珠江口盆地珠一坳陷古近系_源_汇_系统分类及石油地质意义_杜家元.pdf
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1、地球科学 Earth Science ISSN 1000-2383,CN 42-1874/P 地球科学网络首发论文地球科学网络首发论文 题目: 珠江口盆地珠一坳陷古近系“源-汇”系统分类及石油地质意义 作者: 杜家元,张向涛,刘培,罗明,张琴,姚佳利,王绪诚,梁杰 收稿日期: 2020-04-01 网络首发日期: 2020-05-29 引用格式: 杜家元,张向涛,刘培,罗明,张琴,姚佳利,王绪诚,梁杰珠江口盆地珠一坳陷古近系“源-汇”系统分类及石油地质意义地球科学. http:/ 网络首发网络首发:在编辑部工作流程中,稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。录用定稿指内容
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4、”系统分类及石油地质意义系统分类及石油地质意义 杜家元 张向涛 刘培 罗明 张琴 姚佳利 王绪诚 梁杰 (中海石油(中国)有限公司深圳分公司 广东深圳 518000) 摘要:摘要: 珠一坳陷深层古近系两套优质生烃层系内发育的储层具有近源成藏的优势, 但其非均质性强、 低孔渗的特点制约了油气勘探, 研究与此直接相关的“源-汇”系统, 对于寻找富烃优储耦合的有利区意义重大。 以构造运动和盆山地貌为基础, 结合断陷湖盆以半地堑为基本单元的结构特点,划分了盆地级、半地堑级和区带级的三级“源-汇”系统。盆地级分为外源、内源型两类,可用来宏观分析优质烃源岩分布;半地堑级分为陡坡、缓坡和长轴型三类,对于定性
5、评价储层优劣具有较大意义;区带级分为迁移型、转换型、稳定型三类,为有利区目标评价和井点选择提供参考。研究认为迁移型和转换型”源-汇”系统可形成良好的生储盖配置,是最为有利的油气富集区,应作为古近系重点勘探对象。 关键词:关键词:珠江口盆地 珠一坳陷 “源-汇”系统 构造转变 有利区带 中图分类号:P618 收稿日期:2020-04-01 Classification of the Paleogene Source-to-Sink System and Its Petroleum Geological Significance in the Zhuyi Depression of the Pea
6、rl River Mouth Basin Du Jiayuan, Zhang Xiangtao, Liu Pei, Luo Ming, Zhang Qin, Yao Jiali, Wang Xucheng, Liang Jie China National Offshore Oil Corporation Limited-Shenzhen, Shenzhen 518000, China “十三五”国家重大专项“南海东部海域勘探新领域及关键技术(编号: 2016ZX05024-004)”资助 第一作者: 杜家元 (1964-) , 男, 教授级高工, 博士, 主要从事沉积盆地油气勘探研究工作。
7、E-mail:。 ORCID:0000-0002-8968-6293. 通信作者:刘培(1986-) ,男,工程师,硕士,主要从事含油气盆地综合地质研究工作。 E-mail:。 网络首发时间:2020-05-29 10:55:25网络首发地址:http:/ Abstract: The reservoirs developed in the two sets of high-quality hydrocarbon-generating layers in the deep Paleogene of the Zhuyi Depression have the advantages of near-
8、source accumulation, but their characteristics of strong heterogeneity, low porosity and permeability have restricted oil and gas exploration. The directly related Source-to-Sink system is of great significance for finding a favorable area for coupling of hydrocarbon-rich and optimal reservoirs. Bas
9、ed on the influence of regional tectonic movements, and combining the structural characteristics of the rift lake basin with the semi-submarine ridge as its basic unit, three levels of Source-to-Sink systems are divided: basin-level, half-graben-level, and zone-level. Basin-level Source-to-Sink syst
10、ems are divided into external and internal source types, which can be used to analyze the distribution of high-quality source rocks; half-graben-level Source-to-Sink systems are classified into steep slopes, gentle slopes, and long-axis types. Qualitative evaluation of reservoir quality is of great
11、significance; zone-level source-sink systems are divided into three types: migration, conversion, and stability, which provide a good reference for target evaluation and well selection in favorable areas. It is considered that migration-type and conversion-type Source-to-Sink systems can form a good
12、 configuration of high-quality source rocks and reservoirs, and are the most favorable oil and gas enrichment areas, which should be the focus of Paleogene exploration. Key words:Pearl River Mouth Basin;Zhuyi depression;Source sink system;Tectonic transformation;Favorable zone 引言引言 “源-汇”系统研究作为沉积学领域中
13、的重大革新,将沉积学空间纵深扩展至源区与搬运区,在不同类型盆地、不同时空尺度研究中有所进展(朱红涛等,2017;徐长贵等,2013,2017;刘强虎等,2016;林畅松等,2015) ,国内学者在西部前陆盆地、东部断陷盆地、古珠江海相沉积、现代陆相湖泊沉积等研究中形成诸多成果。塔里木盆地记录“泛非”事件的碎屑锆石揭示了构造活动区古地貌、 古地理及“源-汇”系统特征 (李忠等, 2013, 2015, 2016) ;渤海湾盆地的“源-汇”系统研究中,建立了不同的源-汇模式,初步形成“源-汇”系统量化表征和工业化应用流程(徐长贵、杜晓峰,2017;徐长贵等,2017;王星星等,2016) ;古珠江
14、深 水扇系统三级“源-渠-汇”耦合研究中,形成了从宏观-中观-微观逐级深入的研究方法 (庞雄等,2006,2007) ;云南洱海现代湖盆“源-汇”系统分析结果表明,该湖盆陡坡、缓坡、轴向发育不同类型的“源-汇”系统,相互之间存在较大的差异,对陆相湖盆地质历史时期的“源-汇”系统研究有重要的借鉴意义(朱秀等,2017;万晔等,2005;陈骥等,2018) 。 经过近 20 年的发展,“源-汇”系统研究已经逐步从大陆边缘盆地走向陆相断陷盆地(朱红涛等,2013,2017;徐长贵等,2017) ,从定性的模式分析开始尝试定量的要素耦合(刘强虎等,2016) ,从“源-汇”现象的分析逐步深入主控因素的
15、研究(徐长贵等,2017) 。对于珠江口盆地而言,深水区陆架坡折深水扇“源-汇”系统的研究成果众多(李铁刚等,2003;庞雄等,2006,2007;祝彦贺等,2011;谢玉洪等,2016) ,而浅水区珠一坳陷“源-汇”系统的研究还较为薄弱, 关于断陷湖盆“源-汇”系统的分类也未见相关报道。 鉴于此, 本文根据珠江口盆地油气勘探实践,梳理出本区古近系八种类型的“源-汇”系统,并根据不同尺度整合到三种相互独立但又互为补充的分类方案中,提出断陷湖盆“源-汇”系统三级分类构想,形成从宏观到中小尺度的多级分类方案。珠一坳陷古近系“源-汇”系统分类,对进一步认识断陷湖盆“源-汇”系统特征及指导古近系油气勘
16、探具有重要意义。 1.区域地质概况区域地质概况 珠江口盆地位于华南大陆南缘、南海北部大陆边缘,是在古生代及中生代复杂褶皱基底上形成的新生代裂谷盆地,自北向南由北部断阶带、北部坳陷带(珠一坳陷和珠三坳陷) 、中央隆起带、南部坳陷带(珠二坳陷)和南部隆起带等构造单元组成。本次研究区珠一坳陷隶属于珠江口盆地北部坳陷带,位于南海北部大陆边缘陆架区,呈NE向展布,大致与海岸线平行。西北邻北部隆起带,东南部受控于东沙隆起和番禺低隆起,西南与珠三坳陷相邻。自西向东依次可划分为恩平凹陷、西江凹陷、惠州凹陷、陆丰凹陷等多个负向构造单元(陈长民等,2003;施和生等,2009,2017;刘培等,2018) (图1
17、) 。 珠江口盆地形成于印度板块、太平洋板块和欧亚板块结合部位,具有“先断后坳、下陆上海”的双层结构,主要经历神狐运动、珠琼一幕运动、珠琼二幕运动、南海运动、白云运动等构造运动,其中裂陷期珠琼一幕运动发生了较为明显的幕内构造转变,进一步改变古近系的洼陷格局。地层自下而上分布有神狐组、文昌组、恩平组、珠海组、珠江组、韩江组、粤海组及万山组。古近系主要发育裂陷期的下部断陷层,包括文昌组和恩平组两套主 要优质生烃层系,文昌组分为六个三级层序、恩平组分为四个三级层序(邓棚,2018;施和生等,2017) 。 图1 珠一坳陷区域地质简图 Fig.1 Geological map of the Zhuyi
18、 depression 珠一坳陷裂陷期两幕构造运动及幕间的构造转变控制了盆山格局和半地堑结构单元(陈长民等,2003;施和生等,2017,2020) ,对古近系“源-汇”系统影响深远。发生在早始新世的珠琼运动一幕使得研究区快速裂陷,形成一系列NE-NEE、NW向展布、分割性较强的半地堑洼陷(或凹陷)群,两侧隆升形成大面积的侵蚀区,奠定古近系盆山地貌的基本格局,形成了本区“源-汇”系统的地质背景。珠琼运动二幕发生在中-晚始新世,该时期内发生区域性隆升和盆地再次张裂,湖盆范围扩大、水体变浅,半地堑分割性减弱,盆山地貌受到一定程度改造(施和生等,2009,2017,2020) ,“源-汇”系统也随之
19、变化。两幕珠琼运动形成的盆山格局和半地堑基本结构单元,及其带来的变化都对源-汇系统有明显的影响。 近期的研究表明,早、晚文昌期之间(43Ma前后)在研究区发生了一定程度的构造转变作用,主要表现在裂陷作用的强度发生了南北转变和沿断层走向的迁移(施和生等,2020) ,并伴有基底隆升、岩浆底辟、断块旋转、以及地层剥蚀等现象,由于这种构造转变 现象最开始发现于惠州地区,故定名惠州运动(施和生等,2020;Suo,Y.H.,et al,1995;Lee,T.,et al,1995;郭令智等,2001;周祖翼,李春峰,2008;Northrup,C.J.,et al,1995;索艳慧等,2012) (图
20、2) 。惠州运动有跷跷板作用特点,对“源-汇”系统的影响主要体现在局部地貌单元的变化、沉积体系的迁移,由此在区带级别上形成具有组合特点“源-汇”系统。 图2 古近纪构造事件与周缘板块活动关系图(据施和生等,2020) Fig.2 Relationship between Paleogene tectonic events and peripheral plate activity 2.古近系古近系“源源-汇汇”系统类型系统类型 珠一坳陷古近系受裂陷期珠琼运动和惠州运动的共同作用,形成了一系列具有自身特色的沉积体系,从不同尺度对这些沉积体系进行源-渠-汇分析或追踪,识别出珠一坳陷八种类型“源-汇
21、”系统,并将其整理归类,形成三种相互独立又互有联系的“源-汇”系统,即三级八型的分类方案(表 1) 。 表 1 珠一坳陷古近系“源-汇”系统分类表 Table 1 Classification of Paleogene Source-to-Sink systems in the Zhuyi Depression 整体而言,两幕珠琼运动及幕间构造转变控制了盆山格局和半地堑结构,由此提供不同级别“源-汇”系统的分类依据。盆地级分类方案主要依据盆山地貌背景,外源一般物源充沛,内源一般供源较弱,可以用来研究区域的生储盖条件,尤其有助于宏观的洼陷评价;半地堑级分类方案主要依据半地堑边界条件,陡坡、缓坡、
22、长轴边界控制下的沉积体系差别明显,对认识有利沉积相带有重要作用;区带级分类方案主要依据构造活动对源-汇变化的影响,涉及到区带内不同时期的储层结构及质量,可用于有利目标优选。三级分类方案相互独立又互为补充,每一级方案都能覆盖全盆地,从宏观到中小尺度,表现出盆地、半地堑到区带或目标级的层次性。三级方案从粗到细结合,划分出各具特色的八种类型,对成烃、成储及油气成藏等研究有指导意义(表 1) 。 2.1 盆地级盆地级“源源-汇汇”系统系统 盆地侵蚀、沉积地貌的配置主要受构造运动及其演化过程的控制(朱红涛等,2017;徐长贵等,2017,李忠等,2015; ) ,盆山地貌正好反映盆地侵蚀和沉积区的差异,
23、因此,盆地级“源-汇”系统的划分以盆山地貌为基础而展开。 珠一坳陷古近纪文昌期受珠琼运动一幕控制,经历了强烈的断陷活动,众多以半地堑为单元的次级洼陷相互分割、独立分布,形成高低相间的盆山地貌。根据剥蚀区与沉积区的相对关系,以盆内沉积地貌为参考,与周缘隆起侵蚀地貌共同构成外源型“源-汇”系统(图3a、图 3b) ,具有收敛或汇聚的特点;以盆内隆起侵蚀地貌为参考,与周缘洼陷沉积地貌共同构成内源型“源-汇”系统(图 3a、图 3c) ,具有发散的特点。恩平组沉积期主要受珠琼运动二幕的控制,裂陷活动减弱,强分割的小湖泊逐渐连片,形成水体较浅、范围较大的开阔型级别类型基本特征石油地质意义分类依据成因联系
24、外源型 物源区位于盆地或凹陷外部,物源充沛,由四周向中央低谷汇聚,沉积类型多样。内源型 物源区位于盆地或凹陷内部,物源受内部隆起控制,由中央向四周低谷搬运,沉积体系规模相对较小。陡坡型 陡坡带坡度大、充填快,砂体淘洗改造程度有限,多形成局限分布的扇体。缓坡型 缓坡地形较缓,砂体分选磨圆更为充分,多形成广泛展布的辨状河三角洲沉积体系。长轴型 长轴带由陡坡断层和缓坡地形挟持构成,易形成长源河搬运,以长源河三角洲沉积体系为主。迁移型 物源供给和沉积体系随构造转换发生迁移变化,发育多套生储盖组合,优质储层易叠合连片。转换型 由两组断裂错开排列形成搬运沟谷,接受多物源、长物源汇聚,储集层非均质性较强。稳
25、定型 受构造活动影响相对较弱、且没有明显组合特征。(将迁移型和转换型之外的区带全划归稳定型).三级分类方案从大到小,相互独立又互为补充,能够覆盖全区,满足不同级次的评价需求;.八种类型“源-汇”系统各具特色,对成烃、成储及油气成藏等研究有指导意义;.半地堑作为断陷盆地的基本结构单元,上承宏观尺度的盆地单元,下启中小尺度的区带单元。盆山地貌对物源背景的影响半地堑边界对沉积体系的影响构造活动对源-汇变化的影响盆地级半地堑级 对宏观评价烃源岩有一定指导意义,外源型影响较大的洼陷生烃条件一般较差,受物源影响较弱的洼陷易于形成优质烃源岩。 对定性评价储层有一定指导意义,陡坡型储层物性一般较差,缓坡型储层
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