琼东南盆地深水区油气成藏条件和勘探潜力

第23卷　第1期2011年2月中国海上油气CHIN A OF FSH O RE O IL A ND G ASV ol .23　N o .1Feb .2011＊国家“十一五”重大专项课题“南海北部深水区有利区带和目标评价(编号:2008ZX 05025-06-04)”、“南海北部深水区富烃凹陷识别、储层预测与烃类检测技术(编号:2008ZX 05025-03)”部分研究成果。

第一作者简介:王振峰,男,高级工程师,1982年毕业于山东海洋学院海洋地质学系,2006年获中国地质大学矿产普查与勘探专业博士学位,现任中海石油(中国)有限公司湛江分公司总地质师,长期从事含油气盆地石油天然气地质勘探研究与管理。

地址:广东省湛江市坡头区中海石油(中国)有限公司湛江分公司(邮编:524057)。

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琼东南盆地深水区油气成藏条件和勘探潜力＊王振峰　李绪深　孙志鹏　黄保家　朱继田　姚　哲　郭明刚(中海石油(中国)有限公司湛江分公司)摘　要　受新生代大陆边缘拉张、印-欧板块碰撞、南海海底扩张等多种构造活动控制与影响,琼东南盆地经历了多期构造演化,形成了多凸多凹的构造格局。

该盆地深水区负向构造单元主要有乐东、陵水、北礁、松南、宝岛、长昌等6个凹陷,正向构造单元主要包括陵南低凸起、松南低凸起和北礁凸起。

通过层序地层和沉积相研究以及油气成藏条件分析认为,深水区凹陷内普遍发育始新统湖相泥岩和渐新统崖城组海岸平原相—半封闭浅海相泥岩2套主力烃源岩,存在渐新统陵水组、中新统三亚组2套区域储盖组合和滨海相砂岩、扇三角洲相砂岩、盆底扇砂岩、中央水道砂岩、生物礁(滩)灰岩等5种类型储集层,发育由一批大中型背斜、断背斜构造圈闭及大型地层岩性圈闭组成的6个有利构造带。

在上述研究基础上,划分出以陵水、松南-宝岛、长昌、北礁凹陷为烃源灶的深水区4个含油气子系统,优选出中央峡谷构造-岩性圈闭带和长昌凹陷中央背斜构造带作为勘探首选的2个有利构造带,提出以钻探陵水X -1、长昌Y -1等目标为突破口,通过解剖中央峡谷构造-岩性圈闭带和长昌凹陷中央背斜构造带推动深水区勘探进程。

关键词　琼东南盆地　深水区　油气成藏条件　有利构造带　勘探潜力1　基本地质特征琼东南盆地是我国南海北部深水区油气勘探的重要领域之一[1]。

琼东南盆地位于南海海域西北部,夹持在海南隆起区和永乐隆起区之间,以1号断层与 琼东南盆地为在前第三系基底基础上发育的新生代大陆边缘拉张断陷型含油气盆地,其构造演化受到印度-欧亚大陆碰撞、澳大利亚板块快速向北漂移以及太平洋-菲律宾板块新生代运动等因素的联合控制[3-4]。

受始新世—早渐新世南海北部大陆边莺歌海盆地相隔。

琼东南盆地深水区是指该盆地水深大于300m 的区域,面积约50000km 2,主要包括中央坳陷和南部隆起2个一级构造单元,中央坳陷深水区部分主要由乐东凹陷、陵水凹陷、北礁凹陷、松南凹陷、宝岛凹陷、长昌凹陷以及陵南低凸起、松南低凸起组成(图1)。

该盆地深水区最大水深超过3200m ,新生界最大沉积厚度超过10000m ,具有下断上坳的双层结构[2]。

图1　琼东南盆地构造单元划分图8　中国海上油气2011年　缘陆壳裂解(南海运动)的影响,琼东南盆地北东向深大断裂首先在始新世活化且活动性较强,产生多个半地堑、地堑及其复合结构(图2),控制了盆地的基本形态[5]。

晚渐新世盆地内仅有边界控制性断层持续活动,早期断裂相继连接并统一,构成了琼东南盆地中央坳陷带的主体,叠置在早期的残余盆地之上。

15.5M a 左右受到澳大利亚板块与吕宋岛弧碰撞,以及菲律宾岛弧与南沙地块碰撞,南海边缘海盆地扩张逐渐停止影响,琼东南盆地进入裂后热沉降幕,大多数断层不再活动。

晚中新世受到吕宋岛弧俯冲及南海西北次海盆扩张的影响,南部隆起快速下沉,随后盆地进入高速热沉降阶段至今。

和热流值最小。

2　油气成藏条件2.1　存在2套优质烃源岩与3个潜在富生烃凹陷通过对琼东南盆地北部浅水区已钻井资料分析以及与邻近盆地类比,认为琼东南盆地深水区基本发育“两套三相”烃源岩2):①始新统湖相烃源岩;②下渐新统崖城组海岸平原相烃源岩、半封闭浅海相烃源岩。

(1)始新统湖相烃源岩钻井证实珠江口盆地发育文昌组中深湖相烃源岩,而琼东南盆地中央坳陷始新统具低频、连续强反 1)王华,肖军,严德天,等.莺琼盆地古近系层序地层与沉积充填演化研究.2010.2)张敏强,黄保家,等.琼东南盆地结构与生烃凹陷的比较性评价.2000.3)黄保家,李里,徐新德.松南/宝岛凹陷天然气的来源及烃源岩初步评价.2002.图2　琼东南盆地深水区陵水凹陷地质剖面图(剖面位置见图1) 伴随着构造演化过程,琼东南盆地经历了陆相—海相的迭合沉积演变和中中新世(T 40)末期浅水向深水沉积的转变,期间早期构造坡折与中中新世以来形成的陆架-陆坡体系先后控制盆地内沉积特征[6-7],形成了由老至新分别为始新统,渐新统崖城组和陵水组,中新统三亚组、梅山组和黄流组,上新统莺歌海组以及第四系乐东组地层序列1);其中,晚中新世以来高速热沉降作用形成的上中新统—全新统厚层泥岩欠压实作用普遍,深水区中央坳陷深部具有“超压”,且西部压力大于东部,并向南北两侧降低,至浅层恢复为正常压力,而低凸起区和南部隆起是压力过渡带—常压区[8]。

此外,琼东南盆地深水区经历了多期海底扩张,岩石圈伸展变薄,软流圈热物质上涌,导致地温和热流进一步增高,现今地温场总体特征表现为高地温梯度和高热流值,但西区地温梯度和热流值又明显高于东区,中部地温梯度射特征地层可与珠江口盆地文昌组烃源岩地震相类比,且琼东南盆地北部浅水区ST 24-1-1、BD 15-3-1、BD 19-2-2、YC 14-1-1、Ying 9井钻遇的原油或砂岩抽提物中含有丰富的4-甲基甾烷,推测是来自附近凹陷(松东、宝岛、松西凹陷或崖北凹陷)始新统湖相烃源岩3),因此认为琼东南盆地应发育这套中深湖相烃源岩。

从珠江口、北部湾盆地钻遇始新统的地化分析结果来看,其有机质丰度相当高,TOC 平均达到2.48%,干酪根类型主要是Ⅰ、Ⅱ1型。

综合以上分析,认为琼东南盆地中央坳陷始新统烃源岩分布范围广,生烃潜力大,属于潜在的优质烃源岩。

(2)下渐新统崖城组海岸平原相—半封闭浅海相烃源岩下渐新统崖城组烃源岩是琼东南盆地已被证实的一套主力烃源岩,近岸和凸起周围发育有海岸平原相的煤系地层,是良好的气源岩,崖城13-1大气田气源即为附近的崖城组煤系地层和半封闭浅海相泥岩[9]。

已钻井揭示崖城组有机质丰度高:YC 13-1-2井崖城组TOC 含量在1%～4%,部分碳质泥岩和煤的TOC 含量高达20%～40%;YC 21-1-4井崖城组TOC 在1%左右。

分析认为,崖城组沉积时陆源有机物补充源较丰富,且沉积地距物源区相对较近,生物发育,具有生烃能力的含连续纹层状有机质泥岩、含断续纹层状有机质泥岩、含陆源植物碎屑泥　第23卷　第1期王振峰等:琼东南盆地深水区油气成藏条件和勘探潜力9　岩集中发育在该组地层1)。

1)同济大学.琼东南盆地烃源岩有机质组分与生烃潜力研究.2005.2)吕明,李绪深,钟泽红,等.莺琼盆地层序地层和沉积特征.2006.通过从凹陷结构、烃源岩规模与生烃潜力以及周边油气发现情况等方面对中央坳陷深水区6个生烃凹陷进行比较评价,优选出陵水、宝岛、长昌等3个潜在富生烃凹陷,特点如下:①凹陷结构好,一般为复合型结构或双断式地堑结构。

②烃源岩面积大、厚度大、质量好,如长昌凹陷始新统中深湖相烃源岩面积4955km 2,厚度一般大于1000m ,最厚可达2500m ;崖城组海岸平原相—半封闭浅海相烃源岩面积5372km 2,厚度一般大于1000m ,最厚大于2000m 。

③总生烃量、生烃强度、油气资源丰度大,已经达到富生烃凹陷标准。

④一般周边钻探有油气发现,如陵水、宝岛凹陷北部浅水区钻井已发现油气层或油气显示。

研究表明,琼东南盆地烃源岩开始生烃的时间均比较早,始新统烃源岩于始新统沉积晚期—崖城组沉积早期即开始进入成熟阶段,现今基本处于过成熟阶段;崖城组烃源岩进入成熟阶段时期不同,西区乐东、陵水、北礁凹陷在陵三段沉积早期开始成熟,东区松南、宝岛、长昌凹陷在崖城组沉积晚期开始成熟,现今各凹陷中心崖城组烃源岩均处于过成熟阶段。

各凹陷生烃高峰期存在较为明显的差异,西区乐东、陵水、北礁凹陷生烃高峰期相对略早,东区松南、宝岛、长昌凹陷生烃高峰期相对略晚。

2.2　具有多样化的储盖组合根据盆地演化及沉积体系空间配置关系、等时地层格架内储层沉积演化特征及钻井结果分析,琼东南盆地深水区发育滨海相砂岩、扇三角洲相砂岩、盆底扇砂岩、中央水道砂岩、生物礁(滩)灰岩等5种类型储集层2),具有多样化的储盖组合,主要包括古近系陵水组和新近系三亚组2套区域储盖组合以及崖城组、梅山组、黄流组、莺歌海组等4套局部储盖组合。

陵三段滨海相及三角洲相砂岩储层与陵二段浅海相泥岩盖层组合主要分布于陵南低凸起、松南低凸起区和北礁凸起,陵一段、陵二段滨海相及三角洲相砂岩储层与浅海相泥岩盖层组合主要分布于陵南低凸起、松南低凸起和长昌凹陷;三亚组滨海相、低位扇、浊积水道、三角洲相砂岩储层与上覆浅海相泥岩盖层组合主要分布于陵南低凸起、松南低凸起、北礁凸起、长昌凹中隆起区。

宝岛凹陷存在梅山组内部三角洲相砂岩储层与浅海相泥岩盖层组合,而在深水区的陵南低凸起、松南低凸起及北礁凹陷,由于特殊的地理位置和沉积演化特征,梅山组储盖组合为生物礁储层和上覆半深海泥岩盖层,凹陷内还存在盆底扇砂岩储层与上覆半深海相泥岩盖层组合。

莺歌海组、黄流组浊积水道砂岩储层与上覆半深海泥岩盖层组合主要分布于陵水凹陷、松南低凸起、宝岛凹陷、长昌凹陷;崖三段生物礁与崖二段浅海相泥岩盖层组合主要分布于松南低凸起区。

预测水道、低位扇砂岩和生物礁灰岩等是琼东南盆地深水区重要的储层类型。

2.3　发育众多大中型构造圈闭和岩性圈闭琼东南盆地深水区存在陵南低凸起、松南低凸起和北礁凸起等3个正向构造单元,在此背景下发育了较多的构造及岩性圈闭,现已落实构造圈闭52个,其中面积大于50km 2的约占一半。

琼东南盆地深水区构造及岩性圈闭可分为浅层岩性圈闭和中深层构造圈闭两类。

前者主要与中央峡谷的形成有关,包括峡谷内沉积的浊积水道岩性圈闭与水道外部局部被水道切割的早期盆底扇等岩性圈闭,部分圈闭具有构造背景,主要分布在莺歌海组、梅山组、三亚组;后者主要是在古高地披覆背景上发育的构造圈闭,局部被断层切割复杂化,圈闭类型主要是(断)背斜及断鼻,主要分布在三亚组以下地层,其中又以陵水组与崖城组为圈闭的主要发育层系。

此外,琼东南盆地东西部构造圈闭分布层系也有差异,西部陵南区的构造圈闭主要分布于三亚组、陵水组及崖城组;东部松南和北礁区的构造圈闭主要分布于崖城组,而长昌区的构造圈闭主要分布于三亚组及陵水组。