陆架边缘三角洲在层序地层格架中的识别及其意义——以南海白云凹陷为例

陆架边缘三角洲具有优质的生、储、盖组合和多种圈闭类型。从成因方面来讲陆架边缘三角洲可分为:物源控制型、海平面控制型和两者混合控制型。在海平面相对静止阶段,河流强大的物源供给不断向陆坡运移,可以使陆架坡折逐渐向远陆方向前进,同时在陆架坡折带及上陆坡形成陆架边缘三角洲沉积;在沉积物供给相对稳定期,海平面下降至陆架坡折附近也可以使大量沉积物穿越广阔的陆架地区达到陆架坡折带甚至上陆坡从而形成陆架边缘三角洲沉积。正是由于以上特征陆架边缘三角洲沉积体系在层序地层格架中具有了一些可识别的依据。例如陆架边缘三角洲通常具有大型斜交S型前积组合反射结构,前积体顶超面与下超面的水平落差可达百米级,远高于陆架内部三角洲前积体的落差;通常形成于层序格架中的低位域;通常在层序格架中形成向陆和向海两个方向的斜坡楔形体等。通过对白云凹陷近期最新钻井资料的分析和长电缆高质量三维地震资料的解释,在白云凹陷珠海组、珠江组均识别出了陆架边缘三角洲沉积体系,并且伴随陆架坡折的迁移形成了独特的沿陆架坡折带分布的深水储层体系,该发现将有助于指导深水油气勘探。     

珠江口盆地白云深水区渐新世-中新世陆架坡折带演化及油气勘探意义

多年的勘探实践和全区系统的层序地层研究证实,渐新世与中新世的界面为珠江口盆地的重大沉积-构造转换面,对应着南海扩张脊的跳跃和偏转、古珠江物源突变等白云运动重大事件（距今23.8 Ma左右）。该事件导致白云深水区陆架坡折带由晚渐新世位于南部隆起带附近向中新世的白云凹陷北坡迁移,其位置从距今21 Ma以来基本维持不变。两种类型和位置不同的陆架坡折带控制了渐新世和中新世白云凹陷两种不同层序组合的发育：①距今23.8 Ma之前的沉积陆架坡折带呈NNE向展布,由NW向SE方向迁移,发育了珠海组海退进积型层序组合;②距今21.0 Ma以来的陆架坡折带相对稳定地维持在白云凹陷北坡一带,走向为NE,发育珠江组-韩江组海侵加积型层序组合。陆架坡折带控制了白云深水区各层序中相对富砂的浅水三角洲沉积体、低位陆架边缘三角洲沉积体及陆坡区珠江深水扇砂体等有利储集层和成藏带的发育。SQ23.8和SQ21.0两个三级层序为白云运动的沉积响应,具有最为富砂背景的低位深水扇发育条件。通过综合研究,基本明确了渐新世的滨岸-三角洲-深水扇沉积体系及新近纪的深水沉积储盖组合为白云深水区的主要勘探层系。白云深水区天然气藏及番禺天然气区的形成均受控于这两个陆架坡折带,表明南海北部白云深水区具有巨大的油气勘探潜力。     

珠江口盆地白云-荔湾深水区油气成藏条件与勘探潜力

白云-荔湾深水区位于南海北部陆架边缘陆坡区。近年来在白云凹陷北坡的一系列天然气发现和LW3-1气区的突破证实白云凹陷为富生烃凹陷。白云-荔湾深水区发育古近系文昌组、恩平组和珠海组等3套巨厚烃源岩层,并发育古近系浅海陆架、陆架边缘三角洲和新近系陆坡大型深水扇2套优质砂岩储集层系。渐新世—中新世分布在白云凹陷南北两侧的2个陆架坡折带、"构造脊+断裂+砂体+不整合+流体底辟"复合油气输导体系以及晚期构造运动控制了白云-荔湾深水区的油气运移和成藏,形成了中新世陆架坡折带(白云凹陷北坡—白云主凹气区)和渐新世陆架坡折带(白云凹陷南坡—荔湾主凹气区)两大油气富集区,已发现天然气均位于两大陆架坡折带控制的有利成藏区内,展示出白云-荔湾深水区具有巨大的勘探潜力。     

珠江口盆地深水区伸展陆缘地壳减薄背景下的沉积体系响应过程及油气勘探意义

珠江口盆地白云深水区（包括白云凹陷和荔湾凹陷）位于南海北部陆缘地壳薄化带上,地壳厚度从北侧的29 km迅速减薄至17~18 km。地壳岩石圈强烈伸展薄化使得陆缘深水区具有特殊的断裂结构样式与沉降特征,对沉积体系产生重要的控制作用,并导致深水区成藏组合特征的差异性。通过调研全球典型伸展陆缘盆地的伸展破裂过程、断裂结构样式对沉积体系的控制作用,开展了对白云深水区凹陷结构、断裂构造样式、构造沉降史与沉积体系的耦合分析,揭示出珠江口盆地深水区特殊的沉积体系响应特征与发育机制。研究结果显示：地壳内脆韧性变形过程产生的大型低角度拆离断裂活动是裂陷期陆缘岩石圈伸展、薄化、破裂的主要机制,裂陷期地壳的均衡抬升、断裂带上盘块体的旋转和大型低角度主控断裂转换带的发育导致始新世文昌组-恩平组沉积期深水区具有宽深断陷结构与大型三角洲-湖相沉积响应体系;裂解期的缓慢沉降和丰富的单边物源供给导致渐新世珠海组沉积期陆架坡折带的发育,并形成海退型进积层序组合,大型海相陆架边缘三角洲和陆坡深水峡谷/深水扇体系分别发育在白云凹陷及其南部凹陷区;裂后热沉降期,台阶式沉降和充足的北侧单边物源体系控制了陆架坡折带由南往北的迁移,并使得陆架坡折带稳定分布在白云北坡,形成海侵加积型层序组合,陆架边缘三角洲和深水扇体系呈现垂向叠置分布特征。在新生代陆缘地壳拆离薄化背景下,裂陷期宽深断陷结构、裂陷后期台阶式沉降和单边物源体系供给等特征使得陆缘深水区发育裂陷期大型三角洲-湖相沉积体系到裂后期大型陆架坡折带的古珠江陆架边缘三角洲和陆坡深水重力流响应体系,最终导致规模烃源岩集中分布、纵向台阶式储-盖组合和两大陆架坡折带控制大型有利油气聚集带的分布格局。     

珠江口盆地番禺低隆起-白云凹陷北坡SQ21.0层序陆架坡折带沉积特征及油气勘探潜力

在前人研究的基础上,以层序地层学基本原理为指导,根据地震、测井和古生物资料,对珠江口盆地番禺低隆起—白云凹陷北坡及其周围地区早中新世—中中新世地层进行了系统的层序地层分析,认为区内层序地层发育受控于特殊的古地理位置——陆架坡折。由于陆架坡折带位置从21Ma以来基本处在白云凹陷北坡附近,使得该区长期处于陆架坡折以下的斜坡深水环境,在低海平面时期发育了大量低水位体系域沉积体。以SQ21.0层序陆架坡折带为重点,通过多种研究手段,确定出陆架坡折带的分布范围,并识别出陆架坡折带控制的低位体系域主要沉积体,主要有陆架边缘三角洲(或低位楔、低位三角洲)、水道充填和低位扇等3种类型,并对其特征及展布进行了初步研究,提出了2个极具潜力的勘探领域——隐形构造圈闭和岩性圈闭。     

南海北部陆缘白云深水区油气地质特征与勘探方向北大核心CSCD

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油气地质特征与勘探方向

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。     

南海北部珠江口盆地白云凹陷深水区重力流沉积机理

根据近年的勘探实践,南海北部珠江口盆地白云凹陷深水区的优质储层主要为深水重力流砂岩沉积成因,探讨白云凹陷深水重力流的沉积机理是储层研究的基础。通过对深水重力流的流动机制和流变过程的理解以及白云凹陷深水重力流沉积结构的分析认为,陆坡区是深水重力流的主要沉积环境,陆架坡折带控制了白云凹陷深水重力流沉积的发育分布。南海北部宽陆架背景使得沉积作用更明显地受到海平面变化的控制,白云凹陷深水区主要的粗粒陆源碎屑重力流沉积与相对低海平面有关。高位末期古珠江三角洲推进到了陆架边缘,低海平面期间重力流沉积在白云凹陷深水陆坡区形成了平面上的多点源-线源的多水道-朵叶体散布,时间上有先后层次地周期性出现的沉积模式,这种沉积模式导致了砂岩储层分布的散布性、诡异性和形成岩性圈闭的复杂性。多水道化中小规模的复杂砂体分布是白云凹陷深水储层的特色。深水重力流具有沿坡搬运,下切成沟,坡缓减速,择低而积,稀释分异,有限分布等特点。重力流的流变过程中最重要的变化是在流动过程中被海水混入稀释而导致的砂、泥分异作用,这是砂泥混合重力流能够析出砂岩的过程。     

深水重力流沉积的层序地层结构与控制因素——南海北部白云深水区重力流沉积层序地层学研究思路

陆架坡折带以外的陆坡深水区陆源碎屑沉积物以深水重力流成因的沉积为主,南海北部陆坡深水区储层研究的主要对象是深水重力流沉积体。在对诸多有关深水沉积和层序地层学经典论著调研的基础上,充分认识深水重力流沉积机理,形成了南海北部白云深水区重力流沉积层序地层学研究的指导思想。深水沉积储层研究应以深水重力流沉积理论为指导,以构建三级层序地层等时格架为基础,以识别共同控制主要深水重力流沉积砂岩储层区域分布的陆架坡折带、三级层序界面、低位体系域等结构单元为研究思路,强调对等时地层结构的解释来远距离预测深水沉积的分布;深水重力流沉积的剖析应充分考虑陆架坡折带以下低位体系域的沉积物来源、输送体系与沉积体的响应关系,进行跨层序界面、跨体系域和穿时性的沉积结构脉络关系研究,即陆架浅海区的前一层序高位体系域沉积物组成,陆坡区层序界面之上的峡谷水道,低位体系域扇体的形态和古沉积地貌等源-沟-扇的沉积结构脉络关系,以及深水扇系统内的沉积体结构响应和过程的研究。     

再论白云深水区油气勘探前景

对于海上新勘探区,特别是需要高投入的深水区,资源潜力和成藏规律的认识决定了勘探的信心和投入的规模。位于陆坡深水区的珠江口盆地白云凹陷是南海北部陆缘新生代最大的沉积凹陷。白云主洼为具有张扭背景由2组相对雁列展布的阶状断裂构造带控制的大型宽地堑,发育大型三角洲—中深湖相沉积体系。钻探揭示了凹陷北部恩平组的大型三角洲相带和东南部文昌组淡水湖相藻类富集的泥岩沉积。北部和东部已发现天然气的母质类型主要为腐殖-腐泥混合型(Ⅱ型)。白云凹陷具备成为大型油气勘探区的烃源潜力。珠海组、珠江组—韩江组两大陆架坡折带和三级层序变化控制的陆架边缘三角洲及陆坡深水重力流砂岩是白云深水区的理想储层。在埋深较浅的南部,文昌组—恩平组也能成为有效勘探层位。白云凹陷是一个高温超压的深水凹陷,多种现象表明存在与生烃等有关的超压和流体底辟,以及与断裂活动有关的压力释放过程,晚期断裂和(或)底辟带与长期古鼻隆高带是白云凹陷已发现油气藏油气输运和汇聚的主控因素。高温超压凹陷应有特殊的成藏规律,油气主要受压力场驱动从高势区向低势区流动和富集,超压场顶面压力过渡带及其关联的输运聚体系控制了主要的成藏带。确定温压场,以及超压带顶面、低势区和低势层的位置,是白云深水区发现大油气田的关键。     

白云深水区东部油气成因来源与成藏特征

白云深水区东部位于珠江口盆地珠二坳陷白云凹陷东部深水区,是一个发育文昌组、恩平组、珠海组3套有效烃源岩、早中新世富砂深水扇和晚渐新世陆架浅水三角洲储盖组合及构造—岩性圈闭的复合油气成藏区。油—岩特征生物标志化合物的对比结果和原油轻烃组成特征表明,LW3-1、LH34-2构造所产凝析油和原油及LH29-1构造气藏所产凝析油主要来自白云主洼恩平组烃源岩,LH29-1、LH16-2构造油藏所产原油主要来自白云东洼恩平组烃源岩,该区凝析油和原油有珠海组烃源岩的贡献。天然气主要源自白云主洼恩平组烃源岩干酪根裂解气,有文昌组烃源岩生成的原油裂解气的贡献。白云深水区东部油气成藏带主体有两期成藏,早期聚油,晚期聚天然气及凝析油,主成藏期在粤海期—现今,LH29低凸起成藏带油藏遭受气洗。白云深水区东部存在的5个断裂带、流体底辟是垂向输导体,区域砂岩层、不整合面与构造脊耦合形成侧向运载层,共同控制该区成藏带的有效烃源灶位置与运聚。     

珠江口盆地白云—荔湾深水区油气成藏条件及勘探方向

珠江口盆地白云—荔湾深水区的天然气勘探已经历了5个阶段,经地质综合研究认为:①白云凹陷具备优越的烃源条件,经历了断陷—断坳—坳陷3大构造演化阶段,断陷期沉积的文昌组—恩平组具有巨大的生烃能力,断坳期和坳陷期受渐新世和中新世2个陆架坡折带的控制,形成的渐新世珠海组浅海三角洲—滨岸沉积体系和中新世珠江组—韩江组深水扇沉积体系,是深水区最有利的2套储盖组合;②该深水区油气的成藏规律不同于北部浅水区,陆架坡折带、构造脊+断裂+砂体+不整合+流体底辟复合油气输导体系及晚期构造运动是控制该区油气运移和成藏的3大要素;③荔湾3-1深水气田是上述成藏条件共同作用下的典型代表,优越的圈闭条件,受陆架坡折带控制的三角洲分流河道相优质储层,断层+底辟构造构成的垂向输导体系和上覆巨厚的海相泥岩盖层,是大气田形成的有利地质条件。进而指出近期该区天然气的勘探方向:①凹陷中央的深水扇体系;②白云凹陷主洼东西两侧的隆起区构造—地层复合圈闭群;③主洼西南侧断阶带上一系列的大型构造圈闭群;④南侧荔湾等一系列凹陷的超深水新区。     

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。     

地层岩性圈闭形成条件及发育模式——以珠江组地层为例

新近纪珠江口盆地发生断坳转换之后,陆架坡折带一直位于番禺低隆起南侧—白云凹陷北坡地区,珠江组作为该区的主力产气层段,具有形成地层岩性圈闭的有利条件。以三维地震资料和已钻井为基础,结合周边的部分二维测线,对研究区进行了层序地层划分和沉积相分析,认为:①古珠江流域面积广、携带陆源粗碎屑物质丰富;②多期次构造运动造成古珠江流域地表物质疏松活化;③相对规模较大的海平面下降使得古珠江三角洲一直推进到陆架坡折带附近。上述3个因素的耦合叠加为番禺低隆起南侧—白云北坡地区发育粗碎屑沉积物提供了保障,这些沉积物在陆架坡折区所具有的特殊古地貌背景的控制下,在珠江组形成2套有利的储盖组合和多种类型的沉积砂体,从而为地层岩性圈闭的发育创造了有利条件。其中强制性海退体系域陆架边缘三角洲和低位体系域斜坡扇、盆底扇形成的地层岩性圈闭最为有利,而海侵体系域和高位体系域形成地层岩性圈闭的条件相对较差。      

白云东洼油气成藏特征及主控因素研究

白云东洼油气成藏主控因素不明,基于基础地质特征的研究认为,白云东洼的油气分布复杂多样,具有“油气兼生、下生上储,晚期成藏、早油晚气,差异聚集、内气外油”的成藏特征。制约其油气成藏的主控因素包括：①富生烃凹陷是大型油气田形成的物质基础。早期（裂陷期）低角度拆离断裂的活动控制着盆地的发育及烃源岩的规模。 ②有效圈闭和优势运移通道是成藏的必要条件。 晚期继承性断裂与构造脊组合控圈控运,优势鼻状汇聚型构造脊为优势油气运移和聚集区。 ③优质储层发育程度是影响珠江组下段成藏的关键因素。受陆架坡折带短期旋回迁移和沉积微地貌控制发育的多期陆架边缘三角洲- 深水扇沉积体系的优质砂体,是重要的储集层和输导层。白云东洼地区油气成藏条件好,明确其油气成藏特征及主控因素,对该区及其相邻区域的油气勘探具有一定的指导意义。     

珠江口盆地白云凹陷珠海组浅海三角洲沉积特征

利用白云凹陷北坡钻井资料、地球物理资料以及ODP相关资料进行的井震分析、地层对比和地震地层学解释表明,珠海组顶、底界面T6(距今23.8Ma)和T7(距今32.0Ma)为两次南海大规模构造运动形成的大型不整合界面,是沉积—构造—气候条件的转换面。珠海组沉积时期(渐新世晚期)白云凹陷为浅海陆架环境,发育一套几乎覆盖白云凹陷全区的大型浅水陆架三角洲砂泥互层沉积,与距今23.8Ma以来的半深水-深水的偏泥细粒沉积明显不同。同时,珠海组沉积时期古陆架坡折带自北向南迁移,穿越白云凹陷至南部隆起带附近,强烈推进的三角洲沉积表现出明显海退的相对海平面变化响应。白云凹陷珠海组存在优良的浅水三角洲储盖组合条件,这对白云深水区的油气勘探具有重要意义。     

珠江口盆地白云凹陷北坡—番禺低隆起油气来源及成藏分析

过去一直认为珠江口盆地白云凹陷北坡-番禺低隆起油气为文昌组和恩平组烃源岩混合来源。在前人研究基础上做了进一步的研究工作,包括重新大量取样,应用前人在白云凹陷烃源研究中尚未用过的分析技术(如热解吸附烃分析方法、异构烷烃GC/MS技术、单体烃同位素分析技术等)分析样品,根据新资料进行综合分析等。综合研究认为:番禺低隆起油气主要源自恩平组烃源岩,没有文昌组中深湖相烃源岩的贡献;研究区没有发现文昌组油气是由于文昌组烃源岩主要生烃期与白云凹陷北坡-番禺低隆起圈闭形成期、油气成藏期匹配不好所致;白云凹陷北部生气南部生油,白云主洼南部以及白云凹陷南部地区是文昌组油气的有利聚集区,应是下一步勘探方向。