珠江口盆地珠三坳陷西部神狐组地震相与沉积特征

刘 芳,何卫军,杨 璐,徐万兴,凌 涛

(1.中海石油(中国)有限公司海南分公司,海南海口 570300;2.中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江 524057)

地震相是地下地质体的综合反映,随着计算机的普及和地震解释软件的大规模应用,通过地震综合成像解释地下地质特征和古环境在石油勘探中的应用越来越广泛。常规沉积相是通过岩心相和测井相等资料确定,但对于少井、无井、无露头地区,结合地震剖面反射特征和各种地震属性进行沉积相识别与预测在国内外均取得了较好的效果。珠三坳陷神狐组钻井资料少,前人分析也不够充分,目前,潜山油气藏是未来勘探的目标之一。因此,开展上覆地层地震相分析,对预测该区沉积相分布具有一定的意义。

1 地质概况

珠江口盆地位于欧亚板块、印度洋板块和太平洋板块交界处,受太平洋板块、印度洋板块对欧亚板块的俯冲碰撞影响,具有复杂的构造动力学背景,珠三坳陷位于珠江口盆地西部,东邻珠一坳陷,北靠北部隆起带,珠三坳陷由老至新发育前古近系、神狐组、文昌组、恩平组、珠海组、珠江组、韩江组地层,经历了神狐运动、珠琼运动、南海运动以及东沙运动,构造演化阶段可分古新世断陷期、渐新世的断坳转换期以及中新世坳陷期三个阶段,整体为下断上坳、南断北超的构造格局[3-4]。珠三坳陷神狐组地层分布在文昌B凹与C凹,神狐组的平面范围面积约405 km2,除在文昌C凹东南部39 km2范围为二维地震资料外,其余大部分均被高精度三维地震资料覆盖,神狐组对应盆地裂陷初始阶段,主要对应神狐运动[5,6],为华南陆缘到南海洋盆扩张初期。文昌B、C凹位于珠三坳陷西南部,北靠琼海凸起,南邻神狐隆起(图1a),由于受到印度洋-澳大利亚板块与欧亚板块的北西-北北西向碰撞影响,发育北东-北东东向控坳的大型张性断裂,即珠三南断裂,其西段南支与北支共同控制B、C凹的构造沉积演化[7]。

神狐组在珠江口西部与东部均有钻遇,东部陆丰地区有一口井,录井揭示为一套杂色凝灰质砂岩夹棕红色湖泊火山岩沉积[8],西部在B凹与C凹结合部钻探3井,录井揭示岩性为浅灰白-棕红-棕灰色砂岩、粉砂岩与褐色泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层,该地层与下伏基岩呈不整合接触,与上覆文昌组地层呈假整合接触,该区基底为前古近系花岗岩、流纹质凝灰岩、混合岩等(图1b)。神狐组沉积的湖相泥岩具有一定的生烃潜力,但神狐组钻井资料少,需结合二维、三维地震资料进行地震相分析,进而分析其沉积相平面与空间展布特征。

2 地震相类型及平面分布

通过研究区地震层序划分方案将神狐组顶面定为S90,对应时间约55.8 Ma,底面为Sg,对应时间约65.5 Ma。S90为一超覆不整合界面,区域上仅分布于文昌B凹陷和文昌C凹陷,多表现为假整合接触,该层序C凹西北侧局部地层剥蚀,地震剖面可见明显的削截现象,上覆文昌组在C凹同样可见明显的削截现象,表明在沉积之后由于构造抬升使得整个C凹暴露地表,遭受剥蚀。该界面在文昌B凹较清楚,为中-强振幅、中连续反射,界面上下分别可见上超和削截现象。本次研究使用地层残余厚度、对局部剥蚀区进行恢复后绘制古地貌图,结果表明:B凹沉积厚度整体偏薄,横向变化小,沉积中心位于B凹中部靠近C凹部位,神狐组在C凹的地层较厚,横向变化大,沉降中心位于C凹东北侧。

单一地震相解释沉积相往往存在一定的不确定性,在古地貌认识的基础上,结合已钻井岩性组合、古生物等沉积环境,以及前人关于南海周缘已钻井的地震相和沉积相研究成果对研究区进行解释[9-14]。神狐组地震相大致分为四种类型:席状低频连续平行地震相、席状中高频弱平行地震相、倾斜板型低频地震相、前积S型中低频近平行地震相(图2、图3、图4)。

图2 神狐组地震相平面分布

席状低频连续平行地震相:主要分布在B凹和C凹沉积中心,地震同相轴上下接近平行,厚度相对稳定,内部呈中-弱振幅、低频率、连续-较连续反射特征,该地震反射结构相是岩性在横向上较为均一的沉积层段地震响应,与传统文昌组中深湖连续、平行的强振幅相存在一定差异,此处认为是在较弱的水动力环境下发育的浅湖相,形成结构横向较为稳定,整体外观较平滑的反射特征。主要分布在B凹东南侧和C凹东南部和西南部。

席状中高频弱平行地震相:主要分布在B凹和C凹缓坡区边缘,振幅中等-强,同相轴中-弱连续,上下轴未见明显平行特征,表明当时沉积的岩层岩性不均一、横向与纵向差异均较大,多为分选差的砂泥互层,推测为滨湖相。

倾斜板型低频地震相:主要分布在B凹和C凹边缘缓坡地带,中-强振幅、中-低频、中连续、弱平行反射,3井钻遇地震相即为此特征,该井揭示部分神狐组地层,岩性为砂泥不等厚互层。表明沉积时岩性纵横向存在一定差异,根据岩性组合与古生物等资料综合分析,为冲积平原-辫状河流相。

前积S型中低频近平行地震相:主要分布在B凹和C凹斜坡带,振幅中等-弱,频率较低,地震同向轴较连续,沿地层倾向局部可见前积特征,反映沉积为一套横向稳定的地层,并向凹陷中心进积推进。

3 沉积相分布

3.1 单井沉积相

神狐组总厚度可达958 m[15],3井仅钻遇神狐组上段,钻遇厚度236 m,中上部为凝灰质砂岩与泥岩不等厚互层,底部为厚层炭质泥岩,总含砂率41.3%,3 010.72～3 011.54 m井段取心已证实存在炭质泥岩,局部夹薄层灰色泥质粉砂岩,自然伽马曲线呈齿化箱形与弱齿形组合,次棱-次圆状,分选中等-差为主,孢粉以被子植物为主,含量为77%～98%,表明存在较多的陆源植物输入,整体湖泊发育面积较小,陆源物质供应充分,水体含氧量较高,为氧化-还原环境,从下至上岩性粒度逐渐加粗,砂岩变厚,为进积-加积的叠加方式(图5),结合地震相、测井曲线特征、岩性组合等认为该段发育冲积平原沉积。

3.2 沉积充填特征

神狐组沉积期为盆地初始拉张期,构造活动强烈,大量陆源碎屑物质从神狐隆起及琼海凸起近距离注入,此时可容空间有限,湖泊范围较小,珠三南断裂西段南北两支分别控制B凹和C凹构造沉积演化,沉积中心位于B凹南部与C凹东北部,该区地层厚度最大,地震剖面上为一套中弱振幅、中低频、较连续、亚平行-平行的反射特征,沉积能量较弱,水动力不足,对应浅湖沉积,主要分布在B凹东北部中心和C凹东北部区域。在B凹西侧地势相对平坦,整体厚度变化幅度小,顺物源地震剖面上对应一套中强振幅、中低频、较连续、弱平行的杂乱反射特征,沉积能量较强,水动力变化快,对应冲积平原沉积,主要分布于B凹西南部以及C凹西南侧。在B凹东北侧为缓坡地形,厚度有一定的变化,地震剖面上对应一套中强振幅、中高频、中连续、弱平行的反射特征,沉积能量较强,对应滨浅湖沉积,分布于B凹东北部与C凹东南缘。C凹地层整体要比B凹厚,B凹西部和C凹西部侧缘地势平坦,发育冲积平原,而在C凹东边斜坡区域,辫状河携带碎屑物进入凹陷中心区域,形成局部发育的辫状河三角洲(图6a),顺物源地震剖面为中弱振幅、中低频、连续-较连续、较平行、局部前积的反射特征,沉积时期水动力较强。古地貌显示浅湖在C凹发育面积较B凹大,其中B凹中浅湖面积约7 km2,C凹浅湖面积约60 km2(图6b)。晚期湖平面上升,碎屑物供给量远高于可容空间增长速率,发育湖扩期的高位体系域。

图6 珠三坳陷神狐组沉积相平面分布与古地貌三维显示

3.3 有利区带分析

神狐组钻遇泥岩样品镜质体反射率为0.36%～0.74%,平均0.60%,属低熟-成熟阶段,干酪根以腐泥组和镜质组为主,具有一定的生烃潜力,神狐组钻遇储层经测井解释均为干层,孔隙度为6.7%～11.2%,平均9.3%,较差的物性表明该层段发育致密砂岩,可与泥岩共同作为局部盖层,同时神狐组生成的油气可沿南部断裂输导层与不整合面进入潜山,为潜山油气藏提供油源,北部发育的辫状河三角洲斜坡区域,可能存在岩性-构造复合型圈闭。

4 结论

1)在珠江口盆地珠三坳陷西部神狐组地震剖面精细对比的基础上,对地震相进行划分,识别出席状低频连续平行地震相、席状中高频弱平行地震相、倾斜板型低频地震相、前积S型中低频近平行地震相四种类型。

2)依据已钻井的岩心、分析化验、古生物资料,并结合区域地质背景分析,将地震相转换为沉积相,确定研究区发育冲积平原、辫状河三角洲、滨湖、浅湖沉积体系,明确了沉积相的分布特征,沉积相的展布主要受构造与古地貌控制,物源来自东南部神狐隆起与西北部琼海凸起。

3)神狐组具有一定的生烃潜力,可为下伏潜山提供烃源条件,并可作为局部盖层,具有一定的封盖能力,同时靠近湖泊斜坡区可寻找岩性-构造复合型圈闭。