北部湾盆地迈陈凹陷“双源两控”油气成藏模式与勘探实践

刘宏宇

(中石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州225009)

1 地质概况

北部湾盆地位于南海北部，是一个新生代发育的断陷盆地。迈陈凹陷位于盆地的中南部雷-琼坳陷区，是盆地中油气富集的凹陷之一[1-2]。截至2018年凹陷东部已钻探井数口，见良好的油气显示，并获得了工业油流。

迈陈凹陷是一个典型的“南断北超”箕状半地堑，与中国东部的裂陷盆地相似，古近纪以来经历了陆相初始断陷、强烈断陷和海相拗陷等演化阶段[3-4]。自下而上发育古近系长流组、流沙港组、涠洲组，新近系下洋组、角尾组、灯楼角组、望楼港组和第四系地层[5-6]。经过油-岩对比、天然气组分分析[1]，明确了流沙港组湖相暗色泥岩为本区主要烃源岩，优质烃源岩集中在流沙港组二段，因此目前主要勘探层系为古近系的流沙港组和其上部的涠洲组。

本文以迈陈凹陷东部为实例开展研究。迈陈凹陷东部依据构造特征差异可划分为三个构造带：北部斜坡带、深洼带和南部断裂带(图1)。不同构造带物源方向、沉积体系、储盖组合、圈闭类型、成藏特征存在着明显的不同，体现了箕状断陷油气地质特征和成藏特征的分区(或分带)性。

图1 北部湾盆地迈陈凹陷东部构造单元区划

2 两套物源、两套沉积体系

2.1 两套物源体系

由于研究区勘探程度较低，资料有限，主要利用砂砾岩百分含量、重矿物、古地貌格局等方法判识物源方向。

2.1.1 砂砾岩百分含量

利用研究区内录井、测井资料等，结合地震预测结果，分析涠二段、涠三段砂砾岩百分含量存在南北两个高值区，并分别向深洼处延伸递减，反映了涠洲组沉积期存在南北两套物源体系，并且北部物源在不同沉积时期方向有所变化。

2.1.2 重矿物

对比研究区钻井岩心分析获得的涠洲组(涠二段、涠三段)重矿物特征可知，北部的XWX6、XWX8井与南部的XWX3井重矿物组合存在明显差异，北部主要为白钛矿+石榴石，而南部为赤褐铁矿+磁铁矿，说明存在南北两个物源，与砂砾岩百分含量等值线分析结果基本一致。

2.1.3 古地貌格局

前人利用构造横剖面法与沉积速率法，对整个工区范围流沙港组末期、涠洲组末期的剥蚀量进行计算[7]，结合残留地层厚度，刻画各沉积时期的古地貌格局(图2、图3)，在流沙港组和涠洲组沉积时期工区南部和北部存在两个高值区，反映了存在南北两个物源输入区的特征。

图2 迈陈凹陷东部涠三段古地貌

图3 迈陈凹陷东部涠二段古地貌

综上所述，砂砾岩百分含量变化、重矿物组合特征、古构造背景分析均反映工区内存在南、北两大主物源方向。

2.2 两套沉积体系

在不同演化阶段，沉积体系的分布和沉积相类型具有一定的差异。但由于存在两套物源体系，该区总体发育两套沉积体系，北部斜坡带发育河流～三角洲沉积体系、南部断裂带发育陡岸水下扇体的沉积体系(图4)。

流沙港沉积时期处于断陷湖盆形成的早期，纵向上具有水进-水退的沉积旋回变化。流三段以湖泊-三角洲沉积体系为主，区域构造背景对沉积有强烈的控制作用，凹陷北部斜坡带主要为大型河流-三角洲沉积体系，接受来自北部及东北部方向的物源；南部断裂带以迈①断层为控凹边界断层，其下降盘发育近岸水下扇沉积体系，接受来自南部隆起上的物源。流二段以半深湖-深湖沉积为主，形成盆地内主要的烃源层系。流一段剥蚀强烈，区内无残留。

涠洲组沉积时期处于断陷湖盆发育的中后期，物源供给充足，形成广泛的粗碎屑堆积。构造背景对沉积体系的控制更为明显，北部斜坡带以大型三角洲沉积为主，接受来自北部和东北部的物源；南部以近岸水下扇和小型扇三角洲沉积为主，接受来自南部隆起的物源，因迈①断层活动强烈，在其下降盘形成巨厚的砂砾岩扇体堆积。

图4 迈陈凹陷东部沉积模式

3 两类圈闭、两种成藏模式

3.1 两类圈闭

不同的沉积体系决定了储层发育类型的不同，从而导致南北圈闭发育的差异，北部斜坡带以断鼻-断块控制的圈闭类型为主，南部断裂带以多期扇体叠加的扇控型圈闭类型为主。

3.1.1 北部斜坡带

北部斜坡带受河流～三角洲沉积体系控制，砂体的连通性较好，因此发育的圈闭主要是受断层控制的(断)背斜、断鼻、交叉断块、堑垒断块等圈闭类型。(断)背斜、断鼻，如XW6块，流沙港组圈闭表现为断鼻特征，上覆涠洲组圈闭表现为背斜背景下继承发育的破背斜，由于涠洲期区域右旋走滑的特点[5,8]，造成断裂构造呈似花状特征。断块圈闭如XW1块，表现为主断层和交于其上的次级断层控制的构造圈闭。

3.1.2 南部断裂带

南部断裂带具有坡度陡、近物源及构造活动强烈等特点，发育多期叠加的扇体，因此所形成的圈闭主要是受岩性控制的扇体圈闭。如XWX3井涠洲组油气藏即为扇根遮挡扇中聚集的岩性油气藏。

3.2 两种成藏模式

受物源方向、沉积体系、圈闭类型等因素控制，北部斜坡带和南部断裂带的油气成藏模式有明显差异(图5)。

3.2.1 北部斜坡带“断控型”油气成藏模式

斜坡带发育一系列平行的反向断裂和顺向断裂，这些断裂与涠洲组和流三段的扇三角洲、三角洲砂体共同构成阶梯状油气运移输导格架。流二段成熟烃源岩生成的油气经排烃作用进入涠三段和流三段砂体中，沿连通砂体在压力和浮力的驱动下向低势区运移，垂向上经过断层的调节，在不同层位的有利圈闭中聚集成藏。

3.2.2 南部断裂带“扇控型”油气成藏模式

南部断裂带紧邻生油深凹，油源条件好。受沉积相带和成岩作用的影响，扇体砂岩储层物性较差，油气主要依靠长期活动的边界断裂进行垂向运移。靠近洼槽的铲状断裂与平行状的砂体或不整合面在剖面上构成了T型状油气输导格架，油气伴随着断裂的多期活动，沿着边界断裂幕式运移，在有利的扇体圈闭中聚集成藏。

图5 迈陈凹陷油气成藏模式

4 勘探方向与勘探实践

针对箕状断陷盆地不同物源方向、不同沉积体系、不同圈闭类型和不同成藏模式，需要根据不同构造区带的特点进行有针对性的勘探部署。

4.1 北部斜坡带

北部斜坡带砂体发育，连通性较好，有利于油气长距离侧向运移。由于断裂发育，这一区带的油气勘探主要对象是受断裂控制的圈闭，如断鼻、断块等。流三段储层的区域盖层为上部流二段暗色泥岩，勘探方向是寻找埋深较浅、流三段砂岩物性较好的断鼻、断块圈闭。涠洲组储层因埋藏浅，物性好于流沙港组储层，勘探方向是寻找控圈断层与涠二段泥岩匹配的有效圈闭。

如XW6块位于内斜坡东区，具有“洼中隆”的构造背景，涠洲组地层具有似花状构造特征，流沙港组、涠洲组构造上下叠置，形成复式的油气藏；在涠三段XW6块为主断层控制，次生断层复杂化的断块圈闭；在流三段XW6块表现为主断层与次生羽状断层控制的断鼻圈闭(图6)。该块油气分布层段有流三段上部、涠三段以及涠二段底部，其中涠洲组含油气层段长，油层、水层间互出现，构造高部位油层分布相对多、低部位水层分布相对较多，为受构造控制的多油水系统层状油气藏；流三段油气主要分布在流三段上部，含油井段中没有见到明显的水层，也是受构造控制的多油水系统层状油藏。

4.2 南部断裂带

南部断裂带主要发育水下扇和小型扇三角洲，砂砾岩体主要堆积在边界断裂陡坡一侧，厚度超过2 000 m，油气主要依靠长期活动的边界断裂向上运移，油气勘探对象为储集性能较好的扇中亚相砂体或扇三角洲前缘砂体形成的岩性圈闭。

如XW3块涠洲组圈闭是由涠洲组发育的多期近岸水下扇砂砾岩体纵向叠合形成的扇控型岩性圈闭，油气藏是扇根为盖层和遮挡层，扇中聚集成藏，同时受构造控制的扇控型岩性层状油气藏，油气层主要分布在涠三段中部。

图6 XW6块涠三段、流三段油藏剖面

5 结论

(1)迈陈凹陷存在“双源”特征，其两套物源体系分别来自斜坡带方向和断裂带方向，从而形成两套沉积体系——斜坡带的河流～三角洲沉积体系和断裂带的砂砾岩扇体沉积体系。

(2)“双源”特征导致其油气成藏具有“两控”特征。不同的物源和沉积体系决定了储层类型的不同，从而导致圈闭发育的差异，通常斜坡带以“断控型”圈闭发育为主，断裂带以“扇控型”圈闭发育为主，从而形成了两类不同的成藏模式，即“断控型油气成藏模式”和“扇控型油气成藏模式”。

(3)“双源两控”模式控制了箕状断陷的油气分布，勘探过程中应针对不同构造区带部署井位。