涠西南凹陷西南地区油气地质特征及有利勘探区带预测

张 萍

（中石化上海海洋油气分公司研究院，上海 200120）

涠西南凹陷西南地区油气地质特征及有利勘探区带预测

张 萍

（中石化上海海洋油气分公司研究院，上海 200120）

从构造演化及沉积充填等区域地质分析入手，综合应用钻井、地球物理及地球化学等资料，对涠西南凹陷西南地区油气地质特征及有利勘探区带进行分析。该区主要发育流沙港组优质有效烃源岩，古近系流沙港组、涠洲组发育四套有利的储盖组合，以断鼻、断块及构造－地层复合型圈闭为主。流沙港组烃源岩排烃高峰期与圈闭定型期匹配，以流沙港组超压面为界存在下部高压自源半封闭成藏动力学系统及上部常压自源开放成藏动力学系统，油气分别以自生自储侧向运移方式及下生上储垂向运移方式汇聚成藏，区内油气成藏的时空配置条件有利。综合研究认为，研究区有两个有利的勘探区带，即该区洼陷生烃中心的陡坡带断鼻、断块群及缓坡构造－地层复合圈闭发育带。

涠西南凹陷西南地区；烃源岩特征；储盖组合；成藏特征；有利勘探区带

0 引言

北部湾盆地是发育在南海北部的一个被动陆缘伸展盆地［1－6］，钻探已证实包括涠西南凹陷、福山凹陷等在内的6个生烃凹陷，其中位于盆地北部的涠西南凹陷为富生烃凹陷。目前涠西南凹陷东北部油气已形成连片分布，共发现油田／含油构造34个，而西南地区油气勘探虽有所突破，但整体勘探程度较东北部低，对烃源条件、储盖组合、油气成藏特征等地质问题有待进一步研究。因此本次研究基于该凹陷前期研究成果，结合近两年重新处理的地震及新钻井地化资料，从整个凹陷的构造演化及沉积充填分析入手，深入研究凹陷西南地区的油气地质特征，并对有利勘探区带进行预测。

1 区域地质概况

涠西南凹陷（图1）位于北部湾盆地北部坳陷的北部，为一北断南超的箕状凹陷［7－10］，北部以涠西南大断裂为界，南部以3号断层及涠西南低凸起与海中凹陷相隔，东部与涠洲岛相临［6，10］。

构造演化史分析认为，涠西南凹陷经历了古近纪三次张裂作用（断陷）和新近纪裂后热沉降作用（坳陷）。第一次张裂作用发生在古近纪古新世，受珠琼运动一幕的影响，在近北西－南东向区域拉张应力作用下初始张裂，产生了北东向涠西南大断裂，控制了长流组沉积，形成长流组的半地堑，并在其中堆积了红色砂砾岩、泥岩为主的洪、冲积相沉积，沉降中心位于凹陷北部近涠西南大断裂下降盘；第二次张裂作用发生在古近纪始新世，受珠琼二幕影响，在近北北西－南南东向的拉张应力作用下，产生了走向北东东－南西西具控凹作用的1号断层，沉降中心位于1号断层中段下降盘，控制了流沙港组烃源岩的沉积，在凹陷东南部1号断层下降盘断块翘倾，流沙港组地层超覆在企西隆起之上；第三次张裂作用发生在中晚渐新世，受南海运动影响，在近南－北向张扭应力作用下，产生了近东－西走向起控带作用的2号断层，控制了裂陷晚期涠洲组沉积；涠西南凹陷在新近纪进入裂后热沉降阶段，整体接受海相沉积［4，11－14］。

图1 研究区位置图Fig．1 Location plan of study area

涠西南凹陷在新生代地层及充填序列自下而上依次可分为：古近系陆相沉积，包括古新统长流组、始新统流沙港组、渐新统涠洲组；新近系海相沉积，包括中新统下洋组、角尾组、灯楼角组、上新统望楼港组；第四系灰黄色砂层及灰色粘土（图2）。

2 油气地质特征

2．1 烃源岩特征

涠西南凹陷油气勘探和地质研究证实，始新统流沙港组是主要的烃源岩层系［15－18］，发育大套灰色、深灰色、褐灰色泥、页岩。研究区钻井揭示主力烃源岩流二段半深湖－深湖相暗色泥岩发育，岩石中暗色泥岩百分含量均在85%以上，暗色泥岩最大厚度约400 m。另外，该区西南近深洼部位W3井钻井揭示流一段亦发育半深湖－深湖相暗色泥岩，厚度约280 m。

该区主力烃源岩流二段暗色泥岩有机碳含量平均为2．9%，氯仿沥青“A”含量平均值为2 246．1 ppm，总烃含量平均值为1 609．3 ppm，岩石热解生烃潜力S1＋S2平均值为14．4 mg／g，属于好烃源岩。另外，该区W3井钻探证实流一段亦是一套好的烃源岩层系，有机碳含量在0．7%～4．8%之间，平均值为2．4%，岩石热解生烃潜力S1＋S2平均值为9．6 mg／g。流沙港组烃源岩有机质类型以Ⅱ1型为主，少量Ⅰ型（图3）。研究区2号断层下降盘的西南深洼部位流沙港组地层埋深大于生烃门限深度2 400 m，目前已进入成熟生烃阶段。

2．2 储盖组合特征

通过钻井揭示情况及与凹陷东北部成熟油田对比分析，研究区古近系发育四套有利的储盖组合。组合一：流三段三角洲平原－前缘相砂体为储层，流二段下部泥岩为盖层；组合二：流二段中部浊积扇或（扇）三角洲前缘相砂体为储层，流二段上部半深湖－深湖相泥岩为盖层；组合三：流一段下部（扇）三角洲前缘相砂体为储层，流一段上部滨浅湖相泥岩为盖层；组合四：涠四、涠三段三角洲平原－前缘相砂体为储层，涠二、涠一段滨浅湖－洪泛平原相泥岩为盖层。

储盖组合中是否有油气发现受多方面因素影响，下面就储盖条件对上述四套储盖组合进行分述。组合一流三段储层主要为三角洲平原－前缘河道砂，岩性为含砾砂岩、粗砂岩及中细砂岩，砂体厚度较大，钻井统计砂质岩含量占53%～88%，但流三段埋深相对较大，物性偏差，为低孔、低渗储层，所以该组合勘探成功的关键是流三段埋深相对较浅、物性较好且存在上覆流二段泥岩盖层。组合二流二段既是良好的烃源岩，又是区域盖层［19］，寻找有利储层是关键，该区W2、W10-10-1井揭示流二段中部钻遇浊积砂体，且储层物性较好，钻井失利原因主要是烃源问题，因此该组合应在烃源岩成熟区寻找有利储层。组合三流一段储层主要为（扇）三角洲前缘相砂体，受埋深和沉积环境影响，其物性较流二段好，为中高孔、中高渗储层，但流一段受渐新世末区域隆升运动影响研究区剥蚀区域较大，近涠西南大断裂南段的区域由于断层的持续活动保存较完整，有利于油气保存，该部位W3井在本组合中见到良好的油气显示。组合四目前已有大量的油气发现，例如凹陷东部的涠6-8、涠12-1等油田均以涠洲组为主要产层，钻井揭示，涠三、涠四段储层相对发育，主要为三角洲平原－前缘相砂体，物性条件较好，为中高孔－中高渗储层，涠一、二段为一套滨浅湖相沉积，以灰绿色、棕红色泥岩为主，泥质含量较高，可作为该区一套局部盖层，主要分布在研究区深洼部位（图2）。

图2 涠西南凹陷西南地区地层综合柱状图Fig．2 Geology columnar section in southwestern Weixinan sag

图3 HI-Tmax关系有机质类型划分图版Fig．3 Distinguishing the organic matter type with relationship of HI－Tmax

2．3 圈闭特征

圈闭是油气赋存的场所，涠西南凹陷多期次构造运动、多种沉积类型组合形成了众多构造、地层圈闭，受古新世－渐新世的珠琼、南海构造运动（特别是古新世末期及始新世末期的张裂运动）影响形成一系列以断鼻、断块为主的圈闭；由于渐新世末期地层的抬升、剥蚀形成以不整合为遮挡的地层圈闭，地层圈闭包括不整合圈闭、地层超覆圈闭和古潜山圈闭，此外在涠西南凹陷还发现少量以断层－岩性圈闭为主的复合圈闭［20－21］。研究区沿断裂主要发育一系列断鼻、断块圈闭，近涠西南低凸起发育构造－地层复合圈闭。

2．4 油气成藏特征

2．4．1 油气成藏过程

根据涠西南凹陷西南地区虚拟井（最深部位单点）埋藏史及烃源岩热演化史（图4）分析表明，流沙港组烃源岩在渐新世早期（34 Ma）开始进入成熟阶段（0．6%＜R0＜1．3%），主力烃源岩流二段目前已进入成熟－高成熟阶段（1．3%＜R0＜2．0%）。研究区虚拟井排烃速率图（图5）反映流沙港组烃源岩存在渐新世末期（25 Ma）、中中新世末（10 Ma）－现今两期排烃高峰，其中渐新世末期（25 Ma）为主要排烃期，以排油为主，排油量大。该区构造圈闭主要形成于始新世－渐新世的珠琼、南海运动，到渐新世末构造基本定型，流沙港组烃源岩排烃高峰在时间上与圈闭定型期相当或晚于圈闭定型期，因此，烃源岩生排烃与聚集成藏具有较好的配置关系。

图4 涠西南凹陷西南地区虚拟井埋藏史Fig．4 Burial history of pseudo－well in southwestern Weixinan sag

图5 涠西南凹陷西南地区虚拟井生烃速率图Fig．5 Configuration with time and space of accumulation elements in southwestern Weixinan sag

始新世构造层（流沙港组）现今仍存在油气的聚集活动，两期排烃高峰对其都有贡献，关键时刻可确定在现今；渐新世构造层（涠洲组）因主要靠中晚渐新世构造运动形成有效油气运移通道（油源断裂）与流沙港组烃源层沟通，并在涠洲组圈闭中形成油气聚集，由于中中新世以后，研究区多数断层活动不太明显，因此推断涠洲组油气运聚活动可持续到中中新世，因而涠洲组圈闭油气成藏的关键时刻应确定在渐新世晚期－中中新世，中中新世后进入保存阶段（图6）。

图6 涠西南凹陷西南地区油气系统事件关系图Fig．6 Configuration with time and space of accumulation elements in southwestern Weixinan sag

2．4．2 油气成藏模式

研究区流一段、流二段由于欠压实以及油气生成等因素存在超压［19］，以超压面为界存在上、下两种油气成藏模式（图7）。

1）下部高压自源半封闭成藏动力学系统（Ⅰ）。主要由超压界面以下流一段中下部、流二段、流三段构成。流沙港组烃源岩生成的流体在势差、高压作用下通过断层、连通砂体由生烃中心向近物源区的缓坡、陡坡带的断块圈闭运移，储集类型主要为缓坡、陡坡带的三角洲砂体及深洼槽带流二段的浊积砂，油气以自生自储－侧向运移方式为主汇聚成藏。

图7 涠西南凹陷西南地区油气成藏模式示意图Fig．7 Hydrocarbon accumulation model in southwestern Weixinan sag

2）上部常压自源开放成藏动力学系统（Ⅱ）。由超压界面以上包含流一段上部地层、涠洲组及沟通下部成藏动力学系统Ⅰ的涠洲组断裂体系、T4不整合面及靠近断脊（涠西南低凸起西倾伏端）的三角洲等边缘粗相带构成，流沙港组烃源岩生成的流体沿中晚渐新世构造运动发育起来的涠洲组断裂体系（指向下断至流沙港组的断层）垂向－短距离侧向运移至上部涠三、四段断块圈闭中，储集类型主要为缓坡、陡坡带的三角洲砂体，油气以下生上储－垂向运移方式为主汇聚成藏。

3 有利勘探区带

北部湾盆地涠西南凹陷西南地区具有良好的油气成藏地质条件，流沙港组为主要烃源岩层发育优质有效半深湖－深湖湖相烃源岩，古近系发育4套有利储盖组合，油气成藏的时空配置条件有利。

综合研究认为，研究区近洼陷生烃中心的陡坡带和缓坡带为下步勘探有利区带（图8）：①位于生油岩成熟区，区内W3井证实流沙港组半深湖－深湖相暗色泥岩发育，有机质丰度高，有机质类型好，且生油岩均达到生油门限，烃源岩条件有利；②流沙港组三角洲前缘砂体、涠洲组三角洲前缘－平原砂体发育，地层埋藏适中，储层物性较好，可作为良好的储层；③圈闭发育，陡坡带圈闭是由涠西南大断层与次生羽状断层形成的断块、断鼻群，而缓坡带圈闭以地层超覆、砂岩上倾尖灭、断层－岩性复合型、反向正断层控制的断块型为主，两个构造带位置相对有利，是油气运移、聚集的有利区域；④流沙港组盖层条件有利，流二段作为区域盖层广泛发育半深湖－深湖相泥岩，沉积厚度大，W3井揭示流一段保存相对完整，泥岩较发育可作为局部盖层，区内涠一、涠二段滨浅湖－洪泛平原相分布，泥岩厚度较大，局部盖层发育；⑤该区流沙港组烃源岩具有渐新世末期及中中新世末至今两次排烃高峰，时间上与圈闭定型期相当或晚于圈闭定型期。另外，研究区广泛发育的不整合面、三角洲砂体及断层可将深洼部位成熟烃源岩生成并排出的油气通过侧向－垂向运移至流沙港组、涠洲组圈闭聚集成藏，时间和空间配套条件有利。

图8 涠西南凹陷西南地区有利区带预测图Fig．8 Favorable zones forecast in southwestern Weixinan sag

4 结论

1）涠西南凹陷经历了古近纪三次张裂作用（断陷）和新近纪裂后热沉降作用（坳陷），古近纪断裂活动控制沉积充填，地层及充填序列自下而上依次为古近系陆相沉积，新近系海相沉积。

2）涠西南凹陷西南地区具有良好的油气地质条件，主要发育流沙港组半深湖－深湖优质湖相烃源岩；古近系流沙港组、涠洲组发育四套有利的储盖组合；区内主要发育断鼻、断块圈闭及构造－地层复合圈闭。

3）流沙港组烃源岩在渐新世早期（34Ma）开始成熟，存在渐新世末期及中中新世末至今两次排烃高峰，时间上与圈闭定型期相当或晚于圈闭定型期。

4）区内以超压面为界存在上、下两种油气成藏模式，下部高压自源半封闭成藏动力学系统主要由流一段中下部及以下的流沙港组构成，油气通过断层、砂体以自生自储－侧向运移方式为主汇聚成藏，上部常压自源开放成藏动力学系统主要由涠洲组及流一段上部地层构成，油气通过断层、砂体及不整合面以下生上储－垂向运移方式为主汇聚成藏。

5）涠西南凹陷西南地区近洼陷生烃中心的陡坡带断鼻、断块群及缓坡构造－地层复合圈闭发育带，具有良好的油气成藏地质条件，为区内有利勘探区带。

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An analysis of petroleum geology and favorable exploration zones in western Weixinan sag

ZHANG Ping
（Institute of SINOPEC Shanghai Of f shore Oil＆Gas Company，Shanghai 200120，China）

Petroleum geology and favorable exploration zones in Western Weixinan sag are analyzed by comprehensively using drilling，seismic，and geochemical data，based on regional tectonic evolution and sedimentary fillings．In this area，The Paleogene Liushagang formation is the dominant source rock and four sets of Paleogene reservoir－seal assemblage．The traps are mainly faulted nose，faulted block and structure－formation complex traps．The primary time of hydrocarbon expulsion of the source rocks is matching with which of traps formed．There are two accumulation types between upper and lower of the overpressure interface in the Paleogene Liushagang formation，which is auto－product and auto－reservoir migrates toward the sides，the other model which is lower product and upside reservoir migrates vertically．Time and space conditions are favorable in accumulation．There are two favorable exploration zones in Western Weixinan sag，which are the fault steep slope belt and the structure－formation complex traps of gentle slope belt near deep depression．

Western Weixinan sag；source rocks feature；reservoir-cap assemblages；accumulation；favorable exploration zones

TE 122

A

10．3969／j．issn．1001-1749．2014．05．20

1001-1749（2014）05-0619-07

2013-06-20 改回日期：2014-06-18

张萍（1984-），女，工程师，从事石油地质研究，E-mail：zp．unique＠163．com。