南海北部陆缘白云深水区油气地质特征与勘探方向*

2016-06-09 08:58米立军柳保军
中国海上油气 2016年2期
关键词:三角洲烃源深水

米立军 柳保军 何 敏 庞 雄 刘 军

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司 广东深圳 518067)

南海北部陆缘白云深水区油气地质特征与勘探方向*

米立军 柳保军 何 敏 庞 雄 刘 军

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司 广东深圳 518067)

烃源岩分布特征不明、大型构造圈闭缺乏、成藏层系单一和储层条件复杂是南海北部陆缘珠江口盆地白云深水区(包括白云凹陷和荔湾凹陷)油气勘探面临的关键问题。从构造、沉积到成藏的综合性研究表明,陆缘岩石圈强烈薄化背景下的伸展拆离作用控制了陆缘深水区盆地的形成与演化,陆缘岩石圈强烈伸展的结构特征控制了裂陷期规模烃源岩的分布,陆缘地壳强烈薄化带控制了拗陷期陆架坡折带和深水储层的发育与分布,从而导致白云深水区的深部结构、沉积充填及油气成藏等具有特殊性,与典型陆相断陷及国外深水地质差别明显。在此基础上,建立了白云深水区大型陆架边缘三角洲-深水重力流体系油气成藏模式,认识到生烃过程中形成超压、晚期断裂活动和底辟带泄压是有利的成藏动力过程,继承性古鼻状隆起带和断裂-构造脊复合输导体系控制了油气富集成藏,从而导致白云深水区呈现油气兼生、内气外油的特征,形成了白云东洼油气区、白云西洼油气区、白云北坡气区和白云东油气区等四大油气优势聚集带,同时还发育了白云西南断阶带、白云南洼、荔湾凹陷及南部超深水勘探潜力区。

南海北部陆缘;白云深水区;伸展薄化拆离断陷;油气地质特征;成藏模式;勘探方向

0 引 言

珠江口盆地白云深水区位于珠江口以南250 km的南海东北部大陆边缘深水陆坡区(图1),水深300~3 000 m,主要由白云凹陷、荔湾凹陷及其周边局部隆起组成。白云凹陷是一个巨型新生代凹陷(凹陷面积>2万km2,沉积地层厚度>12 km),处于长源、富砂的古珠江水系下方,具有极大的油气勘探潜力。

白云深水区30多年的勘探研究经历了4个重要阶段:一是早期普查阶段(1979—1997年),对深水区进行了基本网二维地震采集,5家外国作业者先后钻探14口井均失利,对深水区烃源和储层提出怀疑而相继退出,合作勘探停顿[1,4-6];二是思路转换白云北坡天然气发现阶段(1998—2001年),层序地层研究认识到深水区具有发育低位储集体的条件,并发现浅层天然气亮点反射,白云北坡的自营钻探证实了白云凹陷的生烃潜力;三是坚定信心稳步向深水迈进阶段(2002—2006年),在国家自然科学基金重点项目及国家战略选区项目的支持下,研究了深水区基础地质条件,全面剖析白云深水区特殊的地质条件,对凹陷特殊成因结构、珠江深水扇形成控制因素、成藏动力学条件以及资源潜力等进行了全面研究;四是深水实质性勘探全面实施阶段(2007—现今),白云深水区的重大突破吸引了大量实物工作量和国家科技重大专项等项目课题的投入与开展,加快了勘探进程,投入了超过2万km2的三维地震、30多口深水探井及若干口评价井的工作量。据统计,白云深水区2001—2015年的自营勘探获得番禺30-1、荔湾3-2、番禺35-2、流花28-2、流花16-2、流花20-2等油气田发现,2004—2012年的合作勘探获得荔湾3-1、流花29-1等气田发现,到目前为止共发现三级储量2 875亿m3天然气和7 690万m3原油,荔湾3-1深水气田也于2014年建成投产。

图1 南海北部深水区区域构造区划图(据文献[1-3]修改)

近期在南海北部陆缘白云深水区的勘探实践证实了白云凹陷为富烃凹陷,具有巨大的油气勘探潜力,同时也显示出其储层条件、圈闭条件及烃源条件与国外成功的深水勘探区相比具有明显的特殊性[7-11]。目前,白云深水区已发现油气田集中分布在白云北坡和白云凹陷东区,且成藏层系相对单一,90%的天然气储量集中在珠江组下段,而在深部和浅层少有发现;同时,白云凹陷在新近系持续沉降背景下大型构造圈闭缺乏,勘探成熟区构造圈闭几近钻探完毕,勘探低成熟区大型构造圈闭也较少分布[12-21]。因此,烃源岩分布特征不明、大型构造圈闭缺乏、成藏层系单一和储层条件复杂是白云深水区勘探面临的关键问题。

本文针对勘探实践中面临的关键问题,以南海北部陆缘白云深水区为研究对象,以基础地质、控烃机制、储层及圈闭发育机理、成藏规律为研究主线,展开陆缘深水油气地质综合研究,揭示出边缘海陆缘成盆机制,刻画出深水盆地烃源条件及生烃机理,阐明大型储集体及圈闭发育规律,并结合横向及纵向复合油气输导体系和晚期成藏模拟分析结果以及有利成藏带目标区的典型分析,探讨陆缘深水区成藏条件的差异性,揭示油气勘探潜力及方向。

1 油气地质特征

1.1 陆缘岩石圈强烈薄化大型拆离作用控制陆缘深水盆地的形成

南海北部陆缘白云深水区在中生代位于特提斯和太平洋域的结合部,处于印度板块、欧亚板块和菲律宾-太平洋板块等三大板块作用的交汇区,具有古近系张裂、陆缘减薄地壳和南海扩张等构造演化背景,因此其凹陷结构、沉积充填及盆地热史等特征表现出明显的特殊性,进而影响到陆缘深水区油气地质特征的特殊性[22-23]。珠江口盆地陆缘深水区地壳-地层结构的长电缆重磁震联合解释揭示,南海北部陆缘自陆向海可分为近端带、细颈化带、远端带和外缘隆起+洋陆过渡带(OCT)等结构构造单元,白云-荔湾凹陷深水区分布在细颈化带和远端带内,由于伸展强烈、应变集中、韧性剪切岩石圈强烈减薄而发育多条大型拆离断层控制的深陷宽断陷(图2)。研究表明,陆缘地壳强烈伸展薄化(伸展系数达到3.0)背景下的大型拆离作用导致南海北部深水区在伸展断陷期经历了脆性伸展均衡断裂的箕状断陷期、脆韧性伸展拆离断裂的拆离断陷期、韧性变形为主的碟形断拗期等演化阶段[22-23],主要体现在以下3个方面:一是裂陷期强烈的横向和垂向伸展作用使得深水区白云、荔湾等凹陷表现出宽断陷的特征,发育大型三角洲—湖相泥岩沉积体系,其面积规模可达2万km2,沉积层最大厚度达7 000 m。二是裂后热沉降期岩石圈地壳强烈减薄的细颈化带位置就是陆架坡折带发育的位置,裂陷期沉积中心为裂后沉降中心,导致白云凹陷和荔湾凹陷成为裂后的2个沉降中心,这2个沉降中心的台阶式沉降控制了陆架坡折带的迁移和分布,进而控制了陆缘深水区陆架边缘三角洲及深水扇砂岩储层的发育。三是陆缘岩石圈强烈薄化的高热流背景使得深水区具有高热流和地温梯度,属于“热盆”,现今地温梯度从陆架到陆坡增大,深水区为24.7~60.8℃/km,平均37.87±7.35℃/km;大地热流从陆架到陆坡也逐渐增大,深水区为36~121 mW/m2,平均71.5±14.2 mW/m2。因此,珠江口盆地白云-荔湾深水区具有地壳韧性变形和高地温梯度的特征(图3),从而形成特殊的盆地结构和不同的油气成藏史[24-30]。

图2 南海北部陆缘地壳-地层结构重磁震联合解释大剖面

总之,断陷期或拗陷期南海北部深水区构造沉降都要比陆架区大得多,伸展成因的拆离断裂形成了宽深断陷,岩石圈强烈薄化作用导致了深水区裂陷期拆离断裂控制的宽深断陷大型三角洲—湖相烃源沉积体系形成,控制了拗陷期陆架坡折带和深水储层的沉积分布,使得深水区具有高地温梯度的生烃和成岩过程。

1.2 陆缘岩石圈强烈伸展的结构特征控制裂陷期规模烃源岩的分布与巨大资源潜力

南海北部陆缘白云深水区大面积二维及三维长缆重磁震新生界全地层联合解释揭示,裂陷期该区发育多组具有伸展拆离背景的大型低角度断裂带的分布,导致位于陆缘深水区的凹陷呈现深陷的宽断陷特征,包括琼东南盆地中央坳陷带、珠江口盆地南部坳陷带和台西南盆地都发育类似的大型拆离断裂控制下的深陷宽断陷群。裂陷期陆缘拆离断裂的伸展作用可导致洼陷带的深陷和大型缓坡的发育,同时缓坡地层发生旋转及挠曲作用控制了主物源方向和沉积古地理,在地震剖面上可见缓坡带大型三角洲前积体和断控陡坡轴向物源复合楔状体,其沉积规模都超过上千平方千米,持续沉积厚度超过上千米。沉积层序研究揭示该沉积体系受控于大型拆离作用,并在缓坡带发育继承性挠曲坡折,表明白云凹陷北坡发育大型三角洲—湖相沉积,沉积物源主体来自北侧,凹陷北部以大型三角洲沉积为主,南部以湖相沉积为主;宽断陷的挠曲变形导致沉积坡折带控制湖盆的沉积环境,高沉降速率、欠补偿沉积和S形前积反射指示了发育大型湖相沉积(湖相沉积最厚4 700 m,面积 6 900 km2,图4)。因此,陆缘地壳强烈伸展薄化作用发育宽断陷,具备形成大型三角洲—湖相烃源岩沉积环境的凹陷结构条件。

图4 白云凹陷文昌-恩平组深陷宽断陷控制下的大型三角洲—湖相沉积体系特征

实钻揭示白云凹陷深水区烃源岩类型具有明显的南北差异性,西北部钻遇恩平组三角洲相地层,烃源岩有机质类型为混合型;而东南部则钻遇文昌组优质腐泥型湖相烃源岩。例如,位于白云凹陷东南部的LW4-1-1井钻遇厚度50m的含常绿栎粉、五边粉组合的文昌组中深湖相泥岩,淡水浮游藻类含量占绝对优势(64.0%~90.7%),以代表环境稳定和富氧的淡水盘星藻葡萄藻为主,为具有一定矿化度、生产力较高的淡水湖泊环境;有机质类型为偏腐泥型,氢指数高(446.18~565.83 mg/g),有机碳含量在1.36%~1.72%之间,热降解率为50.07%~65.42%,其生油潜力大。因此,实钻结果证实了白云深水区发育湖相烃源岩,其生烃潜力巨大;多组台阶式陆缘拆离断裂控制下的深水宽断陷结构特征控制了大型湖相及断拗期海陆过渡相烃源岩的发育,其规模可达2万km2以上。此外,深水区在陆缘伸展薄化过程中经历了不同的热流演化作用,“盆-源-热”共控接力生烃。盆地模拟研究揭示,白云凹陷主生烃期介于0~32 Ma,主生气期在0~23.8 Ma,而主生油期在10~32 Ma;烃源岩熟化率介于0.03%~0.08%Ro/Ma之间,新近纪以来具有高熟化率、生烃期长的特点。最新一轮的资源量计算显示,白云凹陷天然气地质资源量超过1.7万亿m3,原油地质资源量超过13亿t,油气总地质资源量预测超过30亿t油当量。

1.3 陆缘地壳强烈薄化带控制拗陷期陆架坡折带和深水储层的发育与分布

裂后期随着岩石圈裂解及新洋盆的形成,位于强烈薄化细颈化带的陆缘白云深水区发生强烈的台阶式沉降,导致陆架坡折带的形成及由南向北迁移,逐渐演化为发育陆架坡折带的陆坡内盆地[17],接受了多期陆架坡折带控制下的陆架边缘三角洲-深水陆坡深水扇沉积,成为该区主要的有利勘探目标储层(图5)。系统的层序地层、沉积环境及微体古生物分析揭示,陆架坡折带和低位体系域共同控制陆架边缘三角洲、深水重力流水道和深水扇朵叶等规模储集体的分布,是最有利的储层发育区。

图5 陆缘白云深水区陆架坡折带的发育及其陆架边缘三角洲-深水扇响应体系特征图

白云运动形成的台阶式沉降作用导致渐新世以来在白云凹陷南北发育不同分布特征的两大陆架坡折带,进而控制了规模储集体的发育和分布。渐新世珠海组沉积时期,陆架坡折位于白云凹陷南侧白云凹陷与荔湾凹陷之间,呈现NE—SW向分布,由北西向南东方向的迁移导致珠海组海退进积型层序组合的形成,发育大规模的陆架边缘三角洲-深水扇沉积,白云凹陷形成了巨厚的陆架边缘三角洲沉积,相应地在荔湾凹陷发育深水峡谷水道-深水扇朵叶沉积;23.03 Ma白云凹陷发生构造沉降,陆架坡折带由位于凹陷的南部向北部退缩。中新世珠江组—韩江组沉积时期,陆架坡折带相对稳定地分布在白云凹陷北坡番禺低隆起区,使得番禺低隆起区成为陆架边缘三角洲沉积区,而白云凹陷则成为陆坡深水区,发育巨厚的陆坡水道-深水扇复合沉积层。

受渐新世—中新世2个陆架坡折带的控制,白云凹陷发育陆坡深水扇和陆架边缘三角洲2套优质储层,具有明显的分带性:珠海组和珠江组有利储层发育以SQ23.8和SQ21.0为典型代表,以陆架坡折带为界表现为高位浅海陆架三角洲和低位陆架边缘三角洲砂岩,而陆坡下方的深水扇砂体成带分布的特征;白云凹陷发育珠海组陆架边缘三角洲及珠江组陆架边缘三角洲-深水扇储层,其北坡仅发育陆架边缘三角洲砂岩储层;荔湾凹陷珠海组和珠江组都位于陆架坡折带下方,因此深水扇砂岩是其重要储层;而有利储层发育区与构造地貌(陆架坡折带)匹配形成有利的岩性地层+构造复合圈闭发育带(图6)。

图6 白云深水区陆架坡折带与周边油气藏、长期活动断裂、珠海组顶面构造叠合图

钻探证实白云深水区主要优质储层均为深水重力流和陆架边缘三角洲砂岩,近年发现的深水区天然气储量主要来自深水沉积储层:LW3-1、LW3-2深水陆坡重力流水道化朵叶体砂岩储量占68%,LH29-1、LH28-2深水陆坡重力流水道砂岩储量占90%,番禺35-2、番禺30-1等为陆架边缘三角洲砂岩油气田。

总之,陆缘强烈薄化带发育的大型拆离作用造成构造掀斜及差异沉降作用,控制了白云深水区拗陷期新近系两大陆架坡折带和陆架边缘-深水储层及复式圈闭带的发育。

2 油气成藏模式

2.1 大型深宽断陷控制下的多套烃源灶为深水区大中型油气田奠定了物质基础

拆离断裂控制的大型深宽断陷、烃源灶的规模和勘探实践表明白云凹陷油气资源丰富。受陆缘伸展拆离的控制,深水区发育文昌组、恩平组和珠海组等3套烃源岩,其中主力烃源岩为文昌组—恩平组,其湖相烃源岩主要分布于凹陷南部,面积可达上万平方千米,预测以生油为主;而凹陷北部主要发育滨浅湖-三角洲烃源岩,预测油气兼生。由于白云凹陷区珠海组发育的海相三角洲沉积也普遍进入生烃门限,因此预测珠海组的陆缘海相烃源岩可能对周边油气藏具有一定贡献。

热史研究明确了南海北部深水区烃源岩高热流背景下的热演化特征,白云凹陷具有“海陆多套烃源持续供烃”特征,热演化程度具有“北高南低、中央高东西两翼低”的特征。生烃模拟计算了深水区不同洼陷不同时段的生烃量,揭示烃源岩以文昌组为主、恩平组—珠海组为辅的特征,总生烃量超过2 000亿t油当量,有油有气(图7)。

勘探实践也表明白云-荔湾深水区具有油气兼生、下生上储、内气外油的特点,天然气田发育在有利聚集带靠近生烃灶的内侧,而轻质油田分布在有利聚集带的外侧,相对远离生烃灶。白云凹陷北坡番禺低隆起区主要发育天然气藏,含有一定量的凝析油;白云东洼发现了多个油气田,具有内气外油分布特征;白云主洼东翼发现了荔湾3-1等多个气田,钻井也揭示了多个油层和小油田的分布。整体而言,白云凹陷周边的油气分布具有内气外油的特征,特别是气田,其湿度都很大并含有一定量的凝析油,而油藏具有明显的高气油比,原油密度在0.5~0.8g/cm3之间。流体包裹体分析及油气成因与来源分析进一步揭示,白云凹陷天然气具多期次充注特征,东北部为混合型中高成熟度干酪根裂解湿气,南部为低到高成熟度油型气;北部和东部凝析油及原油高分子烃类与气态烃具有不同来源,油主要来源于恩平组烃源岩,气主要来源于文昌组烃源岩。δ13C1—δ13C4分形曲线呈线性关系指示天然气具有单源、近源特征。天然气成熟度为1.4%~1.6%Ro(C2)、1.1%~2.3%Ro(C1),甲基双金刚烷参数计算伴生凝析油成熟度为1.3%~1.6%Ro,表明天然气与凝析油热演化程度一致,其成因具有关联性。分析表明,白云凹陷南部天然气为低成熟—成熟油型气,推测主要为腐泥型母质的烃源岩生成;白云凹陷已发现油气来自文昌组—恩平组,原油(凝析油)有2/3来自恩平组,天然气以来自文昌组的居多;白云凹陷天然气源聚特征具有晚期成藏、近源供气特征;文昌组早期生成的油气未见捕获,现今油气藏主要为文昌组湿气阶段生成的凝析气,恩平组也有贡献。

图7 白云深水区文昌组-恩平组热演化史模拟图

2.2 陆架坡折带控制下的陆架边缘三角洲-深水扇体系控制了储层分布和多圈闭类型

受深部拆离断裂的构造掀斜及差异沉降作用,珠江口盆地陆缘深水区在裂后期逐渐沉积了海相大陆边缘型沉积组合;同时,受台阶式沉降的控制,渐新世以来在白云凹陷南北两侧发育了两大陆架坡折带。由于陆架坡折带和低位体系域共同控制了富砂背景的陆架边缘三角洲-深水扇沉积体系的发育,这2个陆架坡折带分布的范围也是陆架边缘三角洲砂体分布的区域,而坡折下方的陆坡区则是深水重力流储层叠合分布的区域。

白云深水区的勘探也表明,近年发现的天然气储量主要来自陆架边缘三角洲前缘及深水重力流沉积的砂岩储层。目前在白云深水区已发现的优质储层主要有4类:陆架边缘三角洲前缘砂、深水扇朵叶体砂岩、重力流水道复合体砂岩和水道-天然堤复合体内的水道砂岩,其中第1类和第2类为最为优质的储集单元,如荔湾3-1/3-2气田超过68%的天然气地质储量来自深水陆坡重力流水道化扇朵叶体砂岩储层,岩心孔隙度为19%~27%,渗透率高达3 000 mD,为中—高孔高渗储层;而番禺气田群的大部分储量均来自陆架边缘三角洲前缘砂,岩心孔隙度为18%~19%,渗透率高达109~8 400 mD。

由于陆架坡折带对砂岩储层分布具有明显的控制作用,导致在陆架坡折带向物源的区域主要以构造型圈闭为主;而在陆架坡折带及下方的陆坡区,在早期构造斜坡背景下发育4种类型构造岩性圈闭,即陆架边缘三角洲构造-岩性复合圈闭、孤立水道型、水道侧封型和扇朵叶型(图8、9)。其中,构造-岩性复合圈闭均发育在陆架坡折带及大型构造斜坡脊上,叠加砂体的分布可形成多层系的复合输导体系,导致油气的阶梯式分布,陆架边缘三角洲分布的区域在白云北坡,其控制下的油气藏具有明显的构造脊控藏,以番禺气田群的分布特征最为典型(图8);而深水扇砂岩复合圈闭以白云东的LH29油气田群的特征最为典型(图9)。

图8 番禺低隆起陆架边缘三角洲油气输导成藏特征(剖面位置见图6)

图9 白云凹陷东部深水重力流砂体台阶式油气成藏特征(剖面位置见图6)

2.3 生烃过程中形成超压、晚期断裂活动和底辟带泄压是有利的成藏动力过程,长期古隆鼻高带和复合输导体系控制了油气富集成藏

南海北部陆缘白云深水区早期发育超压,12.5 Ma以来晚期断裂活动造成大规模的泄压过程,导致深水区油气的幕式充注,形成已发现的油气田,同时也发育广泛分布的浅层亮点、底辟带(图10)。地层压力模拟和烃类包裹体捕获压力热动力学模拟表明,白云凹陷存在地层压力增压-泄压演化旋回;断裂和底辟顶部含气亮点表明深部生烃超压驱动了烃类的向上运移;大量生烃和高沉积速率导致增压,晚期东沙运动的断裂活动和底辟作用是超压流体得到释放的主要原因。欠压实和生烃增压是超压形成的主要成因,存在卤水、CO2、烃气、油和沥青混杂的沸腾包裹体,表明深部高温高压流体沿断裂或底辟向上快速运移中发生压力骤降和流体相的分离。白云深水区存在快速沉积欠压实和生烃成因的超压以及烃流体经底辟或断裂泄压的过程,中央底辟带/活动断裂与长期古鼻隆高带及局限分布砂体构成复合输导体系控制了油气最终分布格局。

图10 白云深水区成藏主控因素:断裂-底辟-砂体-构造脊复合输导,晚期成藏

总之,岩石圈薄化背景下的晚期断裂/底辟带和长期古鼻隆高带是白云凹陷已发现油气藏主要的油气输运和汇聚成藏的控制因素。白云深水区已发现油气藏的成藏模式为文昌组—恩平组烃源岩生烃过程形成超压,晚期东沙运动形成断裂和底辟带泄压,模糊带和浅层含气亮点是白云凹陷存在超压史并造成流体释放的表征。珠江组和珠海组陆架坡折带控制陆架边缘三角洲和陆坡深水重力流砂岩储层,底辟带、断裂带+长期古鼻隆高带+与之联系的砂体侧向输导是有利的运聚体系,附近的有效圈闭是有利勘探区带。

3 主要勘探方向

勘探实践表明,白云-荔湾深水区油气资源丰富。综合分析该区烃源岩分布、生排烃特点、砂体分布构造脊和断裂的耦合关系以及古构造特点,白云-荔湾深水区主要有3个勘探方向:一是油气兼探潜力区,包括勘探相对成熟的白云西洼、白云东洼油气区以及西南断阶带和白云南洼;二是以天然气为主的勘探潜力区,包括白云凹陷北坡和白云东洼勘探潜力区,该区主要以构造-岩性复合型圈闭为对象;三是南部荔湾凹陷及超深水区,为陆缘深水区的勘探远景区。

1) 白云西洼。

白云西洼具有多烃源灶供烃、多层系复式聚集、优势运移路径(构造脊)的控藏特征,为有利烃源、长期活动的深大断裂与继承性(古)构造脊匹配良好的区域。区内沿大型构造脊分布着白云3-1、番禺25-2、番禺25-1、恩平24-1等多个构造,目前该区已在白云3-1和番禺25-2获得天然气发现。结合前述内气外油特征,预测位于北部的番禺25-1和恩平24-1为油藏的可能性大,潜在原油资源量超过1亿m3。同时番禺25-1和恩平24-1构造还可能接收来自番禺27洼的油气。因此,该构造带非常有利,为未来原油勘探的有利区。

2) 白云东洼及周边。

白云东洼及周边区域已发现流花20-2、流花16-2、流花23-1、流花29-2A等油藏,证实了富生油的烃源岩存在,在西部、中部和东部分布着3条构造脊和晚期断裂,共同控制着油气的优势分布;该区以构造圈闭为主,数量较多,规模中等,分布有流花17-1、流花17-2、流花20-5等有利目标,潜在原油资源量超过2亿m3。

3) 白云西南断阶和白云南洼及周边。

白云西南断阶紧邻白云凹陷西南边缘,距凹陷中央烃源岩很近,凹陷边缘近北西、南东向边界断层极为发育,沟通凹陷深部烃源岩,可作为油气有利的纵向输导通道。区域构造背景表明,白云西南断阶上有数个鼻状隆起深入凹陷中央,形成良好的油气汇聚通道。白云西南断阶位于SB23.8陆架坡折带附近,主要目的层为珠海组上段陆架边缘三角洲沉积和珠海组下段深水重力流储层,该套储层已被钻井证实,其有利储层孔隙度达16%~23%,渗透率10~300 mD。此外,白云南洼规模也较大,有可能发育中深湖相烃源岩,是白云凹陷原油勘探的重要战场。

白云西南断阶带及白云南洼区发育荔湾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等大型构造圈闭有23个,成群成带分布,整体资源潜力巨大,潜在原油资源量超过6亿m3。

4) 白云北坡中新世陆架坡折带。

该区位于中新世陆架坡折带,为陆架边缘三角洲集中叠置分布区,整体为白云北坡继承性构造脊主体部位,与近东西反向断裂带匹配,发育4排反向断裂控制的断背斜构造群,目前已发现番禺30、番禺34、番禺35等大型气田。由于该区发育低位陆架边缘三角洲砂体,在中新世纵向叠置分布的陆架坡折带控制下,在21.0、16.5和13.8 Ma发育多期的陆架边缘三角洲及其相关的深水重力流沉积,发育大规模陆架边缘三角洲-深水岩性圈闭群,由于其位于烃源凹陷之上,断裂沟通了烃源岩和巨厚的陆架边缘三角洲、陆坡深水扇沉积构造,存在大规模岩性圈闭油气藏条件。重点刻画类似白云5-2等构造-岩性复合圈闭,对砂体储层的识别,特别是砂体边界条件、含烃流体检测等岩性圈闭识别是下一步工作的重点。

5) 凹陷周缘-隆起和地层超覆圈闭。

白云深水区在裂陷期明显受控于南部台阶式控凹断裂,发育大型缓坡带和轴向的断裂转换带,在这些地带发育继承性的古鼻隆带,文昌组—恩平组及珠海组地层超覆大规模发育,该带发育大型三角洲或辫状河三角洲且与烃源岩直接接触,并与断裂带和延伸到深洼的古鼻隆带叠置,有可能成为油气汇聚的极佳场所。

6) 南部超深水区。

最新研究揭示南部超深水区位于陆缘岩石圈强烈减薄的远端带,分布着荔湾、兴宁、鹤山、长昌东、靖海、揭阳等多个凹陷。由于其南侧发育洋陆转换带,受大型拆离断层控制发育断陷幕、拆离幕、OCT发育幕等三幕断陷作用,沉积了巨厚的裂陷期沉积,同时该区广泛分布中生界,因此,该区主要勘探目的层系为珠海组、恩平组、文昌组和中生界,发育的大量大型构造圈闭是未来深水勘探的远景潜力区。

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(编辑: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

米立军,男,教授级高级工程师,2007年获中国石油大学(北京)博士学位,长期从事油气勘探领域的管理和综合研究工作。地址:广东省深圳市南山区蛇口工业二路1号海洋石油大厦(邮编: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”国家科技重大专项“南海北部深水区储层识别技术与评价(编号:2011ZX05025-003)”部分研究成果。

米立军,柳保军,何敏,等.南海北部陆缘白云深水区油气地质特征与勘探方向[J].中国海上油气,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.

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