琼东南盆地构造演化特征及其对油气藏的控制浅析

琼东南盆地为一新生代含油气盆地。通过对南海扩张、红河断裂及太平洋板块等琼东南盆地区域构造演化主控因素的分析,结合其内部层序及断裂特征将琼东南盆地新生代以来的构造演化分为晚白垩世-晚渐新世多幕裂陷、早中新世-中中新世区域热沉降和晚中新世以来的新构造 3 大构造演化阶段。在构造演化基础上分别探讨了琼东南盆地构造演化与烃源岩、储盖层及其圈闭形成之间的关系,进一步指出琼东南盆地中部构造调节区域（崖北凹陷、松西凹陷、陵水低凸起、松涛凸起、陵水凹陷、松南凹陷、中央低凸起及北礁凹陷）为琼东南盆地油气勘探最有利的区域。     

南海琼东南盆地东区天然气成因类型与烃源探讨

根据钻井测试、地震等资料,运用天然气地球化学、成藏综合研究方法,分析了琼东南盆地东部松东凹陷和宝岛凹陷天然气成因及来源。研究表明,研究区天然气主要为油型气,其中松东凹陷北坡的BF13和SF24区中新统天然气为成熟的油型气;宝岛凹陷北缘二号断裂带BF19-2-3井区上渐新统陵水组天然气为高成熟—过成熟油型气,可能混入少量煤型气。该认识有别于以往莺琼盆地报道的典型煤型气。已发现的油型气主要来源于始新统湖相烃源岩,可能部分有崖城组煤系源岩的贡献,推断琼东南盆地除崖城组煤系气源岩之外存在另一套重要的气源岩。松东凹陷和宝岛凹陷下一步重点天然气勘探方向为松东凹陷西北坡和宝岛凹陷北缘二号断裂带。     

琼东南盆地崖北凹陷崖城组煤系烃源岩分布及其意义

崖北凹陷位于南海北部大陆边缘西区琼东南盆地北部坳陷西段,是新生代凹陷,连续沉积了始新世到第四纪地层。该凹陷古近纪为裂谷期,发育始新世陆相、早渐新世崖城组海陆过渡相和晚渐新世陵水组海相3套地层。中新世到第四纪为热沉降和新构造期,均为海相地层。崖北凹陷主力烃源岩是崖城组海陆过渡相煤系和泻湖相泥岩,其中,煤层、炭质泥岩及其伴生的暗色泥岩是烃源岩的重要组成部分。已钻井揭示崖城组发育35层煤,累积厚度16.8m。煤层与炭质泥岩主要分布于崖一段和崖三段,形成于潮坪与辫状河三角洲。崖城组地震相与沉积相对应关系良好,据此建立了煤系烃源岩沉积模式,煤系主要发育在凹陷缓坡带的辫状河三角洲和潮坪环境中,其次是陡坡带的扇三角洲和潮坪,暗色泥岩主要发育在深洼漕的泻湖环境。崖北凹陷崖城组煤系和泻湖湘泥岩都是有利烃源岩,生烃潜力大,凹槽内部渐新统-中新统为有利成藏组合。      

南海北部叠合断陷盆地海陆过渡相烃源岩及成藏贡献——以珠二坳陷白云凹陷为例

伸展盆地裂谷期为陆相、海陆过渡相和海相沉积充填的叠合断陷盆地,与断陷期完全为陆相地层充填的陆相断陷盆地在形成的板块构造环境、沉积相和烃源岩等方面有显著区别。中国近海叠合断陷盆地一般主要沉积有陆相、海陆过渡相和海相3个层系的烃源层,其中海陆过渡相烃源岩是南海北部断陷盆地珠二坳陷、琼东南盆地的主力烃源岩,该层系生烃成藏均晚于断陷期沉积的陆相地层。该类烃源岩具有陆源生烃母质和海相生烃母质双源输入的混合特征,干酪根类型为Ⅱ-Ⅲ型,以生气（煤型气）为主,但浅部烃源岩有一定的生油能力,其生成的油气亦有双源成因的特征。油气源对比研究表明,白云凹陷番禺地区和LW3-1气田油气成藏的主要贡献者是白云凹陷海陆过渡相的恩平组烃源岩,但也有渐新统珠海组海相烃源岩的贡献。勘探实践证明,这种海陆过渡相烃源岩目前已成为南海北部断陷盆地最为重要的烃源层系,是该区有效的烃源岩。     

“源热共控”琼东南盆地的天然气勘探潜力

古近系渐新统崖城组烃源岩是目前琼东南盆地被钻井证实的最主要的1套烃源岩,其有效烃源岩是油气勘探能否获得突破的关键因素。为此,从"源""热"共控的角度对该区各凹陷的生烃潜力进行了详细分析,结果表明:①崖城组存在海陆过渡相与浅海相泥岩2种类型烃源岩,两者的生烃母质均为腐殖型干酪根,少量为偏腐殖混合型,有机质丰度的高低均受到陆源输入物多少的控制,前者的有机质丰度普遍较高,而后者丰度则偏低;②海陆过渡相煤系烃源岩的主要形成环境为三角洲平原、海岸平原、障壁海岸的潮坪沼泽等;③受新生代岩石圈伸展拉张程度控制和新构造运动的影响,深水区地温梯度、大地热流值、烃源岩热演化程度普遍较高,高热背景不仅决定了深水区凹陷以生气为主,也使浅水区埋深较浅的烃源岩处于生油窗而生成石油,同时,高地温与高热流除了促进烃源岩的生烃作用外,还能加速烃源岩中残留烃的裂解,提高生烃效率和生烃能力。最后,根据"源""热"共同作用控制油气生成的原理,对琼东南盆地主要凹陷进行了油气勘探潜力综合评价与初步排队。结论认为可将11个凹陷分为3种类型,其中崖南、陵水、宝岛、乐东、华光为Ⅰ类凹陷,勘探潜力最大。     

边缘海构造旋回控制南海深水区油气成藏

南海边缘海构造旋回包括古南海形成与萎缩及新南海形成与萎缩2个旋回。边缘海构造旋回控制南海深水区盆地分布与性质,南海北部为被动大陆边缘裂谷盆地,南沙地块区盆地为漂移裂谷盆地,南部为复合型活动大陆边缘挤压盆地,西部为转换大陆边缘剪切拉张盆地,东部为俯冲大陆边缘增生楔盆地,深水区盆地主要分布在陆坡区和南沙地块上。边缘海构造旋回控制南海深水区主力烃源岩发育与类型,南海北部大陆边缘深水区发育始新世陆相、渐新世早期海陆过渡相、渐新世晚期海相3套烃源岩;南沙漂移裂谷盆地发育晚白垩世-早渐新世1套陆源海相烃源岩;南海南部大陆边缘深水区发育渐新世、早中新世和中中新世3套海陆过渡相烃源岩;南海西部大陆边缘深水区发育渐新世、早中新世、中中新世3套海陆过渡相烃源岩。边缘海构造旋回控制南海深水区大型储集体的形成,南海北部深水区发育4套储集体以深海扇为主,南沙地块发育2套储集体以三角洲与生物礁为主,南海南部以深水扇和生物礁为主;在大河入海口前缘的区域形成大型水道砂体等碎屑岩储集体,在隆起区形成生物礁滩。边缘海旋回控制深水区储盖组合,南海北部大陆边缘深水区油气成藏组合主要为渐新统-上新统,南沙地块区主要为始新统-渐新统下部,南海南部大陆边缘深水区成藏组合为渐新统-上新统,南海西部大陆边缘深水区成藏组合为渐新统-中新统。南海深水区主要油气藏类型与构造圈闭、深水扇及生物礁相关。南海深水区成盆、成烃、成藏特征受控于边缘海构造旋回,油气勘探潜力巨大。     

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琼东南盆地是南海北部大陆架新生代北东向伸展盆地,面积约３．４×１０４ｋｍ２,最大沉积厚度１２０００ｍ。盆内存在８个凹陷,依据凹陷的烃源层发育特征、埋藏史、生烃史、生烃强度及资源量综合分析,发现崖南、松南、宝岛、乐东和陵水凹陷均存在高温高压、烃源岩热演化程度高、生气强度大且资源量丰富,因此评价为富气凹陷;油气主要生成于下第三系,８个凹陷中以宝岛,松南凹陷成熟面积最大,两凹陷资源量约占下第三系气资源量的一半以上;松东凹陷因其热演化程度适中,油资源量占较大比例,该凹陷油、气均具有勘探潜力,而崖北及松西凹陷生烃潜力较差。为此,围绕上述富气（烃）凹陷评价并综合天然气的成藏条件,初步筛选琼西基底披覆背斜带、松涛凸起及北东倾没端圈闭带、２号断裂下降盘圈闭带是最具天然气勘探潜力区带,而松东凹陷北坡圈闭带则为油气并举的勘探有利区带。     

琼东南盆地松南—宝岛凹陷三亚组“源—汇”体系与主控因素分析

琼东南盆地松南—宝岛凹陷主体位于琼东南盆地深水区东部,是已被钻探证实的富烃凹陷。中新统三亚组是深水区重要的勘探目的层,储集体规模和粒度是制约松南—宝岛凹陷三亚组油气成藏的关键因素。应用最新的三维地震和已钻井资料,结合区域地质背景,系统分析松南—宝岛凹陷三亚组“源—汇”体系及主控因素,预测有利砂体平面展布。研究表明,松南—宝岛凹陷三亚组沉积期,发育海南隆起和松南低凸起2个“源—汇”体系：中新世构造活跃的海南隆起主控北部“源—汇”体系,供源能力强,凹陷北部发育陆架坡折,发育“陆架三角洲和陆坡沟谷+深水扇”沉积体系;松南—宝岛凹陷以斜坡向松南低凸起过渡,不发育陆架坡折,南部“源—汇”体系具有“近源、沟谷汇聚阶槽控制下的多期深水扇”特征。搬运距离、构造活动和底流改造等因素主控三亚组储集体的发育,优选凹陷南缘为三亚组最有利的储集体发育区;优选松南区和宝岛区东部海底扇为三亚组有利储集体发育区。     

琼东南盆地北部梅山组浊积扇砂组构特征与物源体系差异

琼东南盆地上中新统黄流组—上新统莺歌海组已发现多个大中型油气田,然而多年的滚动开发证实上述层系勘探潜力逐步呈下降趋势,亟需寻找有利接替层位和勘探区块。梅山组是琼东南盆地有利接替层位的首选层位,以琼东南盆地北部梅山组浊积扇体为目标靶区,通过岩石薄片观察、激光粒度、重矿物分析、微量元素/稀土元素等测试分析手段,结合沉积背景资料、盆地北部周缘水系及其岩石学特征,综合开展砂体组分、结构特征以及物源体系分析。结果表明：琼东南盆地北部梅山组低位时期剥蚀区范围较大,物源供应充足,陆坡边缘整体发育大范围的海底扇沉积,浊积扇砂体发育整体具有“西好东差”的沉积格局,其中盆地北部梅山组物源体系表现为“多点供源+地貌约束”的古地理格局。其中,海南岛宁远河物源影响琼东南盆地中央坳陷北部梅山组乐东凹陷、崖南凹陷和崖城凸起,为近源供给的海底扇沉积;海南岛陵水河物源远源供给琼东南盆地中央坳陷北部梅山组陵水凹陷和松南—宝岛凹陷;海南岛陵水河、万泉河双物源共同影响琼东南盆地中央坳陷北部梅山组松涛凸起以及松南—宝岛凹陷的东北部。西部红河和越南东部两大物源体系对乐东凹陷井区梅山组有区域影响。     

琼东南盆地宝岛北坡浅层天然气成因与成藏机制

根据琼东南盆地宝岛北坡天然气地球化学特征和来源,研究宝岛13区浅层气田运聚期次和成藏时间,建立天然气运移成藏模式。依据宝岛13区浅层天然气组成和δ13C1、δ13C2特征,并与同一构造带南部下倾方向宝岛19-2构造高成熟天然气特征比较,认为宝岛13区浅层天然气可能是以生物气/低熟气为主含有部分成熟气的混合气。结合共生的凝析油标志物特征和包裹体信息,推测生物气/低熟气源于附近未熟—低熟的中新统—渐新统烃源岩,低熟气充注时间约为距今3 Ma;来自宝岛凹陷成熟度较高烃类气晚期注入,2号断裂为天然气向上运移提供良好通道,而后经中新统梅山组—三亚组砂岩输导体向北侧向运移到宝岛13区圈闭与近源聚集的天然气混合成藏。由此预测松东—宝岛北部斜坡应是琼东南盆地东部浅水区下步拓展天然气勘探的现实领域。     

琼东南盆地深水区东段崖城组沉积特征及对海相烃源岩的控制

崖城组是琼东南盆地的主力生烃层系。根据古生物、岩性以及古构造、古地貌等资料，系统分析了琼东南盆地深水区东段崖城组的沉积环境与沉积相，在此基础上对海相烃源岩的发育条件进行了分析。结果表明，崖城组沉积时期，琼东南盆地深水区东段为半封闭的海湾环境，松南—宝岛—长昌凹陷发育广泛的滨浅海沉积，凹陷边缘发育多个小规模的近源扇三角洲、三角洲，海岸平原分布在凹陷带周缘沉积古地貌较高的部位。受控于沉积环境，煤系烃源岩主要发育在凹陷周缘海岸平原相及扇三角洲、三角洲相的水上平原部分，陆源有机质为主的海相泥岩是凹陷内部的主力烃源岩，陆源有机质供给量和相对安静的水体环境是海相烃源岩发育的两个主要控制因素。采用类比分析方法，在琼东南盆地深水区东段崖城组识别出9个潜在海相烃源岩发育区，其中5个为最有利的烃源岩发育区。     

南海北部琼东南盆地深水区烃源条件及天然气成藏机制

近年来,南海北部琼东南盆地深水西区天然气勘探取得了重大突破,证实深水区具备良好的烃源和油气成藏条件。但由于地质条件的复杂性,琼东南盆地深水区烃源岩规模及生烃潜力、油气成藏机制及分布规律、下一步勘探突破领域依然不是很清楚。针对上述关键问题,本研究综合运用地球化学与地质分析方法,开展琼东南盆地深水区烃源条件与油气成藏机制研究,进而指出琼东南盆地深水区下一步有利的油气勘探突破领域。研究认为：琼东南盆地中央坳陷深水区发育始新统湖相、渐新统崖城组海陆过渡相及半封闭浅海相2套3种类型的烃源岩,其规模大、热演化程度高,生烃潜力巨大,为琼东南盆地深水区天然气勘探提供了坚实的物质基础。琼东南盆地深水区油气成藏条件优越,但深水西区与深水东区油气成藏机制存在一定差异。深水西区乐东_陵水凹陷中央峡谷周缘上中新统轴向水道、海底扇岩性圈闭带和陵水凹陷南部斜坡古近系/潜山圈闭带以及深水东区的宝岛凹陷宝南断阶带、长昌凹陷西部环A洼圈闭带为下一步油气勘探的重要突破领域。上述成果对于解决琼东南盆地深水区天然气勘探瓶颈问题、指明下一步勘探突破方向具有重要的科学和勘探实践意义。     

凸起及其倾没端——琼东南盆地深水区大中型油气田有利勘探方向

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,其上及其倾没端圈闭非常发育,这些(低)凸起被长昌凹陷、松南-宝岛凹陷、乐东-陵水凹陷、华光凹陷和北礁凹陷包围,呈典型的凹间凸构造格局。深水区烃源岩主要是下渐新统崖城组,其次是上渐新统陵水组和始新统,沉积相-岩性类型主要是潮坪和泻湖相暗色泥岩、煤层、碳质泥岩,中深湖相和浅海相泥岩,具"早期生油、晚期生气"特征。深水区北部的长昌凹陷、松南-宝岛凹陷和乐东-陵水凹陷南侧缓坡带古近系输导体发育好,其上覆新近系岩性以半深海相泥岩为主,断裂不发育且地层超压,凹陷内生成的油气主要沿古近系输导层侧向向松南低凸起、陵南低凸起聚集;深水区南部的华光凹陷和北礁凹陷结构均呈南断北超,凹陷内生成的油气也主要向松南低凸起、陵南低凸起运移。因此,松南低凸起、陵南低凸起及其倾没端为周缘凹陷所生成油气汇聚的主要方向,是深水区寻找大中型油气田最有利的成藏单元和勘探领域。     

琼东南盆地深水区烃源岩地球化学特征与天然气潜力

琼东南盆地深水区探井地球化学资料和地震信息显示,中央坳陷发育始新统湖相、渐新统海相—海岸平原相2套主力烃源岩,其中渐新统崖城组海岸平原相含煤烃源岩富含陆源有机质,是深水区优质气源岩;崖城组半封闭浅海相烃源岩TOC含量大多介于0.5%～1.5%之间,有机质类型以腐殖型干酪根为主,且该套烃源岩分布广、规模大。针对琼东南盆地深水区钻井资料少的现状,综合应用沉积相—地震相—有机相研究手段对崖城组主力气源岩的分布进行了初步预测,结果显示崖城组烃源岩在中央坳陷分布较广,尤其以宝岛、陵水、乐东、长昌和北礁凹陷更为发育。高温高压环境生气机理模拟实验表明,研究区内高地温场加速了天然气生成,中央坳陷渐新统普遍发育的超压对早期生气有一定的抑制作用,而晚期又促进了天然气生成,从而拓宽了琼东南盆地深水区生气窗的范围和天然气勘探领域;始新统湖相烃源岩因埋深大,可能早期生油,晚期利于裂解气生成。因此,琼东南盆地深水区主要凹陷生气强度较高且生气潜力大,具有良好的勘探前景。     

琼东南盆地松南凹陷新生代重要构造幕及表现形式

松南凹陷是琼东南盆地新生代构造活动最强烈的凹陷,是研究深水区大中型油气田成藏规律的典型凹陷。在对该凹陷主干剖面进行精细解释的基础上,全面描述了其构造沉积形式,并把松南凹陷演化划分为 4 个重要幕即始新世-早渐新世早期整体断陷幕、早渐新世晚期-晚渐新世局部断陷幕、晚渐新世晚期-中新世统一坳陷幕和中新世中期-第四纪新构造运动幕,阐述了各个演化幕的基本特点和重点构造沉积现象的成因,认为:自第二构造幕开始,除了F2断裂带,凹陷的其他基底断层基本停止活动,取而代之的是一些向凹陷方向倾斜的新断裂体系;区域坳陷期自T61沉积就开始,甚至更早;而上新世和第四纪并不是趋于沉寂,新构造运动主宰了凹陷的演化形式。最后分析了各构造幕构造运动对油气勘探的重要意义。     

琼东南盆地古近系渐新统烃源岩地球化学特征及生烃潜力分析

琼东南盆地新生界主要发育3套烃源岩,即始新统湖相油源岩、渐新统气源岩及中新统海相气源岩。勘探研究表明,迄今为止在琼东南盆地发现的油气主要来自渐新统烃源岩。渐新统煤系烃源岩有机碳含量和生烃潜力都达到了好的烃源岩有机质丰度标准,渐新统崖城组和陵水组泥岩有机碳含量较高,具有一定的生烃潜力;崖城组和陵水组烃源岩干酪根显微组分主要为镜质组,富氢组分腐泥组和壳质组含量较低,干酪根类型主要为Ⅱ。型和Ⅲ型,以生气为主。崖城组煤系烃源岩正构烷烃以高碳数分布为主,Pr／Ph值较高,伽马蜡烷指数低,烃源岩主要发育于氧化环境;崖城组泥岩以氧化环境为特征,藿烷系列化合物中检测到高含量的奥利烷,表明高等植物生源输入明显,煤抽提物中规则甾烷C27、C28、C29呈反“L”型分布,主要以高等植物的陆源输入为主,崖城组和陵水组泥岩规则甾烷C27、C28、C29呈“V”型分布,表明生源除了高等植物,藻类也有一定的贡献,部分陵水组烃源岩样品藻类输入明显增多,生烃条件更加有利。