白云深水區(qū)東部重力流水道巖性圈閉特征分析

石　寧

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東　廣州　510240)

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白云深水區(qū)東部重力流水道巖性圈閉特征分析

石寧

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東廣州510240)

白云深水區(qū)東部在早中新世時期處于兩種沉積相帶的交匯處：古珠江三角洲物源體系深水重力流水道砂巖沉積和東沙隆起臺地生物礁物源體系碳酸鹽巖峽谷水道沉積。層序地層學(xué)、沉積學(xué)、構(gòu)造學(xué)研究表明，在白云深水區(qū)東部21.0Ma陸架坡折帶下方，早期低位體系域發(fā)育的條帶狀優(yōu)質(zhì)重力流水道砂巖可以作為巖性圈閉的主力儲層；晚期海進體系域大型碳酸鹽巖、泥巖充填的峽谷水道，切割了下部早期低位體系域的重力流水道砂體，起到了有效的側(cè)封作用，從而形成了重力流水道巖性圈閉，實際鉆井資料證實該巖性圈閉為工業(yè)油氣藏。

白云深水區(qū)；重力流水道；巖性圈閉；低位體系域；海進體系域

前言

珠江口盆地白云凹陷位于南海北部大陸邊緣的陸坡區(qū)，是南海北部新近紀(jì)以來最具代表性的深水陸坡沉積區(qū)。白云深水區(qū)東部位于白云凹陷東部，東側(cè)為東沙25古隆起，西側(cè)為白云主洼，南側(cè)為南部隆起帶，北側(cè)為白云東洼。由于白云凹陷在漸新世之后的沉降期沒有大規(guī)模的構(gòu)造運動，因此較少發(fā)育大型的構(gòu)造圈閉。受海平面變化控制，低位體系域砂巖沉積與高位體系域的淺海砂巖沉積分離，深水沉積砂巖以相互孤立的形式散布于層序界面和首次海泛面之間的低位體系域內(nèi)。重力流沉積形成于突發(fā)事件，不同期次的重力流水道、扇體間具有孤立分隔的特點，使之易于形成潛在巖性圈閉或復(fù)合圈閉[3]。深水環(huán)境沉積的深水扇等濁積體與周圍泥巖構(gòu)成了良好的巖性地層圈閉[4]。因此，重力流水道巖性圈閉成為白云深水區(qū)東部油氣勘探的重要方向[1-5]。

由于巖性油氣藏形成和賦存具有隱蔽性和復(fù)雜性，近年來圍繞白云深水區(qū)東部沉積體系特征、圈閉條件等關(guān)鍵問題進行研究。從層序地層學(xué)入手，利用沉積學(xué)、構(gòu)造特征、地震波形分析、地震屬性分析等研究成果，總結(jié)21.0Ma層序陸架坡折帶之下低位體系域重力流水道砂巖的沉積規(guī)律和沉積結(jié)構(gòu)模式，以及晚期海進體系域大型碳酸鹽巖、泥巖充填的峽谷水道對下部早期低位體系域的重力流沉積砂體的切割，并形成有效的封堵，從而形成了重力流水道巖性圈閉。

1白云深水區(qū)東部早中新世沉積體系分析

1.1早中新世沉積體系特征

白云凹陷漸新世與中新世的界面對應(yīng)白云運動 (23.8Ma左右)，該運動導(dǎo)致白云深水區(qū)陸架坡折帶由晚漸新世(23.8 Ma左右)位于南部隆起帶附近，向中新世(21.0 Ma左右)的白云凹陷北坡遷移。SB23.8和SB21.0兩個三級層序界面為白云運動的沉積響應(yīng)，具有最為富砂背景的低位深水扇發(fā)育條件，在白云深水區(qū)21.0Ma陸架坡折帶附近發(fā)育多種沉積體系的儲層：陸架邊緣三角洲、深水陸坡重力流水道-天然堤-決口扇朵葉復(fù)合沉積、滑塌體、塊體搬運沉等?？碧阶C實，具有富砂背景的SQ23.8和SQ21.0兩個三級層序的低位期深水扇為主要勘探層位[6-10]。

層序地層學(xué)等研究表明，白云深水區(qū)東部在早中新世時期存在兩個方向的物源，即北西向古珠江三角洲物源體系深水重力流水道砂巖沉積和北東向東沙隆起臺地生物礁物源體系碳酸鹽巖峽谷水道沉積(圖1)。珠江組下段SQ21.0層序早期低位時期，上陸坡白云深水區(qū)東部發(fā)育大量重力流水道復(fù)合沉積體。由于此時古珠江三角洲物源條件豐富，具富砂背景，實際鉆井資料也證實早期低位體系域的重力流深水沉積具有良好的儲層物性條件。隨后，受陸架坡折帶和海平面的共同控制，晚期海進體系域時期發(fā)育以東沙隆起臺地生物礁碳酸鹽巖為物源的大型重力流峽谷水道沉積。兩種沉積相帶交匯，在交匯的前峰，由于物源不同、沉積環(huán)境不同，會形成因巖性、物性差異造成深水沉積巖性圈閉的自然巖性分隔邊界。

圖1白云深水區(qū)東部珠江組下段沉積體系模式圖

Fig.1Model for the depositional systems in the lower part of the Zhujiang Formation in the eastern part of the deep-water area of the Baiyun depression

白云深水區(qū)東部上陸坡A—B目標(biāo)區(qū)重力流水道非常發(fā)育，呈條帶狀分布，均方根振幅屬性圖上可以看出多期水道疊合的展布特征。根據(jù)層序地層學(xué)、沉積期次研究、實際鉆井資料，以及地球物理反演資料分析認(rèn)為，白云深水區(qū)東部的重力流水道可以分為3個期次，不同期次的水道相互切割，水道內(nèi)的充填物也不同(圖2、圖3)。

(1)A、B目標(biāo)主力儲層的重力流水道為SQ21.0低位早期水道，水道走向NNW、NE，寬度50～100m，延伸長度2～10km。

(2)A、B之間的1#水道，為低位晚期水道，分隔了A和B目標(biāo)，使之成為兩個獨立的油氣藏，水道走向NNW、NW，寬度50～80m，延伸長度5～15km，主要以泥巖充填為主。

(3)B-2與B-1之間的2#水道，以及東部的3#水道，為晚期海進體系域大型重力流碳酸鹽巖、泥巖充填的峽谷水道，水道走向NNE、NE，寬度100～200m，延伸長度可達上千公里，一直延伸到白云凹陷以南的興寧凹陷。峽谷水道切割深度大，一般切割了下部早期低位體系域的重力流沉積砂體。

1.2低位體系域重力流水道沉積

1.2.1低位體系域重力流水道分布特征

珠江組下段SQ21.0層序早期，白云深水區(qū)東部位于陸架坡折帶的東翼，由陸架邊緣逐漸淪為深水區(qū)。上陸坡發(fā)育近南北向有限分布的條帶狀或線狀重力流水道，與陸架坡折帶近似垂直，物源為北西向古珠江三角洲體系。北部陸架富砂背景的珠江三角洲物源，決定了陸架坡折下方，低位期重力流砂巖為優(yōu)質(zhì)儲層。根據(jù)“源渠匯”的理論指導(dǎo)，從陸架—上陸坡—下陸坡—盆底，依次發(fā)育重力流水道、斜坡扇和盆底扇等沉積(圖1)。

由于物源供給的規(guī)模、陸坡的坡度、觸發(fā)機制等影響，重力流水道具有不同的特征。物源供給充足，重力流水道呈條帶狀分布，否則呈線狀分布；陸坡的坡度陡、觸發(fā)機制強，水道下切幅度大。地震資料中下切特征明顯，切割下伏地層，具有側(cè)向遷移和垂向疊加的特點。順物源方向到陸坡區(qū)，水道橫切面從“V”谷向“U”谷變化。根據(jù)物源母質(zhì)的不同，水道中充填物可以為砂巖、泥巖、灰?guī)r等沉積充填。

1.2.2低位期重力流水道沉積特征

總的來看，白云深水區(qū)東部SQ21.0低位時期的重力流水道沉積特征如下：

(1)低位時期重力流水道內(nèi)充填優(yōu)質(zhì)砂巖儲層。古珠江三角洲體系作為物源，上陸坡重力流水道具有良好的砂質(zhì)母源。實際鉆井資料表明，水道內(nèi)充填砂巖巖性主要以細砂巖為主，局部中砂巖，含粉砂質(zhì)，局部含鈣，具有中-高孔滲、分選好、厚層的塊狀砂巖特點，是重力流水道巖性圈閉的主力儲層。另外，18.5Ma之后隨著海平面的不斷上升，研究區(qū)發(fā)育厚度可達上千米的巨厚海相泥巖，共同構(gòu)成了珠江組-韓江組深水扇系統(tǒng)砂泥巖黃金儲蓋組合。

(2)低位時期多期重力流水道疊置，晚期泥質(zhì)充填水道切割早期砂質(zhì)水道，如A、B之間的的1#低位晚期水道，主要以泥巖充填為主，切割了低位早期的砂質(zhì)重力流水道，使得A、B兩個構(gòu)造各自獨立成藏。

圖2白云深水區(qū)東部珠江組下段振幅屬性圖

Fig.2Diagrammatic illustration of earthquake amplitude attributes in the eastern part of the deep-water area of the Baiyun depression

1.3海進期碳酸鹽巖峽谷水道沉積

1.3.1海進期碳酸鹽巖分布特征

18.5Ma時期為白云深水區(qū)乃至珠江口盆地距今32Ma以來的最大海泛面，為高位或海進體系域時期[11]。這一時期在研究區(qū)東北部的東沙隆起區(qū)發(fā)育碳酸鹽臺地，為南部研究區(qū)提供大量碳酸鹽巖物源。另外，碳酸鹽巖的存在對周邊碎屑巖的儲層物性會有一定的影響。

根據(jù)東沙隆起區(qū)鉆井揭示，碳酸鹽巖主要發(fā)育于珠海組-珠江組早期，MFS18.5-SB17.5時期流花地區(qū)碳酸鹽巖臺地普遍遭受暴露溶蝕，礁類大規(guī)模生長發(fā)育，是流花生物礁儲層改造的主要時期[12-15]。其中流花18-2-1井碳酸鹽巖厚度約280m，發(fā)育時間為MFS18.5-SB16.5，以生物灰?guī)r為主。

根據(jù)層序地層學(xué)、沉積體系等分析，生物礁的發(fā)育受海平面變化影響明顯。18.5Ma前后碳酸鹽巖分布范圍最廣，17.5Ma以后，受海侵影響，流花地區(qū)碳酸鹽巖臺地淹沒消亡，生物礁的分布范圍越來越小，僅在局部高處殘留小面積的孤立礁、灘。白云深水區(qū)東部東沙25隆起的生物礁主要發(fā)育于18.5Ma時期，礁的幅度大，為古斷塊臺地上發(fā)育的塔礁。從沉積厚度上分析，較厚的碳酸鹽巖主要分布在東北部東沙隆起區(qū)，厚度等值線具有沿古臺地邊緣分布的特征。

白云深水區(qū)東部碳酸鹽巖發(fā)育時期主要在SQ21.0晚期海侵期—MFS18.5，受東沙隆起碳酸鹽臺地的影響，白云深水區(qū)東部上陸坡的鉆井普遍在靠近MFS18.5時期發(fā)育厚薄不一的灰?guī)r層，下伏砂巖頂部也會有不同程度的鈣質(zhì)膠結(jié)。從西南向東北越接近東沙隆起碳酸鹽巖臺地，灰?guī)r層的厚度越大，砂巖中的鈣質(zhì)膠結(jié)越嚴(yán)重。

1.3.2海進期碳酸鹽巖峽谷水道沉積特征

根據(jù)地震反射特征、地震振幅屬性，以及疊前反演資料等分析(圖2、圖3)，在白云深水區(qū)東部，發(fā)育大型碳酸鹽巖峽谷水道(2#、3#水道)，該類峽谷水道也是重力流成因的水道，形成于海進期，晚于低位期重力流砂質(zhì)水道。其物源可以追溯到北部的東沙隆起碳酸鹽巖臺地，大規(guī)模生物礁體經(jīng)過打碎后形成的生物碎屑灰?guī)r，被水流攜帶向西南充填到峽谷水道內(nèi)。在均方根振幅屬性圖上，大型碳酸鹽巖峽谷水道表現(xiàn)為明顯的強振幅條帶，走向NNE，近似垂直于陸架坡折帶。在垂直水道走向的地震剖面上可見明顯的下切侵蝕特征，峽谷水道內(nèi)充填的物質(zhì)主要為碳酸鹽巖或泥巖。

圖3白云深水區(qū)東部地震剖面圖

Fig.3Seismic profile through the eastern part of the deep-water area of the Baiyun depression

2　白云深水區(qū)東部重力流水道巖性圈閉

2.1重力流水道巖性圈閉形成的地質(zhì)條件

(3)開發(fā)建設(shè)道教洞天福地人文景觀；將王羲之竹扇題字、書成換白鵝、坦腹東床、巧補春聯(lián)等傳說和民間故事改編成越劇，組織當(dāng)?shù)卦絼≌f唱藝人用說唱藝術(shù)形式表演，在洞天福地、王羲之墓、華堂古村三地定時演出；

白云深水區(qū)東部在早中新世以來發(fā)育珠江深水扇系統(tǒng)，砂巖儲集體以低位體系域深水重力流沉積為主，受海平面變化控制，低位體系域砂巖與高位體系域的淺海砂巖分離，孤立分布。在21.0Ma近東西向展布的陸架坡折帶的下方，上陸坡發(fā)育近南北向條帶狀或線狀的重力流水道砂巖。陸架坡折帶之下到上陸坡重力流水道起始端，有一段沉積越流段，主要為泥巖沉積，可作為重力流水道巖性圈閉的上傾尖滅邊界。由于白云深水區(qū)東部21.0Ma陸架坡折帶之下，存在近東西向的繼承性構(gòu)造脊，與近南北向有限分布的條帶狀重力流水道砂巖相匹配，具備發(fā)育構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉的條件。

重力流沉積形成于突發(fā)事件，具有順坡而下，擇低而積或受遮擋而積、有限分布等特點，不同事件和期次的重力流砂巖間具有孤立分隔的特點。由于條帶狀或線狀水道的橫向分隔性較強，水道間可以形成側(cè)向尖滅。

下面以B巖性圈閉油氣藏為例，詳細分析重力流水道巖性圈閉條件。

2.2重力流水道巖性圈閉條件

白云深水區(qū)東部B目標(biāo)處于東沙25隆起單斜的構(gòu)造背景上，珠海組-珠江組地層向東抬升，不發(fā)育構(gòu)造圈閉，主要目的層為SQ21.0早期低位重力流水道砂巖。MFS18.5-SB17.5時期，B目標(biāo)區(qū)自西向東發(fā)育3條下切較深的后期碳酸鹽巖或泥質(zhì)充填峽谷水道(1#、2#、3#水道)，最深可下切至珠海組(圖2、圖3)。這3條峽谷水道所起的作用各不相同。

(1)1#泥巖充填峽谷水道切割了主力目的層，因此將A與B圈閉分隔開，具有不同的氣水、油水界面。

(2)2#碳酸鹽巖、泥質(zhì)充填峽谷水道分隔B-2與B-1圈閉。

(3)3#大型碳酸鹽巖、泥質(zhì)充填峽谷水道為多期水道的疊合，發(fā)育時間珠海組晚期—17.5 Ma，走向NNE—NW，寬10～30km，延伸長度約200km，向南一直延伸至興寧凹陷。水道下方見到下伏地層明顯地震反射上拉現(xiàn)象，疊前地震反演也證實水道內(nèi)充填物具有高速度、高密度、高阻抗、低孔、低滲等特點，說明水道內(nèi)充填物為碳酸鹽巖、泥巖或灰質(zhì)泥巖等，即不能作為儲層，也不能作為油氣大規(guī)模運移的疏導(dǎo)層。

在研究過程中發(fā)現(xiàn)，后期不同物源、不同充填物質(zhì)的深切峽谷水道對早期砂巖水道的切割，其是否具有側(cè)向封閉性主要取決于后期切割水道的下切深度和充填物的性質(zhì)。下切深，完整切割早期砂巖，峽谷水道內(nèi)充填巖性致密物質(zhì)，易于形成這類的側(cè)向封堵。

綜合研究表明，B重力流水道巖性圈閉具有的圈閉條件，主力儲層為早期低位重力流水道砂巖，分布局限，儲層物性好；東側(cè)上傾方向被晚期18.5Ma海進期大型碳酸鹽巖峽谷水道所切割、封堵，起到有效的側(cè)封作用，形成巖性圈閉油氣藏。

另外，重力流水道砂巖的橫向有限分布也是該巖性圈閉有效的主要原因。18.5Ma時期廣泛分布的泥灰?guī)r披蓋層與之后的巨厚海相泥巖可作為重力流砂巖巖性圈閉良好的頂封；水道砂巖儲層之下發(fā)育厚度約50m、分布較廣泛的厚層泥巖，可作為良好的底封。

3　鉆探結(jié)果與啟示

3.1鉆探結(jié)果

2012、2013年在B巖性圈閉先后鉆探了B-1、B-2井，主要勘探目的層系為珠江組下段重力流水道砂巖。

B-1井作為南海東部第一口深水自營井獲得成功，電測解釋氣層21.4m/1層，孔隙度23.6%，滲透率225mD，鉆后落實該氣藏的氣柱高度近120m；B-2井電測解釋油層18.2m/1層，孔隙度22%～15.6%。滲透率244～31mD，錄井80%～40%熒光顯示。兩口井鉆探證實珠江組下段主要儲層為深水重力流水道砂巖，巖心、井壁心可見典型的深水重力流沉積特征：水道底部沖刷面，典型的鮑瑪序列C-D-E段的砂紋層理-包卷-平行層理構(gòu)造序列，大套塊狀細-粗砂巖，具正粒序特征，分選和磨圓較好，進一步證實了21.0Ma陸架坡折下方的陸坡重力流水道具有富砂的沉積背景。

兩口井鉆遇SQ21.0同沉積時期的水道砂巖，B-1井為氣層，B-2井為油層，具有不同的氣油水系統(tǒng)(圖4)。不僅證實了東側(cè)3#大型峽谷水道對巖性圈閉側(cè)向分隔、封堵作用，使得B巖性圈閉的有效成藏，還證實了2#峽谷水道B-1塊和B-2塊的分隔作用。

圖4白云深水區(qū)東部油氣藏剖面圖

Fig.4Profile through the oil and gas reservoirs in the eastern part of the deep-water area of the Baiyun depression

3.2啟示

從白云深水區(qū)東部珠江組下段振幅屬性圖可以看出，在21.0Ma陸架坡折帶之下的上陸坡還有許多沉積背景相似的條帶狀重力流水道異常體，采用以上的研究思路與技術(shù)方法，可以進一步在此區(qū)域?qū)ふ規(guī)r性圈閉。

(1)層序地層學(xué)的精細標(biāo)定和解釋認(rèn)為，在21.0Ma陸架坡折帶下方，上陸坡還有相似的條帶狀或線狀的重力流水道異常體，多不具備構(gòu)造圈閉。白云深水東區(qū)重力流水道具有多期特征，早期低位時期水道內(nèi)充填以優(yōu)質(zhì)砂巖為主，晚期海侵時期水道內(nèi)充填物質(zhì)以泥巖或灰質(zhì)泥巖為主，晚期水道切割早期水道。如果晚期水道下切足夠深，且水道內(nèi)充填的物性較致密，則可以作為有效側(cè)向封堵，使得早期砂質(zhì)重力流水道巖性圈閉成藏。

(2)由于白云深水東區(qū)處于非?；钴S的白云主洼與白云東洼兩大成藏體系的交匯處，目前已鉆井多鉆遇SQ21.0層序重力流水道厚層含氣砂巖，在地震振幅屬性、疊前反演屬性、烴類檢測中均具有亮點異常，儲層及其含氣性的地震響應(yīng)特征非常明顯，為尋找這類重力流水道巖性圈閉帶提供了依據(jù)。

(3)受沉積條件控制，白云深水區(qū)重力流水道巖性圈閉具有區(qū)域性分布的特點，常成群成帶分布，一旦發(fā)現(xiàn)一個，就可能在同一地區(qū)找到多個類似的油氣藏。水道巖性油氣藏儲集層的連續(xù)性較差，但不同層位的儲集體可以疊合連片，形成中小乃至較大的油氣藏。

4　結(jié)論

(1)白云深水區(qū)東部在早中新世時期處于兩種沉積相帶的交匯處，即古珠江三角洲物源體系深水重力流水道砂巖沉積和東沙隆起臺地生物礁物源體系碳酸鹽巖峽谷水道沉積。

(2)18.5Ma海進體系域東沙隆起臺地生物礁發(fā)育期間，在白云深水區(qū)東部陸坡區(qū)形成的大型碳酸鹽巖、泥巖充填的峽谷水道，切割了下部低位體系域的重力流水道砂體，構(gòu)成有效側(cè)封，從而形成了重力流水道砂巖巖性圈閉。本研究開拓了白云深水區(qū)的圈閉類型，也解放了深水沉積巖性圈閉的研究思路。

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Gravity flow channel lithologic traps in the eastern part of the deep-water areas of the Baiyun depression

SHI Ning

(ShenzhenBranch,CNOOC,Guangzhou510240,Guangdong,China)

During the early Miocene, there occurred two types of sedimentary facies zones intersecting each other in the eastern part of the deep-water area of the Baiyun depression: one is the deep-water gravity flow channel sandstone deposits in the ancestral Zhujiang delta source system, and the other is the carbonate rock canyon channel deposits in the Dongsha uplift platform organic reef source system. The integration of sequence stratigraphic, sedimentological and structural analysis has disclosed that beneath the 21.0 Ma shelf break in the eastern part of the deep-water area of the Baiyun depression, the excellent banded gravity flow channel sandstones developed in the early lowstand systems tract may contribute to important oil and gas reservoirs of the lithologic traps. The giant canyon channels filled by carbonate rocks and mustones in the later transgressive systems tract dissected the lower gravity flow channel sandstones developed in the early lowstand systems tract, and constituted the gravity flow channel lithologic traps which appear as commercial oil and gas reservoirs as proved by the well data in the study area.

deep-water area of the Baiyun depression; gravity flow channel; lithologic trap; lowstand systems tract; transgressive systems tract

1009-3850(2016)02-0075-06

2015-03-10； 改回日期： 2015-05-08

石寧(1974-)，女，工程師，碩士，現(xiàn)從事石油地質(zhì)和油氣勘探研究工作。E-mail ：896858375@qq.com

本課題為十二五國家科技重大專項“南海北部深水區(qū)儲層識別技術(shù)與評價”(2011ZX05025-003)資助項目

TE122.3

A