恩平组岩性地层圈闭——白云凹陷深水区天然气勘探新领域＊

张功成 陈 莹 杨海长 韩银学 赵 钊 杨东升 王龙颖 黄 萱

（中海油研究总院 北京 100028）

张功成，陈莹，杨海长，等.恩平组岩性地层圈闭——白云凹陷深水区天然气勘探新领域［J］.中国海上油气，2015，27（6）：1-9.

源热共控富烃凹陷的形成［1］，油气主要集中在富烃凹陷里或其附近［2］，因此选择和发现富烃凹陷是油气勘探的主体工作。渤海海域渤中凹陷是目前中国近海最大的富油凹陷，其原油储量占到中国近海总石油储量的30%以上，但从该凹陷周边第一口井发现渤中凹陷是深大凹陷，到秦皇岛32-6和蓬莱19-3大油田发现之后被公认为是富烃凹陷，期间经历了20多年［3-7］。东海盆地西湖凹陷是中国近海最富的富气凹陷，从该凹陷发现第一个油气田，到西湖凹陷中央长垣带花港组主力成藏组合获得突破，期间也经历了约30年［8-9］。这说明，富烃凹陷的预测非常重要，但是只有进一步找准主力成藏组合、发现主力油田群，才能证实凹陷确实是富烃凹陷。

白云凹陷是珠江口盆地的继承性深大凹陷，也是钻探已证实的富气凹陷［10-15］。白云凹陷发育文昌组、恩平组、珠海组等3套烃源岩，其中恩平组煤系地层是主力烃源岩，而这套煤系地层所在的煤系三角洲面积最大达到4 500 km2，资源量巨大。钻探实践表明，白云凹陷在中浅层构造圈闭已发现一批中小型和少数大中型气田，虽然深、浅水区已探明天然气储量近数亿方油当量，但其资源探明程度不足10%，待探明资源潜力巨大，仍处于储量大发现阶段，主力成藏组合和骨干圈闭有待进一步探索。白云凹陷及其邻区有深层始新统文昌组—下渐新统恩平组、中层上渐新统珠海组—下中新统珠江组和浅层中新统韩江组—第四系三大成藏组合，目前已发现的天然气储量都集中在中层，中层剩余的大中型构造已非常稀少（云开低凸起除外），而且浅层和深层构造圈闭也都欠发育。因此，从油气分布的互补性原理分析［16］，中深层岩性地层圈闭必将是白云凹陷下步勘探的重要领域，除了针对当前的主要勘探层系珠江组和珠海组外，还要积极探索新层系恩平组岩性地层圈闭。本文基于白云凹陷恩平组沉积充填特征分析，归纳总结恩平组岩性地层圈闭类型，探讨恩平组岩性地层圈闭成藏条件与勘探潜力，以期为该地区下一步勘探决策提供借鉴。

1 恩平组沉积充填特征

白云凹陷恩平组发育海陆过渡相三角洲—海湾相沉积，有西北、西南2个物源向凹陷堆积沉积物，物源供应丰富。

恩平组沉积早期，物源供给有限且以近源为主，凹陷内以富泥的滨浅海沉积为主，于北部缓坡堆积了辫状河三角洲，在云开低凸起边界断层陡坡坡脚堆积了小规模的扇三角洲（图1）；恩平组沉积中期，凹陷周缘隆起物源供给更加有限，仅北坡和云开低凸起北侧发育小规模辫状河三角洲，并且受波浪改造作用在三角洲前端形成了沿岸砂坝（图2）；恩平组沉积晚期，受西北和西南2个物源控制，分别在北部斜坡带和西南断阶带发育三角洲，其中北部斜坡带及西南断阶带河流相前方均发育大型煤系三角洲（图3），并且在强大物源供应影响下，白云凹陷北部斜坡三角洲从早到晚持续向南推进，三角洲分布面积不断扩大。

图1 白云凹陷恩平组下段沉积相图Fig.1 Sedimentary facies of Lower Enping Formation in Baiyun sag

图2 白云凹陷恩平组中段沉积相图Fig.2 Sedimentary facies of Middle Enping Formation in Baiyun sag

恩平组沉积条件形成了适中的砂地比，有利于岩性地层圈闭的发育。恩平组沉积早—中期，白云凹陷主要为滨浅海沉积环境，在凹陷周缘及滨浅海近岸位置发育点物源控制下的小型扇三角洲、三角洲、滩坝等，具有多点物源同时发育的特征。由于沉积物供给有限，易于形成滨浅海泥岩对小型三角洲、滩坝等砂体的“泥包砂”特征，有利于岩性圈闭的形成。恩平组沉积晚期，白云凹陷主要受控于古珠江水系，发育大面积连片的三角洲，并从早到晚呈现出由南向北逐次推进的过程，发育规模巨大的三角洲前缘亚相，且向东南方向前积可推进至凹陷南部浅海相泥岩中，为岩性圈闭发育的有利相带之一（图3）。此外，白云凹陷古近纪—新近纪海平面总体呈上升趋势，也有利于区域性盖层的发育。

2 恩平组岩性地层圈闭

图4 白云凹陷恩平组潜在岩性地层圈闭分布图Fig.4 Distribution of potential lithologic and stratigraphic traps of Enping Formation in Baiyun sag

利用连片三维工区搜索落实白云凹陷恩平组潜在岩性地层圈闭共21个（图4），可以分为地层、岩性两大类，并根据成因差异将后者进一步分为近岸水下扇、滩坝、低位扇、三角洲前缘前积楔形砂岩体、三角洲前缘上倾尖灭砂岩体等5种类型，其中低位扇由于具有“泥包砂”的特点而最为有利。

2.1 地层圈闭

层位上，地层圈闭在恩平组沉积不同阶段均有发育，其类型可分为超覆尖灭型和不整合遮挡型2种，其中超覆尖灭型地层圈闭主要发育在恩平组中下段，而不整合遮挡型地层圈闭则主要发育在恩平组上段；平面上，目前发现的恩平组地层圈闭主要分布在云开低凸起。例如，B-6目标位于云开低凸起北部边缘，为超覆尖灭型地层圈闭，该目标发育在恩平组中段，其下伏地层为前古近系基底，其上则被恩平组上段地层超覆遮挡，具有向北、向西方向地层向基底隆起超覆尖灭的特征（图5）。A-9目标同样位于云开低凸起北部边缘带，为不整合遮挡型地层圈闭，发育层位为恩平组上段，下伏地层为前古近系基底，顶部以恩平组顶部的T70不整合界面构成顶板封堵条件，具有向南、向西方向沉积地层向基底上超尖灭的特征（图6）。总体来看，恩平组的构造-古地貌特征是控制地层圈闭发育的关键因素之一。

2.2 岩性圈闭

2.2.1 近岸水下扇

恩平组已发现的近岸水下扇主要分布在云开低凸起与白云主洼深洼槽间的构造转换部位，以恩平组下段为主。沉积环境上，恩平组沉积早期白云凹陷缺乏大规模物源供给，发育大面积的滨浅海相，因此，近岸点物源控制下的小规模扇体经过构造转折端快速推进至滨浅海，从而形成近岸扇体。侧向上，受碎屑物质供应量的影响，恩平组沉积早期以泥质滨浅海环境为主，因此易于形成对近岸扇体的侧向封堵。随着海平面的不断上升以及物源供给通道的改变，近岸扇体被滨浅海泥岩覆盖，从而形成顶部及侧向被泥岩包围的圈闭形态。B-5目标便是该类岩性圈闭的典型实例（图7）。

2.2.2 滩坝

滩坝型岩性圈闭主要发育在恩平组中下段，主要分布在白云凹陷北部斜坡带以及凹陷西南部靠近云开低凸起的部位，呈平行岸线的条带状分布。从成因上看，恩平组沉积中期白云凹陷缺乏大规模的物源供给，仅在凹陷北部及西南部靠近云开低凸起的部位发育小规模的近岸（扇）三角洲（图2），三角洲砂体在波浪作用持续改造下形成沿岸线带状发育的砂坝。以B-2目标为例，该目标位于白云凹陷北部斜坡带前古近系基底缓坡之上，发育层位为恩平组下段，目标整体呈丘状，内部同相轴多为短轴透镜状、中低频强振幅反射，尖灭点清晰，同相轴向北逐渐超覆叠置，上倾尖灭于北部斜坡带之上；平行岸线方向，目标岩性体整体较为平缓，同相轴较为断续，呈扁平透镜状相互叠置（图8），浅海泥岩及海侵泥岩对构造目标侧向及顶部形成良好的封盖。

图5 白云凹陷恩平组B-6潜在圈闭地震剖面特征Fig.5 Seismic section features of B-6 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

图6 白云凹陷恩平组A-9潜在圈闭地震剖面特征Fig.6 Seismic section features of A-9 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

图7 白云凹陷恩平组B-5潜在圈闭地震剖面特征Fig.7 Seismic section features of B-5 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

图8 白云凹陷恩平组B-2潜在圈闭地震剖面特征Fig.8 Seismic section features of B-2 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

2.2.3 低位扇

低位扇是白云凹陷恩平组最具勘探潜力的岩性圈闭类型之一。一方面，由于低位扇往往形成于三级层序的低位体系域，易于形成“泥包砂”的沉积特征，具有良好的储盖组合条件；另一方面，低位扇砂体往往会与烃源岩直接接触，易于形成自生自储型油气藏，而中国陆上岩性圈闭勘探实践也证实了低位扇具有极大的油气勘探潜力。以A-6目标为例，该目标发育在恩平组上段第2期三角洲底部，位于三级层序不整合界面之上，为三级层序低位期的一套低位扇沉积；地震剖面上，该目标具有典型的低频强振幅反射特征，向北西方向尖灭在高角度的沉积坡折带之下，其余方向与浅海泥岩过渡尖灭（图9），浅海泥岩对该目标构成良好的侧向封堵，而海侵过程中发育的海侵泥岩则构成了该目标良好的盖层。另外，A-6目标与恩平组浅海相泥岩（白云凹陷主力烃源岩）直接接触，成藏条件优越。总之，低位扇往往具有良好的储盖组合、烃源条件与运聚条件，是非常有利的岩性圈闭目标。

2.2.4 三角洲前缘前积楔形砂岩体

三角洲前缘水下分流河道及河口坝与细粒沉积物相伴生，具备封堵条件而形成岩性圈闭，特别是河口坝砂岩体因岩相变化更容易形成岩性圈闭。剖面上，河口坝砂体往往形成向海方向相变、向陆地方向减薄尖灭的“楔形”特征，并且该类砂岩体直接与前三角洲或浅海相泥质烃源岩接触，具备良好的烃源条件与油气运聚成藏条件。白云凹陷恩平组沉积晚期，随着大规模三角洲的发育，形成了广阔分布的三角洲前缘亚相（图3），有利于三角洲前缘前积楔形砂岩体的发育。以A-8目标为例，该目标发育在恩平组上段三角洲前缘亚相，地震剖面上向陆方向砂岩体尖灭，向海方向地层减薄，呈现出明显的“楔形”外观（图10），砂岩体上倾方向的水下分流间湾泥岩与海侵泥岩则形成良好的封盖。因此，对三角洲前缘楔形砂岩体而言，上倾方向泥岩的封盖能力是决定其圈闭有效性的关键。

图9 白云凹陷恩平组A-6潜在圈闭地震剖面特征Fig.9 Seismic section features of A-6 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

图10 白云凹陷恩平组A-8潜在圈闭地震剖面特征Fig.10 Seismic section features of A-8 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

2.2.5 三角洲前缘上倾尖灭砂岩体

从沉积成因上看，三角洲前缘上倾尖灭砂岩体与正常的三角洲前缘楔形砂岩体的形成机理相同，即向海方向由三角洲前缘砂泥互层向前三角洲至浅海相泥岩相转变。不同的是，三角洲前缘上倾尖灭砂岩体是在正常三角洲前缘沉积之后受构造抬升或岩浆底辟作用影响，使原来的下倾方向抬升而形成高点，构成现今的砂岩体上倾尖灭，砂岩体上倾方向原始沉积的前三角洲至浅海相泥岩对砂岩构成封堵。这种岩性圈闭主要发育在恩平组上段，并与局部的岩浆底辟上拱有密切关联。以A-4目标为例，该目标发育在恩平组上段三角洲前缘亚相，沉积体受后期岩浆底辟上拱的影响，原始沉积地层产状发生反转，下倾砂岩体变为上倾（图11），相变端被前三角洲相、浅海相泥岩封堵。与正常三角洲前缘楔形砂岩体相似，该类型岩性圈闭的烃源、油气运聚条件均良好，并且圈闭封堵有效性更好。就白云凹陷而言，恩平组三角洲前缘亚相覆盖的后期岩浆底辟上拱区是该类型圈闭发育的有利区带。

图11 白云凹陷恩平组A-4潜在圈闭地震剖面特征Fig.11 Seismic section features of A-4 potential trap in Enping Formation of Baiyun sag

3 恩平组岩性地层圈闭成藏条件与勘探潜力

3.1 成藏条件

3.1.1 自生条件

白云凹陷发育文昌组湖相、恩平组海陆过渡相和珠海组浅海相等3套烃源岩，恩平组海陆过渡相煤系地层是主力烃源岩［17］。白云凹陷地温梯度、热流值高［18］，源热共控分析认为属于“源（烃源岩）足、热（热流值高）足”型凹陷，资源量可观，主凹槽以生气为主，其他部位以生油为主，勘探潜力巨大。

3.1.2 自储条件

白云凹陷恩平组储集体埋藏深度较深，一般在4 000～5 000 m。但是，白云凹陷具有特殊的地质条件，使得中深层储层可能保存良好的孔隙度。

白云凹陷烃源岩排烃史模拟表明，文昌组烃源岩在珠海组沉积的早—中期达到了生烃高峰；而恩平组烃源岩则在珠海组沉积晚期开始大规模的排烃［19］，该时期白云凹陷内恩平组的埋藏深度不足2 000 m，原始孔隙空间仍然发育，文昌组、恩平组生成的油气发生早期充注，对孔隙空间起到了支撑作用，在一定程度上降低了压实效应；更重要的是，恩平组烃源岩从珠海组沉积晚期开始一直处于大面积生烃排酸阶段，形成了酸性的成岩环境，抑制了深埋藏条件下碳酸盐胶结作用的发生，也对早期形成的碳酸盐胶结物以及不稳定的矿物产生溶蚀，增加了溶蚀孔隙，从而提高了孔隙度。白云凹陷北坡有探井钻遇深层恩平组，储层有发育与这种酸性条件下的埋藏溶蚀作用有关的次生孔隙带，储层中普遍发育长石及凝灰岩岩屑溶蚀形成的次生孔隙，并且溶蚀孔隙中的粒间溶孔与粒内溶孔之和可以占到整个孔隙空间的85%以上，形成由残留粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔构成主体孔隙组合的优质储层。

大量研究表明，异常压力是深层油气藏储层孔隙发育的关键因素之一。一方面，异常压力对颗粒的机械压实作用起到了支撑减缓作用，有效降低了储层的压实程度；另一方面，异常压力对储层的胶结作用，特别是硅质胶结具有明显的抑制作用。研究发现，白云凹陷恩平组普遍存在超压，目标储层附近的压力系数在1.55～1.65之间，而恩平凹陷深层储层埋深在4 600 m左右、压力系数在1.4左右时，其储层孔隙度还能保持在8%左右。因此，白云凹陷异常压力对目标储层物性条件的改善同样具有积极意义。

3.1.3 自封条件

沉积条件决定了白云凹陷恩平组的岩性体普遍具备自封条件，低位扇和三角洲前缘上倾尖灭砂岩体为其典型代表。A-6目标为典型的低位扇（图9），低位扇之上发育一套稳定分布连续中强振幅的反射界面（对应于该沉积层序的最大海泛面），该界面之下为一套连续中等振幅的地震反射，对应一套海侵泥岩沉积，构成该目标的区域性盖层，形成自封型岩性体。A-4目标为三角洲前缘上倾尖灭砂岩体（图11），砂体向构造高部位减薄尖灭；根据三角洲沉积相展布特点，该岩性体的上倾端发育前三角洲相和浅海相泥岩，构成了岩性体顶部的封盖条件，而岩性体的底部为前一期三角洲的前三角洲相与浅海相泥岩，构成了岩性体的底板，因此，顶、底板泥岩的发育保证了该岩性体优越的自封条件。

图12 白云凹陷低位扇成藏模式图Fig.12 Accumulation model of lower-stand fan in Baiyun sag

总之，白云凹陷恩平组沉积特征决定了目标砂体与烃源岩直接接触，烃源岩生成的油气不需要长距离运移便可在岩性圈闭中近距离运聚成藏（图12），保证了油气从生、排烃到汇聚成藏的高效性。同时，局部盖层与区域性盖层双重封堵条件、优良的储盖层匹配条件以及油气近距离运聚成藏的便利条件，使得该地区恩平组岩性地层圈闭成藏条件十分优越。

3.2 勘探潜力

目前，自生自储自盖型油气藏已成为我国最重要的勘探目标，且已取得重大进展，准噶尔盆地石炭系火山岩储层发现克拉美丽大气田［20］，柴达木盆地在第四系发现一批大气田［21-22］，鄂尔多斯盆地在石炭系—二叠系发现万亿方大气田，四川盆地在三叠系发现大气田群［23］，松辽盆地在深层侏罗系发现大气田群［24-25］，东海盆地西湖凹陷在平湖组发现一系列气田［3，8］，这些都展示了自生自储自盖型油气藏具有巨大的勘探潜力。白云凹陷恩平组与这些成功地区有很多相似的特征，因此推测恩平组岩性地层圈闭勘探潜力巨大。

4 结论

1）白云凹陷未探明资源潜力巨大，目前仍处于储量大发现的阶段，中深层恩平组的岩性地层圈闭将是下一步勘探的重要领域。

2）白云凹陷恩平组沉积条件形成了适中的砂地比，有利于岩性地层圈闭的发育，目前共搜索到潜在大中型岩性地层圈闭20多个，包括地层超覆、近岸水下扇、滩坝、低位扇、三角洲前缘前积楔形砂岩体和上倾尖灭砂岩体等6种类型。恩平组岩性地层圈闭具备自生、自储、自封等条件，整体上成藏条件优越，预测是白云凹陷主力成藏组合，是深水区天然气勘探的主体方向。

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