珠江口盆地是中新生代南海北部被动大陆边缘背景下形成的断陷盆地,珠一坳陷是珠江口盆地最大的一级负向单元,位于珠江口盆地东北部,为一个北东向展布的狭长坳陷,面积为39910 km2。珠一坳陷基底由中、古生界及火成岩带组成,新生代处于拉张离散的大陆边缘环境,具有较为独特的裂陷结构、构造样式、演化及其动力学特征,是珠江口盆地勘探时间最早、勘探程度最高的坳陷。 本文以石油天然气地质学基础理论为指导,综合利用地质、钻井、地震及相关地化分析化验资料,从地质演化、构造沉积、油源特征、储盖特征、圈闭特征和输导特征等方面着手,结合一维盆地模拟和流体包裹体分析技术,分析不同构造背景和沉积充填特征下的油气分布样式和分布规律,探讨烃源岩、断裂、输导体系和生排烃期与圈闭形成期、断裂活动期的匹配关系等对油气分布样式的控制因素。经过系统分析,本文取得以下结论和认识: 珠一坳陷发育古近系文昌组中-深湖相和恩平组浅湖-湖沼-河流相两套烃源岩。文昌组烃源岩有机质丰度高,TOC基本上都大于2,有机质类型好以Ⅱ1~Ⅱ型为主,是珠一坳陷主力烃源岩;恩平组烃源岩有机质丰度变化范围大,总体上含量也很高,含煤层,有机质类型好,以Ⅲ型为主,是珠一坳陷重要烃源岩。 经油源对比分析,文昌组中深湖相烃源岩对珠一坳陷油气的贡献最大,其单源供烃形成的油气类型为Ⅰ类原油,该类原油普遍含较高的C30 4-甲基甾烷;恩平组烃源岩对珠一坳陷油气也具有显著贡献,其单源供烃形成的油气为Ⅲ类原油,但目前仅发现HZ9-2-1井的油气类型为Ⅲ类原油,该类原油具有含量较高的双杜松烷化合物;Ⅱ类原油为文昌组中深湖相烃源岩和文昌组滨浅湖相-河流三角洲相或恩平组烃源岩双源供烃。 一维盆地模拟结果显示,珠一坳陷主力烃源岩文昌组烃源岩主生排烃期为珠海组沉积晚期-韩江组沉积时期,生排烃关键时期为16-5Ma;重要烃源岩恩平组烃源岩主生烃期为珠江组沉积晚期至今,生排烃关键时期为10-5Ma。 综合应用生排烃史模拟技术和流体包裹体系统分析手段获得珠一坳陷油气成藏期次和时期。珠一坳陷主要经历三期油气充注:第一期为早期成藏,时间在珠江组沉积时期,主要来自文昌组烃源岩早期生烃;第二期油气充注时间在韩江组沉积时期,此阶段是文昌组烃源岩生烃的高峰时期,恩平组烃源岩开始生烃,油气充注以文昌组烃源岩供烃为主;第三阶段为粤海组沉积时期到现今,恩平组烃源岩进入生烃高峰,在部分地区形成油气充注,补充文昌组油气充注,形成混元油。 珠一坳陷油气分布样式主要表现在两个方面:一是垂向上多层含油,分段差异富集,主要集中在珠江组,其次为珠海组和韩江组,深层文昌组和恩平组也见油气;二是平面上主要集中分布于惠西半地堑、惠西-流花地区、番禺4洼以及惠东-陆丰南半地堑和恩平凹陷南部隆起带,呈现出靠近富烃凹陷、沿断裂带分布和沿构造高点近源分布的特征。其中恩平凹陷、番禺4洼、惠西-流花地区和惠东-陆丰半地堑主要原油类型为Ⅰ类原油;惠西半地堑及其周边凸起上主要原油类型为Ⅲ类原油;惠北半地堑HZ9-2-1井原油类型为Ⅱ类原油。总结来看,珠一坳陷油气分布样式在平面上主要有三种表现形式:“通过油源断裂,在生烃凹陷内成藏的分布样式”、“在控凹大断裂附近、生烃凹陷周边隆起带上成藏的分布样式”、“远离生烃凹陷,沿构造脊远距离运移成藏的分布样式”。 珠一坳陷油气分布的主控因素主要表现在以下三个方面: (1)烃源岩的发育和分布控制着油气的分布样式:油气主要分布在富烃凹陷附近,由富烃洼陷指向油气藏,单油源或双油源供烃,油气类型明显受供烃烃源岩类型、方式及分布的影响。 (2)有效储盖组合样式和分布控制着油气在垂向上的分布样式:区域性分布的厚层泥岩是控制油气运移、分布、聚集的主控因素,油气层主要分布在具有优质区域盖层的井段或区域盖层以下井段,同时其与优质储层组合,控制形成研究区垂向上多层含油的特征,特别是古近系发育深层储集体,致使本区深层含油。总体来说,珠Ⅰ坳陷持续稳定沉积的厚层生、储、盖组合是油气富集的重要因素。 (3)断裂控制油气的分布样式:①坳陷主控断裂控制着凹陷烃源岩的发育和分布,进而控制着油气的分布、来源和类型;②长期发育的生长断层均沟通了断陷期沉积的陆相生油岩系和凹陷期沉积的海相与海陆过渡相储集岩系,是油气运移的主要通道,控制着油气运移路径和分布;③断裂与不整合面、砂体连通,构成研究区重要的输导体系,控制油气的运移和分布;④断裂控制形成大量与断层有关的圈闭,该圈闭的发育特征控制圈闭内油气成藏。(4)生排烃期和构造活动期次匹配,是油气成藏和分布的关键因素。