河流-三角洲體系微相控?zé)N及機(jī)理研究：以珠江口盆地恩平組煤系烴源巖為例

李 燕，鄧運(yùn)華，李友川

(1.中國海洋石油國際有限公司，北京 100028；2.中海油研究總院，北京 100028)

0 引 言

河流-三角洲環(huán)境形成的煤系烴源巖是重要的油氣來源，國內(nèi)外很多盆地都發(fā)現(xiàn)了河流-三角洲體系煤系烴源巖供源的油氣藏[1-18]，如波德河盆地典型的河流環(huán)境煤系烴源巖，吉普斯蘭盆地、波拿巴盆地及中國西湖凹陷平湖組等三角洲環(huán)境煤系烴源巖，都是油氣的重要來源[19-24]。近年來沁水盆地、鄂爾多斯盆地東緣的煤層氣勘探取得重大突破，研究表明該區(qū)含煤巖系主要形成于河流-三角洲環(huán)境[25]。我國河流-三角洲環(huán)境形成的煤系烴源巖分布廣泛[26-28]，具有巨大的勘探潛力，有望成為未來油氣勘探的重點(diǎn)對(duì)象。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)河流環(huán)境和三角洲環(huán)境煤系烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度、類型等進(jìn)行了研究，并開展了不同類型三角洲煤系烴源巖發(fā)育模式的分析；但是針對(duì)河流和三角洲環(huán)境各微相煤系烴源巖發(fā)育程度及空間分布規(guī)律的研究相對(duì)較少，制約了油氣勘探中烴源巖的預(yù)測。珠江口盆地恩平組河流-三角洲體系煤系烴源巖是重要的油氣來源[29-32]，油源對(duì)比分析表明，白云凹陷北坡及深水區(qū)的油氣主要由恩平組煤系烴源巖供源[33]。但是，河流-三角洲體系烴源巖空間分布規(guī)律復(fù)雜[34-39]，預(yù)測難度大，是目前勘探面臨的一項(xiàng)難題。李燕等總結(jié)了珠江口盆地恩平組煤層的測井響應(yīng)特征和煤系烴源巖的發(fā)育特征，提出薄煤層的形成機(jī)理[24]。本文將在前期研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行深化研究，總結(jié)研究區(qū)河流-三角洲體系煤系烴源巖的發(fā)育背景，分別對(duì)河流環(huán)境和三角洲環(huán)境開展煤層的發(fā)育特征以及煤系烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度、類型和來源分析，提出微相控?zé)N的理論及機(jī)理，并總結(jié)烴源巖的空間分布規(guī)律和建立研究區(qū)恩平組河流-三角洲體系煤系烴源巖的沉積模式。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

珠江口盆地是南海北部最大的被動(dòng)大陸邊緣盆地，位于太平洋板塊、印度洋板塊和歐亞板塊交匯處，面積約17.5×104km2。盆地總體上呈北東向展布，盆地西側(cè)和東側(cè)均以北東向的斷裂為界，北側(cè)和南側(cè)均以北西向斷裂為界。盆地內(nèi)部被北東—南西向的一級(jí)斷裂切割而形成隆起和坳陷相間的結(jié)構(gòu)(圖1(a))，自北向南依次為北部隆起帶、北部坳陷帶(由珠一坳陷、珠三坳陷組成)、中央隆起帶、南部坳陷帶(由珠二坳陷和潮汕坳陷組成)和南部隆起帶，盆地內(nèi)次一級(jí)的北西—南東向斷裂將坳陷進(jìn)一步劃分為次一級(jí)的凹陷。

圖1 珠江口盆地構(gòu)造格局(a)及地層綜合柱狀圖(b) [40]

珠江口盆地位于歐亞板塊、太平洋板塊和印度板塊的交匯處，其形成具有復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)背景，受到太平洋板塊和歐亞板塊的碰撞擠壓作用和太平洋板塊俯沖作用的影響[41]?？傮w來說，珠江口盆地新生代可以劃分為裂陷期、坳陷期和新構(gòu)造活動(dòng)期[42-43]。裂陷期為古新世—早漸新世(圖1(b)，呈現(xiàn)幕式裂陷的特征，早期活動(dòng)強(qiáng)烈，形成孤立、分散的斷陷；晚期斷裂活動(dòng)逐漸減弱，呈現(xiàn)斷-坳過渡的特征。坳陷期為晚漸新世—早中新世，斷裂活動(dòng)不活躍，主要為熱沉降。新構(gòu)造活動(dòng)期為中中新世—上新世，盆地內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)的不均衡形成了東、西向明顯的差異。

裂陷早期主要為河流-湖泊相沉積，具有多個(gè)沉積中心，沉積了神狐組和文昌組兩套沉積地層。神狐組巖性主要為雜色砂巖夾紫紅色泥巖，文昌組主要為灰黑色泥巖夾薄層砂巖和粉砂巖。裂陷晚期發(fā)育恩平組沉積，主要為陸相河湖相-海陸過渡相-海相沉積。恩平組是珠江口盆地重要的煤系烴源巖發(fā)育層位，在盆地的珠一坳陷、番禺低隆起、珠二坳陷的西側(cè)均有煤系烴源巖發(fā)育。坳陷期發(fā)育珠海組和珠江組沉積，主要為海陸過渡相-淺海相沉積，珠一坳陷珠海組下段以砂巖為主，上段為砂泥巖互層；珠江組從下向上巖性依次為砂泥互層、碳酸鹽巖、泥巖夾砂巖。白云凹陷以泥巖為主，夾砂巖沉積。新構(gòu)造活動(dòng)期，發(fā)育韓江組、粵海組和萬山組沉積，主要為淺海-廣海環(huán)境，巖性主要為泥巖、砂巖形成的正韻律及泥巖夾中細(xì)砂巖，常富含海綠石。

2 煤系烴源巖發(fā)育背景

恩平組沉積時(shí)期是珠江口盆地煤系烴源巖最發(fā)育的時(shí)期，盆地穩(wěn)定沉降，沉積、沉降速率近平衡，氣候溫暖濕潤，河流和三角洲環(huán)境廣泛分布，為煤系烴源巖的發(fā)育提供了有利條件。

2.1 盆地穩(wěn)定沉降，沉積、沉降速率近平衡

珠江口盆地基底沉降曲線與構(gòu)造沉降曲線均呈三段式特征。文昌組時(shí)期基底沉降曲線和構(gòu)造沉降曲線斜率大，反映文昌組時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈(圖2(a))。恩平組時(shí)期，基底沉降曲線和構(gòu)造沉降曲線斜率均變小，反映恩平組時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)減弱。珠海組沉積期—第四紀(jì)，構(gòu)造活動(dòng)緩慢，基底沉降主要由熱沉降引起。

沉降速率與沉積速率的相對(duì)平衡狀態(tài)是影響煤系烴源巖發(fā)育的重要因素。盆地沉降過快，煤系烴源巖的堆積速率難以追上可容納空間的增加速率，河流、三角洲環(huán)境被淹沒，煤系烴源巖發(fā)育終止；盆地沉降過慢，沉積有機(jī)質(zhì)暴露于地表，不利于有機(jī)質(zhì)的保存。本次研究通過對(duì)珠江口盆地11個(gè)井區(qū)的沉積、沉降速率及煤層發(fā)育情況進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，恩平組沉積速率與沉降速率近平衡，為優(yōu)質(zhì)煤系烴源巖的發(fā)育提供了重要條件。恩平組沉積時(shí)期基底沉降速率與沉積速率的比值集中在0.9～1.0之間(圖2(b))，表明恩平組總體處于近平衡補(bǔ)償?shù)沫h(huán)境，有利于有機(jī)質(zhì)的保存。

圖2 珠江口盆地埋藏及沉積特征

2.2 氣候溫暖濕潤，植被繁茂

孢粉組合反映植物群落特征，是古氣候分析的重要依據(jù)。珠江口盆地孢粉組成分析表明，常綠櫟類花粉、倍什高騰粉、柯氏雙溝粉發(fā)育(圖3)，說明恩平組時(shí)期發(fā)育常綠闊葉植物和喜濕植物，恩平組時(shí)期氣候溫暖濕潤。到珠海組時(shí)期，孢粉組成發(fā)生了明顯的變化，櫟類花粉、倍什高騰粉、柯氏雙溝粉含量顯著下降，榿木粉、雙束松粉含量增加，表明從恩平組到珠海組氣候由溫暖濕潤向較干涼變化，這一氣候變化與始新世末到漸新世早期的全球性氣候變冷相對(duì)應(yīng)。

圖3 珠江口盆地孢粉組成(LHAA井)

氣候?qū)χ脖坏陌l(fā)育和有機(jī)質(zhì)的保存具有重要的影響。珠江口盆地恩平組時(shí)期溫暖濕潤的氣候有利于植被的大量繁殖，也有利于植被死亡后保存下來形成優(yōu)質(zhì)的烴源巖，為烴源巖的發(fā)育提供有利的條件。

2.3 大規(guī)模發(fā)育的河流-三角洲為煤系烴源巖的發(fā)育提供了有利場所

河流-三角洲為泥炭沼澤的廣泛發(fā)育提供了有利場所，是形成煤系烴源巖的重要沉積環(huán)境。河流、三角洲環(huán)境的沼澤環(huán)境有利于高等植物的發(fā)育，同時(shí)又容易被保存下來形成煤系烴源巖，河流-三角洲體系的發(fā)育規(guī)模決定煤系烴源巖的發(fā)育程度。

恩平組時(shí)期珠一坳陷主要發(fā)育大面積連片分布的河流相、淺湖相、湖沼相沉積，在坳陷的邊緣靠近隆起區(qū)發(fā)育沖積扇、扇三角洲沉積，坳陷兩側(cè)的北部隆起帶和中央隆起帶為珠一坳陷提供物源。珠二坳陷恩平組沉積時(shí)期主要發(fā)育濱淺海、三角洲沉積，并在坳陷的邊緣發(fā)育扇三角洲沉積。白云凹陷的北部發(fā)育大規(guī)模的海相三角洲，面積可達(dá)4 500 km2，在地震剖面上可以識(shí)別出大規(guī)模的S型或疊瓦狀前積反射。三角洲的大規(guī)模分布為煤系烴源巖的發(fā)育提供了有利場所[44](圖4)，如PYBB井發(fā)育在此三角洲上，發(fā)育煤層20層(表1)，累計(jì)厚度23 m，因此，三角洲發(fā)育非常巨大的烴源巖體。

圖4 白云—荔灣凹陷恩平組三角洲分布特征[44]

表1 PYBB井煤層統(tǒng)計(jì)

3 煤系烴源巖發(fā)育特征

3.1 煤層的發(fā)育特征

錄井、巖心分析表明，研究區(qū)煤系烴源巖有3種類型，分別是煤、炭質(zhì)泥巖和煤系泥巖。煤層是煤系烴源巖的主體與核心，是煤成烴的主要貢獻(xiàn)者[45]。本次研究采用邏輯判別法、聚類分析法和蜘蛛網(wǎng)圖法等方法對(duì)盆地內(nèi)發(fā)育的煤層進(jìn)行了綜合識(shí)別(圖5)。邏輯判別法主要是通過分析取心段煤層的測井響應(yīng)特征，根據(jù)取心段煤層的測井響應(yīng)特征識(shí)別未取心井的煤層。珠江口盆地的煤層具有明顯的測井響應(yīng)特征，如PYAA井煤層發(fā)育層段總體上表現(xiàn)為高電阻、高聲波、高中子孔隙度、低密度、中-低自然伽馬和井徑擴(kuò)徑的特點(diǎn)，根據(jù)這些典型的測井異常響應(yīng)特征進(jìn)行煤層的識(shí)別。本次研究對(duì)珠江口盆地20多口井的測井資料進(jìn)行聚類分析研究，完成了煤層的識(shí)別。測井蜘蛛網(wǎng)圖法的原理是不同的巖性具有不同的測井響應(yīng)特征，投在蜘蛛網(wǎng)圖上會(huì)呈現(xiàn)不同的圖形形態(tài)，根據(jù)“相似相近”的原則，與標(biāo)準(zhǔn)煤層的蜘蛛網(wǎng)圖相同或相似的層段為煤層。

分析結(jié)果顯示(圖5)，珠江口盆地恩平組河流-三角洲體系發(fā)育的煤層呈薄層狀產(chǎn)出，縱向上發(fā)育的層數(shù)多。恩平組河流和三角洲環(huán)境煤層單層厚度相近，河流環(huán)境鉆遇煤層的單層平均厚度為0.74～1.17 m；三角洲環(huán)境鉆遇煤層的單層平均厚度為0.73～1.12 m(圖6)。薄煤層縱向上與河道砂巖、分流河道砂巖交互，形成多個(gè)含煤沉積序列，多口鉆井揭示煤層超過15層，如PYBB井恩平組縱向上發(fā)育20層薄煤層，累計(jì)厚度近23 m。

圖5 珠江口盆地煤層發(fā)育縱向序列(PYAA井)

圖6 珠江口盆地恩平組河流、三角洲環(huán)境煤層單層厚度

研究區(qū)煤層橫向連續(xù)性分析表明，煤層橫向變化快，因此很難預(yù)測煤層的空間展布。相鄰兩口鉆井揭示的煤層發(fā)育情況明顯不同，煤層層數(shù)差別很大，煤層發(fā)育的相對(duì)早晚也明顯不同。以珠江口盆地PYDD—PYAA—PYCC—PYBB井區(qū)為例，PYDD、PYAA、PYCC、PYBB井是相鄰的4口鉆井，但是煤層發(fā)育特征明顯不同(圖7)。PYDD井、PYCC井恩平組均不發(fā)育煤層；PYAA井恩平組發(fā)育煤層21層，累計(jì)厚度15.4 m；PYBB井恩平組發(fā)育煤層20層，累計(jì)厚度23 m。PYAA井與PYBB井煤層發(fā)育的早晚也不一致，橫向?qū)Ρ壤щy。

3.2 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度、類型及來源

研究區(qū)煤系烴源巖品質(zhì)很好，煤層的平均有機(jī)碳含量達(dá)到60%，炭質(zhì)泥巖和暗色泥巖的有機(jī)碳含量也較高，平均有機(jī)碳含量都大于1%，屬于好-很好的烴源巖，具有很大的生烴能力[46]。河流環(huán)境和三角洲環(huán)境形成的煤系烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度和生烴潛量相近(圖8)，河流和三角洲環(huán)境形成的煤系烴源巖TOC都主要集中于1%～6%，河流環(huán)境煤系烴源巖平均有機(jī)碳含量為7.5%，三角洲環(huán)境煤系烴源巖平均有機(jī)碳含量為6.5%；河流和三角洲環(huán)境形成烴源巖的生烴潛量均主要集中在1～10 mg/g之間，說明河流和三角洲環(huán)境形成的煤層的生烴能力相近。

圖8 珠江口盆地恩平組河流與三角洲環(huán)境煤系烴源巖有機(jī)碳含量(a)、 生烴潛量分布圖(b)

將樣品巖石熱解分析得到的氫指數(shù)(HI)和最大熱解溫度(Tmax)數(shù)據(jù)與沉積環(huán)境分析的結(jié)果相結(jié)合，得到恩平組河流和三角洲環(huán)境中煤系烴源巖氫指數(shù)與最大熱解溫度的交匯圖(圖9)。數(shù)據(jù)分析表明，珠江口盆地恩平組煤系烴源巖的有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ型。河流環(huán)境和三角洲環(huán)境形成的烴源巖氫指數(shù)相差不大，河流環(huán)境形成的烴源巖氫指數(shù)平均為291.1 mg/g，三角洲環(huán)境形成的烴源巖氫指數(shù)平均為250.3 mg/g。

圖9 珠江口盆地恩平組河流和三角洲環(huán)境煤系烴源巖最大熱解溫度與氫指數(shù)關(guān)系圖

孢粉藻類組成是反映烴源巖有機(jī)質(zhì)來源的重要指標(biāo)。珠江口盆地恩平組煤系烴源巖中含有豐富的孢粉藻類化石，根據(jù)樣品的鑒定成果，分析每個(gè)樣品中蕨類孢子、裸子植物花粉、被子植物花粉、盤星藻、球藻、海相溝鞭藻和疑源類各自的占比，以及孢粉和藻類各自的總占比。分析結(jié)果顯示，珠江口盆地恩平組煤系烴源巖中孢子和花粉的含量很高，一般超過90%(圖10)，藻類化石的含量非常低，一般都小于10%；表明珠江口盆地恩平組煤系烴源巖有機(jī)質(zhì)主要來自陸生高等植物，部分有機(jī)質(zhì)來自藻類的貢獻(xiàn)，但藻類的貢獻(xiàn)不大。

圖10 珠江口盆地恩平組孢粉藻類組成(HZAA井)

4 煤系烴源巖沉積模式及其與油氣勘探的關(guān)系

珠江口盆地河流-三角洲體系煤層主要呈薄層狀，縱向上河道砂體、分流河道砂體與煤層交互沉積，煤層橫向?qū)Ρ壤щy、尖滅快。烴源巖發(fā)育的非均質(zhì)性是造成油氣差異聚集的根本因素，因此探討烴源巖發(fā)育的有利相帶和分布規(guī)律有助于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)與預(yù)測烴源巖的分布，并且對(duì)尋找富烴凹陷及在“源控論”的指導(dǎo)下尋找油氣具有重要的指導(dǎo)意義[45-46]。

對(duì)于烴源巖的研究，傳統(tǒng)研究方法主要是針對(duì)已鉆井的單井點(diǎn)分析，對(duì)研究區(qū)的勘探程度和資料的完備程度依賴較大，往往認(rèn)識(shí)滯后于勘探。本次研究將沉積微相的分析與烴源巖的地球化學(xué)指標(biāo)(有機(jī)質(zhì)豐度、生烴潛量、氫指數(shù))相結(jié)合，總結(jié)了烴源巖的空間分布規(guī)律，提出了微相控?zé)N的機(jī)理，對(duì)于烴源巖的預(yù)測及戰(zhàn)略選區(qū)具有重要的指導(dǎo)意義。

4.1 河流和三角洲環(huán)境呈微相控?zé)N的特點(diǎn)

珠江口盆地恩平組煤系烴源巖主要分布在珠一坳陷和白云凹陷的北部，白云凹陷東部的局限淺海環(huán)境是海相烴源巖的發(fā)育區(qū)。煤系烴源巖的發(fā)育明顯受沉積微相的控制，呈現(xiàn)明顯的微相控?zé)N的特點(diǎn)。

河流環(huán)境中河漫沼澤有機(jī)質(zhì)豐度最高，其次為河漫灘和決口扇，天然堤的有機(jī)質(zhì)豐度最低(圖11)。河漫沼澤微相烴源巖的有機(jī)碳含量一般為0.7%～80.8%，平均有機(jī)碳含量為12.4%；河漫灘微相烴源巖的有機(jī)碳含量一般為0.1%～5.5%，平均有機(jī)碳含量為1.4%；決口扇烴源巖平均有機(jī)碳含量為0.7%；天然堤微相的有機(jī)質(zhì)豐度最低，烴源巖的有機(jī)碳含量一般為0.15%～0.75%，平均有機(jī)碳含量僅為0.38%。

圖11 珠江口盆地恩平組河流環(huán)境各微相烴源巖TOC與S1+S2關(guān)系圖

三角洲環(huán)境中沼澤微相有機(jī)質(zhì)豐度最高，其次為分流河道間，決口扇的有機(jī)質(zhì)豐度最低(圖12)。沼澤微相烴源巖的有機(jī)碳含量一般為1.7%～33.3%，平均有機(jī)碳含量為10.5%；分流河道間微相烴源巖的有機(jī)碳含量一般為0.26%～6.30%，平均有機(jī)碳含量為1.60%；決口扇微相烴源巖的平均有機(jī)碳含量僅為0.91%。

通過對(duì)珠江口盆地恩平組河流環(huán)境烴源巖分布規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)，在垂直于河道走向的剖面上，靠近河道烴源巖發(fā)育差，遠(yuǎn)離河道烴源巖發(fā)育好。從河道向遠(yuǎn)離河道的河漫沼澤烴源巖發(fā)育逐漸變好，天然堤微相烴源巖的平均有機(jī)碳含量為0.38%，平均氫指數(shù)127.9 mg/g；逐漸遠(yuǎn)離河道的河漫灘微相烴源巖的平均有機(jī)碳含量為1.4%，平均氫指數(shù)178.8 mg/g；河漫沼澤微相烴源巖發(fā)育最好，平均有機(jī)碳含量達(dá)到12.4%，平均氫指數(shù)219.9 mg/g(圖12)。

圖12 珠江口盆地恩平組三角洲各微相烴源巖TOC與S1+S2關(guān)系圖

三角洲環(huán)境烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度、氫指數(shù)均呈規(guī)律性變化，靠近分流河道烴源巖發(fā)育差，遠(yuǎn)離分流河道烴源巖發(fā)育好。分流河道間烴源巖的平均有機(jī)碳含量為1.6%，平均氫指數(shù)為144.9 mg/g；沼澤微相烴源巖的平均有機(jī)碳含量達(dá)到10.5%，平均氫指數(shù)達(dá)到252.5 mg/g(圖12)。

通過上述分析可見，河流和三角洲環(huán)境煤系烴源巖的發(fā)育受沉積微相的控制，在垂直于河道方向上呈規(guī)律性變化，靠近河道、分流河道烴源巖發(fā)育差，遠(yuǎn)離分流河道烴源巖發(fā)育好。

4.2 河流和三角洲環(huán)境微相控?zé)N機(jī)理

為了探索造成河流、三角洲環(huán)境各微相烴源巖發(fā)育差異的原因，利用巖心、薄片、粒度分析等資料開展了珠江口盆地恩平組古地理?xiàng)l件分析，分析結(jié)果表明，河流、三角洲環(huán)境各微相的古地形、水動(dòng)力條件、氧化還原條件等古地理?xiàng)l件的不同是造成各微相烴源巖發(fā)育差異的重要原因。

珠江口盆地恩平組河道、分流河道微相主要以粗碎屑沉積為主，巖性主要為粗砂巖、砂巖，細(xì)粒沉積含量較少，并常見平行層理、板狀交錯(cuò)層理等強(qiáng)水動(dòng)力作用的沉積構(gòu)造(圖13(a))，屬于強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境。在這種強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境中，植被難以生長，有機(jī)質(zhì)主要來自沖刷上游及周圍堤岸的植被，同時(shí)由于水體攪動(dòng)使氧氣混入，不利于有機(jī)質(zhì)保存。巖心觀察發(fā)現(xiàn)，在河道、分流河道中烴源巖發(fā)育差，有機(jī)質(zhì)僅以炭屑的形式零星分散在砂體顆粒之間(圖13(b))。珠江口盆地恩平組河流的河漫沼澤、三角洲平原沼澤沉積物類型主要為灰色、深灰色泥巖(圖13(c)和(d))，常見水平層理，表明水動(dòng)力條件很弱，為在河道、分流河道之間地勢較低的地帶形成淺覆水的局限環(huán)境，有利于植被的大量發(fā)育；并且泥巖中常見黃鐵礦結(jié)核，表明河流的河漫沼澤和三角洲平原沼澤屬于還原環(huán)境，有利于植被的保存。因此，河流的河漫沼澤、三角洲平原沼澤是烴源巖最發(fā)育的微相，常見煤層、炭質(zhì)泥巖發(fā)育。天然堤的沉積物類型為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與粉砂巖互層，具有明顯的洪水期和枯水期之分。枯水期暴露于水面之上，有利于植被的大量發(fā)育，但由于直接暴露在空氣中，保存條件較差，巖心觀察發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)主要為炭屑。河流的河漫灘和三角洲分流河道間沉積物類型主要為粉砂巖、泥巖，水動(dòng)力條件和氧化還原條件都介于天然堤和河漫沼澤、沼澤之間，烴源巖發(fā)育中等。

圖13 巖心素描及巖心照片(PYBB井)

4.3 煤系烴源巖的沉積模式

珠江口盆地恩平組河流環(huán)境和三角洲環(huán)境是煤系烴源巖的有利發(fā)育區(qū)，到海相環(huán)境逐漸過渡為以浮游藻類為主的海相烴源巖。河流、三角洲環(huán)境的煤系烴源巖發(fā)育具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性，在對(duì)珠江口盆地恩平組河流和三角洲環(huán)境煤層發(fā)育特征、煤層發(fā)育的有利微相、各微相烴源巖發(fā)育差異及微相控?zé)N機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，建立研究區(qū)河流-三角洲體系煤系烴源巖發(fā)育模式(圖14)。

圖14 河流-三角洲體系煤系烴源巖發(fā)育模式

在河流-三角洲體系(圖14)中，煤層主要發(fā)育在河漫沼澤和三角洲平原沼澤微相，平面上受河道、分流河道的分隔而形成多個(gè)相對(duì)孤立的沉積區(qū)，總體上走向平行于分流河道方向。剖面上煤層橫向規(guī)模不大、尖滅快，被河道和分流河道砂體分割；縱向上煤層呈多層薄互層，與泥巖、河道和分流河道砂巖垂向上疊置。河漫灘和分流河道間微相煤系烴源巖發(fā)育較好，平均有機(jī)碳含量都大于1%，泥巖段富含植物碎屑和炭屑。天然堤微相煤系烴源巖的發(fā)育較差，有機(jī)質(zhì)主要為炭屑。河道和分流河道形成了河流和三角洲的骨架，是砂體最發(fā)育的微相，煤系烴源巖發(fā)育差，有機(jī)質(zhì)主要為炭屑。

4.4 煤系烴源巖與油氣勘探的關(guān)系

河流-三角洲體系煤系烴源巖是我國近海天然氣的主要貢獻(xiàn)源?？碧綄?shí)踐證明，河流-三角洲體系煤系烴源巖目前已成為南海北部斷陷盆地重要的天然氣來源。珠江口盆地白云凹陷北坡發(fā)現(xiàn)的天然氣主要為煤型氣，氣源對(duì)比分析表明天然氣與恩平組烴源巖有密切的相關(guān)性，主要源于恩平組河流-三角洲體系煤系烴源巖，如番禺35-2、番禺30-1等。

珠江口盆地恩平組煤系烴源巖與河流-三角洲體系砂體形成良好的烴源巖與儲(chǔ)層配置，垂向上煤系烴源巖與分流河道交互疊置，形成了多套互層，橫向上煤系烴源巖與河道砂、分流河道砂相鄰，有利于煤系烴源巖中生成的油氣進(jìn)入砂體中聚集成藏。珠江口盆地恩平組時(shí)期廣泛發(fā)育河流、三角洲環(huán)境，為煤系烴源巖的發(fā)育提供了有利場所；并且烴源巖現(xiàn)今已經(jīng)成熟，所以恩平組河流-三角洲體系煤系烴源巖是目前及今后勘探的重要方向。

5 結(jié) 論

珠江口盆地恩平組沉積時(shí)期，構(gòu)造活動(dòng)減弱，盆地沉降穩(wěn)定，沉積速率與沉降速率近平衡；氣候溫暖濕潤，植被繁盛；并且盆地內(nèi)大規(guī)模發(fā)育河流和三角洲環(huán)境，為煤系烴源巖的發(fā)育提供了有利的地質(zhì)條件。

珠江口盆地河流-三角洲體系煤層呈薄層狀產(chǎn)出，縱向上發(fā)育多套含煤沉積序列，橫向連續(xù)性差。河流和三角洲環(huán)境形成的煤系烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度均較高，生烴潛量和氫指數(shù)相近；有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ型；有機(jī)質(zhì)主要來自陸生高等植物，孢子和花粉含量很高，藻類的含量非常低。煤系烴源巖發(fā)育非均質(zhì)性很強(qiáng)，呈現(xiàn)明顯的微相控?zé)N的特點(diǎn)。河流環(huán)境中河漫沼澤有機(jī)質(zhì)豐度最高，其次為河漫灘和決口扇，天然堤的有機(jī)質(zhì)豐度最低；三角洲環(huán)境中沼澤微相有機(jī)質(zhì)豐度最高，其次為分流河道間，決口扇的有機(jī)質(zhì)豐度最低。河流和三角洲環(huán)境烴源巖發(fā)育均呈現(xiàn)由河道、分流河道向遠(yuǎn)離河道和分流河道的河漫沼澤、沼澤，有機(jī)質(zhì)豐度增高以及有機(jī)質(zhì)類型變好的規(guī)律。研究區(qū)呈微相控?zé)N的特點(diǎn)，各微相的古地形、水動(dòng)力條件、氧化還原條件等古地理?xiàng)l件的不同是造成各微相烴源巖發(fā)育差異的重要原因。

珠江口盆地河流-三角洲環(huán)境煤系烴源巖與河道、分流河道的大型砂體緊鄰，形成良好的烴源巖與儲(chǔ)層配置關(guān)系，有利于油氣充注成藏，是目前及今后油氣勘探的重要方向。