珠江口盆地陆丰13洼复式油气成藏条件、分布规律及勘探潜力*

汪旭东 张向涛 林鹤鸣 阙晓铭 李 敏

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司 广东深圳 518000)

陆丰13洼位于珠江口盆地陆丰凹陷南部，目前已在洼陷新近系和古近系均发现工业油藏。特别是深层文昌组产能的突破，使得陆丰13洼成为珠江口盆地重点研究区域，也成为南海东部海域“十三五”油气勘探开发的重要战略规划区之一。

珠江口盆地多期构造活动形成了多种类型的复式圈闭，油气围绕富生烃洼陷分布，并在二级构造带上复式聚集[1]。近期以复式油气聚集带理论[2-8]为指导，加强了对研究区含油带的整体解剖，发现了2个古近系油田，进一步展开勘探后钻探4口井的地质成功率达到100%，但未获得商业发现，究其原因主要是对复式油气成藏规律认识不足，在勘探部署上表现为：①纵向上重点关注已发现含油层系，忽略对其他层系的拓展；②平面上优先评价发现周边大构造，而对古近系复杂断块和地层岩性复合圈闭重视程度不够。本文利用最新三维地震解释成果，结合新钻探的古近系深井和新近系油田的地质、地球化学资料，从烃源条件、储盖组合、输导体系等方面分析陆丰13洼油气复式成藏有利地质条件，划分复式油气聚集带，并通过典型油藏解剖阐明不同复式油气聚集带的油气分布规律，在此基础上结合勘探实践探讨各复式油气聚集带的勘探潜力和方向，以期为下一步勘探和挖潜提供依据。

1 区域地质背景

珠江口盆地位于我国南海北部，是在加里东、海西、燕山期褶皱基底上形成的中、新生代含油气盆地[9]。陆丰凹陷位于珠江口盆地珠一坳陷东侧，属于坳陷内次一级构造单元。陆丰13洼作为陆丰凹陷的一部分，是典型的中生代基底和新生代地层组合，历经多期复杂的构造演化而形成现今的构造特征(图1)。根据控洼边界断裂活动性分析，并结合珠江口盆地的形成演化特征，将陆丰13洼的构造演化划分为3个阶段：前裂陷期(晚白垩世—古新世)、裂陷期(早始新世—晚始新世)、拗陷期(渐新世—第四纪)，其中裂陷期可进一步划分为文昌期强裂陷阶段(裂陷I幕)和恩平期弱裂陷阶段(裂陷II幕)(图2)。不同演化阶段的构造作用与沉积充填、储盖组合发育、圈闭形成及油气运聚成藏关系密切。

图1 陆丰13洼二级构造带划分与油气分布Fig.1 Division of secondary structural zones and petroleum distribution in Lufeng13 sag

图2 陆丰13洼沉积充填序列及油气成藏组合Fig.2 Sedimentary sequence and oil-gas reservoir-forming assemblages of Lufeng13 sag

2 复式油气成藏的有利地质条件

2.1 富生烃洼陷油源供给充足

珠江口盆地生烃洼陷的规模和烃源岩有机质类型、丰度的差异性，造成了各洼陷的生烃量极不均衡，进而控制了油气平面分布的不均衡[1,10]，已发现油气储量的90%主要源于6个富生烃洼陷。陆丰13洼是珠江口盆地重要的富生烃洼陷之一，早期研究认为洼陷内发育文昌组和恩平组两套烃源岩，且均已达到成熟[11]。近几年，陆丰13洼内多口钻穿古近系的探井揭示洼陷内文昌组泥岩厚度大，平面分布范围广，为成熟烃源岩。相比较而言，恩平组含砂率超过60%，泥岩单层厚度2～10 m，为红褐色和灰色，属于辫状河三角洲和湖沼相沉积；泥岩热解分析TOC平均含量低于1%，氢指数(IH)也较低，烃源岩评价结果为中等—较差，不能作为有效烃源岩(表1)。由于文昌期裂陷演化的旋回性，在洼陷内形成2类烃源岩：在裂谷发育的高峰期发育文三段、文四段半深—深湖相烃源岩，为洼陷的主力烃源岩；在裂谷发育的萎缩期发育文二段滨浅湖相烃源岩，为洼陷的次要烃源岩(表1)。

表1 陆丰13洼恩平组和文昌组泥岩热解参数及评价表Table 1 Mudstone pyrolytic parameters of Enping and Wenchang Formation and their evaluation forms in Lufeng13 sag

参考李友川 等[12]对惠州凹陷及邻区原油的分类方案，结合地化分析结果，将陆丰13洼原油划分为2类(图3)：Ⅰ类原油主要来源于文昌组半深—深湖相烃源岩(图3a)，分布十分普遍，占总探明储量65%；生物标志化合物特征表现为C30,4-甲基甾烷含量丰富，双杜松烷含量低(图3a、c、d)，有机质主要来源于水生低等生物。Ⅱ类原油既表现出半深—深湖相烃源岩的特征(图3a)，也表现出滨浅湖相烃源岩的特征(图3b)，属于两类烃源岩的混源；生物标志化合物特征表现为C30,4-甲基甾烷的含量较Ⅰ类原油低，而双杜松烷化合物和奥利烷的含量较高(图3e、f)。由于洼陷内滨浅湖相烃源岩生烃规模有限，Ⅱ类原油通常表现为近源成藏特征，常见于距离洼陷中心较近的中深部油层。

通过对陆丰13洼烃源岩埋藏史和热演化史的分析，文昌组烃源岩最早在距今33.9 Ma进入生烃门限,距今10～5 Ma开始大规模排烃，晚期构造活动与主排烃期匹配控制油气复式聚集[1]。根据盆地热模拟计算结果，陆丰13洼总生烃量为51.53×108t，平均生烃强度达670.37×104t/km2。

2.2 断裂与砂体构成复式输导体系

陆丰13洼为北断南超的箕状洼陷，整体形态为长条状(长∶宽=5∶1)，文昌组烃源岩向南部斜坡带逐渐抬升，使得洼陷南部成为油气运移的最优势指向区(图1)。由断裂和砂体组成的输导体系作为连接烃源岩与圈闭的桥梁，是形成复式油气藏的关键因素[13-14]。

断裂垂向沟通油气，这是形成多油层纵向叠置复式油气藏的关键。陆丰13洼主要发育NEE、EW走向断裂(图1)，总数量超过40条，油源断裂按照级次及活动时间可划分为2类：①长期活动断裂，平面上为分隔二级构造带的边界断裂(如F2)，长27.2～39.8 km，始新世至中新世晚期一直活动，最大断距超过650 m；该同生断裂对斜坡带及低凸起带油气输导起到了决定作用，已发现的油气藏多数分布在长期活动断裂带附近，呈多层叠置(图4)。②早期活动断裂，主要位于中央背斜带，由一系列NEE、EW和NWW向次级断裂呈雁列组合而成(如F3)，垂向上表现为“似花状”构造，始于文昌组，消失在恩平组，晚期基本不活动，主控断裂直接沟通了烃源岩和圈闭，油气主要通过这些断层运移至恩平组砂岩中成藏(图4)。

图3 陆丰13洼文昌组烃源岩与周边井原油对比Fig.3 Chromatograph-mass contrast of oils and source rocks of Wenchang Formation in Lufeng13 sag

图4 陆丰13洼复式油气聚集带油气运聚成藏模式(剖面位置见图1)Fig.4 Hydrocarbon migration and accumulation model of complex hydrocarbon belt in Lufeng13 sag (see Fig.1 for location)

分析认为,连续性砂体是陆丰13洼油气发生横向运移的主要通道，是平面连片复式成藏的重要条件。生油层之上的中部与浅部成藏组合均为富砂层段，地层含砂率超过60%，而且埋藏浅、孔渗性较好，一部分油气通过通源断裂在中部成藏组合合适的圈闭中成藏，另一部分油气则沿着优势运移通道向环洼周边低凸起带作长距离运移(图4)。

2.3 复式地层结构形成多套成藏组合

陆丰13洼发育具有多构造层的复式地层结构，由于沉积特征的差异，不同构造层形成的储盖组合不同，据此可将成藏组合划分为浅部、中部和深部等3套(图2)，多成藏组合的发育为多层系复式油气成藏创造了有利条件。

深部成藏组合位于裂陷I幕沉积地层，埋深通常大于3 500 m。裂陷I幕为湖盆强裂陷阶段，湖盆沉降速度快，形成了较大的可容空间和欠补偿环境，在湖盆中心沉积了半深—深湖相泥岩，是洼陷的主力烃源岩(图4、表1)；而在控洼断裂下降盘与构造转换带发育了扇三角洲和辫状河三角洲沉积，靠近洼陷中心发育了重力流沉积，这些沉积体都发育储集层，加之与油源直接相邻，是形成“自生自储、旁生侧储”油气藏的重要层段[15]。

中部成藏组合位于晚始新世到渐新世的陆相和海陆过渡相地层，埋藏深度3 000～3 500 m。恩平组沉积期，物源先后以凹陷内大的低凸起和凹陷外区域物源为主，洼陷中心发育滨浅湖，在构造转换带与斜坡带广泛发育大型辫状河三角洲沉积，砂地比高。渐新世初期，珠一坳陷开始接受海侵，物源来自盆地西北侧的华南褶皱带[16]，发育海陆过渡相富砂三角洲沉积，地层含砂率高于恩平组。中部成藏组合由地层内部砂泥互层组成，缺乏区域盖层，且由于含砂率高，断圈岩性对接封堵性较差，导致有效圈闭面积较小，已发现的油气主要表现为“下生上储、断盖联控”特征(图4)。

浅部成藏组合位于晚渐新世以后盆地进入拗陷阶段沉积的以海相为主的地层，由珠江组下段的砂岩及其上覆巨厚泥岩组成，目的层埋深2 300～3 000 m。古韩江三角洲体系为该时期沉积的主体[16]，三角洲前缘河口坝及水下分流河道砂岩为主要的储层，受低水位时期潮汐改造作用的影响，储层在研究区大面积连片展布，砂岩较为纯净，尤其是主力油层2370层，基本上不存在泥质夹层；珠江组沉积中后期随着海水的进一步加深，研究区变成内大陆架上的开阔海，沉积了大套巨厚层泥岩，组成研究区乃至整个珠江口盆地的区域盖层[17]。古近系烃源岩生成的油气经过“网毯式”[18]运移至浅部成藏组合，形成珠江口盆地经典的“下生上储、陆生海储”成藏模式(图4)。

3 复式油气成藏特征及分布规律

陆丰13洼具有“一源多储，立体含油”的复式油气成藏特征，油气分布以二级构造带为单位形成复式聚集。根据构造带成因、油气运移与聚集特点，将研究区划分为环洼低凸起、近洼斜坡和洼内中央背斜等3个复式油气聚集带。在构造和沉积作用控制下，不同复式油气聚集带在含油层位、储层沉积类型、输导体系、油藏类型、原油类型等方面具有明显差异(表2、图5)。

表2 陆丰13洼复式油气聚集带类型及特征Table 2 Complex hydrocarbon accumulation belt patterns and characters in Lufeng13 sag

图5 陆丰13洼三个典型油田油藏平面图与剖面图Fig.5 Plane and profile of three typical oil reservoirs in Lufeng13 sag

3.1 环洼低凸起复式油气聚集带

环洼低凸起复式油气聚集带在平面上呈NWW走向(图1)，为一披覆式沉积构造带，恩平组直接超覆在中生代基底，恩平组之上地层发育齐全(图4)。低凸起上的构造多为继承性构造，从基底到珠江组都有表现，构造成因主要为珠琼运动二幕的褶皱隆升作用和披覆地层的差异压实作用，至韩江组沉积晚期构造得以强化并定型[19]。

环洼低凸起复式油气聚集带已发现2个油田和多个含油构造(图1)，是陆丰13洼探明程度最高的二级构造带。以J-1油田为例(图5)，纵向上油层呈连续分布(图5b)，但在新近系海相砂岩油藏中最富集(占92%)；油藏类型为披覆背斜油藏(图5a)，含油面积大，储层中孔高渗；珠海组和恩平组油层层数较多，但面积较小，具有各自的油水体系，形成独立的油藏(图5b)。

分析认为，环洼低凸起复式油气聚集带原油类型为I类成熟原油(图3)；陆丰13洼烃源岩生成的油气首先沿通源断裂垂向运移至珠江组下段，以该层段连续性砂体作为油气运移载体，在构造脊的控制下向低位能区运聚成藏(图4)。J-1油田距离通源断裂F2约6 km，由通源断裂、连续性砂体、构造脊等3个地质要素在空间上有序组合控制了油气远源成藏(图1、4)。

3.2 近洼斜坡复式油气聚集带

近洼斜坡带位于惠陆低凸起到洼陷中心的过渡带(图1、4)，构造成因主要为文四段沉积末期的构造隆升作用[20]，类型上属于窄陡型斜坡带[21]。通过对裂陷期构造和沉积特征的综合分析，认为斜坡带的形成演化有利于成藏组合的形成，是陆丰13洼古近系油气聚集最有利的地区[20]。

近洼斜坡复式油气聚集带已发现陆丰A-1油田和多个含油构造，是陆丰13洼重要的复式油气聚集带。由于近洼斜坡带文昌组靠近洼陷中心主力烃源岩，源-盖空间跨度小，有利于形成大中型油田[22]，并且由断裂和砂体组成的复合输导体系对形成纵向具有一定成因联系的复式油气藏也具有重要的控制作用。以A-1油田为例(图5)，主力油层W510为构造-地层油藏(图5c)，探明+控制储量超千万立方米，储层为初始裂陷期的辫状河三角洲前缘水下分流河道砂岩；文四段油层为湖底扇浊积岩岩性油藏，文二段和文三段油层为构造油藏(图5d)，储层均为滨浅湖滩坝砂岩；往上恩平组和珠海组断圈由于含砂率高和断裂封闭性差未形成有效油气聚集，油气顺着长期活动断裂发生垂向运移，并最终在珠江组下段2370层形成翘倾半背斜和逆牵引背斜油藏(图5d)。

油源对比分析结果表明，近洼斜坡带珠江组下段原油生标特征与低凸起带J-1油田相似，属于I型原油；而文五段原油为Ⅱ型原油(图3f)，主要来自文昌组半深—深湖相烃，并混有滨浅湖相烃源岩的贡献，表现为“旁生侧储、近源成藏”特征。

3.3 洼内中央背斜复式油气聚集带

受区域性拉张应力和岩浆底辟作用的影响，陆丰13洼中心发育走向平行于控洼断裂的中央背斜带，走向自西向东从NWW、EW逐渐过渡到NEE(图1)。中央背斜带上文昌组和恩平组(上构造层)发育“拱张地堑系”，两翼断块不对称，北陡南缓，核部为拱张背斜，两翼发育断鼻、断块圈闭(图4、5e—f)。

陆丰13洼中央背斜带油源供给充分，上构造层圈闭定型时间在恩平组沉积末期，早于油气发生大规模运移时间；同时，断裂为其提供源源不断的油气，使中央背斜带成为陆丰13洼重要的油气聚集区带。

分析认为，中央背斜带北倾主控断层F3断入文昌组成熟烃源岩，起到了沟通油源的作用(图4)，油气主要分布在上构造层，垂向分布呈“多层楼”模式(图5f)。断裂作为中央背斜带油气垂向运移通道，控制了油气垂向分布的最浅层位——断裂在恩平组沉积末期即停止活动，油层也仅分布在T70之下(图4、5f)。油油及油源对比分析结果表明，中央背斜带恩平组上部原油与低凸起带及斜坡带下珠江组原油相似，属于I型原油(图3c、d)；恩平组下部原油与斜坡带文五段原油相似，属于II型原油(图3e)。

4 勘探潜力及方向

根据最新“源-汇-聚”评价体系[23]，陆丰13洼3个复式油气聚集带的运汇量为5.22×108t，目前探明程度仅为21%，说明仍然具有较大的勘探潜力。其中，超过4×108t剩余油气资源量集中在新近系岩性圈闭、古近系复杂断块和地层岩性圈闭以及老油区深入挖潜等领域，因此深化复式油气藏研究和勘探是今后研究区找油的必经之路。

1) 近洼斜坡复式油气聚集带总面积超过77.5 km2，为洼陷内最大的运汇单元，本身具有生排烃能力，近洼斜坡带主要断裂在深层控制了文昌组的分布和断块、构造-地层、构造-岩性等多种类型复合圈闭的形成。受构造及沉积演化作用的影响，斜坡带文昌组勘探层系丰富，多层系并重的复式油气勘探潜力巨大。例如，裂陷初始期文五段储层受文四段沉积早期构造抬升作用影响，形成构造-地层油藏；裂陷高峰期为主力烃源岩(文三段、文四段)形成时期，与其同期形成的浊积岩岩性油藏和滩坝砂岩构造油气藏具有较好的勘探潜力；进入裂陷萎缩期，辫状河三角洲大规模入湖，形成文一段和文二段“下生上储”断块油藏，由于埋深相对文昌组其他层段浅，且储层厚度大、物性好、产能高，是深层寻找“甜点”储层的最重要勘探方向。2017年6月，部署C-1-1d井揭示文二段油层26.7 m/6层，DST测试获高产，储量达到一个中型油田的标准。

2) 洼内中央背斜复式油气聚集带地层发育齐全，沉积厚度大，且位于烃源岩正上方，输导体系发育，勘探潜力大；但受断裂活动影响，圈闭仅发育在恩平组和文昌组，圈闭埋深相对其他油气聚集带深，制约了该区带向深层展开勘探。中央背斜带核部已发现多套恩平组背斜油藏，是目前古近系恩平组勘探发现最好的地区。在中央背斜带翼部，恩平组断块和断鼻圈闭十分发育，规模也较大，是重要的勘探方向，但需要着重解决油气垂向输导和侧向封堵之间的关系。此外，中央背斜带深层上文昌组最靠近洼陷中心主力烃源岩，具有“近水楼台”的优势，由于含砂率低，断层封堵性明显好于恩平组，已揭示的滩坝储层厚度薄、物性相对较差，因此寻找物性更好的上文昌组厚层砂岩储层是另一重点勘探领域。

3) 环洼低凸起复式油气聚集带是珠江口盆地最早发现油气和生产的油区，勘探和研究程度均较高。该区带只发育恩平组沉积晚期以来的地层，含砂率高，油气藏类型均为构造油气藏，主力油藏为新近系海相披覆背斜油藏，但面临综合含水高、产量递减快、剩余潜力小等问题。为实现老油田增储挖潜的需要，提出向周边构造、向深层油藏“滚动勘探开发、三维扩储、立体挖潜”的策略[19]，取得了一定的成效，但无论是周边新近系断块圈闭还是油田下方恩平组油藏均表现为高点聚油，可动用储量均较小，剩余勘探潜力相对有限。

5 结论

1) 紧邻富生烃洼陷油源供给充足、由断裂和砂体组成的复式输导体系以及复式地层结构形成多套成藏组合是陆丰13洼复式油气成藏的有利地质条件。

2) 陆丰13洼具有“一源多储，立体含油”的复式油气成藏特征，平面上油气主要分布在环洼低凸起、近洼斜坡和洼内中央背斜等3个复式油气聚集带，不同复式油气聚集带的含油层位、输导体系、油藏类型、原油类型、运聚模式等具有明显差异。

3) 近洼斜坡复式油气聚集带为陆丰13洼最大的运汇单元，而且文昌组勘探层系丰富，发育类型多样的复式圈闭，剩余勘探潜力最大，关键问题为优质储层分布；洼内中央背斜带翼部恩平组断块和断鼻以及上文昌组优质储层是重要的勘探方向，关键问题为圈闭有效性和油气运移；而环洼低凸起复式油气聚集带油气主要表现为新近系富集，随着老油田挖潜的深入，剩余勘探潜力相对有限。

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