珠江口盆地白云深水區(qū)構(gòu)造-巖性油氣藏特征及成藏模式

陳 亮，龐 雄，韓晉陽，馮 軒

(中海油南海東部石油管理局，廣東 深圳 518064)

0 引 言

位于陸坡深水區(qū)的白云凹陷具備得天獨(dú)厚的構(gòu)造-巖性油氣藏發(fā)育條件[1]，由于缺乏大型構(gòu)造圈閉，近幾年的油氣勘探主要以構(gòu)造-巖性油氣藏勘探為主[2]，并且在白云凹陷東部的珠江組獲得了一系列的構(gòu)造-巖性油氣藏發(fā)現(xiàn)，其天然氣三級地質(zhì)儲量達(dá)500×108m3，但對白云深水區(qū)構(gòu)造-巖性油氣藏成藏特征及模式的總結(jié)卻非常少。通過對白云深水區(qū)構(gòu)造-巖性油氣藏成藏條件的系統(tǒng)分析，結(jié)合已證實的構(gòu)造-巖性油氣藏的解剖，研究白云深水區(qū)典型構(gòu)造-巖性油氣藏成藏特征及成藏模式。

1 區(qū)域地質(zhì)背景及地層格架

白云深水區(qū)泛指白云凹陷陸坡深水區(qū)，處于南海北部大陸邊緣陸坡區(qū)，水深為200～3 000 m，盆地演化經(jīng)歷了始新世—早漸新世裂陷階段、晚漸新世以來斷坳轉(zhuǎn)換階段及熱沉降階段。自23.8 Ma以來的持續(xù)強(qiáng)烈的熱沉降作用，使得白云凹陷整體呈NEE向展布的“鍋狀”巨型凹陷，凹陷面積超過20 000 km2，新生代最大沉積厚度超過10 000 m，是珠江口盆地最大的凹陷[2-3]。白云凹陷自下而上發(fā)育湖泊—沼澤相為主的文昌組、恩平組斷陷沉積，三角洲相的珠海組沉積以及新近系深水陸坡、深水扇相的珠江組、韓江組和粵海組海相地層。

自1997年以來，針對珠江深水扇系統(tǒng)的層序地層學(xué)研究，建立了白云凹陷的全地層三級層序充填格架，在珠海組內(nèi)部識別出7個層序界面，分別為ZHSB1(T70) 、ZHSB2—ZHSB6、SB23.8(T60)，將珠海組分成6個三級層序：ZHSQ1、ZHSQ2、ZHSQ3、ZHSQ4、ZHSQ5和ZHSQ6[4-5]；在珠江組—韓江組共識別出7個層序邊界(SB21、SB17.5、SB16.5、SB15.5、SB13.8、SB12.5 和SB10.5)及一個重要海泛面(MFS18.5)，建立了包含7個三級層序(SQ23.8、SQ21、SQ17.5、SQ16.5、SQ15.5、SQ13.8和SQ12.5)的白云深水陸坡區(qū)層序地層格架[6，9-10]，劃分出各層序內(nèi)的低位體系域和高位海進(jìn)體系域，為深水地區(qū)儲層研究及巖性油氣藏研究奠定了堅實基礎(chǔ)。

2 沉積體系及儲層發(fā)育條件

發(fā)生于23.8 Ma時期的白云運(yùn)動為珠江口盆地的重大沉積-構(gòu)造轉(zhuǎn)換面，對應(yīng)著南海擴(kuò)張脊的跳躍和偏轉(zhuǎn)、古珠江物源突變等[9]。白云運(yùn)動導(dǎo)致了白云深水區(qū)陸架坡折帶由晚漸新世位于南部隆起帶附近向中新世的白云凹陷北坡遷移，其位置從距今21.0 Ma以來基本維持不變，宏觀控制了白云深水區(qū)漸新世以來的沉積體系類型。其中，距今23.8 Ma以前，陸架坡折帶呈NNE向展布， 由NW向SE方向遷移， 控制了珠海組海退進(jìn)積型層序組合的淺水三角洲沉積體系；23.8 Ma時期，陸架坡折帶快速躍遷至白云凹陷北坡的番禺低隆起一帶， 走向為NE，控制了珠江組—韓江組海侵加積型層序組合及深水-陸坡沉積體系[4-6]。

2種類型和位置不同的陸架坡折帶控制了深水區(qū)有利儲集層和成藏帶的發(fā)育，包括淺水三角洲沉積體、低位陸架邊緣三角洲沉積體及陸坡區(qū)珠江深水扇砂體等有利儲集層分布，物源供給條件和相對海平面變化等多種因素控制了白云深水區(qū)優(yōu)質(zhì)砂巖儲層的發(fā)育。

21.0 Ma時期，發(fā)生大規(guī)模的海平面下降，古珠江三角洲推進(jìn)到白云北坡的陸架邊緣，在番禺低隆起地區(qū)形成大規(guī)模進(jìn)積型陸架邊緣三角洲，形成深水區(qū)最為富砂的物源背景，進(jìn)而控制了白云深水區(qū)砂質(zhì)重力流最為發(fā)育的層序SQ21(珠江組下段)[7]。在近東西向的陸架坡折帶之下，發(fā)育一系列垂直于陸架坡折帶方向的條帶狀水道復(fù)合體沉積及朵葉狀深水扇沉積，這些水道復(fù)合體和深水扇朵葉體經(jīng)多口鉆井證實為20～40 m厚的塊狀砂巖沉積(圖1)[8-10]，為優(yōu)質(zhì)的深水重力流儲層，是深水區(qū)最主要的勘探目標(biāo)。

圖1 白云凹陷東部SQ21優(yōu)質(zhì)儲集層分布

3 白云深水區(qū)區(qū)域構(gòu)造背景

白云凹陷在平面上可分為3個次級洼陷(白云西洼、白云主洼、白云東洼)和4個向凹陷中心傾沒的鼻狀隆起帶(番禺低隆起帶、西南斷階隆起帶、白云東鼻狀隆起帶和白云南部隆起帶)。目前，白云深水區(qū)已發(fā)現(xiàn)的巖性油氣藏主要集中在白云深水區(qū)東部的2個鼻狀隆起帶上(白云東鼻狀隆起帶和白云南部隆起帶)。其中，白云東鼻狀隆起帶為一長期發(fā)育的繼承性古隆起，近東西向展布，由西向東逐漸抬升，向東傾覆于東沙隆起之上，向西及向南均傾沒于白云主洼，北側(cè)為一組白云東洼的控洼斷裂；白云南部隆起帶也是一個長期發(fā)育的繼承性古隆起，向西北方向傾沒于白云主洼。

4 構(gòu)造-巖性油氣藏發(fā)育類型及特征

目前，在白云深水區(qū)已證實的3種類型構(gòu)造-巖性油氣藏(圖2)，主要受控于深水扇儲層的發(fā)育特征及區(qū)域構(gòu)造背景。

4.1 水道型構(gòu)造-巖性油氣藏

水道型構(gòu)造-巖性油氣藏指南北向發(fā)育的條帶狀重力流水道儲層在東西向鼻狀構(gòu)造背景下形成的構(gòu)造-巖性油氣藏。主要發(fā)育于陸架坡折帶下方，儲層為南北向發(fā)育的條帶狀珠江組下段重力流水道砂巖，油氣藏的高部位為重力流水道的上傾尖滅區(qū)或東西向鼻狀構(gòu)造帶的脊部。重力流受滑塌等突發(fā)事件啟動，在上陸坡由于坡度較陡而不斷加速，該階段以侵蝕下切作用為主，隨著陸坡坡底坡度變緩而減速，在該階段以砂巖卸載沉積作用為主(圖2a)。因此，通常在陸架坡折帶與水道—深水扇之間發(fā)育“過路不留”(Bypass)帶，“過路不留帶”將坡折帶下方的砂巖水道沉積與坡折帶上方的陸架邊緣三角洲沉積分隔開，使沿陸坡方向發(fā)育的

圖2 白云深水區(qū)重力流沉積特征及構(gòu)造-巖性圈閉發(fā)育模式

水道形成上傾尖滅型地層圈閉[7]。白云深水區(qū)已發(fā)現(xiàn)的DX8、DX82氣田經(jīng)證實為此類型的構(gòu)造-巖性油氣藏(圖3、4)。鉆井顯示，該類油氣藏的儲層為塊狀深水重力流水道砂巖儲層(圖1)，測井曲線呈箱形，巖心為塊狀中—細(xì)砂巖，可見撕裂狀泥礫，為典型的重力流水道砂巖，厚度為20～40 m，孔隙度平均為18%～25%。該類構(gòu)造巖性油氣藏可以依托構(gòu)造背景發(fā)育，如DX8氣田的ZJ110氣層；也能以純巖性油氣藏的形式發(fā)育，如DX82氣田的ZJ110氣層。可以單條水道的規(guī)模存在，也可以由多條復(fù)合水道相互溝通形成更大規(guī)模的水道復(fù)合體巖性油氣藏。

圖3 白云凹陷東部不同類型構(gòu)造-巖性油氣藏氣藏剖面特征

4.2 水道側(cè)封型構(gòu)造-巖性油氣藏

水道側(cè)封型構(gòu)造-巖性油氣藏指大型泥質(zhì)充填的深切峽谷對下覆儲層進(jìn)行侵蝕，并在構(gòu)造高部位形成側(cè)封，形成水道側(cè)封型構(gòu)造-巖性油氣藏(圖2b)。該類油氣藏常發(fā)育于陸架坡折帶下方，儲層為珠江組下段—珠海組重力流水道砂巖及珠海組晚期陸架邊緣三角洲砂巖，油氣藏的高部位常受泥質(zhì)充填的水道切割側(cè)封。在陸架坡折帶下方發(fā)育大量的條帶狀下切水道，有些水道為砂質(zhì)充填，有些水道則為泥質(zhì)(或灰質(zhì))充填。水道的充填物主要受控于陸架坡折帶上方物源區(qū)的沉積物組成及重力流的沉積過程[8-10]。通常情況下，當(dāng)形成重力流的物質(zhì)組成(物源區(qū)物質(zhì)組成)以泥質(zhì)為主時，在陸架坡折帶下方形成以泥質(zhì)充填為主的水道(搬運(yùn)距離足夠遠(yuǎn)時也能形成砂質(zhì)水道)；當(dāng)物源區(qū)以富砂沉積為主時，在陸架坡折帶下方形成砂質(zhì)充填為主的水道[7]。下切水道的充填物還受重力流的搬運(yùn)過程控制，在上陸坡通常發(fā)育侵蝕作用為主的下切水道，下切水道內(nèi)被后期的泥質(zhì)沉淀物充填；在下陸坡發(fā)育以沉積作用為主的下切水道，水道內(nèi)常以砂質(zhì)沉積為主。21.0 Ma時期，白云凹陷東部的陸架坡折帶下方發(fā)育大量的泥質(zhì)水道和砂質(zhì)水道[12-13]，而白云東鼻狀構(gòu)造帶具有自西向東逐漸抬升的鼻狀古隆起背景，當(dāng)南北向展布的泥質(zhì)條帶狀水道對下覆地層形成切割時，在構(gòu)造的高部位形成側(cè)封，從而形成構(gòu)造-巖性油氣藏。如白云凹陷東部的DX8氣田和DX82氣田的ZJ210氣層，經(jīng)證實為此類型的構(gòu)造-巖性油氣藏(圖3、4)，DX8氣田和DX82氣田的ZJ210層為三面傾伏向東抬升的單斜構(gòu)造，構(gòu)造的高部位受2條南北向大型泥質(zhì)下切水道側(cè)封。鉆井證實，氣田的氣水界面受控于東側(cè)泥質(zhì)下切水道。

圖4 白云凹陷東部構(gòu)造-巖性油氣藏發(fā)育特征

4.3 扇朵葉型構(gòu)造-巖性油氣藏

扇朵葉型構(gòu)造-巖性油氣藏主要發(fā)育于中下陸坡或盆底地區(qū)(圖2c)，儲層為珠江組下段重力流扇朵葉體砂巖，扇朵葉體通常孤立發(fā)育于深水富泥的背景下或水道的末端，呈朵頁狀撒開。目前，該類型的圈閉主要發(fā)育于白云凹陷的靠近洼陷中央地帶，儲層規(guī)模通常比較大，扇朵葉體的規(guī)?？刂屏擞蜌獾母患潭?，如白云深水區(qū)東部DX32氣藏和DW1油氣田的珠江組氣藏(圖4)[12-13]。鉆井顯示，該類油氣藏的儲層為塊狀深水重力流水道復(fù)合體砂巖儲層，如圖1的DW1井，測井曲線呈箱形，巖心為塊狀中—細(xì)砂巖，可見撕裂狀泥礫，厚度為20～60 m，孔隙度平均為20%～28%。

5 白云深水區(qū)構(gòu)造-巖性油氣藏發(fā)育主控因素及成藏模式

5.1 優(yōu)質(zhì)砂巖儲層

目前，在白云深水區(qū)發(fā)現(xiàn)的90%以上的構(gòu)造-巖性油氣藏都來自SQ21的重力流優(yōu)質(zhì)砂巖儲層，包括重力流水道復(fù)合體砂巖和深水扇朵葉體砂巖。巖心資料統(tǒng)計顯示，砂巖平均孔隙度為19%～27%，滲透率達(dá)3 000 mD，為中高孔高滲儲集層[6]。這些優(yōu)質(zhì)重力流砂巖儲層的發(fā)育，受控于大規(guī)模海平面下降背景下陸架坡折帶的展布及陸架邊緣的沉積物質(zhì)組成[14]。

5.2 長期古隆起背景

白云凹陷發(fā)育多個具有長期古隆起背景的鼻狀構(gòu)造帶，這些鼻狀構(gòu)造帶傾沒于白云主洼，是油氣運(yùn)移的長期有利指向。此外，這些鼻狀構(gòu)造帶的走向通常與砂體的展布垂直，非常利于形成構(gòu)造-巖性圈閉。如白云東鼻狀構(gòu)造帶，該鼻狀構(gòu)造帶近東西向展布，由西向東逐漸抬升，與近南北向展布的條帶狀重力流水道砂體疊合，形成了多個構(gòu)造-巖性油氣藏(圖4、5)。

5.3 “流體底辟+斷裂+構(gòu)造脊+不整合+砂體”復(fù)合油氣輸導(dǎo)體系

白云凹陷發(fā)育“流體底辟+斷裂+構(gòu)造脊+不整合+砂體”復(fù)合油氣輸導(dǎo)體系，是巖性油氣藏形成的保障。凹陷中心生成的油氣要穿過巨厚深海相泥巖，在早中新統(tǒng)珠江組深水扇中聚集成藏，疏導(dǎo)體系是關(guān)鍵。在白云凹陷中部，自23.8 Ma 以來發(fā)育多期的流體底辟活動，在地震上表現(xiàn)為“模糊帶”的特征，表明白云凹陷存在超壓史并造成流體以底辟帶為垂向疏導(dǎo)通道釋放的表征[15]；晚期的新構(gòu)造運(yùn)動(即10.5～0.0 Ma的東沙運(yùn)動) 形成氣煙囪、剌穿、底辟、斷層等多種垂向輸導(dǎo)系統(tǒng)，溝通了天然氣垂向運(yùn)移通道；珠江組下段及珠海組連片砂體形成橫向運(yùn)移通道[15]，與白云凹陷北坡及周邊發(fā)育的多個向主洼傾沒的鼻狀構(gòu)造帶(以番禺低隆起和白云東鼻狀構(gòu)造帶最為典型)背景， 形成了構(gòu)造脊背景下的“砂體+斷裂+不整合”構(gòu)成的主要輸導(dǎo)模式。上述“流體底辟+斷裂+構(gòu)造脊+不整合+砂體”的復(fù)合油氣輸導(dǎo)體系以及晚期構(gòu)造運(yùn)動控制了白云深水區(qū)的油氣運(yùn)移和成藏。

圖5 白云凹陷東部構(gòu)造-巖性油氣藏剖面及成藏模式

5.4 白云深水區(qū)東部構(gòu)造-巖性油氣藏成藏模式

通過對白云深水區(qū)構(gòu)造-巖性油氣藏成藏特征及成藏主控因素的分析，總結(jié)了深水區(qū)構(gòu)造-巖性油氣藏的成藏模式。白云主洼生成的油氣，沿白云東鼻狀構(gòu)造帶傾沒端通過晚期活動斷裂和底辟作用，由深部運(yùn)移至珠海組—珠江組橫向疏導(dǎo)層；多個向白云主洼傾沒的鼻狀構(gòu)造帶，具有長期的古隆起背景，決定了長期有利的油氣運(yùn)移指向，深部運(yùn)移至珠海組—珠江組橫向疏導(dǎo)層的油氣沿構(gòu)造脊向鼻狀構(gòu)造帶的高部位逐漸爬升，油氣在運(yùn)移途中被SQ21水道型、水道側(cè)封型及扇朵葉型構(gòu)造-巖性圈閉捕獲，形成“階梯狀”構(gòu)造-巖性油氣藏(圖5)。

6 結(jié) 論

(1) 珠江口盆地白云深水區(qū)構(gòu)造東部發(fā)育3類構(gòu)造-巖性油氣藏：水道型構(gòu)造-巖性油氣藏、水道側(cè)封型構(gòu)造-巖性油氣藏、扇朵葉型構(gòu)造-巖性油氣藏。

(2) 通過對已證實構(gòu)造巖性油氣藏解剖表面，深水區(qū)構(gòu)造-巖性油氣藏的發(fā)育主要受控于長期古隆起背景、垂直構(gòu)造走向分布的優(yōu)質(zhì)深水砂巖儲層和“流體底辟+斷裂+構(gòu)造脊+不整合+砂體”復(fù)合油氣輸導(dǎo)體系。白云主洼生成的油氣，在白云東鼻狀構(gòu)造帶傾沒端通過晚期活動斷裂和底辟作用，由深部運(yùn)移至珠海組—珠江組橫向疏導(dǎo)層，沿長期鼻狀隆起帶的構(gòu)造脊向鼻狀構(gòu)造帶的高部位逐漸爬升，油氣在運(yùn)移途中被SQ21(珠江組)水道型、水道側(cè)封型及扇朵葉型構(gòu)造-巖性圈閉捕獲，多種類型油氣藏在同一構(gòu)造背景下，形成由西向東逐級抬升的“階梯狀”復(fù)式構(gòu)造-巖性油氣藏帶。