珠江口盆地西部文昌凹陷是中国南海北部大陆架边缘主要的油气聚集区，已发现多个油气田以及含油气构造。该区域发育有多个生烃凹陷，主要发育文昌组和恩平组2套烃源岩，这2套烃源岩在各个生烃凹陷中的发育程度和有机质类型不同，并且存在中深湖相、滨浅湖相和河沼相等多种沉积环境，具有不同的生烃特征和生烃历史，造成了该区域油气类型多样且分布复杂的特点。因此，全面系统地分析每一套烃源岩的地球化学特征及热演化程度的差异性，判识成藏条件和在成藏过程中的差异性，构建典型油藏的成藏模式，重新评价该区域的勘探潜力，为该区下一步勘探提供了依据。研究成果指导了文昌凹陷珠三南断裂下降盘系列油气田，如文昌19-9、文昌10-8等含油气构造的勘探发现。

1、区域地质背景

南海东北部珠江口盆地西部为典型的新生代盆地，南北分带，东西分块是盆地基底结构的主要特征[1,2],NE/NEE向断裂控制盆地的形成[3,4,5,6,7,8,9]，发育“三凸六凹”的构造格局（图1）。盆地的构造演化经历了4个阶段，即古新世—始新世断陷期、渐新世断拗期、早中新世—中中新世拗断期和晚中新世—现今拗陷期。伴随着构造演化，盆地的沉积也经历由陆相到海相沉积的演化过程。文昌凹陷位于珠三坳陷，呈NE—SW走向，为一“南断北超”的新生代箕状断陷，与神狐隆起、琼海凹陷、琼海凸起和阳江低凸起相邻，为研究区最主要的生烃凹陷[10,11,12,13,14,15,16]。从沉积演化方面的资料分析[1,2,3]，文昌组沉积时期是珠三坳陷湖泊发育的鼎盛期，该时期主要为还原环境，湖盆水底缺氧，有利于优质烃源岩的保存。而到恩平组沉积时期已经进入了湖盆萎缩消亡期，烃源岩品质相对于文昌组源岩较差，有机质来源以陆源输入为主，水深较浅，保存条件偏氧化环境。随沉积相带的变化，文昌、恩平2套烃源岩烃源母质的类型、生烃能力以及成熟度均有所不同。

图1珠江口盆地西部构造单元划分

2、烃源岩类型及其热演化特征

烃源岩的发育对于含油气盆地具有重要的意义，控制了含油气盆地的油气分布特征和资源潜力。对烃源岩精细评价是对复合型生油盆地油源对比、油藏分布规律和判识油藏成藏机理的基础工作，对指导探勘方向具有重要的意义。针对珠江口盆地西部多种类型的烃源岩，包括恩平组河沼相、恩平组滨浅湖相、文昌组滨浅湖相和文昌组中深湖相烃源岩，进行精细有机地球化学研究，并且结合烃源岩生烃特征，综合判识不同有机相烃源岩特征的差异性。

2.1烃源岩类型

根据已钻遇的烃源岩有机地球化学特征与生烃潜力可将源岩划分为4类，即文昌组中深湖相偏腐泥混合型、文昌组滨浅湖相偏腐殖混合型、恩平组滨浅湖相腐殖/腐泥混合型和恩平组河沼相腐殖型烃源岩。

文昌组中深湖相偏腐泥混合型烃源岩：该套源岩为文昌凹陷重要的优质烃源岩，主要沿着珠三南断裂分布，目前仅分布在文昌B凹陷，因此本研究样品取自文昌B凹陷的W8井（图1）。有机地球化学分析表明，有机质丰度（TOC）最高可达为5.22%，热解氢指数（IH）平均达545.39mg/gTOC（表1），按照陆相烃源岩地球化学评价方法标准，评价为好—特好烃源岩。有机质类型为Ⅰ—Ⅱ1型，且以Ⅱ1型生油有机质为主（图2）。源岩干酪根的碳同位素组成（δ13C）较重，δ13C值为-25.82‰～-22.13‰，平均值为-24.49‰。姥植比Pr/Ph值介于1.72～2.29之间，表现出弱氧化—还原环境特征。泥岩抽提物饱和烃中含有较丰富的水生生物藻类贡献的C30-4-甲基甾烷（C30-4-MST）（图3），为始新统源岩的典型物物标志物；同时，还检出含量很低的来自陆源高等植物输入的奥利烷（OL），但几乎没有发现陆源输入的树脂化合物“T”，反映了该烃源岩水体较深、水生生物藻类发育、陆源物输入少的菌藻类生物标志物特征。

表1文昌凹陷烃源岩地球化学特征

注：1.31～5.22/2.84(61）=最小值—最大值/平均值（样品数）；TOC为有机质丰度；IH为热解氢指数；δ13C为碳同位素

图2文昌凹陷源岩干酪根元素类型分布

文昌组滨浅湖相偏—腐殖/腐泥混合型烃源岩：目前勘探到的本套烃源岩均位于文昌B凹陷文昌19区，本文研究采集的样品为W1井、W6井和W8井（图1）。有机质丰度较高为2.15%（表1），属中等—好烃源岩级别。有机质类型为Ⅱ1—Ⅱ2型，生油为主（图2）。该相带源岩表现出比中深湖相泥岩轻的同位素特征，δ13C值为-27.8‰～-25.8‰，平均值为-26.42‰。Pr/Ph值较低，在1.8～2.7之间，表现出弱氧化—弱还原环境。泥岩抽提物饱和烃中含有水生生物藻类输入的C30-4-甲基甾烷（图3），但其丰度不高；还检出含量不低的来自陆源高等植物输入的奥利烷和陆源输入的树脂化合物“T”，反映了该类烃源岩有机质中水生有机质的来源较少，而陆源有机质的贡献较多。

恩平组滨浅湖相腐殖/腐泥混合型烃源岩：在文昌A凹陷和文昌B凹陷都发育有大面积的恩平组滨浅湖相烃源岩，本文研究采集的样品位于文昌A凹陷W11井、W9井和文昌B凹陷的W1井、W8井等（图1），这些样品均为典型的恩平组滨浅湖相沉积环境，样品具有很好的代表性。有机碳含量较高，平均为1.37%（表1）；达到中等—好烃源岩级别，具有良好的生烃潜力，有机质类型为Ⅱ2—Ⅲ型，油气兼生（图2）。岩样干酪根碳同位素，表现出比中深湖相较轻的同位素组成特征，δ13C值为-28‰～-26‰，平均值为-27.47‰。Pr/Ph值比较大，普遍大于3，表现出偏氧化环境。泥岩抽提物饱和烃中不含有或者微含水生生物藻类输入的C30-4-甲基甾烷（图3），样品中含有丰富的来自陆源高等植物输入的奥利烷和陆源输入的树脂化合物“T”，指示了陆源有机质的贡献比较大。

恩平组河沼相腐殖型烃源岩：主要分布在文昌A凹陷北斜坡带，本文研究样品位于文昌A凹陷北斜坡的W10井（图1），该区域是典型的河沼相沉积特征，因此本文研究的样品具有很好的代表性。源岩显示出了典型Ⅲ型干酪根特征（图2），具有较低的氢指数（表1）；不同样品差别较大，与部分样品中发育的煤线有关；源岩干酪根的碳同位素组成相对较低，δ13C值为-30.02‰～-26.67‰，平均值为-28.43‰。Pr/Ph值较高，最高达7.35，一半以上的样品大于3，表现出偏氧化沉积环境的特点。不含有或者微含有来自于水生生物的C30-4-甲基甾烷（图3），但普遍检出含量较高的来自陆源高等植物输入的奥利烷和树脂化合物“T”，表明研究区恩平组河沼相—腐殖型烃源岩沉积有机质输入以陆源有机质为主。

图3文昌凹陷源岩饱和烃质量色谱特征对比

2.2烃源岩热演化特征

盆地模拟结果显示，文昌组源岩埋深大，热演化程度高，在恩平组沉积初期，已有部分地区的文昌组开始成熟，随着上覆地层不断加厚，烃源岩热演化程度不断升高，过成熟（RO>2.0%）、高成熟（RO=1.3%～2.0%）和成熟（RO=0.6%～1.3%）范围逐渐由凹陷中心向边缘浅部位扩展（图4）。现今文昌组烃源岩绝大部分已进入高—过成熟阶段，仅凹陷边缘地区和北斜坡处于正常成熟范围。盆地模拟结果显示，文昌A凹陷的文昌组源岩生排烃高峰期在珠海组沉积期之前。事实上，发育于凹陷中心的中深湖相文昌组源岩生排烃高峰可能会早一些（大约在恩平组沉积晚期），而位于斜坡的文昌组生排烃高峰应在珠海组—珠江组沉积期。

恩平组烃源岩在珠三坳陷以文昌A凹陷最为发育，滨浅湖相及河沼相分布广泛，由于沉积中心的迁移及相带变化，沉积厚度变化区间介于200～1600m之间。现今恩平组烃源岩层的绝大部分已处于成熟—高成熟期，在文昌A凹陷沉积中心，恩平组下部进入过成熟阶段（图4）。这套富含Ⅱ2—Ⅲ型母质的烃源岩以生轻质油和天然气为主，盆地模拟结果显示其主要生排油期在珠江组沉积时期和韩江组沉积末期至今，排气高峰为珠江组沉积期和粤海组沉积末期至今，与本区圈闭形成合理的时空配置，利于聚集成藏，目前凹陷中部及其周缘发现油气藏的烃类大多数来自这套源岩[17,18,19,20,21,22]。

图4文昌凹陷烃源岩顶面现今成熟度平面分布特征

3、油气地球化学特征及来源

珠江口盆地西部文昌凹陷的烃源岩主要分布在始新统文昌组和渐新统恩平组，其中文昌组以中深湖相、滨浅湖相分布为主，而恩平组广泛分布滨浅湖相、河沼相。不同层系和类型的烃源岩在空间上交叉叠置，使得本区的油源对比、含油气系统划分及相关资源评价异常复杂[17,18,19]。本研究将针对文昌凹陷中心以垂向运聚成藏为主的油气藏，从油藏中原油的地质地球化学特征研究入手，对比研究不同区带油气藏中油气特征和类别，进一步判识不同区域油气来源[20,21,22,23,24]。

3.1文昌A凹陷油气地球化学特征与油源

文昌A凹陷中心区域的原油样品具有凝析油的特征，密度小（表2），平均值为0.7783g/cm3(20℃），颜色为黄色—淡黄色，该区原油的全油碳同位素组成较低。凹陷储层原油整体反映成熟度的参数Ts/Tm相对较大（图5），说明储层原油具有成熟—高成熟原油特征；反映沉积环境的参数Pr/Ph值较大，表明了其烃源岩形成于偏氧化的沉积环境和富含黏土矿物；反映陆源有机质贡献的奥利烷指数、树脂化合物“T”含量的比值参数较大，而反映水生有机质来源的参数C30-4-甲基甾烷/C29规则甾烷（∑C30-4-MST/∑C29ST）值较小，说明储层原油主要来源于陆源有机质（图6）。对比相关图件，可以判断文昌A凹陷中心区域储层原油主要来源于恩平组滨浅湖相腐殖/腐泥混合型烃源岩，并且已经得到了勘探实践的证实[7]。而整体上储层包裹体烃与文昌组烃源岩具有很好的相关性，它们都含有相对较高的C30-4-甲基甾烷，不含有或者微含有树脂化合物“T”和奥利烷，反映了它们主要是来源于水生有机质的贡献（图6）。这间接说明早期油气来源于文昌组烃源岩，只是后期可能被驱替。

表2文昌凹陷原油物性特征

文昌A凹陷油气分布特征非常复杂，凹陷内部文昌9-1构造W11井和文昌9-2构造W12井天然气以烃类气为主，仅含少量N2和CO2；烃类气中甲烷含量达到68.7%～77.9%,C1/∑C1-C5值为0.74～0.84，δ13C1值在-43.44‰～-38.25‰之间，为典型的成熟油型气，与本构造原油（凝析油）同源，均来自恩平组滨浅湖相烃源岩（表3）。

图5文昌凹陷原油饱和烃质量色谱特征对比

而位于珠三南断裂下降盘上的文昌14-3构造W13井珠海组下部天然气分析结果显示，甲烷含量为37.99%～43.62%,CO2含量高达38.87%～47.99%（表3），且δ13CCO2值偏高，为幔源无机成因CO2。文昌9-6构造同位于珠三南断裂下降盘，构造中W9井天然气组成以CO2为主，含量为69.04%～89.26%,CO2的碳同位素值为-4.9‰～-4.57‰，属于无机成因；烃类气中，甲烷含量为7.76%～23.54%，甲烷碳同位素值较高，根据碳同位素和烃类气体的组成特征判识，烃类气介于煤型气和油型气之间，推测其可能来源于以陆源有机质为主的恩平组滨浅湖相烃源岩。

3.2文昌B凹陷油气地球化学特征与油源

文昌B凹陷油藏样品主要在珠三南断裂下降盘文昌19-1构造区的W1井、W2井、W3井、W4井、W5井、W6井、W7井和W14井，主要分布于珠江组二段，珠海组二段砂岩。该区原油为黑色，密度较大，高蜡高硫，具有我国陆相原油的一般特征（表2）。根据全油碳同位素值和C30-4-甲基甾烷的含量（图7），可以将文昌B凹陷原油划分为3种类型：

（1）中深湖相原油：为研究区分布最广、最具典型特征的原油类型，主要包括文昌19油区南部的W1井、W2井、W3井及北部的W4井。该类原油的全油碳同位素组成较高；Pr/Ph值较低，反映了它们都主要形成于偏还原的沉积环境；C30-4-甲基甾烷含量较高，而不含有或者微含有树脂化合物“T”，反映了它们陆源有机质的贡献较少，主要来源于水生有机质。油源对比表明，该类原油来源于文昌组中深湖相偏腐泥混合型烃源岩。

图6文昌A凹陷储层原油和包裹体烃OL/C30H与∑C30-4-MST/∑C29ST关系

注：∑C30-4-MST/∑C29ST为C30-4-甲基甾烷/C29规则甾烷；OL/C30H为奥利烷/C30αβ-藿烷

（2）混合型原油：以W5井和W6井油样为代表，全油碳同位素组成中等，δ13值分布在-25.1‰～-26.6‰之间，含有一定数量的C30-4-甲基甾烷和一定数量的树脂化合物“T”；该类原油兼有中深湖相偏腐泥混合型和滨浅湖相偏腐殖混合型原油的特征，来源于文昌组中深湖相偏腐泥混合型和滨浅湖相偏腐殖混合型烃源岩的混合成因。

图7文昌B凹陷原油与典型烃源岩δ13C与∑C30-4-MST/∑C29ST分布

注：∑C30-4-MST/∑C29ST为C30-4-甲基甾烷/C29规则甾烷；δ13C为碳同位素值

（3）滨浅湖相原油：目前仅在W7井、W14井个别油层发现，该类原油显著的特征是全油碳同位素值非常低为-30.2‰，正构烷烃碳同位素值也明显低于其他原油。含有一定数量的C30-4-甲基甾烷，陆源来源的指标较低，例如含有较少的树脂化合物“T”和奥利烷，该类原油的烃源岩可能主要是来源于埋藏更浅的文昌组滨浅湖相偏腐殖混合型烃源岩。

表3文昌凹陷天然气组分及同位素数据

文昌B凹陷天然气以烃类气为主（表3），除了W7井外其余井烃类气中甲烷含量达到54.66%～70.25%,C1/∑C1-C5值为0.59～0.89，δ13C1值在-50.4‰～-37.52‰之间，为典型的成熟油型气，与本构造原油同源，均来自文昌组湖相烃源岩。

4、油气成藏特征及勘探潜力

文昌凹陷烃源岩现今已进入成熟—过成熟阶段，油气成藏可细分为凸起/隆起区的远源侧向运移聚集成藏以及凹陷中心和珠三南断裂带近源垂向运聚成藏2种主要成藏形式。油藏的分布规律复杂，具有“多源供烃、复合输导、多期运聚、复式成藏”的模式，为加大该区域下一步的勘探，必须进行更深入的分析。在油气来源分析和盆地模拟的基础上，结合流体包裹体分析，针对珠三南断裂带的文昌10-8和文昌19-9共2个典型含油气构造的成藏特征进行探讨，判识文昌凹陷珠海组油气藏和恩平组油气藏成藏特征的差异性，为明确下一步的勘探方向提供有效的依据。

4.1油气成藏特征

文昌A凹陷东南边缘的文昌10-8构造在下中新统珠江组及珠海组发现了大量油气显示[25]，原油油质总体较轻，密度（20℃）为0.776～0.817g/cm3，同时具备了来自湖相母质和陆源输入有机质的特征，可判断该构造原油来源于始新统文昌组和下渐新统恩平组烃源岩，主要为后期恩平组源岩的贡献。文昌B凹陷东北边缘的文昌19-9构造在珠海组和恩平组发现了大量油气显示，恩平组原油地面分析密度（20℃）为0.8047～0.8186g/cm3，原油碳同位素值非常低为-30.2‰，含有一定数量的C30-4-甲基甾烷、较少的树脂化合物“T”和奥利烷，主要是来源于埋藏更浅的文昌组滨浅湖相偏腐殖混合型烃源岩。

文昌10-8构造的W15井珠海组三段的砂岩中发现有发黄绿色荧光的烃类包裹体（图8），包裹体发育较好，主要呈线状、群状或独立状分布于石英颗粒的微裂隙中，均一温度分布范围为90.2～121.9℃，同期盐水包裹体均一温度分布范围为108.8～135.5℃（图9），包裹体分析证实文昌10-8构造珠海组至少存在一期原油充注。结合单点埋藏史图推算该井珠海组三段油气充注时间约为4.1～0.2Ma（图10），在上新统万山组沉积早期到第四系沉积晚期，与恩平组烃源岩对应。

在该区域，大部分文昌组烃源岩生烃时间明显早于圈闭的形成时间，使得早期生成的油气沿断层运移至上部储层，由于缺乏有效的盖层而散失；而恩平组烃源岩的生烃时间相对较晚，生成的油气可以在储层圈闭中成藏。

流体包裹体分析表明，文昌19-9构造中W14井恩平组一段的砂岩中发现发黄绿色荧光和微弱荧光的烃类包裹体（图11），其同期盐水包裹体均一温度范围分别为85～85.9℃和101.4～121℃；同时检测到少许气态烃包裹体，其同期盐水包裹体均一温度范围为109.4～117.1℃（图9）。依据该井埋藏史图可推导2次原油充注时间分别约为19.1～18.2Ma和8.7～1Ma，天然气充注时间为5.3～2.6Ma，与晚期原油充注同期（图10）。

而从油气成藏模式剖面上看，凹陷深部文昌组中深湖相偏腐泥型烃源岩生成的油气沿珠三南断裂向上垂向运移大约在19.1～18.2Ma进入珠海组储层中聚集成藏，而恩平组油藏充注时间为8.7～1Ma，来源于文昌组滨浅湖相偏腐殖混合型烃源岩（图12）。

4.2勘探潜力

文昌凹陷珠三南断裂带的文昌10-8构造及文昌19-9构造位于油气运聚的优势区域，以垂向油气运移成藏为主，晚渐新世以来走滑—伸展性质的珠三南断裂充当了关键的垂向运移通道，能获得持续、多期的油气充注。造成这种现象的主要原因是烃源岩的时空配置不同，文昌凹陷具备文昌组和恩平组2套叠置的烃源岩，有效烃源岩的沉积分布范围广，不同区域与埋深的烃源进入成熟阶段及生排烃时间有所不同。凹陷中心文昌组和恩平组烃源岩均已达高成熟度阶段，在文昌A凹陷储层原油均与恩平组烃源岩相对应，并没有发现典型的文昌组原油；虽然文昌组烃源岩生烃时间早，但是原油可以沿着断层垂向运移至上部储层，因此文昌A凹陷早期形成的有效圈闭是文昌组原油勘探的重点。凹陷边缘区域由于烃源岩埋藏相对浅，烃源岩生烃时间相对较晚，文昌组原油和恩平组原油均有可能在凹陷边缘聚集成藏，再加上凹陷中心生成的油气也可沿着断层运移至上部储层，然后沿着断层、砂体、层面组成的联合通道运移至凹陷边缘，所以该区域也具有较大的勘探潜力。珠江口盆地西部文昌19-9构造首次在恩平组钻遇厚层优质油层，油气主要来自文昌组滨浅湖相偏腐殖混合型烃源岩，与典型文昌组中深湖相偏腐泥混合型来源的原油存在明显差异，该成果提升了文昌组滨浅湖相偏腐殖混合型烃源岩作为重要烃源岩供给油气的贡献比例，开拓了新的勘探领域，该领域勘探潜力大，是下步增储上产的重点领域。

图8文昌凹陷W15井烃类包裹体特征

(a)—(b）透射光/荧光，3968.5m，黄绿色荧光，有机包裹体；（c)—(d）透射光/荧光，3990m，黄绿色荧光，有机包裹体

图9文昌凹陷W15井（a）和W14井（b）流体包裹体均一温度直方图

5、结论

通过对文昌凹陷烃源岩、原油和天然气样品的地球化学分析，并结合盆地模拟、生物标志物和流体包裹体的研究，对珠江口盆地西部文昌富烃凹陷油气来源和成藏特征等方面的研究取得了以下认识：

（1）文昌凹陷发育文昌组、恩平组“两套四类”烃源岩，从文昌组中深湖相偏腐泥混合型到恩平组河沼相腐殖型随着有机质类型的变化，生烃母质中陆源有机质的比例逐渐增加，而水生有机质贡献的比例逐渐减少，生烃能力依次减弱，沉积环境由偏还原的逐渐变为偏氧化。

图10文昌凹陷W15井（a）和W14井（b）井埋藏史

图11文昌凹陷W14井烃类包裹体特征

(a)—(b）透射光/荧光：2914.5m，较亮荧光，烃类包裹体；（c)—(d）透射光/荧光：2883.5m，气泡壁发荧光，含烃包裹体

（2）文昌A凹陷油气具备混合来源特征，但以凹陷内恩平组滨浅湖相腐殖/腐泥混合型烃源岩来源为主。文昌B凹陷油气同源，文昌19-1构造南部的W1井、W2井、W3井及北部的W4井原油为典型的中深湖相原油；文昌19-1构造的W5井和W6井原油来源于文昌组中深湖相和滨浅湖相烃源岩的混合成因；文昌19-1构造北部的W7井和W14井原油来源于文昌凹陷滨浅湖相烃源岩。

（3）文昌10-8构造存在多期持续的油气充注过程，其中上新统万山组沉积早期到第四系晚期的烃类充注是研究区的主要成藏期。文昌19-9构造存在2期油气充注，时间分别约为19.1～18.2Ma和8.7～1Ma。

（4）珠江口盆地西部文昌19-9构造首次在珠三南断裂带西段古近系恩平组获得商业发现，进一步证实了“多源供烃、复合输导、多期运聚、复式成藏”的模式，提升了文昌组滨浅湖相偏腐殖混合型烃源岩作为重要烃源岩供给油气的贡献比例，开拓了新的勘探领域，该领域勘探潜力大，是下步增储上产的重点领域。

图12文昌19-9构造油气成藏模式（剖面位置见图1)

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基金:中海石油(中国)有限公司科技项目“中海油‘十三五’油气资源评价”(编号:YXKY-2018-KT-01)资助.