珠江口盆地白云凹陷东部古近系文昌组沉积演化特征

充分利用新三维地震资料,结合测井以及录井资料,对珠江口盆地白云凹陷古近系文昌组层序地层、沉积特征及沉积演化进行研究,重新建立文昌组三级层序格架内的沉积体系演化过程。结果表明:白云凹陷东部文昌组自下而上共划分为5套三级层序,分别对应于初始裂陷期(WCSQ1)、拆离裂陷早期(WCSQ2,WCSQ3)、拆离裂陷晚期(WCSQ4,WCSQ5)3个构造演化阶段;初始裂陷期为多个孤立的箕状半地堑,以发育缓坡轴向物源辫状河三角洲、陡坡近源扇三角洲和滨浅湖沉积为特征;拆离裂陷早期断裂活动强烈,湖盆迅速扩张,半深湖—深湖局限发育,沉积中心北移,北部番禺低隆起发育大型辫状河三角洲沉积;拆离裂陷晚期断裂活动减弱,湖盆逐渐萎缩,沉积中心稳定在白云凹陷中部,主要发育小型辫状河三角洲沉积,滨浅湖发育;大型辫状河三角洲及扇三角洲砂体是白云凹陷东部的有利储集体。

珠江口盆地白云凹陷古近系深层高变温背景下储层成岩作用与低渗致密化机制

珠江口盆地白云凹陷油气勘探逐渐从中-浅层韩江组-珠江组的常规储层转向深层-超深层珠海组-恩平组的低渗致密储层,特殊的高变地温地质背景使得储层成岩作用以及致密化机制与常规储层差别较大。综合运用铸体薄片鉴定、扫描电镜观察、物性测试、成岩过程重建和物性恢复等技术,系统分析了白云凹陷西北部低隆起-中部洼陷带古近系珠海组下段-恩平组砂岩储层的成岩过程及差异,结合构造演化背景、地层埋藏史和现今物性数据,研究了影响储层物性关系的主要因素以及储层致密化过程与机理。结果表明:珠海组下段-恩平组储层经历了较强的压实作用、2期碳酸盐胶结、3期硅质胶结和3期长石溶解作用。储层成岩作用过程中,地温梯度变化导致压实速率不同,经历不同开放-封闭体系的水-岩反应过程是不同区带物性差异的主要原因。压实作用是导致储层致密的主要因素,硅质胶结和碳酸盐胶结进一步增强了储层致密程度,溶解作用改善了储层物性。从低隆起到洼陷带,伴随地温梯度升高和埋藏深度增加,低隆起储层成岩阶段为中成岩A2期,斜坡带为中成岩B期,洼陷带为晚成岩期,成岩强度不断增加;成岩作用的差异使得储层物性演化显著不同。洼陷带储层在晚期烃类充注前已致密化,斜坡带储层在晚期烃类充注阶段逐渐致密,而低隆起区储层目前仍为低渗储层。斜坡带整体埋深小于5 km,且上覆地层具备良好封盖能力,是下部勘探的重点。

白云凹陷深层压实作用和超压成因讨论及其对深层流体运聚的影响

珠江口盆地白云凹陷含有丰富的油气资源,勘探潜力巨大。深层目的层发育强烈的超压,文中对白云凹陷深层的超压成因及压实作用进行研究;利用三维地震资料和地球物理测井资料对白云凹陷深层的超压详细了解,利用综合压实曲线方法和盆地模拟技术对钻、测井资料进行处理,分析深层的异常压力成因。以分区块、分层位的原则总结压力分布规律和异常高压产生的原因,并利用流体势的评价手段对白云凹陷深层油气的运聚进行预测,为白云凹陷下一步的勘探部署提供依据。研究认为:白云凹陷发育超压的区块主要有主洼中心、主洼东、主洼西南、北坡(以超压发育规模排序);深层超压发育在珠海组及以下地层,不同层位超压成因的贡献亦不相同。其中,恩平组超压成因主要为压实作用增压和生烃增压、而珠海组异常压力主要来源则是压实作用增压与传递型超压。不同区块的欠压实作用不同。此外,受地热等因素影响,各区块发育的化学压实作用不同。由于主洼发育较强的超压,气势较大,东洼和西洼等小洼陷在晚期也形成了气势高值区;主洼-北坡、主洼-西南部和主洼东由于地势较高而形成了明显的气势低值区。恩平组气势梯度较大的区域逐渐向斜坡带和低隆起上扩张,有利于油气晚期向北坡和主洼东部等地区运移。

珠江口盆地白云凹陷超深水区层序-沉积及古环境特征:以A1井为例

为系统认识珠江口盆地白云凹陷超深水区层序界面识别和沉积环境演变,笔者采用白云凹陷已钻A1井晚渐新统珠海组—早中新统珠江组碳酸盐岩层段微量元素和常量元素数据开展综合分析,研究表明:①通过Pb、Zn、Rb、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、Th/U比值等参数的变化特征识别了SB24.80、SB23.03和SB21.00共3个三级层序界面;②利用Sr/Ba、V/Ni、Sr/Cu、Al_(2)O_(3)/MgO、MgO/CaO比值的变化证实样品段以干热气候、海平面相对上升的沉积环境为主;③通过V/Cr、Ni/Co、V/(V+Ni)等比值表明,A1井碳酸盐岩主要发育在氧化环境的古海洋水体中,水体较浅,晚期水位上升趋向于贫氧环境,直至“淹死”终止碳酸盐岩发育。

白云凹陷北坡珠江组下部储层生物遗迹及沉积演化特征

南海北部珠江口盆地的白云凹陷北坡新近系底部的陆架边缘三角洲前缘砂体有良好的油气储集条件,具有巨大的油气勘探价值。以珠江口盆地白云凹陷北坡—番禺低隆起珠江组下部为研究对象,将常规的岩心观察、地震相分析等手段与生物遗迹分析相结合,探索其沉积环境特征及演化规律。结果表明:陆架坡折处发育陆架边缘三角洲前缘亚相沉积,发育以水下分流河道和河口坝为主的沉积微相,发育Skolithos遗迹相,局部生物扰动剧烈。陆架坡折以北整体发育滨海三角洲沉积,以分流间湾和水下分流河道沉积微相为主,发育Skolithos-Cruziana遗迹相,生物扰动程度以中等—剧烈扰动为主,局部为稀少生物扰动。研究区的沉积演化可以分为海退期(21.0~19.0 Ma)和海侵期(19.0~18.5 Ma)两个阶段,海退期物源充沛,在陆架坡折处发育陆架边缘三角洲前缘亚相沉积;海侵期海平面上升,发育退积三角洲,在陆架坡折以北发育滨海三角洲前缘亚相沉积。

珠江口盆地白云凹陷古近系文昌组源-汇系统特征及演化

珠江口盆地是南海东部典型的边缘海盆地,白云凹陷为珠江口盆地珠二坳陷中、新生代地层发育最全的深大凹陷,其古近系是深水区已证实的主力层系及近期深层油气勘探的重点目标。文昌组是白云凹陷已经获得勘探证实的主要烃源岩层系,在凹陷周边物源控制区也是有利储层发育的重要场所。通过定量表征其源-汇系统和分析源-汇系统特征及演化规律为白云凹陷主力烃源岩及规模砂体分布预测提供依据。基于锆石定年及重矿物分析确定物源体系及其演化,利用PSDM地震资料及古地貌刻画了搬运通道类型及分布,井-震结合厘定了沉积体系及沉积相类型特征;结合古地貌起伏、剥蚀量及沉积汇聚量计算结果对源-渠-汇系统进行了定量耦合。研究表明,古近纪文昌期发育番禺低隆起、云荔低隆起、云东低凸起以及云开低凸起4个近物源体系,以断沟和沟谷为渠,形成了4套完整的源-渠-汇系统。不同沉积时期的源-汇体系发生明显转变,受各时期物源差异的影响,文昌期白云凹陷发育古沟槽及大型构造转换带控制下的近物源小型湖相、辫状河三角洲及扇三角洲沉积。白云凹陷源-汇系统控制下的文昌组规模滨浅湖在文昌组五段(文五段)、文四段和文三段分布范围最广;半深湖-深湖相沉积分布局限,在文五段仅零星分布,在文四段、文三段及文二段的湖盆中央局部范围分布,这些认识为主力烃源岩的分布预测提供了基础。在宽缓裂陷结构及大物源控制下,白云凹陷北坡发育的辫状河三角洲富砂沉积体系控制了规模砂体的平面展布。白云凹陷东部辫状河三角洲及扇三角洲规模小,是有利相带砂体的主要分布位置。

珠江口盆地白云凹陷西区始新世张裂-拆离作用下沉积转换及源-汇响应

珠江口盆地始新世裂陷期盆地呈隆-坳相间格局,陆缘深水区脆性张裂作用向韧性拆离作用的转变多表现为洼陷由深变浅和沉积中心的迁移。目前针对张裂-拆离裂陷转换过程中洼陷内沉积响应的研究还比较少,制约了沉积体分布的预测。基于珠江口盆地白云凹陷西区钻井与全覆盖三维地震数据,恢复始新世张裂期与拆离期沉积古地貌。研究结果表明:①张裂期窄深湖盆发育多沉积中心,拆离期宽缓湖盆水体连片、向拆离中心区汇聚;②联合井-震格架与地震构型标定,认为白云凹陷西区张裂期受先存断块的调控作用而出现了短轴物源供给,发育了扇三角洲-半深湖-辫状河三角洲(扇辫)沉积体系,而拆离期地壳韧性隆升导致整体地形坡度减缓(<10°),水深变浅、高能水体范围扩大,出现隆升带长轴供源体系,沿低隆带广泛发育辫状河三角洲-滩坝(滩扇)沉积体系;③番禺低隆源区流域分区参数耦合揭示张裂-拆离转换过程中滩扇沉积体系供给效率提高、砂质含量增加,与韧性隆升对应的长轴区所发育的沉积体系可形成有利的源-储配置关系。

白云凹陷烃源岩有机质富集机理

白云凹陷古近系文昌组及恩平组烃源岩类型复杂,虽然半深湖相、浅湖相、陆源海相和三角洲相等均有揭示,但有机质富集机理不明,导致对该区烃源潜力及主力烃源岩的认识长期存在分歧。本次研究通过对已钻遇的不同类型烃源岩主微量元素及草莓状黄铁矿粒径特征等分析,剖析不同类型烃源岩有机质发育与保存条件,首次揭示了白云凹陷不同类型烃源岩的有机质富集机理。结果表明:白云凹陷浅湖相烃源岩初级生产力水平较高,文昌组草莓状黄铁矿粒径分布范围为0.4~14.3μm,分布较广,平均粒径为6.8μm,而恩平组烃源岩草莓状黄铁矿粒径分布范围为4.9~15.9μm,平均粒径为8.7μm,整体处于次氧化环境;半深湖相烃源岩初级生产力水平低于浅湖相烃源岩,草莓状黄铁矿粒径分布范围较窄,为5.6~8.0μm,平均粒径为5.8μm,处于硫化-次氧化环境,具有较好的有机质保存条件。陆源海相烃源岩初级生产力水平较低,有机质保存条件较好,接受陆源营养物质输入,有机质较为丰富。三角洲相烃源岩接受大量陆源碎屑的营养物质输入,沉积物堆积效率高,埋藏较快,草莓状黄铁矿平均粒径>7.0μm,且多见自形黄铁矿,处于氧化—强氧化环境,有机质保存条件较差,凭借大量的物源输入和堆积埋藏效率,也可形成有机质富集的有利区域。

白云凹陷超压模拟及成藏研究

南海白云凹陷深水区普遍发育超压,超压对油气运移起到重要作用,且对于海上钻井的安全有着重要影响。通过盆地建模Petromod 2014方法对白云凹陷压力-孔隙度-生烃演化进行恢复,探讨超压成因,建立相应的成藏模式。研究表明:①白云凹陷现阶段压力应主要为生烃超压,生烃与超压分布特征一致。②现今超压中心在白云凹陷东部,最大压力系数可达1.8以上。③白云凹陷以“生烃超压驱动、横向砂体输导、断裂-底辟复合泄压”的成藏模式为主,油气藏大多沿着断层与常-超压界面分布。

南海北部深水区白云凹陷中深层油气成藏过程初探

珠江口盆地深水区白云凹陷具有极为特殊的油气地质条件,近几年,在中深层渐新统珠海组及下伏始新统恩平组见到了规模且连续分布的气层,并具有超压特征,其研究对白云凹陷中深层油气富集规律的认识和勘探实践有重要意义。目前由于受样品等资料少的限制,对其油气成藏过程的研究非常薄弱。通过白云凹陷深层超压的研究,认为其成因为生烃增压传导所致,说明白云凹陷具有极强的生烃能力,同时由于超压封闭原因,大部分油气应被封存在超压箱内。在此基础上,对B-2低渗超压气藏进行解剖,运用天然气地球化学与成藏动态研究方法,在明确天然气成因、成熟度及来源的基础上,分析天然气充注期与储层孔隙、压力演化的关系,解析该低渗气藏成藏过程。研究认为,珠海组下段-恩平组大型三角洲沉积“甜点”储层分布区与具备“原油早期充注-储层低渗化-超压-天然气晚期充注”型成藏过程的叠合区,是有利勘探区带,为白云凹陷中深层勘探指明了一定方向。

白云凹陷珠海组砂岩中碳酸盐胶结物的形成机理

通过矿物学、岩石学和地球化学方法,探讨了珠江口盆地白云凹陷珠海组砂岩储层中多期碳酸盐胶结物的成因机理。根据不同期次碳酸盐胶结物的成分、产状和赋存状态,从矿物学和成岩序列的角度区分出3期胶结物类型,即早期方解石(含少量菱铁矿)、中期的铁方解石和晚期的铁白云石。多期胶结物氧碳同位素计算的Z值表明,珠海组早期碳酸盐与干旱陆相湖泊环境有关,是在常温常压条件下,直接从过饱和的碱性湖水介质中析出的产物;中期的铁方解石和晚期的铁白云石明显晚于早期方解石,在3 000~3 500m深度段内,珠海组中碳酸盐胶结物的δ13C值明显向负偏移(-6.3‰^-14.1‰),并与自生高岭石含量升高段和次生孔隙发育带呈很好的对应性,表明中晚期碳酸盐的碳主要来自有机酸脱羧产生的CO2。而长石类颗粒溶解提供了Ca2+离子,随着有机酸的消耗,成岩环境逐渐由酸性向碱性转变,还原性增强,孔隙流体中Fe2+和Mg2+很容易和CO2结合进入碳酸盐矿物晶格,形成中晚期含亚铁的碳酸盐胶结物,并充填在残余原生粒间孔和各类次生溶孔中,对储层物性造成一定的负面影响。

珠江口盆地深水区白云凹陷储层孔隙特征及影响因素

利用岩石薄片、铸体薄片、荧光薄片、X射线衍射、扫描电镜和压汞分析等手段,对珠江口盆地深水区白云凹陷储层孔隙特征进行了分析,并结合储层的沉积环境、岩性特征和成岩演化过程对影响储层孔隙演化的因素进行了研究。该区储层孔隙类型主要为长石、硅质岩屑和早期碳酸盐胶结物溶蚀、溶解产生的粒间溶蚀孔隙和粒内溶蚀孔隙,在2 750~3 500m和3 800~4 600m深度发育有两个次生孔隙带。沉积相带的分异作用和成岩作用引起的孔喉变化是控制储层物性的主要因素。沉积相带的不同导致储层结构成熟度和成分成熟度的差异,甚至孔隙水的差异,进而导致储层的物性差异。压实作用和碳酸盐胶结作用使得原生孔隙急剧减小,但碳酸盐胶结物又增强了储层的抗压能力,为后期酸性流体溶蚀、溶解提供了空间和物质基础。

珠江口盆地白云凹陷新生代构造演化动力学

白云凹陷构造演化史的研究对在白云凹陷开展油气勘探和深水沉积研究具有重要的意义。通过对断裂与沉积结构平面和剖面特点的分析,结合岩浆活动特点,文中提出白云凹陷是一个复式地堑,推测这种结构特点与凹陷下地壳的强烈韧性减薄和颈缩变形有关,表现为热岩石圈的伸展。其发育机制推测与白云凹陷位于构造转换带上有关,特殊的构造位置使白云凹陷成为强烈构造变形区,岩石圈地壳强烈减薄,伴随伸展过程和地幔上涌,脆性地壳或上地幔中部分熔融物质的出现导致岩石圈强度的急剧降低,在区域伸展应力场下以韧性流变方式减薄。岩浆在构造转换带下聚集并发育主岩浆房,由于白云凹陷南北边缘没有发育正断裂系统,岩浆主要沿垂直伸展的方向运移,因此在珠琼运动一幕和二幕南南东向伸展应力作用下,岩浆向白云凹陷的东部和西部运移至北西向基底深大断裂处,那里由于北西向断裂表现为左行张剪性质而成为压力较低的地区,从而成为岩浆上涌和侵位的地方。在岩浆聚集的地区,活动岩浆体附近的脆性变形被分散的韧性变形所取代,因此在凹陷的东北和西南两个角上,发育了张性和张剪性小断裂群,由于热岩石圈弹性较差,白云凹陷长期持续沉降。白云凹陷的断裂活动和沉积演化史还受到南海海盆扩张活动的影响。

成岩相分析方法在南海北部深水区储层预测的应用——以珠江口盆地白云凹陷为例

成岩相分析方法旨在在碎屑岩储层成岩作用和孔隙演化之间建立一种成因联系,建立研究区孔隙演化与成岩作用关系模型,为孔隙演化机理和主控因素分析及储层平面分布预测提供理论依据。研究表明,机械压实、胶结和溶蚀作用是本区主控成岩作用类型,据此可划分出5种主要的成岩相组合:早期碳酸盐胶结弱溶蚀相、弱压实强溶蚀相(<1800m)、中等压实强溶蚀相(1800～2800m)、较强压实—较强溶蚀相(2800～3800m)和强压实—弱溶蚀相(﹥3800m)。其中深水区储层主要受控于较强压实较强溶蚀相,孔隙度分布在10%～20%之间,为Ⅲ类储层夹Ⅱ和Ⅰ类储层。珠海组(E32zh)总体以较强压实强溶蚀相为主,在三角洲平原水道、滨岸砂形成以Ⅱ类储层为主的优质储层分布区,这与第一个次生孔隙发育带有关。同样,受强溶蚀作用影响,在三角洲平原区形成了Ⅲ类储层夹部分Ⅱ类和Ⅰ类储层的相对有利储层分布区,而在三角洲前缘由于水动力条件相对较弱,砂岩粒度细,加之相对较强的压实改造,多形成Ⅲ类储层分布区。

珠江口盆地白云凹陷古近系沉积相类型

以珠江口盆地白云凹陷的钻井和地震资料为基础,根据测井相、地震相综合分析白云凹陷文昌组与恩平组主要层序的沉积相发育演化特征。通过有限的单井资料在白云凹陷共识别出了三角洲相、扇三角洲相及湖泊相三种沉积相;三角洲沉积相在测井曲线上表现为从下至上由细变粗的反旋回,局部出现次一级的正旋回;扇三角洲沉积相测井曲线整体表现为从下至上由细变粗的反旋回及次一级的反旋回;湖泊沉积相表现为以泥岩沉积为主,局部夹有砂坝或碳酸盐滩坝。研究区发育9种地震相类型,地震相证据充足,为研究沉积相发育规律提供了可靠的依据。研究表明盆地的持续沉降造就了白云凹陷深湖相发育时间长,形成厚层烃源岩;受番禺低隆起影响,白云凹陷北坡缓坡带发育三角洲相,在西南至南部陡坡带发育扇三角洲相,部分三角洲的发育具有继承性。

白云凹陷地球物理场及深部结构特征

珠江口盆地白云凹陷是南海最具代表性的第三系深水陆坡沉积区。以穿过白云凹陷中部的一条深反射地震剖面(14s)为研究基础,采用综合地球物理研究方法分析了该区地球物理场特征,根据重力异常平面等值线勾画了白云凹陷的形态,并提取该测线相对应的重磁剖面数据,利用重磁资料和地震剖面进行了综合反演。以深剖面地震资料建立了地质模型,利用所得的重力数据进行了研究深部结构的正演拟合,实测与计算值拟合较好,支持中生代俯冲洋壳存在的观点;同时结合地震资料对深部结构进行了分析,该区莫霍面由陆向海抬升,呈阶梯状变化,地壳厚度逐渐减薄,具有大陆边缘陆壳向洋壳过渡的特征。根据地质模型还进行了变密度综合反演拟合来分析基底岩性特征,该区基底主要为中酸性岩浆岩,部分为变质岩和基性火山岩,岩石密度由陆向洋逐渐减小,磁性体分布不均。

珠江口盆地白云凹陷断裂构造特征及其活动期次

对白云凹陷地震资料的解释分析表明,该凹陷断裂构造以正断层和走滑断裂为主,未见逆断层。在平面上,断裂主要为NWW至近EW走向,不同等级与不同走向断层表现为平行断层系、帚状断层系和雁列断层系等三种断层组合形式。剖面中,单条断层样式相对简单,主要呈现平面式、铲式和座椅式等构造样式;多条断层主要表现为花状组合、马尾状组合、Y字型组合和阶梯状组合等构造特征。通过对断裂活动强度统计发现,不同区域断裂的发育时间和发育强度亦有差异,其中50—30MaBP是断裂的强烈发育期,控制凹陷的同张裂期沉积充填;13.8—10MaBP受东沙运动的影响断裂再次活化,属于中等强度发育期。

珠江口盆地白云凹陷天然气成因及油气资源潜力分析

白云凹陷是南海北部珠江口盆地最大的沉积凹陷,新生代最大沉积厚度超过12km,处在珠江口盆地新生代沉降和沉积中心,具备了油气运聚成藏的巨大沉积充填体系和基本地质条件。根据邻近深水区部分探井和深水区LW3-1-1井已获天然气组分、轻烃组成、碳同位素特征,对该区天然气成因类型及气源构成进行深入分析,并结合其油气成藏地质条件,初步分析了其资源潜力及勘探前景。

珠江口盆地深水区白云凹陷始新统—下渐新统沉积特征

以珠江口盆地白云凹陷钻井和地震资料为基础,根据地震相、地震速度岩性指数、沉积古地形特征和区域地质背景等资料综合分析了白云凹陷古近系主要层序各体系域的沉积相发育特征。研究结果表明,白云凹陷古近系文昌层序与恩平层序是属于两个不同演化阶段的层序。文昌层序是断陷期沉积,低位体系域发育滨浅湖相沉积,湖扩体系域发育中深湖相沉积,高位体系域沉积期有北部、西南部和东南部3个物源体系,发育(扇)三角洲-滨浅湖-中深湖沉积体系。恩平层序属于断陷向坳陷转换期的沉积,低位体系域在构造高部位发育河道充填沉积,在凹陷内发育滨浅湖相沉积;湖扩体系域发育中深湖相沉积;高位体系域沉积期有北部和南部2个物源体系,发育(扇)三角洲-滨浅湖-中深湖沉积体系。

珠江口盆地白云凹陷陆坡限制型海底峡谷群成因机制探讨

珠江口盆地白云凹陷北部陆坡发育着17条近似NNW—SSE走向的海底峡谷,构成了区域内的陆坡限制型海底峡谷群。基于研究区内高密度覆盖的2D地震资料,通过外部形态、内部结构等反射特征的描述和刻画,建立了第四纪以来的高精度层序地层格架,将沉积充填序列划分为三个体系域,即低位体系域(LST)、海侵体系域(TST)和高位体系域(HST)。根据陆坡进积特征、垂向地层叠加样式、侵蚀特征变化、连续性强振幅同相轴的识别和空间追踪,将高位体系域进一步划分为两个沉积旋回单元,HST-I和HST-II。研究表明,白云凹陷陆坡限制型海底峡谷群发育在高位体系域晚期沉积旋回(HST-II)中。在此基础上,分别讨论了沉积物供给、沉积物失稳作用、限制型地形和流体渗漏作用对峡谷群形成和演化的影响。第四纪以来珠江水系携带的大量沉积物经由陆架进入到陆坡区域,为海底峡谷群的发育和演化提供了充足的沉积物来源。在第四纪高位体系域早期水道形成的限制型"负地形"基础上,大量的沉积物在沿着陆坡坡降方向自北向南的输送过程中发生向下的侵蚀、沉积物失稳,导致了陆坡限制型海底峡谷群的发育。研究区内广泛分布的气烟囱构造,暗示了含气流体的垂向运移和渗漏,可能促进了海底峡谷群的进一步演化。