摘 要

摘　要：古近系漸新統(tǒng)崖城組烴源巖是目前瓊東南盆地被鉆井證實(shí)的最主要的l套烴源巖，其有效烴源巖是油氣勘探能否獲得突破的關(guān)鍵因素。為此，從“源”“熱”

摘　要：古近系漸新統(tǒng)崖城組烴源巖是目前瓊東南盆地被鉆井證實(shí)的最主要的l套烴源巖，其有效烴源巖是油氣勘探能否獲得突破的關(guān)鍵因素。為此，從“源”“熱”共控的角度對(duì)該區(qū)各凹陷的生烴潛力進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)果表明：①崖城組存在海陸過渡相與淺海相泥巖2種類型烴源巖，兩者的生烴母質(zhì)均為腐殖型干酪根，少量為偏腐殖混合型，有機(jī)質(zhì)豐度的高低均受到陸源輸入物多少的控制，前者的有機(jī)質(zhì)豐度普遍較高，而后者豐度則偏低；②海陸過渡相煤系烴源巖的主要形成環(huán)境為三角洲平原、海岸平原、障壁海岸的潮坪沼澤等；③受新生代巖石圈伸展拉張程度控制和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，深水區(qū)地溫梯度、大地?zé)崃髦?、烴源巖熱演化程度普遍較高，高熱背景不僅決定了深水區(qū)凹陷以生氣為主，也使淺水區(qū)埋深較淺的烴源巖處于生油窗而生成石油，同時(shí)，高地溫與高熱流除了促進(jìn)烴源巖的生烴作用外，還能加速烴源巖中殘留烴的裂解，提高生烴效率和生烴能力。最后，根據(jù)“源”“熱”共同作用控制油氣生成的原理，對(duì)瓊東南盆地主要凹陷進(jìn)行了油氣勘探潛力綜合評(píng)價(jià)與初步排隊(duì)。結(jié)論認(rèn)為可將11個(gè)凹陷分為3種類型，其中崖南、陵水、寶島、樂東、華光為I類凹陷，勘探潛力最大。

關(guān)鍵詞：瓊東南盆地  源熱共控論  烴源巖  沉積環(huán)境  地球化學(xué)特征  大地?zé)崃?span lang="EN-US">  天然氣勘探潛力  地溫場(chǎng)  崖城期

An analysis of natural gas exphtration potential in the Qilmgdongnan Basin by use of the the theory of joint control of source rock and geothermal heat

Abstract：The Oligocene Yacheng Fm contains the most important source rocks that have been confirmed by exploratory wells in the Qiongdongnan Basin．The efficiency of these source rocks is the key to the breakthrough in natural gas exploration in the study area．This paper analyzes the hydrocarbon potential of each sag in this basin from the perspective of the joint control of both source rock and geothermal heat．Two types of source rocks occur in the Yacheng Fm，namely mudstone of transitional facies and mudstone of neritic facies．Both of them are dominated by kerogen of type-Ⅲ，followed by type-Ⅱ2．Their organic matter abundances are controlled by the amount of continental clastic input．The mudstone of transitional facies is commonly higher in organic matter abundance，while that of neritic facies is lower．The coal measure source rocks of transitional facies were mainly formed in such environments as delta plains，coastal plains and barrier tidal flat-marsh．Due to the control of Cenozoic lithosphere extension and influences of neotectonism，the geothermal gradient，terrestrial heat flow value and level of thermal evolution are generally high in deep water．The hot setting not only determines the predominance of gas generation in the deep water sags，but can pronlote the shallow-buried source rocks in shallow water into oil window to generate oil．In addition to promoting the hydrocarbon generation of source rocks，the high geotemperature and high heat flow value can also speed up the cracking of residual hydrocarbons，thus enhancing hydrocarbon generation efficiency and capacity．According to the theory of joint control of source quality and geothermal heat on hydrocarbon generation，we comprehensively evaluate and rank the exploration potentials of major sags in the Qiongdongnan Basin．The sags are divided into 3 types，of which the type-I sags including Yanan，Lingshui，Baodao，Ledong and Huaguang are the highest in hydrocarbon exploration potential．

Keywords：joint control of source rock and geothermal heat，source rocks，sedimentary environment，geochemical behavior，terrestrial heat flow，exploration potential，geotemperature field，Yacheng stage，Qiongdongnan Basin

瓊東南盆地位于南海北部大陸邊緣西北部，是新生代形成的北東—北東東向伸展盆地，盆地北部為海南隆起，南部為永樂隆起，西與鶯歌海盆地相鄰，東北部為神狐隆起與珠江口盆地^[1-3]。盆地構(gòu)造演化經(jīng)歷了古近紀(jì)斷陷、新近紀(jì)早—中中新世坳陷、晚中新世以來的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)3個(gè)階段。在古近紀(jì)斷陷階段，盆地自下到上充填了始新統(tǒng)陸相沉積、下漸新統(tǒng)崖城組海陸過渡相沉積、上漸新統(tǒng)陵水組海相沉積；在新近紀(jì)階段，分別沉積了中新統(tǒng)三亞組、梅山組、黃流組、上新統(tǒng)鶯歌海組和第四系的濱淺海—深海微相^[1，4-6]。瓊東南盆地平面結(jié)構(gòu)具有南北分帶、東西分塊的特征^[7]，從北至南分為北部坳陷、中部隆起、中央坳陷、南部降起、南部坳陷，其中，北部坳陷自西至東又包括崖北凹陷、松西凹陷與松東凹陷；中央坳陷包括崖南凹陷、樂東凹陷、陵水凹陷、北礁凹陷、松南凹陷、寶島凹陷與長(zhǎng)昌凹陷；南部坳陷主要包括甘泉凹陷和華光凹陷等(圖1)。

 

瓊東南盆地從l979年開始勘探，在崖南凹陷周緣發(fā)現(xiàn)了崖城13-1和崖城13-4氣田，證實(shí)了崖南凹陷是富烴凹陷，也是瓊東南盆地唯一的經(jīng)勘探和研究證實(shí)的富烴凹陷；同時(shí)，在淺水區(qū)也發(fā)現(xiàn)了多個(gè)含油氣構(gòu)造，展現(xiàn)了良好的勘探前景^[8]。2010年底在瓊東南盆地深水區(qū)淺層首次鉆探，獲得了陵水22-1構(gòu)造的天然氣發(fā)現(xiàn)，使得位于深水區(qū)的陵水凹陷獲得突破。但之后也遭遇了一些深水區(qū)目標(biāo)鉆探的失利，揭示了瓊東南盆地深水區(qū)油氣成藏的復(fù)雜性^[9-10]，也給盆地深水區(qū)的勘探走向帶來困惑。特別是通過對(duì)近年來深水區(qū)的鉆井進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有效烴源巖是制約該盆地深水區(qū)能否獲得突破的關(guān)鍵因素，而漸新統(tǒng)崖城組烴源巖是目前瓊東南盆地被鉆井證實(shí)的最主要的l套烴源巖。

為此，筆者試圖從“源熱共控論” ^[11-13]的角度，討論瓊東南盆地各凹陷崖城組烴源巖的發(fā)育特征及地溫場(chǎng)特征，結(jié)合已發(fā)現(xiàn)油氣情況，以期對(duì)整個(gè)盆地各凹陷的潛力做初步預(yù)測(cè)與分類。

1　崖城組烴源巖發(fā)育特征

崖城組已被證實(shí)為瓊東南盆地的主力烴源巖層，崖城組整體屬于海陸過渡相—半封閉淺海相環(huán)境，發(fā)育煤系地層和厚層灰色泥巖沉積。

1．1　沉積環(huán)境

瓊東南盆地崖城組形成于斷陷晚期，當(dāng)時(shí)古湖泊正消亡，大規(guī)模海侵即將開始，普遍以海陸過渡相沉積環(huán)境為主。崖城組孢粉呈沼澤光葉藤、紅樹林科羅曼娜環(huán)孔粉占優(yōu)勢(shì)的特征，而同期的珠口盆地恩平組為櫟粉、雙溝粉、水龍骨孢常見，這兩者均表明當(dāng)時(shí)為熱帶、亞熱帶濕熱的氣候^[14]，利于沼澤環(huán)境的發(fā)育，而此時(shí)正是凹陷烴源巖大規(guī)模形成的階段。受北東向與東西向斷裂控制及古隆起的繼承性發(fā)育，崖城組時(shí)期凹陷之間仍以部分連通、部分分隔狀態(tài)存扯，北部坳陷、南部坳陷與中央坳陷間受崖城凸起、陵水低凸起、松濤凸起與陵南低凸起、松南低凸起形成的障壁遮擋，相對(duì)穩(wěn)定與封閉的環(huán)境也有利于烴源有機(jī)質(zhì)的富集和保存。

與同處于南海北部的珠江口盆地不同，瓊東南盆地缺少類似古珠江流域這樣的大河來為盆地提供巨厚的沉積物，因此，盆地內(nèi)物源相對(duì)不充分，較明顯的為來自盆地西北部的三亞河和東北部的萬泉河，帶來了一定的物源供給，形成了相對(duì)較厚的三角洲沉積。以鉆遇三亞河三角洲的SS4井為例(圖2，圖3-a、3-b)，該井主要為灰白色、淺灰色礫巖、砂礫巖、粗砂巖、中砂巖夾薄層灰色碳質(zhì)泥巖，礫巖呈次棱角狀—次圓狀，分選差—中等，礫石直徑可達(dá)4cm，多次見沖刷面與滯留沉積，正韻律發(fā)育，沉積現(xiàn)象豐富(如槽狀交錯(cuò)層理、平行層理、波狀層理、變形層理、生物擾動(dòng)構(gòu)造、見炭化的植物莖)，總體為辮狀河三角洲平原至前緣的沉積。砂巖粒度概率曲線有三段式與兩段式2種，分別代表了辮狀河道與水下分流河道沉積。顯微鏡下看以中粒長(zhǎng)石石英砂巖、粗粒長(zhǎng)石巖屑砂巖、長(zhǎng)石雜砂巖等為主，富含云母、長(zhǎng)石等不穩(wěn)定礦物，成熟度較低，反映較近源沉積環(huán)境。GR測(cè)井曲線上，下部表現(xiàn)為齒化鐘形，上部表現(xiàn)為大幅度微齒化箱形、鐘形、漏斗形，且以箱形為主，反映下部水動(dòng)力頻繁活動(dòng)。上部相對(duì)較穩(wěn)定。測(cè)井解釋煤層8層，總厚度為3.56m，主要的成煤環(huán)境為辮狀河三角洲平原。該井崖三段早期植物角質(zhì)豐度大，指示陸相環(huán)境，而晚期有孔蟲、海相溝鞭藻呈不連續(xù)但高濃度分布，表明該部位受到海侵影響。

 

 

崖城l3-1氣田的其他鉆井具有同樣的沉積特征(圖3-c、3-d、3-e)，與SS4井緊鄰的SS5井崖三段也有類似特點(diǎn)(圖3-f)。位于SS5井南部的SS6井崖三段下部為灰白色砂巖夾灰色、深灰色泥巖，往上為灰白色砂巖與灰色泥巖的互層，見清晰的反映潮汐作用的透鏡狀層理、脈狀層理與波狀層理(圖3-g)，蟲孔發(fā)育，代表水體加深、受潮汐影響變強(qiáng)，該部位主要的成煤環(huán)境為潮坪的潮上帶。而位于崖南凹陷南部崖南低凸起的SS7井，其崖城組下部以淺灰色粗砂巖夾薄層灰黑色泥巖為主，上部為深灰色泥巖夾薄層淺灰色細(xì)砂巖或兩者的互層，見豐度不等的有孔蟲、鈣質(zhì)超微化石，有孔蟲以近岸底棲種群為主，主要粒徑大于0.125mm，早期浮游有孔蟲也具較高濃度，豐度為30～400枚／50g，并伴有少量共生的淺海介形蟲，見粒面球藻、瘤面球藻、褶皺藻等孢粉化石，反映沉積時(shí)期為濱海或受限的淺海環(huán)境，主要的烴源巖形成環(huán)境為淺海。

崖南凹陷周緣的這組鉆井反映崖城13-1氣田區(qū)為辮狀河三角洲沉積，至886井變?yōu)槭苷媳谡趽醯某逼撼练e，到SS7井已經(jīng)與南部的淺海連通，為濱海—淺海的沉積環(huán)境。崖南凹陷崖城組發(fā)育1套三角洲—障壁海岸海陸過渡相含煤層序^[15]，烴源巖屬于近岸沉積型^[16]，與其處于同一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元的崖北、松西、松東凹陷也有類似的特征，但烴源巖質(zhì)量的好壞與入凹的三角洲的有無及規(guī)模大小有關(guān)。

位于瓊東南盆地深水區(qū)中央坳陷南部陵南低凸起之上的SSl井，其崖城組整體為大段泥巖夾薄層石灰?guī)r、粉砂巖、細(xì)砂巖，其中，下部泥巖為灰色夾棕紅色，上部為深灰色泥巖，反映水體不斷加深。含海綠石、黃鐵礦、綠泥石顆粒，錄井見碳質(zhì)碎片和煤線。古生物分析結(jié)果為：有孔蟲、鈣質(zhì)超微、海相溝鞭藻為較連續(xù)分布，但早期豐度與分異度均較低，晚期較高，有孔蟲以浮游型為主，海相溝鞭藻的分布與陵水組鶯歌海組大致相同，反映早期為海岸平原，晚期為淺海相沉積。SS3井位于中央坳陷長(zhǎng)昌凹陷中部，崖城組為大段灰色、灰黑色泥巖，局部夾薄層粉砂巖。浮游藻類分析表明，反映淡水環(huán)境的綠藻與球藻含量較低，不足10％，而反映海相環(huán)境的海相溝鞭藻濃度可達(dá)到65％，且連續(xù)分布，這反映該井崖城組為典型的開闊海洋環(huán)境。因此，通過這2口典型井可以看出，瓊東南盆地中央坳陷崖城組為海相環(huán)境，坳陷東部與大洋相通，為開闊海環(huán)境，烴源巖為凹陷中央的淺海泥巖、斜坡海岸平原與三角洲煤系。

平面上(圖4)，崖三段沉積時(shí)期，海平面相對(duì)較低，水體較淺，凹陷邊緣以粗碎屑的辮狀河三角洲為主，溻湖及濱淺海面積較小，此時(shí)以辮狀河三角洲平原煤系烴源巖為主，潮坪煤系、溻湖泥巖、淺海泥巖烴源巖為輔，但由于水動(dòng)力強(qiáng)、環(huán)境動(dòng)蕩、坡度大、粒度粗，煤層較薄且易發(fā)生分叉；崖二段沉積期發(fā)生第l次海侵，水體擴(kuò)張，沉積范圍變大，辮狀河三角洲只在崖城13-1氣田區(qū)、松東凹陷東北部、寶島凸起等發(fā)育，凹陷周緣以大面積的潮坪、小面積的海岸平原沉積為主，主要的成煤環(huán)境為辮狀河三角洲平原、潮坪、海岸平原，澙湖、淺海為泥巖烴源巖形成的豐要環(huán)境；崖一段中期發(fā)生了第2次海侵，晚期發(fā)生海退，但水體深度大于崖二段^[14]，環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，巖性較細(xì)，煤層多與泥巖互層，有利于優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育，主要的烴源巖發(fā)育環(huán)境和模式與崖二段類似。

1．2　烴源巖地球化學(xué)特征

凹陷烴源巖好壞的評(píng)價(jià)指標(biāo)很多，如烴源巖的規(guī)模、烴源巖有機(jī)質(zhì)的類型、豐度、成熟度、凹陷的生排烴量等^[17-19]，對(duì)瓊東南盆地各凹陷崖城組烴源巖評(píng)價(jià)要結(jié)合沉積相帶進(jìn)行其指標(biāo)的對(duì)比與分析。

前人研究已經(jīng)證實(shí)瓊東南甕地主要烴源巖為海陸過渡相和海相烴源巖2類，其中，海陸過渡相烴源巖主要指l套由煤、碳質(zhì)泥巖、泥巖組成的煤系烴源巖，其發(fā)育與三角洲平原沼澤、河湖沼澤、海岸平原沼澤等有關(guān)^{[13，20-22]}。因此對(duì)于這類盆地?zé)N源巖的研究，不僅要像陸相湖盆中深湖烴源巖的研究那樣看凹陷中央的范圍，還要更多地考慮邊緣相帶的有效性。

從瓊東南盆地崖城組厚度圖上不難看出，整個(gè)中央坳陷沉積面積廣、厚度大，說明當(dāng)時(shí)海相泥巖的規(guī)模較大。以陵水凹陷為例，凹陷內(nèi)部可劃分為陵水20洼和陵水15洼，崖城組時(shí)期洼陷面積分別為2500km²和2260km²，最大厚度分別為2750m和3200m，但煤系地層的規(guī)模還需要結(jié)合凹陷邊緣相帶進(jìn)行分析；南部坳陷的北礁凹陷與中部坳陷的崖南凹陷規(guī)模相當(dāng)，崖城組時(shí)期洼陷面積分別為l400km²和800km²，最大厚度分別為2150m和2300m，但受物源充足與否的影響，北礁凹陷優(yōu)質(zhì)烴源巖的規(guī)模要小于崖南凹陷；華光凹陷崖城組烴源巖的厚度介于200～1000m，但面積較大，可達(dá)5000km²。崖北凹陷崖城組面積較大，厚度偏小，位于同一個(gè)構(gòu)造帶的松西凹陷與松東凹陷在凹陷面積與厚度方面均較小，但松東凹陷受東北側(cè)物源提供大量有機(jī)質(zhì)的影響，煤系烴源巖的范圍較大，生烴潛力大大提升。

根據(jù)環(huán)崖南凹陷及鄰區(qū)烴源巖分析，海陸過渡相烴源巖組合的有機(jī)質(zhì)豐度普遍較高，生烴母質(zhì)主要為腐殖型干酪根，少量為偏腐殖混合型，為l套高豐度烴源巖；海相泥巖烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度偏低，只在局部地區(qū)局部層段較高，生烴母質(zhì)同樣反映陸源輸入的腐殖型干酪根為主。2種烴源巖有機(jī)質(zhì)主要來源于陸生高等植物，水生藻類的貢獻(xiàn)很少^[20,23]。

崖南凹陷西北崖西低凸起之上的崖城l3-l氣田區(qū)，鉆遇多套辮狀河三角洲平原沉積，有機(jī)質(zhì)豐度較高，TOC可超過10％(圖5)；前端SS7井崖城組未見煤層，有機(jī)質(zhì)豐度依次降低，至SS7井濱淺海泥巖TOC最高為1.2％(圖5)，巖石熱解生烴潛量為l.0～5.0mg／g，反映有機(jī)質(zhì)豐度的高低明顯受河流、三角洲等陸生高等植物供給的影響。位于深水區(qū)北礁凹陷中央的SS2井，在崖城組鉆遇3層約6m的薄煤層，為海陸過渡相潮坪沉積，但由于該井處于潮道位置，水體動(dòng)蕩，為偏氧化環(huán)境，有機(jī)質(zhì)豐度不高，且該井未取到煤樣，泥巖的TOC為0.4％～0.9％(圖5)，巖石熱解生烴潛量多介于1.0～2.0mg／g，少量在2.0～3.0mg／g。盆地深水區(qū)已鉆井揭示的海相泥巖烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度普遍偏低，如位于中央坳陷長(zhǎng)昌凹陷的SS3井，崖城組烴源巖TOC為0.4％～0.8％(圖5)，巖石熱解生烴潛量為2.0mg／g左右；位于陵南低凸起之上的SSl井淺海相泥巖TOC為0.33％～l.17％，平均值為0.79％^[8]，巖石熱解生烴潛量為2.0～4.0mg／g。這種烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的受控因素與變化規(guī)律與中國(guó)近海外帶其他盆地相一致，如東海甕地西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組三角洲平原煤層累計(jì)最大厚度可達(dá)75.8m，煤TOC平均大于50％，而麗水凹陷古新統(tǒng)靈峰組海相泥巖TOC為1.6％^[20]；珠江口盆地白云凹陷北坡鉆井在恩平組中鉆遇薄煤層與碳質(zhì)泥巖，為三角洲平原沉積，煤有機(jī)質(zhì)豐度高，TOC可達(dá)58.76％^[20]，凹陷東部的鉆井在恩平組鉆遇淺海泥巖烴源巖，TOC介于l％～2％。這2組數(shù)據(jù)均反映物源供給充足的三角洲煤系烴源巖優(yōu)于淺海相泥巖烴源巖。

 

2　瓊東南盆地?zé)崽卣?span lang="EN-US">

2．1　現(xiàn)今地溫場(chǎng)與熱流值特征

盆地現(xiàn)今地溫梯度和熱流肄常的分布疊要受隆起區(qū)與坳陷區(qū)熱導(dǎo)率橫陽麓片引起的淺層熱流再分配和地下水活動(dòng)的控制^[24]。實(shí)測(cè)資料與研究結(jié)果均表明，受新生代巖石圈伸展拉張程度控制和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響。陸坡地殼減薄，盆地深水區(qū)地溫梯度、現(xiàn)今溫度與大地?zé)崃髦灯毡檩^高。北部淺水區(qū)鉆井地溫梯度平均為3.66±0.6℃／l00m，深水區(qū)鉆井地溫梯度平均為3.91±0.74℃／l00m，高于世界范圍內(nèi)沉積盆地地溫梯度的平均值(3.0℃／l00m) ^[25]。深水區(qū)中央坳陷崖城組現(xiàn)今溫度最高持續(xù)在350℃，北礁凹陷與淺水區(qū)崖南凹陷最高溫度也在200℃左右。北部淺水區(qū)大地?zé)崃髦灯骄鶠?span lang="EN-US">66士9.8mW／m²，陸坡深水區(qū)大地?zé)崃髦灯骄鶠?span lang="EN-US">77.5±14.8mW／m²(圖6)，比中國(guó)大陸地區(qū)大地?zé)崃髌骄?span lang="EN-US">(63±24.2mW／m²) ^[26]高10mW／m²以上。

 

形成深水區(qū)“熱盆”的原因主要有3點(diǎn)^[27]：①新生代巖石圈伸展拉張程度不同，南部深水區(qū)比北部淺水區(qū)強(qiáng)烈，巖石圈的拉張減薄產(chǎn)生的熱異常導(dǎo)致南部深水區(qū)基底熱流值高于北部淺水區(qū)；②晚中新世末—上新世的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致盆地加速沉降。深部強(qiáng)烈拉張形成附加熱流值，引發(fā)熱異常；③巖漿與斷裂活動(dòng)導(dǎo)致大地?zé)崃髦稻植砍霈F(xiàn)高值異常。

2．2　熱對(duì)烴源巖成熟度的影響

烴源巖所經(jīng)歷的地質(zhì)時(shí)間、溫度、熱作用等影響其有機(jī)質(zhì)的熱演化、成熟度和生烴狀況^[28-29]，高地溫除了促進(jìn)烴源巖的生烴作用外，同時(shí)能夠加速烴源巖中殘留烴的裂解。使烴源巖巾寓氫有機(jī)質(zhì)最大限度地裂解生成天然氣，提高烴源巖的生烴效率和生烴能力^[20]。同時(shí)，高熱背景不僅決定深水區(qū)凹陷以生氣為主。也會(huì)使淺水區(qū)埋深較淺的烴源巖處于生油窗而生成石油。從澳大利亞波拿巴盆地單井模擬地溫與該井侏羅系烴源巖成熟度擬合結(jié)果可看出^[30]，成熟度有隨溫度升高而變大的趨勢(shì)，且單井現(xiàn)今熱流值高的部位對(duì)應(yīng)烴源巖成熟度高的部位，也與盆地主要生氣的部位相一致。瓊東南盆地不同坳陷帶烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化程度不同，離坳陷中央越近，烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化程度越高^[31]。北部坳陷烴源巖R。值主要分布在0.6％～2.1％，烴源巖既可以生油，又能生氣；中央坳陷烴源巖R。值多數(shù)大于2.0％，以生氣為主；南部坳陷烴源巖R。值主要分布在0.6％～2.5％，與北部坳陷類似，為油氣兼生^[31-32]。因此，烴源巖的熱演化史對(duì)瓊東南甕地?zé)N源巖的有效性和油氣勘探潛力具有重要的意義。

盆地的構(gòu)造沉降與埋藏史不同也導(dǎo)致成熱度演化軌跡的不同，快速的沉降與埋藏往往會(huì)對(duì)應(yīng)烴源巖的快速增熟和熱演化程度的升高。圖7為瓊東南盆地94216號(hào)測(cè)線的地層埋藏史與烴源巖成熟度史模擬疊合圖，2個(gè)人工井點(diǎn)分別位于凹陷邊緣與凹陷中央。可以看出：崖城組存在2期快速沉降與Ⅰ期緩慢沉降階段，同時(shí)對(duì)應(yīng)2期烴源巖的快速增熟與Ⅰ期緩慢增熟過程。早期的快速沉降發(fā)生在32.0～23.3Ma為盆地裂陷期快速拉張階段，此階段雖然發(fā)生了烴源巖的快速增熟，但凹陷邊緣烴源巖的熱演化程度尚很低，剛剛或尚未進(jìn)入生油窗，凹陷中央早期演化樣度偏低，但晚期可進(jìn)入生氣窗；第2期的快速沉降發(fā)生于5.4Ma以來，盆地受紅河斷裂帶構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的影響加速沉降，沉積了巨厚的鶯歌海組，導(dǎo)致崖城組烴源巖熱演化程度迅速增高，達(dá)到高成熟過成熟階段。

 

3　“源熱共控”——瓊東南盆地各凹陷勘探潛力

源熱共控油氣形成。潛在烴源巖是油氣形成的內(nèi)因，熱是油氣形成的外岡，內(nèi)因和外因缺一不可，二者耦合作用控制了油氣區(qū)油氣生成與否、生烴規(guī)模、相態(tài)(石油或天然氣)類型與區(qū)域分布模式^[12]。

3．1　已發(fā)現(xiàn)油氣情況

瓊東南盆地目前共有3個(gè)商業(yè)性油氣發(fā)現(xiàn)及一系列含油氣構(gòu)造(圖1)，3個(gè)商業(yè)性發(fā)現(xiàn)分別為崖南凹陷周緣的崖城l3-1氣田、崖城13-4氣田及陵水凹陷淺層的陵水22-1氣田。其中崖城13-1氣田的儲(chǔ)量近千億立方米^[33-34]，烴源巖為崖南凹陷崖城組海陸過渡相煤系及泥巖；LS-1-1井在淺層鶯歌海組水道中解釋氣層超過50m，且為高成熟煤型氣，烴源巖為陵水凹陷陷崖城組海岸平原煤系及淺海相泥巖。經(jīng)分析寶島凹陷北坡天然氣的地球化學(xué)特征^[35]，認(rèn)為寶島凹陷13區(qū)淺層天然氣可能以生物氣／低熟氣為主，含有部分成熟氣，其中，生物氣／低熟氣來源于附近松東凹陷未熟低熟的中新統(tǒng)—漸新統(tǒng)烴源巖，成熟氣來自寶島凹陷；寶島l9-2構(gòu)造陵水組二段鉆獲高成熟天然氣，分析認(rèn)為其來自寶島凹陷北坡。另外，一些小的含油氣構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)也直接或間接地證實(shí)了部分凹陷的生烴能力。

3．2　各凹陷勘探潛力分析

前面分別從“源”和“熱”2個(gè)角度對(duì)瓊東南盆地主要的烴源巖層段——崖城組進(jìn)行了詳細(xì)的分析，根據(jù)兩者耦合控制油氣生成的原理，對(duì)瓊東南盆地ll個(gè)主要凹陷進(jìn)行了勘探潛力總結(jié)與初步排隊(duì)(表1、圖8)，希望對(duì)今后的勘探有所指導(dǎo)與幫助。

 

 

Ⅰ類凹陷有崖南、陵水、寶島、樂東、華光凹陷。崖南凹陷已被證實(shí)為瓊東南盆地的富烴凹陷，周圍有崖城13-1大氣田，崖城組三角洲的發(fā)育為烴源巖帶來了充足的有機(jī)質(zhì)，且埋藏較深，成熟度較高，凹陷勘探潛力最大；陵水凹陷淺層中央水道中鉆獲高成熟腐殖型烴源巖生成的天然氣，推測(cè)為海岸平原煤系及淺海相泥巖烴源巖生成，受該處高熱流值影響而成熟并運(yùn)移到淺層，凹陷南部陵南低凸起具有極大的勘探潛力，但要考慮近源成藏及尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層；寶島凹陷被證實(shí)能生成優(yōu)質(zhì)成熟的天然氣，且已經(jīng)運(yùn)移至北坡淺層成藏，而其南部的松南低凸起由于與寶島凹陷之間的溝源斷層不發(fā)育不易成藏，因此該凹陷南部的勘探應(yīng)以相對(duì)近源為出發(fā)點(diǎn)；樂東凹陷僅有崖城35-1含氣構(gòu)造，該凹陷目前雖無大的突破，但由于凹陷規(guī)模大、熱流值高、成熟度高，淺海相泥巖烴源巖具有一定的規(guī)模，因此勘探潛力不容忽視；華光凹陷由于勘探起步晚，缺乏地震資料和鉆井資料，制約了對(duì)該區(qū)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)和油氣勘探^[36]，但通過基礎(chǔ)研究，認(rèn)為其具有廣闊的勘探前景。

Ⅱ類凹陷有北礁、崖北、松南、長(zhǎng)昌凹陷。北礁凹陷具有與崖南凹陷類似的結(jié)構(gòu)、規(guī)模、成熟度等，但缺少大規(guī)模物源的輸入，僅以潮坪相煤系泥巖為主要烴源巖，有機(jī)質(zhì)豐度略低，其勘探應(yīng)以尋找優(yōu)質(zhì)烴源巖、近源成藏、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)為目標(biāo)；崖北凹陷周緣鉆井較多，但均無商業(yè)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)分析認(rèn)為東南緩坡可能是潮坪相煤系烴源巖最發(fā)育部位，潛力較大；松南凹陷與長(zhǎng)昌凹陷目前均未見與之相關(guān)的油氣顯示，但2個(gè)凹陷的規(guī)模相對(duì)較大，埋藏較深，特別是在長(zhǎng)昌凹陷凹中隆起近源鉆探有望獲得突破。

Ⅲ類凹陷為松東、松西凹陷。這2個(gè)凹陷規(guī)模較小、埋藏較淺、熱流值偏低，很難形成高成熟的、具有商業(yè)性的天然氣，但可能形成油。另外，松東凹陷東北部物源較充足，可能會(huì)形成較好的煤系烴源巖。

4　結(jié)論

1)瓊東南盆地崖城組烴源巖為2類：海陸過渡相煤系烴源巖與淺海相泥巖烴源巖，兩者的生烴母質(zhì)均為腐殖型干酪根，少量為偏腐殖混合型，有機(jī)質(zhì)豐度的高低均受陸源輸入多少的控制，但前者有機(jī)質(zhì)豐度普遍較高，而后者豐度偏低。海陸過渡相煤系烴源巖的主要形成環(huán)境為三角洲平原、海岸平原、障壁海岸的潮坪沼澤等。

2)受新生代巖石圈伸展拉張程度控制和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，瓊東南盆地深水區(qū)地溫梯度、大地?zé)崃髦灯毡檩^高，高熱背景不僅決定深水區(qū)凹陷以生氣為主，也會(huì)使淺水區(qū)埋深較淺的烴源巖處于生油窗而生成石油。同時(shí)，高地溫除了促進(jìn)烴源巖的生烴作用外，還能加速烴源巖中殘留烴的裂解，提高生烴效率和生烴能力。

3)從“源”和“熱”2個(gè)角度對(duì)瓊東南盆地各凹陷進(jìn)行詳細(xì)分析，根據(jù)兩者共同作用控制油氣生成的原理，對(duì)瓊東南盆地ll個(gè)主要凹陷進(jìn)行勘探潛力總結(jié)與初步排隊(duì)，認(rèn)為崖南、陵水、寶島、樂東、華光凹陷為一類凹陷，天然氣勘探潛力最大。

 

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本文作者：張功成  張義娜  沈懷磊  何玉平

作者單位：中海石油研究總院