正演和反演法综合厘定珠一坳陷油气成藏期

蓝倩，余秋华，彭辉界，刘丽华

（中海油南海东部石油管理局研究院，广东 深圳 518000）

正演和反演法综合厘定珠一坳陷油气成藏期

蓝倩，余秋华，彭辉界，刘丽华

（中海油南海东部石油管理局研究院，广东 深圳 518000）

目前基于地化分析的反演方法厘定的珠一坳陷成藏期，存在不少疑惑，难以解决。文中在前人地球化学方法研究成果的基础上，从正演角度出发，通过恢复埋藏史和排烃史，综合厘定油气的成藏期次。研究结果表明：珠一坳陷不同地区洼陷排烃序列不同，显示了油气成藏期存在差异，其中，对古近系油藏而言，位于恩平中半地堑表现出2期成藏；惠西半地堑油藏表现出3期成藏；西江南半地堑、惠北半地堑、陆丰南半地堑和陆丰北半地堑古近系油藏存在1期成藏；新近系油藏，成藏期主要分布在10.0～0 Ma。另外，烃源岩的主排烃期与圈闭的形成期和晚期构造活动相匹配，具有持续充注的特点。以上研究表明，含油气盆地不存在统一不变的成藏期，它们随着烃源岩生排油气条件和构造演化条件不同而改变。

成藏期；圈闭发育史；排烃史；珠一坳陷

1 珠一坳陷成藏期研究

关于成藏期的研究可以分为2类［1-2］：一是根据地质条件重塑充注历史的方法，此方法是基于油气藏地质条件形成的过程，从宏观的角度分析盆地的构造发育史、圈闭形成史、烃源岩生排烃史等，对成藏时间的进行外推，获得圈闭形成期、源岩主生排烃期等，可称之为正演方法。一是地球化学实验的分析方法，此方法是基于“成藏化石”记录，从微观角度定量分析获得油气充注时间的方法，称之为反演方法。

不同方法各有优点，也都有局限［1-22］。 目前珠一坳陷成藏期的研究主要以实验分析为主，如应用K-Ar，Ar-Ar法定年法［15-16］，储层流体包裹体分析法［23-25］，油源对比、成熟度研究等［22，26］。上述3种方法，在珠一坳陷得到的结果都具有多样性。综合对比，可以得到大部分样品的成藏期位于10 Ma左右（见图1）。

图1 珠江口盆地珠一坳陷油气成藏期次及时间

另外，样品中新近系油气藏成藏期次判断会受次生油气藏的影响，古近系油气藏的成藏期次会受到样品少的限制。基于上述原因，本文考虑前人研究成果，结合圈闭发育史和排烃史，综合厘定油气成藏期次，对降低勘探成本，寻找有利勘探目标有重要的指导意义。

2 恢复地质条件判断成藏期

2.1 圈闭形成史判断成藏期

构造活动影响圈闭的形成演化［27-29］，构造活动产生的断裂可以作为油气运移的通道。因此，圈闭形成的时间推测是油气充注的最早时间［1］。珠一坳陷新近纪发生了4次构造运动，形成了早、中、晚3期断裂［29］。神狐运动（66.0 Ma）时期，古新统发育NE向断层和基岩潜山带，为潜山构造发育期。珠琼一幕（56.0 Ma）和珠琼二幕（38.0 Ma）时期，断层活动较强，湖盆发生扩张，文昌组和恩平组湖相沉积直接披覆在潜山之上，形成顶薄翼厚的同生构造，构造圈闭周围还发育文昌组和恩平组砂体超覆尖灭构成的岩性圈闭，为同生构造和构造岩性复合圈闭发育期。南海运动（33.9 Ma）时期，珠海组末—韩江组初沉积时期，断层活动少，发生海侵，海相沉积直接覆盖在下部恩平组地层之上，形成海相的构造-岩性复合圈闭。东沙运动（10.0 Ma）时期，断层活化，发育近EW，NEE向断裂，一方面早期形成的圈闭面积扩大，断裂作用形成逆牵引构造和翘倾构造，另一方面形成一些新的浅层圈闭。一般认为10.0 Ma左右，圈闭已形成和定形（见图2）。

图2 珠一坳陷圈闭的类型及特点

根据圈闭发育演化特点，结合已钻遇的圈闭，可推测：古近系油气最早充注的时间约在38.0 Ma之后，新近系油气最早充注的时间约在18.5 Ma之后（见表1），表中①—⑦代表圈闭类型，参考图1。

表1 珠一坳陷部分已钻圈闭形成期推测

2.2 烃源排烃史判断成藏期

珠一坳陷烃源岩的地球化学特征和油源对比结果表明，文昌组和恩平组是油气的主力烃源层［22］。因此，分析烃源岩排烃期对确定成藏期具有重要意义。

烃源岩排烃门限控制了油气藏充注的最早时期，理论上，排油气高峰期对应着油气的主成藏期［6，30］。本文先依据生烃潜力法建立珠一坳陷烃源岩的排烃模式，确定排烃门限，恢复烃源岩的排烃史，然后根据各个历史时期的排烃量，确定烃源岩的排烃高峰期，进而确定油气成藏的期次（详细内容见文献［5-6］）。

2.2.1 排烃模式

排烃模式的建立需要收集珠一坳陷岩石热解数据。选取S1，S2，TOC数据及热解样品的取样深度，根据IH-Tmax关系图版划分有机质类型［22，27］，分别建立了2套烃源岩生烃潜力指数与转化程度的模型（见图3）。

为使模型更加准确，对同一转化程度下的生烃潜力指数进行平均化处理。由图3可以确定排烃门限、排烃率、排烃速率和排烃效率［6，31-32］。文昌组Ⅰ型、Ⅱ型有机质的排烃门限对应的Ro分别为0.65%，0.70%；恩平组组Ⅱ和Ⅲ型对应的Ro分别为0.72%，0.88%。

图3 珠一坳陷烃源岩排烃模式

由于珠一坳陷各个地质构造单元的地温梯度不尽相同［29，33］，在相同地温条件下，有机质类型越好，排烃门限深度越浅，热演化程度越低，开始排烃的时间越早。烃源岩热演化阶段不同，不同地区进入排烃门限的深度也存在差别。

2.2.2 排烃历史恢复

排烃历史反映了烃源岩在地质历史时期中排烃的范围和排烃量［5-6］。根据排烃模式（见图3），结合烃源岩的埋藏历史和地温特征、烃源岩厚度、现今埋藏深度、有机质丰度、有机质类型的平面展布等资料，计算各个时期排烃量，明确不同洼陷的主排烃期。不同洼陷的主排烃高峰不同，对文昌组烃源岩来说，惠西半地堑各洼的排烃高峰在16.0～10.0 Ma，惠南半地堑惠州24洼在16.0～10.0 Ma，惠州22洼在10.0～5.3 Ma，惠北半地堑的惠州14洼在16.0～10.0 Ma，惠州10洼在5.3～0 Ma，惠州8洼在10.0～5.3 Ma，陆丰南半地堑中陆丰13洼约在10.0～0 Ma，陆丰7洼在5.3～0 Ma；西江南半地堑的番禺4洼10.0～5.3 Ma，恩平中半地堑中恩平17洼在23.8～16.0 Ma，恩平18洼在16.0～10.0 Ma，恩平12洼在10.0～5.3 Ma。对恩平组烃源岩来说，恩平17洼的排烃高峰在16.0～5.3 Ma，其他洼陷在5.3～0 Ma。

通过统计已发现的油气藏储量与排烃中心相对距离，以及排烃强度与地质储量之间的关系，可建立源控概率模式［34-35］，珠一坳陷的源控概率关系［34］，可以求得源控的最大边界。结合各个历史时期排烃强度的控藏范围和目前已发现的油藏（油井），可以判断油气最早充注的时间。

3 成藏期综合厘定

通过单一手段或方法所得的油气成藏时间难免会有误差，成藏时间的分析应结合整个地质背景，对得出的结论进行校正与取舍［36］。本文研究中，利用了前人研究地球化学实验反演提供的具体油气成藏时限和盆地或区带尺度内的地质历史恢复的成藏事件的时限，研究结果揭示，不同凹陷、不同层位的流体充注（成藏）期次和时间不尽一致（见图4）。

图4 油气成藏期综合厘定

珠一坳陷不同凹陷构造演化历史存在差异，导致不同坳陷油气生成和成藏的期次不一致。成藏期综合厘定的结果可以看出（见图4）：恩平中半地堑油气藏发生2期充注；惠西半地堑油气藏推测发生3期充注；西江南半地堑和陆丰南半堑油气藏推测发生1期充注。分析认为：早期断裂活动末期，文昌组烃源岩部分层段还未开始排烃；中期断裂活动平静期，生烃量积累到一定程度后开始排烃；中期断裂活动相对平静期的中后期，烃源岩大规模排烃。在中期断裂活动相对平静期及其以前（约10.0 Ma之前），成藏均以文昌组为烃源岩，成藏时间早，成藏发生在文昌组、恩平组和珠海组等深部近源层位，可将其划分为一个成藏期次。晚期断裂活动阶段，珠一坳陷烃源岩大规模生排烃与构造活动配置最好(10.0～0 Ma），强烈的断裂活动一方面促进了油气大规模从烃源岩排出，另一方面活动断层本身就是好的油气运移通道，有利于油气远距离运移。这一时期油气运移量大，运移距离远、分布范围广，在新近系广泛成藏，部分早期油气藏被改造再成藏。恩平组烃源岩的排烃期较文昌组烃源晚，表现为后期（5.3～0 Ma）充注。

4 结论

1）古近系油藏不同地区成藏期差异明显，位于恩平中半地堑表现出2期成藏，第1次主充注期20.0 Ma左右，第2次主充注期约10.0 Ma左右；惠西半地堑油藏表现出3期成藏，第1次主充注期为17.0 Ma左右，第2次主充注期为11.0 Ma左右，第3次主充注期为4.0 Ma左右；西江南半地堑、惠北半地堑、陆丰南半地堑和陆丰北半地堑古近系油藏存在1期成藏，充注期主要集中在10.0～0 Ma。

2）新近系油藏的成藏期主要分布在10.0～0 Ma，推测是由于东沙运动导致晚期断裂活化，对早期形成的原生油气藏起到了调整改造的作用，运移输导到新近系圈闭中，形成大规模油气成藏的重要时期。加之烃源岩的主排烃期与圈闭的形成期和晚期构造活动相匹配，且具有持续充注的特点。

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（编辑 杨会朋）

Identifying hydrocarbon accumulation stages in Zhu 1 Depression by geological process modeling and experimental modeling

LAN Qian,YU Qiuhua,Peng Huijie,LIU Lihua
(Research Institute,Shenzhen Branch of CNOOC Ltd.,Shenzhen 518000,China)

At present,it is difficult to solve the problem by the geochemical inversion method to determine the accumulation period.In this paper,based on the geochemical research results,we restore the burial history and hydrocarbon generation history by the forward modeling to determine the hydrocarbon accumulation period.The results show that the hydrocarbon expulsion sequences are different in different sags,Zhu 1 Depression,and it leads to different hydrocarbon accumulation periods.In the Paleogene reservoir,Enping half graben experienced two-period accumulation;Huixi half graben reservoir experienced 3 phases of accumulation;these reservoirs, located in the south of Xijiang half graben,Huibei half graben,south of Lufeng and north of Lufeng half graben,experienced 1 phase of accumulation.For the Neogene reservoir,accumulation periods are mainly distributed in 10.0-0 Ma.For example,the fault activation of the late Dongsha movement constructed an important large-scale hydrocarbon accumulation period for Neogene reservoir,the very matching period of hydrocarbon expulsion phase with the trap formation and the late tectonic activity has the characteristic of continuous filling.All these results show that the oil and gas basin has different accumulation periods,whose variation depends on source rock hydrocarbon generation and expulsion condition and structural evolution condition of oil and gas.

accumulation period;development of trap;hydrocarbon expulsion history;Zhu 1 Depression

国家科技重大专项课题“近海大中型油气田形成条件与分布”（2011ZX05023-006）

TE121

A

10.6056/dkyqt201703006

2016-10-01；改回日期：2017-03-22。

蓝倩，女，1983年生，工程师，主要从事油气天然气勘探方面的研究。E-mail：88084061@qq.com。

余秋华，女，1981年生，工程师，从事油气藏形成与分布规律、油气地球化学方面的研究工作。E-mail：yuqh@cnooc.com.cn。

蓝倩，余秋华，彭辉界，等.正演和反演法综合厘定珠一坳陷油气成藏期［J］.断块油气田，2017，24（3）：324-328.

LAN Qian，YU Qiuhua，Peng Huijie，et al.Identifying hydrocarbon accumulation stages in Zhu 1 Depression by geological process modeling and experimental modeling［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2017，24（3）：324-328.