張功成 陳 瑩 楊海長 韓銀學 趙 釗 楊東升 王龍穎 黃 萱

（中海油研究總院 北京 100028）

張功成，陳瑩，楊海長，等.恩平組巖性地層圈閉——白云凹陷深水區(qū)天然氣勘探新領域［J］.中國海上油氣，2015，27（6）：1-9.

源熱共控富烴凹陷的形成［1］，油氣主要集中在富烴凹陷里或其附近［2］，因此選擇和發(fā)現富烴凹陷是油氣勘探的主體工作。渤海海域渤中凹陷是目前中國近海最大的富油凹陷，其原油儲量占到中國近海總石油儲量的30%以上，但從該凹陷周邊第一口井發(fā)現渤中凹陷是深大凹陷，到秦皇島32-6和蓬萊19-3大油田發(fā)現之后被公認為是富烴凹陷，期間經歷了20多年［3-7］。東海盆地西湖凹陷是中國近海最富的富氣凹陷，從該凹陷發(fā)現第一個油氣田，到西湖凹陷中央長垣帶花港組主力成藏組合獲得突破，期間也經歷了約30年［8-9］。這說明，富烴凹陷的預測非常重要，但是只有進一步找準主力成藏組合、發(fā)現主力油田群，才能證實凹陷確實是富烴凹陷。

白云凹陷是珠江口盆地的繼承性深大凹陷，也是鉆探已證實的富氣凹陷［10-15］。白云凹陷發(fā)育文昌組、恩平組、珠海組等3套烴源巖，其中恩平組煤系地層是主力烴源巖，而這套煤系地層所在的煤系三角洲面積最大達到4 500 km2，資源量巨大。鉆探實踐表明，白云凹陷在中淺層構造圈閉已發(fā)現一批中小型和少數大中型氣田，雖然深、淺水區(qū)已探明天然氣儲量近數億方油當量，但其資源探明程度不足10%，待探明資源潛力巨大，仍處于儲量大發(fā)現階段，主力成藏組合和骨干圈閉有待進一步探索。白云凹陷及其鄰區(qū)有深層始新統(tǒng)文昌組—下漸新統(tǒng)恩平組、中層上漸新統(tǒng)珠海組—下中新統(tǒng)珠江組和淺層中新統(tǒng)韓江組—第四系三大成藏組合，目前已發(fā)現的天然氣儲量都集中在中層，中層剩余的大中型構造已非常稀少（云開低凸起除外），而且淺層和深層構造圈閉也都欠發(fā)育。因此，從油氣分布的互補性原理分析［16］，中深層巖性地層圈閉必將是白云凹陷下步勘探的重要領域，除了針對當前的主要勘探層系珠江組和珠海組外，還要積極探索新層系恩平組巖性地層圈閉。本文基于白云凹陷恩平組沉積充填特征分析，歸納總結恩平組巖性地層圈閉類型，探討恩平組巖性地層圈閉成藏條件與勘探潛力，以期為該地區(qū)下一步勘探決策提供借鑒。

1 恩平組沉積充填特征

白云凹陷恩平組發(fā)育海陸過渡相三角洲—海灣相沉積，有西北、西南2個物源向凹陷堆積沉積物，物源供應豐富。

恩平組沉積早期，物源供給有限且以近源為主，凹陷內以富泥的濱淺海沉積為主，于北部緩坡堆積了辮狀河三角洲，在云開低凸起邊界斷層陡坡坡腳堆積了小規(guī)模的扇三角洲（圖1）；恩平組沉積中期，凹陷周緣隆起物源供給更加有限，僅北坡和云開低凸起北側發(fā)育小規(guī)模辮狀河三角洲，并且受波浪改造作用在三角洲前端形成了沿岸砂壩（圖2）；恩平組沉積晚期，受西北和西南2個物源控制，分別在北部斜坡帶和西南斷階帶發(fā)育三角洲，其中北部斜坡帶及西南斷階帶河流相前方均發(fā)育大型煤系三角洲（圖3），并且在強大物源供應影響下，白云凹陷北部斜坡三角洲從早到晚持續(xù)向南推進，三角洲分布面積不斷擴大。

圖1 白云凹陷恩平組下段沉積相圖Fig.1 Sedimentary facies of Lower Enping Formation in Baiyun sag

圖2 白云凹陷恩平組中段沉積相圖Fig.2 Sedimentary facies of Middle Enping Formation in Baiyun sag

恩平組沉積條件形成了適中的砂地比，有利于巖性地層圈閉的發(fā)育。恩平組沉積早—中期，白云凹陷主要為濱淺海沉積環(huán)境，在凹陷周緣及濱淺海近岸位置發(fā)育點物源控制下的小型扇三角洲、三角洲、灘壩等，具有多點物源同時發(fā)育的特征。由于沉積物供給有限，易于形成濱淺海泥巖對小型三角洲、灘壩等砂體的“泥包砂”特征，有利于巖性圈閉的形成。恩平組沉積晚期，白云凹陷主要受控于古珠江水系，發(fā)育大面積連片的三角洲，并從早到晚呈現出由南向北逐次推進的過程，發(fā)育規(guī)模巨大的三角洲前緣亞相，且向東南方向前積可推進至凹陷南部淺海相泥巖中，為巖性圈閉發(fā)育的有利相帶之一（圖3）。此外，白云凹陷古近紀—新近紀海平面總體呈上升趨勢，也有利于區(qū)域性蓋層的發(fā)育。

2 恩平組巖性地層圈閉

圖4 白云凹陷恩平組潛在巖性地層圈閉分布圖Fig.4 Distribution of potential lithologic and stratigraphic traps of Enping Formation in Baiyun sag

利用連片三維工區(qū)搜索落實白云凹陷恩平組潛在巖性地層圈閉共21個（圖4），可以分為地層、巖性兩大類，并根據成因差異將后者進一步分為近岸水下扇、灘壩、低位扇、三角洲前緣前積楔形砂巖體、三角洲前緣上傾尖滅砂巖體等5種類型，其中低位扇由于具有“泥包砂”的特點而最為有利。

2.1 地層圈閉

層位上，地層圈閉在恩平組沉積不同階段均有發(fā)育，其類型可分為超覆尖滅型和不整合遮擋型2種，其中超覆尖滅型地層圈閉主要發(fā)育在恩平組中下段，而不整合遮擋型地層圈閉則主要發(fā)育在恩平組上段；平面上，目前發(fā)現的恩平組地層圈閉主要分布在云開低凸起。例如，B-6目標位于云開低凸起北部邊緣，為超覆尖滅型地層圈閉，該目標發(fā)育在恩平組中段，其下伏地層為前古近系基底，其上則被恩平組上段地層超覆遮擋，具有向北、向西方向地層向基底隆起超覆尖滅的特征（圖5）。A-9目標同樣位于云開低凸起北部邊緣帶，為不整合遮擋型地層圈閉，發(fā)育層位為恩平組上段，下伏地層為前古近系基底，頂部以恩平組頂部的T70不整合界面構成頂板封堵條件，具有向南、向西方向沉積地層向基底上超尖滅的特征（圖6）。總體來看，恩平組的構造-古地貌特征是控制地層圈閉發(fā)育的關鍵因素之一。

2.2 巖性圈閉

2.2.1 近岸水下扇

恩平組已發(fā)現的近岸水下扇主要分布在云開低凸起與白云主洼深洼槽間的構造轉換部位，以恩平組下段為主。沉積環(huán)境上，恩平組沉積早期白云凹陷缺乏大規(guī)模物源供給，發(fā)育大面積的濱淺海相，因此，近岸點物源控制下的小規(guī)模扇體經過構造轉折端快速推進至濱淺海，從而形成近岸扇體。側向上，受碎屑物質供應量的影響，恩平組沉積早期以泥質濱淺海環(huán)境為主，因此易于形成對近岸扇體的側向封堵。隨著海平面的不斷上升以及物源供給通道的改變，近岸扇體被濱淺海泥巖覆蓋，從而形成頂部及側向被泥巖包圍的圈閉形態(tài)。B-5目標便是該類巖性圈閉的典型實例（圖7）。

2.2.2 灘壩

灘壩型巖性圈閉主要發(fā)育在恩平組中下段，主要分布在白云凹陷北部斜坡帶以及凹陷西南部靠近云開低凸起的部位，呈平行岸線的條帶狀分布。從成因上看，恩平組沉積中期白云凹陷缺乏大規(guī)模的物源供給，僅在凹陷北部及西南部靠近云開低凸起的部位發(fā)育小規(guī)模的近岸（扇）三角洲（圖2），三角洲砂體在波浪作用持續(xù)改造下形成沿岸線帶狀發(fā)育的砂壩。以B-2目標為例，該目標位于白云凹陷北部斜坡帶前古近系基底緩坡之上，發(fā)育層位為恩平組下段，目標整體呈丘狀，內部同相軸多為短軸透鏡狀、中低頻強振幅反射，尖滅點清晰，同相軸向北逐漸超覆疊置，上傾尖滅于北部斜坡帶之上；平行岸線方向，目標巖性體整體較為平緩，同相軸較為斷續(xù)，呈扁平透鏡狀相互疊置（圖8），淺海泥巖及海侵泥巖對構造目標側向及頂部形成良好的封蓋。

圖5 白云凹陷恩平組B-6潛在圈閉地震剖面特征Fig.5 Seismic section features of B-6 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

圖6 白云凹陷恩平組A-9潛在圈閉地震剖面特征Fig.6 Seismic section features of A-9 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

圖7 白云凹陷恩平組B-5潛在圈閉地震剖面特征Fig.7 Seismic section features of B-5 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

圖8 白云凹陷恩平組B-2潛在圈閉地震剖面特征Fig.8 Seismic section features of B-2 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

2.2.3 低位扇

低位扇是白云凹陷恩平組最具勘探潛力的巖性圈閉類型之一。一方面，由于低位扇往往形成于三級層序的低位體系域，易于形成“泥包砂”的沉積特征，具有良好的儲蓋組合條件；另一方面，低位扇砂體往往會與烴源巖直接接觸，易于形成自生自儲型油氣藏，而中國陸上巖性圈閉勘探實踐也證實了低位扇具有極大的油氣勘探潛力。以A-6目標為例，該目標發(fā)育在恩平組上段第2期三角洲底部，位于三級層序不整合界面之上，為三級層序低位期的一套低位扇沉積；地震剖面上，該目標具有典型的低頻強振幅反射特征，向北西方向尖滅在高角度的沉積坡折帶之下，其余方向與淺海泥巖過渡尖滅（圖9），淺海泥巖對該目標構成良好的側向封堵，而海侵過程中發(fā)育的海侵泥巖則構成了該目標良好的蓋層。另外，A-6目標與恩平組淺海相泥巖（白云凹陷主力烴源巖）直接接觸，成藏條件優(yōu)越?？傊臀簧韧哂辛己玫膬ιw組合、烴源條件與運聚條件，是非常有利的巖性圈閉目標。

2.2.4 三角洲前緣前積楔形砂巖體

三角洲前緣水下分流河道及河口壩與細粒沉積物相伴生，具備封堵條件而形成巖性圈閉，特別是河口壩砂巖體因巖相變化更容易形成巖性圈閉。剖面上，河口壩砂體往往形成向海方向相變、向陸地方向減薄尖滅的“楔形”特征，并且該類砂巖體直接與前三角洲或淺海相泥質烴源巖接觸，具備良好的烴源條件與油氣運聚成藏條件。白云凹陷恩平組沉積晚期，隨著大規(guī)模三角洲的發(fā)育，形成了廣闊分布的三角洲前緣亞相（圖3），有利于三角洲前緣前積楔形砂巖體的發(fā)育。以A-8目標為例，該目標發(fā)育在恩平組上段三角洲前緣亞相，地震剖面上向陸方向砂巖體尖滅，向海方向地層減薄，呈現出明顯的“楔形”外觀（圖10），砂巖體上傾方向的水下分流間灣泥巖與海侵泥巖則形成良好的封蓋。因此，對三角洲前緣楔形砂巖體而言，上傾方向泥巖的封蓋能力是決定其圈閉有效性的關鍵。

圖9 白云凹陷恩平組A-6潛在圈閉地震剖面特征Fig.9 Seismic section features of A-6 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

圖10 白云凹陷恩平組A-8潛在圈閉地震剖面特征Fig.10 Seismic section features of A-8 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

2.2.5 三角洲前緣上傾尖滅砂巖體

從沉積成因上看，三角洲前緣上傾尖滅砂巖體與正常的三角洲前緣楔形砂巖體的形成機理相同，即向海方向由三角洲前緣砂泥互層向前三角洲至淺海相泥巖相轉變。不同的是，三角洲前緣上傾尖滅砂巖體是在正常三角洲前緣沉積之后受構造抬升或巖漿底辟作用影響，使原來的下傾方向抬升而形成高點，構成現今的砂巖體上傾尖滅，砂巖體上傾方向原始沉積的前三角洲至淺海相泥巖對砂巖構成封堵。這種巖性圈閉主要發(fā)育在恩平組上段，并與局部的巖漿底辟上拱有密切關聯(lián)。以A-4目標為例，該目標發(fā)育在恩平組上段三角洲前緣亞相，沉積體受后期巖漿底辟上拱的影響，原始沉積地層產狀發(fā)生反轉，下傾砂巖體變?yōu)樯蟽A（圖11），相變端被前三角洲相、淺海相泥巖封堵。與正常三角洲前緣楔形砂巖體相似，該類型巖性圈閉的烴源、油氣運聚條件均良好，并且圈閉封堵有效性更好。就白云凹陷而言，恩平組三角洲前緣亞相覆蓋的后期巖漿底辟上拱區(qū)是該類型圈閉發(fā)育的有利區(qū)帶。

圖11 白云凹陷恩平組A-4潛在圈閉地震剖面特征Fig.11 Seismic section features of A-4 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

3 恩平組巖性地層圈閉成藏條件與勘探潛力

3.1 成藏條件

3.1.1 自生條件

白云凹陷發(fā)育文昌組湖相、恩平組海陸過渡相和珠海組淺海相等3套烴源巖，恩平組海陸過渡相煤系地層是主力烴源巖［17］。白云凹陷地溫梯度、熱流值高［18］，源熱共控分析認為屬于“源（烴源巖）足、熱（熱流值高）足”型凹陷，資源量可觀，主凹槽以生氣為主，其他部位以生油為主，勘探潛力巨大。

3.1.2 自儲條件

白云凹陷恩平組儲集體埋藏深度較深，一般在4 000～5 000 m。但是，白云凹陷具有特殊的地質條件，使得中深層儲層可能保存良好的孔隙度。

白云凹陷烴源巖排烴史模擬表明，文昌組烴源巖在珠海組沉積的早—中期達到了生烴高峰；而恩平組烴源巖則在珠海組沉積晚期開始大規(guī)模的排烴［19］，該時期白云凹陷內恩平組的埋藏深度不足2 000 m，原始孔隙空間仍然發(fā)育，文昌組、恩平組生成的油氣發(fā)生早期充注，對孔隙空間起到了支撐作用，在一定程度上降低了壓實效應；更重要的是，恩平組烴源巖從珠海組沉積晚期開始一直處于大面積生烴排酸階段，形成了酸性的成巖環(huán)境，抑制了深埋藏條件下碳酸鹽膠結作用的發(fā)生，也對早期形成的碳酸鹽膠結物以及不穩(wěn)定的礦物產生溶蝕，增加了溶蝕孔隙，從而提高了孔隙度。白云凹陷北坡有探井鉆遇深層恩平組，儲層有發(fā)育與這種酸性條件下的埋藏溶蝕作用有關的次生孔隙帶，儲層中普遍發(fā)育長石及凝灰?guī)r巖屑溶蝕形成的次生孔隙，并且溶蝕孔隙中的粒間溶孔與粒內溶孔之和可以占到整個孔隙空間的85%以上，形成由殘留粒間孔、粒間溶孔、粒內溶孔構成主體孔隙組合的優(yōu)質儲層。

大量研究表明，異常壓力是深層油氣藏儲層孔隙發(fā)育的關鍵因素之一。一方面，異常壓力對顆粒的機械壓實作用起到了支撐減緩作用，有效降低了儲層的壓實程度；另一方面，異常壓力對儲層的膠結作用，特別是硅質膠結具有明顯的抑制作用。研究發(fā)現，白云凹陷恩平組普遍存在超壓，目標儲層附近的壓力系數在1.55～1.65之間，而恩平凹陷深層儲層埋深在4 600 m左右、壓力系數在1.4左右時，其儲層孔隙度還能保持在8%左右。因此，白云凹陷異常壓力對目標儲層物性條件的改善同樣具有積極意義。

3.1.3 自封條件

沉積條件決定了白云凹陷恩平組的巖性體普遍具備自封條件，低位扇和三角洲前緣上傾尖滅砂巖體為其典型代表。A-6目標為典型的低位扇（圖9），低位扇之上發(fā)育一套穩(wěn)定分布連續(xù)中強振幅的反射界面（對應于該沉積層序的最大海泛面），該界面之下為一套連續(xù)中等振幅的地震反射，對應一套海侵泥巖沉積，構成該目標的區(qū)域性蓋層，形成自封型巖性體。A-4目標為三角洲前緣上傾尖滅砂巖體（圖11），砂體向構造高部位減薄尖滅；根據三角洲沉積相展布特點，該巖性體的上傾端發(fā)育前三角洲相和淺海相泥巖，構成了巖性體頂部的封蓋條件，而巖性體的底部為前一期三角洲的前三角洲相與淺海相泥巖，構成了巖性體的底板，因此，頂、底板泥巖的發(fā)育保證了該巖性體優(yōu)越的自封條件。

圖12 白云凹陷低位扇成藏模式圖Fig.12 Accumulation model of lower-stand fan in Baiyun sag

總之，白云凹陷恩平組沉積特征決定了目標砂體與烴源巖直接接觸，烴源巖生成的油氣不需要長距離運移便可在巖性圈閉中近距離運聚成藏（圖12），保證了油氣從生、排烴到匯聚成藏的高效性。同時，局部蓋層與區(qū)域性蓋層雙重封堵條件、優(yōu)良的儲蓋層匹配條件以及油氣近距離運聚成藏的便利條件，使得該地區(qū)恩平組巖性地層圈閉成藏條件十分優(yōu)越。

3.2 勘探潛力

目前，自生自儲自蓋型油氣藏已成為我國最重要的勘探目標，且已取得重大進展，準噶爾盆地石炭系火山巖儲層發(fā)現克拉美麗大氣田［20］，柴達木盆地在第四系發(fā)現一批大氣田［21-22］，鄂爾多斯盆地在石炭系—二疊系發(fā)現萬億方大氣田，四川盆地在三疊系發(fā)現大氣田群［23］，松遼盆地在深層侏羅系發(fā)現大氣田群［24-25］，東海盆地西湖凹陷在平湖組發(fā)現一系列氣田［3，8］，這些都展示了自生自儲自蓋型油氣藏具有巨大的勘探潛力。白云凹陷恩平組與這些成功地區(qū)有很多相似的特征，因此推測恩平組巖性地層圈閉勘探潛力巨大。

4 結論

1）白云凹陷未探明資源潛力巨大，目前仍處于儲量大發(fā)現的階段，中深層恩平組的巖性地層圈閉將是下一步勘探的重要領域。

2）白云凹陷恩平組沉積條件形成了適中的砂地比，有利于巖性地層圈閉的發(fā)育，目前共搜索到潛在大中型巖性地層圈閉20多個，包括地層超覆、近岸水下扇、灘壩、低位扇、三角洲前緣前積楔形砂巖體和上傾尖滅砂巖體等6種類型。恩平組巖性地層圈閉具備自生、自儲、自封等條件，整體上成藏條件優(yōu)越，預測是白云凹陷主力成藏組合，是深水區(qū)天然氣勘探的主體方向。

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