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番禺4洼已证实是珠江口盆地西江凹陷西南角的一个“小而肥”的富烃洼陷,也是珠江口盆地珠一坳陷的3个油气开发区之一,面积不足1000平方千米,目前已发现储量超1亿方。众所周知,一个洼陷的油气地质条件受控于洼陷的结构、充填、成藏等多种因素。对番禺4洼来说,洼陷结构既控制了其形成和演化,同时对盆地的充填和生储盖的发育起到了控制作用。为此,精细地开展番禺4洼的结构和构造样式的研究,可以为该类型洼陷的油气成藏基本地质条件找到一个重要的切入点。本文在现代石油地质理论指导下,以洼陷上下结构分异、南北构造分带为研究思路,综合应用多种技术、数据、模拟等分析手段从构造样式及特征、结构特征及重建、演化特征与成藏等几个方面出发,通过立体解剖番禺4洼的结构构造,在一定程度上归纳出构造对油气成藏的控制作用,总结完善油气成藏规律,进一步明确番禺4洼油气勘探潜力与方向。
番禺4洼按构造演化可以分为上下两构造层,下构造层为文昌组~恩平组,上构造层由珠海组~韩江组、粤海组~第四系组成。下构造层以断裂的强伸展变形为主要特征,主要发育了早期伸展断层。上构造层经历了珠海组~韩江组时期弱伸展变形阶段和粤海组~第四系时期的张扭变形阶段。特别是晚期张扭变形期,大量发育晚期断裂,主要呈NWW-SEE走向或NW-SE走向的雁行式展布,其活动时间较晚且发育时间短,普遍具有张扭性或张性特征,它们是油气运移的主要通道,其构造活动初期与油气成藏的关键时刻一致。从剖面特征看番禺4洼的又分为一级断裂及控洼断裂,二级断裂及洼内断裂。综合其构造特征从平面上洼陷可分为三个构造带:南部下断上坳构造组合带,中部隆起转化构造带和北部张扭断陷封闭带。三个带构造特征差异明显、构造样式多样,主要呈张扭性构造样式,局部发育在张性背景下的特殊扭动为主导的负花状构造。
番禺4洼总体来说是一个东南断、西北超,呈NE-SW走向的箕状洼陷,其洼陷结构在不同部位差异特征明显。南次洼西段为南断北超的箕状半地堑的结构形态,东段则为北断南超的箕状半地堑的结构形态。北次洼为狭长的不对称的地堑结构形态,而南次洼为东断西超的箕状半地堑结构的结构形态,半地堑范围较大。整体呈一复合型半地堑形态。
其上下因构造运动的差异也可细分为不同结构层,下结构层内呈发育上下不协调的的叠合半地堑。文昌组时期形成的是NE向的文昌组富烃洼陷,而恩平组时期,受区域构造格局的变化,其发育以E-W向为主,叠加在文昌组的半地堑之上,构成了本区特有上下不协调的的叠合半地堑。洼陷上部结构主要是坳陷特征。在断坳转化之后,地层结构主要呈层状或毯状覆盖于整个断陷之上,使毗邻的半地堑、地堑和夹持在它们之间的半地垒、地垒构造联合成统一的坳陷。
番禺4洼是一个经过多期的差异改造的残留洼陷,通过裂变径迹年代学方法和沉积构造及地层结构综合分析法恢复文昌组和恩平组剥蚀厚度后。对比分析残留洼陷与重构洼陷形态,发现洼陷内部在文昌组末期就已经基本呈现出中部隆起分隔两带的局面,文昌时期主要的沉积中心位于洼陷的东北靠近边界大断裂,由于末期抬升剥蚀作用,使沉积中心向南迁移。恩平组沉积厚度在洼陷西侧加厚,说明沉积中心向西南迁移。
断裂对油气藏有很好的控制作用,可分为控洼控藏型、控藏不控洼型以及双不控调节型。其控藏主要表现为1)在古近系断裂与优质储层的良好配置关系,构成了良好的成藏相带,如上文昌组的近岸水下扇发育体系。2)晚期断裂的发育控制着新近系构造圈闭形成和分布,80%的圈闭都是断圈成藏。主要受控于大量发育在洼陷的南侧呈NWW-SEE走向,具有雁行式展布和张扭性特征的晚期断裂。此外,晚期断裂还控制着油气的运移和保存。