珠江口盆地白云凹陷碎屑岩—碳酸盐岩混源型深水峡谷体系特征与控制因素

doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2024.037

地球科学进展 ›› 2024, Vol. 39 ›› Issue (5): 532 -548. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2024.037

层序地层学上一篇

珠江口盆地白云凹陷碎屑岩—碳酸盐岩混源型深水峡谷体系特征与控制因素

柳保军 ¹ ^, ²(

), 张向涛 ¹ ^, ², 颜晖 ¹ ^, ², 吴宇翔 ¹ ^, ², 谢世文 ¹ ^, ², 石宁 ¹ ^, ², 陈淑慧 ¹ ^, ², 向绪洪 ¹ ^, ²

^1.中海石油深海开发有限公司，广东深圳 518054
^2.中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东深圳 518054

收稿日期:2024-03-07 修回日期:2024-04-23 出版日期:2024-05-10
基金资助:
国家重大科技专项(2016ZX05026-003-003);中海石油深海开发有限公司承担“十四五”重大科技项目(KJGG2022-0102)

Characteristics and Controlling Factors of a Mixed-source Deep-water Canyon System of Clastic and Carbonate Rocks in the Baiyun Depression, Pearl River Mouth Basin

Baojun LIU ¹ ^, ²( ), Xiangtao ZHANG ¹ ^, ², Hui YAN ¹ ^, ², Yuxiang WU ¹ ^, ², Shiwen XIE ¹ ^, ², Ning SHI ¹ ^, ², Shuhui CHEN ¹ ^, ², Xuhong XIANG ¹ ^, ²

^1.China National Offshore Oil Corporation Deepwater Development Ltd. , Shenzhen Guangdong 518054, China
^2.Shenzhen Brach of China National Offshore Oil Corporation China Ltd. , Shenzhen Guangdong 518054, China

Received:2024-03-07 Revised:2024-04-23 Online:2024-05-10 Published:2024-06-03
About author:LIU Baojun, Senior engineer, research areas include petroleum reservoir prediction and comprehensive research on deepwater exploration. E-mail: liubj2@cnooc.com.cn
Supported by:
the National Major Science and Technology Project(2016ZX05026-003-003);The CNOOC Deep Sea Development Co., Ltd. Undertook the 14th Five Year Plan Major Science and Technology Project(KJGG2022-0102)

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珠江口盆地白云凹陷中新世珠江组SQ21.0层序发育与混源型深水峡谷体系有关的规模深水扇砂岩岩性油气藏。基于钻井约束下的三维高精度层序地层分析，系统解剖白云凹陷中新世SQ21.0层序碎屑岩—碳酸盐岩混源型深水峡谷体系的形态、充填演化与主控因素。研究显示该混源型深水峡谷体系自陆架坡折带向南部陆坡延伸超150 km，呈SN向展布于白云凹陷东区；该峡谷体系呈现上陆坡峡谷体系头部、中陆坡白云东洼区和下陆坡云荔低隆起—荔湾凹陷区等三段式发育特征，剖面形态由上陆坡的“V”型演变为中下陆坡的“U”型—“W”型，平面上由多条发散状峡谷水道演变为一条大型深水峡谷体系。受古珠江三角洲—东沙陆隆起台地双物源演化、相对海平面变化、陆架坡折和限制性陆坡地貌等共同控制，在强制海退期—低位期发育古珠江三角洲和东沙隆起滨岸体系供源的富砂型峡谷水道体系，而在相对海平面上升的海侵期—高位期发育大规模泥质/碳酸盐岩台地供源的峡谷水道体系，强烈下切侵蚀出现在限制性强的陡坡区，充填物相对富泥或富灰质。近SN向分布的泥/灰质水道峡谷体系切过近EW向展布的鼻状构造带和下覆早期富砂深水扇体形成大规模的岩性圈闭群，为近期深水区岩性圈闭勘探的重点突破领域。

关键词: 白云凹陷, 混源型深水峡谷体系, 陆坡限制性地貌, 古珠江三角洲, 碳酸盐岩台地

The Miocene SQ21.0 sequence of the Zhujiang Formation in the Baiyun Depression, Pearl River Mouth Basin, developed large-scale deep-water fan sandstone stratigraphic reservoirs related to a mixed-source deep-water canyon system. Based on the 3-dimensional high-resolution sequence stratigraphy method constrained by drilling data, this study details the morphology, filling evolution, and main controlling factors of a mixed-source deep-water canyon system of clastic and carbonate rocks in the SQ21.0 sequence during the Miocene in the Baiyun Depression, Pearl River Mouth Basin. Our findings show that the mixed-source canyon system extends >150 km from the continental shelf break to the southern slope and is distributed in a SN direction in the eastern area of the Baiyun Depression, which presents a characteristic three-segment pattern, such as the head of the upper slope canyon system, Baiyun East Depression on the middle slope, and Yunli Low Uplift Liwan Depression on the lower slope. The profile topology has evolved from a V-shaped upper slope to a U-W-shaped middle and lower slope, and in the plane, it has evolved from multiple divergent canyons into a large canyon system. The development and distribution of the mixed-source canyon system of the Zhujiang Formation were controlled by the evolution of the dual source of the Paleo-Pearl River Delta-Dongsha Uplift platform, relative sea-level changes, shelf breaks, and restricted slope landforms. During the early forced regression of relative sea-level decline, a sand-rich canyon channel system supplied by the coastline system of the Paleo-Pearl River Delta and Dongsha Uplift developed, with significant erosion to the shelf-break-outer shelf and restricted slope change areas. Conversely, during transgression to the highstand period of relative sea level rise, with the retreat of the Paleo-Pearl River Delta source and rapid growth of reefs on the Dongsha Uplift platform, a large-scale canyon channel system supplied by argillaceous/carbonate detritus developed, with intense incision erosion occurring in the upper-middle section of the strongly restricted steep slope filled with relatively rich mud or lime debris. Canyon channel systems were filled with mud or lime debris, with a near-NS-oriented distribution, cutting across the nose-shaped structural belts and underlying early deep-water sand fan bodies in the near EW direction, forming large-scale stratigraphic trap groups which serve as key breakthrough areas for the recent exploration of stratigraphic traps in Baiyun deep-water areas.

Key words: Baiyun sag, Mixed source canyon system, Restricted slope landforms, The Paleo Pearl River Delta, Carbonate platform

中图分类号:

P618.13

图1 白云深水区古珠江三角洲与东沙隆起台地供源下的陆架边缘—峡谷体系响应特征图

Fig. 1 Response characteristics of shelf margin-canyon system supplied by the paleo Pearl River Delta and the Dongsha Uplift in the Baiyun deep-water area

图2 珠江口盆地白云深水区新生代地层充填序列图

Fig. 2 Cenozoic stratigraphic filling sequence of the Baiyun deep-water area in the Pearl River Mouth Basin

图3 白云凹陷古珠江三角洲—东沙隆起双物源供给下的层序结构特征
（a）白云凹陷古珠江三角洲供源下的层序结构特征；（b）东沙隆起台地供源下的层序结构特征；（c）典型井揭示的岩性组合特征；剖面位置见图1AA ’和BB ’

Fig. 3 Sequence architecture characteristics of Baiyun Sag under the dual source supply of the ancient the Pearl River Delta and Dongsha Uplift
（a） Sequence architecture characteristics of Baiyun sag under the source supply of the ancient the Pearl River Delta；（b） The sequence architecture characteristics under the source of the Dongsha Uplift platform；（c） The lithological combination characteristics revealed by typical wells； The sectional positions are shown in Fig. 1 AA ’ and BB ’

图4 白云深水区混源型峡谷体系典型特征

Fig. 4 Typical characteristics of mixed source canyon system in the Baiyun deep-water area

图5 碎屑岩物源主控陆坡峡谷体系形态与充填特征

Fig. 5 Morphology and filling characteristics of the slope canyon system dominated by clastics sources

图6 混源型峡谷体系地震剖面沉积结构特征
（a）上陆坡峡谷体系结构特征剖面；（b）中陆坡峡谷体系特征剖面；（c）和（d）下陆坡峡谷体系结构特征剖面，位置见图5和图7

Fig. 6 Seismic sedimentary architecture characteristics of mixed source canyon systems
（a） The architectural characteristic profile of the upper slope canyon system；（b） The architectural characteristic profile of the middle slope canyon system；（c） and （d） The architectural characteristic profile of the lower slope canyon system， see Fig. 5 and Fig. 7 for profile locations

图7 碳酸盐岩物源主控陆坡峡谷体系形态与充填特征

Fig. 7 Morphology and filling characteristics of the slope canyon system dominated by carbonate rock sources

表1 陆坡峡谷体系整体特征

Table 1 Overall characteristics of the continental slope canyon system

类别	强制海退期—低位期			海侵期—高位期
类别	剖面结构	平面形态	充填特征	剖面结构	平面形态	充填特征
上陆坡区（峡谷头部）	“V”型，杂乱反射	面流型和线流型水道，坡折附近发育大型下切谷	下切侵蚀，泥质充填物为主	“V”型，加积	直线型，垂直陆架坡折NNW到NE向展布	强烈下切侵蚀，主要是碳酸盐岩碎屑充填
中陆坡区（白云东洼段）	断续透镜状	叠覆高弯度水道复合体，见决口扇朵叶	侵蚀加积，砂泥质充填物为主	“U”型，侧迁	直线型，多峡谷汇聚为近SN向展布	强烈下切侵蚀，碳酸盐岩碎屑为主要充填物
下陆坡区（云荔低隆起—荔湾凹陷）	席状	高弯度水道化朵叶复合体	富砂沉积为主	复合“V-W”型，深切加积充填	发散直线型，东侧峡谷可分为3支	侵蚀加积，主要充填碳酸盐岩、砂泥质碎屑

表1 陆坡峡谷体系整体特征

Table 1 Overall characteristics of the continental slope canyon system

类别	强制海退期—低位期			海侵期—高位期
类别	剖面结构	平面形态	充填特征	剖面结构	平面形态	充填特征
上陆坡区（峡谷头部）	“V”型，杂乱反射	面流型和线流型水道，坡折附近发育大型下切谷	下切侵蚀，泥质充填物为主	“V”型，加积	直线型，垂直陆架坡折NNW到NE向展布	强烈下切侵蚀，主要是碳酸盐岩碎屑充填
中陆坡区（白云东洼段）	断续透镜状	叠覆高弯度水道复合体，见决口扇朵叶	侵蚀加积，砂泥质充填物为主	“U”型，侧迁	直线型，多峡谷汇聚为近SN向展布	强烈下切侵蚀，碳酸盐岩碎屑为主要充填物
下陆坡区（云荔低隆起—荔湾凹陷）	席状	高弯度水道化朵叶复合体	富砂沉积为主	复合“V-W”型，深切加积充填	发散直线型，东侧峡谷可分为3支	侵蚀加积，主要充填碳酸盐岩、砂泥质碎屑

图8 白云凹陷珠江组下段重矿物组合特征

Fig. 8 Heavy mineral assemblage characteristics of the lower Zhujiang Formation in Baiyun depression

图9 白云凹陷珠江组下段沉积年代与岩石物质组成特征
（a）H1综合柱状图；（b）H5井综合柱状图；（c）H1井1 419 m藻黏微晶藻屑灰岩，藻屑（RH）和有孔虫（FO）分布在造礁骨架之间（-）；（d）H5井2 176.1 m有孔虫和藻屑（-），孔隙发育较差，连通性差；（e）H5井2 217.5 m生屑灰岩和钙质砂岩，生屑以有孔虫为主，见少量藻屑（-）；（f）H5井2 217.5 m处见有孔虫、红藻碎片和碎屑颗粒紧密接触（+）；（g）H5井2 218.5 m细长石岩屑砂岩，孔隙发育好，连通性中等（-）；（h）H5井2 218.5 m有孔虫及少量白云石分布在碎屑颗粒之间（-）

Fig. 9 Sedimentary age and rock material composition characteristics of the lower Zhujiang Formation in Baiyun depression
（a） The comprehensive chart of H1；（b） The comprehensive chart of Well H5；（c） The 1 419 m algal sticky microcrystalline algal debris limestone of Well H1， with a large amount of algal debris （RH） and foraminifera （FO）（-）；（d） 2 176.1 m foraminifera and algal debris （-） in Well H5， with poor pore development and poor connectivity；（e） A 2 217.5 m bioclastic limestone and calcareous sandstone from Well H5， with foraminifera as the main bioclastic and a small amount of algal debris （-） observed；（f） The close contact （+） between foraminifera， red algae fragments， and debris particles was observed at 2 217.5 m in Well H5；（g） The 2 218.5 m slender lithic sandstone of Well H5， with well-developed pores and moderate connectivity （-）；（h） The foraminifera and a small amount of dolomite are mainly found at 2 218.5 m in Well H5 （-）

图10 SQ21.0古地貌特征图与主要沉积单元叠合图

Fig. 10 SQ21.0 sequence sedimentary paleogeomorphology and main sedimentary units overlay map

图11 碳酸盐岩生物礁及灰岩峡谷水道发育特征图
（a）灰质峡谷充填源汇响应特征图；（b）灰岩峡谷体系内部地震反射结构特征

Fig. 11 Development characteristics comparison of carbonate reefs and limestone canyon system
（a） The response characteristics of filling source and sink in Limestone Canyon；（b）The seismic reflection architecture characteristics inside the Limestone Canyon system

图12 白云东区储层及岩性圈闭发育模式图

Fig. 12 Development model of reservoir and lithological traps in the Baiyun east area

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