刘 军，庞 雄，颜承志，柳保军，李元平

(中海油深圳分公司，广东 广州 510240)

南海北部陆坡白云凹陷13.8Ma深水扇沉积

刘 军，庞 雄，颜承志，柳保军，李元平*

(中海油深圳分公司，广东 广州 510240)

运用层序地层学的方法对珠江口盆地白云凹陷13.8 Ma以来的深水扇进行分析，建立了浅海、陆架区的沉积物(高位时期)与深水沉积(低位时期)之间的联系，进而研究了白云凹陷13.8 Ma以来的深水扇体的岩性和沉积物组成，此方法对于预测不同深水沉积单元的岩性和预测深水沉积系统的沉积物粒度及潜在储层的质量有重要意义。深水油气勘探的关键是精确地预测深水沉积储层，白云凹陷深水勘探有别于浅水陆架勘探，应先预测深水目标的岩性特征和储层条件，再进行地球物理、圈闭评价等工作的勘探流程。

深水扇沉积;层序地层;深水勘探;白云凹陷;南海北部

引 言

南海北部深水区白云凹陷已经获得了荔湾3－1构造的重大天然气发现，实现了深水油气勘探的重大突破，具有里程碑的意义，正成为世界深水油气勘探的新热点地区［1］。前人应用层序地层学方法把白云凹陷距今21～10.5 Ma的地层划分为6个三级层序，并指出各层序相应的体系域内均发育深水扇沉积，白云凹陷13.8 Ma时期的陆架坡折带位于白云凹陷北坡到番禺低隆起南缘一带，此时白云凹陷大部分地区位于陆架坡折带下方，发育多个深水扇沉积［2－3］。该文应用层序地层学方法对13.8 Ma时的深水扇体进行研究，分析其油气勘探前景。

1 地质概况

白云凹陷位于南中国海北部大陆边缘的陆坡区、香港以南250 km外的深水海域，水深为200～3 000 m，是珠江口盆地南部的巨型凹陷，面积超过2×104km2。新生代沉积厚度超过11 km，由古近系断陷期河湖相沉积向上演变为新近系及第四系的陆坡深水沉积。多年来的勘探实践表明，白云凹陷深水区具有巨大的油气资源和勘探潜力［4－6］。

2 白云凹陷层序地层特征

2.1 SB13.8(13.8 Ma)层序界面的确认

层序界面的识别是层序地层格架建立的基础，陆架边缘到陆坡的三级层序界面有丰富的表现内容，依据陆架边缘一系列三角洲前积反射顶面，中上陆坡区的峡谷水道、削蚀、海岸上超，下陆坡区由多个相位组成的丘状反射地质体等沉积组合在地震剖面上的特殊表现界定层序界面。SB13.8(13.8 Ma)层序界面的识别和解释遵循层序界面各种识别标志，在层序界面之下，早期高位体系域地震前积反射特点易于辨认追踪 (图1AA');在陆架坡折带下方的上陆坡区发育主供给水道，稳定供源的供给水道在地震剖面上表现为明显的线性下切沟槽 (图1BB');在下陆坡底水道口位置为一沉积充填体构成的深水扇。中—下扇区的扇朵叶体在地震剖面上显示了总体的丘状外形，内部平行连续强振幅反射，而且扇朵叶体自水道口向扇缘表现为厚度逐渐减小，反射相位逐渐收敛的特征 (图1CC')。

图1 SB13.8层序界面上下的地震反射特征

2.2 13.8 Ma陆架坡折带的识别

深水区的有利储层主要分布在低位体系域中，其中以重力流沉积的储层最为有利。陆架坡折带的类型、位置、特征对于低位沉积体系的影响非常明显，因此，陆架坡折带的识别对于层序地层学的研究非常重要。从分析现代海底的陆架坡折带的特征入手，来探讨地质时期层序界面的陆架坡折带的识别方法。如图2所示，陆架到上陆坡具有较明显的地形坡度角变化，从平缓的陆架过渡到稍大坡度的上陆坡。研究区内海底峡谷非常发育，峡谷所发育的部位为海底坡度较大的地区，坡度较小的地区峡谷不太发育。从近海底地层的地震反射特征来看，坡度较小的地区地震反射连续性好，波组特征稳定;坡度较大的地区，由于发生垮塌、变形，地震反射连续性变差，波组特征很不稳定。通过上述总结表明，发育峡谷的地区一般为陆坡区，地震反射连续性差，波组特征不稳定的地区也处于陆坡区，陆架坡折线必然处于这些地区之上。根据对现代陆架坡折特征及可能的陆架坡折模型的分析，结合以下3个方法识别了SB13.8的陆架坡折带。

图2 白云凹陷某测线现代海底及浅层陆架坡折特征

(1)地层厚度上有相对明显的增大。陆架坡折带之下水体变深明显，可容空间变大，在海平面下降的过程中沉积充填的地层厚度一般也较大。

(2)地层产状明显变化。地震反射界面的绕曲度明显增大。由于陆架坡折带的存在，三角洲沉积体推进到陆架坡折带时，容易形成沉积陡坡，形成从缓坡到陡坡的变化。

(3)上超点的存在。陆架坡折带之下的低位沉积体充填到陆架坡折时，易于形成沉积地层上超，在地震反射剖面上，形成上超点。

3 层序格架内各沉积体的响应关系

等时层序格架的建立，代表沉积古地理环境的恢复，意味着可以像观察现代各种沉积作用的展布一样重塑地质历史某个时期同时发生的各种沉积相带展布和随时间发生的演变关系，从而清楚地揭示各种沉积相带及其相互联系。

为了预测低位时期深水扇体的沉积物组成，必须注重研究下伏高位时期滨岸的沉积特征及沉积物分布，Muntingh和 Brown等［7－8］概述了高位体系域浅海和陆架边缘沉积中心与随后低位体系域沉积的关系(图3)。

在地震剖面上，深水系统富砂和富泥沉积有类似的特征，很难区分，因此，为了分析不同低位体系域，必须认识外陆架—陆架边缘高位滨岸沉积物的分布，特别是沉积物粒度和沉积物输送系统的特征。在图3中，从左到右表现为倾向供给的三角洲系统、走向供给的富砂滨岸和小型三角洲、走向供给富泥的海岸、潮汐/河流/波浪混合沉积、后来陆坡区相应发育的低位深水系统的组成和粒度变化。特别是，高位倾向供给的河流轴线下方产生一个富砂的深水系统，这与Vail模式相一致。相反，其他的岸线在海平面相对下降时产生了不同的深水沉积类型。因此在深水勘探中，应该强调高位体系域和随后的低位体系域之间的成因联系，而不应该把重点放在2个层序界面之间，也就是说应该建立跨层序界面的高位和低位沉积之间的联系。基于此方法，对SB13.8界面之上深水扇体的沉积组成进行了研究。

图3 陆架边缘沉积系统和与之相对应的低位沉积之间的关系

研究区内主要为陆架、陆坡2个沉积单元，水道、砂体比较发育 (图4)。东部多条剖面可见前积现象，但是规模都很小，为小型叠瓦状前积特征 (图1中AA'剖面)。根据地震剖面上的前积反射结构及钻井储层特征分析，认为三角洲前积体已到达陆架边缘。陆架坡折带呈北东东向展布，13.8 Ma时期海平面下降幅度较大，为全球性的强制性海退面，三角洲砂体向白云凹陷推进较远，从而陆架边缘坡折带向南推进程度较大。据前文所述方法，确定了13.8 Ma陆架坡折的位置 (图4中的粉色线)。

在陆坡区内水道峡谷发育，以南北走向为主，峡谷与两侧及其下的地震相特征明显不协调，峡谷内一般为杂乱反射或者空白反射，呈突变接触 (图1中BB'剖面)。水道下方扇朵叶体的空间形态多为丘状外形，四面收敛下超，核心部分厚度大，地震反射较连续，成层性较强，中低频率，振幅较强，向扇边缘振幅逐渐减弱，反映了在盆地相对平静的环境下接受重力流沉积的过程 (图1中CC'剖面)。总体上来说，扇体为多期扇朵叶叠置的复合扇体(图4中的Ⅰ～Ⅳ)。根据现有地震资料不一定能够追踪到朵叶体的尖灭点，朵叶体可能延伸很远，并逐渐与层序底界平行，但扇体具有明显的减薄收敛趋势。供给水道和其下方的深水扇体具有良好的对应关系，可以很清晰地看出C1～C9为深水扇复合体Ⅳ的供给水道。由于白云凹陷北坡已有钻井，统计了各井SB13.8界面以下的高位沉积时期的含砂率，最大可达50%。据此推测，由于具有砂质背景作为供源体，深水扇体存在砂岩储层的可能性非常大，具有良好的储集条件。

13.8 Ma时海平面下降幅度较大，陆架区高位砂体发育，陆架边缘前积体推进到了陆架坡折。低位体系域内的峡谷水道—深水扇和低位进积楔状体等重要沉积单元特征明显。SB13.8层序界面之上的丘状反射特征明显，深水扇可靠。古珠江及其珠江三角洲为物源背景，陆坡峡谷水道为供源通道，水道下方深水扇沉积物的卸载源—渠—扇渊源关系特征清楚。

综上所述，SB13.8之上的深水扇体是中新统最具有勘探潜力的储层。

图4 SB13.8界面上下地质体反射结构响应关系

4 结论

(1)依据陆架边缘一系列三角洲前积反射顶面，中上陆坡区的峡谷水道、削蚀、海岸上超，下陆坡区由多个相位组成的丘状反射地质体等沉积组合在地震剖面上的特殊表现界定了层序界面SB13.8。

(2)根据对现代陆架坡折特征及可能的陆架坡折模型的进行分析，提出了地质历史时期陆架坡折带判定方法，并识别了13.8 Ma时期的陆架坡折带。

(3)通过层序地层学的方法，建立了SB13.8层序界面之下的高位体系域和之上的低位体系域之间的成因联系，预测了深水扇体的岩性和沉积物组成，认为SB13.8之上的深水扇体是中新统最具有勘探潜力的储层。进而提出应先预测深水目标的岩性特征和储层条件，再进行地球物理、圈闭评价等工作的勘探流程。

［1］朱伟林.南海北部深水区油气勘探关键地质问题［J］.地质学报，2009，83(8):1059 －1064.

［2］庞雄，申俊，袁立忠，等.南海珠江深水扇系统及其油气勘探前景［J］.石油学报，2006，27(3):11－15.

［3］庞雄，陈长民，彭大钧，等.南海珠江深水扇系统的层序地层学研究［J］.地学前缘，2007，14(1):220－229.

［4］龚再升，李思田，谢泰俊，等.南海北部大陆边缘盆地分析与油气聚集［M］.北京:科学出版社，1997:1－126.

［5］陈长民，施和生，许仕策，等.珠江口盆地(东部)第三系油气藏形成条件［M］.北京:科学出版社，2003:1－30.

［6］连世勇，何敏，庞雄，等.珠江口盆地深水区白云凹陷始新世洼陷结构研究［J］.石油学报，2007，28(3):13－16.

［7］Muntingh A，Brown L F.Sequence stratigraphy of petroleum plays，post－ rift Cretaceous rocks(lower Aptian to upper Maestrichtian)，Orange Basin，western offshore，South Africa［J］.AAPG Memoir 58，1993:71 － 98.

［8］Brown L F，et al.Sequence stratigraphy in offshore South African divergent basins［J］.AAPG Studies in Geology 41，1996:184 －189.

13.8Ma deep－water fan deposit in the Baiyun sag on the north continental slope of South China Sea

LIU Jun，PANG Xiong，YAN Cheng－zhi，LIU Bao－jun，LI Yuan－ping

(Shenzhen Branch of CNOOC，Guangzhou，Guangdong510240，China)

The deep－water fan since 13.8 Ma in the Baiyun sag of the Pearl River Mouth Basin is analyzed using sequence stratigraphy method．The relationship between shallow water and continental shelf sediments(highstand)and deep water sediments(lowstand)is established to study the lithology and sediment composition of the deep－water fan since 13.8 Ma in the Baiyun sag．This method is of great significance to prediction of the lithology and sediment grain size in deep water unit as well as the quality of potential reservoir．Accurate prediction of deep－water reservoir is critical in deep－water petroleum exploration．For Baiyun sag，exploration process is different from that in shallow water continental shelf．The lithology and reservoir conditions of a deep－water target are predicted first，and geophysics and trap evaluation are conducted subsequently．

deep－water fan deposit;sequence stratigraphy;deep－water exploration;Baiyun sag;the north of South China Sea

TE121.3

A

1006－6535(2011)04－0039－04

20101201;改回日期20101227

国家重大科技专项“南海北部深水区富烃凹陷识别、储层预测、烃类检测技术”(2008ZX05025－003)、“荔湾3－1油气勘探及储量评价技术”(2008ZX05056－001);国家重大科技专项子课题“南海北部深水区东部有利区带预测与目标评价”(2008ZX05025－006－03)、“深水区地震综合解释及有利圈闭优选”(2008ZX05025－001－010)

刘军(1978－)，男，工程师，2007年毕业于中国地质大学(武汉)能源地质工程专业，获工学博士学位，现从事珠江口盆地油气勘探研究工作

*参加此项目研究工作的还有韩晋阳。

编辑 黄华彪