琼东南北部坳陷带始新统烃源岩识别及资源潜力

邓广君

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江 524057)

琼东南北部坳陷带始新统烃源岩识别及资源潜力

邓广君

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江 524057)

琼东南北部坳陷带是新生代断陷盆地，始新世为断陷发育期，具有陆相断陷湖盆发育背景；类比古气候、结合古地形分析表明,琼东南盆地北部坳陷带断陷湖盆具备发育中深湖的条件，地化分析证实存在较高含量的C30-4甲基甾烷，表明烃源岩以中深湖相为主，控凹断层活动速率分析表明断陷具备快速沉降条件。始新统地层地震相具有低频、连续、强振幅的反射特征，表明北部坳陷带中深湖相分布面积较大；盆地模拟技术显示北部坳陷带生烃量较大，属于潜在富生烃凹陷。

琼东南北部坳陷带；始新统；源岩识别；资源潜力

自1979年在松西凹陷南坡ST1-1井发现油层以来，琼东南北部坳陷带历经多年勘探无商业性油气发现。北部坳陷带中是否发育始新统半深-深湖相烃源岩，关系到该区今后油气勘探部署决策。前人研究表明琼东南盆地发育始新统陆相湖盆充填阶段[1]，始新统烃源岩如何分布仍旧是该盆地勘探中面临的最为薄弱的方面。由于始新统烃源岩尚未有钻井证实，且中深层地震成像质量较差，严重制约了凹陷烃源岩评价。随着近两年松西-崖北三维地震资料的连片采集，中深层地震资料的信噪比和分辨率得到了显著提高，具备了开展烃源岩深入研究的资料条件。本文尝试采用区域构造和沉积背景分析，结合生物标志化合物特征、地震相属性等，对该区中深湖相烃源岩进行综合预测，并刻画出分布范围。

1 区域地质背景

琼东南北部坳陷带位于琼东南盆地北部，南、北两侧分别毗邻中部隆起带和北部隆起带，新生代经历了古近纪断陷期和新近纪以来的坳陷期两大构造演化阶段，具有下断上坳的双层结构；受区域拉张应力作用，新生代断裂较为发育，控制了凹陷的形成与分布，形成了一系列NE、NEE展布的凹陷。琼东南北部坳陷带包括松西凹陷、崖北凹陷、松东凹陷、乐来凹陷等(图1)。

2 始新统烃源岩识别

2.1 原油地化特征及烃源环境判识

琼东南盆地北部坳陷带经过多年的勘探，钻井未达始新统地层，是否发育优质烃源岩一直存在争议。烃源岩中是否含有含高丰度C30-4甲基甾烷，是指导南海北部油源对比的有效方法。

图1 琼东南盆地北部坳陷带构造区划及剖面位置

在北部坳陷带的崖北凹陷(YB1-1)、松西凹陷(SX1-1)和松东凹陷(SD1-1)钻井取得油气样，为正常成熟陆源石蜡型油及油型伴生气，与中国东部陆相盆地的下第三系陆源石蜡型原油及油型伴生气的地化特征基本一致，具有热演化正常成熟油气及陆源输入生源的典型特征，代表了湖相生源所构成的烃源特点[2]。陆源石蜡型原油所伴生的油型气具有C2+重烃含量高(27.9%～ 32.4%)、干燥系数低(0.67～0.68)的特点，组成以烃类气占绝对优势，CO2和N2含量低，属于烃源岩在正常成熟热演化成油过程中所伴生的湿气；该类油型气的C6和C7组成中富含链烷烃(70%～ 80%)、芳烃，具有环烷烃含量低(20%～ 30%)、富含腐泥类脂型母质的特点。同时北部坳陷带原油样品中Pr/Ph为2.69～3.94，具有弱氧化-弱还原环境母质烃源岩的贡献[3]。

通过类比珠三坳陷文昌组和北部湾盆地流沙港组中深湖相烃源岩中的C30-4甲基甾烷的丰度，可证实北部坳陷带原油中深湖相烃源岩贡献与珠三坳陷较为相近。珠江口盆地原油中的孢子花粉化石特征表明文昌组暗色泥岩形成于亚热带温暖潮湿气候下的湖泊和湖泊沼泽环境[4]，以淡水盘星藻为主，构成了中深湖相烃源岩的主体。藻类勃发是湖相烃源岩形成的一种重要标志，菌藻生源的C30-4甲基甾烷是其典型标志化合物。北部坳陷带原油的生物标志化合物中C30-4甲基甾烷含量相对较高(图2)，中深湖相烃源岩贡献较大。

图2 琼东南盆地北部坳陷带原油生物标志化合物特征

2.2 始新统沉积环境及湖相烃源岩预测

2.2.1 陆相断陷湖盆沉积环境

琼东南盆地构造演化受南海扩张影响，三水、茂名等盆地内新生代岩浆岩在56Ma钕同位素值突变表明，陆缘扩展进入高潮，包括琼东南盆地在内的南海北部陆缘此时进入第一期快速沉降过程。据琼东南盆地的BD6-B-1井底角砾岩同位素年龄测定结果推测，盆地裂陷期开始于晚白垩世。综合以上认识，琼东南北部坳陷带自晚白垩世开始裂陷至32Ma南海初始扩张期，属于陆地裂陷型盆地，晚白垩世-晚渐新世发育多幕裂陷[5]，始新世存在一期快速沉降过程[6]。由于该区钻井未达始新统地层，因此本文主要基于基干测线网的地震特征，建立贯穿全凹陷的层序沉积格架，使划分的地震层序具有空间连续性及可对比性。T100界面为中生界与新生界的分界面，区域性角度不整合，界面上超现象明显，地震剖面上多对应一套较强反射同向轴。T80界面为始新统顶界面，为区域性可对比的不整合面，属裂陷I幕和裂陷II幕转换面。在地震剖面上表现为中振幅、连续反射、可见上超和削截现象；界面下地层厚度(始新统)侧向变化大，呈现明显的断陷充填特征。

琼东南北部坳陷带始新世，主要发育一系列小型NNE-NE向半地堑，以高角度边界断层为特征，断层倾角40°～80°。结合古地形分析，在基底上未见明显的侵蚀地貌，说明北部坳陷带水系供应较为稳定，未见大型物源。而同处华南大陆边缘的珠江口盆地北部隆起及以北的滩海地区和陆上发育的多个古近系盆地，在广东陆上三水、茂名等盆地及香港坪洲岛坪洲盆地均发育始新统半深-深湖相泥质沉积物，且具有生烃潜力[7]。类比表明，虽然靠近海南隆起区的第一排凹陷，琼东南盆地北部坳陷带断陷湖盆具备发育中深湖的条件。

2.2.2 断裂活动及沉降速率特征

在沉积物供给量没有显著变化的情况下，可容空间增加的速率越大，越会使得盆地处于欠补偿沉积状态，越有利于半深-深湖相发育。从邻近的珠江口盆地演化与烃源岩形成关系来看，在张裂初始阶段形成的陆相湖盆，物源供应不充分，形成欠补偿沉积，沉积了文昌组湖相泥岩。凹陷结构和形成机制影响了边界断层的规模和活动性，控制了湖盆生产力大小和氧化还原环境，进而决定了有效烃源岩的分布[8]。从大地构造位置分析，琼东南北部坳陷带和珠江口盆地具有类似的区域构造背景，边界断层活动规模大，活动性强的小型断陷湖盆有效烃源岩分布较大，在物源供给不充分时易形成欠补偿沉积环境，有利于半深湖-深湖相优质烃源岩的发育。北部坳陷带崖北凹陷和松西凹陷始新统地层受控于⑤号断层，松东凹陷受控于⑥号断层(图1)。通过对比珠江口盆地文昌组控洼断裂活动速率与中深湖相对应关系(当控洼断裂活动速率大于100m/Ma时，有利于发育中深湖相沉积)，崖北凹陷、松西凹陷始新世有利于发育欠补偿沉积环境，具备中深湖相发育的沉积背景(图3)。从沉降速率分析，大于200m/Ma的凹陷具有较大的含油气前景。

2.2.3 始新统湖相源岩识别与分布

由于同一盆地相邻或相近的凹陷在沉积环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积地层[9]，因此进行地震反射特征研究是少井区油气勘探的有力手段。在地球化学研究确定烃源岩存在的基础上，可以根据地震特征识别出优质烃源岩地震相特征，以此对烃源岩的分布和发育规模进行研究。琼东南盆地北部坳陷带在大地背景及气候条件与相邻的珠江口盆地有着较好的类比关系，多年勘探实践证实，珠江口盆地文昌组半深-深湖沉积在地震剖面上表现为低频、连续、强振幅、平行反射的特征，如珠三坳陷西部的文昌B凹陷、珠一坳陷南部洼陷带的惠州26洼、恩平17洼、番禺4洼和陆丰13N洼等富烃洼陷均有多口钻井证实其文昌组发育半深湖-深湖相烃源岩。将北部坳陷带始新统反射特征与上述已证实凹陷进行类比，进行半深湖-深湖相判识，结果表明松西凹陷、崖北凹陷、松东凹陷、乐来凹陷具备低频、连续、强反射地震特征。如过松西凹陷和崖北南洼地震剖面上，始新统地层(T80-T100)呈现为低频、连续、强振幅特征，这类地震相主体位于控凹断裂的下降盘，处于凹陷的深洼带，与断裂活动形成的可容空间有明显的对应关系，可以判断为中深湖相(图4)。从平行⑤号断裂的地震剖面上可见，在断裂下降盘除中深湖相沉积外，还有楔形杂乱反射，发育在凹陷边界主干断裂的下降盘，紧邻断裂根部，并向滨浅湖和中深湖内延伸，为典型的扇三角洲反射特征。

图3 各凹陷与富烃凹陷控洼断层活动速率对比

图4 北部坳陷带典型地震相分析剖面(A-A")

综合运用以上各方法，刻画出了琼东南北部坳陷带始新统中-深湖相的分布范围，其中崖北凹陷、松西凹陷、松东凹陷及乐来凹陷均发育始新统中深湖相。崖北-松西始新统湖盆，总面积2 485 km2，⑤号断裂伸展中心在松西凹陷，中心厚度约2 500 m，其主凹中深湖相面积约1 110 km2，崖北南凹中深湖相面积约160 km2。松东凹陷发育一狭长湖盆，中深湖发育于⑥号断层下降盘，面积约230 km2；乐来凹陷中深湖面积约60 km2(图5)。

2.3 始新统湖相烃源岩类比与模拟

上述研究表明，琼东南盆地北部坳陷带发育中深湖相烃源岩，斜坡部位发育滨浅湖相烃源岩，为腐泥型；文昌B凹陷文昌组中深湖相烃源岩TOC为2.7%，干酪根类型为II1型，HI值为437；滨浅湖相烃源岩为腐殖型，TOC为0.64%，干酪根类型为II2-III型，HI为368～261。盆地模拟显示北部坳陷带烃源岩生油总量为91.5×108t，具有较好的生烃潜力，是一个潜在的富生烃坳陷。其中崖北凹陷原油资源量为5.5×108t，天然气资源量为3 200×108m3；松西凹陷原油资源量为4.3×108t，天然气资源量为1 100×108m3，有望成琼东南盆地未来油气储量增长的新区。

3 结论

(1)琼东南北部坳陷带已钻井原油中的C30-4甲基甾烷的丰度较高，来源于陆相富藻类中深湖相烃源岩。

(2)同位素年龄分析表明，琼东南盆地南海扩张前的始新世发育陆相断陷盆地，断层活动速率揭示该区具备发育中深湖条件；地震相具有低频、连续、强振幅特征，为典型的中深湖相标志。

(3)琼东南北部坳陷带具有较好的生烃潜力，预测生油总量为91.5×108t，是一个潜在的富生烃坳陷，其中崖北凹陷和松西凹陷有望成为琼东南盆地未来油气储量增长的新区。

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编辑：蒲洪果

1673-8217(2017)03-0052-04

2016-12-17

邓广君，工程师，1979年生， 2005年毕业于成都理工大学矿产普查与勘探专业，现从事海上石油及天然气勘探工作。

国家科技重大专项子课题“莺琼盆地高温高压天然气富集规律与勘探开发关键技术”(2016ZX05024-005)资助。

TE112.113

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