岩性油气藏  2023, Vol. 35 Issue (3): 18-28       PDF    
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珠江口盆地陆丰13洼转换带中生界陆丰7-9潜山成藏特征
何雁兵, 肖张波, 郑仰帝, 刘君毅, 易浩, 赵庆, 张月霞, 贺勇     
中海石油 (中国) 有限公司 深圳分公司, 广东 深圳 518054
摘要: 珠江口盆地陆丰13洼转换带陆丰7-9潜山丰富的油气显示展现了其较大的勘探潜力。综合测井、录井、井壁取心薄片及地球化学等资料, 对珠江口盆地陆丰13洼转换带中生界陆丰7-9潜山的成藏特征进行了研究。研究结果表明: ①陆丰13洼发育上文昌组和下文昌组文四段2套优质烃源岩, 平均TOC分别为1.54%和2.55%, 有机质类型以Ⅱ1型为主。陆丰7-9潜山紧邻优质烃源岩, 具有"双源-宽窗"供烃优势。②陆丰7-9潜山圈闭初始发育于中生代白垩纪, 定型于古近纪, 且高点位置长期稳定, 有利于油气的运聚和保存。③陆丰7-9潜山垂向上发育风化带和内幕带, 富脆性长英质矿物为潜山储层发育储集空间提供了物质条件, 古地貌控制了风化带优质储层的展布, 先存断裂持续活化有利于内幕带储层物性的改善。④断裂、不整合面及潜山内部网状裂缝系统共同构成了陆丰7-9潜山主要的油气运移通道, 发育"侧源-断裂-不整合面"和"侧源-断裂-网状裂缝"2种供烃模式。⑤陆丰7-9潜山为晚期成藏, 原油充注期为0~13 Ma, 不同成藏要素之间的时空耦合关系较好, 为双洼近源宽窗供烃、断裂-不整合面-网状裂缝联合输导式的晚期成藏模式。
关键词: 风化带    内幕带    古地貌    潜山储层    近源成藏    中生界    陆丰7-9潜山    陆丰13洼    珠江口盆地    
Hydrocarbon accumulation characteristics of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill in Lufeng 13 subsag transition zone, Pearl River Mouth Basin
HE Yanbing, XIAO Zhangbo, ZHENG Yangdi, LIU Junyi, YI Hao, ZHAO Qing, ZHANG Yuexia, HE Yong     
Shenzhen Branch of CNOOC Ltd., Shenzhen 518054, Guangdong, China
Abstract: The oil and gas shows of Lufeng 7-9 buried hill in Lufeng 13 subsag transition zone of the Pearl River Mouth Basin show its great exploration potential. Based on the data of drilling, logging, borehole cores, thin sections and geochemistry, the hydrocarbon accumulation characteristics of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill in Lufeng 13 subsag transition zone of Pearl River Mouth Basin were studied. The results show that: (1) Two sets of high-quality source rocks are developed in Lufeng 13 subsag, namely, the upper Wenchang Formation and the fourth member of the lower Wenchang Formation, with the average TOC of 1.54% and 2.55%, respectively, and the organic matter is mainly typeⅡ1. Lufeng 7-9 buried hill is adjacent to high-quality source rocks, with the advantage of double source and wide window hydrocarbon supply.(2) Lufeng 7-9 buried hill trap was initially developed in the Mesozoic Cretaceous, finalized in the Paleogene, and the high point position was stable for a long time, which is conducive to the migration, accumulation and preservation of oil and gas.(3) Weathering zone and inner zone are vertically developed in Lufeng 7-9 buried hill. The brittle felsic minerals are conducive to the development of buried hill reservoirs. The paleogeomorphology controls the distribution of high-quality reservoirs in the weathering zone. The continuous activation of pre-existing faults is conducive to the development of reservoirs in inner zone.(4) The faults, unconformities and internal network fracture system constitute the main oil and gas migration channels of Lufeng 7-9 buried hill, and two hydrocarbon supply models of lateral sourcefault-unconformity and lateral source-fault-network fracture are developed.(5) Lufeng 7-9 buried hill is a late accumulation model with crude oil filling period of 0~13 Ma. The space-time coupling relationship between different accumulation elements is good. It is a late accumulation model of double-sag near-source and wide window hydrocarbon supply, fault-unconformity-network fracture combined transport.
Key words: weathering zone    inner zone    paleogeomorphology    buried hill reservoir    near-source accumulation    Mesozoic    Lufeng 7-9 buried hill    Lufeng 13 subsag    Pearl River Mouth Basin    
0 引言

陆丰凹陷为珠江口盆地重要的勘探区,早期勘探主要围绕浅层珠江组下段展开,获得超亿立方米的探明和控制储量。随着勘探程度和油气产量的不断提高,珠江口盆地的油气勘探逐渐转向深层,在古近系始新统取得了一系列的勘探突破,相继发现了多个油气田[1-2]。随着古近系构造目标日趋减少,除进一步对古近系传统构造圈闭展开挖潜外,还需寻找勘探接替新领域,而潜山是重要的勘探新领域之一。陆丰凹陷潜山勘探起步相对较晚,围绕富烃洼陷进行探索,发现和落实了一批潜山圈闭,惠州凹陷惠州26-6潜山油气田的发现坚定了陆丰凹陷潜山勘探的信心。2021年优选出位于陆丰13洼转换带的陆丰7-9潜山进行评价,钻探了LF7-9-B井,该井在潜山段获得油气显示146 m,风化带和内幕带解释油层净厚度分别为15.5 m和21.4 m,揭示了该区潜山领域较大的勘探前景。随后钻探的LF7-9-C井虽在潜山段获得油气显示127 m,但储层物性较差,未解释出油层,这也是该井潜山段失利的主要原因。LF7-9-B井与LF7-9-C井相距仅2.2 km,但潜山储层物性差异较大,LF7-9-C井储层物性明显差于LF7-9-B井,表明潜山储层纵、横向非均质性均较强,制约了潜山的勘探进程,因此,亟待明确潜山优质储层发育的主控因素。此外,在珠江口盆地,虽对潜山进行了一定程度的研究工作[3-7],但主要是围绕惠州凹陷,尚未对陆丰凹陷潜山展开研究。以往对惠州26-6潜山成储和成藏方面的研究均较为深入[4-5, 7],惠州26-6潜山岩性以中基性火山岩为主[8],惠州21潜山岩性以中性喷发岩为主[6],而在珠江口盆地缺乏对中酸性花岗岩潜山成储和成藏机理的详细研究。通过壁心资料、薄片及测井等资料,对珠江口盆地陆丰13洼转换带陆丰7-9花岗质潜山风化带和内幕带储层特征、主控因素及油气成藏特征进行分析,以期为该区后续潜山勘探提供指导。

1 地质概况

珠江口盆地位于南海北部大陆架,是在前新生代褶皱基底上发育起来的中—新生代大型沉积盆地[9-10],具“下断上坳”的二元结构,自北向南划分为北部隆起带、北部坳陷带(珠一和珠三坳陷)、中央隆起带、南部坳陷带(珠二坳陷)和南部隆起带5个一级构造单元,是中国南海海域重要的油气产地之一[11-14]。盆地内部珠一坳陷处于一个复杂的动力学背景,受太平洋板块、印度洋板块以及欧亚板块交汇作用的共同影响[8],其基底为华南陆缘燕山期花岗岩向东南方向的延伸,岩性主要为花岗岩。陆丰凹陷位于珠一坳陷东北部,面积为7 760 km2,内部结构整体以半地堑为主[15],中部被陆丰中低凸起和惠陆低凸起分割,分为陆丰南地区和陆丰北地区,其中,陆丰南地区主要发育陆丰15洼、陆丰13洼(细分为陆丰13西洼和陆丰13东洼),陆丰北地区发育陆丰7洼、惠州11洼和惠州5洼(图 1a)。

下载原图 图 1 珠江口盆地陆丰凹陷区域构造(a)及古近系岩性地层综合柱状图(b) Fig. 1 Regional structure of Lufeng Sag (a) and stratigraphic column of Paleogene (b) in Pearl River Mouth Basin

钻井揭示陆丰凹陷发育从始新统到第四系的完整地层,自下而上依次为裂陷期的文昌组、恩平组,坳陷期的珠海组、珠江组和韩江组,新构造运动阶段的粤海组、万山组[16-17]。陆丰凹陷主要发育2套优质烃源岩,一套为下文昌组文四段中—深湖相厚层泥岩,为陆丰凹陷的主力烃源岩,分布范围广,在陆丰15洼、陆丰13东洼、陆丰13西洼均有发育;另一套为上文昌组文三段、文一+ 二段中浅湖—半深湖泥岩,主要分布在陆丰13西洼,在陆丰13东洼也有分布(图 1b)。陆丰13洼为已证实的富生烃洼陷,是陆丰凹陷规模最大、储量发现最多的次洼,同时也是珠江口盆地古近系油气勘探和研究最为成熟的地区[11, 17-18]。钻井资料显示,陆丰凹陷基底以中生代花岗岩为主,其次为火山碎屑岩,年龄主要为140~160 Ma和100~115 Ma。陆丰7-9潜山位于陆丰13西洼与陆丰13东洼之间的转换带,有2条控洼断层连接潜山与陆丰13洼深部的文昌组优质烃源岩,具有双源宽窗供烃优势。

2 潜山成藏关键要素 2.1 烃源岩条件

陆丰13洼多口钻井钻揭烃源岩,证实发育下文昌组文四段、上文昌组2套优质烃源岩。其中,下文昌组文四段为主力烃源岩发育层段,陆丰13西洼以好—很好烃源岩为主,TOC为1.75%~4.46%,平均为2.66%,有机质类型以Ⅱ1型为主;陆丰13东洼以中等—好烃源岩为主,TOC为0.53%~3.89%,平均为2.25%,有机质类型以Ⅱ1型为主。上文昌组为陆丰13洼次要烃源岩发育层段,陆丰13西洼发育中等—好烃源岩,TOC为0.93%~2.51%,平均为1.58%,有机质类型为Ⅱ1—Ⅱ2型;陆丰13东洼发育中等—好烃源岩,TOC为0.81%~3.02%,平均为1.51%,有机质类型整体以Ⅱ1型为主(图 2)。陆丰7-9潜山紧邻陆丰13洼优质烃源岩,烃源岩条件优越,具有双洼近源成藏优势。

下载原图 图 2 珠江口盆地陆丰13洼古近系烃源岩有机质丰度 Fig. 2 Organic matter abundance of Paleogene source rocks in Lufeng 13 subsag, Pearl River Mouth Basin
2.2 圈闭条件

陆丰7-9潜山基底年龄为147.0±1.4 Ma,主要经历了中生代逆冲挤压作用和新生代断陷裂谷作用,基底长时间遭受构造活动及风化淋滤作用的影响。其中在中生代的逆冲挤压作用下发育了大量先存断裂,主要为北西西向和近北东东向,且潜山长时期遭受风化淋滤,改善了储集空间(图 3a);文五段沉积时期,研究区基底继续遭受风化淋滤,F断裂开始活动,控制了文五段沉积(图 3b);文四段沉积时期,研究区基底既遭受风化淋滤又受断裂活动改造,其中F断裂强烈活动,控制文四段中—深湖环境的形成,沉积厚层优质烃源岩,且烃源岩直接对接陆丰7-9潜山,随着湖盆的扩大,文四段开始向研究区超覆(图 3c);上文昌沉积时期,研究区部分被上文昌组覆盖,基底继续受断裂活动改造(图 3d);恩平组沉积时期,F西断裂活动强烈,控制了下恩平组的沉积(图 3e);至上恩平组沉积时期,断裂活动性减弱,进入珠海组沉积期,陆丰13洼进入坳陷阶段,断层活动性已减弱,在经历了恩平组沉积期填平补齐作用后,陆丰7-9潜山隆起形态逐渐定型(图 3f)。珠海组沉积后期的构造运动较弱,潜山圈闭被上覆沉积物快速覆盖,对陆丰7-9潜山的构造形态影响较小。

下载原图 图 3 珠江口盆地陆丰7-9潜山构造演化剖面 Fig. 3 Structural evolution profiles of Lufeng 7-9 buried hill in Pearl River Mouth Basin

综上所述,陆丰7-9潜山圈闭初始发育于中生代白垩纪,定型于古近纪,形成于油气充注期之前,且高点位置长期稳定,有利于油气的运聚和保存。

2.3 储层条件 2.3.1 储层垂向分带特征

风化淋滤作用是储集层纵向分带的重要因素之一。花岗岩节理发育,岩性较脆,在强构造应力及风化破碎作用影响下,地表水可渗入花岗岩中并形成厚层风化壳,风化作用的强度随深度的增加逐渐减弱。受风化淋滤作用和构造应力的共同影响,储层纵向上具有明显的分带性[19-21]。借鉴国内潜山储层的勘探经验[22-25],综合井壁心薄片、黏土X射线衍射及测井等资料,将陆丰7-9花岗岩潜山自上而下划分为3个带,分别是风化带、内幕带和基岩带,其中风化带进一步细分为黏土带、风化砂砾岩带、风化裂缝带,内幕带进一步细分为致密带和内幕裂缝带。

元素指标可以较好地区分潜山的垂向分带界限,从风化砂砾岩带进入风化裂缝带,Si,Mg含量及CIWCIAV值均减小,Na含量、WIMWPI值均增大;进入致密带,Si含量及CIWCIAV值均减小,Na含量、WIMWPI值均增大。致密带与内幕裂缝带之间的元素特征变化不明显,其划分需要参考测井资料。内幕裂缝带测井呈现中—高伽马、高电阻率、深浅电阻分异明显及低声波时差等特征;致密带测井呈现高伽马、较高电阻率、深浅电阻率分异小及低声波时差等特征(图 4)。

下载原图 图 4 珠江口盆地中生界陆丰7-9潜山垂向分带划分 注:CIW = 100 w(Al2O3)/w(Al2O3+CaO+Na2O);CIA=100 w(Al2O3)/w(Al2O3+CaO+Na2O+K2O);WI=100[2 w(Na2O)/0.35+ w(MgO)/0.9+2w(K2O)/0.25+w(CaO)/0.7];MWPI=100 w(MgO+CaO+Na2O+K2O)/w(Al2O3+CaO+Na2O+K2O+MgO+Fe2O3+SiO2);V=w(Al2O3+K2O)/w(MgO+CaO+Na2O)[26] Fig. 4 Vertical zoning of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill in Pearl River Mouth Basin

陆丰7-9潜山黏土带位于花岗岩潜山顶部,长期受风化淋滤作用影响,长石等不稳定矿物已风化成黏土矿物,基本不具备储集性能,多缺失[20, 22]。LF7-9-A井、LF7-9-B井和LF7-9-C井钻井揭示,陆丰7-9潜山顶部黏土带不发育,顶部主要发育风化砂砾岩带。花岗岩在长期风化作用下形成风化砂砾岩,已失去花岗岩结构,呈砂砾状结构,主要由花岗岩块、石英和黏土组成,局部粒间孔隙被黏土矿物充填[20]。陆丰7-9潜山风化砂砾岩带储集空间主要为长石类矿物溶蚀产生的溶孔(图 5a5c),故储层储集空间以孔隙型为主,也可见裂缝型储集空间(图 5d)。在风化砂砾岩带下部发育风化裂缝带,主要由花岗岩组成,受风化淋滤作用和构造作用双重影响,裂缝发育,大气淡水主要沿裂缝进行淋滤产生溶蚀孔隙[22],但风化裂缝带淋滤作用强度较风化砂砾岩带低,储集空间类型表现为孔隙-裂缝型,但裂缝型占比更高(图 5e5g)。致密带夹在风化裂缝带与内幕裂缝储集层发育带之间,储层相对致密,孔隙与裂缝均不发育(图 5h)。内幕裂缝带主要受构造作用影响,储集空间主要为裂缝型(图 5i5l)。基岩带位于潜山储集层最底部,为非储集层,基本不受构造作用和风化作用的影响,裂缝不发育[22]

下载原图 图 5 珠江口盆地中生界陆丰7-9潜山储层储集空间类型 (a)凝灰质砂岩,泥质普遍呈杂基状充填于粒间,LF7-9-A井,4 060.0 m;(b)砂砾岩,长石颗粒溶蚀形成粒内溶孔或完全溶解形成铸模孔,F7-9-B井,3 879.2 m;(c)砂砾岩,见长石颗粒溶蚀,LF7-9-B井,3 883.0 m;(d)含泥粗砂质花岗质砾岩,泥质呈杂基状充填粒间产出,多见蚀变云母化,LF7-9-C井,3 720.0 m;(e)花岗岩,见微裂缝,LF7-9-A井,4 080.0 m;(f)花岗岩,见微裂缝,LF7-9-B井,3 930.0 m;(g)含砂花岗质砾岩,见构造缝发育,LF7-9-C井,3 734.0 m;(h)花岗岩,具花岗结构、块状结构,孔隙几乎不发育,LF7-9-C井,3 749.0 m;(i)花岗岩,见微裂缝,LF7-9-C井,3 801.8 m;(j)花岗岩,见构造微裂缝,充填云母、方解石、黏土等矿物,LF7-9-C井,3 819.0 m;(k)花岗岩,见少量构造微裂缝,贯穿长石、石英等颗粒,并见充填方解石或云母,LF7-9-C井,3 835.0 m;(l)花岗岩,见微裂缝,LF7-9-C井,3 845.0 m。 Fig. 5 Reservoir space types of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill in Pearl River Mouth Basin

LF7-9-A井、LF7-9-B井潜山段未获得实验室实测物性数据,仅LF7-9-C井获得实测物性数据。LF7-9-B井风化砂砾岩带测井解释孔隙度为11.2%,渗透率为5.20 mD;内幕裂缝带测井解释孔隙度为4.7%,渗透率为1.20 mD。LF7-9-C井内幕裂缝带测井解释孔隙度为3.7%,渗透率小于0.01 mD。LF7-9-C井在风化带仅获得1个井壁心实测数据点,孔隙度为5.6%,渗透率为0.588 mD。内幕裂缝带有5个井壁心样品实测物性点,实测孔隙度为0.57%~2.38%,渗透率小于0.002 mD。实测与测井解释物性均表明,研究区风化砂砾岩带储层物性优于内幕裂缝带,储层物性最优。

2.3.2 潜山优质储层形成条件

(1)富脆性长英质矿物为潜山储层发育提供物质条件。石英、长石等浅色矿物为脆性矿物,角闪石、黑云母等暗色矿物塑性较强,脆性矿物在应力作用下容易产生裂缝而形成储层,而塑性矿物不易产生裂缝,不利于储层的形成[22]。此外,富脆性长英质矿物形成的裂缝可为风化淋滤和深部流体溶蚀作用提供有利通道[21]

井壁心全岩矿物组分分析结果显示,陆丰7-9潜山花岗岩主要由石英、长石等矿物组成,石英质量分数为20.0%~41.0%,平均为30.3%,钾长石质量分数为2.0%~38.0%,平均为15.8%,斜长石质量分数为30.0%~54.0%,平均为42.0%。陆丰7-9潜山花岗岩石英+长石质量分数为73.0%~96.0%,平均为88.1%,暗色矿物质量分数为0~20.0%,平均为2.9%(图 6)。由此可见,陆丰7-9潜山脆性长英质矿物含量较高,暗色矿物含量较低,因此在构造应力作用下易形成裂缝,也为风化淋滤及后期溶蚀改造提供了有利的物质条件。

下载原图 图 6 珠江口盆地中生界陆丰7-9潜山花岗岩井壁心全岩矿物组分分析 Fig. 6 Whole rock mineral composition of granite sidewall cores of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill in Pearl River Mouth Basin

(2)古地貌控制风化带优质储层展布。风化淋滤作用是潜山优质储层形成的重要条件[27]。潜山被抬升至地表或近地表,在物理风化作用下岩石发生破碎,其次,长石类等抗风化能力差的矿物发生蚀变,在风化淋滤作用的改造下,岩石的碎裂程度增加,即风化淋滤溶蚀作用进一步改善了储集层物性[22]。锆石U-Pb测定陆丰7-9潜山基底年龄为147.0±1.4 Ma,LF7-9-A井与LF7-9-B井潜山顶部覆盖古近系文昌组,LF7-9-C井潜山顶部覆盖古近系恩平组,遭受风化改造时间超91 Ma,其间经历了多期构造运动,尤其是燕山期构造运动将潜山抬升至地表,暴露时间较长,遭受风化淋滤而形成较好的风化壳储层。此外,陆丰7-9潜山岩性主要为花岗岩,而花岗岩大型节理较为发育,为后期的断裂改造和大气水的风化淋滤提供了通道。长石的抗风化能力差,易被溶蚀,陆丰7-9潜山花岗岩中长石类易溶矿物含量较高(质量分数平均为44.5%)(图 6),有利于风化淋滤,薄片中可见风化长石颗粒溶蚀形成的粒内溶孔或完全溶解形成的铸模孔(图 5b5c)。

风化淋滤溶蚀作用虽然是改善潜山储层的重要作用,但由于潜山古地貌、断裂及裂缝发育密度等存在差异,风化淋滤改造储层的结果存在较大差异。陆丰7-9潜山3口已钻井显示储层风化程度存在差异(图 5a5d),LF7-9-B井风化带风化溶蚀作用较强,形成粒内溶孔或铸模孔,改善了储集空间;相距仅2.2 km的LF7-9-C井风化带风化程度较弱,储集空间不发育。

3口钻井潜山顶面的黏土带均不发育,潜山顶部发育风化砂砾岩带,厚度在不同井区也存在一定差异,LF7-9-A井、LF7-9-B井、LF7-9-C井风化砂砾岩带厚度分别为21.0 m,30.5 m,17.0 m。风化砂砾岩带储层物性及厚度的差异主要是由于古地貌的差异导致。渤海潜山勘探经验也证实,在潜山古地貌高部位,风化砂砾岩带遭到风化剥蚀,但剥蚀的碎屑物不易在高点堆积,更多的是向两翼的低部位堆积,造成风化砂砾岩带在低部位发育而在高部位不发育[24],即风化残积层易于在平坦的古构造低部位保留[22]。研究区LF7-9-A井处于潜山的坡脚位置,地层倾角为10.04°,地形相对偏陡;LF7-9-B井处于鞍部宽缓区,地层倾角为3.45°,地形平缓,有利于风化壳的保留;LF7-9-C井处于局部高点位置,地层倾角为4.49°,不利于风化壳的保留(图 7)。

下载原图 图 7 珠江口盆地中生界陆丰7-9潜山Tg等T0图(a)及地层倾角(b) Fig. 7 Tg iso-T0 map (a) and Tg stratigraphic dip (b) of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill in Pearl River Mouth Basin

(3)先存断裂持续活化有利于内幕带储层发育。潜山内幕裂缝的规模和开启程度均与母岩性质具有密切的关系,富长英质岩石在外力作用下极易发生机械破碎,进而产生构造裂缝[28]。构造活动是潜山裂缝发育最关键的因素,珠江口盆地中生代经历了挤压造山、区域剥蚀、晚期裂陷等演化过程,在基底发育多组先存断裂体系[29]。其中,中生代燕山期以近北东东向断裂为主,其形成于主动陆缘背景下的褶皱逆冲构造体系;晚白垩纪末期以近北西西向断裂为主,其隶属于被动陆缘背景下产生的张性或张扭性伸展构造体系[30],这2组先存断裂体系在珠一坳陷基底内被大量识别[4]。通过地震精细解释,陆丰7-9潜山内部先存断裂发育,断裂走向以北西西—南东东向、北西—南东向为主,局部为北东—南西向(图 8a),且先存断裂走向与Tg层断裂基本一致。陆丰7-9潜山尤其是LF7-9-B井区处于多组断裂交汇处(图 8b),花岗岩经历了多期构造活动的改造,有利于裂缝的发育。

下载原图 图 8 珠江口盆地中生界陆丰7-9潜山先存断裂(a)及Tg层断裂(b)平面展布 Fig. 8 Plane distribution of pre-existing faults (a) and Tg faults (b) of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill in Pearl River Mouth Basin

通过对陆丰7-9潜山2口钻井花岗岩段成像测井裂缝产状统计发现,LF7-9-B井裂缝走向主要为北西西—南东东向,裂缝倾角以中角度缝为主,倾角为19.1°~85.8°,平均为55.4°;LF7-9-C井裂缝走向主要为北西—南东向,倾角为26.4°~72.9°,平均为41.9°(图 9)。这2口钻井的潜山内幕带裂缝主走向均与先存断裂一致,表明裂缝的形成主要受先存断裂活动的影响。

下载原图 图 9 珠江口盆地中生界陆丰7-9潜山裂缝产状要素 Fig. 9 Fracture occurrence elements of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill in Pearl River Mouth Basin

结合声成像及电成像测井资料,在研究区LF7-9-B井内幕带识别出裂缝119条,其中开启缝34条,半开启缝60条,溶蚀缝19条,闭合缝6条,表明该井内幕带裂缝以半开启缝为主,其次是开启缝和溶蚀缝,闭合缝较少。LF7-9-B井内幕带油层段裂缝密度最高,其中高导缝密度为3.26条/m,有效裂缝密度为2.53条/m。LF7-9-C井内幕带识别出高导缝96条,其中油气显示集中段高导缝密度为2.08条/m,由于该井未进行声成像测井,无法区分裂缝是否为有效缝,统计的高导缝里面可能包含一些被黏土矿物或导电矿物充填的非有效裂缝。虽然基于电成像测井无法区分LF7-9-C井内幕带裂缝是否为有效缝,但根据井壁心观察、薄片鉴定资料等发现,LF7-9-C井内幕带虽可见开启裂缝发育(参见图 5i5l),但大部分裂缝被方解石、硅质、黏土、有机质等充填(参见图 5j5k),且以闭合缝为主,导致储层物性变差,这是LF7-9-C井潜山段失利的主要原因。

LF7-9-B井、LF7-9-C井内幕带裂缝均较为发育,但裂缝被充填的程度存在较大差异,这主要是由于断裂活动差异所致。随着与主断裂距离的增加,裂缝密度迅速降低[31]。LF7-9-C井区早期先存断裂发育,但停止活动时间较早,在古近纪早期(Tg附近)已基本停止活动,早期形成的裂缝在古近纪演化过程中逐渐被充填,储层物性较差,油气未能进入储层中。LF7-9-B井区先存断裂进入古近纪以来持续活化,新生代伸展应力对早期裂缝产生活化作用,花岗岩基底先存断裂持续活化,改善了储集空间,实钻结果证实LF7-9-B井内幕带油层集中在持续活化的先存断裂附近(图 10)。综上所述,内幕裂缝带优质储层发育受多期次构造运动影响,早期先存断裂与后期构造联合控制优质储集层的形成,即先存断裂持续活化有利于潜山优质储层的发育。

下载原图 图 10 珠江口盆地过LF7-9-B井、LF7-9-C井中生界陆丰7-9潜山地震剖面 Fig. 10 Seismic section of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill across wells LF7-9-B and LF7-9-C in Pearl River Mouth Basin
2.4 输导条件

大量勘探实践表明油气源供给是影响潜山油气成藏的重要因素之一。渤海潜山勘探结果显示,潜山油气藏均位于富烃凹陷周缘,且良好的输导条件是潜山油气聚集的主要因素[27, 32-33]。陆丰7-9潜山位于陆丰13东、西洼转换带,两侧紧邻烃源岩,具有双洼宽窗供烃优势。陆丰7-9潜山与陆丰13东洼烃源岩直接接触,供烃宽度约14 km,与陆丰13西洼烃源岩呈超覆或断超接触关系,供烃宽度约6 km(图 11)。陆丰7-9潜山中生代经历多期构造运动,并发生抬升剥蚀,在潜山顶界面(Tg)形成一套分布较广的不整合面,其可以作为风化砂砾岩带的侧向运移通道。此外,新生代以来先存断裂继承性活动,造成潜山内部断裂持续发育,内幕裂缝规模逐渐增大,裂缝开度逐渐增加,在潜山内幕形成裂缝沟通性较强的网状裂缝体系。潜山内幕网状裂缝体系既可作为储层,也可作为潜山侧向及垂向输导通道[4]。陆丰7-9潜山与陆丰13东洼之间为陆丰13东洼控洼断裂,该断裂直接沟通了陆丰13东洼中深层成熟烃源岩,且该断裂活动强度较大、持续时间长,切割烃源岩厚度大,供烃窗口厚度达1 330 m。同时,断层倾向与烃源岩地层倾向相同,与烃源岩时空匹配良好,具有强通源能力(图 11)。综上所述,陆丰7-9潜山主要发育“侧源-断裂-不整合面”和“侧源-断裂-网状裂缝”2种供烃模式,即陆丰13洼生成的油气通过断裂-潜山不整合面运移至潜山风化带储层和通过断裂-内幕网状裂缝体系进入到内幕裂缝带储层中成藏。

下载原图 图 11 珠江口盆地中生界陆丰7-9潜山输导体系 Fig. 11 Transport system of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill in Pearl River Mouth Basin
3 成藏模式 3.1 成藏期次

包裹体均一温度是分析油气成藏期次的重要指标之一[32]。在珠江口盆地丰7-9潜山风化砂砾岩带和风化裂缝带中发现了大量油包裹体。在风化砂砾岩带切穿石英颗粒的裂纹中检测到发蓝绿色荧光的油包裹体(图 12a),在风化裂缝带花岗岩屑石英颗粒的成岩裂纹中检测到发蓝色荧光的油包裹体(图 12b)。结合单井埋藏史分析,陆丰7-9潜山风化砂砾岩带原油充注期为0~11 Ma(图 12c),风化裂缝带成藏略早于风化砂砾岩带,原油充注期为0~13 Ma(图 12d)。由于陆丰凹陷上、下文昌组2套主力烃源岩在现阶段仍处于生烃高峰,因此,陆丰7-9潜山油藏仍处于油气充注阶段。

下载原图 图 12 珠江口盆地中生界陆丰7-9潜山油气藏成藏时期分析 (a)风化砂砾岩,切穿石英颗粒裂纹中检测到蓝绿色荧光油包裹体,LF7-9-B井,3 878~3 895 m;(b)花岗岩,石英颗粒内成岩裂纹中检测到发蓝色荧光油包裹体,LF7-9-B井,3 896~3 908 m;(c)风化砂砾岩带埋藏史;(d)风化裂缝带埋藏史。 Fig. 12 Hydrocarbon accumulation period of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill in Pearl River Mouth Basin
3.2 成藏模式

油气成藏要素是油气藏形成的必要条件,但各要素时空上的匹配关系是决定油气藏能否形成的关键[32]。中生代燕山期及晚白垩世的构造运动形成了陆丰7-9潜山圈闭雏形及构造裂缝储层,同时还形成分布广泛的不整合面和多条油源断裂,其可作为优越的输导体系。进入新生代,控圈断裂继续活动,潜山形态逐渐定型,同时研究区新生代早期伸展应力对中生代形成的先存断裂及裂缝产生活化作用,使部分闭合的裂缝得以重新开启,改善了储集空间。陆丰13洼古近纪早期沉积了厚层的文昌组烃源岩,具有类型好、丰度高等特征,且现今仍处于生油窗,可以作为陆丰7-9潜山持续供烃的优质源岩。在13 Ma,陆丰13洼文昌组烃源岩生成的油气沿断裂-不整合面进入风化带成藏,到11 Ma,烃源岩成熟度增高,排烃强度增加,此时烃源岩生成的油气部分进入风化带成藏,另一部分沿着由断层-内幕网状裂缝体系组成的输导体系进入陆丰7-9潜山内幕带成藏。在陆丰7-9潜山油气成藏的过程中,晚期的新构造运动对研究区影响微弱,潜山油藏未遭受破坏。综上所述,不同成藏要素之间良好的时空耦合关系,使得陆丰7-9潜山油藏得以形成并有效保存至今。

陆丰13洼文昌组优质烃源岩在10 Ma已进入排烃高峰阶段,可以为陆丰7-9潜山持续供烃,近洼长期活动的控洼断裂、不整合面及潜山内部网状裂缝系统为陆丰7-9潜山主要的油气运移通道,上覆古近系文昌组、恩平组泥岩提供盖层条件,晚期构造活动微弱,油气保存条件较好。综上所述,陆丰7-9潜山形成了双洼近源宽窗供烃、断裂-不整合面-网状裂缝联合输导的成藏模式(图 13)。

下载原图 图 13 珠江口盆地中生界陆丰7-9潜山成藏模式 Fig. 13 Hydrocarbon accumulation model of Mesozoic Lufeng 7-9 buried hill in Pearl River Mouth Basin
4 结论

(1)珠江口盆地陆丰7-9潜山位于陆丰13洼转换带,紧邻优质烃源岩,具有双源宽窗供烃优势,且圈闭保存条件好。陆丰7-9潜山花岗岩储层具垂向分带特征,由外到内依次可划分为风化砂砾岩带、风化裂缝带、致密带、内幕裂缝带,其中风化砂砾岩带储层物性最好。

(2)陆丰7-9潜山古地貌控制了潜山风化砂砾岩带优质储层的发育,鞍部宽缓区有利于风化壳的保留;内幕带优质储层的发育受早期先存断裂及后期构造的联合控制,先存断裂持续活化有利于内幕带优质储层的发育。

(3)陆丰7-9潜山为晚期成藏,原油充注期为0~13 Ma。文昌组优质烃源岩持续供烃,近洼长期活动的控洼断裂、不整合面及潜山内部网状裂缝系统构成了陆丰7-9潜山主要的油气运移通道。陆丰7-9潜山具双洼近源宽窗供烃、断裂-不整合面-网状裂缝联合输导的成藏模式。

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