1 地质概况

北部湾盆地是南海北部大陆架上发育起来的一个中、新生代断陷盆地，主体位于北部湾海域，北与粤桂隆起相接，南邻海南岛，东至雷州半岛，西以东经108°为界，面积约22 000 km²。盆地由涠西南凹陷、海中凹陷、纪家凹陷、乌石凹陷、迈陈凹陷、海头北凹陷等次级构造单元构成(图 1)。

迈陈凹陷位于北部湾盆地中部，是新生界以来发育的断陷型凹陷，主要沉积地层自下而上为古近系长流组(E₁ch)、流沙港组(E₂l)、涠洲组(E₃w)，新近系下洋组(N₁x)、角尾组(N₁j)、灯楼角组(N₁d)、望楼港组(N₂w)和第四系(Q)^{[1, 2]}。凹陷内最大沉积厚度可达7 000 m^[3]。

迈陈凹陷主要油气勘探层系以流沙港组和涠洲组为主，与北部湾盆地其它凹陷具有相似性^[4]，但由于地史演化特征的差异，使得迈陈凹陷具有其独特的成藏地质特点，概括为“两类烃源供烃、两个沉积体系、两套储盖组合、两种成藏模式”。

2 两类烃源供烃

通过油岩对比、天然气组分分析等研究^{[5, 6]}，确认迈陈凹陷既有来自于流沙港组湖相成熟烃源岩的油气，也存在来自于涠洲组煤系烃源岩的油气，迈陈凹陷具有两类烃源供烃的特征。

2.1 油岩对比及油源判别

迈陈凹陷流三段和涠洲组都产出原油。其中流三段原油来源于单一的流沙港组湖相成熟烃源岩的原油，而涠洲组原油来源于流沙港组湖相成熟烃源岩的原油和来自于涠洲组煤系烃源岩的原油混合而成。

迈陈凹陷流三段的原油为轻质油，常温下密度为0.82 g/cm³，原油族组份饱和烃、芳烃质量分数高，达到82.27%，非烃类质量分数低；原油的正构烷烃没有明显的奇偶优势，CPI值接近1.0；同时利用甲基菲指数与镜质体反射率间的关系，折算流三段原油的R_o为0.70%，为正常的成熟原油。

进行原油与烃源岩的特征对比，其正构烷烃特征中，类异戊二烯烷烃姥鲛烷(Pr)优势具有一致性，且Pr优势特征明显，姥植比Pr/Ph大多为3.73~6.97，原油的Pr/Ph为3.99；其芳烃特征中，甲基菲指数(MPI1)和甲基菲比值(MPR)随埋深呈现出单调增加的趋势其色质特征中，油、岩饱和烃色谱.质谱的萜烷系列和霍烷系列谱图反映原油和烃源岩具有相同的特点。上述特征对比均表明流三段原油与流二段烃源岩具有亲缘关系。

迈陈凹陷涠洲组原油具有两种类型，根据生物标志物的分布与组成特征：第一类原油呈现出典型的湖相原油的特征，主要表现为三环萜烷系列以C₂₃为主峰，C₂₄四环萜烷与C₂₆三环萜烷的丰度相当，树脂化合物的含量较低，这类原油推测来源于流沙港组湖相烃源岩；第二类原油呈现出典型的煤成油的特征，主要表现为三环萜烷系列分布异常，树脂化合物的含量丰富，具有较高的姥植比，植烷系列以及姥鲛烷相对于nC₁₇具有明显优势，表明这类原油来源于涠洲组发育的煤系烃源岩。

全油碳同位素分析结果表明，涠洲组原油的碳同位素比流三段原油重，但比典型的煤成油轻，同时，原油中一部分样品显示陆源三萜类标志物相对含量及三环萜烷组成特征与流三段湖相来源原油相似，也有一部分样品特征与涠西南凹陷涠洲组的煤成油相似，总体显示出混源的特征。因此推测涠洲组原油来源于迈陈凹陷流沙港组湖相烃源岩和涠洲组发育的煤系烃源岩。

2.2 天然气组分特征及气源判别

迈陈凹陷流三段和涠洲组都产出天然气，两者的天然气特征有所不同，流三段天然气与流二段湖相烃源岩有关，而涠洲组天然气来源于涠洲组煤系烃源岩与流二段湖相烃源岩的混合。

两个层段的天然气组分均以烃类为主，属湿气，烃类气体中以CH₄为主，占31.58%~86.75%，重烃气体(C₂⁺)含量范围较广，占7.46%~61.96%。其中流三段天然气的重烃含量偏高，达61.96%，天然气干燥系数(C₁/∑C₁⁺)为0.337 6；涠洲组天然气的重烃含量较低，为7.46%，天然气干燥系数(C₁/∑C₁⁺)为0.920 8，两个层段天然气中的非烃气体均以N₂和CO₂为主，含量较低，分别为0.74%、5.71%和0.75%、5.04%。

天然气碳同位素组成表明，两个层段天然气δ ¹³C中的C₁、C₂、C₃组成有明显的不同，表明它们的成因上的差异(表 1)。

从天然气的化学组成和碳同位素组成特征可以发现，涠洲组天然气干燥系数大，甲烷的碳同位素重，表明其成熟度明显偏高。依据其重烃碳同位素数据，乙烷碳同位素偏轻，显示出油型气的特征，而丙烷碳同位素偏重，显示出煤型气的特征，由此反映涠洲组天然气属于混合气，而流三段天然气属于油型气，这与两个层段的原油成因特征相一致。

3 两个沉积体系

该区存在两个沉积体系：北部斜坡带发育河流—三角洲沉积体系；南部断裂带发育陡岸水下扇体的沉积体系。

迈陈凹陷总体上可划分出为三个构造带：北部斜坡带、内斜坡—中部凹陷带和南部断裂带；三个构造带沉积体系明显不同，显示半地堑断陷的沉积充填样式。在不同演化阶段，沉积体系域的分布和沉积相类型具有明显的差异。

北部斜坡带主要接受来自西北边缘隆起的陆源碎屑沉积，各时期以辫状河、辫状河三角洲和滨浅湖等沉积为主；内斜坡带—中部凹陷带以浅湖—半深湖沉积、三角洲前缘、前三角洲浊积扇或湖底扇等沉积为主；南部断裂带以发育冲积扇、扇三角洲及近岸水下扇沉积为特征。各层序发育的不同阶段沉积微相的类型和分布范围有差异，但均受流沙港凸起、徐闻凸起、临高—灯楼凸起三个方向物源的影响，沉积体系展布明显受断坡和古构造地貌控制(表 2)。

由于沉积体系不同，北部斜坡带和南部断裂带的储层特征也有所不同，北部斜坡带砂岩储层特征的优劣与相带展布、次生孔隙发育带有明显的对应关系，而南部断裂带砂岩储层的物性好坏，除与沉积微相关系密切外，与裂缝是否发育有关。

以涠洲组为例，在北部斜坡带，涠洲组砂岩储层发育，单层最大厚度可达10~20 m，累计厚度可达50~200 m。涠二段孔隙度髙达12.46%~23.58%，平均9.46%~17.63%，渗透率高达(5.62~118.57)×10^-3 μm²，平均(2.72~45.12)×10^-3 μm²，为低孔低渗—中孔中渗储层；涠三段孔隙度高达16.16%~23.54%，平均3.4%~16.64%；渗透率高达(17.66~78.26)×10^-3 μm²，平均(0.1~37)×10^-3 μm²，为低孔低渗—中孔中渗储层。

在南部断裂带，涠洲组储层也较发育，涠二段孔隙度分布在3.49%~6.83%，平均5.014%；渗透率分布在(0.11~1.0)×10^-3 μm²，平均0.408×10^-3 μm²，综合评价为特低孔低渗储层。岩心铸体薄片分析表明，涠二段孔隙主要为裂缝，在岩心中未见到明显的可测孔隙，岩石的颗粒呈定向排列，在4块岩心中见到长短、宽窄不一被方解石充填的“网状”裂缝，且有的裂缝切穿砾岩。因此，南部断裂带涠洲组储层除受沉积微相变化影响外，裂缝的发育同样改善了储层的储集性能，对提升扇体储集能力有较大意义。

4 两套储盖组合

该区存在着两套有利的储盖组合：流沙港组储盖组合和涠洲组储盖组合。在流沙港组储盖组合中，盖层以流二段泥岩为主，发育广泛，分布稳定，自北向南厚度逐渐加大，最厚可达800 m。储层以流三段砂岩为主，北部斜坡带以三角洲前缘砂体为主，南部断裂带则发育陡坡扇砂体，深凹区发育湖底扇砂体。在涠洲组储盖组合中，盖层为涠二段的泥岩段，储层为涠洲组河流、三角洲砂体，以及南部断裂带的水下扇体(图 2)。

5 两种成藏模式

烃源来源的多样化、沉积体系与储盖组合的多样性，使得该区成藏模式也呈现多样化的特点，总体来看，该区主要存在两种油气运移、聚集成藏模式(图 3)。

一是斜坡带侧向运移为主、垂向运移为辅的油气成藏模式。深凹带、内斜坡带的流沙港组成熟烃源岩生成的油气经侧向、垂向运移聚集成藏；涠洲组成熟烃源岩生成的油气侧向运移聚集成藏。盖层和侧向封挡层为流二段一流三段上部泥岩段、涠二段泥岩发育段，主要成藏层位为流沙港组、涠洲组。主要圈闭类型为断层上升盘的断鼻、断块圈闭，可能还有岩性一构造(断块)圈闭。

二是断裂带和深凹带垂向运移为主、侧向运移为辅的油气成藏模式。深凹带流沙港组成熟烃源岩生成的油气经侧向和沿着边界大断层垂向运移聚集成藏，涠洲组成熟烃源岩生成的油气侧向运移聚集成藏。盖层和侧向封挡层为流二段—流三段上部泥岩段、涠二段泥岩发育段，以及流沙港组近岸水下扇扇根、涠洲组水下扇扇根致密砾岩层，主要成藏层位为流沙港组、涠洲组。主要圈闭类型为扇根遮挡型、砂岩透镜体、砂岩上倾尖灭、地层超覆、断层—岩性、断块—断鼻型圈闭。

6 油气藏类型及勘探方向

以环生烃深凹^{[7, 8]}的南部断裂带、内斜坡、外斜坡的内侧为油气勘探的有利区带。在这些地区，流沙港组成熟烃源岩发育，同时具备涠洲组烃源岩供烃，处于油气运聚的范围内，烃源条件有利；而且无论是流沙港组还是涠洲组的盖层均发育，盖层厚度与断层断距相匹配，保存条件及断层侧向封闭性好，有利于油气成藏，这些地区也是断鼻断块圈闭、岩性圈闭发育的有利地区，储层发育、物性较好，因此是下步油气勘探的有利地区。

迈陈凹陷南部断裂带，由于流沙港组埋深大(＞5 000 m)，储层成岩作用强，储层物性较差，勘探层系应以涠洲组勘探为主，兼探流沙港组；主要油气藏类型以扇控型、断层—岩性复合型、断块—断鼻型等为主。

迈陈凹陷北部斜坡区以流沙港组勘探为主，兼探涠洲组，探索断鼻—断块型圈闭的含油气性。北斜坡流二段为一套深湖相暗色泥岩，在内斜坡、外斜坡内侧分布稳定，为很好的区域盖层，内斜坡及外斜坡内侧控制圈闭的断层断距与流二段盖层厚度相匹配，圈闭保存条件及侧向封堵好，流三段储层为三角洲前缘亚相砂岩为主，砂岩埋深适中，物性较好，有利于形成较大规模的油气藏。涠洲组盖层主要为涠二段底部的泥岩段，在内斜坡及外斜坡内侧也较发育，在内斜坡厚度与断层匹配较好，有利于涠洲组圈闭成藏。因此，北部斜坡带主要油气藏类型以正断层控制的断块、断鼻油气藏为主，也有断层—岩性复合型油气藏。