米立軍 柳保軍 何 敏 龐 雄 劉 軍

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司 廣東深圳 518067)

南海北部陸緣白云深水區(qū)油氣地質(zhì)特征與勘探方向*

米立軍 柳保軍 何 敏 龐 雄 劉 軍

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司 廣東深圳 518067)

烴源巖分布特征不明、大型構(gòu)造圈閉缺乏、成藏層系單一和儲(chǔ)層條件復(fù)雜是南海北部陸緣珠江口盆地白云深水區(qū)(包括白云凹陷和荔灣凹陷)油氣勘探面臨的關(guān)鍵問題。從構(gòu)造、沉積到成藏的綜合性研究表明，陸緣巖石圈強(qiáng)烈薄化背景下的伸展拆離作用控制了陸緣深水區(qū)盆地的形成與演化，陸緣巖石圈強(qiáng)烈伸展的結(jié)構(gòu)特征控制了裂陷期規(guī)模烴源巖的分布，陸緣地殼強(qiáng)烈薄化帶控制了拗陷期陸架坡折帶和深水儲(chǔ)層的發(fā)育與分布，從而導(dǎo)致白云深水區(qū)的深部結(jié)構(gòu)、沉積充填及油氣成藏等具有特殊性，與典型陸相斷陷及國外深水地質(zhì)差別明顯。在此基礎(chǔ)上，建立了白云深水區(qū)大型陸架邊緣三角洲-深水重力流體系油氣成藏模式，認(rèn)識(shí)到生烴過程中形成超壓、晚期斷裂活動(dòng)和底辟帶泄壓是有利的成藏動(dòng)力過程，繼承性古鼻狀隆起帶和斷裂-構(gòu)造脊復(fù)合輸導(dǎo)體系控制了油氣富集成藏，從而導(dǎo)致白云深水區(qū)呈現(xiàn)油氣兼生、內(nèi)氣外油的特征，形成了白云東洼油氣區(qū)、白云西洼油氣區(qū)、白云北坡氣區(qū)和白云東油氣區(qū)等四大油氣優(yōu)勢(shì)聚集帶，同時(shí)還發(fā)育了白云西南斷階帶、白云南洼、荔灣凹陷及南部超深水勘探潛力區(qū)。

南海北部陸緣；白云深水區(qū)；伸展薄化拆離斷陷；油氣地質(zhì)特征；成藏模式；勘探方向

0 引 言

珠江口盆地白云深水區(qū)位于珠江口以南250 km的南海東北部大陸邊緣深水陸坡區(qū)(圖1)，水深300～3 000 m，主要由白云凹陷、荔灣凹陷及其周邊局部隆起組成。白云凹陷是一個(gè)巨型新生代凹陷(凹陷面積>2萬km2，沉積地層厚度>12 km)，處于長(zhǎng)源、富砂的古珠江水系下方，具有極大的油氣勘探潛力。

白云深水區(qū)30多年的勘探研究經(jīng)歷了4個(gè)重要階段：一是早期普查階段(1979—1997年)，對(duì)深水區(qū)進(jìn)行了基本網(wǎng)二維地震采集，5家外國作業(yè)者先后鉆探14口井均失利，對(duì)深水區(qū)烴源和儲(chǔ)層提出懷疑而相繼退出，合作勘探停頓[1，4-6]；二是思路轉(zhuǎn)換白云北坡天然氣發(fā)現(xiàn)階段(1998—2001年)，層序地層研究認(rèn)識(shí)到深水區(qū)具有發(fā)育低位儲(chǔ)集體的條件，并發(fā)現(xiàn)淺層天然氣亮點(diǎn)反射，白云北坡的自營(yíng)鉆探證實(shí)了白云凹陷的生烴潛力；三是堅(jiān)定信心穩(wěn)步向深水邁進(jìn)階段(2002—2006年)，在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目及國家戰(zhàn)略選區(qū)項(xiàng)目的支持下，研究了深水區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)條件，全面剖析白云深水區(qū)特殊的地質(zhì)條件，對(duì)凹陷特殊成因結(jié)構(gòu)、珠江深水扇形成控制因素、成藏動(dòng)力學(xué)條件以及資源潛力等進(jìn)行了全面研究；四是深水實(shí)質(zhì)性勘探全面實(shí)施階段(2007—現(xiàn)今)，白云深水區(qū)的重大突破吸引了大量實(shí)物工作量和國家科技重大專項(xiàng)等項(xiàng)目課題的投入與開展，加快了勘探進(jìn)程，投入了超過2萬km2的三維地震、30多口深水探井及若干口評(píng)價(jià)井的工作量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，白云深水區(qū)2001—2015年的自營(yíng)勘探獲得番禺30-1、荔灣3-2、番禺35-2、流花28-2、流花16-2、流花20-2等油氣田發(fā)現(xiàn)，2004—2012年的合作勘探獲得荔灣3-1、流花29-1等氣田發(fā)現(xiàn)，到目前為止共發(fā)現(xiàn)三級(jí)儲(chǔ)量2 875億m3天然氣和7 690萬m3原油，荔灣3-1深水氣田也于2014年建成投產(chǎn)。

圖1 南海北部深水區(qū)區(qū)域構(gòu)造區(qū)劃圖(據(jù)文獻(xiàn)[1-3]修改)

近期在南海北部陸緣白云深水區(qū)的勘探實(shí)踐證實(shí)了白云凹陷為富烴凹陷，具有巨大的油氣勘探潛力，同時(shí)也顯示出其儲(chǔ)層條件、圈閉條件及烴源條件與國外成功的深水勘探區(qū)相比具有明顯的特殊性[7-11]。目前，白云深水區(qū)已發(fā)現(xiàn)油氣田集中分布在白云北坡和白云凹陷東區(qū)，且成藏層系相對(duì)單一，90%的天然氣儲(chǔ)量集中在珠江組下段，而在深部和淺層少有發(fā)現(xiàn)；同時(shí)，白云凹陷在新近系持續(xù)沉降背景下大型構(gòu)造圈閉缺乏，勘探成熟區(qū)構(gòu)造圈閉幾近鉆探完畢，勘探低成熟區(qū)大型構(gòu)造圈閉也較少分布[12-21]。因此，烴源巖分布特征不明、大型構(gòu)造圈閉缺乏、成藏層系單一和儲(chǔ)層條件復(fù)雜是白云深水區(qū)勘探面臨的關(guān)鍵問題。

本文針對(duì)勘探實(shí)踐中面臨的關(guān)鍵問題，以南海北部陸緣白云深水區(qū)為研究對(duì)象，以基礎(chǔ)地質(zhì)、控?zé)N機(jī)制、儲(chǔ)層及圈閉發(fā)育機(jī)理、成藏規(guī)律為研究主線，展開陸緣深水油氣地質(zhì)綜合研究，揭示出邊緣海陸緣成盆機(jī)制，刻畫出深水盆地?zé)N源條件及生烴機(jī)理，闡明大型儲(chǔ)集體及圈閉發(fā)育規(guī)律，并結(jié)合橫向及縱向復(fù)合油氣輸導(dǎo)體系和晚期成藏模擬分析結(jié)果以及有利成藏帶目標(biāo)區(qū)的典型分析，探討陸緣深水區(qū)成藏條件的差異性，揭示油氣勘探潛力及方向。

1 油氣地質(zhì)特征

1.1 陸緣巖石圈強(qiáng)烈薄化大型拆離作用控制陸緣深水盆地的形成

南海北部陸緣白云深水區(qū)在中生代位于特提斯和太平洋域的結(jié)合部，處于印度板塊、歐亞板塊和菲律賓-太平洋板塊等三大板塊作用的交匯區(qū)，具有古近系張裂、陸緣減薄地殼和南海擴(kuò)張等構(gòu)造演化背景，因此其凹陷結(jié)構(gòu)、沉積充填及盆地?zé)崾返忍卣鞅憩F(xiàn)出明顯的特殊性，進(jìn)而影響到陸緣深水區(qū)油氣地質(zhì)特征的特殊性[22-23]。珠江口盆地陸緣深水區(qū)地殼-地層結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)電纜重磁震聯(lián)合解釋揭示，南海北部陸緣自陸向?？煞譃榻藥?、細(xì)頸化帶、遠(yuǎn)端帶和外緣隆起+洋陸過渡帶(OCT)等結(jié)構(gòu)構(gòu)造單元，白云-荔灣凹陷深水區(qū)分布在細(xì)頸化帶和遠(yuǎn)端帶內(nèi)，由于伸展強(qiáng)烈、應(yīng)變集中、韌性剪切巖石圈強(qiáng)烈減薄而發(fā)育多條大型拆離斷層控制的深陷寬斷陷(圖2)。研究表明，陸緣地殼強(qiáng)烈伸展薄化(伸展系數(shù)達(dá)到3.0)背景下的大型拆離作用導(dǎo)致南海北部深水區(qū)在伸展斷陷期經(jīng)歷了脆性伸展均衡斷裂的箕狀斷陷期、脆韌性伸展拆離斷裂的拆離斷陷期、韌性變形為主的碟形斷拗期等演化階段[22-23]，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：一是裂陷期強(qiáng)烈的橫向和垂向伸展作用使得深水區(qū)白云、荔灣等凹陷表現(xiàn)出寬斷陷的特征，發(fā)育大型三角洲—湖相泥巖沉積體系，其面積規(guī)?？蛇_(dá)2萬km2，沉積層最大厚度達(dá)7 000 m。二是裂后熱沉降期巖石圈地殼強(qiáng)烈減薄的細(xì)頸化帶位置就是陸架坡折帶發(fā)育的位置，裂陷期沉積中心為裂后沉降中心，導(dǎo)致白云凹陷和荔灣凹陷成為裂后的2個(gè)沉降中心，這2個(gè)沉降中心的臺(tái)階式沉降控制了陸架坡折帶的遷移和分布，進(jìn)而控制了陸緣深水區(qū)陸架邊緣三角洲及深水扇砂巖儲(chǔ)層的發(fā)育。三是陸緣巖石圈強(qiáng)烈薄化的高熱流背景使得深水區(qū)具有高熱流和地溫梯度，屬于“熱盆”，現(xiàn)今地溫梯度從陸架到陸坡增大，深水區(qū)為24.7～60.8℃/km，平均37.87±7.35℃/km；大地?zé)崃鲝年懠艿疥懫乱仓饾u增大，深水區(qū)為36～121 mW/m2，平均71.5±14.2 mW/m2。因此，珠江口盆地白云-荔灣深水區(qū)具有地殼韌性變形和高地溫梯度的特征(圖3)，從而形成特殊的盆地結(jié)構(gòu)和不同的油氣成藏史[24-30]。

圖2 南海北部陸緣地殼-地層結(jié)構(gòu)重磁震聯(lián)合解釋大剖面

總之，斷陷期或拗陷期南海北部深水區(qū)構(gòu)造沉降都要比陸架區(qū)大得多，伸展成因的拆離斷裂形成了寬深斷陷，巖石圈強(qiáng)烈薄化作用導(dǎo)致了深水區(qū)裂陷期拆離斷裂控制的寬深斷陷大型三角洲—湖相烴源沉積體系形成，控制了拗陷期陸架坡折帶和深水儲(chǔ)層的沉積分布，使得深水區(qū)具有高地溫梯度的生烴和成巖過程。

1.2 陸緣巖石圈強(qiáng)烈伸展的結(jié)構(gòu)特征控制裂陷期規(guī)模烴源巖的分布與巨大資源潛力

南海北部陸緣白云深水區(qū)大面積二維及三維長(zhǎng)纜重磁震新生界全地層聯(lián)合解釋揭示，裂陷期該區(qū)發(fā)育多組具有伸展拆離背景的大型低角度斷裂帶的分布，導(dǎo)致位于陸緣深水區(qū)的凹陷呈現(xiàn)深陷的寬斷陷特征，包括瓊東南盆地中央坳陷帶、珠江口盆地南部坳陷帶和臺(tái)西南盆地都發(fā)育類似的大型拆離斷裂控制下的深陷寬斷陷群。裂陷期陸緣拆離斷裂的伸展作用可導(dǎo)致洼陷帶的深陷和大型緩坡的發(fā)育，同時(shí)緩坡地層發(fā)生旋轉(zhuǎn)及撓曲作用控制了主物源方向和沉積古地理，在地震剖面上可見緩坡帶大型三角洲前積體和斷控陡坡軸向物源復(fù)合楔狀體，其沉積規(guī)模都超過上千平方千米，持續(xù)沉積厚度超過上千米。沉積層序研究揭示該沉積體系受控于大型拆離作用，并在緩坡帶發(fā)育繼承性撓曲坡折，表明白云凹陷北坡發(fā)育大型三角洲—湖相沉積，沉積物源主體來自北側(cè)，凹陷北部以大型三角洲沉積為主，南部以湖相沉積為主；寬斷陷的撓曲變形導(dǎo)致沉積坡折帶控制湖盆的沉積環(huán)境，高沉降速率、欠補(bǔ)償沉積和S形前積反射指示了發(fā)育大型湖相沉積(湖相沉積最厚4 700 m，面積 6 900 km2,圖4)。因此，陸緣地殼強(qiáng)烈伸展薄化作用發(fā)育寬斷陷，具備形成大型三角洲—湖相烴源巖沉積環(huán)境的凹陷結(jié)構(gòu)條件。

圖4 白云凹陷文昌-恩平組深陷寬斷陷控制下的大型三角洲—湖相沉積體系特征

實(shí)鉆揭示白云凹陷深水區(qū)烴源巖類型具有明顯的南北差異性，西北部鉆遇恩平組三角洲相地層，烴源巖有機(jī)質(zhì)類型為混合型；而東南部則鉆遇文昌組優(yōu)質(zhì)腐泥型湖相烴源巖。例如，位于白云凹陷東南部的LW4-1-1井鉆遇厚度50m的含常綠櫟粉、五邊粉組合的文昌組中深湖相泥巖，淡水浮游藻類含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(64.0%～90.7%)，以代表環(huán)境穩(wěn)定和富氧的淡水盤星藻葡萄藻為主，為具有一定礦化度、生產(chǎn)力較高的淡水湖泊環(huán)境；有機(jī)質(zhì)類型為偏腐泥型，氫指數(shù)高(446.18～565.83 mg/g)，有機(jī)碳含量在1.36%～1.72%之間，熱降解率為50.07%～65.42%，其生油潛力大。因此，實(shí)鉆結(jié)果證實(shí)了白云深水區(qū)發(fā)育湖相烴源巖，其生烴潛力巨大；多組臺(tái)階式陸緣拆離斷裂控制下的深水寬斷陷結(jié)構(gòu)特征控制了大型湖相及斷拗期海陸過渡相烴源巖的發(fā)育，其規(guī)?？蛇_(dá)2萬km2以上。此外,深水區(qū)在陸緣伸展薄化過程中經(jīng)歷了不同的熱流演化作用，“盆-源-熱”共控接力生烴。盆地模擬研究揭示,白云凹陷主生烴期介于0～32 Ma，主生氣期在0～23.8 Ma，而主生油期在10～32 Ma；烴源巖熟化率介于0.03%～0.08%Ro/Ma之間，新近紀(jì)以來具有高熟化率、生烴期長(zhǎng)的特點(diǎn)。最新一輪的資源量計(jì)算顯示，白云凹陷天然氣地質(zhì)資源量超過1.7萬億m3，原油地質(zhì)資源量超過13億t，油氣總地質(zhì)資源量預(yù)測(cè)超過30億t油當(dāng)量。

1.3 陸緣地殼強(qiáng)烈薄化帶控制拗陷期陸架坡折帶和深水儲(chǔ)層的發(fā)育與分布

裂后期隨著巖石圈裂解及新洋盆的形成，位于強(qiáng)烈薄化細(xì)頸化帶的陸緣白云深水區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的臺(tái)階式沉降，導(dǎo)致陸架坡折帶的形成及由南向北遷移，逐漸演化為發(fā)育陸架坡折帶的陸坡內(nèi)盆地[17]，接受了多期陸架坡折帶控制下的陸架邊緣三角洲-深水陸坡深水扇沉積，成為該區(qū)主要的有利勘探目標(biāo)儲(chǔ)層(圖5)。系統(tǒng)的層序地層、沉積環(huán)境及微體古生物分析揭示，陸架坡折帶和低位體系域共同控制陸架邊緣三角洲、深水重力流水道和深水扇朵葉等規(guī)模儲(chǔ)集體的分布，是最有利的儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。

圖5 陸緣白云深水區(qū)陸架坡折帶的發(fā)育及其陸架邊緣三角洲-深水扇響應(yīng)體系特征圖

白云運(yùn)動(dòng)形成的臺(tái)階式沉降作用導(dǎo)致漸新世以來在白云凹陷南北發(fā)育不同分布特征的兩大陸架坡折帶，進(jìn)而控制了規(guī)模儲(chǔ)集體的發(fā)育和分布。漸新世珠海組沉積時(shí)期，陸架坡折位于白云凹陷南側(cè)白云凹陷與荔灣凹陷之間，呈現(xiàn)NE—SW向分布，由北西向南東方向的遷移導(dǎo)致珠海組海退進(jìn)積型層序組合的形成，發(fā)育大規(guī)模的陸架邊緣三角洲-深水扇沉積，白云凹陷形成了巨厚的陸架邊緣三角洲沉積，相應(yīng)地在荔灣凹陷發(fā)育深水峽谷水道-深水扇朵葉沉積；23.03 Ma白云凹陷發(fā)生構(gòu)造沉降，陸架坡折帶由位于凹陷的南部向北部退縮。中新世珠江組—韓江組沉積時(shí)期，陸架坡折帶相對(duì)穩(wěn)定地分布在白云凹陷北坡番禺低隆起區(qū)，使得番禺低隆起區(qū)成為陸架邊緣三角洲沉積區(qū)，而白云凹陷則成為陸坡深水區(qū)，發(fā)育巨厚的陸坡水道-深水扇復(fù)合沉積層。

受漸新世—中新世2個(gè)陸架坡折帶的控制，白云凹陷發(fā)育陸坡深水扇和陸架邊緣三角洲2套優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，具有明顯的分帶性:珠海組和珠江組有利儲(chǔ)層發(fā)育以SQ23.8和SQ21.0為典型代表，以陸架坡折帶為界表現(xiàn)為高位淺海陸架三角洲和低位陸架邊緣三角洲砂巖，而陸坡下方的深水扇砂體成帶分布的特征；白云凹陷發(fā)育珠海組陸架邊緣三角洲及珠江組陸架邊緣三角洲-深水扇儲(chǔ)層，其北坡僅發(fā)育陸架邊緣三角洲砂巖儲(chǔ)層;荔灣凹陷珠海組和珠江組都位于陸架坡折帶下方，因此深水扇砂巖是其重要儲(chǔ)層；而有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)與構(gòu)造地貌(陸架坡折帶)匹配形成有利的巖性地層+構(gòu)造復(fù)合圈閉發(fā)育帶(圖6)。

圖6 白云深水區(qū)陸架坡折帶與周邊油氣藏、長(zhǎng)期活動(dòng)斷裂、珠海組頂面構(gòu)造疊合圖

鉆探證實(shí)白云深水區(qū)主要優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層均為深水重力流和陸架邊緣三角洲砂巖，近年發(fā)現(xiàn)的深水區(qū)天然氣儲(chǔ)量主要來自深水沉積儲(chǔ)層：LW3-1、LW3-2深水陸坡重力流水道化朵葉體砂巖儲(chǔ)量占68%,LH29-1、LH28-2深水陸坡重力流水道砂巖儲(chǔ)量占90%,番禺35-2、番禺30-1等為陸架邊緣三角洲砂巖油氣田。

總之，陸緣強(qiáng)烈薄化帶發(fā)育的大型拆離作用造成構(gòu)造掀斜及差異沉降作用，控制了白云深水區(qū)拗陷期新近系兩大陸架坡折帶和陸架邊緣-深水儲(chǔ)層及復(fù)式圈閉帶的發(fā)育。

2 油氣成藏模式

2.1 大型深寬斷陷控制下的多套烴源灶為深水區(qū)大中型油氣田奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)

拆離斷裂控制的大型深寬斷陷、烴源灶的規(guī)模和勘探實(shí)踐表明白云凹陷油氣資源豐富。受陸緣伸展拆離的控制，深水區(qū)發(fā)育文昌組、恩平組和珠海組等3套烴源巖，其中主力烴源巖為文昌組—恩平組，其湖相烴源巖主要分布于凹陷南部，面積可達(dá)上萬平方千米，預(yù)測(cè)以生油為主；而凹陷北部主要發(fā)育濱淺湖-三角洲烴源巖，預(yù)測(cè)油氣兼生。由于白云凹陷區(qū)珠海組發(fā)育的海相三角洲沉積也普遍進(jìn)入生烴門限，因此預(yù)測(cè)珠海組的陸緣海相烴源巖可能對(duì)周邊油氣藏具有一定貢獻(xiàn)。

熱史研究明確了南海北部深水區(qū)烴源巖高熱流背景下的熱演化特征，白云凹陷具有“海陸多套烴源持續(xù)供烴”特征，熱演化程度具有“北高南低、中央高東西兩翼低”的特征。生烴模擬計(jì)算了深水區(qū)不同洼陷不同時(shí)段的生烴量，揭示烴源巖以文昌組為主、恩平組—珠海組為輔的特征，總生烴量超過2 000億t油當(dāng)量，有油有氣(圖7)。

勘探實(shí)踐也表明白云-荔灣深水區(qū)具有油氣兼生、下生上儲(chǔ)、內(nèi)氣外油的特點(diǎn)，天然氣田發(fā)育在有利聚集帶靠近生烴灶的內(nèi)側(cè)，而輕質(zhì)油田分布在有利聚集帶的外側(cè)，相對(duì)遠(yuǎn)離生烴灶。白云凹陷北坡番禺低隆起區(qū)主要發(fā)育天然氣藏，含有一定量的凝析油；白云東洼發(fā)現(xiàn)了多個(gè)油氣田，具有內(nèi)氣外油分布特征；白云主洼東翼發(fā)現(xiàn)了荔灣3-1等多個(gè)氣田，鉆井也揭示了多個(gè)油層和小油田的分布。整體而言,白云凹陷周邊的油氣分布具有內(nèi)氣外油的特征，特別是氣田，其濕度都很大并含有一定量的凝析油，而油藏具有明顯的高氣油比，原油密度在0.5～0.8g/cm3之間。流體包裹體分析及油氣成因與來源分析進(jìn)一步揭示，白云凹陷天然氣具多期次充注特征，東北部為混合型中高成熟度干酪根裂解濕氣，南部為低到高成熟度油型氣；北部和東部凝析油及原油高分子烴類與氣態(tài)烴具有不同來源，油主要來源于恩平組烴源巖，氣主要來源于文昌組烴源巖。δ13C1—δ13C4分形曲線呈線性關(guān)系指示天然氣具有單源、近源特征。天然氣成熟度為1.4%～1.6%Ro(C2)、1.1%～2.3%Ro(C1)，甲基雙金剛烷參數(shù)計(jì)算伴生凝析油成熟度為1.3%～1.6%Ro，表明天然氣與凝析油熱演化程度一致，其成因具有關(guān)聯(lián)性。分析表明，白云凹陷南部天然氣為低成熟—成熟油型氣，推測(cè)主要為腐泥型母質(zhì)的烴源巖生成；白云凹陷已發(fā)現(xiàn)油氣來自文昌組—恩平組，原油(凝析油)有2/3來自恩平組，天然氣以來自文昌組的居多；白云凹陷天然氣源聚特征具有晚期成藏、近源供氣特征；文昌組早期生成的油氣未見捕獲，現(xiàn)今油氣藏主要為文昌組濕氣階段生成的凝析氣，恩平組也有貢獻(xiàn)。

圖7 白云深水區(qū)文昌組-恩平組熱演化史模擬圖

2.2 陸架坡折帶控制下的陸架邊緣三角洲-深水扇體系控制了儲(chǔ)層分布和多圈閉類型

受深部拆離斷裂的構(gòu)造掀斜及差異沉降作用，珠江口盆地陸緣深水區(qū)在裂后期逐漸沉積了海相大陸邊緣型沉積組合；同時(shí)，受臺(tái)階式沉降的控制，漸新世以來在白云凹陷南北兩側(cè)發(fā)育了兩大陸架坡折帶。由于陸架坡折帶和低位體系域共同控制了富砂背景的陸架邊緣三角洲-深水扇沉積體系的發(fā)育，這2個(gè)陸架坡折帶分布的范圍也是陸架邊緣三角洲砂體分布的區(qū)域，而坡折下方的陸坡區(qū)則是深水重力流儲(chǔ)層疊合分布的區(qū)域。

白云深水區(qū)的勘探也表明，近年發(fā)現(xiàn)的天然氣儲(chǔ)量主要來自陸架邊緣三角洲前緣及深水重力流沉積的砂巖儲(chǔ)層。目前在白云深水區(qū)已發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要有4類：陸架邊緣三角洲前緣砂、深水扇朵葉體砂巖、重力流水道復(fù)合體砂巖和水道-天然堤復(fù)合體內(nèi)的水道砂巖，其中第1類和第2類為最為優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)集單元，如荔灣3-1/3-2氣田超過68%的天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量來自深水陸坡重力流水道化扇朵葉體砂巖儲(chǔ)層，巖心孔隙度為19%～27%，滲透率高達(dá)3 000 mD，為中—高孔高滲儲(chǔ)層；而番禺氣田群的大部分儲(chǔ)量均來自陸架邊緣三角洲前緣砂，巖心孔隙度為18%～19%，滲透率高達(dá)109～8 400 mD。

由于陸架坡折帶對(duì)砂巖儲(chǔ)層分布具有明顯的控制作用，導(dǎo)致在陸架坡折帶向物源的區(qū)域主要以構(gòu)造型圈閉為主；而在陸架坡折帶及下方的陸坡區(qū)，在早期構(gòu)造斜坡背景下發(fā)育4種類型構(gòu)造巖性圈閉,即陸架邊緣三角洲構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉、孤立水道型、水道側(cè)封型和扇朵葉型(圖8、9)。其中，構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉均發(fā)育在陸架坡折帶及大型構(gòu)造斜坡脊上，疊加砂體的分布可形成多層系的復(fù)合輸導(dǎo)體系，導(dǎo)致油氣的階梯式分布，陸架邊緣三角洲分布的區(qū)域在白云北坡，其控制下的油氣藏具有明顯的構(gòu)造脊控藏，以番禺氣田群的分布特征最為典型(圖8)；而深水扇砂巖復(fù)合圈閉以白云東的LH29油氣田群的特征最為典型(圖9)。

圖8 番禺低隆起陸架邊緣三角洲油氣輸導(dǎo)成藏特征(剖面位置見圖6)

圖9 白云凹陷東部深水重力流砂體臺(tái)階式油氣成藏特征(剖面位置見圖6)

2.3 生烴過程中形成超壓、晚期斷裂活動(dòng)和底辟帶泄壓是有利的成藏動(dòng)力過程，長(zhǎng)期古隆鼻高帶和復(fù)合輸導(dǎo)體系控制了油氣富集成藏

南海北部陸緣白云深水區(qū)早期發(fā)育超壓，12.5 Ma以來晚期斷裂活動(dòng)造成大規(guī)模的泄壓過程，導(dǎo)致深水區(qū)油氣的幕式充注，形成已發(fā)現(xiàn)的油氣田，同時(shí)也發(fā)育廣泛分布的淺層亮點(diǎn)、底辟帶(圖10)。地層壓力模擬和烴類包裹體捕獲壓力熱動(dòng)力學(xué)模擬表明，白云凹陷存在地層壓力增壓-泄壓演化旋回；斷裂和底辟頂部含氣亮點(diǎn)表明深部生烴超壓驅(qū)動(dòng)了烴類的向上運(yùn)移；大量生烴和高沉積速率導(dǎo)致增壓，晚期東沙運(yùn)動(dòng)的斷裂活動(dòng)和底辟作用是超壓流體得到釋放的主要原因。欠壓實(shí)和生烴增壓是超壓形成的主要成因，存在鹵水、CO2、烴氣、油和瀝青混雜的沸騰包裹體，表明深部高溫高壓流體沿?cái)嗔鸦虻妆傧蛏峡焖龠\(yùn)移中發(fā)生壓力驟降和流體相的分離。白云深水區(qū)存在快速沉積欠壓實(shí)和生烴成因的超壓以及烴流體經(jīng)底辟或斷裂泄壓的過程，中央底辟帶/活動(dòng)斷裂與長(zhǎng)期古鼻隆高帶及局限分布砂體構(gòu)成復(fù)合輸導(dǎo)體系控制了油氣最終分布格局。

圖10 白云深水區(qū)成藏主控因素：斷裂-底辟-砂體-構(gòu)造脊復(fù)合輸導(dǎo)，晚期成藏

總之，巖石圈薄化背景下的晚期斷裂/底辟帶和長(zhǎng)期古鼻隆高帶是白云凹陷已發(fā)現(xiàn)油氣藏主要的油氣輸運(yùn)和匯聚成藏的控制因素。白云深水區(qū)已發(fā)現(xiàn)油氣藏的成藏模式為文昌組—恩平組烴源巖生烴過程形成超壓，晚期東沙運(yùn)動(dòng)形成斷裂和底辟帶泄壓，模糊帶和淺層含氣亮點(diǎn)是白云凹陷存在超壓史并造成流體釋放的表征。珠江組和珠海組陸架坡折帶控制陸架邊緣三角洲和陸坡深水重力流砂巖儲(chǔ)層，底辟帶、斷裂帶+長(zhǎng)期古鼻隆高帶+與之聯(lián)系的砂體側(cè)向輸導(dǎo)是有利的運(yùn)聚體系，附近的有效圈閉是有利勘探區(qū)帶。

3 主要勘探方向

勘探實(shí)踐表明，白云-荔灣深水區(qū)油氣資源豐富。綜合分析該區(qū)烴源巖分布、生排烴特點(diǎn)、砂體分布構(gòu)造脊和斷裂的耦合關(guān)系以及古構(gòu)造特點(diǎn)，白云-荔灣深水區(qū)主要有3個(gè)勘探方向：一是油氣兼探潛力區(qū)，包括勘探相對(duì)成熟的白云西洼、白云東洼油氣區(qū)以及西南斷階帶和白云南洼；二是以天然氣為主的勘探潛力區(qū)，包括白云凹陷北坡和白云東洼勘探潛力區(qū)，該區(qū)主要以構(gòu)造-巖性復(fù)合型圈閉為對(duì)象；三是南部荔灣凹陷及超深水區(qū)，為陸緣深水區(qū)的勘探遠(yuǎn)景區(qū)。

1) 白云西洼。

白云西洼具有多烴源灶供烴、多層系復(fù)式聚集、優(yōu)勢(shì)運(yùn)移路徑(構(gòu)造脊)的控藏特征，為有利烴源、長(zhǎng)期活動(dòng)的深大斷裂與繼承性(古)構(gòu)造脊匹配良好的區(qū)域。區(qū)內(nèi)沿大型構(gòu)造脊分布著白云3-1、番禺25-2、番禺25-1、恩平24-1等多個(gè)構(gòu)造，目前該區(qū)已在白云3-1和番禺25-2獲得天然氣發(fā)現(xiàn)。結(jié)合前述內(nèi)氣外油特征，預(yù)測(cè)位于北部的番禺25-1和恩平24-1為油藏的可能性大，潛在原油資源量超過1億m3。同時(shí)番禺25-1和恩平24-1構(gòu)造還可能接收來自番禺27洼的油氣。因此，該構(gòu)造帶非常有利，為未來原油勘探的有利區(qū)。

2) 白云東洼及周邊。

白云東洼及周邊區(qū)域已發(fā)現(xiàn)流花20-2、流花16-2、流花23-1、流花29-2A等油藏，證實(shí)了富生油的烴源巖存在，在西部、中部和東部分布著3條構(gòu)造脊和晚期斷裂，共同控制著油氣的優(yōu)勢(shì)分布；該區(qū)以構(gòu)造圈閉為主，數(shù)量較多，規(guī)模中等，分布有流花17-1、流花17-2、流花20-5等有利目標(biāo)，潛在原油資源量超過2億m3。

3) 白云西南斷階和白云南洼及周邊。

白云西南斷階緊鄰白云凹陷西南邊緣，距凹陷中央烴源巖很近，凹陷邊緣近北西、南東向邊界斷層極為發(fā)育，溝通凹陷深部烴源巖，可作為油氣有利的縱向輸導(dǎo)通道。區(qū)域構(gòu)造背景表明，白云西南斷階上有數(shù)個(gè)鼻狀隆起深入凹陷中央，形成良好的油氣匯聚通道。白云西南斷階位于SB23.8陸架坡折帶附近，主要目的層為珠海組上段陸架邊緣三角洲沉積和珠海組下段深水重力流儲(chǔ)層,該套儲(chǔ)層已被鉆井證實(shí)，其有利儲(chǔ)層孔隙度達(dá)16%～23%，滲透率10～300 mD。此外，白云南洼規(guī)模也較大，有可能發(fā)育中深湖相烴源巖，是白云凹陷原油勘探的重要戰(zhàn)場(chǎng)。

白云西南斷階帶及白云南洼區(qū)發(fā)育荔灣13-2、白云22-1、白云23-1/2、白云36-1、白云30-1/2/3、白云28-1等大型構(gòu)造圈閉有23個(gè)，成群成帶分布，整體資源潛力巨大，潛在原油資源量超過6億m3。

4) 白云北坡中新世陸架坡折帶。

該區(qū)位于中新世陸架坡折帶，為陸架邊緣三角洲集中疊置分布區(qū)，整體為白云北坡繼承性構(gòu)造脊主體部位，與近東西反向斷裂帶匹配，發(fā)育4排反向斷裂控制的斷背斜構(gòu)造群，目前已發(fā)現(xiàn)番禺30、番禺34、番禺35等大型氣田。由于該區(qū)發(fā)育低位陸架邊緣三角洲砂體，在中新世縱向疊置分布的陸架坡折帶控制下，在21.0、16.5和13.8 Ma發(fā)育多期的陸架邊緣三角洲及其相關(guān)的深水重力流沉積，發(fā)育大規(guī)模陸架邊緣三角洲-深水巖性圈閉群，由于其位于烴源凹陷之上，斷裂溝通了烴源巖和巨厚的陸架邊緣三角洲、陸坡深水扇沉積構(gòu)造，存在大規(guī)模巖性圈閉油氣藏條件。重點(diǎn)刻畫類似白云5-2等構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉，對(duì)砂體儲(chǔ)層的識(shí)別，特別是砂體邊界條件、含烴流體檢測(cè)等巖性圈閉識(shí)別是下一步工作的重點(diǎn)。

5) 凹陷周緣-隆起和地層超覆圈閉。

白云深水區(qū)在裂陷期明顯受控于南部臺(tái)階式控凹斷裂，發(fā)育大型緩坡帶和軸向的斷裂轉(zhuǎn)換帶，在這些地帶發(fā)育繼承性的古鼻隆帶，文昌組—恩平組及珠海組地層超覆大規(guī)模發(fā)育，該帶發(fā)育大型三角洲或辮狀河三角洲且與烴源巖直接接觸，并與斷裂帶和延伸到深洼的古鼻隆帶疊置，有可能成為油氣匯聚的極佳場(chǎng)所。

6) 南部超深水區(qū)。

最新研究揭示南部超深水區(qū)位于陸緣巖石圈強(qiáng)烈減薄的遠(yuǎn)端帶，分布著荔灣、興寧、鶴山、長(zhǎng)昌東、靖海、揭陽等多個(gè)凹陷。由于其南側(cè)發(fā)育洋陸轉(zhuǎn)換帶，受大型拆離斷層控制發(fā)育斷陷幕、拆離幕、OCT發(fā)育幕等三幕斷陷作用，沉積了巨厚的裂陷期沉積，同時(shí)該區(qū)廣泛分布中生界，因此，該區(qū)主要勘探目的層系為珠海組、恩平組、文昌組和中生界，發(fā)育的大量大型構(gòu)造圈閉是未來深水勘探的遠(yuǎn)景潛力區(qū)。

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(編輯：周雯雯)

Petroleum geology characteristics and exploration direction in Baiyun deep water area，northern continental margin of the South China Sea

Mi Lijun Liu Baojun He Min Pang Xiong Liu Jun

(ShenzhenBranchofCNOOCLtd.,Shenzhen,Guangdong518067,China)

The unknown distribution patterns of source rocks, lack of large structural traps, singular accumulation layer and complex reservoirs are the challenges for petroleum exploration in Baiyun deep water area(including Baiyun sag and Liwan sag)of Pearl River Mouth basin on the continental margin of northern South China Sea. The comprehensive research of tectonics, sedimentary and hydrocarbon accumulation shows that the formation and evolution of continental marginal basin is controlled by the extension and detachment in an intensive lithosphere thinning setting. This extension also controls the source rock distribution during rifting period. Crustal thinning controls the development and distribution of shelf breaks and deep water reservoirs during depression period. It results in the distinctiveness of deep structures, deposition and hydrocarbon accumulation, which are very different from typical non-marine rifting basins and oversea deep water areas. The petroleum accumulation pattern in a shelf edge delta-deep water gravity flow system of Baiyun deep water area is further established based on understanding the basic geology in the area. The overpressure during hydrocarbon generation, late faulting activity and pressure release of diapirs are the favorable accumulation dynamic processes. Successive uplifting and complex migration system of faults-ridges control the hydrocarbon accumulation, resulting in the simultaneous generation of oil and gas, inner gas and outer oil accumulation pattern. Four major hydrocarbon accumulation zones including Baiyun east sag zone, Baiyun west sag zone, Baiyun northern slope zone and Baiyun east zone develop in the area. Moreover, potential zones such as southwest step-fault zone, Baiyun south sag, Liwan sag, and southern ultra-deep water area also develop in this area.

northern continental margin in the South China Sea; Baiyun deep water area; depression controlled by detachment faults; petroleum geology characteristics; accumulation pattern; exploration direction

米立軍，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，2007年獲中國石油大學(xué)(北京)博士學(xué)位，長(zhǎng)期從事油氣勘探領(lǐng)域的管理和綜合研究工作。地址：廣東省深圳市南山區(qū)蛇口工業(yè)二路1號(hào)海洋石油大廈(郵編：518067)。E-mail:milijun@cnooc.com.cn。

1673-1506(2016)02-0010-13

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.02.002

TE12

A

2015-12-31 改回日期：2016-01-20

*“十二五”國家科技重大專項(xiàng)“南海北部深水區(qū)儲(chǔ)層識(shí)別技術(shù)與評(píng)價(jià)(編號(hào)：2011ZX05025-003)”部分研究成果。

米立軍,柳保軍,何敏，等.南海北部陸緣白云深水區(qū)油氣地質(zhì)特征與勘探方向[J].中國海上油氣，2016,28(2)：10-22.

Mi Lijun,Liu Baojun,He Min,et al.Petroleum geology characteristics and exploration direction in Baiyun deep water area，northern continental margin of the South China Sea[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(2):10-22.