瓊東南北部坳陷帶始新統烴源巖識別及資源潛力

鄧廣君

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司,廣東湛江 524057)

瓊東南北部坳陷帶始新統烴源巖識別及資源潛力

鄧廣君

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司,廣東湛江 524057)

瓊東南北部坳陷帶是新生代斷陷盆地，始新世為斷陷發育期，具有陸相斷陷湖盆發育背景；類比古氣候、結合古地形分析表明,瓊東南盆地北部坳陷帶斷陷湖盆具備發育中深湖的條件，地化分析證實存在較高含量的C30-4甲基甾烷，表明烴源巖以中深湖相為主，控凹斷層活動速率分析表明斷陷具備快速沉降條件。始新統地層地震相具有低頻、連續、強振幅的反射特征，表明北部坳陷帶中深湖相分布面積較大；盆地模擬技術顯示北部坳陷帶生烴量較大，屬于潛在富生烴凹陷。

瓊東南北部坳陷帶；始新統；源巖識別；資源潛力

自1979年在松西凹陷南坡ST1-1井發現油層以來，瓊東南北部坳陷帶歷經多年勘探無商業性油氣發現。北部坳陷帶中是否發育始新統半深-深湖相烴源巖，關系到該區今后油氣勘探部署決策。前人研究表明瓊東南盆地發育始新統陸相湖盆充填階段[1]，始新統烴源巖如何分布仍舊是該盆地勘探中面臨的最為薄弱的方面。由于始新統烴源巖尚未有鉆井證實，且中深層地震成像質量較差，嚴重制約了凹陷烴源巖評價。隨著近兩年松西-崖北三維地震資料的連片采集，中深層地震資料的信噪比和分辨率得到了顯著提高，具備了開展烴源巖深入研究的資料條件。本文嘗試采用區域構造和沉積背景分析，結合生物標志化合物特征、地震相屬性等，對該區中深湖相烴源巖進行綜合預測，并刻畫出分布范圍。

1 區域地質背景

瓊東南北部坳陷帶位于瓊東南盆地北部，南、北兩側分別毗鄰中部隆起帶和北部隆起帶，新生代經歷了古近紀斷陷期和新近紀以來的坳陷期兩大構造演化階段，具有下斷上坳的雙層結構；受區域拉張應力作用，新生代斷裂較為發育，控制了凹陷的形成與分布，形成了一系列NE、NEE展布的凹陷。瓊東南北部坳陷帶包括松西凹陷、崖北凹陷、松東凹陷、樂來凹陷等(圖1)。

2 始新統烴源巖識別

2.1 原油地化特征及烴源環境判識

瓊東南盆地北部坳陷帶經過多年的勘探，鉆井未達始新統地層，是否發育優質烴源巖一直存在爭議。烴源巖中是否含有含高豐度C30-4甲基甾烷，是指導南海北部油源對比的有效方法。

圖1 瓊東南盆地北部坳陷帶構造區劃及剖面位置

在北部坳陷帶的崖北凹陷(YB1-1)、松西凹陷(SX1-1)和松東凹陷(SD1-1)鉆井取得油氣樣，為正常成熟陸源石蠟型油及油型伴生氣，與中國東部陸相盆地的下第三系陸源石蠟型原油及油型伴生氣的地化特征基本一致，具有熱演化正常成熟油氣及陸源輸入生源的典型特征，代表了湖相生源所構成的烴源特點[2]。陸源石蠟型原油所伴生的油型氣具有C2+重烴含量高(27.9%～ 32.4%)、干燥系數低(0.67～0.68)的特點，組成以烴類氣占絕對優勢，CO2和N2含量低，屬于烴源巖在正常成熟熱演化成油過程中所伴生的濕氣；該類油型氣的C6和C7組成中富含鏈烷烴(70%～ 80%)、芳烴，具有環烷烴含量低(20%～ 30%)、富含腐泥類脂型母質的特點。同時北部坳陷帶原油樣品中Pr/Ph為2.69～3.94，具有弱氧化-弱還原環境母質烴源巖的貢獻[3]。

通過類比珠三坳陷文昌組和北部灣盆地流沙港組中深湖相烴源巖中的C30-4甲基甾烷的豐度，可證實北部坳陷帶原油中深湖相烴源巖貢獻與珠三坳陷較為相近。珠江口盆地原油中的孢子花粉化石特征表明文昌組暗色泥巖形成于亞熱帶溫暖潮濕氣候下的湖泊和湖泊沼澤環境[4]，以淡水盤星藻為主，構成了中深湖相烴源巖的主體。藻類勃發是湖相烴源巖形成的一種重要標志，菌藻生源的C30-4甲基甾烷是其典型標志化合物。北部坳陷帶原油的生物標志化合物中C30-4甲基甾烷含量相對較高(圖2)，中深湖相烴源巖貢獻較大。

圖2 瓊東南盆地北部坳陷帶原油生物標志化合物特征

2.2 始新統沉積環境及湖相烴源巖預測

2.2.1 陸相斷陷湖盆沉積環境

瓊東南盆地構造演化受南海擴張影響，三水、茂名等盆地內新生代巖漿巖在56Ma釹同位素值突變表明，陸緣擴展進入高潮，包括瓊東南盆地在內的南海北部陸緣此時進入第一期快速沉降過程。據瓊東南盆地的BD6-B-1井底角礫巖同位素年齡測定結果推測，盆地裂陷期開始于晚白堊世。綜合以上認識，瓊東南北部坳陷帶自晚白堊世開始裂陷至32Ma南海初始擴張期，屬于陸地裂陷型盆地，晚白堊世-晚漸新世發育多幕裂陷[5]，始新世存在一期快速沉降過程[6]。由于該區鉆井未達始新統地層，因此本文主要基于基干測線網的地震特征，建立貫穿全凹陷的層序沉積格架，使劃分的地震層序具有空間連續性及可對比性。T100界面為中生界與新生界的分界面，區域性角度不整合，界面上超現象明顯，地震剖面上多對應一套較強反射同向軸。T80界面為始新統頂界面，為區域性可對比的不整合面，屬裂陷I幕和裂陷II幕轉換面。在地震剖面上表現為中振幅、連續反射、可見上超和削截現象；界面下地層厚度(始新統)側向變化大，呈現明顯的斷陷充填特征。

瓊東南北部坳陷帶始新世，主要發育一系列小型NNE-NE向半地塹，以高角度邊界斷層為特征，斷層傾角40°～80°。結合古地形分析，在基底上未見明顯的侵蝕地貌，說明北部坳陷帶水系供應較為穩定，未見大型物源。而同處華南大陸邊緣的珠江口盆地北部隆起及以北的灘海地區和陸上發育的多個古近系盆地，在廣東陸上三水、茂名等盆地及香港坪洲島坪洲盆地均發育始新統半深-深湖相泥質沉積物，且具有生烴潛力[7]。類比表明，雖然靠近海南隆起區的第一排凹陷，瓊東南盆地北部坳陷帶斷陷湖盆具備發育中深湖的條件。

2.2.2 斷裂活動及沉降速率特征

在沉積物供給量沒有顯著變化的情況下，可容空間增加的速率越大，越會使得盆地處于欠補償沉積狀態，越有利于半深-深湖相發育。從鄰近的珠江口盆地演化與烴源巖形成關系來看，在張裂初始階段形成的陸相湖盆，物源供應不充分，形成欠補償沉積，沉積了文昌組湖相泥巖。凹陷結構和形成機制影響了邊界斷層的規模和活動性，控制了湖盆生產力大小和氧化還原環境，進而決定了有效烴源巖的分布[8]。從大地構造位置分析，瓊東南北部坳陷帶和珠江口盆地具有類似的區域構造背景，邊界斷層活動規模大，活動性強的小型斷陷湖盆有效烴源巖分布較大，在物源供給不充分時易形成欠補償沉積環境，有利于半深湖-深湖相優質烴源巖的發育。北部坳陷帶崖北凹陷和松西凹陷始新統地層受控于⑤號斷層，松東凹陷受控于⑥號斷層(圖1)。通過對比珠江口盆地文昌組控洼斷裂活動速率與中深湖相對應關系(當控洼斷裂活動速率大于100m/Ma時，有利于發育中深湖相沉積)，崖北凹陷、松西凹陷始新世有利于發育欠補償沉積環境，具備中深湖相發育的沉積背景(圖3)。從沉降速率分析，大于200m/Ma的凹陷具有較大的含油氣前景。

2.2.3 始新統湖相源巖識別與分布

由于同一盆地相鄰或相近的凹陷在沉積環境上有一定的相似性，相同的地震相很可能代表了相似的沉積地層[9]，因此進行地震反射特征研究是少井區油氣勘探的有力手段。在地球化學研究確定烴源巖存在的基礎上，可以根據地震特征識別出優質烴源巖地震相特征，以此對烴源巖的分布和發育規模進行研究。瓊東南盆地北部坳陷帶在大地背景及氣候條件與相鄰的珠江口盆地有著較好的類比關系，多年勘探實踐證實，珠江口盆地文昌組半深-深湖沉積在地震剖面上表現為低頻、連續、強振幅、平行反射的特征，如珠三坳陷西部的文昌B凹陷、珠一坳陷南部洼陷帶的惠州26洼、恩平17洼、番禺4洼和陸豐13N洼等富烴洼陷均有多口鉆井證實其文昌組發育半深湖-深湖相烴源巖。將北部坳陷帶始新統反射特征與上述已證實凹陷進行類比，進行半深湖-深湖相判識，結果表明松西凹陷、崖北凹陷、松東凹陷、樂來凹陷具備低頻、連續、強反射地震特征。如過松西凹陷和崖北南洼地震剖面上，始新統地層(T80-T100)呈現為低頻、連續、強振幅特征，這類地震相主體位于控凹斷裂的下降盤，處于凹陷的深洼帶，與斷裂活動形成的可容空間有明顯的對應關系，可以判斷為中深湖相(圖4)。從平行⑤號斷裂的地震剖面上可見，在斷裂下降盤除中深湖相沉積外，還有楔形雜亂反射，發育在凹陷邊界主干斷裂的下降盤，緊鄰斷裂根部，并向濱淺湖和中深湖內延伸，為典型的扇三角洲反射特征。

圖3 各凹陷與富烴凹陷控洼斷層活動速率對比

圖4 北部坳陷帶典型地震相分析剖面(A-A")

綜合運用以上各方法，刻畫出了瓊東南北部坳陷帶始新統中-深湖相的分布范圍，其中崖北凹陷、松西凹陷、松東凹陷及樂來凹陷均發育始新統中深湖相。崖北-松西始新統湖盆，總面積2 485 km2，⑤號斷裂伸展中心在松西凹陷，中心厚度約2 500 m，其主凹中深湖相面積約1 110 km2，崖北南凹中深湖相面積約160 km2。松東凹陷發育一狹長湖盆，中深湖發育于⑥號斷層下降盤，面積約230 km2；樂來凹陷中深湖面積約60 km2(圖5)。

2.3 始新統湖相烴源巖類比與模擬

上述研究表明，瓊東南盆地北部坳陷帶發育中深湖相烴源巖，斜坡部位發育濱淺湖相烴源巖，為腐泥型；文昌B凹陷文昌組中深湖相烴源巖TOC為2.7%，干酪根類型為II1型，HI值為437；濱淺湖相烴源巖為腐殖型，TOC為0.64%，干酪根類型為II2-III型，HI為368～261。盆地模擬顯示北部坳陷帶烴源巖生油總量為91.5×108t，具有較好的生烴潛力，是一個潛在的富生烴坳陷。其中崖北凹陷原油資源量為5.5×108t，天然氣資源量為3 200×108m3；松西凹陷原油資源量為4.3×108t，天然氣資源量為1 100×108m3，有望成瓊東南盆地未來油氣儲量增長的新區。

3 結論

(1)瓊東南北部坳陷帶已鉆井原油中的C30-4甲基甾烷的豐度較高，來源于陸相富藻類中深湖相烴源巖。

(2)同位素年齡分析表明，瓊東南盆地南海擴張前的始新世發育陸相斷陷盆地，斷層活動速率揭示該區具備發育中深湖條件；地震相具有低頻、連續、強振幅特征，為典型的中深湖相標志。

(3)瓊東南北部坳陷帶具有較好的生烴潛力，預測生油總量為91.5×108t，是一個潛在的富生烴坳陷，其中崖北凹陷和松西凹陷有望成為瓊東南盆地未來油氣儲量增長的新區。

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編輯：蒲洪果

1673-8217(2017)03-0052-04

2016-12-17

鄧廣君，工程師，1979年生， 2005年畢業于成都理工大學礦產普查與勘探專業，現從事海上石油及天然氣勘探工作。

國家科技重大專項子課題“鶯瓊盆地高溫高壓天然氣富集規律與勘探開發關鍵技術”(2016ZX05024-005)資助。

TE112.113

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