珠江口盆地珠三坳陷西部神狐組地震相與沉積特征

劉 芳,何衛軍,楊 璐,徐萬興,凌 濤

(1.中海石油(中國)有限公司海南分公司,海南海口 570300;2.中海石油(中國)有限公司湛江分公司,廣東湛江 524057)

地震相是地下地質體的綜合反映,隨著計算機的普及和地震解釋軟件的大規模應用,通過地震綜合成像解釋地下地質特征和古環境在石油勘探中的應用越來越廣泛。常規沉積相是通過巖心相和測井相等資料確定,但對于少井、無井、無露頭地區,結合地震剖面反射特征和各種地震屬性進行沉積相識別與預測在國內外均取得了較好的效果。珠三坳陷神狐組鉆井資料少,前人分析也不夠充分,目前,潛山油氣藏是未來勘探的目標之一。因此,開展上覆地層地震相分析,對預測該區沉積相分布具有一定的意義。

1 地質概況

珠江口盆地位于歐亞板塊、印度洋板塊和太平洋板塊交界處,受太平洋板塊、印度洋板塊對歐亞板塊的俯沖碰撞影響,具有復雜的構造動力學背景,珠三坳陷位于珠江口盆地西部,東鄰珠一坳陷,北靠北部隆起帶,珠三坳陷由老至新發育前古近系、神狐組、文昌組、恩平組、珠海組、珠江組、韓江組地層,經歷了神狐運動、珠瓊運動、南海運動以及東沙運動,構造演化階段可分古新世斷陷期、漸新世的斷坳轉換期以及中新世坳陷期三個階段,整體為下斷上坳、南斷北超的構造格局[3-4]。珠三坳陷神狐組地層分布在文昌B凹與C凹,神狐組的平面范圍面積約405 km2,除在文昌C凹東南部39 km2范圍為二維地震資料外,其余大部分均被高精度三維地震資料覆蓋,神狐組對應盆地裂陷初始階段,主要對應神狐運動[5,6],為華南陸緣到南海洋盆擴張初期。文昌B、C凹位于珠三坳陷西南部,北靠瓊海凸起,南鄰神狐隆起(圖1a),由于受到印度洋-澳大利亞板塊與歐亞板塊的北西-北北西向碰撞影響,發育北東-北東東向控坳的大型張性斷裂,即珠三南斷裂,其西段南支與北支共同控制B、C凹的構造沉積演化[7]。

神狐組在珠江口西部與東部均有鉆遇,東部陸豐地區有一口井,錄井揭示為一套雜色凝灰質砂巖夾棕紅色湖泊火山巖沉積[8],西部在B凹與C凹結合部鉆探3井,錄井揭示巖性為淺灰白-棕紅-棕灰色砂巖、粉砂巖與褐色泥巖、粉砂質泥巖不等厚互層,該地層與下伏基巖呈不整合接觸,與上覆文昌組地層呈假整合接觸,該區基底為前古近系花崗巖、流紋質凝灰巖、混合巖等(圖1b)。神狐組沉積的湖相泥巖具有一定的生烴潛力,但神狐組鉆井資料少,需結合二維、三維地震資料進行地震相分析,進而分析其沉積相平面與空間展布特征。

2 地震相類型及平面分布

通過研究區地震層序劃分方案將神狐組頂面定為S90,對應時間約55.8 Ma,底面為Sg,對應時間約65.5 Ma。S90為一超覆不整合界面,區域上僅分布于文昌B凹陷和文昌C凹陷,多表現為假整合接觸,該層序C凹西北側局部地層剝蝕,地震剖面可見明顯的削截現象,上覆文昌組在C凹同樣可見明顯的削截現象,表明在沉積之后由于構造抬升使得整個C凹暴露地表,遭受剝蝕。該界面在文昌B凹較清楚,為中-強振幅、中連續反射,界面上下分別可見上超和削截現象。本次研究使用地層殘余厚度、對局部剝蝕區進行恢復后繪制古地貌圖,結果表明:B凹沉積厚度整體偏薄,橫向變化小,沉積中心位于B凹中部靠近C凹部位,神狐組在C凹的地層較厚,橫向變化大,沉降中心位于C凹東北側。

單一地震相解釋沉積相往往存在一定的不確定性,在古地貌認識的基礎上,結合已鉆井巖性組合、古生物等沉積環境,以及前人關于南海周緣已鉆井的地震相和沉積相研究成果對研究區進行解釋[9-14]。神狐組地震相大致分為四種類型:席狀低頻連續平行地震相、席狀中高頻弱平行地震相、傾斜板型低頻地震相、前積S型中低頻近平行地震相(圖2、圖3、圖4)。

圖2 神狐組地震相平面分布

席狀低頻連續平行地震相:主要分布在B凹和C凹沉積中心,地震同相軸上下接近平行,厚度相對穩定,內部呈中-弱振幅、低頻率、連續-較連續反射特征,該地震反射結構相是巖性在橫向上較為均一的沉積層段地震響應,與傳統文昌組中深湖連續、平行的強振幅相存在一定差異,此處認為是在較弱的水動力環境下發育的淺湖相,形成結構橫向較為穩定,整體外觀較平滑的反射特征。主要分布在B凹東南側和C凹東南部和西南部。

席狀中高頻弱平行地震相:主要分布在B凹和C凹緩坡區邊緣,振幅中等-強,同相軸中-弱連續,上下軸未見明顯平行特征,表明當時沉積的巖層巖性不均一、橫向與縱向差異均較大,多為分選差的砂泥互層,推測為濱湖相。

傾斜板型低頻地震相:主要分布在B凹和C凹邊緣緩坡地帶,中-強振幅、中-低頻、中連續、弱平行反射,3井鉆遇地震相即為此特征,該井揭示部分神狐組地層,巖性為砂泥不等厚互層。表明沉積時巖性縱橫向存在一定差異,根據巖性組合與古生物等資料綜合分析,為沖積平原-辮狀河流相。

前積S型中低頻近平行地震相:主要分布在B凹和C凹斜坡帶,振幅中等-弱,頻率較低,地震同向軸較連續,沿地層傾向局部可見前積特征,反映沉積為一套橫向穩定的地層,并向凹陷中心進積推進。

3 沉積相分布

3.1 單井沉積相

神狐組總厚度可達958 m[15],3井僅鉆遇神狐組上段,鉆遇厚度236 m,中上部為凝灰質砂巖與泥巖不等厚互層,底部為厚層炭質泥巖,總含砂率41.3%,3 010.72～3 011.54 m井段取心已證實存在炭質泥巖,局部夾薄層灰色泥質粉砂巖,自然伽馬曲線呈齒化箱形與弱齒形組合,次棱-次圓狀,分選中等-差為主,孢粉以被子植物為主,含量為77%～98%,表明存在較多的陸源植物輸入,整體湖泊發育面積較小,陸源物質供應充分,水體含氧量較高,為氧化-還原環境,從下至上巖性粒度逐漸加粗,砂巖變厚,為進積-加積的疊加方式(圖5),結合地震相、測井曲線特征、巖性組合等認為該段發育沖積平原沉積。

3.2 沉積充填特征

神狐組沉積期為盆地初始拉張期,構造活動強烈,大量陸源碎屑物質從神狐隆起及瓊海凸起近距離注入,此時可容空間有限,湖泊范圍較小,珠三南斷裂西段南北兩支分別控制B凹和C凹構造沉積演化,沉積中心位于B凹南部與C凹東北部,該區地層厚度最大,地震剖面上為一套中弱振幅、中低頻、較連續、亞平行-平行的反射特征,沉積能量較弱,水動力不足,對應淺湖沉積,主要分布在B凹東北部中心和C凹東北部區域。在B凹西側地勢相對平坦,整體厚度變化幅度小,順物源地震剖面上對應一套中強振幅、中低頻、較連續、弱平行的雜亂反射特征,沉積能量較強,水動力變化快,對應沖積平原沉積,主要分布于B凹西南部以及C凹西南側。在B凹東北側為緩坡地形,厚度有一定的變化,地震剖面上對應一套中強振幅、中高頻、中連續、弱平行的反射特征,沉積能量較強,對應濱淺湖沉積,分布于B凹東北部與C凹東南緣。C凹地層整體要比B凹厚,B凹西部和C凹西部側緣地勢平坦,發育沖積平原,而在C凹東邊斜坡區域,辮狀河攜帶碎屑物進入凹陷中心區域,形成局部發育的辮狀河三角洲(圖6a),順物源地震剖面為中弱振幅、中低頻、連續-較連續、較平行、局部前積的反射特征,沉積時期水動力較強。古地貌顯示淺湖在C凹發育面積較B凹大,其中B凹中淺湖面積約7 km2,C凹淺湖面積約60 km2(圖6b)。晚期湖平面上升,碎屑物供給量遠高于可容空間增長速率,發育湖擴期的高位體系域。

圖6 珠三坳陷神狐組沉積相平面分布與古地貌三維顯示

3.3 有利區帶分析

神狐組鉆遇泥巖樣品鏡質體反射率為0.36%～0.74%,平均0.60%,屬低熟-成熟階段,干酪根以腐泥組和鏡質組為主,具有一定的生烴潛力,神狐組鉆遇儲層經測井解釋均為干層,孔隙度為6.7%～11.2%,平均9.3%,較差的物性表明該層段發育致密砂巖,可與泥巖共同作為局部蓋層,同時神狐組生成的油氣可沿南部斷裂輸導層與不整合面進入潛山,為潛山油氣藏提供油源,北部發育的辮狀河三角洲斜坡區域,可能存在巖性-構造復合型圈閉。

4 結論

1)在珠江口盆地珠三坳陷西部神狐組地震剖面精細對比的基礎上,對地震相進行劃分,識別出席狀低頻連續平行地震相、席狀中高頻弱平行地震相、傾斜板型低頻地震相、前積S型中低頻近平行地震相四種類型。

2)依據已鉆井的巖心、分析化驗、古生物資料,并結合區域地質背景分析,將地震相轉換為沉積相,確定研究區發育沖積平原、辮狀河三角洲、濱湖、淺湖沉積體系,明確了沉積相的分布特征,沉積相的展布主要受構造與古地貌控制,物源來自東南部神狐隆起與西北部瓊海凸起。

3)神狐組具有一定的生烴潛力,可為下伏潛山提供烴源條件,并可作為局部蓋層,具有一定的封蓋能力,同時靠近湖泊斜坡區可尋找巖性-構造復合型圈閉。