“源-盖”联控成藏模式在番禺4 洼的实践

2015-06-15黄峰彭光荣温华华刘浩舒梁锋唐明铭

断块油气田 2015年3期

黄峰，彭光荣，温华华，刘浩，舒梁锋，唐明铭

（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东广州510240）

番禺4 洼自勘探以来，获得了较大的储量发现。随着勘探程度的深入，对含油气系统的认识逐渐加深。截至2012年，番禺4 洼已形成“以基底不整合面、断裂体系和连通砂体复合输导体系为运移路径，以番禺4 洼东侧陡坡带隆起区和西侧缓坡带源岩内部断裂发育区为主要运移方向”的成藏认识。但是纵观番禺4 洼近年来钻探失利的构造，其失利原因大多为油气运移条件不利。因此，为了提高勘探成功率，有必要分析控制油气运移方向空间分布的深层次因素，为构造的钻探提供正确指导。

1 区域地质情况

番禺4 洼位于珠江口盆地珠一坳陷东南缘西侧，属于西江凹陷的一部分，是一个主要受构造作用控制形成的东南断、西北超、呈NE—SW 走向的箕状洼陷。其北边和西边分别为西江主洼和恩平凹陷，东侧和南侧则分别与东沙隆起和番禺低隆起相接壤［1-3］（见图1）。番禺4 洼和珠江口盆地总体特征一致，具有“下断上坳、先陆后海”的特征，断陷阶段沉积的陆相古近系文昌组是本区的主力烃源岩［4］。该洼陷面积不大，古近系残留的文昌组烃源岩分布范围约750 km2。截至2012年底，本区共发现7 个商业性油田，累计探明原油地质储量1.5×108t，证实了番禺4 洼是一个典型的“小而肥”的富生烃洼陷。

图1 珠江口盆地番禺4 洼区域位置

2 问题的提出

油气从烃源岩排出到输导层砂体中，是一个缓慢而长期的过程，油气排出动力主要来源于烃源岩的异常压力［5-8］，排替方向主要是压力梯度减小的方向。一般对于一个洼陷来说，洼陷中心部位地层沉积厚度大，压力从中心往两侧降低，油气即从中心往外部两侧运移［9-12］。从番禺4 洼已发现的PY4-A 油田和PY5-B 油田的文昌组地层特征（见图2）来看，烃源岩地层均等地朝东西两侧抬升，这种抬升方向符合油气排替和运移的有利方向。另外，区域海泛泥岩的抬升倾向分界线基本与文昌组地层抬升倾向分界线一致，理论上这就决定了油气运移至泥岩盖层下部之后会继续沿泥岩盖层抬升方向运移。番禺4 洼另一口井PY11-B-1 位于洼陷的东侧，而靠近此井位置的烃源岩地层几乎全部往西抬升（见图3），即油气从排烃角度来看不具备往洼陷东侧排替的条件。

PY4-A，PY5-B 油田的发现以及PY11-B 构造的钻探失利，至少说明在番禺4 洼烃源岩地层和区域性海泛泥岩的空间配置及叠合关系对于油气运移的空间分配和平面运移有着十分重要的控制作用。因此，准确认识烃源岩地层和区域性海泛泥岩对于油气运移的影响和控制机制，对于认识番禺4 洼成藏规律和下一步的勘探工作具有十分重要的意义。

图2 PY4-A 构造烃源岩抬升倾向

图3 PY11-B 构造烃源岩抬升倾向

3 “源-盖”联控成藏模式的提出

3.1 烃源岩排烃方式及原理

目前学者一般认为，烃源岩排烃是由于烃源岩中存在异常压力，而导致这种异常压力的因素主要有压实作用、欠压实作用、蒙脱石脱水作用、有机质生烃作用和流体热增压作用等。一般来说，随着生烃过程的进行，烃源岩压力会逐渐累积而升高［13-17］。番禺4 洼主要排烃期在10 Ma 左右，油源断层活动比较频繁，断层的活动会导致烃源岩“泄压”，而这种泄压主要通过排烃的方式进行。

在砂泥岩剖面中，由于压实，泥岩孔隙度减小得比砂岩快［18-19］，使得泥岩孔隙流体所产生的瞬间剩余压力比邻近的砂岩大；因此，从烃源岩排出的油气会首先进入上下的砂岩层（见图4），并且在浮力的作用下，沿着储层的上倾方向开始油气的二次运移［20-21］。另外，如果烃源岩（泥岩）厚度存在差异，作为一个楔状烃源体，排烃方向即为烃源岩厚度减小的方向。对于番禺4 洼这种典型的箕状洼陷而言，受该规律控制的排烃及排烃后的油气二次运移会有明显的指向性，即沿着烃源岩厚度减小的方向和地层上倾方向运移［22-23］。

图4 砂泥岩剖面中压实流体的运移方向

3.2 “源-盖”联控概念的提出

3.2.1 “源”

鉴于烃源岩厚度变化会对排烃方向有控制性的影响，并结合番禺4 洼典型的箕状洼陷特点，研究分析认为，烃源岩地层的抬升倾向即是厚度减小的方向，也就是油气排出的有利方向，再结合上覆和下伏砂岩储层，地层抬升方向即为油气运移的有利指向。

3.2.2 “盖”

油气自烃源岩排出，并且在通过不整合面、断层和砂体的复合输导体系运移至浅部地层后，往往在垂向上受到区域性海泛泥岩的封闭压制，而只能沿着下伏砂岩储层的上倾方向继续运移，一般与泥岩盖层的抬升倾向一致。

3.2.3 “源-盖”联控

“源-盖”联控是以烃源岩排烃机理为基础，以番禺4 洼过去勘探经验为实际模型的一种油气平面运聚和空间分配的影响机制，其模式如图5所示。

图5 番禺4 洼“源-盖”联控模式

在此基础上，对番禺4 洼主要烃源岩和T50海泛泥岩的抬升倾向进行了划分（见图6）。通过结合烃源岩和海泛泥岩抬升倾向，发现二者抬升倾向基本一致。在番禺4 洼南部，烃源岩和海泛泥岩主要往西侧抬升；而在番禺4 洼中部，东西两侧抬升量呈现均势；而到了番禺4 洼北部，则主要往东侧抬升。烃源岩的倾向抬升量控制了油气的空间分配。当烃源岩主要往洼陷西侧抬升时，油气主要往西侧运移和聚集，这部分烃源岩占整个烃源岩的56.0%；当烃源岩主要往洼陷东侧抬升时，油气主要往东侧运移和聚集，这部分烃源岩占整个烃源岩的37.7%。

图6 文昌组烃源岩和T50 泥岩盖层倾向分界

4 现场实践

番禺4 洼在“源-盖”联控成藏规律的指导下进行了一系列有利区带的筛选和钻探，先后发现4 个油田，探明地质储量约1.3×108t，证实了应用“源-盖”联控成藏规律指导本地区的勘探是可行的。

4.1 PY10-A 构造

PY10-A 构造位于珠江口盆地番禺4 洼西侧，下部紧邻生油岩，为一受南倾反向断层控制的翘倾半背斜。通过油气运移路径的分析，认为PY10-A 构造的油气应该是来自番禺4 主洼的烃源岩。而根据“源-盖”联控规律，给PY10-A 构造供油的烃源岩主要往西侧（即PY10-A 构造位置）方向抬倾（见图7），并且海泛泥岩的抬升倾向和烃源岩较为一致；因此，油气空间运移和平面运聚比较有利。经钻探，PY10-A-1 井共钻遇油层17 层，有效厚度约60 m，原油地质储量约1 185×104t，钻探结果证实了这种认识是正确的。

4.2 PY10-B 构造

PY10-B 构造位于番禺4 洼控洼断层西侧、主体生油岩的南部边缘，距离PY10-A 构造约12 km，也是一个受反向断层控制的翘倾半背斜。圈闭平均面积在6 km2以上，且局部存在面积为0.9～1.9 km2的自圈，自圈幅度在10～30 m。通过对PY10-B 构造的油源分析，认为此构造的烃源岩大部分往西侧抬倾，并且海泛泥岩的倾向抬升和烃源岩一致；因此，油气空间运移和平面运聚比较有利。经钻探，PY10-B-1 井共钻遇油层26层，有效厚度81.3 m，三级原油地质储量约1 020×104t，钻探结果证实了这种认识是正确的。

图7 PY10-A 构造油源烃源岩倾向特征

4.3 PY4-A 和PY5-B 构造

PY4-A 和PY5-B 构造位于番禺4 洼控洼断层东西两侧，均在中央隆起带附近，位置较为对称。从先前的分析可知，烃源岩在PY4-A 和PY5-B 位置为东西均势，在其他成藏条件均满足的情况下，PY4-A 和PY5-B 应该均会有成藏，实际钻探结果也证实了这种认识。PY4-A 油田最新储量达到了5 270×104t，而PY5-B 油田也达到了5 440×104t，说明烃源岩倾向东西均势容易造成东西构造均成藏的情况。