the dominant source rock and four sets of Paleogene reservoir－seal assemblage．The traps are mainly faulted nose，faulted block and structure－formation complex traps．The primary time of hydrocarbon expulsion of the source rocks is matching with which of traps formed．There are two accumulation types between upper and lower of the overpressure interface in the Paleogene Liushagang formation，which is auto－product and auto－reservoir migrates toward the sides，the other model which is lower product and upside reservoir migrates vertically．Time and space conditions are favorable in accumulation．There are two favorable exploration zones in Western Weixinan sag，which are the fault steep slope belt and the structure－formation complex traps of gentle slope belt near deep depression．

Western Weixinan sag；source rocks feature；reservoir-cap assemblages；accumulation；favorable exploration zones

TE 122

A

10．3969／j．issn．1001-1749．2014．05．20

1001-1749（2014）05-0619-07

2013-06-20 改回日期：2014-06-18

張萍（1984-），女，工程師，從事石油地質(zhì)研究，E-mail：zp．unique＠163．com。