神狐隆起WC15-1構(gòu)造油氣成藏模式探討

陳少平，劉麗芳，黃勝兵

(中海油研究總院，北京 100028)

?

神狐隆起WC15-1構(gòu)造油氣成藏模式探討

陳少平，劉麗芳，黃勝兵

(中海油研究總院，北京 100028)

從油氣藏形成的地質(zhì)背景、原油類型和烴源巖演化過程等方面，對神狐隆起WC15-1油氣藏原有的3種油氣運(yùn)聚模式進(jìn)行了深入分析，認(rèn)為前人研究所得出的3種模式均存在一定的缺陷。在對珠三坳陷的充填演化、凹陷結(jié)構(gòu)及珠三南斷裂研究的基礎(chǔ)上提出了WC15-1構(gòu)造油氣成藏的新模式。研究認(rèn)為，WC15-1油氣藏油氣主要來源于文昌C凹陷文昌組。該構(gòu)造油氣成藏模式的準(zhǔn)確建立對文昌C凹陷本身及類似的邊緣凹陷油氣勘探具有重要的意義。

烴源巖；油氣成藏模式；斷裂；WC15-1構(gòu)造；珠江口盆地

引 言

從源巖到圈閉，是含油氣系統(tǒng)研究的核心問題，也是近年來油氣地質(zhì)研究的重點(diǎn)、熱點(diǎn)問題[1-5]。前人認(rèn)為神狐隆起WC15-1油氣藏有3種成藏模式[6-9]：①WC15-1油氣藏的油氣主要來源于文昌C凹陷恩平組烴源巖；②WC15-1油氣藏的油氣主要來源于文昌B凹陷，主要烴源巖是文昌組，也有文昌A凹陷的油氣貢獻(xiàn)；③WC15-1油氣藏油氣主要來源于文昌A凹陷。總之關(guān)于WC15-1油氣藏油氣來源問題是眾說紛紜，至今沒有一個(gè)定論。因此，明確WC15-1的油氣來源，建立正確的油氣成藏模式對文昌C凹陷油氣勘探具有重要的意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

珠江口盆地具有豐富的油氣資源[10-11]。珠三坳陷位于珠江口盆地西部，WC15-1構(gòu)造位于珠三坳陷南側(cè)、神狐隆起的北部(圖1)，為披覆背斜構(gòu)造。神狐隆起本身無下第三系沉積，珠江組一段直接與前第三系底層相接，沒有下第三系烴源巖分布。WC15-1油氣藏的油源只能來自周圍的生烴凹陷。神狐隆起南北兩側(cè)分別為珠二、珠三坳陷，這2個(gè)坳陷均發(fā)育有烴源巖，但珠二坳陷距WC15-1構(gòu)造較遠(yuǎn)，油氣不能有效地運(yùn)聚至WC15-1構(gòu)造。前人研究認(rèn)為WC15-1構(gòu)造臨近文昌A凹陷，可能是其主要的烴源，研究發(fā)現(xiàn)，文昌C凹陷向東一直可以延伸到X2井區(qū)附近(圖1)，因此，WC15-1構(gòu)造臨近的是文昌C凹陷，而并非以前所認(rèn)為的文昌A凹陷。構(gòu)造研究表明，WC15-1構(gòu)造在珠江組一段沉積期就開始發(fā)育，圈閉形成于粵海期。儲層研究和勘探結(jié)果表明，珠江組一段下部巖性為細(xì)—中砂巖，為WC15-1油氣藏主要的儲層段。

圖1 WC15-1構(gòu)造位置

2 油氣成藏過程與運(yùn)聚模式

2.1 對已有3種成藏模式的分析

從地質(zhì)與地球化學(xué)2個(gè)方面評價(jià)WC15-1油藏來源，可知第1種成藏模式存在明顯的問題。首先從地質(zhì)方面來看，通過地震解釋發(fā)現(xiàn)，文昌C凹陷內(nèi)下第三系主要保留的地層為早期的文昌組和神狐組的地層，由于中漸新世珠三南斷裂西段北支的強(qiáng)烈活動，處于珠三南斷裂西段北支上升盤的文昌C凹陷發(fā)生強(qiáng)烈抬升剝蝕作用，凹陷內(nèi)大部分地區(qū)一直剝蝕到文昌組地層，恩平組地層基本剝蝕殆盡，雖然文昌C凹陷內(nèi)在靠近珠三南斷裂西段南支下盤處可能保留有少量的恩平組地層，但是此處的沉積基本為粗碎屑沉積，不利于生烴；另外一方面，如按該模式，X3井與X1井油氣應(yīng)同源，實(shí)際上這2個(gè)油氣藏的原油分屬于不同類型，X3井原油屬III型，X1井原油屬Ⅱ型與Ⅲ型的過渡類型。因此，研究認(rèn)為X1井油氣不太可能主要來源于文昌C凹陷恩平組烴源巖。

第2種成藏模式認(rèn)為WC15-1油氣藏的油氣主要來源于文昌B凹陷，主要烴源巖是文昌組，也有文昌A凹陷的油氣貢獻(xiàn)；該成藏模式主要依據(jù)的是4-甲基甾烷、樹脂化合物生標(biāo)參數(shù)和含氮化合物指標(biāo)，從文昌B凹陷生成的油氣難以越過文昌C凹陷而進(jìn)入WC15-1構(gòu)造。這些依據(jù)只說明X1井原油有類似文昌組烴源巖生成原油的特征。

第3種成藏模式認(rèn)為WC15-1油氣藏油氣主要來源于文昌A凹陷，但文昌A凹陷烴源巖的演化過程不支持這種觀點(diǎn)。由盆地模擬分析可知，文昌A凹陷文昌組烴源巖在韓江組末期(10 Ma)就已經(jīng)達(dá)到過成熟階段(RO>2.0%)，通過X1井1 275.23 m儲層樣品中石油包裹體的捕獲壓力推導(dǎo)出來的捕獲時(shí)間為4.2～2.5 Ma，代表了石油運(yùn)移至該儲層以及石油充注的時(shí)間，大大遲于A凹陷文昌組所評價(jià)成熟期，難以作為X1井的源巖，文昌A凹陷恩平組以河沼相為主，烴源巖主要產(chǎn)氣，而X1井為油藏，而且成熟度相對較低，恩平組也不能作為其主要烴源巖，因此，研究認(rèn)為X1井油氣不可能來源于文昌A凹陷。

2.2 WC15-1構(gòu)造更臨近文昌C凹陷

從地質(zhì)背景來說，前人研究認(rèn)為珠三南斷裂在X2井以西5 km處向西側(cè)開始發(fā)生分叉。并依據(jù)特征不同，將珠三南斷裂分為東段、西段南支和西段北支3部分。研究根據(jù)地震解釋結(jié)果認(rèn)為該斷裂分叉點(diǎn)要東移，在X2井區(qū)附近已經(jīng)開始分叉，從三維地震時(shí)間切片可以看到(圖2)，珠三南斷裂西段南支一直延伸到X2井區(qū)附近。上述研究結(jié)果進(jìn)一步證明，文昌C凹陷向東一直可以延伸到X2井區(qū)附近，因此，WC15-1構(gòu)造更臨近文昌C凹陷，而并非是以前認(rèn)識的WC15-1構(gòu)造更臨近文昌A凹陷。

圖2 珠三南斷裂分叉東移證據(jù)平面圖

2.3 WC15-1油氣藏?zé)N源巖及原油類型

據(jù)黃保家、侯讀杰等的研究[2，7]，有如下認(rèn)識：①X1井為輕質(zhì)原油，原油密度為0.85 g/cm3，而文昌A凹陷的其他油氣藏發(fā)現(xiàn)的原油密度為0.74～0.78 g/cm3；②WC15-1構(gòu)造原油及油砂抽提物生物標(biāo)志物特征均體現(xiàn)出有混源特征，含有少量的4-甲基甾烷，這些特征與Ⅰ類原油相似；樹脂化合物分布W-T-X呈不對稱的峰形，雙杜松烷與霍烷含量比值為1.2，這些特征又明顯不同于Ⅰ類原油，而與Ⅲ類原油相似。雖然X1井原油在δ13C與4-甲基甾烷指數(shù)(4-甲基甾烷含量與甾烷含量的比值)的相關(guān)圖上落在了Ⅱ類原油區(qū)(圖3)，并不說明這兩者有親緣關(guān)系，只能說明其生烴母質(zhì)性質(zhì)及形成環(huán)境相似。綜上所述，X1井原油具有混源油的特征，來源于文昌組SWC烴源巖與EP烴源巖，整體而言其特征更接近于文昌組SWC烴源巖。

圖3 珠三坳陷烴源巖類型

2.4 珠三南斷裂控制下文昌組烴源演化特征

在珠三南斷裂差異性活動的影響下，珠三坳陷各次一級凹陷明顯具有不同的充填演化特點(diǎn)，從而導(dǎo)致各凹陷烴源巖發(fā)育的類型以及演化過程也具有較大的差別，在珠三南斷裂差異性活動的控制下珠三坳陷發(fā)育3種類型的烴源巖(圖3)，各個(gè)凹陷主力烴源巖類型和演化程度都互不相同，其中文昌A凹陷主力烴源巖為Ⅲ類油與EP烴源巖，熱演化程度高，生氣為主；文昌B凹陷主力烴源巖為I類油與MWC烴源巖，熱演化程度較高，生油為主；文昌C凹陷主力烴源巖為Ⅰ類油與MWC烴源巖和Ⅱ類油與SWC烴源巖，熱演化程度較低，生油為主。

從文昌C凹陷的演化過程來看，早期(恩平組以前)文昌C凹陷為整個(gè)珠三坳陷的沉積中心，據(jù)X4井揭示，文昌C凹陷在文昌組時(shí)期發(fā)育中深湖相沉積，其中文昌組二段干酪根為Ⅰ—Ⅱ1型，有機(jī)碳為3.61%，氯仿瀝青“A”為0.1383%，具有較好的生烴條件，在恩平組沉積以前文昌C凹陷沉積最大厚度可以達(dá)到3 000 m以上，T80以后珠三南斷裂西段南支的活動性大大減弱，而珠三南斷裂西段北支強(qiáng)烈活動，使文昌C凹陷發(fā)生抬升剝蝕作用，這也阻止了文昌C凹陷烴源巖的進(jìn)一步演化，避免了文昌組烴源巖由于過成熟而枯竭，這也是文昌C凹陷烴源巖生成的油氣成熟度較低的根本原因，這正好與X1井原油成熟度較低相吻合。珠海組以后海水入侵，在珠三坳陷整體接受沉積的背景下，文昌C凹陷再次接受沉積，這為文昌C凹陷文昌組烴源巖的進(jìn)一步演化提供了條件。文昌C凹陷由于埋藏相對較淺，神狐組、文昌組最大埋深約為4 000 m，其文昌組主力烴源巖埋藏約為3 000 m，以往對文昌C凹陷生油能力評價(jià)不高，近期盆地模擬結(jié)果表明文昌C凹陷具有較大的生烴潛力，而且現(xiàn)今正處于生油高峰期。

3 油氣成藏模式的建立及其勘探意義

3.1 WC15-1構(gòu)造油氣成藏模式

綜合對比研究認(rèn)為，X1井的油氣來源于文昌C凹陷的可能性最大，WC15-1油氣藏的油氣來源于文昌C凹陷文昌組烴源巖。在前人研究的基礎(chǔ)上建立了WC15-1構(gòu)造油氣藏運(yùn)聚模式(圖4)。

(1) X1井油氣同源，主要來源于文昌C凹陷文昌組，具有混源油氣的特點(diǎn)，X1井油氣藏形成時(shí)間較晚，主成藏期在5 Ma以后。

(2) 文昌C凹陷在早期有2個(gè)沉積中心，一個(gè)在X4井區(qū)附近，發(fā)育中深湖相，對應(yīng)原油類型為Ⅰ型，此生烴中心離X1井距離較遠(yuǎn)，而且構(gòu)造相對較為平緩，油氣較難到達(dá)，因此WC15-1構(gòu)造原油只含有少量的I類原油；另外1個(gè)沉積中心位于文昌C凹陷東部，規(guī)模相對較小，發(fā)育中深湖—濱淺湖相，該沉積中心離WC15-1構(gòu)造距離較近，油氣較容易運(yùn)移至WC15-1構(gòu)造，總的說來油氣運(yùn)移以橫向運(yùn)移為主，縱向運(yùn)移為輔。

(3) X1井為油藏其主要原因是油氣主要來源于文昌C凹陷文昌組烴源巖，文昌組烴源巖主要產(chǎn)油，由于文昌C凹陷經(jīng)歷過抬升作用，烴源巖埋藏較淺，造成烴源區(qū)烴源巖成熟度較低，這顯然與文昌A凹陷高成熟度烴源巖明顯不同，這也說明了X1井油藏油源不是來自于文昌A凹陷。

圖4 WC15-1油氣藏成藏模式

3.2 勘探意義

研究認(rèn)為WC15-1油氣藏的油氣來源于文昌C凹陷文昌組烴源巖，具有良好的生烴潛力，這將大大提高文昌C凹陷及其圍區(qū)的勘探價(jià)值，展現(xiàn)了文昌C凹陷南側(cè)神狐隆起良好的油氣勘探前景，同時(shí)也證明了邊緣凹陷同樣具有良好的生烴潛力。

4 結(jié) 論

(1) 對珠三坳陷的充填演化、凹陷結(jié)構(gòu)及珠三南斷裂的研究表明，WC15-1油氣藏油氣主要來源于文昌C凹陷文昌組，油氣藏形成時(shí)間較晚，主成藏期在5 Ma以后。

(2) 該認(rèn)識預(yù)示著文昌C凹陷具有良好的生烴潛力，這將大大提高文昌C凹陷及其圍區(qū)的勘探價(jià)值，同時(shí)也證明了邊緣凹陷同樣具有良好的生烴潛力，建議加強(qiáng)對與文昌C凹陷類似的邊緣凹陷的研究。

[1] Dow W G.Application of oil correlation and source rock data to exploration in Williston basin[J].AAPG Bulletin，1974，58(7)：1253-1262.

[2] 張海玥，侯讀杰.油氣成藏理論的研究進(jìn)展及思考[J].特種油氣藏，2014，21(2)：1-6.

[3] 徐波，等.油氣二次運(yùn)移研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].特種油氣藏，2011，18(1)：1-6.

[4] 李明誠.石油與天然氣運(yùn)移[M].3版.北京：石油工業(yè)出版社，2004：231-333.

[5] 郭元嶺.油氣勘探發(fā)展基本規(guī)律[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2013，35(1)：72-75.

[6] 林興榮，孫志鵬.文昌A凹陷天然氣成藏條件[J].天然氣工業(yè)，1999，19(6)：47-51.

[7] 黃保家，等.文昌A凹陷油氣成藏特征與分布規(guī)律探討[J].中國海上油氣，2007，19(6)：361-366.

[8] 傅寧，李友川，孫建新，等.珠三坳陷烴源巖及油源研究再認(rèn)識[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2011，25(6)：1121-1130.

[9] 劉志峰，王升蘭，印斌浩，等.珠江口盆地珠Ⅰ、珠Ⅲ坳陷裂陷期湖相分布差異及其控制因素[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2013，35(5)：523-527.

[10] 龔再升，等.南海北部大陸邊緣盆地分析與油氣聚集[M].北京：科學(xué)出版社，1997：401-510.

[11] 劉新，等.全球致密油的概念、特征、分布及潛力預(yù)測[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2013，32(4)：168-174.

編輯 林樹龍

20150103；改回日期：20150403

國家科技重大專項(xiàng)“近海富烴凹陷資源潛力再評價(jià)和新區(qū)、新領(lǐng)域勘探方向(二期)”(2011ZX05023-001)

陳少平(1978-)，男，工程師，2001年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)石油與天然氣勘察專業(yè)，2007年畢業(yè)于該校能源地質(zhì)工程專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)從事石油地質(zhì)綜合研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.03.003

TE121

A

1006-6535(2015)03-0014-04