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再論白云深水區(qū)油氣勘探前景*

2014-08-08 02:15:47施和生顏承志朱俊章柳保軍
中國海上油氣 2014年3期
關(guān)鍵詞:恩平烴源深水

龐 雄 施和生 朱 明 顏承志 劉 軍 朱俊章 柳保軍

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司)

再論白云深水區(qū)油氣勘探前景*

龐 雄 施和生 朱 明 顏承志 劉 軍 朱俊章 柳保軍

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司)

對于海上新勘探區(qū),特別是需要高投入的深水區(qū),資源潛力和成藏規(guī)律的認(rèn)識決定了勘探的信心和投入的規(guī)模。位于陸坡深水區(qū)的珠江口盆地白云凹陷是南海北部陸緣新生代最大的沉積凹陷。白云主洼為具有張扭背景由2組相對雁列展布的階狀斷裂構(gòu)造帶控制的大型寬地塹,發(fā)育大型三角洲—中深湖相沉積體系。鉆探揭示了凹陷北部恩平組的大型三角洲相帶和東南部文昌組淡水湖相藻類富集的泥巖沉積。北部和東部已發(fā)現(xiàn)天然氣的母質(zhì)類型主要為腐殖-腐泥混合型(Ⅱ型)。白云凹陷具備成為大型油氣勘探區(qū)的烴源潛力。珠海組、珠江組—韓江組兩大陸架坡折帶和三級層序變化控制的陸架邊緣三角洲及陸坡深水重力流砂巖是白云深水區(qū)的理想儲層。在埋深較淺的南部,文昌組—恩平組也能成為有效勘探層位。白云凹陷是一個高溫超壓的深水凹陷,多種現(xiàn)象表明存在與生烴等有關(guān)的超壓和流體底辟,以及與斷裂活動有關(guān)的壓力釋放過程,晚期斷裂和(或)底辟帶與長期古鼻隆高帶是白云凹陷已發(fā)現(xiàn)油氣藏油氣輸運(yùn)和匯聚的主控因素。高溫超壓凹陷應(yīng)有特殊的成藏規(guī)律,油氣主要受壓力場驅(qū)動從高勢區(qū)向低勢區(qū)流動和富集,超壓場頂面壓力過渡帶及其關(guān)聯(lián)的輸運(yùn)聚體系控制了主要的成藏帶。確定溫壓場,以及超壓帶頂面、低勢區(qū)和低勢層的位置,是白云深水區(qū)發(fā)現(xiàn)大油氣田的關(guān)鍵。

白云深水區(qū);寬地塹;烴源潛力;成藏規(guī)律;壓力異常;流體底辟;超壓頂面

南海北部的白云凹陷經(jīng)歷了古近紀(jì)始新世到早漸新世的斷陷期陸相沉積環(huán)境、中晚漸新世的淺海陸架沉積環(huán)境和新近紀(jì)的陸架邊緣到陸坡深水環(huán)境[1],現(xiàn)今白云凹陷主體部分處于陸坡的深水環(huán)境,北部少部分處于外陸架到陸架邊緣環(huán)境。本文中的“白云深水區(qū)”專指現(xiàn)今位于陸坡區(qū)的白云凹陷的主體部分。白云凹陷的勘探,從20世紀(jì)80到90年代初的勘探初期外國油公司的鉆探相繼失利和放棄,到20世紀(jì)90年代末我們認(rèn)識到它的特殊性推動自營勘探,再到21世紀(jì)以來實(shí)施鉆探,發(fā)現(xiàn)了荔灣3-1等一批油氣藏,證實(shí)為富生烴凹陷,經(jīng)歷了漫長的認(rèn)識與實(shí)踐過程。

白云深水區(qū)的勘探還只是剛剛起步,一個問題很自然地會被提出:白云深水區(qū)能否成為大型的油氣勘探區(qū)?影響一個地區(qū)勘探成敗的諸因素中,首要的因素是資源潛力,其次是對成藏規(guī)律的認(rèn)識,第三是適用的勘探技術(shù)。因此,白云深水區(qū)未來的勘探規(guī)模取決于兩大問題,一是白云凹陷是否存在足夠大規(guī)模的油氣資源,二是如果有大的資源潛力,油氣是如何成藏的。由于這2個問題目前都沒有足夠的資料能直接給出答案,筆者試圖通過對一些間接的資料進(jìn)行綜合分析,來對白云深水區(qū)的勘探前景進(jìn)行探討。

1 白云深水區(qū)油氣資源潛力

1.1 白云主洼文昌-恩平組地層具有大型寬地塹的結(jié)構(gòu)特征

白云凹陷是南海北部陸緣最大的凹陷,總體呈北東東走向,文昌-恩平組分布面積逾12 000 km2,新生代沉積最大厚度達(dá)12 km。白云凹陷可分為白云主洼、白云東洼、白云南洼和白云西洼(圖1a),其中白云主洼和白云東洼都已獲得商業(yè)性油氣藏,被證實(shí)為生烴洼陷。限于篇幅,本文僅對白云主洼洼陷結(jié)構(gòu)、沉積充填及烴源條件展開論述。

白云凹陷具有張扭性質(zhì),這與該地區(qū)深部基巖斷裂密切相關(guān)[1-3]。受基底斷裂的制約,白云凹陷缺乏單一的大型邊界斷層,而是由多條雁行斷裂構(gòu)造帶構(gòu)成控洼邊界,表明白云凹陷不是簡單的裂谷,而是具有明顯的張扭特征。白云主洼總體上表現(xiàn)為由西南緣北西—南東走向雁列展布的階狀斷裂構(gòu)造帶與東北緣北西—南東走向雁列展布的斷裂構(gòu)造帶共同控制的寬地塹(圖1a),雁列式主控?cái)嗔丫哂羞w移性,總體表現(xiàn)出文昌組時期主控?cái)鄬訚u次向南遷移、凹陷向南擴(kuò)張的演化過程。白云東洼中南部文昌組厚、恩平組薄甚至缺失,反映了控凹斷層向北遷移,沉降中心也相應(yīng)向北遷移[4]。寬地塹形成了大洼陷(白云主洼面積達(dá)6 900 km2),為大型沉積體充填和發(fā)育大規(guī)模烴源巖提供了盆形結(jié)構(gòu)條件。

圖1 白云凹陷文昌-恩平組沉積體系圖[4]

1.2 白云主洼文昌-恩平組具有發(fā)育多層序的大型三角洲到深湖相沉積的地震反射特征

大型寬地塹的發(fā)育造成緩坡帶發(fā)生彎折變形,沉積斜坡坡度發(fā)生明顯變化,形成撓曲坡折帶[5-7],控制了沉積地貌格局,常常成為湖盆的濱岸線或淺湖與深湖的轉(zhuǎn)折線[8],在白云主洼北部緩坡帶就識別出了各層序的撓曲坡折帶(圖1a、c);在北部緩坡帶還識別出大量的向南前積的反射層,部分前積反射具有典型的S形地震相,呈水平狀的頂積層和水平或微傾斜狀的底積層,前積和加積的疊置關(guān)系。典型的S形反射相是河水入湖的標(biāo)志,頂積層到底積層的落差可超過150 m(去壓實(shí)恢復(fù)后),可近似視為當(dāng)時湖盆的水深狀況,前積層反射相自北向南跨度達(dá)40 km[9],反映初期湖盆水體范圍寬廣、三角洲前積逐步充填覆蓋湖盆的沉積過程。層序地層和沉積相研究識別出白云主洼始新統(tǒng)文昌-恩平組8個三級層序的三角洲到湖相的湖盆沉積充填體系,主要發(fā)育三角洲相、淺湖相、中深湖相等3種沉積相類型(圖1b)。受番禺低隆起物源供給影響,白云主洼的物源主要來自北側(cè),在主洼的北部緩坡帶持續(xù)發(fā)育大型三角洲沉積,具有前積層厚、推進(jìn)距離遠(yuǎn)、普遍疊合連片的特點(diǎn),構(gòu)成了超大型朵狀沉積體。大型寬地塹造就了白云凹陷深湖相持續(xù)發(fā)育,形成了大面積、多層序疊合的巨厚烴源巖(文昌-恩平組最大厚度達(dá)到4 700 m)。這種三角洲-湖相沉積體系的烴源巖往往形成復(fù)雜的源巖有機(jī)質(zhì)類型,盡管白云主洼是多層序旋回性沉積充填,但各個層序的主物源都來自北側(cè),主洼的北部主要發(fā)育大型前積三角洲相沉積,而主洼的南部主要發(fā)育湖相沉積。

1.3 鉆井資料表明白云凹陷是一個值得重視的大型富生烴凹陷

深水鉆探獲得的巖石和古生物信息表明,白云凹陷發(fā)育始新統(tǒng)文昌-恩平組沉積。位于白云凹陷西北部的P33井鉆穿了厚逾1 000 m的恩平組地層,主要為三角洲相沉積,烴源巖有機(jī)質(zhì)以混合型為特色[9]。位于白云主洼東南部的L4井證實(shí)了文昌組中深湖相的存在,該井在深層鉆遇了近50 m厚含常綠櫟粉-五邊粉組合的泥巖,這種孢粉組合是文昌組的標(biāo)志性組合[10-11],在該層段微體化石組合中,淡水浮游藻類含量占絕對優(yōu)勢,達(dá)到64.0%~90.7%,其中最多是盤星藻,其次是粒面球藻和光面球藻,見零星葡萄藻和刺面球藻[12]。較高的浮游藻類豐度是盆地內(nèi)水體營養(yǎng)較富、生產(chǎn)力較高的反映,葡萄藻、盤星藻繁盛于較穩(wěn)定的和較富營養(yǎng)的湖泊,環(huán)紋藻化石多見于河沼沉積,葡萄藻是所見藻類中最不易保存成為化石的類型,球藻類繁盛于礦化度較高、水較深的湖泊。浮游藻類的富集反映富營養(yǎng)水體環(huán)境下的高生產(chǎn)力繁殖。因此可以認(rèn)為,L4井在深層鉆遇的近50 m厚含常綠櫟粉-五邊粉組合的泥巖段地層屬于文昌組,反映為具有一定礦化度的淡水湖泊環(huán)境,而且湖水生產(chǎn)力較高,浮游藻類繁盛。白云凹陷沉降幅度大,易于形成深的缺氧湖盆,其深湖相厚度大、面積廣,烴源巖豐厚。

至今,白云凹陷的勘探已經(jīng)獲得三級地質(zhì)儲量3 000多億m3天然氣和3 000多萬m3石油,勘探實(shí)踐表明白云凹陷是一個油氣資源豐富的富生烴凹陷。白云凹陷目前已發(fā)現(xiàn)的天然氣主要為干酪根裂解氣,少量為原油裂解氣,以混合氣和油型氣為主,天然氣母質(zhì)類型為腐殖-腐泥混合型(Ⅱ型)[13];烴源巖熱模擬實(shí)驗(yàn)表明,文昌組湖相烴源巖以生油為主,高成熟階段生成的天然氣主要為原油裂解氣(約80%);恩平組淺湖相和沼澤相烴源巖油氣兼生,以生氣為主,主要為干酪根裂解氣(約80%)。白云凹陷已發(fā)現(xiàn)的油氣主要來自淺湖相—沼澤相烴源巖,天然氣以烴源巖干酪根裂解氣為主,以原油裂解氣為輔[14]。

白云凹陷是一個長期沉降深陷的巨型凹陷,未經(jīng)歷過大的抬升剝蝕,新近紀(jì)以來的深水沉積以細(xì)粒為主,新生代地層整體呈現(xiàn)自下往上變細(xì)的組合,十分有利于油氣的保存[15],因此實(shí)際的資源量可能要比憑類比經(jīng)驗(yàn)計(jì)算的結(jié)果要高得多。

無論是凹陷結(jié)構(gòu)、沉積相,還是油氣發(fā)現(xiàn),以及烴源巖、油氣的地球化學(xué)信息等都表明,白云凹陷是一個十分值得重視的超大型富生烴凹陷,具有成為大型油氣勘探區(qū)的資源潛力,這是在白云深水區(qū)勘探的信心所在。

2 白云深水區(qū)的儲層和圈閉條件

白云深水區(qū)近年發(fā)現(xiàn)的天然氣儲量主要來自深水重力流沉積砂巖和陸架邊緣三角洲砂巖儲層,如荔灣3-1氣藏儲量68%來自深水陸坡重力流水道化朵葉體砂巖儲層,其余來自陸架邊緣三角洲砂巖儲層;流花29-1和流花34-2氣藏儲量逾90%來自深水陸坡重力流水道砂巖儲層。白云深水區(qū)部分井勘探失利的原因主要是對優(yōu)質(zhì)儲層的預(yù)測問題,如B6-1、L4-1、L9-1、L3-3、L33-1等構(gòu)造;流花29-1氣藏儲量規(guī)模比鉆前預(yù)測少了許多,主要原因也是由于構(gòu)造圈閉范圍內(nèi)水道砂巖有限分布。鉆井揭示,鉆探目標(biāo)圈閉內(nèi)天然氣充滿度普遍較高,而差儲層的目標(biāo)也被證實(shí)是含氣的,這反映白云凹陷油氣資源豐富。因此,儲層和圈閉是白云深水區(qū)勘探的關(guān)鍵。

深水勘探中,深水砂巖沉積儲層具有特殊性[16-17]。近年來,根據(jù)層序地層和深水重力流沉積研究[18-19],明確了白云深水區(qū)砂巖儲層沉積的主控因素,即砂質(zhì)陸架背景下,陸架坡折帶和低位體系域控制深水陸坡區(qū)主要優(yōu)質(zhì)砂巖儲層的分布,陸坡區(qū)深水重力流水道、朵葉體以及陸架邊緣三角洲砂巖體是最有利的儲層單元。白云深水區(qū)存在兩大陸架坡折帶,即南部珠海組陸架坡折帶和北部斜坡珠江-韓江組陸架坡折帶[20],兩大陸架坡折帶和三級層序變化控制了各時期陸架邊緣三角洲和陸坡深水重力流砂巖的分布;在此基礎(chǔ)上明確了區(qū)域儲層的分布規(guī)律,兩大陸架坡折帶控制的沉積體系內(nèi),陸架邊緣三角洲以及陸坡深水重力流水道和朵葉體砂巖是主要的儲層單元,南部儲層主要發(fā)育于珠海組,北部有利儲層主要發(fā)育在珠江-韓江組和珠海組[18-20]。由于陸坡沉積具有單邊物源充填、地層埋深差異大的特點(diǎn),白云深水區(qū)北部的珠海組埋深已經(jīng)較大,儲層變差,而南部的珠海組埋深淺,儲層條件好。

白云凹陷主要以構(gòu)造沉降作用為主,少有明顯的抬升反轉(zhuǎn)作用,因此缺少大型構(gòu)造目標(biāo)[1,15]。根據(jù)沉積理論和國外勘探經(jīng)驗(yàn)[16,21],陸架邊緣三角洲砂巖,以及陸坡重力流水道和朵葉體砂巖均具備形成巖性、地層圈閉或巖性-構(gòu)造復(fù)合圈閉的有利條件,尋找這幾種類型的圈閉將是白云凹陷在生烴和成藏條件明確之后必然的勘探趨勢。

目前白云凹陷油氣儲層主要發(fā)現(xiàn)于珠江組底部—珠海組上部,埋深多小于2 000 m,孔隙度超過18%,這種高孔滲的儲層相對容易通過各種地球物理屬性識別,是一種顯性儲層,凹陷內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的氣藏都屬于這種儲層類型。對于因?yàn)槌练e環(huán)境和埋藏壓實(shí)的差異,孔隙度介于10%~18%之間的儲層,在地震屬性識別上屬于隱性或弱顯性儲層,這種儲層及其圈閉識別還需要技術(shù)攻關(guān)。根據(jù)已鉆井儲層統(tǒng)計(jì)結(jié)果,消除水深后的地層埋深壓實(shí)作用對白云深水區(qū)砂巖儲層質(zhì)量的影響明顯,埋深在大約3 200 m的砂巖儲層孔隙度下降到了10%[22],可以認(rèn)為這是目前白云區(qū)油氣勘探的經(jīng)濟(jì)深度界線。目前,白云凹陷南部文昌-恩平組部分地層仍位于這一深度之上,應(yīng)為有效的勘探層位;有鉆井揭示,這些地區(qū)埋深較淺的文昌-恩平組砂巖孔隙度達(dá)到20%以上。另外,對于存在超壓的地層,儲層孔隙度可不受埋深的影響。

3 白云深水區(qū)已發(fā)現(xiàn)氣藏的運(yùn)聚規(guī)律

白云凹陷具有早期低地溫場、晚期高地溫場的熱流演化特征,烴源巖熟化率早低晚高,主生氣期相對較晚,介于23.8 Ma至現(xiàn)今之間[14]。荔灣3-1氣藏珠江組和珠海組儲層在8 Ma以來曾發(fā)生過2期油和1期氣充注[23];流花34-2氣藏原油和流花29-1氣藏原油正構(gòu)烷烴摩爾分?jǐn)?shù)的對數(shù)與碳數(shù)呈非線性關(guān)系,表明發(fā)生過混源和氣洗作用,早期充注的石油與后期充注的凝析油氣發(fā)生混合,并遭受后期充注的天然氣氣洗[24]。研究認(rèn)為,白云凹陷已發(fā)現(xiàn)的氣藏均具有“天然氣母質(zhì)類型為腐殖-腐泥混合型、高成熟混合成因氣、晚期成藏、近源充注、圈閉充滿度高”等特點(diǎn)[14]。

白云凹陷存在高溫超壓,局部地區(qū)晚期存在壓力的釋放。高地溫特征已被鉆探證實(shí),LW3-1-1井獲得的今地溫梯度達(dá)到5.2℃/100 m。超壓的最明顯證據(jù)是存在多處規(guī)模巨大的晚期底劈、含氣構(gòu)造上方的氣煙囪、晚期斷裂和底辟模糊帶頂部含氣亮點(diǎn)等地震反射[25]。白云凹陷油氣垂向運(yùn)移通道普遍存在,已發(fā)現(xiàn)氣田多位于斷裂帶和底辟帶附近,底劈和斷裂頂部見含氣亮點(diǎn)地震反射,鉆井證實(shí)屬熱成因的烴類氣,天然氣同位素特征和流體包裹體的分析證實(shí)了斷裂是白云凹陷北部斜坡天然氣垂向運(yùn)移的主要通道[26]。凹陷壓力模擬和流體包裹體測壓表明白云凹陷存在歷史超壓和壓力釋放過程[27-28],13 Ma期間壓力達(dá)到最高,包裹體測壓的壓力系數(shù)值高達(dá)1.5以上,現(xiàn)今部分地區(qū)趨于正常壓力。

生烴導(dǎo)致超壓,晚期底辟和斷裂使壓力得到釋放是白云凹陷產(chǎn)生超壓和泄壓過程的成因。地層超壓有多種成因,地層早期的超壓多數(shù)與快速沉積差異壓實(shí)有關(guān),深部地層的超壓則更多與源巖生烴,特別是生氣有關(guān),這種超壓場多形成于凹陷的生烴主體位置和生氣的熱演化階段[29]。荔灣3-1大氣藏位于大型底劈帶的一側(cè),該底劈帶處于白云主洼烴源巖主體的上方,底劈導(dǎo)致的地震反射模糊帶面積達(dá)800 km2,底劈頂部到達(dá)海底附近,底劈帶內(nèi)部部分地層在地震剖面上呈現(xiàn)低頻向下彎曲的弱反射,但多數(shù)呈模糊或雜亂反射,地震反射的模糊帶向下延伸到深部的恩平-文昌組地層,底劈帶頂部普遍發(fā)育含氣亮點(diǎn)反射[25]。L3-3井鉆探結(jié)果證實(shí)了這些亮點(diǎn)是熱成因的烴類氣導(dǎo)致的反射異常,荔灣3-1氣田被認(rèn)為是底劈作用把深部的烴類氣輸送上來再經(jīng)由砂巖層側(cè)向輸送到圈閉中成藏的,流體包裹體分析表明,荔灣3-1氣田天然氣主成藏期為8 Ma至今[24]。因此,判斷底劈作用為晚期生烴導(dǎo)致的流體底劈。流體底劈的存在說明,深部生烴(特別是干酪根和原油裂解生氣的作用)導(dǎo)致的壓力異常已經(jīng)達(dá)到使巖石破裂的程度,即當(dāng)流體壓力相當(dāng)于地層破裂壓力的70%~90%時[29-30],地層發(fā)生微裂隙甚至流體底劈,超壓氣體上竄,上覆地層一旦被突破則形成“氣煙囪”,氣體即進(jìn)入常壓的上部地層砂巖中運(yùn)聚成藏。大量生烴、23.8 Ma以來的快速沉降和高沉積速率,以及23.8~10.0 Ma期間構(gòu)造活動的相對平靜導(dǎo)致增壓,處于高壓帶的烴源巖以生氣為主的特點(diǎn)進(jìn)一步促進(jìn)了高壓的形成,晚期東沙運(yùn)動的斷裂活動和底辟作用使超壓流體得到釋放,大量淺層含氣亮點(diǎn)異常分布是烴運(yùn)移的反映[15,28]。白云深水區(qū)存在垂向烴流體輸導(dǎo)的成藏動力學(xué)條件,生烴過程形成超壓,晚期東沙運(yùn)動形成的斷裂和(或)底辟帶泄壓控制了白云深水區(qū)已發(fā)現(xiàn)油氣藏的油氣運(yùn)移和成藏(圖2)。晚期斷裂和(或)底劈帶與長期古鼻隆高帶是白云凹陷已發(fā)現(xiàn)油氣藏油氣輸運(yùn)和匯聚的主要控制因素。

圖2 白云凹陷生烴超壓背景下流體底劈作用的油氣運(yùn)聚成藏示意圖

4 超壓條件下白云深水區(qū)成藏規(guī)律探討

根據(jù)白云凹陷文昌組和恩平組大型三角洲-湖相沉積分布以及初步勘探所揭示的烴源巖有機(jī)質(zhì)類型特點(diǎn)判斷,白云凹陷應(yīng)該具備以陸源植屑有機(jī)質(zhì)為主和湖相水生有機(jī)質(zhì)為主的烴源巖類型,前者主要分布于凹陷的北部,后者主要分布于南部。由于文昌-恩平組地層厚度大,之后的埋藏壓實(shí)差異也很大,因此如果生成的油氣能夠正常排出,白云凹陷應(yīng)該既有原油也有天然氣生成,而且烴類的生成、排出和成藏時間應(yīng)隨源巖的埋藏程度有很大的差異,然而白云凹陷目前勘探的發(fā)現(xiàn)均為10 Ma以來的充注成藏,而且以氣為主;這促使人們思考可能有一個事件對烴的生成和排出起到了明顯的控制作用,筆者認(rèn)為是超壓作用控制了生烴、運(yùn)聚和成藏,因此,正確研究溫壓演化史是全面揭示白云凹陷成藏規(guī)律的基礎(chǔ)。

超壓帶對生運(yùn)聚成藏機(jī)理有重要影響。Leach根據(jù)墨西哥灣25 204口井的油、氣、水產(chǎn)量與超壓關(guān)系統(tǒng)計(jì),油氣儲量較多地集中分布于超壓層頂面上下300 m附近(圖3)。土庫曼凹陷內(nèi)89%的油氣儲量分布在壓力系數(shù)為1.1~1.4的壓力帶內(nèi),而壓力系數(shù)為1.4~1.7的地層內(nèi)僅有11%的油氣儲量分布;西西伯利亞盆地異常高壓帶之上的地層中見到工業(yè)油氣藏的機(jī)會是91%,季曼-伯朝拉盆地則是86%,區(qū)內(nèi)只要有異常高壓,其上地層必然存在烴藏[30]。對于由干酪根裂解生氣或油裂解生氣而形成的超壓,超壓箱內(nèi)都充滿了天然氣,油氣主要受控于巖性,凡是高孔滲地層均含工業(yè)油氣,大型油氣藏多形成于超壓箱內(nèi)壓力系數(shù)為1.06~1.50的儲層之中[30],這一類油氣藏的成藏分析首先要搞清楚超壓場的分布,在超壓箱內(nèi)尋找相對低壓區(qū)和高孔滲地層(甜點(diǎn))才能獲得成功,最主要的勘探風(fēng)險(xiǎn)是儲層。顯然,常壓區(qū)的傳統(tǒng)水動力學(xué)模式不再適用于超壓地層,高壓地層的油氣運(yùn)移趨向于從高壓區(qū)流向低壓區(qū),從而控制了油氣的成藏分布。因此,如果白云凹陷深部存在生烴成因的超壓,成藏規(guī)律將有很大的改變。

圖3 Leach根據(jù)墨西哥灣25 204口井資料統(tǒng)計(jì)獲得的油氣層分布與超壓面關(guān)系圖[30]

劉曉峰[31]在對大多數(shù)關(guān)于超壓盆地與油氣關(guān)系研究的文獻(xiàn)調(diào)研后總結(jié)了超壓對油氣生、運(yùn)、聚作用的重要認(rèn)識,值得我們關(guān)注和思考,他指出:大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為烴源巖地層超壓對有機(jī)質(zhì)成熟和生烴起抑制作用;在超壓的背景下,生烴、排烴以及烴類的運(yùn)移和聚集常呈現(xiàn)出幕式的特征,壓力驅(qū)動是流體活動和油氣運(yùn)移的重要動力;動態(tài)運(yùn)移通道是油氣運(yùn)移的新型通道;通常壓力過渡帶是油氣聚集的有利場所。

白云凹陷是一個高溫凹陷,并可能經(jīng)歷了異常超壓和晚期底辟、斷裂泄壓釋放旋回[25,28]。超壓帶對油氣生成的影響不同于正常壓力帶,Oudin[32]通過對馬哈坎油氣成因的分析提出,當(dāng)生油巖的生油窗處于超壓帶內(nèi),生成的石油將全部被轉(zhuǎn)化成氣(所生成的液態(tài)烴不能排出,全部裂解為天然氣),因而以產(chǎn)氣為主。高地溫對于油氣生成十分重要,地溫低的凹陷一般以發(fā)現(xiàn)油田為主,地溫高的凹陷一般以發(fā)現(xiàn)氣田為主。高地溫梯度值區(qū)(>4℃/100 m)比中地溫梯度值區(qū)(2~4℃/100 m)單位面積上探明的天然氣儲量高5.6倍[33]。顯然,高溫超壓背景下的生烴過程和成烴類型仍然需要認(rèn)識。

許多盆地的勘探都是首先發(fā)現(xiàn)常壓油氣藏,隨著勘探程度的不斷提高,超壓油氣藏才被發(fā)現(xiàn)[30]。白云凹陷常壓區(qū)的成藏既證實(shí)了這個地區(qū)的油氣資源潛力,也揭示了深部存在超壓的地層條件,正確理解高溫超壓場的形成和分布,以及對油氣生運(yùn)聚的控制作用,是在白云深水區(qū)繼續(xù)尋找大中型油氣田的關(guān)鍵。

5 結(jié)論

1)白云主洼為具有張扭背景由2組相對雁列展布的階狀斷裂構(gòu)造帶控制的大型寬地塹,發(fā)育大型三角洲到中深湖相沉積體系。白云凹陷北部和東部已發(fā)現(xiàn)天然氣的母質(zhì)類型主要為腐殖-腐泥混合型(Ⅱ型)。白云凹陷具有成為大型油氣勘探區(qū)的資源潛力。

2)白云深水區(qū)近年發(fā)現(xiàn)的天然氣儲量主要來自深水重力流沉積砂巖和陸架邊緣三角洲砂巖儲層;珠海組和珠江-韓江組兩大陸架坡折帶控制的沉積體系內(nèi),陸架邊緣三角洲以及陸坡深水重力流水道和朵葉體砂巖是主要的儲層單元,南部埋深較淺的文昌-恩平組可成為有利勘探層。

3)晚期斷裂和(或)底劈帶與長期古鼻隆高帶是白云凹陷已發(fā)現(xiàn)油氣藏油氣輸運(yùn)和匯聚的主要主控因素。

4)白云凹陷深部可能存在生烴成因的超壓和壓力釋放的過程。確定溫壓場,以及超壓帶頂面、低勢區(qū)和低勢層的位置,是白云深水區(qū)發(fā)現(xiàn)大油氣田的關(guān)鍵。

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A further discussion on the hydrocarbon exploration potential in Baiyun deep water area

Pang Xiong Shi Hesheng Zhu Ming Yan Chengzhi Liu Jun Zhu Junzhang Liu Baojun
(Shenzhen Branch of CNOOC Ltd.,Guangzhou,510240)

In the offshore frontiers of hydrocarbon exploration,especially the deep water areas in which high investments are needed,the knowledge of resources potential and hydrocarbon accumulation pattern will determine the exploration confidence and investment volume.As the largest Cenozoic sedimentary sag along the continental margin in the northern South China Sea,Baiyun sag in Pearl River Mouth basin is located on the slope deep water area.The sag’s main part is a broad graben controlled by two sets of en echelon step faults under a tensor-shear background,in which developed a large sedimentary system of delta to middle-deep lacustrine facies.Drilling results have revealed the major delta facies in Enping Formation and the mudstone with abundent lacustrine algae in Wenchang Formation respectively in the northern and southeastern Baiyun sag.For the discovered gas in the northern and eastern sag,its organic matter type mainly belongs to the humic-sapropel mixed(TypeⅡ).There may be the hydrocarbon source potential for a major hydrocarbon exploration area in Baiyun sag.In Baiyun deep water area,the shelf-margin delta sandstone and the deep water slope gravity-flow sandstone are ideal reservoir rocks,which are controlled by two continental shelf break zones in Zhuhai Formation and Zhujiang-Hanjiang Formation rspectively and the thirdorder sequence changes.Wenchang-Enping Fomation will also be able to become an effective exploration target in the shallower-buried southern sag.As a deep water sag with high temperature and overpressure, many evidences have indicated the overpressure and fluid diapir associated with hydrocarbon generation and the pressure release associated with fault activity in Baiyun sag,where the late faulted and(or)diapir zone and the long-term paleo-nose uplift zone are the main controls over hydrocarbon migration and accumulation for the discovered reservoirs.There should be a special pattern of hydrocarbon accumulation in the sag with high temperature and overpressure,in which the hydrocarbon driven by pressure field will migrate and accumulate from the high-to the low-fluid-potential area,and the major plays will be controlled by the transitional zone over the overpressure top and its related system of migration and accumulation.It will be crucial to discovering giant fields in the sag to identify the temperature-pressure field,the overpressure top and the low-fluid-potential areas and intervals.

Baiyun deep water area;broad graben; hydrocarbon source potential;accumulation pattern; abnormal pressure;fluid diaper;overpressure top

2013-12-12改回日期:2014-02-18

(編輯:崔護(hù)社)

*國家科技重大專項(xiàng)“南海北部深水區(qū)儲層識別技術(shù)與評價(jià)(編號:2011ZX05025-003)”、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“南海早期構(gòu)造演化的沉積記錄(編號:91128207)”、國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)“南海北部天然氣水合物鉆探取樣關(guān)鍵技術(shù)(編號:2013AA092600)”部分研究成果。

龐雄,教授級高級工程師,中國海洋石油總公司勘探專家,長期從事珠江口盆地深水油氣勘探研究。E-mail:pangxiong@ cnooc.com.cn。

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