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珠江口盆地珠—坳陷油气富集规律

吴娟  
【摘要】:珠江口盆地是中国南海北部最大的中新生代沉积盆地,也是我国海上重要的油气资源基地。珠一坳陷是珠江口盆地发现油气最多的地区,目前所发现的油田及含油构造主要分布于惠州、恩平、陆丰和西江(番禺4洼)等富烃凹陷及其周边地区,油气资源量占整个珠一坳陷总资源量的62%左右。因此,阐明珠一坳陷尤其是坳陷中已证实富烃凹陷的油气富集规律及主控因素,对低探明地区的油气勘探具有重要的理论指导意义和实际参考价值。 本文从珠一坳陷基本地质条件及构造背景出发,综合利用各类地质、地球物理、地球化学资料及相关分析测试手段,在系统分析烃源岩、储集层、盖层、生储盖组合、圈闭等成藏静态要素的前提下,以现代石油地质学、有机地球化学和含油气系统理论为指导,采用静态描述与动态模拟、宏观表征与微观刻画、定性分析与定量计算相结合的综合研究思路及方法,利用有机地球化学方法、流体包裹体分析测试技术和盆地数值模拟手段,剖析了研究区的油气来源、运移动力、输导体系、成藏时间等成藏动态条件及过程,优选了惠西-流花、惠东-陆丰、番禺4洼和恩平南等构造带上的典型油气藏进行综合解剖,在此基础上,总结了珠一坳陷油气在纵向上和平面上的富集规律,建立了不同油气聚集带的油气成藏模式,并阐明了控制油气富集的主要因素。 1、油气成藏静态要素 利用烃源岩热解数据,结合沉积相分析成果,从有机质沉积环境、丰度、类型和成熟度入手,对比了珠一坳陷文昌组和恩平组两套有效烃源岩的发育特征:文昌组烃源岩为中-深湖相沉积,有机质来源主要为藻类,丰度高、类型好、成熟度高、产油为主,是研究区主要的烃源岩;恩平组为浅湖-湖沼-河流相沉积,有机质来源以高等植物为主,丰度较高、类型稍差、成熟度低-中等,油气兼产,是研究区重要的烃源岩。 基于岩心、测井、测试等资料,从岩性、孔隙类型和结构、物性、产能等方面进行分析,将珠一坳陷的储层划分为五种类型:高产油层主要分布于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类高孔高渗-中孔中渗型储层中;Ⅳ类储层孔渗条件欠佳,主要发育差油气层、油水同层、含油水层以及可疑层;Ⅴ类储层孔渗条件极差,产油极少或不产油。新近系和古近系储层的类型及质量差异较大,新近系海相储层物性好,以Ⅰ、Ⅱ类为主,韩江组和珠江组是研究区主要产层;古近系陆相储层物性明显变差,Ⅰ、Ⅱ类储层减少,Ⅲ、Ⅳ类储层增多,为研究区的次要产层。 从宏观展布和微观质量(突破压力、累计厚度、最大单层厚度、盖地比等)两方面对盖层进行评价,确定研究区韩江组、珠江组上段和文昌组发育多套区域性盖层,具有分布范围广、泥岩厚度大、突破压力高的特点,能大范围封盖住油气;珠江组下段、恩平组在大部分地区发育厚层泥岩,可作为地区性盖层,具有较强的封盖能力;珠海组虽然为薄泥多砂地层,但仍发育局部盖层,具有一定的封盖能力。 受储层发育及盖层分布控制,研究区自上而下发育珠江组中上段-韩江组下段、珠海组和恩平组、文昌组及前古近系三套储盖组合,目前已发现的大部分油气都分布在上组合中。烃源岩、储集层和盖层在时空上相互配置,形成了自生自储式、上生下储式和下生上储式三种生储盖组合类型,并以下生上储式组合最为常见和重要。 珠一坳陷广泛发育多种类型的圈闭,披覆背斜、逆牵引背斜、翘倾构造、断鼻和断块、断背斜等构造型圈闭是目前发现油气最多的圈闭类型,岩性(如砂岩透镜体)、不整合、古潜山、生物礁等地层圈闭是该区实现勘探新突破的重要目标,而构造、地层共同控制的断层-岩性圈闭和构造-岩性尖灭复合圈闭在古近系构造中较为常见。 2、油气成藏动态条件及过程 根据原油比重和粘度大小,将珠一坳陷的原油划分为两种类型:第一类原油比重低、粘度小,属正常油-轻质油,分布在惠州凹陷的大部分地区和其他凹陷的部分构造中;第二类原油比重高、粘度大,相当一部分为稠油或生物降解油,主要分布在流花油田群和番禺4洼。利用生物标志化合物的生源指示意义,优选了姥植比(Pr/Ph)、C19/C23三环萜烷值、双杜松烷T/αβC30藿烷值和C304-甲基甾烷/C29甾烷值等4个参数,与烃源岩进行对比后,将原油划分为三种类型:第1类原油具有“三低一高”(Pr/Ph值低、C19/C23值低,T/aβC30藿烷值低、C304-甲基甾烷/C29甾烷值高)的特征,与文昌组中深湖相烃源岩有关,对惠西-流花地区、陆丰凹陷、番禺4洼和恩平凹陷的大部分油气藏具有普遍贡献;第Ⅲ类原油具有“三高一低”(Pr/Ph值高、C19/C23值高,T/αpC30藿烷值低、C304-甲基甾烷/C29甾烷值高)的特征,来源于恩平组烃源岩,目前仅在惠州凹陷的HZ9-2构造中发现;第Ⅱ类原油的各项生物标志化合物参数值处于Ⅰ类和Ⅱ类原油之间,为文昌组与恩平组的混源油,分布在环惠州凹陷周边的凸起上以及陆丰凹陷、番禺4洼的个别油藏中。 实测地温数据揭示,珠一坳陷现今地温梯度介于2.63-4.33℃/100m之间,平均为3.44℃/100m,整体处于正常地温带。盆地数值模拟结果揭示,研究区古地温场与古热流演化受地幔热流和构造运动控制,具有由高到低、再逐渐升高的变化趋势。在珠江口盆地裂陷阶段,构造活动强烈,地温梯度和热流值较高;盆地后裂陷期,断层活动逐渐减弱,地温梯度和热流值也逐渐降低。通过钻井实测数据、测井声波时差和地震预测的方法,揭示了珠一坳陷现今地层压力的分布情况,结果显示:恩平组以上地层处于正常压实段,压力系数在1.0左右,为常压带;恩平组-文昌组顶部发育低幅度欠压实,压力系数在1.0-1.2之间,为超压过渡带;文昌组中下部地层广泛发育欠压实,压力系数超过1.4,为异常压力带,地层压力分布形态为典型的超压封存箱。恩平凹陷三维地震工区内见到的气烟囱现象也有力的证实了文昌组超压的存在。基于含油气盆地二维数值模拟技术,选取了四条分别经过惠州、陆丰、番禺4洼和恩平凹陷主要生烃洼陷的剖面,进行了古压力场反演,根据反演结果,古地层压力随着沉积沉降或构造运动发生增大→减小→增大的反复循环过程,但总体上显示出增大的趋势,表明了珠一坳陷压力演化的阶段复杂性与总体一致性。 珠一坳陷的油气输导体系以断层型为主,兼有不整合型和砂岩(碳酸盐岩)输导层型,油气通过一种类型的通道或多种类型组合形成的复合输导体系进行运移,以后者为主。其中,断层-砂体-断层型输导体系是油气从烃源岩向上构造层运移的主要通道,也是惠州凹陷的油气向东沙隆起运移的重要输导体系类型,断层-不整合型则是油气在下构造层中运聚成藏的主要输导方式。 采用储层流体包裹体分析法,通过包裹体显微观测、荧光光谱分析、均一温度测定等,确定珠一坳陷总体经历过两期油气充注,时间分别为中中新世韩江组沉积时期和晚中新世粤海组沉积时期,以第二期充注为主。不同层位上,从文昌组到珠江组,两期油气充注时间均有逐渐变晚的趋势,珠江组上段仅经历过一期油气充注,东沙运动前后为油气成藏的关键时期,新近系很多油气藏都是在这个时候形成的,表现为晚期多层同注的特点。 3、油气富集规律及主控因素 选取珠一坳陷不同构造区带上的典型油气藏,对油气成藏条件、成藏过程进行综合解剖,探讨了各油气藏的形成机制和控制因素。在此基础上,总结了研究区油气在纵向上和平面上富集的规律:纵向上具有多层含油、分段富集的特征,油气分布井段长,但主要聚集在韩江组下-珠江组的上组合中;平面上呈差异分布、群带富集的特点,惠州凹陷以惠西-流花和惠东-陆丰两条油气聚集带最为富集,番禺4洼的油气围绕生烃洼陷呈环带状富集,恩平凹陷的油气则主要富集在南部隆起断裂构造带上。综合考虑油气来源、输导体系和成藏期次,将惠西-流花油气聚集带的油气成藏模式归纳为四种类型:单源-垂向运移-多期成藏模式、混源-垂向运移-多期成藏模式、混源-垂向-侧向运移-多期成藏模式以及单源-侧向-垂向运移-多期成藏模式;惠东-陆丰油气聚集带的模式为单源-侧向-垂向运移-多期幕式(快速)成藏模式;番禺4洼油气聚集带为单源-垂向-侧向-一期成藏模式;恩平南部油气聚集带的成藏模式归纳为单源-侧向-垂向-一期成藏模式。 综合分析各项成藏静态要素及动态条件与过程,阐明了控制珠一坳陷油气富集的主要因素:生烃洼陷决定油气富集程度;输导体系控制油气运移范围;构造部位制约油气聚集能力;储层条件影响油气储量大小。


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