“源-蓋”聯(lián)控成藏模式在番禺4洼的實(shí)踐

黃峰，彭光榮，溫華華，劉浩，舒梁鋒，唐明銘

（中海石油（中國(guó)）有限公司深圳分公司，廣東 廣州 510240）

“源-蓋”聯(lián)控成藏模式在番禺4洼的實(shí)踐

黃峰，彭光榮，溫華華，劉浩，舒梁鋒，唐明銘

（中海石油（中國(guó)）有限公司深圳分公司，廣東 廣州 510240）

根據(jù)番禺4洼油氣勘探成果及成藏特點(diǎn)，提出了“源-蓋”聯(lián)控成藏模式?！霸?蓋”聯(lián)控成藏模式反映了烴源巖的傾向和區(qū)域蓋層的空間配置、疊合關(guān)系對(duì)油氣的平面運(yùn)聚和空間分配起著重要的控制作用，認(rèn)為烴源巖和區(qū)域泥巖蓋層的抬升方向即為油氣運(yùn)移的有利方向。番禺4洼文昌組烴源巖抬升傾向具有明顯的分帶性：在洼陷南部主要往西抬升，北部主要往東抬升，另一方面區(qū)域海泛泥巖抬升傾向與烴源巖較為一致。在此成藏規(guī)律指導(dǎo)下，鉆探了PY10-A和PY10-B構(gòu)造，均取得商業(yè)成功，進(jìn)一步證實(shí)了“源-蓋”聯(lián)控成藏模式在番禺4洼勘探中的正確性和可行性，對(duì)于深化番禺4洼油氣成藏認(rèn)識(shí)和下一步尋找有利勘探目標(biāo)都具有十分重要的意義。

“源-蓋”聯(lián)控；烴源巖；區(qū)域蓋層；油氣成藏；番禺4洼

番禺4洼自勘探以來，獲得了較大的儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)。隨著勘探程度的深入，對(duì)含油氣系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)逐漸加深。截至2012年，番禺4洼已形成“以基底不整合面、斷裂體系和連通砂體復(fù)合輸導(dǎo)體系為運(yùn)移路徑，以番禺4洼東側(cè)陡坡帶隆起區(qū)和西側(cè)緩坡帶源巖內(nèi)部斷裂發(fā)育區(qū)為主要運(yùn)移方向”的成藏認(rèn)識(shí)。但是縱觀番禺4洼近年來鉆探失利的構(gòu)造，其失利原因大多為油氣運(yùn)移條件不利。因此，為了提高勘探成功率，有必要分析控制油氣運(yùn)移方向空間分布的深層次因素，為構(gòu)造的鉆探提供正確指導(dǎo)。

1　區(qū)域地質(zhì)情況

番禺4洼位于珠江口盆地珠一坳陷東南緣西側(cè)，屬于西江凹陷的一部分，是一個(gè)主要受構(gòu)造作用控制形成的東南斷、西北超、呈NE—SW走向的箕狀洼陷。其北邊和西邊分別為西江主洼和恩平凹陷，東側(cè)和南側(cè)則分別與東沙隆起和番禺低隆起相接壤［1-3］（見圖1）。番禺4洼和珠江口盆地總體特征一致，具有“下斷上坳、先陸后?！钡奶卣鳎瑪嘞蓦A段沉積的陸相古近系文昌組是本區(qū)的主力烴源巖［4］。該洼陷面積不大，古近系殘留的文昌組烴源巖分布范圍約750 km2。截至2012年底，本區(qū)共發(fā)現(xiàn)7個(gè)商業(yè)性油田，累計(jì)探明原油地質(zhì)儲(chǔ)量1.5×108t，證實(shí)了番禺4洼是一個(gè)典型的“小而肥”的富生烴洼陷。

圖1　珠江口盆地番禺4洼區(qū)域位置

2　問題的提出

油氣從烴源巖排出到輸導(dǎo)層砂體中，是一個(gè)緩慢而長(zhǎng)期的過程，油氣排出動(dòng)力主要來源于烴源巖的異常壓力［5-8］，排替方向主要是壓力梯度減小的方向。一般對(duì)于一個(gè)洼陷來說，洼陷中心部位地層沉積厚度大，壓力從中心往兩側(cè)降低，油氣即從中心往外部?jī)蓚?cè)運(yùn)移［9-12］。從番禺4洼已發(fā)現(xiàn)的PY4-A油田和PY5-B油田的文昌組地層特征（見圖2）來看，烴源巖地層均等地朝東西兩側(cè)抬升，這種抬升方向符合油氣排替和運(yùn)移的有利方向。另外，區(qū)域海泛泥巖的抬升傾向分界線基本與文昌組地層抬升傾向分界線一致，理論上這就決定了油氣運(yùn)移至泥巖蓋層下部之后會(huì)繼續(xù)沿泥巖蓋層抬升方向運(yùn)移。番禺4洼另一口井PY11-B-1位于洼陷的東側(cè)，而靠近此井位置的烴源巖地層幾乎全部往西抬升（見圖3），即油氣從排烴角度來看不具備往洼陷東側(cè)排替的條件。

圖2　PY4-A構(gòu)造烴源巖抬升傾向

圖3　PY11-B構(gòu)造烴源巖抬升傾向

PY4-A，PY5-B油田的發(fā)現(xiàn)以及PY11-B構(gòu)造的鉆探失利，至少說明在番禺4洼烴源巖地層和區(qū)域性海泛泥巖的空間配置及疊合關(guān)系對(duì)于油氣運(yùn)移的空間分配和平面運(yùn)移有著十分重要的控制作用。因此，準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)烴源巖地層和區(qū)域性海泛泥巖對(duì)于油氣運(yùn)移的影響和控制機(jī)制，對(duì)于認(rèn)識(shí)番禺4洼成藏規(guī)律和下一步的勘探工作具有十分重要的意義。

3　“源-蓋”聯(lián)控成藏模式的提出

3.1烴源巖排烴方式及原理

目前學(xué)者一般認(rèn)為，烴源巖排烴是由于烴源巖中存在異常壓力，而導(dǎo)致這種異常壓力的因素主要有壓實(shí)作用、欠壓實(shí)作用、蒙脫石脫水作用、有機(jī)質(zhì)生烴作用和流體熱增壓作用等。一般來說，隨著生烴過程的進(jìn)行，烴源巖壓力會(huì)逐漸累積而升高［13-17］。番禺4洼主要排烴期在10 Ma左右，油源斷層活動(dòng)比較頻繁，斷層的活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致烴源巖“泄壓”，而這種泄壓主要通過排烴的方式進(jìn)行。

在砂泥巖剖面中，由于壓實(shí)，泥巖孔隙度減小得比砂巖快［18-19］，使得泥巖孔隙流體所產(chǎn)生的瞬間剩余壓力比鄰近的砂巖大；因此，從烴源巖排出的油氣會(huì)首先進(jìn)入上下的砂巖層（見圖4），并且在浮力的作用下，沿著儲(chǔ)層的上傾方向開始油氣的二次運(yùn)移［20-21］。另外，如果烴源巖（泥巖）厚度存在差異，作為一個(gè)楔狀烴源體，排烴方向即為烴源巖厚度減小的方向。對(duì)于番禺4洼這種典型的箕狀洼陷而言，受該規(guī)律控制的排烴及排烴后的油氣二次運(yùn)移會(huì)有明顯的指向性，即沿著烴源巖厚度減小的方向和地層上傾方向運(yùn)移［22-23］。

圖4　砂泥巖剖面中壓實(shí)流體的運(yùn)移方向

3.2“源-蓋”聯(lián)控概念的提出

3.2.1“源”

鑒于烴源巖厚度變化會(huì)對(duì)排烴方向有控制性的影響，并結(jié)合番禺4洼典型的箕狀洼陷特點(diǎn)，研究分析認(rèn)為，烴源巖地層的抬升傾向即是厚度減小的方向，也就是油氣排出的有利方向，再結(jié)合上覆和下伏砂巖儲(chǔ)層，地層抬升方向即為油氣運(yùn)移的有利指向。

3.2.2“蓋”

油氣自烴源巖排出，并且在通過不整合面、斷層和砂體的復(fù)合輸導(dǎo)體系運(yùn)移至淺部地層后，往往在垂向上受到區(qū)域性海泛泥巖的封閉壓制，而只能沿著下伏砂巖儲(chǔ)層的上傾方向繼續(xù)運(yùn)移，一般與泥巖蓋層的抬升傾向一致。

3.2.3“源-蓋”聯(lián)控

“源-蓋”聯(lián)控是以烴源巖排烴機(jī)理為基礎(chǔ)，以番禺4洼過去勘探經(jīng)驗(yàn)為實(shí)際模型的一種油氣平面運(yùn)聚和空間分配的影響機(jī)制，其模式如圖5所示。

圖5　番禺4洼“源-蓋”聯(lián)控模式

在此基礎(chǔ)上，對(duì)番禺4洼主要烴源巖和T50海泛泥巖的抬升傾向進(jìn)行了劃分（見圖6）。通過結(jié)合烴源巖和海泛泥巖抬升傾向，發(fā)現(xiàn)二者抬升傾向基本一致。在番禺4洼南部，烴源巖和海泛泥巖主要往西側(cè)抬升；而在番禺4洼中部，東西兩側(cè)抬升量呈現(xiàn)均勢(shì)；而到了番禺4洼北部，則主要往東側(cè)抬升。烴源巖的傾向抬升量控制了油氣的空間分配。當(dāng)烴源巖主要往洼陷西側(cè)抬升時(shí)，油氣主要往西側(cè)運(yùn)移和聚集，這部分烴源巖占整個(gè)烴源巖的56.0%；當(dāng)烴源巖主要往洼陷東側(cè)抬升時(shí)，油氣主要往東側(cè)運(yùn)移和聚集，這部分烴源巖占整個(gè)烴源巖的37.7%。

圖6　文昌組烴源巖和T50泥巖蓋層傾向分界

4　現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐

番禺4洼在“源-蓋”聯(lián)控成藏規(guī)律的指導(dǎo)下進(jìn)行了一系列有利區(qū)帶的篩選和鉆探，先后發(fā)現(xiàn)4個(gè)油田，探明地質(zhì)儲(chǔ)量約1.3×108t，證實(shí)了應(yīng)用“源-蓋”聯(lián)控成藏規(guī)律指導(dǎo)本地區(qū)的勘探是可行的。

4.1PY10-A構(gòu)造

PY10-A構(gòu)造位于珠江口盆地番禺4洼西側(cè)，下部緊鄰生油巖，為一受南傾反向斷層控制的翹傾半背斜。通過油氣運(yùn)移路徑的分析，認(rèn)為PY10-A構(gòu)造的油氣應(yīng)該是來自番禺4主洼的烴源巖。而根據(jù)“源-蓋”聯(lián)控規(guī)律，給PY10-A構(gòu)造供油的烴源巖主要往西側(cè)（即PY10-A構(gòu)造位置）方向抬傾（見圖7），并且海泛泥巖的抬升傾向和烴源巖較為一致；因此，油氣空間運(yùn)移和平面運(yùn)聚比較有利。經(jīng)鉆探，PY10-A-1井共鉆遇油層17層，有效厚度約60 m，原油地質(zhì)儲(chǔ)量約1 185×104t，鉆探結(jié)果證實(shí)了這種認(rèn)識(shí)是正確的。

4.2PY10-B構(gòu)造

PY10-B構(gòu)造位于番禺4洼控洼斷層西側(cè)、主體生油巖的南部邊緣，距離PY10-A構(gòu)造約12 km，也是一個(gè)受反向斷層控制的翹傾半背斜。圈閉平均面積在6 km2以上，且局部存在面積為0.9～1.9 km2的自圈，自圈幅度在10～30 m。通過對(duì)PY10-B構(gòu)造的油源分析，認(rèn)為此構(gòu)造的烴源巖大部分往西側(cè)抬傾，并且海泛泥巖的傾向抬升和烴源巖一致；因此，油氣空間運(yùn)移和平面運(yùn)聚比較有利。經(jīng)鉆探，PY10-B-1井共鉆遇油層26層，有效厚度81.3 m，三級(jí)原油地質(zhì)儲(chǔ)量約1 020×104t，鉆探結(jié)果證實(shí)了這種認(rèn)識(shí)是正確的。

圖7　PY10-A構(gòu)造油源烴源巖傾向特征

4.3PY4-A和PY5-B構(gòu)造

PY4-A和PY5-B構(gòu)造位于番禺4洼控洼斷層?xùn)|西兩側(cè)，均在中央隆起帶附近，位置較為對(duì)稱。從先前的分析可知，烴源巖在PY4-A和PY5-B位置為東西均勢(shì)，在其他成藏條件均滿足的情況下，PY4-A和PY5-B應(yīng)該均會(huì)有成藏，實(shí)際鉆探結(jié)果也證實(shí)了這種認(rèn)識(shí)。PY4-A油田最新儲(chǔ)量達(dá)到了5 270×104t，而PY5-B油田也達(dá)到了5 440×104t，說明烴源巖傾向東西均勢(shì)容易造成東西構(gòu)造均成藏的情況。

5　結(jié)論

1）“源-蓋”聯(lián)控成藏模式控制了番禺4洼油氣的空間分配和平面運(yùn)聚，是該地區(qū)油氣成藏的關(guān)鍵因素。

2）番禺4洼烴源巖優(yōu)勢(shì)和區(qū)域蓋層優(yōu)勢(shì)分布基本一致，在番禺4洼南部主要為西側(cè)優(yōu)勢(shì)，中部表現(xiàn)為東西均勢(shì)，而在北部則為東部?jī)?yōu)勢(shì)，優(yōu)勢(shì)的分帶性也造成了番禺4洼油氣成藏的分帶性。

3）PY10-A，PY10-B，PY4-A和 PY5-B等構(gòu)造成藏和油田的發(fā)現(xiàn)，充分說明“源-蓋”聯(lián)控成藏模式在番禺4洼勘探中是可行的，具有重要的指導(dǎo)意義。

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（編輯趙衛(wèi)紅）

Practice of"source rock-cap rock"joint-controlling hydrocarbon accumulation model in Panyu 4 Sag

Huang Feng，Peng Guangrong，Wen Huahua，Liu Hao，Shu Liangfeng，Tang Mingming
（Shenzhen Branch of CNOOC Ltd.，Guangzhou 510240，China）

Based on the results and characteristics of oil and gas exploration in Panyu 4 Sag，a new hydrocarbon accumulation model is proposed which is called"source rock-cap rock"joint-controlling model.The joint-controlling model shows that the dimensional allocation and superimposed relationship between source rock trend and regional cap rock play a very important controlling role on the planar migration，accumulation and dimensional distribution.It is considered that the uplift trend of source rock and cap rock is the favorable direction of hydrocarbon migration.The uplift trend of Wenchang Formation source rock has obvious zonality：in the southern part of sag，it uplifts to the west；in the northern part，it mainly uplifts to the east.And in addition，the uplift trend of regional flooding mudstone is consistent with that of hydrocarbon source rock.According to this hydrocarbon accumulation model，PY10-A and PY10-B structures are drilled with commercial discoveries，which also proves the validity and feasibility of source rockcap rock"joint-controlling model in exploration of Panyu 4 Sag，and has significant value for understanding the hydrocarbon migration and looking for favorable exploration targets in Panyu 4 Sag.

"source rock-cap rock"joint-controlling；source rock；regional cap rock；hydrocarbon accumulation；Panyu 4 Sag

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）“南海深水盆地油氣資源形成與分布基礎(chǔ)性研究”（2009CB219401）

TE122

A

10.6056/dkyqt201503002

2014-12-31；改回日期：2015-03-12。

黃峰，男，1983年生，工程師，碩士，2008年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)從事石油地質(zhì)與成藏的科研和生產(chǎn)工作。E-mail：704107@qq.com。

引用格式：黃峰，彭光榮，溫華華，等.“源-蓋”聯(lián)控成藏模式在番禺4洼的實(shí)踐［J］.斷塊油氣田，2015，22（3）：278-281. Huang Feng，Peng Guangrong，Wen Huahua，et al.Practice of"source rock-cap rock"joint-controlling hydrocarbon accumulation model in Panyu 4 Sag［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（3）：278-281.