摘 要：油气勘探成果巳证实白云凹陷及其邻区是富烃凹陷，但对于其生烃能力到底如何?是不是一个大型富生烃凹陷?尚有争议。为此，基于油气地质理论研究进展，对该凹陷重新开展了地震解释工作，再认识其深部结构和沉积特征，以源热共控论为指导分析烃源岩热作用，评价其油气资源勘探潜力。结果表明：该凹陷是南海北部大陆边缘珠江口盆地深水区面积超过1×104km2、最大沉积地层厚度超过10000m、新生代地层发育最全的深大凹陷，经历了裂谷期、裂后坳陷期和新构造期3期演化；该凹陷为叠合凹陷，始新世文昌组整体以滨、浅湖相沉积为主，局部发育中深湖相，早渐新世恩平组为海陆过渡相 局限海相沉积，晚渐新世为浅海相沉积，新近系 第四系为深海沉积；白云凹陷发育文昌组湖相、恩平组海陆过渡相和珠海组浅海相3套性质不同的烃源岩，其中主力烃源岩恩平组主要由煤系地层和浅海相泥岩组成；地温梯度高，热流值高，属于热凹。结论认为：该凹陷属于“源(烃源岩)足热(热流值)足”型凹陷，主凹槽以生气为主，其他部位以生油为主，油气资源量可观勘探潜力巨大；该凹陷目前油气资源探明程度低，剩余油气勘探潜力大。
关键词：珠江口盆地 白云凹陷 深水区 海陆过渡相 煤系烃源岩 热盆 源热共控论 油气资源勘探潜力
The Baiyun Sag：A giant rich gas-generation sag in the deepwater area of the Pearl River Mouth Basin
Abstract：The previous exploration results have proved that the Baiyun Sag and its nearby areas are rich with hydrocarbon resources，but it is still controversial whether it is really a large-scale prolific sag with a great hydrocarbon-generation capacity．In view of this，based on the research advances in the present hydrocarbon geological theory，we re-conducted a seismic interpretation to have a better understanding of its deep structures and sedimentary features and evaluate its resource potential through an integrated analysis of thermal effects of source rocks guided by the theory of”co control of source and heat”．The following findings were obtained．(1)The Baiyun Sag，a deep and large sag in the deep water area of the Pearl River Mouth Basin．covers an area of over 10000km2 in the continental margin of the northern South China Sea，where the maximum thickness of the sedimentary strata is more than 10000m and the Cenozoic strata are found developed completely．(2)The Baiyun Sag experienced three phases of evolution including the rifting period，depression period and neo-tectonic period．(3)The Baiyun Sag is a superimposed sag，with the Eocene Wenchang Fm dominated by shore and shallow lake sediments，and medium deep lake facies developed locally．The Early Oligocene Enping Fm was sea-land transition phase-limited Marine sediments；the Late Oligocene was shallow sea facies；and the Neogene Quaternary was deep sea deposits．(4)Three sets of hydrocarbon source rocks with different petrophysical properties were developed in the Baiyun Sag which included lacustrine facies of Wenchang Fm，sea and land transition phase of Enping Fm and neritic facies of Zhuhai Fm．Coal measures strata and neritic facies mudstone in the Enping Fm is the main hydrocarbon source rocks．(5)The Baiyun Sag is a hot concave which has high geothermal gradients and high heat flow values．Co-controlled by source and heat，the Baiyun Sag is considerably rich with hydrocarbon source rocks and high heat flow values．With the main groove given priority to gas source kitchen and other parts to oil source kitchen，the Baiyun Sag has a great exploration potential although in the present state of low-degree proved reserves．
Keywords：Pearl River Mouth Basin，deepwater area，Baiyun Sag，sea land transition phase，coal-measure source rock，heat basin,co-control of source and heat，resources potential
白云凹陷在区域构造上位于南海北部大陆边缘陆坡区珠江口盆地南部珠二坳陷内，水深介于200～3000m(图1)，北、南两侧分别是番禺低隆起和南部隆起带，西侧是云开低凸起，东侧是东沙隆起。白云凹陷面积约1.206×104km2，最大沉积厚度达11000m，充填地层为新生界，除古新统神狐组未钻遇外，其他地层均已被钻井所证实。
对白云凹陷及其邻区的油气勘探工作迄今已经历了4个阶段：第一阶段，20世纪70年代末期至80年代初期，地球物理勘探与初评阶段，该凹陷作为全盆地的一部分，在对珠江口盆地整体实施以地震勘探为主的勘查阶段，地震测线覆盖了白云凹陷及其邻区，在随后的资源评价过程中，也对该凹陷的地质特征、油气地质条件、资源潜力等作出了首次评价，认为其油气资源量约占整个珠江口盆地的一半，勘探潜力很大；第二阶段，20世纪80年代中期至90年代初期，对白云凹陷及其周边的一些大型构造圈闭展开评价并实施了钻探，但除了见到一些油气显示外，没有获得一个商业性发现，甚至连一个油气层都没有被发现[1-2]；第三阶段，20世纪90年代中期至2003年，综合评价和浅水区突破阶段，重新评价认为白云凹陷属于深大凹陷，烃源岩发育，油气显示活跃，地震剖面上断层带附近常常见到气烟囱现象，在凹陷北坡的反向断裂带实施钻探，发现了番禺30等一批大中型气田；第四阶段，2004年以后至今，浅水区的钻探成功证实了该凹陷的生烃潜力，因而除了在浅水区持续勘探以外，还开始了新一轮的深水勘探，2006年在水深1481m处钻探发现了荔湾3-1大气田，迄今白云凹陷深水区已钻探了一大批构造，发现多个油气田[3-6]。白云凹陷及其邻区的上述勘探成果，足以证实该凹陷是富烃凹陷，但与预期相比尚有很大差距。因此，该凹陷生烃能力到底如何、是不是一个大型富生烃凹陷?既存在争议又备受关注。
近年来关于富生烃凹陷的研究取得了里程碑式的新进展。全球(包括我国)绝大多数油气(常规与非常规)主要形成于富生烃凹陷已是共识，找油气必先找富生烃凹陷；找大油气田群更是首先要找大型富生烃凹陷。“富烃凹陷满凹含油论”[7]认为富烃凹陷具有找油气无极限的特性。“油气分布互补性理论”[8]认为，富烃凹陷资源量丰富，油气分布具有优势性，总是富集分布在凹陷里或其周缘的特定部位；从纵向上看，不在浅层，就在深层或古潜山，反之亦然；在横向上，不在深洼槽，就在缓坡区，反之亦然；在圈闭类型上，不在构造圈闭里，就在岩性地层圈闭里，反之亦然；从运移距离上看，不属于近源或源内成藏，就肯定属于中远距离成藏。近来的勘探实践还充分证明，富烃凹陷里油气既分布在常规油气藏里，也分布在非常规油气藏里。“源热共控论”[9-12]。认为，富生烃凹陷形成的有利条件是烃源岩和热两大要素的匹配与偶合，源热共控油气形成，潜在烃源岩是油气形成的内因，热是油气形成的外因，内因和外因缺一不可，二者相互耦合作用控制了凹陷油气的生成与否、生烃量规模大小、相态(石油或天然气)类型与区域分布模式；潜在烃源岩控制因素包括烃源岩类型、丰度和规模；热场类型分“热”“温”“冷”3类，热演化有增温型、减温型和多幕型；对潜在的生烃凹陷来说，源热之间存在“源足热足”“源足热欠”“源欠热足”和“源欠热欠”的组合关系；“源足热足”型凹陷能形成生烃凹陷，含油气凹陷都属于这一类，其中包括富生烃凹陷；“源足热欠”和“源欠热足”型凹陷在源热互补条件下也能形成生烃凹陷或富生烃凹陷；“源欠热欠”型凹陷不能形成富烃凹陷。
截至2013年底，白云凹陷已由不同年度采集的三维地震资料全部覆盖，地震资料品质较以往有了很大提高，该凹陷及其周缘有3口井钻遇始新统文昌组，8口井钻遇始新统一渐新统恩平组，多口井钻遇上渐新统珠海组。在此基础上，笔者重新开展地震解释工作，对凹陷深部结构和沉积特征进行再认识，以“源热共控论”为指导分析凹陷烃源岩热作用，评价了该凹陷的油气资源潜力。
1 白云凹陷结构构造
1．1 白云凹陷构造演化
白云凹陷的前新生代基底是华南地块南缘带。前人对白云凹陷新生代构造演化阶段划分有多种认识[13-19]。笔者从沉降机制和断裂作用两个方面，综合考虑将其构造演化分为3个阶段，即古近纪裂陷期、早中中新世坳陷期和晚中新世以来的新构造期(图2)。
1．1．1古近纪裂陷期
古近纪白云凹陷所在区域的构造环境发生过巨大的变化，从古新世始新世的古南海北部大陆边缘北翼陆相裂谷，到渐新世古南海北部边缘海湾的海陆过渡相裂谷，再到晚渐新世演变成新南海北部大陆边缘的陆架裂谷[13-14]。在此3期裂陷过程中，“断”与“陷”联合持续发生作用，促使基底沉降，形成巨大的可容空间，导致了深大凹陷的形成，随着裂陷作用的推进，“断裂”作用减弱，坳陷作用加强(图2)。
古新世始新世裂陷期，整个古南海北部大陆边缘区发生伸展，在此区域背景下，白云凹陷雏形形成。凹陷边界断层活动速率及沉降速率较大，白云凹陷表现为南断北超复式宽半地堑结构，南部边界断层控制整个凹陷结构，凹陷内也有断层活动性强形成规模较小的半地堑，断裂对凹陷形成控制作用明显(图2)。
早渐新世古南海北部大陆边缘地形被剥蚀夷平，基底沉降作用加剧，断层作用依然强烈，两种作用叠加，形成面积更大、深度更大的凹陷，基底凹陷作用超过了断裂作用，凹陷内部沉降沉积速率及其幅度均很大，南部边缘虽受断层控制，但对凹陷形态已不起明显的控制作用，北部、东部、西部范围扩大至隆起之上，凹陷表现出断坳形态(图2)。
晚渐新世古南海北部大陆边缘已被裂解，新南海洋壳形成，白云凹陷处于新南海北部边缘陆架区，凹陷断层活动进一步减弱，沉降沉积幅度减弱，凹陷主体处于浅海环境。
1．1．2早—中中新世电梯式快速沉降期
早—中新世珠江组沉积初期，白云凹陷基底发生了“电梯式”快速沉降，构造环境从前期的陆架一下子变为陆坡，从陆架上的断凹变成陆坡上的凹陷，几乎未见断层活动。凹陷以番禺低隆起为坡折，南部表现为整体、垂向、快速、大幅度沉降特征，凹陷主体从陆架区沉入陆坡区。下中新统珠江组在凹陷中央厚度大，向四周厚度变薄。由于沉积处于欠补偿状态，因而形成了深水沉积(图2)。
1．1．3晚中新世 第四纪新构造期断裂活动显著
本阶段基底沉降对凹陷形成持续起决定作用，白云凹陷沉降作用进一步增强。地层向南倾斜，表现为南部沉降在增强，陆坡凹陷进一步发展，在大陆坡处沉积地层明显增厚，凹陷表现为向南部减薄的“鲤鱼型”形态。
在粤海组沉积期，包括白云凹陷及北部番禺低隆起在内的南海北部受到台湾一菲律宾岛弧带仰冲挤压，新构造活动强烈，北西向断裂作用成簇发育，部分断层向下切割至基底。本期断裂作用主要表现为改造作用，对凹陷的沉降 沉积速率和幅度几乎都没有影响。
从白云凹陷的整体构造演化过程可以看出，凹陷的形成作用发生了突变。断坳期凹陷处于陆架区，凹陷以断层作用为主，叠加韧性伸展，表现为大型宽凹陷特征。之后，珠江组沉积时期及其以后，深部过程起控制作用，凹陷基底强烈沉降，凹陷处于陆坡区，导致新近系和第四系巨厚地层沉积处于陆坡深水区。
1．2 白云凹陷结构特征
白云凹陷是继承性深大凹陷，主要以古近系分布格局，划分为白云主洼、白云西洼、白云东洼，其中白云东洼又可划分为2个次级洼陷，从左至右称为1次洼和2次洼。本次研究认为白云凹陷南部发育断阶带，地震剖面显示白云凹陷与南部隆起以断阶带相连(图2)。断裂带以南属于南部隆起区。
白云主洼文昌组呈宽半地堑结构。该主洼恩平组沉积时期整体呈宽断坳结构，南部边界断裂不完全控制沉积中心，沉降中心位于凹陷中央，沉积地层表现为中间厚两翼薄的锅底形(图2)；珠海组沉积期，断裂活动明显减弱，热沉降加强，该时期整体表现为坳断特征；中新统第四系具陆坡凹陷特征。主洼内以古近系充填为主，最厚达8300m；古近系中以恩平组厚度为最大，可达4480m，文昌组最厚约2400m，珠海组最厚约2250m。
白云西洼在始新世沉积期是由两条断裂控制的半地堑，主控断裂一侧呈箕状，到始新世晚期，断裂活动减弱，对沉积控制作用不明显。洼陷内古近系最厚达2600m，古近系中以文昌组为主，最厚达1200m。
白云东洼可划分为两个次级洼陷，东1次洼和东2次洼。东l次洼呈北断南超半地堑结构，受控于边界大断层，沉降中心位于控洼断层根部，洼陷内古近系最厚达4000m，占近系中以恩平组为主，最厚达1800m。东2次洼被晚期断裂所切割，同时受两侧隆起影响向南延伸，洼陷内古近系最厚达2400m，古近系中以文昌组为主，最厚达1000m。
2 白云凹陷烃源岩
白云凹陷烃源岩主要为古近系，占近系凹陷属于典型的叠合凹陷，古新世始新世为陆相沉积，早渐新世为海陆过渡相沉积，晚渐新世为海相沉积，由此相应地形成了3套烃源岩。
2．1 文昌组湖相烃源岩
对于文昌组是否存在以及文昌组发育规模前人持有不同的认识[15-19]。笔者根据最新钻井资料，区域构造、地震地层学研究成果确定了文昌组的空间展布，文昌组发育多个沉积中心(图3)，分别位于白云主洼的几个深洼槽中。文昌组沉积期构造相对活跃，控洼边界断层强烈活动，在西洼控洼断层根部以及白云主洼发育多个沉积中心，水体相对较深，发育深湖相；这些沉积中心又控制了3个湖区的发育，以浅湖亚相为主要沉积相类型；凹陷北坡、南部边界断层、东南缘及凹内隆起处扇三角洲连片发育，单个扇三角洲规模较小；以白云凹陷东南缘物源最为发育．地震剖面上表现为典型的同张裂期沉积特征；西南部控洼断层物源并不强烈，只在断层转换带处有小规模物源注入；该时期凹陷内水体相对较浅，全凹陷以滨湖亚相最为发育，各个湖泊之间相对孤立。
白云凹陷深水区仅有1口井钻遇文昌组地层，资料较少，但也揭示了较好的生烃潜力，有机碳含量介于1.00％～2.50％，生烃潜力为8.18～13.64mg／g，氢指数较高(446～566mg／g)，Pr／Ph为1.4～1.7。白云凹陷文昌组不是一个单一的半地堑，而是在统一的半地堑里，发育了多个深洼槽，在边界断层的控制下，发育中深湖相地层。这些才是主要的烃源岩发育区域。
2．2 恩平组海陆过渡相烃源岩
白云凹陷有多口井钻遇恩平组，LH29井恩平组见到了较丰富的海相沟鞭藻，且此时浮游有孔虫占较高比例，说明恩平组时期为浅海相沉积。
恩平组下段地层南部与荔湾凹陷相通，北至番禺低隆起南坡，西至云开低凸起，东部地层不发育。沉积中心和沉降中心均位于白云主洼中部(图4)。
从沉积相图上可以看出(图4)，该时期物源主要来自北部缓坡带，西南断阶带的作用较小。白云凹陷北缘及云开低凸起的陡坡带发育小型扇三角洲；主洼凹槽部位发育浅海相泥岩，厚度最大达1700m。
恩平组中段地层的发育范围明显大于下段：北部与番禺低隆起连通，西部通过云开低凸起上KP6井与开平凹陷连通，东部受东沙隆起带控制，地层尖灭于LH29井附近，南部通过半封闭海湾与荔湾凹陷连通。沉积中心和沉降中心均位于白云主洼中部(图5)。
该时期共有3个主要方向的物源供给(图5)，分别是北部缓坡带、西南断阶带和南部隆起带。白云凹陷北部番禺低隆起带、西南部云开低凸起带上发育河流相；西南陡坡带发育小型扇三角洲；北部斜坡带、西南断阶带缓坡带以及南部半封闭海湾附近发育煤系三角洲，其中北部斜坡带煤系三角洲规模较大，可推进至主洼中心部位；主洼凹槽部位及南洼半封闭海湾内发育浅海相泥岩，厚度最大达1300m。
恩平组上段地层已覆盖整个白云凹陷(图6)：北部在PY27井以北区域与番禺低隆起连通，西部与开平凹陷及顺德凹陷广泛连通，东部地层已覆盖至南部隆起带之上，南部除了通过半封闭海湾与荔湾凹陷连通外，地层已覆盖至云开低凸起以南地区。沉积中心和沉降中心一致，均位于白云主洼中部。
从沉积相图上可以看出，该时期物源主要来自两个方向，北部缓坡带和西南断阶带。白云凹陷北部番禺低隆起带、西南部云开低凸起以及南部隆起带上发育河流相；西南陡坡带发育小型扇三角洲；北部斜坡带及西南断阶带河流相前方发育三角洲煤系，其中北部斜坡带三角洲煤系规模较大，地震剖面上可以看到明显的S型前积反射特征，可推进至南洼半封闭海湾附近；南洼中部及东洼半封闭海湾内发育浅海相泥岩，厚度最大达1700m。
恩平组烃源岩在白云凹陷全区分布广泛，既有泥岩也有碳质泥岩和煤。孢粉分析资料显示，恩平组沉积时期白云凹陷属热带亚热带气候环境，炎热潮湿有利于高等植物和藻类的繁盛，水量充沛，沉积环境为弱氧化一弱还原环境，白云凹陷北坡大型进积三角洲带来大量的高等植物和藻类，同时也发育多层薄煤层，如在番禺33井恩平组累计钻遇23m厚的煤层，有机质含量高，使得三角洲平原发育好烃源岩，与三角洲相邻的浅海相地层发育中等—好烃源岩[20]。恩平组泥岩的TOC主要介于0.34％～7.41％，均值为1.89％，热解S1+S2含量主要介于0.3～19.08mg／g，均值约为2.53mg／g，属于较好好烃源岩。恩平组烃源岩有机质类型为偏腐殖型，属于高等植物和藻类混合来源，于酪根类型以偏腐殖混合型为主，其次是腐殖型[21]。
白云凹陷恩平组烃源岩生物标志物主要为W．T和奥利烷等陆源高等植物。
2．3 珠海组海相烃源岩
珠海组基本继承了恩平组晚期的沉积格局，只是由于晚渐新世新南海开始形成，珠二坳陷水体加深，白云凹陷总体成为陆架背景(图2、7)。作为浅海与半深海分界的陆架坡折在凹陷南部LW3构造附近，大致呈北东东向展布，坡折上有低位的峡谷 扇体系发育。白云凹陷陆架上发育来自北部古珠江的大型陆架边缘三角洲，向东南推进较远，可达外陆架区域，具有典型三角洲斜交S型前积组合反射结构，其顶超面与下超面水平落差为100～400m，水平延伸可达数千米；钻井揭示粗—细粒的岩屑长石砂岩、粉砂岩和泥岩，局部混积岩，岩心见块状、板状交错、槽状交错、冲洗、平行等层理，正、反粒序都有。
珠海组烃源岩有机质丰度稍低，其中，白云凹陷泥岩的TOC介于0.11％～3.00％，均值为1.2％，热解S1+S2含量主要介于0.10～26.94mg／g，均值为5.69mg／g，属于较好烃源岩。珠海组烃源岩有机质类型主要为偏腐殖混合型和腐殖型，其有机质主要来源于陆生高等植物[21]。白云凹陷珠海组烃源岩生物标志化合物的总体特征表现为奥利烷相对丰度最高，而W．T树脂化合物丰度低。
2．4 烃源岩叠合发育规模大
综上认为，白云凹陷发育陆相、海陆过渡相和海相烃源岩(图8)。文昌组烃源岩为湖相泥岩；恩平组为海陆过渡相烃源岩，主要包括煤层、碳质泥岩、煤系泥岩、海相泥岩烃源岩；珠海组海相泥岩是次要烃源岩。
3 白云凹陷热场
3．1 现今地温热场
凹陷现今地温场是凹陷构造演化的最后一期，也是唯一能够直接测量的一期。因此凹陷现今地温场特征是凹陷构造热演化研究的重要环节，也是必要的约束条件之一。
现今地温场分析结果表明：白云凹陷现今地温场具“热盆”属性，地温梯度为29.4～52.2℃／km，平均地温梯度为39.1℃／km。
在白云凹陷内部，现今地热场表现为凹陷中心地温梯度低于凹陷边缘及凸起部位，地温梯度值介于2.9～6.2℃／100m(图9)。
3．2 热史恢复
目前国内外应用于盆地热史的研究方法主要有两种[22]：①岩石圈尺度上的“构造热演化法”，即“热史正演”，该方法基于盆地的构造演化模型，能得到盆地演化整个地质历史时期的热流值变化情况，但缺乏有效的温标数据约束；②盆地尺度上的“古温标法”，即“热史反演”，该方法基于盆地演化形成的热产物，热史能与现今温标数据最大程度拟合，但因为古温标记录的是地层受热最高程度，所以反演只能得到特定地质时刻的热状态。上述两种方法各有其自身的优势和限制，目前热史恢复技术正逐步向二者结合的方向发展，从而使热史恢复技术更加系统和科学。
3．2．1热史反演
盆地尺度上的盆地热史可通过各种古温标数据[如镜质体反射率、磷灰石(U—Th)／He、包裹体测温等]来恢复。盆地热史恢复的方法很多[23]。根据白云凹陷古温标状况和实际地质条件，选用古地温梯度法进行热史恢复。对于每一个样品来说，其温标值都代表了一个它所经历的最高古地温，对于某一连续沉积的地层，即一个构造层来讲，一组样品达到最高古地温的时间是统一的。因此，根据不同深度上样品最高古地温即可得出该构造层达到最高古地温时的古地温梯度。如果各个构造层达到最高古地温的时间不一致，则可得出各相应时间范围内的古地温梯度或古地温梯度史和与之对应的地层受热史。这就是古地温梯度研究方法[24]。本次主要根据白云凹陷钻井镜质体反射率数据，利用古地温梯度法来恢复白云凹陷的地热史。
选取白云凹陷拥有较系统古温标数据(R。)的PY33、PY28井进行热史恢复。从钻井的成熟度标志数据状况来看：R。介于0.3％～1.6％，与深度的相关性较强，整体上具有很好的分段性，以珠江组和珠海组间的不整合面为界，深部R。随深度变化的梯度大于浅部，如PY33井(图10)。这种R。随深度的变化规律存在着明显差异的特征，记录了盆地不整合面形成前后地层所经历的不同热状态。
正是R。数据随深度分布的这一特征，使古地温状态得以重建。利用古地温梯度法笔者重建了钻井的古地温剖面。重建的PY33井古地温剖面(图11)显示：在珠海组及以前地层沉积时具有较高地温梯度，其相对应的古地温梯度为39.4℃／km，与现今地温梯度(35.6℃／km)相比表现为一个下降的过程，其他钻井资料也具有相同的特征。
钻井的热史恢复结果表明：白云凹陷目前所能恢复的最高古地温梯度出现在古近纪末，位于不同构造单元的钻井资料显示，当时占地温梯度分别是：39.4℃／km(PY33-1-1)、35.8℃／km(PY28-2-1)，与现今地温梯度(35.6℃／km、33.0℃／km)相比表现为一个下降过程，表明自渐新世末(距今23.3Ma)以来所经历的是一个持续的冷却过程(图12)，反演热史反映南海北部在渐新世及以前经历拉张过程，其后经历热沉降的构造演化特征。
3．2．2正演热历史约束与验证
在白云凹陷边缘，正演得到距今23.3Ma时基底热流值为60mW／m2左右[25]，对应地质时间，同一构造部位反演得到的最高古地温梯度为39.4℃／km(PY33)，鉴于始新世以来，白云凹陷的沉积充填以泥岩为主，泥岩热导率一般分布范围为1.5～2.3W／(m·K)[25-27]，相应的古地表热流值为60～90mW／m2，去掉沉积层生热影响，反演得到的基底古热流值为50～70mW／m2，此数据与正演得到的基底古热流吻合。
虽然反演热史能约束特定时间点正演热流值的大小，但整个地质时期的热历史还需实际钻井的验证，笔者选取白云凹陷北部的PY33井对正演热史进行了检验。
PY33井位于白云凹陷的北部边缘，实测获得了从万山组至恩平组各个层位的R。数据，井段范围覆盖1000～5094m，用于R。实测值与模拟值对比，具有代表性。模拟时热边界选用宋洋等[24]正演模拟得到的钻井附近热史(图13)。模拟R。，值与实测值结果表明：R。模拟值与实测值具有良好的吻合度，二者随深度的变化趋势也非常一致。该结果说明正演热流史可以应用于烃源岩热演化研究。
通过与反演热历史对比以及钻井资料的验证，在白云凹陷反演热史很好地约束了正演热史，利用正演模型得到的热流变化过程和古热流值合理，且与现今钻井资料吻合良好，可以应用于盆地烃源岩热演化研究。
白云凹陷始新世以来热演化史存在一期热流升高过程，持续时间为距今48～23.3Ma。自距今23.3Ma以来基底热流一直缓慢降低。白云凹陷热流演化特征是南海北部陆缘新生代拉张事件的表现。
4 凹陷资源潜力
4．1 煤系地层4阶段生烃模式
白云凹陷恩平组煤系烃源岩是主力烃源岩，有机质类型主要为腐殖型干酪根。模拟实验采用有压力的黄金管封闭体系生烃动力学实验装置，生烃热解温度范围为300～600℃。将制备好的干酪根样品(20～50mg)在氩气保护下封入黄金管(长度40mm，直径4.5mm)，黄金管分别放置于不同的高压釜。通过高压泵对高压釜充水，从而对样品施加压力。利用压力传感器调节，使生烃热解实验的压力维持在50MPa。利用程序升温(20℃／h和2℃／h)对高压釜加热，加热到事先设定的温度点。生烃热解实验完成后，将黄金管取出高压釜，对黄金管内的热模拟气体进行GC和GC-IRMS分析。
热模拟气体由真空集气泵收集，其成分分析在HP 5890Ⅱ型GC仪上完成，内标法定量，误差小于1％。GC条件：采用PoraPLOT Q型色谱柱(30m×0.25mm×0.25Lm)，用氦气作载气；升温程序：初始温度50℃，恒温2min，再以4℃／min的速率升至180℃，恒温15min。气体组分碳同位素分析在IsochromⅡ型GCIRMS同位素质谱仪上完成，分析误差为±0.390(PDB)。采用PoraPLOT Q型色谱柱(30m×0.32mm×0.25Lm)，用氦气作载气；升温程序：初始温度50℃，恒温3min，再以4℃／min的速率升至150℃，恒温8min。
据样品模拟实验(表1)，其生烃具有4阶段特征(图14)，成烃产物受源热共控。在R。值均小于0.7％时，以形成低熟(油)气为主；R。值大于0.7％但小于1.3％时，以成熟(油)气为主；在R。介于1.3％～2.0％时，以形成高成熟(油)为主，再大于2.0％时，以形成过成熟气为主。总体上具有生油窗窄、生气窗宽，生油少、生气多；R。大于1.5％以上才能大规模生气。
4．2 白云凹陷烃源岩热演化
4．2．1一维烃源岩热演化
基于反演约束的正演热流史，结合单点地层埋藏史，利用Easy R。动力学模型[28]，笔者对白云凹陷不同构造部位主要烃源岩的成熟度随时间的演化历程和平面特征进行了刻画。
为了解不同构造部位的烃源岩热演化状态，笔者选取了白云凹陷斜坡带的PY33井和白云凹陷深部的虚拟单井进行成熟度史研究，并按前人对烃源岩有机质成熟和生烃状态划分标准[27]对研究区烃源岩成熟度和生烃状态进行了探讨。
不同构造部位单井(点)烃源岩现今成熟度不同(图15)。白云凹陷两北部烃源岩现今成熟度相对较低，油气共生。白云凹陷斜坡带文昌组现今R。为2.1％，文昌组烃源岩已经达到生气阶段、恩平组现今R。为1.5％，处于生油高峰或刚刚进入生气阶段，珠海组则更低，现今刚进入生油阶段。在凹陷的中心，3套烃源岩成熟度均处于生气阶段。
白云凹陷烃源岩热演化过程不尽相同，距今32～23.3Ma深水区烃源岩快速增熟。白云凹陷斜坡带烃源岩早期(距今32Ma之前)热演化程度很低，距今32～23.3Ma快速增熟并进入生油窗，之后维持较稳定的速率增熟；白云凹陷最深处文昌组、恩平组和珠海组底部烃源岩热演化都具有明显的阶段性，距今32Ma之前热演化进程缓慢，距今32～23.3Ma是各烃源岩快速增熟过程，距今23.3Ma之后则处于相对缓慢的持续增熟过程。
4．2．2三维烃源岩热演化
烃源岩热演化研究选取3个关键时刻，即距今23.3Ma、16.0Ma和0Ma。从热演化图可知(图16)，同一时刻，烃源岩热演化程度从文昌组底、恩平组下段底、恩平组中段底、恩平组上段底、珠海组底至珠海组顶依次降低；同一层位，烃源岩热演化程度从距今23.3Ma、16.0Ma至现今依次升高。这一现象是烃源岩成熟度受埋藏时间和温度控制的充分反映。
1)文昌组烃源岩底部热演化
文昌组烃源岩底部成熟度在距今23.3Ma时凹陷中心已处于过成熟阶段，逐渐向凹陷边缘降低，北部及东部大范围处于未成熟阶段；距今16.0Ma成熟度进一步升高，凹陷中心过成熟面积加大，仅在凹陷东部有小范围尚处于未成熟阶段；现今凹陷整体以过成熟为主，仅在白云凹陷东部及北部处于低熟至成熟阶段(图16)。
2)恩平组下段底部烃源岩热演化
恩平组底部烃源岩热演化成熟度各时刻均低于文昌组烃源岩底部，距今23.3Ma凹陷中心处于过成熟阶段，环带状逐渐向凹陷边缘降低，北部和东部处于未成熟阶段；距今16.0Ma成熟度进一步升高，仅在东部存在未成熟烃源岩；现今凹陷整体以高成熟过成熟为主，凹陷的北部和东部处于低熟至成熟阶段，仅在东北角局部处于未成熟阶段(图l6)。
3)恩平组中段底部烃源岩热演化
恩平组中段底部烃源岩成熟度各时刻均低于恩平组下段底部烃源岩，距今23.3Ma凹陷中心仅小面积处于过成熟阶段，以成熟高成熟为主，凹陷东部、北部、西部处于未成熟阶段；距今16.0Ma成熟度整体升高，仅在东部存在未成熟烃源岩；现今凹陷整体以高成熟过成熟为主，凹陷北部和东部处于低熟至成熟阶段，仅在东北角局部处于未成熟阶段(图16)。
4)恩平组上段底部烃源岩热演化
恩平组上段底部烃源岩成熟度各时刻均低于中段底部，距今23.3Ma凹陷整体以未成熟为主，仅在凹陷中心小面积处于高成熟阶段；距今16.0Ma成熟度整体升高，未成熟烃源岩存在于凹陷东部，凹陷中心处于过成熟阶段；现今凹陷整体以高成熟—过成熟为主，凹陷的北部和东部处于低熟至成熟阶段，仅在东北角局部处于未成熟阶段(图16)。
5)珠海组底部烃源岩热演化
珠海组底部烃源岩成熟度各时刻均低于恩平组上段底部，距今23.3Ma凹陷基本处于未成熟阶段，仅在凹陷中心小范围处于低成熟阶段；距今16.0Ma成熟度升高，凹陷中心以成熟为主，在北部和东部以未成熟为主；现今凹陷整体以成熟高成熟为主，凹陷中心处于过成熟阶段，仅东北角局部处于未成熟阶段(图16)。
6)珠海组顶部烃源岩热演化
珠海组顶部烃源岩成熟各时刻均低于珠海组底部，距今23.3Ma凹陷整体处于未成熟阶段；距今16.0Ma成熟度升高，但升高幅度较小，局部处于低成熟阶段；现今凹陷整体以低成熟成熟为主，仅在凹陷南部、东北部处于未成熟阶段(图16)。
4．2．3三维烃源岩排烃强度
烃源岩排烃强度与沉积相图、TOC、HI、烃源岩有效厚度、干酪根类型及盆地的热历史息息相关。需要说明的是本次研究排气强度均已换算成油当量，排油强度图和排气强度图数值上可直接相加即为排烃强度图(图17)。
文昌组烃源岩排气强度大于排油强度，排烃中心主要位于凹陷西边两个中深湖范围内，其次为凹陷中部的浅湖范围内。恩平组下段烃源岩排气强度大于排油强度，排烃中心位于凹陷中部的浅海范围内，其次为位于西北部的三角洲范围内。恩平组中段烃源岩排气强度大于排油强度，排烃中心位于凹陷中部的浅海范围内，其次为位于北部的扇三角洲范围内。恩平组上段烃源岩排气强度大于排油强度，排烃中心主要位于扇三角洲平原范围内，其次为三角洲前缘范围内，最后位于前三角洲和浅海范围内。
珠海组烃源岩排气强度大于排油强度，排烃中心位于凹陷中部水下平原范围内。
5 结论
白云凹陷构造演化分为始新世陆内湖相断凹、早渐新世局限海陆过渡相断凹、晚渐新世开阔海相断凹及中新世第四纪深海凹陷阶段。
白云凹陷发育文昌组湖相、恩平组海陆过渡相和珠海组海相3套烃源岩。其中恩平组海陆过渡相烃源岩发育煤系和海陆过渡相烃源岩，是主力烃源岩。烃源岩分布面积近万平方千米，规模巨大。
白云凹陷为热盆，有利于有机质向油气转化，对于煤系烃源岩成烃尤为重要。
源热共控，白云凹陷发育上述3套规模巨大的有效烃源岩体，空间上叠置发育，生烃量巨大。
文昌组现今绝大多数处于过成熟状态。恩平组处于过成熟、成熟、低成熟和未成熟状态，其中白云主洼处于过成熟状态，主要生气，东、西洼及主洼的斜坡区处于成熟状态和低成熟状态以生油为主，珠海组在主洼部位主要生气。上述3套烃源岩生烃量巨大，其中恩平组资源潜力为最大。
模拟结果表明，白云凹陷文昌组烃源岩顶界面(恩平组烃源岩底界面)现今都已成熟(R。>0.5％)，凹陷中心均已进入过成熟阶段(R。>2.0％)，其中过成熟占凹陷面积的44.34％。底界面现今过成熟阶段范围更广，占凹陷面积的54.55％；恩平组烃源岩顶界面现今同样都已进入成熟阶段，凹陷中心部位进入过成熟阶段，占凹陷面积10.63％。白云凹陷油气资源量约33×108t，以气为主。
白云凹陷珠江组及其以上有上千米的区域性泥岩盖层，烃源岩生烃高峰晚。因此保存条件好，天然气散失少，符合油气分布互补性理论和富烃凹陷满凹含油的条件。目前的勘探主力层系在珠江组底部和珠海组卜部，珠海组下部及恩平组极有可能是下一步的主要勘探层系。
以分隔槽为界，白云凹陷分成3大含油气系统(生运聚单元)，每个单元又包含源内一源外两部分(图18)。目前仅在番禺低隆起和白云东倾没端含油气系统的源外部分获得发现，云开低凸起含油气系统尚无发现。目前的资源探明程度很低，油气勘探潜力大。云开低凸起及其倾没端、深洼槽(图18蓝色阴影部分)将是下一步勘探的重大新领域。
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本文作者：张功成 杨海长 陈莹 纪沫 王柯 杨东升 韩银学 孙钰皓
作者单位：中海油研究总院
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