惠陸低凸起東側早文昌期源匯系統分析與勘探實踐

摘要：惠陸低凸起東側為陸豐南富生烴洼陷，為厘清該低凸起東側物源面貌及沉積儲層分布規律，綜合利用鉆井和三維地震資料，恢復了古物源區面貌，描述了源匯體系要素，預測了富砂沉積體平面分布，并探討了砂體差異富集的控制因素。結果表明：惠陸低凸起發育完整的受古地貌控制的源匯系統，研究區古近紀下文昌組進一步可劃分為A—H共8個凸起群單元，在古地貌恢復的基礎之上，8個凸起群單元共劃分出17個由獨立流域和對應沉積區組成的源匯系統。惠陸低凸起東側發育流域1—6組成的6個獨立的源匯系統，其中流域2、4和6剝蝕范圍大，基底受剝蝕能力強，水系發育數量多且相對匯聚，是主要的優勢物源供給區。2號流域（陸豐13東洼緩坡中部）大的剝蝕面積、花崗巖和噴出巖母巖為大型辮狀河三角洲及優勢儲層發育提供了物質基礎，多個水系和平面上的優勢匯聚為優質的水下分流河道砂巖儲層提供了良好的發育條件。

關鍵詞：惠陸低凸起；陸豐凹陷；源匯體系；早文昌期；勘探實踐

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220340

中圖分類號：P618.13

0引言

陸相斷陷湖盆裂陷期構造活動強，地層剝蝕強烈，沉降差異大，儲層表現為埋深大、多物源、非均質性強的特征，是油氣勘探中尋找有利目標的重點和難點，而富烴洼陷裂陷層勘探成功的關鍵就是尋找到優質儲層2]。斷陷期多個物源區風化剝蝕產生的碎屑物質經過一系列的輸砂通道搬運后，在特定的時間和特定的空間沉積下來，就構成了一個完整的源匯時空耦合控砂系統4]。源匯系統是近年來發展起來的，用以理解物質來源、搬運、沉積和改造的新方法、新思路。陸相盆地源匯系統構建是指導有利儲層識別的重要手段和最新理念7]，同時可實現對物源區基巖組成、分布特征、搬運通道及其與匯區沉積砂體間的源匯系統的精細刻畫，其對于預測優質儲層有重要意義[18]。

珠江口盆地經過40余a的勘探，截至目前已探明原油地質儲量超過10億m3，天然氣地質儲量超過1 800億m3，已成為我國重要的油氣產區之一。該盆地裂陷早—中期古近系文昌組發育湖相優質烴源巖，奠定了在這一地區持續勘探突破的物質基礎。隨著勘探的不斷深入，古近系逐漸成為重要的勘探層系，但由于古近系總體埋深較大，儲層多表現為低孔低滲特征，商業性發現舉步維艱。如何在低孔低滲背景中尋找到相對高孔滲儲層的發育區帶，是古近系勘探成功的關鍵，通過精細刻畫源匯系統，有望幫助解決這一勘探難題。

本文以惠陸低凸起東側為例，利用最新的三維高精度地震資料及鉆井資料，在剝蝕古地貌恢復的基礎上建立不同區帶的源匯系統，結合凸起區基巖巖性組成、古地貌及水系分布、匯區內地震沉積學精細刻畫分析等，旨在揭示低凸起到洼陷區的古近系文昌組沉積體系時空分布特征，探討源匯系統耦合關系，預測有利儲層發育區帶，進而指導發現了南海東部海域古近系首個商業性油田。

1區域地質概況

珠江口盆地位于南海北部陸緣，處于歐亞板塊、太平洋板塊和印度洋板塊的交會處，是中國南海最大的新生代沉積盆地22]，盆地面積約為26.7×104 km2。受控于NE和NW向兩組斷裂的控制，盆地自北西向南東依次被分為北部隆起帶、北部坳陷帶、中央隆起帶、南部坳陷帶和南部隆起帶5個次級構造單元（圖1a）[24]。

惠陸低凸起位于珠江口盆地的東北部，東側與陸豐凹陷相接，西側與惠州凹陷相鄰，南部和北部分別被中央隆起帶和北部隆起帶所限，面積約3 400 km2。受控于先期NENEE和EWNWW向斷裂26]，惠陸低凸起又被細分為惠陸南和惠陸北兩個次級構造單元。惠陸南呈條帶狀與中央隆起帶相連，斷裂呈NWW向展布；惠陸北呈三角狀與北部隆起帶相連，斷裂主要為近NW向展布。基于斷裂活動性和地貌差異，惠陸南又進一步劃分為兩個次一級構造沉積單元，分別為惠陸東和惠陸西，相較于惠陸西，惠陸東地貌高差大，斷裂活動性強，地層發育厚度大，是源匯體系研究和有利目標勘探的重點區域（圖1b）。

惠陸低凸起及周緣盆地古近紀主要經歷了三期大的構造運動，分別是珠瓊運動一幕、珠瓊運動二幕和南海運動30]，其中南海運動標志著研究區斷陷期到坳陷期的轉換。受三期構造幕的影響，研究區古近紀主要發育神狐組、文昌組、恩平組和珠海組，地震上各地層頂底分別對應于Tg、T90、T80、T70和T60界面（圖1c）。前人研究已經證實，下文昌組主要發育辮狀河三角洲和扇三角洲沉積相，是勘探和開發的重點目的層段之一。

2惠陸低凸起東側早文昌期源匯系統

2.1惠陸低凸起源匯系統構建

古地貌研究是源匯系統分析的基礎，惠陸低凸起下文昌組殘余地貌是早文昌期沉積古地貌在地質歷史時期中經過構造變形、差異壓實、沉積充填以及風化剝蝕等作用綜合的結果（圖2），不能完全準確展示沉積時期古地貌的整體面貌和源匯配置關系35]，對古物源方向、古水流體系、沉積體系類型和沉積地貌格局的判斷與刻畫產生了一定的干擾。基于古地貌分析，結合沉積體系和沉積相分布及區域演化規律，可建立研究區不同構造沉積單元的源匯體系41]。研究區下文昌組沉積時期，惠陸低凸起剝蝕區提供物源（圖2a），在洼陷內沉積下文昌組；而沉積后期，先前沉積的部分下文昌組由于構造作用受到剝蝕（圖2b），產生差異沉降（圖2e）。因此，基于差異剝蝕和差異沉降恢復下的古地貌進行源匯系統的建立，是反映古近紀下文昌組沉積時期的物源和沉積體系配置關系的必要手段，也是源匯體系建立的基礎。

a. 早文昌末期；b. 文昌末期；c. 早恩平末期；d.恩平末期；e.現今；f.地震剖面解釋圖。

2.1.1殘余地貌剝蝕和沉積區界定

戴維斯曾經將地貌的演變劃分為3個階段，即幼年期、壯年期和老年期。大陸邊緣或盆地邊緣等由于構造活動強烈變化，其各個階段地貌演化復雜；相比較而言，盆內物源區巖性均一、構造穩定，整個地貌從開始轉變到衰亡的過程相對穩定。因此，基于殘余地貌的分水線和脊線對剝蝕區相對獨立的物源體系進行劃分，可明確不同剝蝕區所對應的沉積區和沉積方向。

在惠陸低凸起下文昌組沉積前殘余地貌（Tg）拾取的基礎上，對研究區剝蝕區和沉積區進行判別（圖3）。受控于不同斷裂體系和古地貌組合影響，惠陸低凸起由不同的凸起群所組成，凸起群之間由相對低洼的剝蝕邊界所限定。每個凸起群作為獨立剝蝕區域具有獨立的分水線和脊線，分水線為凸起群內構造最高點，對應于獨立的沉積洼陷，脊線為凸起群內次一級的構造高點，對應于洼陷內獨立的沉積體，由此，剝蝕區被進一步劃分為A—H 8個凸起群單元。其中凸起群A—F位于惠陸南，凸起群G—H位于惠陸北。惠陸南凸起群A、B、C、D、F分水線分隔陸豐凹陷和惠州凹陷，東北側對應于陸豐凹陷，其中凸起群A、B、C整體對應于陸豐13東洼，凸起群D、E、F對應于陸豐13西洼，凸起群A、B、C、D、F分水線西南側對應于惠州凹陷。惠陸北G凸起群以南對應于陸豐13西洼、以北對應于陸豐7洼和惠州10洼；H凸起群以南則對應于惠州10洼，以北對應于惠州5洼。在此基礎之上，對凸起群和所對應的沉積區進行識別，以建立殘余地貌控制下的凸起群和沉積區空間展布格局。

2.1.2差異沉降校正

在明確凸起群和沉積區空間分布格局的基礎上，對研究區地層發育特征和階段進行判定。研究區文昌期和恩平期處于陸相湖盆沉積時期，地貌具有明顯的起伏和差異。而T70界面時間對應南海運動的起始時間，代表由陸相湖盆沉積向海相沉積的轉換；同時T70界面之上斷裂活動數量及速率皆不顯著，通過地震判別和平衡剖面恢復，認定恩平組頂面T70為一個典型的準平原化界面。基于此，選取T70界面作為基準面，通過基準面層拉平法對下伏關鍵時期殘余地貌進行平衡恢復，以便能很好地對沉積后的差異沉降量進行校正。在殘余地貌基礎之上，對T70界面進行回剝處理，以較好地呈現差異沉降校正后的地貌發育樣式（圖4）。差異沉降校正之后的分水線在平面上和殘余地貌具有一一對應關系，即在下文昌組沉積時期分水線和脊線在平面上是處于相對穩定的狀態。

2.1.3差異剝蝕恢復

在恢復差異沉降的基礎之上，通過早期在地震上對陸豐西地區剝蝕區和沉積區不整合類別進行識別以及對不同類型不整合范圍進行標定，明確了下文昌組沉積前和沉積后時期區域內存在的剝蝕區（持續剝蝕的區域——典型削截面）、超剝區（早期接受沉積，晚期接受剝蝕超覆和剝蝕現象同時存在）及沉積區（只接受沉積的區域——典型超覆面）的平面分布范圍。剝蝕區作為穩定的物源供給區，在下文昌組沉積時期持續提供物源，不接受沉積；超剝區最典型的特征是早期接受沉積，地層底界具有典型的超覆現象，晚期沉積地層接受剝蝕，殘余地層頂界具有典型的剝蝕現象，地層超覆和剝蝕同時存在；沉積區則是在整個沉積時期只接受沉積，無明顯剝蝕現象，地層頂底界面都是以典型的超覆不整合出現（圖5）。

對惠陸低凸起剝蝕區恢復的重點在于對剝蝕總量的恢復，針對研究區不同的不整合及它們組合分布的區域，殘余古地貌凸起群和與之對應的沉積區進行劃分表明，每一個沉積區都有明確的凸起群和剝蝕范圍與之相對應。同時，基于對應沉積區的前積角和前積范圍，利用體積反演的原理，基于分水線和凸起群邊界，可將剝蝕區沉積物總量反向還原于對應的剝蝕區。研究區剝蝕區恢復的第一步是對沉積體總量的恢復。先基于高精度三維地震資料，利用文昌組頂底界面坡角延伸法對研究區沉積總量進行恢復，在此基礎之上恢復殘余地層總量和下文昌組剝蝕總量，即可得出剝蝕區在下文昌組沉積時期的剝蝕總量（圖6）。再結合超剝區的分布，對研究區上文昌組沉積地層剝蝕量進行恢復，利用剝蝕區邊界和分水線明確各個洼陷對應的不同凸起群剝蝕范圍和剝蝕邊界，基于基地地層趨勢延伸法進行沉積體積反演和校正，可明確研究區不同凸起群的剝蝕厚度（圖7）。

2.1.4研究區源匯系統

在經過構造沉積單元劃分、沉積區差異沉降校正及剝蝕區剝蝕量恢復的基礎上，對研究區古地貌進行整合和校正，最終完成古地貌恢復以及構造沉積單元的劃分（圖8）和研究區不同區帶的源匯系統構建（圖9）。

恢復后的古地貌表明，惠陸南凸起群高差整體大于惠陸北，惠陸南凸起群B、C和F高差最大約為2 350 m，而惠陸南G凸起群最大高差約為2 100 m。在恢復不同凸起群基礎之上，對凸起群、水系和沉積區進行劃分，在研究區共識別出17套獨立源匯系統（圖9）。其中，流域1對應于陸豐15洼，流域2、3和4對應于陸豐13東洼，流域5、6、7、8對應于陸豐13西洼，流域9對應于陸豐7洼和惠州11洼，流域10、12和13對應于惠州10洼，流域11對應于惠州5洼，流域14、15、16和17對應于惠州凹陷（表1）。

基于古地貌分析，結合研究區沉積體系和沉積相分布，建立研究區不同構造沉積單元的源匯體系。研究區惠陸南和惠陸北呈現出不一樣的源匯體系配置關系。惠陸南東支（惠陸東）水系發育規模大（流域1—7及其對應沉積區陸豐15洼、陸豐13東洼和陸豐13西洼緩坡），具有明顯的水系匯聚入口，是源匯系統要素解剖的重要部位；惠陸南西支（惠陸西）水系發育規模小（流域14—17及其對應沉積區惠州凹陷），水系近平行向惠州凹陷延伸，剝蝕程度低；而惠陸北（流域8—13及其對應沉積區陸豐13西洼陡坡、陸豐7洼、惠州11洼、惠州10洼、惠州5洼）為典型的發散型源匯體系，無明顯水系匯聚入口，源區高差小，沉積體主要以近源短距離搬運為主。

2.2惠陸低凸起東側早文昌期源匯系統要素

在惠陸低凸起東側源匯系統建立的基礎之上，針對各流域和沉積區對應的源匯系統進行對比分析。惠陸低凸起東側整體上以花崗巖基底為主，抗剝蝕能力強，同時伴隨著發育部分抗剝蝕能力較弱的噴出巖和沉積巖。研究區各流域剝蝕面積、基巖抗風化能力和物源通道空間分布存在顯著差異。2號流域（陸豐13東洼緩坡中部）剝蝕面積最大，主要以花崗巖和噴出巖為主，水系數目最多，發育4個主要水系。4號流域（陸豐13東洼西側軸向）和6號流域（陸豐13西洼緩坡中部）剝蝕面積次之，主要發育大規模的噴出巖和沉積巖，花崗巖占比相對較低，發育3個主要水系。1號流域（陸豐15洼緩坡）、3號流域（陸豐13東洼緩坡西部）、5號流域（陸豐13西洼緩坡東部）剝蝕面積相對較小。其中1號流域基底主要以花崗巖為主，只發育1個水系。

3號流域和5號流域基底以花崗巖為主，發育部分噴出巖，發育兩個水系（圖9，表1）。

不同流域對應的水系平面組合也存在顯著差異，2號流域、4號流域和6號流域水系呈匯聚型展布，在沉積區具有明確的獨立出水口；而1號流域、3號流域和5號流域水系近平行和孤立發育，沒有明確的獨立出水口。基于水系發育數量和平面展布規律，2號流域水系更利于優勢沉積體的堆積，4號流域和6號流域次之，1號流域、3號流域和5號流域則較差。基于以上綜合分析，2號流域物源供給能力最強，4號流域和6號流域物源供給能力次之，而1號流域、3號流域和5號流域供給能力相對較差。

基于惠陸低凸起東側各源匯系統剝蝕區面積、基巖組成、水系發育數量和水系空間展布規律及各要素耦合關系，結合惠陸低凸起周圍鉆井巖性約束，預測了研究區富砂沉積體平面展布，不同流域單元存在顯著差異。研究區2號流域、4號流域和6號流域物源剝蝕面積大，基巖物源供給能力強，水系較發育，富砂沉積體在平面上呈大規模朵葉狀展布（圖10）；而1號流域、3號流域和5號流域剝蝕面積較小，基巖物源供給能力較弱，水系發育數量少，相對獨立發散，富砂沉積體在平面上分布范圍較小，在平面上更趨近于條帶狀。

3勘探實踐

惠陸低凸起東側2號流域基底主要由花崗巖和噴發巖構成。自始新世以來，該流域處于剝蝕狀態，是陸豐13洼初始裂陷期沉積物的主要物源區。平面上惠陸低凸起2號流域與陸豐13洼走向斜交，由于此時陸豐13洼南部具有大型的緩坡構造背景，碎屑物質經過河流的搬運作用，在匯水區發生堆積，沿洼陷形成了一套良好的大規模辮狀河三角洲沉積。2號流域源匯要素分析表明，該地區發育多條匯聚型水系，通過LF14A、LF14B等（位置見圖10）鉆井揭示，該地區水下分流河道砂巖是主要的儲層類型，為斜坡帶文五段主力油層形成良好的儲層提供了物質基礎。其辮狀河三角洲水下分流河道砂巖的巖性主要為含礫極粗粗砂巖和少量細砂巖（圖11a、b），砂巖厚度為0.5～32.2 m，厚度為1～7 m的砂巖體積分數占56.4%，大于7 m的占33.9%；儲層巖石類型以長石質石英砂巖和巖屑質石英砂巖為主，儲集空間主要為原生粒間孔，具有低孔隙度、中低滲透率的特點，砂巖孔隙度為10.0%～13.5%，平均為11.8%；滲透率以大于5×10-3μm2為主，儲集層物性好，含油性好，研究區探明儲量的90%蘊含在該類儲層中。巖性主要為偏粗的細礫巖、含礫（中）粗砂巖（圖11a、b）。文五段優質儲層主要發育在水動力能力強、雜基體積分數小、成熟度高的河道中部砂巖中。結合惠陸低凸起東側源匯系統要素分析，2號流域大范圍的剝蝕面積、花崗巖和噴出巖母巖為大型辮狀河三角洲沉積體及優勢儲層發育提供了物質基礎，多個水系和平面上的優勢匯聚為優質的水下分流河道砂巖儲層提供了良好的發育條件。

4號流域重點區為凸起區所限定的三角形局部洼地，其基底為沉積巖和火成巖，該區部分井受火山凝灰質影響較大。LF13A井實鉆結果揭示文五段含油氣性好，但儲層物性較2號流域略差。通過分析4號流域源匯要素，該地區下文昌組文五段發育多條主要的匯聚型水系，但受三角洲局部洼地的影響，沉積砂體展布范圍相比2號流域小，主要的儲層類型為粗粒水下分流河道砂巖；砂體厚度為2～18 m，砂巖孔隙度為6.5%～15.3%，平均為12.2%；砂巖滲透率為（0.1～25.0）×10-3 μm2，平均為1.5×10-3 μm2，孔隙發育，但連通性較2號流域LF14A井差，井壁心薄片照片揭示碎屑顆粒以粗粒為主，見少量凝灰質，偶見碳酸鹽膠結物、顆粒和凝灰質溶蝕，發育大量有機質，孔隙發育中等（圖11c）。

6號流域為斷層約束的寬緩斜坡洼陷，為沉積巖基底。LF13B井實鉆結果揭示：下文昌組文四段砂體發育，是一個砂體富集區，整體展布方向從西往東呈條狀分布，砂體主要沉降于部分寬緩斜坡帶和東部洼陷區；砂體為中厚層細砂巖，砂巖孔隙度為8.2%～15.8%，平均為11.4%；砂巖滲透率為（0.03～95.0）×10-3 μm2，平均為13.9×10-3 μm2。井壁心薄片照片揭示碎屑顆粒分選差，孔隙整體發育中等，以次生孔隙為主，連通性中等，儲層物性條件較好，儲層條件并非該區文四段未油氣成藏的主因（圖11d）。

在2號流域源匯系統分析的基礎上，通過部署鉆探LF14A井在埋深近4 km下文昌組中獲得日產超200 m3的工業油流。后續評價井進一步落實該流域沉積相帶和儲層原生孔發育，該油田三級地a. LF14A井，4 168.0 m，粗砂巖原生孔隙發育；b. LF14B 井，4 080.5 m，細砂巖孔隙發育；c. LF13A 井，4 125.7 m，粗砂巖孔隙發育中等；d. LF13B 井，3 429.2 m，中砂巖次生孔隙發育。

質儲量超3×108 t，為在珠江口盆地古近系陸相地層中尋找可動用優質大中型油田提供了很好的例證，也為下一步油氣勘探提供了新的思路和理論基礎。

4結論

1）惠陸低凸起東側發育完整的受古地貌控制的源匯系統，將惠陸低凸起剝蝕區進一步劃分為A—H 共8個凸起群單元，并對不同構造沉積單元進行了劃分。其中：凸起群A、B、C對應陸豐13東洼；凸起群D、E、F對應陸豐13西洼；凸起群G以南對應陸豐13西洼，以北對應陸豐7洼和惠州10洼；凸起群H以南則對應惠州10洼，以北對應惠州5洼。

2）基于構造-沉積單元劃分、差異沉降和差異剝蝕的沉積時期古地貌恢復，建立了惠陸低凸起早文昌期共17個流域和沉積區所對應的源匯系統。其中：惠陸南東支水系發育規模大，發育流域1—7及其對應沉積區所組成的源匯系統，具有明顯的水系匯聚入口，是源匯系統要素解剖的重要區域；而惠陸南西支發育流域14—17及其對應沉積區，水系近平行向惠州凹陷延伸，剝蝕程度低；惠陸北發育流域8—13及其對應沉積區，為典型的發散型源匯體系，無明顯水系匯聚入口。

3）源匯系統要素分析表明，2號流域（陸豐13東洼緩坡中部）、4號流域（陸豐13東洼西側軸向）和6號流域（陸豐13西洼緩坡中部）剝蝕范圍大，基底受剝蝕能力強，水系發育數量多且水系相對匯聚，具有明確和獨立的出水口，是主要的優勢物源供給區，對應的沉積區沉積體分布范圍大，呈朵葉狀展布；1號流域（陸豐15洼緩坡）、3號流域（陸豐13東洼緩坡西部）、5號流域（陸豐13西洼緩坡東部）剝蝕范圍相對小，基底受剝蝕能力弱，水系發育少且獨立分散，物源供給能力較弱，沉積區沉積體分布范圍小，呈條帶狀展布。

4）2號流域（陸豐13東洼緩坡中部）勘探實踐表明，大范圍的剝蝕面積、花崗巖和噴出巖母巖為大型辮狀河三角洲沉積體及優勢儲層發育提供了物質基礎，為數較多的水系和平面上的優勢匯聚為優質的水下分流河道砂巖儲層提供了良好的發育條件。基于源匯系統分析的有利儲層勘探實踐，為在珠江口盆地古近系陸相地層中尋找可動用優質大中型油田提供了很好的例證，也為下一步油氣勘探提供了新的思路和理論基礎。

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