珠江口盆地白云凹陷北坡新近系层序构型及油气有利区

易雪斐，张昌民，李少华，杜家元，，周凤娟，袁 才

(1.长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室，湖北武汉430100;2.中海石油深圳分公司，广东广州510240)

珠江口盆地位于我国南海北部，处于广东大陆以南、海南岛和台湾之间的大陆架及大陆坡区，面积14.7×104km2，是一个大型的以新生界为主体的沉积区［1－2］。珠江口盆地是我国海洋石油快速发展的原油生产基地之一，自1983年以来已发现油气储量6亿多吨，连续多年年产量超过千万立方米［3］。白云凹陷是珠江口盆地最大的凹陷，白云凹陷北坡(简称白云北坡)具有良好的天然气成藏条件，它气源充足、储盖优良、圈闭条件优越、复合输导体系使油气运移顺畅无阻，是天然气勘探的重点区域［4］。但是，多年的钻探后，珠江口盆地显形的构造圈闭越来越少，钻探风险日益增大，隐蔽油气藏勘探迫在眉急。国内外勘探开发实例证明，层序地层学成为隐蔽性油气藏勘探最有效的方法。近20多年，层序地层学研究已经普及到珠江口盆地油气勘探的各个区块，并取得了大量的成果和认识［5－7］。但前人的层序地层学研究大多针是对某一区块进行的，有一定的针对性和局限性。本次研究是在全区层序地层学综合研究的基础上，重点对白云北坡不同层序格架进行层序构型识别，更深刻的认识层序类型，分析层序格架下的沉积体系类型及展布，为预测白云北坡有利勘探区域提供科学指导。

1 地质背景

珠江口盆地属华南大陆边缘的水下延伸部分，它处于太平洋、欧亚及印度－澳大利亚3个板块相互作用的特殊构造位置和特提斯构造域与太平洋构造域的混合叠置区［8］。主要经历了早始新世—中渐新世时期的伸展断陷、晚渐新世—中中新世的坳陷沉降及晚中新世以后的块断升降三大构造演化阶段，形成了5个北东向的大型构造带。白云北坡包含了中央隆起带上的番禺低隆起和南部坳陷带中的白云凹陷北部(图1)。在复杂的地质背景和地球动力学条件下，白云北坡充填了文昌组河湖相沉积、恩平组大型湖盆沉积、珠海组三角洲－浅海陆相沉积、珠江组－粤海组三角洲－陆棚－陆坡深水沉积以及第四系粘土质粉砂沉积［9－10］。新近纪以来白云运动伴随着南海扩张脊向南跃迁，使陆架坡折从之前的白云凹陷的南部跃迁至白云凹陷的北部，而东沙运动造成了断块的升降(图2)。

图1 珠江口盆地白云凹陷北坡位置Fig.1 Location of the north slope of Baiyun Sag，Pearl River Mouth Basin

图2 珠江口盆地白云凹陷北坡地层柱状图Fig.2 Columnar section of the north slope of Baiyun Sag，Pearl River Mouth Basin

2 层序格架及层序构型

本次的层序地层学研究是在前人研究的基础上，结合运用岩心上的风化壳和岩性突变面、测井曲线形态和组合样式的突变［11］、地震反射上的削截、顶超、上超和下切谷等特征［12］以及古生物资料［13］，在新近系识别出15个三级层序界面和和3个二级层序界面，对应划分了14个三级层序(NSQ1—NSQ14)和2个二级层序(23.8～10.5 Ma和10.5～5.5 Ma)(图3)，首次实现了珠江口盆地全盆层序格架的拉通。这些层序界面特征在白云凹陷非常明显，在此就不详细介绍。

白云北坡新近系的14个三级层序，是构造运动、海平面变化以及沉积物供给等多因素综合作用的结果，而且珠江口盆地复杂的地质背景必然造成其层序样式的多样性［14－15］。盆地的陆架坡折带一直分布在白云凹陷内，只是23.8 Ma之后白云北坡受到深部幔源作用的影响，产生强烈的沉降，陆架坡折由凹陷的南部向北部发生了迁移，之后一直稳定在北坡区域。而且白云北坡陆架区相对宽缓，故海平面的不同下降程度，将造成不同的层序边界和层序类型。当海平面下降幅度较大，下降到坡折带以下时，陆架暴露地表，形成下切谷等Ⅰ型层序边界，如 SB23.8，SB21.0，SB17.5，SB13.8和SB10.5在白云区界面之下地层削截特征很明显;当海平面下降幅度较小，陆架上沉积体系向盆地方向发生进积，但未到达坡折带，只能形成Ⅱ型层序界面，对应于Ⅱ型层序。

图3 白云北坡新近系层序Fig.3 Sequence classification on the north slope of Baiyun Sag

等时层序格架的建立，为层序构型的分析奠定了良好的基础。所谓层序构型是指三级层序内不同体系域地层单元时间－空间组成的配置关系，按体系域的地层厚度关系划分出L型(以低位体系域地层厚度为主)、T型(以海侵体系域地层厚度为主)、TH型(海侵体系域和高位体系域厚度相当)、H型(以高位体系域地层厚度为主)4种类型［16］。

白云北坡的Ⅰ型三级层序中(图4，剖面所在位置如图1中紫色线条所指处)，各体系域发育完整，初始海泛面(橘黄色线条)分隔了LST和TST，最大海泛面(红色线条)分隔了TST和HST。图4中从下至上，依次发育进积的LST、退积的TST和加积－进积的两期HST，各体系域中砂体沿物源方向逐渐变薄。层序构型分析表明(表1):P1井和P2井的hHST＞hLST+hTST，为H型，P3井和P4井的hTST≈hHST，为TH型;P5井的hLST＞hTST+hTST，为L型(h为厚度，m)。同一层序内，从盆地边缘往盆地中心，RLST逐渐增大，RHST逐渐减小。在前人对层序构型研究的基础上，进一步考虑厚度系数来划分层序构型的类型，即RLST＞RTST+RHST。并且，RLST＞0.5时，为 L型;当 RTST≈RHST，并且 RTST+RHST＞0.5时，为TH 型;当RHST＞RLST+RTST，并且RHST＞0.5时，为H型(R为厚度系数)。

对于白云北坡的Ⅱ型层序，一般陆棚边缘体系域厚度较薄，所以对应的层序构型类型主要为T型、TH型或H型。

表1 P1—P5井剖面体系域厚度、厚度系数及构型Table 1 Thickness，thickness coefficient and architecture type of each system tract on the section of Well P1 to Well P5

图4 白云凹陷北坡P1—P5井NSQ2连井剖面Fig.4 Well-tie section of NSQ2 from Well P1 to Well P5 on the north slope of Baiyun Sag

3 沉积体系

新近纪以来，古珠江一直是珠江口盆地的重要物质来源，三角洲沉积体系一直以来也是陆架上的重要沉积类型。随着海平面变化、陆架坡折带的变迁、沉积物供给和海洋水动力等内外因素的变化，白云北坡上演绎着内陆架三角洲—中陆架三角洲—陆架边缘三角洲的变迁史［17－18］。白云北坡典型的Ⅰ型层序内，LST时期，由于海平面下降幅度较大，并且沉积物供给充足，并且主要发育了重要的陆架边缘三角洲为“背景源”，峡谷水道为“输送渠”，深水扇为“沉积汇”的“源－汇”沉积体系［19］，它们也是L型构型中的主要组成部分;在TST发育期及HST早期，伴随着海平面的持续上升，只有少数沉积物被分配到白云北坡，峡谷水道和扇体都不发育，此时只沉积了内陆架－陆棚沉积体系，但较大幅度的海平面上升会有利于T型构型的发育，对于烃源岩的发育是有利的;在HST晚期及LST早期，海平面有了一定幅度的下降，会把沉积物往盆地方向上搬运一定的距离，形成中陆架三角洲－陆棚体系，这时多有助于形成TH型和H型构型。每种层序构型中，对应的沉积体系是不同的，但在白云北坡，L型主要由陆架边缘三角洲+峡谷水道+低位扇体组成;T型构型主要为海侵泥岩+内陆架三角洲;TH型主要由内陆架三角洲和中陆架三角洲体系组成;H型主要包含了中陆架三角洲(图5)。

4 油气聚集有利区

图5 Ⅰ型层序内不同时期沉积体系Fig.5 Depositional system distribution in different periods ofⅠsequence

图6 白云凹陷北坡有利沉积体系分布Fig.6 Distribution of favorable depositional systems on the north slope of Baiyun Sag

坡折带控砂控藏的机理决定了白云北坡这个坡折带活跃的区域必定是油气勘探和开发的重点目标区带。该区层序构型的分布具有一定的规律性，靠近盆地边缘，以H型为主，靠近盆地中心方向，以L型为主，中间出现TH型、T型的过渡。所以，在白云凹陷北部发育高位时期形成的中陆架三角洲组成的H型层序+海侵时形成的内陆架三角洲组成的T或TH型层序，为主要的有利区域，其中内陆架三角洲和中陆架三角洲的三角洲平原中分流水道为有利砂体;在白云凹陷的中部发育主要由低位时期形成的陆架边缘三角洲组成的L型层序为有利区(图6)，但仅限于Ⅰ型发育的那几个层序内，其中陆架边缘三角洲前缘的水下分流河道、河口坝、远砂坝与峡谷水道、浊积体等为有利相带。

5 结论

1)白云北坡是新近系陆架坡折活跃地带，该区发育两种不同类型的层序。随着海平面变化和沉积物供给等条件的变化，Ⅰ型层序内部演绎了陆架边缘三角洲—内陆架三角洲—中陆架三角洲的变迁。

2)层序构型分析结果表明，盆地边缘发育H型，靠近盆地中心发育L型，中间出现T型和TH型。H型和L型有利于储层发育，而T型多发育较好的烃源岩。

3)白云北坡L型层序中陆架边缘三角洲－峡谷水道－深水扇体的三位一体、H型层序中的中陆架三角洲以及TH型中的内－中陆架三角洲为有利区域。

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