珠江口盆地惠州25轉(zhuǎn)換帶文昌組五段早期低位體系域源—渠—匯耦合關(guān)系及勘探潛力探討

梁杰，劉杰，牛勝利，林秋金，朱君雪，劉徐敏

中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東深圳 518054

0 引言

源—匯系統(tǒng)最早起源于美國1988年開始醞釀的“洋陸邊緣計劃”（Margins Office，2003），1998年美國國家自然科學(xué)基金會（NSF）和聯(lián)合海洋學(xué)協(xié)會（JOI）提出了《洋陸邊緣科學(xué)計劃2004》(Margins Program Science Plans 2004)(Margins Office, 2003)，其中沉積學(xué)和地層學(xué)項目組制定了S2S——從源到匯復(fù)合體系科學(xué)計劃，開始在沉積學(xué)研究中引入源—匯分析的概念和思想[1￣4]。近二十年來，源—匯概念開始在大陸邊緣沉積作用研究中興起，被認為是沉積體系半定量分析的基礎(chǔ)[1]。2010年及以后的多次AAPG年會上，源—匯分析一直是研究熱點之一[1]，目前逐漸成為陸相湖盆沉積學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。

陸相盆地源—匯系統(tǒng)研究作為沉積學(xué)領(lǐng)域中的重大革新，不同類型盆地、不同時空尺度的源—匯系統(tǒng)研究均取得一定進展。李忠等[5￣6]研究塔里木盆地記錄“泛非”事件的碎屑鋯石揭示了構(gòu)造活動區(qū)古地貌、古地理及“源—匯”系統(tǒng)特征；徐長貴等[7￣9]在渤海灣盆地的“源—匯”系統(tǒng)研究中，建立了不同的源—匯模式，初步形成“源—匯”系統(tǒng)量化表征和工業(yè)化應(yīng)用流程。有關(guān)珠江口盆地深水區(qū)陸架坡折深水扇“源—匯”系統(tǒng)的研究成果眾多[10￣14]，淺水區(qū)珠一坳陷“源—匯”系統(tǒng)的研究僅有少量文獻涉及，且側(cè)重于區(qū)帶級的源—匯系統(tǒng)分類[15￣16]，而針對單構(gòu)造的源—匯耦合關(guān)系研究相對較少。

惠州26洼是珠江口盆地古近系油氣勘探重要區(qū)域[17￣19]，長期以來，惠州26洼中深層古近系的勘探發(fā)現(xiàn)主要集中在古近系文昌組受不同類型轉(zhuǎn)換帶控制的湖相辮狀河三角洲砂巖儲層[20￣21]，勘探模式相對單一。隨著大型轉(zhuǎn)換型構(gòu)造圈閉先后鉆探完畢，利用源—匯理論尋找隱蔽砂體是該區(qū)中深層新一輪勘探的重點方向。本文以惠州26洼惠州25轉(zhuǎn)換帶為例，結(jié)合鉆井和地震資料，綜合層序地層學(xué)、古地貌重建、地震相精細刻畫等分析方法重建文昌組五段沉積早期低位體系域源—渠—匯耦合關(guān)系并建立沉積模式，以期為該區(qū)油氣勘探提供部署建議。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

惠州26洼屬于珠江口盆地次級構(gòu)造單元，位于珠一坳陷的中部，是珠江口盆地最富烴的洼陷之一[17￣18]（圖1）。惠州25轉(zhuǎn)換帶位于珠江口盆地惠州26洼西南部，主體由兩條NE向北傾同向鏟式斷裂，即西江30斷裂和惠州26斷裂聯(lián)合控制形成同向疊覆型轉(zhuǎn)換帶[20]，南部毗鄰東沙隆起，西側(cè)與西江30洼相接，研究面積近400 km2（圖1a，b）。

受惠州運動[22]影響，惠州凹陷文昌組沉積發(fā)生了由南向北的“異遷移”，即凹陷兩側(cè)同沉積控洼斷裂的差異活動，導(dǎo)致凹陷內(nèi)惠州26洼與其北部洼陷即西江24洼的三級層序發(fā)生側(cè)向遷移、斜列疊置[23],因此，惠州26洼僅發(fā)育下文昌組文六—文四段地層（圖2）。研究區(qū)惠州25轉(zhuǎn)換帶共有5口鉆探井，其分布位置如圖1b所示，5口井均揭示文六—文四段地層，而鉆遇儲層和油層主要分布在文六段（圖1c）。隨著勘探的深入，尋求文昌組其他層系隱蔽砂體是該區(qū)油氣勘探和重點部署方向。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置及綜合柱狀圖Fig.1 Tectonic location and comprehensive histogram of the study area

圖2 惠州25轉(zhuǎn)換帶層序地層格架Fig.2 Paleogene sequence stratigraphic framework in the Huizhou 25 transfer zone

2 文五段層序地層格架

根據(jù)Vail的經(jīng)典層序地層學(xué)理論[24],依據(jù)層序地層劃分原則，利用地震、巖性、巖相、測井、古生物等識別標志，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，對文五段進行層序界面識別，結(jié)果表明：文五段底界面T85具三級層序底界面屬性（WCSB2），文五段頂界面T84具三級層序頂界面（WCSB3）和最大湖泛面（MFS）雙重屬性，其內(nèi)部可進一步識別出一個初始湖泛面T84-FFS（圖2）。

WCSB2識別標志：1）地震反射波終止面。WCSB2為一區(qū)域不整合面，對應(yīng)于地震反射界面T85，側(cè)向延伸穩(wěn)定（圖3b），與上覆地層呈明顯的超覆不整合接觸關(guān)系。2）鉆井資料證實巖相突變，其下伏地層為辮狀河三角洲砂巖沉積，上覆地層以泥巖沉積為主（圖1c）。3）巖電突變面，鉆測井曲線上表現(xiàn)為文六段高幅度箱狀砂巖突變到文五段低幅微齒泥巖（圖1c）。

初始湖泛面識別標志：初始湖泛面與WCSB2之間地層暫無井鉆遇，但從地震反射波阻抗差異可以進行識別。初始湖泛面對應(yīng)于地震反射界面T84-FFS，與WCSB2界面呈現(xiàn)上超接觸關(guān)系，反應(yīng)T84-FFS界面為一沉積轉(zhuǎn)換面，該界面與WCSB2之間地層可見明顯楔形前積特征，且前積體向物源方向呈退積特征，表明文五段沉積早期湖水水位具有緩慢上升特征（圖3b）。

WCSB3識別標志：1）地震反射波終止面。WCSB3為一區(qū)域不整合面，對應(yīng)于地震反射界面T84，側(cè)向延伸穩(wěn)定（圖3b），與上覆地層呈明顯的超覆不整合接觸關(guān)系。2）H-5井古生物資料（圖1c）顯示W(wǎng)CSB3界面上下浮游藻類含量具有由高到低的變化特征，反應(yīng)WCSB3之下地層沉積環(huán)境為中深湖相，而WCSB3之上地層沉積環(huán)境為淺湖相，即WCSB3具最大湖泛面（MFS）雙重屬性。

根據(jù)上述層序界面特征，確定惠州25轉(zhuǎn)換帶文五段具三級層序?qū)傩蕴卣鳎罁?jù)初始湖泛面和最大湖泛面特征，進一步劃分出低位體系域和湖侵體系域，地震相、鉆井相互標定，建立了研究區(qū)文五段等時地層格架（圖2）。

3 文五段早期低位體系域源—渠—匯分析

3.1 文五段早期兩級坡折地貌特征

在建立等時地層格架基礎(chǔ)上，綜合考慮研究區(qū)文五段地層發(fā)育特征，利用殘余地層厚度發(fā)育，恢復(fù)了研究區(qū)文五段沉積早期古地貌（圖3a）。地層厚度由大到小反映了古地貌由低變高，即地層越厚，古地貌越低；地層越薄，古地貌越高[25]。

文五段早期，研究區(qū)具四周高、中間低地貌特征，根據(jù)沉積差異可分為緩坡區(qū)和陡坡區(qū)，緩坡區(qū)是本次研究重點，以低位體系域發(fā)育為主，陡坡區(qū)受惠州26主控斷裂影響，以發(fā)育扇三角洲沉積為主（圖3b）。平面上（圖3a），緩坡區(qū)具兩級坡折古地貌格局，兩級坡折帶均具沉積坡折屬性，其中一級坡折帶是惠西低凸起花崗巖基巖[24]與惠州25轉(zhuǎn)換帶洼內(nèi)文六段碎屑巖[20]沉積分界線，二級坡折帶為文六段碎屑巖沉積與文五段早期沉積分界線，二級坡折之下可識別出惠州5-4、惠州5-7A、惠州5-7B三個沉積中心；剖面上（圖3b），二級坡折之下可見明顯低位域前積楔形體，二級坡折之上缺失文五段早期沉積地層。綜合地貌特征即沉積地層厚度由洼陷中心向二級坡折、一級坡折具明顯減薄趨勢，可以判斷研究區(qū)文五段早期沉積中心分布在二級坡折之下，且具多物源多沉積中心發(fā)育特征。

圖3 惠州25轉(zhuǎn)換帶文五段早期古地貌圖和兩級坡折帶特征Fig.3 Map of early paleogeomorphology and two￣stage slope break characteristics of the 5th member of the Wenchang Formation in Huihzou 25 transfer zone

3.2 文五段早期物源特征

西高東低及兩級坡折地貌為低位體系域砂體的發(fā)育創(chuàng)造了條件。根據(jù)盆—山耦合關(guān)系，垂直二級坡折帶延伸方向，溝谷規(guī)模越大相對應(yīng)的物源供給規(guī)模也越大，其可將“源”—“渠”—“匯”3要素有機整合。在不同物源體系中，準平原化地貌（古隆起、古凸起）展布特征及溝槽間配置關(guān)系可指示物源方向[26￣28]。

結(jié)合古地貌、文六段沉積相圖（據(jù)葛家旺等[20]修改）疊加文五段早期兩級坡折和溝谷位置圖（圖4）及過兩級坡折帶延伸方向典型地震剖面（圖3b）分析，研究區(qū)文五段低位體系域沉積物源多樣（圖4），既有一級及二級坡折帶間的文六段碎屑巖沉積，也有一級坡折之上惠西低凸起西段花崗巖母巖。

圖4 惠州25轉(zhuǎn)換帶文六段沉積相圖（據(jù)葛家旺等[20]修改）疊加文五段早期兩級坡折和溝谷位置圖Fig.4 Sedimentary facies map of the 6th member of the Wenchang Formation in Huizhou 25 transfer zone (modified from Ge et al.[20]) superimposed on location map of two￣stage slope break and cleuch in the 5th member of the Wenchang Formation

3.3 文五段早期溝谷特征

在確定物源區(qū)基礎(chǔ)上，依據(jù)物源區(qū)等值線高低（圖3a）可識別出負向構(gòu)造單元的溝谷體系。根據(jù)一級坡折之上惠西低凸起地貌高點及坡向變化，點出最高點的連線作為分水嶺（黑色虛線），降水在重力作用下沿著分水嶺兩側(cè)沖刷搬運；確定好分水嶺方案后，沿著垂直分水嶺方向發(fā)育一系列脊線（藍色虛線）與槽線（溝谷，藍色實線），槽線是重要的一級匯水體系。根據(jù)一級與二級坡折帶之間碎屑巖沉積區(qū)高點及坡向變化，點出最高點的連線作為分水嶺（藍色虛線），在分水嶺之間識別出槽線（溝谷，藍色實線）。根據(jù)統(tǒng)計，研究區(qū)可識別出1、2、3號溝谷（圖3a、圖5）：2、3號溝谷均位于一級坡折與二級坡折之間，主要受控于古地貌。

本次研究考慮盆—山耦合關(guān)系，分溝谷形態(tài)、供源面積、延伸距離、寬度、落差對二級坡折帶殘留的1~3號溝谷規(guī)模進行統(tǒng)計（圖5，6）；1號溝谷位于惠州25轉(zhuǎn)換帶最南端，地勢最高，以“W”型溝谷為主，供源面積28.9 km2，長距離延伸，落差達130 m，平均寬度達1 390 m；2號溝谷剖面形態(tài)呈“U”型，供源面積16.7 km2，中長距離延伸，溝槽差異沉降量為102 m，平均寬度1 580 m；3號溝谷剖面形態(tài)呈“U”型，供源面積23.7 km2，延伸距離短于2號溝谷，但溝谷沉降量和平均寬度大于2號溝谷，分別為136 m、2 720 m。

圖5 惠州25轉(zhuǎn)換帶文五段沉積早期溝谷特征（剖面位置見圖3a）Fig.5 Characteristics of early sedimentary gullies in the 5th member of Wenchang Formation of Huizhou 25 transfer zone

綜合對比供源面積、落差、溝谷平均寬度數(shù)據(jù)判斷供源參數(shù)，1號、3號、2號有差異：1號溝谷具供源面積大、落差大、平均寬度小的特征，屬于高能W型谷，輸砂能力強；3號溝谷具供源面積較大、落差大、平均寬度大的特征，屬于平底谷，沉積物供給強度大，輸砂能力強；而2號溝谷具供源面積小、落差小、平均寬度適中的特征，屬于平底谷，相對于1號和3號溝谷，具沉積物供給強度小和輸砂能力弱的特征（圖6）。

圖6 惠州25轉(zhuǎn)換帶文五段沉積早期溝谷參數(shù)特征Fig.6 Parameters of early sedimentary gullies in the 5th member of Wenchang Formation of Huizhou 25 transfer zone

3.4 低位體系域源—渠—匯耦合關(guān)系及沉積模式

根據(jù)上述分析，綜合影響低位體系域發(fā)育的地貌背景、地震相、空間分布特征，將研究區(qū)低位體系域劃分為惠州5-4沉積區(qū)和惠州5-7A沉積區(qū)、惠州5-7B沉積區(qū)，并通過統(tǒng)計二級坡折帶之上地貌特征、分水嶺特征、溝谷特征、母巖性質(zhì)及二級坡折帶之下低位楔形前積體順物源方向的延伸長度、垂直物源方向的展布寬度和最大沉積區(qū)低位體系域發(fā)育規(guī)模、源—渠—匯耦合關(guān)系和沉積模式進行預(yù)測：1）惠州5-4沉積區(qū)低位楔形前積地震反射特征典型（圖7a），低位楔形前積體走向延伸距離4.8 km，最大寬度4.25 km，最大厚度575 m，規(guī)模最大（圖8），推測其源—渠—匯耦合關(guān)系及沉積模式為：以二級坡折帶下伏文六段高結(jié)構(gòu)和成分成熟度的灘壩相砂體和辮狀河三角洲前緣亞相砂體為物源通過3號溝谷搬運入湖卸載沉積，形成辮狀河三角洲前緣沉積（圖9）；2）從溝谷溯源看，惠州5-7A區(qū)物源方向并沒有見到明顯溝谷，但該區(qū)依然見到明顯低位楔形前積地震反射特征（圖7b），低位楔形前積體走向延伸距離2.65 km，最大寬度2.79 km，最大厚度401 m，規(guī)模最小。結(jié)合古地貌、物源及地震相推測惠州5-7A區(qū)源—渠—匯耦合關(guān)系及沉積模式為：以二級坡折帶下伏文六段高結(jié)構(gòu)和成分成熟度的辮狀河三角洲前緣亞相砂體為母巖，經(jīng)重力作用入湖卸載形成辮狀河三角洲前緣沉積（圖9）；3）惠州5-7B區(qū)低位體系域具雙向下超低位楔形前積地震反射特征（圖7c），低位楔形前積體走向延伸距離2.3 km，最大寬度5.5 km，最大厚度580 m，規(guī)模僅次于惠州5-4區(qū)（圖8），推測其源—渠—匯耦合關(guān)系及沉積模式為：以二級坡折之上H-1/2/3/4井鉆遇的文六段辮狀河三角洲前緣亞相砂體、辮狀河三角洲平原亞相砂體及一級坡折之上惠西低凸起西段花崗巖為母巖分別通過2號、1號溝谷搬運入湖沉積，形成辮狀河三角洲前緣沉積，但相對于惠州5-7A區(qū)和惠州5-4區(qū)，其結(jié)構(gòu)和成分成熟度較低。

圖7 惠州25轉(zhuǎn)換帶文五段早期地震相特征（剖面位置見圖9）Fig.7 Characteristics of seismic facies, early sedimentary stage of the 5th member of Wenchang Formation,Huihzou 25 transfer zone

圖8 惠州25轉(zhuǎn)換帶文五段早期不同沉積區(qū)低位體系域沉積規(guī)模參數(shù)特征Fig.8 Parameters of lowstand system tract, early sedimentary stage of the 5th member of Wenchang Formation,Huizhou 25 transfer zone

圖9 惠州25轉(zhuǎn)換帶文五段早期低位體系域沉積模式圖Fig.9 Model of lowstand system tract at early sedimentary stage of 5th the member of Wenchang Formation,Huizhou 25 transfer zone

4 勘探潛力分析

研究區(qū)是珠江口盆地中深層古近系油氣勘探最早獲得商業(yè)突破區(qū)，截止目前，已發(fā)現(xiàn)的H5-4文昌組六段油藏和H5-7文昌組六段含油構(gòu)造[18￣20]，其中探井H-5井鉆遇H5-4油藏，探井H-1/2/3/4井鉆遇H5-7含油構(gòu)造，均見豐富油氣顯示，證實該區(qū)中深層古近系勘探潛力大。

惠州5-4沉積區(qū)低位體系域相對于惠州5-7A沉積區(qū)具有砂體規(guī)模最大，橫向延伸較長特征，且具備較好結(jié)構(gòu)和成分成熟度辮狀河三角洲前緣規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的先決條件。惠州5-4沉積區(qū)低位體系域砂巖儲層之下發(fā)育的文六段辮狀河三角洲外前緣—前三角洲泥巖埋深大于4 000 m，抗壓實能力弱，相對于惠州5-7區(qū)具有更好的底封能力；儲層之上為文五段中晚期湖侵泥巖且已被H-4井和H-5井鉆遇，厚度大于50 m，為一套區(qū)域性蓋層。即垂向上，底封層、頂封層與惠州5-4沉積區(qū)低位體系域砂體構(gòu)成良好的儲蓋組合。

從油氣運聚成藏角度分析，惠州5-4區(qū)低位體系域砂體處于湖盆中心生成的油氣向惠州5-7區(qū)側(cè)向倉儲式運移聚集成藏的必經(jīng)之路[20]，因此，惠州5-4區(qū)相對于惠州5-7區(qū)具有更好的油源條件。綜上，惠州5-4區(qū)低位體系域砂體相對惠州5-7區(qū)具有儲層優(yōu)、封蓋條件好、旁生側(cè)儲、近源成藏優(yōu)勢，為下一步隱蔽油藏有利勘探目標。

5 結(jié)論

（1） 惠州25轉(zhuǎn)換帶文五段具有三級層序格架特征，依據(jù)初始湖泛面和最大湖泛面特征，將文五段進一步劃分出低位體系域和湖侵體系域。

（2） 綜合定量表征文五段早期低位體系域的源—渠—匯耦合關(guān)系，將低位體系域劃分為惠州5-4沉積區(qū)、惠州5-7A沉積區(qū)和惠州5-7B沉積區(qū)：惠州5-4沉積區(qū)和惠州5-7A沉積區(qū)低位體系域具有盆內(nèi)文六段灘壩相、辮狀河三角洲前緣亞相砂體等高成分和結(jié)構(gòu)成熟度母巖經(jīng)溝谷搬運入湖規(guī)模沉積的源—渠—匯特征；惠州5-7B沉積區(qū)低位體系域具有盆內(nèi)文六段辮狀河三角洲平原、前緣亞相砂體和盆外惠西低凸起花崗巖混合母巖經(jīng)溝谷搬運入湖規(guī)模沉積的源—渠—匯特征，其砂體成分和結(jié)構(gòu)成熟度低于惠州5-4和惠州5-7A區(qū)。

（3） 惠州5-4區(qū)低位體系域砂體具有規(guī)模大、儲層優(yōu)、封蓋條件優(yōu)的特征，且相對于惠州5-7區(qū)低位體系域砂體具有旁生側(cè)儲、近源成藏優(yōu)勢，為下一步隱蔽油藏有利勘探目標。

致謝 感謝審稿人及編輯對論文提出的寶貴意見。