| 涠西油气突破区古地貌演变和源汇体系特征及下步勘探方向 |
北部湾涠西探区在经历了长达12 年之久的油气勘探研究之后,终于在A 井的钻探中发现了厚度较大的高产油层,该井的油气发现,对于涠西探区的油气勘探意义重大。涠西探区涉及北部湾盆地涠西南凹陷和海中凹陷两个构造单元(图 1),从涠西南凹陷中A、B、C、D 四个生烃洼陷来看 [1],涠西探区内主要分布于D 洼,A 井位于涠西南低凸起的西侧倾末端,3 号断层上升盘,涠西南凹陷与海中凹陷的交界处,因此,对于该区域地质结构特征的深入认识,是寻找周边后继钻探目标,进一步扩大A 井油气勘探成果的重要基础。
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| 图 1 北部坳陷主要构造单元分布示意图 |
1 区域古地貌演变和源汇体系新认识
在涠西探区过去的十多年勘探研究中,随着探区地震、钻井资料的增多,尤其是区域二维宽线地震资料的采集及研究分析,对探区周边暨北部坳陷的区域地质结构形成了与以往不同的新认识。
1.1 探区所处北部坳陷之内部空间呈现早通晚分坳陷内部空间特征决定着主要勘探目的层系始新统流沙港组和渐新统涠洲组沉积充填特征,进一步控制着各区带生、储、盖等石油地质条件的发育情况[2]。利用钻井资料、二维地震及三维地震资料,采用古地貌恢复技术,将涠西探区所在的北部湾盆地北部坳陷在始新世和渐新世的盆地原型进行恢复还原,可以获得包括探区在内的坳陷内部区域空间特征。
1.1.1 探区所处的北部坳陷在早期(始新世时期)南北连通始新世,北部坳陷呈现为一个典型的箕状断陷形态:涠西南大断裂自南西向北东方向的大范围活动,在形成北部坳陷北侧边界的同时,构成了北部坳陷的陡坡带;企西隆起一侧无大型断裂发育,整体表现为一个低角度的缓坡,构成北部坳陷的南侧缓坡带。
内部坳陷区的空间形态特征是控制区域烃源岩层段(始新世中期发育的地层流二段)发育的关键因素,因此对它的客观认识与否直接决定着涠西探区资源潜力的大小。在该时期,坳陷区空间的最大特点是南北连通[3],即现今所谓的涠西南凹陷和海中凹陷在始新世表现为一个整体连通空间,而现今所谓的涠西南低凸起在始新世尚不能起到分隔水体作用(图 2)。因此,在湖泊水体扩张背景下,沉积水体向北可到达万山隆起(涠西南大断裂上升盘),向南可部分漫过企西隆起而未见边界。
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| 图 2 北部坳陷始新世古地貌特征 |
仅仅明确始新世北部坳陷南北水体连通尚不能说明坳陷区优质烃源岩发育范围,因此深水区的分布范围是我们评价探区烃源岩时所要关心的问题。由地层厚度恢复而来的始新世北部坳陷古地貌来看(图 2),在北部坳陷内部空间,存在着南、北两个深水区:北部深水区受控于1 号断层的坳陷内部活动,在1 号断层上升盘即1 号断层与涠西南大断裂之间区域形成水下台阶,沉积水体相对较浅,在1 号断层下降盘区域形成局部深水区,其形成的优质烃源岩的生、排烃能力强大,这已经被涠西南凹陷发现的油气田所证实;南部深水区主要受控于涠西南大断裂的活动,主体部位处于现今的海中凹陷靠近涠西南大断裂一侧,海中凹陷的涠14-2 凝析气藏已经证明了该区域的生烃能力[4]。
1.1.2 探区所处的北部坳陷在晚期(渐新世时期)南北分隔自始新世晚期开始,探区所在的北部湾盆地开始进入构造运动活跃期,进入渐新世后,区域构造运动逐渐增强,在这种构造背景控制下,北部坳陷内部空间形态开始发生变化。
将渐新统涠洲组地层厚度恢复剥蚀量后,形成渐新世古地貌形态(图 3)。该时期与始新世相比,北部坳陷内部空间的典型箕状断陷形态已经消失,空间内部形态开始变得愈发复杂:该时期最为明显的一个特点是,由于涠西南低凸起的隆升,北部坳陷内部空间由始新世的南北连通,逐渐演变为南北分隔,开始呈现出现今所示的涠西南凹陷和海中凹陷两个沉积空间。
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| 图 3 北部坳陷渐新世古地貌特征 |
北部坳陷北侧的涠西南凹陷在1 号断层及2号断层(图 1)共同控制下,持续形成该区域的渐新世沉积空间,接受厚层的渐新统涠洲组沉积,地震资料显示,在1 号断层上升盘即1 号断层与涠西南大断裂之间形成渐新统沉积区或接受较薄沉积(图 3)。显然北部坳陷北侧渐新世沉积空间主要覆盖了现今涠西南凹陷的A、B、C 三个生排烃洼陷。北部坳陷南侧的海中凹陷渐新世空间形态认识与前人区别最大,首先控制该区域的断裂除了涠西南大断层之外,3 号断层在该时期剧烈活动,形成该区域的另一个重要控制因素,由此,在该区域形成了近东西向的渐新世巨大沉积空间。
其次,现今所谓的涠西南凹陷D 次洼,在渐新世与海中凹陷连通。
1.2 探区所处北部坳陷之外部抬升呈现北强南弱北部坳陷的外部一北一南分别为万山隆起和企西隆起,从隆起发育规模及对坳陷内部沉积影响上来看,北部的万山隆起要远远大于南部的企西隆起,从构造活动强度及抬升规模上来看同样是北部的万山隆起要大于南部的企西隆起,因此本文重点对北部坳陷北部的万山隆起的抬升活动进行分析,因为它的活动更大范围地影响了涠西南凹陷及海中凹陷的沉积充填。
1.2.1 抬升时间通过坳陷内部地层形变特征来判断万山隆起抬升带来的构造影响及活动时间是地质分析中的有效方法。涠西二维宽线区域地震在北部坳陷最北端所展示的地层结构显示(图 4),始新统在隆升部位未发生明显的地层减薄现象,而渐新统自坳陷中心向隆起部位发生明显的超覆减薄现象,这说明北部坳陷北端受到万山隆起抬升的影响时间发生在始新世末期,而在整个渐新世期间,隆升对地层的同沉积控制作用持续。
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| 图 4 北部坳陷北端地层对构造抬升的响应 |
1.2.2 抬升强度
通过物源区冲蚀沟道的发育及其规模,在预测物源体系发育位置的同时,也可以判断物源区域不同位置的抬升强度。万山隆起作为北部坳陷的主要物源区,它的抬升必然导致地形落差的增大,进而增强冲蚀沟道的发育规模。
在北部坳陷北侧边缘南、北不同位置,通过覆盖万山隆起物源区的三维地震资料精细刻画和钻井资料的精细厘定,可以雕刻出冲蚀沟道的发育规模。在相同时间比例尺标定下,图 5A 中所示的坳陷边缘北段位置冲蚀沟道发育规模巨大,沟道形态明显,充分说明该部位的构造抬升形成的地形落差较大,从而导致发育的冲蚀沟道规模较大;图 5B 中所示的坳陷边缘南段位置也有冲蚀沟道发育,但其规模与北段相比明显变小,这说明构造抬升在南段形成的地形落差相对较小,形成的冲蚀沟道规模也就较小。
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| 图 5 北部坳陷北侧边缘抬升强度差异所致冲蚀沟道发育规模不同 |
因此通过冲蚀沟道发育规模来看,在渐新世期间,北部坳陷之外部(北侧万山隆起)的抬升状态是“北强南弱”。
1.2.3 差异抬升对沉积格局的影响由于北部坳陷北侧的万山隆起差异抬升,在北部坳陷自北向南形成由高到低的整体地形趋势,物源水系便顺势而流,形成总体由北向南的砂体输送方向,形成北部坳陷长轴主物源方向(图 6),从现今涠西南凹陷和海中凹陷中钻井所揭示的渐新统来看,在整体沉积环境控制下,自北向南的钻井,地层含砂率存在逐渐降低的趋势。就整个北部坳陷来看,由于北部坳陷北侧边缘北段的强烈抬升,同时3 号断层的活动,在现今海中凹陷部分形成整个北部坳陷的区域沉降中心[5-6]。
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| 图 6 北部坳陷北侧边缘抬升强度差异所致沉积体系输送方向发生改变 |
2 涠西南低凸起地质演化新认识
A 井位于涠西南低凸起西侧倾末端,因此涠西南低凸起的地质结构特征和构造运动过程直接控制着涠A 井区的油气成藏规律。
2.1 抬升时间及过程从地层沉积形态响应特征来看(图 7),在古新世及始新世期间,该部位基底形态无明显抬升,地层沉积形态无减薄现象。在始新世末期—渐新世早期,由于涠西南低凸起的抬升,导致该处基底形态开始发生变化,渐新统下部即涠四段开始在该处相对于涠西南低凸方向形成明显超覆,并且自西向东地层厚度明显减薄,这说明涠西南低凸起的抬升已经开始明显控制周边地层的沉积形态。在渐新世中、后期,涠西南低凸起的抬升活动持续,但其抬升强度逐渐弱化,从涠三段自西向东逐渐减薄趋势明显弱于涠四段,以及涠二段的这种减薄趋势几乎消失,均表明了涠西南低凸起在渐新世中、后期抬升强度逐渐减弱。在渐新世末期,涠西南低凸起在短时间内发生了剧烈的抬升,导致古新统及始新统被整体高角度抬升变形,而渐新统在被抬升的同时遭受剧烈剥蚀,尤其是渐新统中、上部,在局部被剥蚀殆尽,形成削截不整合。
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| 图 7 D 洼渐新统底部超覆及古新统、始新统整体高角度抬升 |
总结来看,涠西南低凸起的开始抬升时间为始新世末期—渐新世早期,抬升过程持续整个渐新世,抬升强度由强逐渐减弱,再到短期内的剧烈抬升剥蚀,之后进入稳定期。
2.2 低凸起抬升对地层影响的差异性从现有地震资料所反映的地层特征来看,涠西南低凸起抬升对其西侧地层和对其北侧地层的影响存在差异。图 8 为区域二维宽线地震所展示出的涠西南低凸起北侧地层形态特征,在该剖面上,整个古近系均因涠西南低凸起抬升遭剥蚀,若恢复剥蚀前地层状态,整个古近系均可越过涠西南低凸起,到达3 号断层下降盘一侧的海中凹陷,说明该部位整个古近纪在涠西南低凸起未能阻隔涠西南凹陷与海中凹陷的连通。从现今地层形态来看,古新统和始新统横向减薄趋势不明显,说明在古新世和始新世期间涠西南低凸起未明显抬升,而渐新统下部即涠四段存在自北向南的明显减薄趋势,渐新统中、上部这种减薄趋势又逐渐减弱,这与图 7 所示的涠西南低凸起东侧地层形态相似,说明涠西南低凸起的抬升对其东、北两侧地层的影响过程是相似的。涠西南低凸起北侧地层与东侧地层最大的差异表现为渐新统底部未发育明显的超覆现象,除了考虑物源方向之外,涠西南低凸起的抬升强度不同是导致上述差异的原因之一。
3 涠西探区下步勘探及研究方向 3.1 精细解剖D 洼,寻找构造+ 地层+ 岩性复合目标A 井油层的发现,已经证实D 洼的生烃、成藏能力,下一步急需精细解剖D 洼地质结构,充分考虑涠西南低凸起的抬升对D 洼地质结构的影响,仔细分析其对D 洼油气运移成藏的控制、改造作用,在充分论证“断控”和“相控”地质发育条件的基础上,大量寻找构造+ 地层+ 岩性复合目标,更多的探明D 洼内其它潜在的油气藏。
3.2 重新评价海中,寻找近油源优质储层发育区海中凹陷南斜坡构造带是海中凹陷油气运移有利指向区域,重新评价海中凹陷首先需要解决的问题就是D 洼中的有效烃源岩的分布范围,也就是说,海中凹陷“源控”是其成藏关键因素之一。
从始新统古地貌来看,沉积沉降中心靠近涠西南大断裂一侧,处于矿区外的西侧,其向南、东的分布范围需要重新精细厘定。在主力储层段涠洲组中下部发育时期,海中凹陷靠近涠西南低凸起一侧成为北部坳陷区域沉降中心,其沉积粒度必然变细,在综合考虑北侧万山隆起越过涠西南凹陷输送来的物源、西侧万山隆起直接输送而来的物源、南侧及东侧企西隆起直接输送而来的物源基础上,分析储层发育有利沉积相带,预测近油源的优质储层发育区,选择有利目标,扩大油气发现局面。
4 基本结论从上述分析来看,涠西探区所处的D 洼及海中凹陷在区域烃源岩发育期其沉积可容空间连通,图 8 涠西南低凸起北侧地层形态(近南北向剖面)其沉积环境与北侧的A、B、C 洼差异较小;在渐新世探区所处区域以发育远源沉积体系为主,砂岩储层物性变好;涠西南低凸起的构造演化过程及其对周边地层的沉积控制作用对油气成藏控制作用较为重要,这将是探区后继研究重点。
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| 图 8 涠西南低凸起北侧地层形态(近南北向剖面) |
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