珠江口盆地靖海凹陷多边形断层系统成因及油气成藏意义

珠江口盆地靖海凹陷中新统发育大量密集分布、走向多变、延伸长度有限、断距小、倾角陡且互相切割及平面上呈多边形几何特征的小型正断层。综合研究认为,该系列小断层为非构造成因的多边形断层。多边形断层是由于地层超压诱导的周期性压力释放而形成的微裂缝,超压成因以快速沉积造成的不均衡压实为主,带动水热增压作用和矿物脱水作用。靖海凹陷由始新世-渐新世裂谷断陷期,过渡为早中新世-中中新世的裂后热沉降期,沉积由近海浅湖相过渡为深海-半深海相,沟通断陷期陆相及浅海相烃源岩和坳陷期深海-半深海相储集层的长期断裂不发育,缺乏油气垂向运移的主要通道,成为制约该期成藏的关键因素。多边形断层在靖海凹陷中新统珠江组和韩江组中广泛发育,可作为油气运移的输导通道,起到对油气运移分流调节作用,控制成藏区带分布,对靖海凹陷裂后热沉降期油气成藏具有重要的意义。     

南海北部陆缘深水盆地多边形断层几何特征及成因

基于高分辨3D地震资料研究得出,南海北部大陆边缘深水区的珠江口盆地白云凹陷、琼东南盆地华光凹陷、长昌凹陷和北礁凸起中新统普遍发育了延伸长度短、间距小、断距小、倾角大、〖JP3〗受层序边界控制、平面呈多边形特征的小型伸展正断层,即多边形断层。借助区域相对海平面变化曲线、盆地构造和沉积演化、ODP钻井和深水油气井资料,探讨了南海北部多边形断层的形成机理。珠江口盆地白云凹陷和琼东南盆地华光凹陷多边形断层发育在海泛面对应的密集段上下,其形成受早期成岩过程中的压实脱水、黏土矿物相变脱水和生烃增压作用影响,可用超压泥岩水压破裂模型解释。琼东南盆地长昌凹陷和北礁凸起受复杂构造和沉积环境影响,多边形断层具有一定的定向性,地层岩性也较为复杂,除了受早期成岩过程中的压实脱水、水压破裂作用影响外,还受构造应力和重力扩展作用的叠加改造。     

琼东南盆地断裂系统及其油气输导特征

琼东南盆地的断裂主要发育于古近系裂陷构造层,NE向和近E W向断裂是所谓“控盆控带断裂”。断裂绝大部分为具正断距的基底断裂。反向正断裂一般是控凹或控洼的基底断裂。断裂活动可分为4个旋回,古近纪断裂活动强度大,控制沉积发育。切层发育的断裂既能充当流体垂向运移的输导体,也能充当流体侧向运移的输导体。古近纪断层活动期间所形成的断裂岩,其侧向封闭性对后期流体沿砂质岩侧向输导体系的运移产生明显影响。小位移正向断层通常具有较强的侧向输导能力,而反向正断层对油气有较强的遮挡作用。新近纪,琼东南盆地进入生排烃高峰期,断层活动对流体运移和油气成藏具有明显的控制作用。早—中中新世热沉降期间断裂活动对流体垂向输导能力较强,断层活动具有张性和扭张性特征;晚中新世—第四纪快速沉降期间断裂活动对流体垂向输导能力相对较弱,活动断层主要为扭压和扭性断层。     

南海北部深水区油气地质特征

南海北部陆坡深水区新生代发育两种类型凹陷：一类为大型继承性断 坳叠合型凹陷,其裂谷期、热沉降期和新构造期沉积都很发育,且在垂向上叠合分布;另一类是断陷型凹陷,主要发育裂谷期沉积。大型继承性断 坳叠合型凹陷中发育3套古近系烃源岩,烃源岩体规模大,以生气为主;主力储层是渐新统滨浅海三角洲砂岩、新近系低位扇砂岩;区域盖层是区域性海相泥岩;凸起及低凸起上披覆构造型圈闭发育,凹陷内凹中隆构造圈闭发育。白云凹陷油气具有垂向运移和辐射状运移双重特征,琼东南盆地深水区具有从烃灶向南汇聚运移的特征。丰富的烃源、高效的输导条件、大量的构造圈闭及其有利的配置关系表明,深水区的大型继承性断 坳叠合型凹陷具有巨大的勘探潜力。相对于大型继承性断 坳叠合型凹陷,断陷型凹陷古近系烃源岩规模小,圈闭类型单一且规模小,其油气勘探潜力还有待进一步证实。     

琼东南盆地多边形断层在流体运移和天然气水合物成藏中的作用

 多边形断层是由未固结沉积物脱水使得体积收缩而在平面上呈现多边形形状,且具有微小断距、分布密集的张性断层。在琼东南盆地深水区的中新世—上新世地层中,利用三维地震相干切片可以发现小规模流体运移通道——多边形断层。同样在二维高分辨率地震剖面上也能发现多边形断层、底辟和同相轴下拉的管状构造,距海底双程走时250ms和300ms位置存在强的似海底反射层（Bottom Simulating Reflector,简称BSR）。利用约束稀疏脉冲反演和地震属性分析表明,多边形断层上部地层的管状构造和模糊反射区为低声波阻抗异常和低频率异常,BSR上为高声波阻抗和高频率异常。多边形断层、管状和底辟构造破坏了琼东南盆地裂后热沉降阶段巨厚的泥岩地层的封闭性,使大量流体垂直和近似垂直向上运移,为天然气水合物形成提供了充足气源。     

世界深水油气勘探进展与我国南海深水油气前景

深水油气是世界上油气勘探快速发展的领域,2004年最高钻井水深纪录已达3 050 m,我国三大石油公司也开始了南海深水油气的勘探。指出:从国外发现的深水油气田来看,绝大多数含油气盆地位于离散大陆边缘,发育有裂陷前期、裂陷期和裂后热沉降期3个超层序;烃源岩大多是裂陷期的湖相和滨浅海相沉积以及裂后热沉降期海相灰岩、页岩;储层则以裂陷热沉降期深水浊流沉积体系和裂陷期的砂岩为主;深水油气的成藏模式,除裂陷盆地的成藏模式外,还有裂后热沉降期裂陷的深水浊积砂岩油藏、底辟构造油藏等特殊类型。通过对南海2个深水地区油气地质条件的分析,认为南海与国外已有油气发现的深水区具有许多相似的含油气地质条件和丰富的油气远景。     

琼东南盆地构造演化特征及其对油气藏的控制浅析

琼东南盆地为一新生代含油气盆地。通过对南海扩张、红河断裂及太平洋板块等琼东南盆地区域构造演化主控因素的分析,结合其内部层序及断裂特征将琼东南盆地新生代以来的构造演化分为晚白垩世-晚渐新世多幕裂陷、早中新世-中中新世区域热沉降和晚中新世以来的新构造 3 大构造演化阶段。在构造演化基础上分别探讨了琼东南盆地构造演化与烃源岩、储盖层及其圈闭形成之间的关系,进一步指出琼东南盆地中部构造调节区域（崖北凹陷、松西凹陷、陵水低凸起、松涛凸起、陵水凹陷、松南凹陷、中央低凸起及北礁凹陷）为琼东南盆地油气勘探最有利的区域。     

南海北部莺歌海盆地与琼东南盆地油气成藏条件比较研究

莺歌海盆地与琼东南盆地位于南海北部大陆边缘西部，两盆地虽仅以①号断层相隔，但其油气成藏特征差异明显：莺歌海盆地以中新统三亚一梅山组和上新统底部莺歌海组海相泥岩为主要烃源岩，而琼东南盆地主要烃源岩为渐新统崖城一陵水组近海含煤岩系；泥底辟活动产生的大量垂向断层、裂缝是莺歌海盆地油气垂向运移的主要通道，而琼东南盆地西区则以侧向输导为主，东区兼有垂向和侧向输导特征；莺歌海盆地中新世晚期泥底辟背斜、披覆背斜、断块等构造圈闭及地层岩性圈闭是油气聚集的主要圈闭类型，琼东南盆地则以古近纪构造圈闭为主、新近纪地层岩性圈闭为辅。认为莺歌海盆地下含气系统具有巨大资源潜力，是未来油气勘探的主要靶区；琼东南盆地的主要勘探领域应放在古近系和能与古近系连通的新近纪岩性一构造复合圈闭上，深水区则是该盆地非常重要的油气勘探新领域。     

南海北部多幕裂陷作用与含油气系统

南海北部的断陷盆地经历了早第三纪裂谷期和晚第三纪及第四纪裂后期二个演化时期,具多幕裂陷作用.构造与沉积的耦合作用,使盆地的演化具有多个阶段,包括构造地层序列的多幕性和各幕沉积充填样式的不同,以及因此形成的不同时期的烃源岩,组成了多个含油气系统;同时,断裂的多次活动,使早期含油气系统中已成藏的油气再次运移并再次聚集成藏.珠江口盆地珠三坳陷裂谷期可分为三个演化幕,而晚始新世末的一次盆缘张断事件造成了Ⅱ、Ⅲ幕之间沉降中心的迁移,发育了不同类型的古湖泊,形成了不同有机质类型的烃源岩,组成了多个含油气系统.裂后期的裂陷幕与油气的再次运移和再次成藏密切相关.     

琼东南盆地北部构造变换带及其油气地质意义

琼东南盆地北部构造变换带构造特征复杂,与油气的关系不明确。在地震解释及地质研究分析构造变换带类型及发育特征的基础上,结合储集岩、烃源岩、圈闭及运移条件,总结了构造变换带的油气地质意义。研究结果表明,琼东南盆地北部发育相向倾斜接力式构造变换带,主要是通过主干断裂分支次级断裂、扭转断层走向和改变断裂活动速率来实现位移和应变平衡。在断陷早期形成了构造变换带与物源剥蚀区、沉积中心相间分布的古地理格局,这一古地理格局控制着构造变换带优质储集岩、烃源岩、构造或构造-岩性圈闭发育和油气运移过程,使得构造变换带具有良好的油气成藏条件。位于构造变换带内的构造圈闭或构造-岩性圈闭是油气富集的有利部位。     

南海北部边缘盆地CO2成因及充注驱油的石油地质意义

在获取大量地质、地球化学资料的基础上,对南海北部边缘盆地CO₂的成因及充注驱油特征进行了分析,结果表明:南海北部边缘盆地CO₂可划分为壳源型岩石化学成因、壳源型有机成因、壳幔混合型及火山幔源型成因4种成因类型;其中,莺歌海盆地壳源型及壳幔混合型CO₂运聚成藏主要受控于泥底辟热流体晚期分层分块多期局部上侵活动与上新统—中新统海相含钙砂泥岩的物理化学综合作用;琼东南盆地东部及珠江口盆地火山幔源型CO₂成藏主要受控于幔源型火山活动及沟通深部气源的基底深大断裂的展布;CO₂运聚成藏中,其充注驱油过程主要受运聚输导条件及气源供给等诸多地质关键因素的制约和控制.由于CO₂充注驱替往往导致油气藏中油气再分配或重新组合,并引起原来的油气产出及产状特征发生变化,故容易形成新的油藏或气藏.因此,可以将CO₂充注驱油特征作为判识油气成藏动态过程的示踪标志,用于预测油气运聚状态,追踪油气分布特征.     

南海北部陆缘晚期油气成藏机理及动力学过程

总结了南海北部陆缘晚期(或浅层)油气藏的勘探技术和方法,指出晚期油气成藏具有海底麻坑、气烟囱、"地震模糊带"和"亮点"等地震异常特征,从地化特征上可划分为浅层生物气、成熟—高成熟热解气和高含CO₂热解气等3种油气成藏类型.在研究新构造运动表现形式的基础上,分析了逆断层、正断层和底辟—走滑断层3个断层活动区的晚期油气成藏机理,指出断层晚期活动和后期快速沉降促进了油气的运移和再分配,晚期油气成藏主要沿莺歌海盆地莺东斜坡带、东方—乐东区和沿琼东南盆地二号断裂带及珠江口盆地坳陷边缘斜坡带等分布,有利于油气和天然气水合物的勘探.      

琼东南盆地宝岛北坡断层封闭性与油气运聚关系

在对琼东南盆地宝岛北坡最新油气勘探资料分析基础上,通过比对宝岛北坡A区和B区的油气地球化学特征,利用Knipe三角图和断层连通概率法(FOI)综合评判地区断层封闭性,最后结合油气成藏期、断层主要活动期、沉积相等地质特征,分析宝岛北坡断层封闭性对地区油气运聚产生的影响。结果表明:宝岛北坡A区天然气具有重烃含量高、非烃含量低、碳同位素组成轻且凝析油中不含C₃₀-4甲基甾烷和双杜松烷的特征,这与B区有明显区别;研究区内断层主要活动期为三亚组(T₅₀-T₆₀)沉积时期,在晚期的油气运聚高峰期时断层主要是静止的;现今断层具有分段封闭性的特征,深部断层封闭性较差成为沟通烃源岩和储层的良好通道;断层的分段封闭性特征造成了宝岛A区和B区油气不同的运聚方式,从而导致了气藏中油气性质的不同。     

深水区——南海北部大陆边缘盆地油气勘探新领域

南海北部大陆边缘经历了前裂谷期、裂谷期、热沉降期和新构造期4大构造演化阶段,形成了多个新生代盆地。在深水区(水深大于300m)裂谷期(古近纪)伸展断裂活动强烈,形成凸凹相间的构造格局,凹陷中沉积了厚度为3 000-6 000m的古近系;热沉降期(早—中中新世)发生了区域性拗陷作用,形成了隆坳相间格局,沉积厚度小于2 000m;新构造期(晚中新世—第四纪)沉降幅度加大,并沉积了巨厚的地层,断裂活动东强西弱。上述3期构造演化均形成了沉积厚度很大的叠加伸展盆地。深水区生烃凹陷是裂谷期的断陷,已经证实的主力烃源岩是渐新统下部中深湖相泥岩、海陆过渡相泥岩、海相泥岩与煤系地层,可能的烃源岩是始新统中深湖相泥岩,潜在的烃源岩是渐新统上部和中新统海相泥岩,生、排烃产物主要是天然气。深水区至少有3套储层,即渐新统海陆过渡相砂岩、新近系海相砂岩及生物礁、始新统陆相砂岩。盖层发育广泛,区域性盖层是新近系海相泥岩和渐新统泥岩。圈闭数量较多,其类型主要有披覆背斜、断层圈闭和深水扇体等。油气运移方式随时间和空间的不同变化很大,受新构造期断裂活动控制,琼东南盆地深水区以侧向运移为主;白云凹陷早期以侧向运移为主,晚期以垂向运移或断坡-断坪运移为主。深水区成藏单元有凸起、凹中次凸、断裂带和深水扇等。深水区油气勘探的策略是优先勘探凹陷内部及其周边正向构造上的构造圈闭,然后逐渐向凹陷内的非构造圈闭拓展。     

南海北部叠合断陷盆地海陆过渡相烃源岩及成藏贡献——以珠二坳陷白云凹陷为例

伸展盆地裂谷期为陆相、海陆过渡相和海相沉积充填的叠合断陷盆地,与断陷期完全为陆相地层充填的陆相断陷盆地在形成的板块构造环境、沉积相和烃源岩等方面有显著区别。中国近海叠合断陷盆地一般主要沉积有陆相、海陆过渡相和海相3个层系的烃源层,其中海陆过渡相烃源岩是南海北部断陷盆地珠二坳陷、琼东南盆地的主力烃源岩,该层系生烃成藏均晚于断陷期沉积的陆相地层。该类烃源岩具有陆源生烃母质和海相生烃母质双源输入的混合特征,干酪根类型为Ⅱ-Ⅲ型,以生气（煤型气）为主,但浅部烃源岩有一定的生油能力,其生成的油气亦有双源成因的特征。油气源对比研究表明,白云凹陷番禺地区和LW3-1气田油气成藏的主要贡献者是白云凹陷海陆过渡相的恩平组烃源岩,但也有渐新统珠海组海相烃源岩的贡献。勘探实践证明,这种海陆过渡相烃源岩目前已成为南海北部断陷盆地最为重要的烃源层系,是该区有效的烃源岩。     

深水区——南海北部大陆边缘盆地油气勘探新领域

南海北部大陆边缘经历了前裂谷期、裂谷期、热沉降期和新构造期4大构造演化阶段,形成了多个新生代盆地。在深水区(水深大于300m)裂谷期(古近纪)伸展断裂活动强烈,形成凸凹相间的构造格局,凹陷中沉积了厚度为3 000-6 000m的古近系;热沉降期(早—中中新世)发生了区域性拗陷作用,形成了隆坳相间格局,沉积厚度小于2 000m;新构造期(晚中新世—第四纪)沉降幅度加大,并沉积了巨厚的地层,断裂活动东强西弱。上述3期构造演化均形成了沉积厚度很大的叠加伸展盆地。深水区生烃凹陷是裂谷期的断陷,已经证实的主力烃源岩是渐新统下部中深湖相泥岩、海陆过渡相泥岩、海相泥岩与煤系地层,可能的烃源岩是始新统中深湖相泥岩,潜在的烃源岩是渐新统上部和中新统海相泥岩,生、排烃产物主要是天然气。深水区至少有3套储层,即渐新统海陆过渡相砂岩、新近系海相砂岩及生物礁、始新统陆相砂岩。盖层发育广泛,区域性盖层是新近系海相泥岩和渐新统泥岩。圈闭数量较多,其类型主要有披覆背斜、断层圈闭和深水扇体等。油气运移方式随时间和空间的不同变化很大,受新构造期断裂活动控制,琼东南盆地深水区以侧向运移为主;白云凹陷早期以侧向运移为主,晚期以垂向运移或断坡-断坪运移为主。深水区成藏单元有凸起、凹中次凸、断裂带和深水扇等。深水区油气勘探的策略是优先勘探凹陷内部及其周边正向构造上的构造圈闭,然后逐渐向凹陷内的非构造圈闭拓展。     

琼东南盆地油气成藏组合、运聚规律与勘探方向分析

琼东南盆地是南海北部被动大陆边缘的新生代含油气盆地，具典型断坳双层结构，其油气运聚分布规律及成藏条件与中国东部陆相断陷盆地类似，油气成因类型多，油气源复杂，且不同区带油气运聚规律及成藏组合与成藏控制因素均差异明显。根据本区油气成因类型及2类主要油气成藏组合（自生自储，下生上储）的运聚成藏模式特征，剖析与探讨油气运聚成藏规律，指出近期油气勘探方向，为提高油气勘探成功率、降低勘探风险提供决策依据。     

南海北部深水区盆地烃源条件和油气源

南海北部深水区在古近纪经历了多幕裂陷作用,至新近纪开始进入坳陷阶段。裂陷期发育湖相和海陆过渡相烃源岩,坳陷期发育海相烃源岩,其中海陆过渡相烃源岩是南海北部深水区的主要烃源岩。南海北部深水区已发现的油气主要来源于海陆过渡相的崖城组和恩平组,海相的珠海组烃源岩对珠二坳陷深水区原油有重要贡献。琼东南盆地深水区天然气属于典型的煤型气,主要气源岩为崖城组腐殖型烃源岩;而珠二坳陷天然气既非典型的煤型气,也非典型的油型气,而是二者之间过渡类型天然气,气源岩为恩平组腐殖-腐泥混合型烃源岩。