珠江口盆地惠州26-6大中型泛潜山油气田勘探发现及成藏模式*

2020-08-03田立新张向涛代一丁

中国海上油气 2020年4期

田立新刘杰张向涛刘军代一丁

（中海石油（中国）有限公司深圳分公司广东深圳 518054）

随着近海海域勘探程度的不断增高，可供选择的常规勘探目标规模变小、勘探成效降低，勘探对象逐渐向深层、非常规等新领域拓展［1-2］。国内外勘探实践证实，潜山是深层油气富集的一类特殊圈闭，勘探潜力巨大［3-6］。近年渤海海域多类型深埋潜山油气藏的发现，揭示了中国近海海域潜山领域的勘探前景［7-9］。从中国近海已发现潜山油气藏的特征看，大部分都是潜山及上覆古近系地层共同构成的复合油气藏。本文将这类具有同一构造演化背景的古潜山及其上覆地层共同构成的复合圈闭称为“泛潜山”圈闭，这类油气藏称为“泛潜山”油气藏［10］。2019年之前，珠江口盆地深层勘探主要集中在文昌组、恩平组等古近系地层，潜山领域只是兼探。因此，近富烃洼陷的泛潜山圈闭就成为珠江口盆地勘探关注领域。

在珠江口盆地惠州凹陷已经有H21-1-1、H21-1-18、H27-4-3、H27-3-1等多口井在潜山见丰富油气显示，表明该区具备一定的潜山油气成藏条件。因此，在深层古近系勘探受阻的背景下，转变勘探思路，提出“坚定信心，立足富洼，拓展领域，聚焦双古（古近系、古潜山）”的勘探策略，重新评价珠江口盆地（东部）最富生烃洼陷之一——惠州26洼，正式向“古潜山—古近系”深层复式圈闭新领域迈进。2019年，综合分析了惠州26洼周边古潜山形成地质背景、储盖条件、圈闭条件和成藏配置，优选出惠州26-6构造实施钻探，在古潜山—古近系获得厚层、中高产油气发现。

为了进一步揭示深层古潜山—古近系油气富集规律，笔者通过对惠州26-6构造烃源岩条件、储集条件、运移通道、聚集方式和气藏封盖条件等基本石油地质条件的深入研究，提出了“晚期构造活跃-近源强势充注-天然气快速成藏”的理论模式，以期对中国东部晚期构造活跃的中新生代盆地泛潜山油气藏勘探具有启示意义。

1 地质背景

珠江口盆地位于广东大陆以南，海南、台湾两岛之间的广阔大陆架和陆坡上，呈NE—SW向展布，面积26.68×104km2。其前古近系基底在西部由加里东褶皱带组成，在东部为印支及燕山褶皱带，燕山晚期大规模的中酸性岩浆活动在基底内留下了分布广泛的中酸性岩浆岩体［11］。珠江口盆地是一个在上述基底上发展起来的新生代被动大陆边缘盆地，先后经历了早期裂陷期和晚期拗陷期。裂陷期发育的古近系湖相烃源岩是珠江口盆地的主力烃源岩，拗陷期发育起来的古珠江三角洲沉积体系自北向南覆盖了盆地大部分地区，与其下的生烃层系耦合，形成下陆上海、陆生海储的石油地质特征。地层自下至上分别为古近系文昌组、恩平组、珠海组和新近系珠江组、韩江组、粤海组、万山组及第四系（图1）。

图1 珠一坳陷惠州凹陷基底构造纲要及地层演化Fig.1 Basement tectonic outline and stratigraphic evolution in Huizhou sag of ZhuⅠdepression

惠州凹陷位于珠江口盆地珠一坳陷中部，东西毗邻陆丰凹陷和西江凹陷，是该盆地已证实的最富烃凹陷之一。平面上，依据基底断裂和古近系沉积厚度分布，惠州凹陷可进一步划分为惠州26洼、西江30洼和西江24洼等11个洼陷（图1）。古近系主要发育近NEE和NWW走向的两组断裂，两组断裂将盆地基底错断、切割，同时控制了古近纪不同时期的洼陷结构和沉积充填特征［12］。受不同走向断裂差异活动影响，凹陷边缘具有典型的转换断裂强烈活动特征，发育惠州26、惠州25和西江30等多个构造转换带，这些转换带是古近系沉积砂体的有利发育部位；同时，在洼陷之间以及凹陷周缘转换带位置，基底地层构造变形强烈，往往形成基底潜山。因此，在烃源岩供烃充足条件下，凹陷边缘构造转换带易形成“自生自储”古近系油气藏和“上生下储、新生古储”潜山油气藏，为惠州凹陷深层油气勘探奠定了坚实的地质基础。

2 惠州26-6大中型泛潜山油气田勘探发现

2.1 钻井油气发现

惠州26-6圈闭位于惠州26洼西南部的惠南断裂-背斜复合构造带上，在惠州26洼的油气向惠西低凸起运移的必经之路上。该圈闭首口探井——H26-A井，于2019年11月开钻，主要目的层为古潜山，次要目的层为古近系恩平组—文昌组。H26-A井完钻井深4 276 m，钻遇古近系恩平组—文昌组及潜山地层厚度1 186 m，其中潜山地层厚691 m；录井见油气显示946 m，主要集中在古近系—古潜山，随钻气测值2×104～24×104ppm；测井解释油气层厚度总计422.2 m，其中古近系恩平组和文昌组油气层厚度合计96.3 m，古潜山油气层厚度325.9 m（图2）；在古近系和古潜山测试均获得中高商业性产能，其中潜山上部测试平均日产原油321.1 m3，天然气43.5×104m3。首钻结果表明惠州26-6具有多层系、多相态复合成藏特点，揭示了惠州26-6泛潜山油气藏（即古潜山—古近系复式油气藏）的巨大潜力，为珠江口盆地古潜山新领域勘探和浅水区天然气勘探的首次重大突破。

2.2 油气藏基本特征

图2 H26-A井综合柱状图Fig.2 The synthesis columnar section of Well H26-A

惠州26-6油气藏垂向可划分为恩平组、文昌组和古潜山三个油气层段（图2）。恩平组为厚层构造-岩性复合型油气藏，上部为常规油藏，下部为凝析气藏，储层以中粗砂岩和砂砾岩为主，孔隙度平均10.6%，渗透率平均为4.6 mD，为低孔-低渗储层。文昌组为层状披覆背斜型底部带油环的凝析气藏，储层以含砾粗砂岩和砂砾岩为主，孔隙度平均16.1%，渗透率平均17.7 mD，为中孔-中渗储层。潜山为巨厚块状断背斜型油气藏，储层岩性以蚀变闪长岩和蚀变花岗岩为主，划分为上部风化裂缝带和下部内幕裂缝带。潜山上部风化裂缝带测井综合解释孔隙度7.1%，以凝析气藏为主；潜山内幕裂缝带测井解释孔隙度3.3%，以挥发油藏为主。

惠州26-6油气藏为正常温压系统，地层压力系数0.984～1.055，地温梯度3.3℃／100 m。流体类型相对复杂，包括常规原油、挥发油和凝析气。常规原油地面原油密度0.862～0.919 g／cm3，地层原油黏度0.17～0.58 mPa·s，气油比71～153；挥发油地面原油密度0.812～0.817 g／cm3，地面原油黏度0.13～0.24 mPa·s，气油比340～524；凝析气藏的气油比为1 381～1 425，凝析油含量659～682 cm3／m3，为高含凝析油的凝析气藏。

3 油气地质条件及成藏模式

3.1 优质的烃源岩条件

惠州26洼为典型的已证实富生烃洼陷，其主力烃源岩为文昌组半深湖—深湖相烃源岩，烃源岩最大厚度超过2 000 m，最大埋深7 400 m。惠州26洼文昌组烃源岩有机质丰度较高，TOC为0.5%～6.31%，平均值为1.86%；有机质类型为Ⅰ—Ⅱ1型，且以混合型Ⅱ1为主（图3a）。据文昌组烃源岩样品（Ⅱ1型）高温高压物理模拟试验结果：当Ro处于0.64%～1.15%时，为主要产油阶段；Ro大于1.25%时，为主要产气阶段（图3b）。惠州26洼现今大范围进入高成熟阶段，Ro超过1.3%（图3c）。烃源岩熟化速率是每百万年镜质体反射率增加值ΔRo，该指标可反映烃源岩成熟和转化的速率。主力烃源岩在文昌—珠江期（39～16.4 Ma）熟化速率为0.01%～0.02%／Ma，韩江期（10 Ma）以来为0.05%～0.06%／Ma，晚期加快熟化有利于大规模排气，为深部储层提供充足气源。据成因法预测，惠州26洼地质资源量约10.02×108t，总面积排烃强度约2 130×104t／km2，总体积排烃强度约2 080×104t／km3。主排油期为23～10 Ma，主排气期为10～0 Ma，先油后气，晚期大量排气。这类油型烃源岩具有晚期高成熟快速生气能力，且排烃强度大，为惠州26-6古潜山—古近系油气成藏提供了坚实的物质基础。

3.2 古潜山成山成储过程及储层特征

3.2.1 陆缘岛弧背景下多期断裂差异活化促成惠州26-6成山成储过程

珠江口盆地中生代受古太平洋板块俯冲作用的影响，经历挤压造山、区域剥蚀、晚期裂陷的构造演化过程，发育多组基底先存断裂体系［13］。珠一坳陷位于陆缘岩浆弧位置，基底内识别出大量NEE和近NWW向两组先存断裂（图4）。先存断裂性质与区域构造活动时期相匹配：中生代燕山期主动陆缘背景下褶皱逆冲构造体系以近NEE向断裂为主，晚白垩纪末期被动陆缘背景下产生的张性或张扭性伸展构造体系以近NWW向断裂为主［14］。新生代珠江口盆地（东部）伴随区域应力场从文昌期NW—SE向伸展、恩平期近S—N向伸展［15-19］向新构造运动成藏期NE—SW［20］伸展转变。中生代以来多期挤压—伸展构造作用下断裂差异活化促成惠州26-6古近系物源发育背景及古潜山成山成储过程。

图3 惠州26洼文昌组烃源岩地球化学特征Fig.3 Geochemical characteristics of Wenchang Formation source rocks in Huizhou 26 sag

图4 惠州地区基底先存断裂分布图Fig.4 Distribution map of basement preexisting faults in Huizhou area

3.2.2 古潜山风化裂缝+内幕裂缝构成立体网状裂缝储层体系

惠州26-6潜山以中生代蚀变闪长岩为主，锆石定年分析表明，闪长岩形成年龄为112～156 Ma。根据潜山储层的储集空间特征及发育部位，将其划分为上部风化裂缝带和下部内幕裂缝带，共同构成立体网状裂缝体系（表1）。

风化裂缝带储集空间以裂缝和溶蚀孔洞为主，在岩心上可见大量与裂缝伴生的溶蚀孔洞，直径2～5 mm，在铸体薄片上可见铸模孔发育，指示强烈的溶蚀作用；铁镁离子含量低，声波幅度小，电阻率低，GR曲线变化幅度较小，孔隙度3.3%～7.1%。内幕裂缝带在成像测井、岩心以及镜下薄片中可见多种级别裂缝发育，部分裂缝被石英和方解石充填，裂缝密集处可达50条／m，多组裂缝相互切割；铁镁离子含量高，电阻率较上段偏高，但整体仍呈低值，GR曲线波动较上段地层频繁，孔隙度3.3%～5.0%；统计表明裂缝走向以NEE及NWW方向为主，与先存断裂走向基本一致。

表1 惠州26-6潜山储层分带和特征Table 1 Reservoir zoning and characteristics of HZ 26-6 buried hill

前新生代先存断裂体系及其在新生代成盆期持续活化，为潜山储层裂缝的发育提供了基础；长期风化淋滤以及方解石脉、黄铁矿脉、沸石脉等多期次热液流体的改造，为溶蚀孔-洞的形成创造了条件，对潜山裂缝型储层具有改善作用。潜山顶面形成风化裂缝带，内部形成了内幕裂缝带，为油气提供了储集空间。

3.3 古近系储层差异发育特征

惠州西南部地区受多条陡坡边界差异活动及其地形地貌控制，形成叠覆型、墙角型及平-凸陡坡型三种转换带源-汇体系（图5）。叠覆型转换带源-汇体系形成的入湖通道较长，入湖点集中、汇聚再改造明显，往往形成辫状河-扇三角洲沉积体系；墙角型转换带源-汇体系汇聚效果好，搬运改造作用较强，以扇三角洲沉积体系为主；陡坡型源汇体系入湖点分散，直接入湖、再改造作用弱，主要形成小型陡坡扇沉积体系。惠州26-6古近系储层为受NEE和NWW向断裂形成的墙角式转换带控制下扇三角洲沉积，以砂砾岩沉积为主，受不同时期构造-沉积演化的控制，文昌组及恩平组储集特征差别较大（图5）。

对于恩平组而言，整个惠州西南部地区断陷作用减弱，恩平组湖盆扩大，但水体较浅，三角洲平原化作用明显，大部分储层缺乏湖浪的改造，储层物性普遍欠佳。恩平组以砂砾岩、含砾粗砂岩及中砂岩为主，填隙物含量高、种类多，优势相为扇三角洲内前缘水下分流河道，主要为低孔-低渗储层（图6a、b）。储层岩心孔隙度3.8%～15.6%，平均10.6%；渗透率0.005～30.9 mD，平均值为4.6 mD。

图5 惠州西南部地区断裂转换带类型及源-汇体系特征Fig.5 The types of fault transition zone and the characteristics of source-sink system in the southwest of Huizhou area

图6 H26-A井古近系储层特征Fig.6 Characteristics of the paleogene reservoir of Well H26-A

惠州26-6文昌组储层条件与墙角型转换带演化和沉积背景有关，在NEE和NWW向断层演化的控制下，转换带断裂持续活动，并在岩浆底侵影响下，断块发生差异旋转，形成水下古隆起，其周边水动力作用强，扇三角洲砂砾岩沉积体系接受淘洗改造，储层物性普遍较好。文昌组以含砾粗砂岩和砂砾岩为主，成分成熟度、分选和磨圆较好，填隙物含量低、种类少，优势微相为扇三角洲前缘水下分流河道，主要为中低孔-中渗型储层，粒间（溶）孔为主（图6c、d）。储层岩心孔隙度8.8%～20.4%，平均16.1%；渗透率0.277～411 mD，平均值为17.7 mD。

3.4 圈闭与盖层条件

惠州26-6构造位于惠州凹陷惠州26洼西南陡坡带，是近NWW向北倾控洼断裂下降盘的断块构造。惠州26-6圈闭是由中生界块状潜山及其上覆古近系层状砂砾岩共同构成的复合型圈闭。潜山火山岩部分呈块状结构，属于“山坡块状”圈闭；上覆的砂砾岩呈层状，为岩性-构造复合圈闭。圈闭面积21.35～32.72 km2，圈闭埋深3 120～5 750 m。

文昌组—恩平组沉积时，受湖侵作用影响，发育多套湖相泥岩，是该油气藏的直接盖层。恩平组沉积之后，快速的海侵形成了珠江组区域性泥岩盖层，覆盖在古近系之上，为惠州26-6古潜山—古近系复合圈闭的油气成藏提供了严密的区域性封盖层。

3.5 油气运移充注特征及成藏模式

3.5.1 复式油气输导体系

惠州26洼发育两条NNW向长期活动的控洼断裂F1、F2，惠州26-6构造位于F1断裂下降盘和F2断裂上升盘，其中F1断裂以控圈作用为主，而近洼的F2断裂直接沟通惠州26洼中深层高成熟烃源，活动强度大，持续时间长，且切割烃源岩厚度大，供烃窗口厚度达3 000 m，倾角倾向与烃源岩地层倾向相同，与烃源时空匹配良好，具有强通源能力。惠州26洼文昌组湖相烃源生成的油气可沿着F2断裂垂向运移至惠州26-6圈闭（图7）。

另外，新生代以来NEE和近NWW向先存断裂多期继承性活动，造成基岩潜山内部断裂持续发育、内幕裂缝规模逐步增大、裂缝开度逐渐增加，使得潜山内幕形成裂缝间沟通性较强的网状裂缝体系。这种潜山内幕网状裂缝体系既可作为储层，也可为油气从潜山低部向高部位运移提供输导通道。

3.5.2 多期多幕充注过程

地化分析结果表明，惠州26-6油气田主要有两类原油充注。一类是浅湖—半深湖相原油，高等植物输入相对明显，有高浓度的T化合物和丰富的奥利烷（OL），基于芳烃菲系列与萘系列化合物计算的原油成熟度Rc为0.78%～1.31%，属于成熟原油，主要分布在潜山储层。另一类是半深—深湖相原油，高等植物贡献较弱，T化合物和奥利烷（OL）含量低，基于芳烃菲系列与萘系列化合物计算的原油成熟度Rc为0.5%～0.87%（平均0.75%），这类较低成熟度原油在恩平组、文昌组和潜山储层中皆有分布。因此，推测惠州26-6油气田至少经历两期原油充注，存在后期高成熟原油驱替早期低成熟原油的现象。

惠州26-6天然气包括气藏凝析气和油藏溶解气。基于天然气组分及碳同位素分析表明，惠州26-6气藏凝析气和油藏溶解气具有相同成因，来源皆属于混合油型烃源岩所生成的原油伴生气。同样，基于原油轻烃分析，惠州26-6油藏中正常原油与凝析气藏中凝析油中轻烃C7整体特征具有一致性，庚烷／甲基环已烷比值均值为1.01，甲苯／正庚烷比值均值为0.50，Mango轻烃参数和甲基环己烷指数（MCHI）总体一致，且正庚烷-异庚烷参数值沿脂肪族干酪根曲线分布，指示该油藏正常原油和凝析油生烃母质均以盆内湖相水生生源为主。

图7 惠州26-6潜山油气输导体系示意图和典型剖面（剖面位置见图5）Fig.7 Schematic diagram and typical section of oil and gas transmission through highly mature source rock and depression-controlled fault in Huizhou 26 sag（see Fig.5 for location）

储层流体包裹体分析结果表明，惠州26-6油气藏主要存在三期油气充注。流体包裹体显微岩相学分析表明主要有三类原油包裹体，包括发黄橙色荧光的成熟油、发黄绿色荧光的较高成熟油和发浅蓝色荧光的高成熟油（图8）。其中，浅蓝色荧光的高成熟油包裹体一般与天然气充注关系较为密切，样品点中依稀可见无荧光显示的气包裹体。各类包裹体在恩平组、文昌组和潜山储层裂隙中均有分布，呈线状或带状分布。

图8 H26-A井储层流体包裹体显微观察照片Fig.8 Microscopic observation of reservoir fluid inclusions in Well H26-A

应用流体包裹体热动力学模拟得到的最小捕获压力（p tmin，MPa），按静水压力梯度估算其捕获时的最大埋深，并据此在埋藏史图上投点可大致确定油包裹体的充注时期。分析认为，惠州26-6油气藏存在三期油气充注：第一期为19.1～13.8 Ma（珠江上—韩江组下沉积期），主要为黄橙色、黄色包裹体（Rc≈0.50%～0.70%），来源于较低成熟半深—深湖相原油充注，在恩平组—古潜山储层均有充注；第二期为13.8～10 Ma（韩江上沉积期），主要为黄绿色包裹体（Rc≈0.70%～1.27%），来源于成熟的浅湖—深湖相原油充注，为主要成藏期；第三期为10 Ma至今，以无色较高成熟天然气-凝析气为主（Rc≈1.10%～1.50%），近源优质储层充注为主，主体形成上油下气、差异聚集的油气分布格局。

3.5.3 油气成藏模式

图9 惠州26-6油气田油气成藏模式图（剖面位置见图5）Fig.9 Hydrocarbon accumulation model of HZ 26-6 oil and gas Field（see Fig.5 for location）

综上分析，惠州26-6油气藏具有“晚期构造活跃-近源强势充注-天然气快速成藏”的理论模式（图9）。惠州26洼文昌组湖相高成熟烃源岩为该构造提供充足的油气来源；近洼长期活动的NNW向控洼断裂和潜山内网状裂缝系统构成惠州26-6圈闭的主要油气运移通道。新生代以来，随着区域伸展应力由NW—SE向转换为NE—SW向，惠州26-6墙角式断裂转换带处于应力集中释放区，既有利于潜山裂缝型储层的改造，又有利于古近系粗粒沉积砂体发育，同时也有利于惠州26洼生成的油气向惠州26-6圈闭高效运聚。

4 勘探启示及展望

惠州26-6大中型泛潜山油气田的发现，首次实现了南海东部海域“古潜山—古近系”领域及浅水区天然气规模勘探两大突破，证实了“立足富洼，拓展领域，聚焦双古（古近系、古潜山）”勘探策略的可行性，展示出南海东部富烃洼陷周缘“古潜山—古近系”领域油气勘探的广阔前景，揭开了南海东部海域浅水区油型盆地寻找大型天然气田的序幕。

在珠江口盆地（东部）惠西南、陆丰南、番禺4洼、恩平17洼等4个优质烃源岩发育区，油气地质资源量超33.6×108t，区域内“古潜山—古近系”复合圈闭发育，勘探潜力巨大。在惠西南地区，有惠州26洼、西江24洼及西江30洼等3个已证实富烃洼陷，除惠州26-6泛潜山获得勘探突破外，洼陷边缘古隆起及洼间隆发育，具有“古潜山—古近系”复合圈闭发育的地质背景，成藏条件优越，勘探潜力大。该领域下一步有利勘探区带包括：以惠州26洼优质烃源岩为基础的惠州25洼间隆和惠州21构造带以及西江24断裂构造带。

南海东部海域天然气发现主要集中在深水区，惠州26-6泛潜山油气田是浅水区天然气勘探的首个规模发现。资源评价结果表明，浅水区天然气地质资源主要集中在惠州26洼、恩平17洼、西江24洼等3个富烃洼陷区，天然气地质资源量达4 600×108 m3。其中，惠州26洼天然气资源最为富集，达3 139×108m3，预测天然气圈闭资源潜力864×108m3。围绕惠州26洼天然气下一步重点勘探方向包括：惠州26—惠州27转换带天然气突破区深度挖潜，惠州25转换带“古潜山—古近系”天然气拓展勘探，惠州21-1古隆区深浅兼顾天然气探索勘探。