琼东南盆地深水区烃源岩沉积模式及差异热演化

琼东南盆地深水区是目前的天然气勘探热点,但其烃源岩沉积模式和演化特征认识的不足制约了勘探成效.为识别和评价琼东南盆地深水区烃源岩,综合应用地震沉积学、有机地球化学及构造地质学分析方法,对比剖析渐新统含煤三角洲~浅海相泥岩的生烃母质、沉积背景及与已发现油气的对应关系.研究表明,渐新统三角洲的发育规模及古地貌控制了海陆过渡相煤系和海相陆源型烃源岩的分布,断-拗转换期凹凸相间的半封闭浅海环境有利于形成生气为主、油气兼生的渐新统海相陆源型烃源岩;深水区海相陆源型烃源岩分布、热演化及生排烃过程控制了天然气资源潜力,据此对生气凹陷进行分类评价并提出乐东、陵水及松南等Ⅰ类富生气凹陷.      

世界深水含油气盆地烃源岩的发育特征及对中国南海北部深水区烃源岩的启示

国外深水盆地烃源岩发育特征表明:无论是板内的断坳盆地还是板缘的先裂陷后漂移沉积盆地,在裂陷期(断陷期)及坳陷期(漂移期)均有烃源岩分布,大陆边缘盆地不同演化阶段有效烃源岩发育程度存在差别,其中裂陷期非海相(湖相)暗色页岩是最主要和最普遍的生油岩,还可能发育过渡相或近海相的煤系和泥质烃源岩;其次是板内坳陷晚期或板缘漂移期的海陆过渡相、近海相、前三角洲相等有大量的有机质供给或者长期离物源区较近的情况下,烃源岩发育;裂陷晚期和坳陷早期烃源岩一般不发育,但有大量的有机质供给的半封闭浅海—半深海环境可能发育高效烃源岩。国外主要深水盆地中新生界烃源岩发育特征对中国南海北部深水区烃源岩的认识具有重要的指导意义。中国南海北部裂陷早期阶段发育的湖相烃源岩和裂陷晚期发育的海陆过渡相烃源岩为主力烃源岩;南海北部不同盆地坳陷期中新统海相烃源岩差异较大,其中陆源有机质输入不足的琼东南盆地烃源岩稍差些,陆源有机质输入相对充足的珠江口盆地烃源岩较好一些。墨西哥湾和北苏门答腊盆地的勘探实践已经证实了半深海相烃源岩可作为有效油源岩,这对中国南海北部深水区中新统海相烃源岩认识具有很好的借鉴意义。     

琼东南盆地陵水凹陷渐新统陵水组 沉积特征及烃源岩发育模式

琼东南盆地陵水凹陷深层渐新统陵水组烃源岩的沉积成因机制和发育分布规律,成为制约现阶段深水区油气勘探的关键问题。综合应用二维地震资料和钻井资料,将陵水组地层划分为3个三级层序。在层序地层格架内,共识别出丘状、楔状前积、斜交前积、席状、下切充填、波状等典型地震相类型。依据地震沉积学理论进行了沉积相解释,识别出滨岸平原、浅海、半深海、海底扇、扇三角洲等5种沉积相类型,并分层序分析了受分隔性古隆起影响的滨浅海沉积体系的平面展布特征。结合地球化学资料,建立了滨岸平原含煤系烃源岩和陆源海相烃源岩的沉积发育模式:腐殖型含煤系烃源岩主要分布于陵水凹陷东侧松南低凸起和南侧陵南低凸起边缘的滨岸平原相带内,有机质来源为陆生高等植物;陆源海相烃源岩主要发育于扇三角洲体系与浅海相、半深海相的过渡带,有机质来源为陆生高等植物与水生生物的混合。     

三角洲—浅海沉积体系陆源有机质分布控制因素

三角洲-浅海沉积体系中同时存在陆源有机质与海洋有机质,向深水方向陆源有机质的分布受限,但越来越多的深水区油气勘探实践发现陆源有机质的贡献,证明陆源有机质在深水区的存在及其对油气生成具有重要意义。通过系统分析陆源有机质的分布规律,从而阐述了影响陆源有机质分布的主要因素及其相互关系。研究结果表明:陆源有机质的分布受碎屑粒度、矿物组成、有机质组成、水动力类型、水动力强度、水体盐度及pH值等多因素控制,各因素间相互联系、相互影响。将其控制因素可系统归纳为物源条件、搬运条件及沉积与保存条件。水动力类型与水动力强度是陆源有机质存在于深水区的关键因素,生物作用可能成为陆源有机质分布的主控因素,环境因素及成岩作用是影响陆源有机质保存的重要因素。     

琼东南盆地深水区源—储共控的天然气成藏模式

琼东南盆地深水区天然气成藏过程复杂。通过开展区域构造—沉积演化、烃源岩—储层识别评价及油气运聚等多方法的综合性研究,明确了中央拗陷天然气来源、优势成藏组合及区带。研究表明,崖城组三角洲的发育规模及古地貌控制了煤系和陆源海相烃源岩的分布,形成了生气为主、油气兼生的渐新统陆源海相烃源岩;受早渐新世三角州分布、中中新世以来沉积充填速率及水深变化的控制,预测中央坳陷南斜坡及松南低凸起区优质烃源岩规模更大,且储层在相同的海拔深度条件下,相比北部陡坡带势能较低,油气输导能力更佳。深水区崖城组优质海相烃源岩、大型三角州砂岩输导体及低流体势区的耦合分布控制了天然气初次运移的优势方向,中央坳陷南部斜坡及低凸起是下一步大中型气田的突破方向。     

琼东南盆地南部隆起带新生界沉积体系及其构造-沉积演化

新特提斯洋的弧后扩张导致古南海消亡与新南海扩张,西沙、中沙等微陆块从华南陆缘分离,使琼东南盆地形成并持续沉降。琼东南盆地南部隆起带崖城组沉积期以填平补齐为特征,主要发育近物源的扇三角洲-浅海陆棚沉积体系,物源主要来自松南低凸起和南部隆起剥蚀区。陵水组-梅山组沉积期,由于构造沉降叠加全球海平面上升使海侵扩大,南部隆起带主要发育浅海陆棚沉积,仅在西沙(永乐)隆起发育孤立碳酸盐台地(生物礁)。琼东南盆地及其南部隆起带新生代的构造-沉积演化是在古南海消亡与新南海扩张导致盆地持续沉降的构造背景下完成的,并叠加了全球海平面显著下降对滨海-浅海陆棚剥蚀夷平的强烈影响。     

琼东南盆地陵南低凸起崖城组沉积物源的地球化学与碎屑锆石U-Pb年龄记录

为研究琼东南盆地深水区陵南低凸起的LS33A井崖城沉积时期的物源特性,对其进行了地球化学和碎屑锆石U-Pb年龄分析。结果表明,崖城组碎屑锆石年龄为95.8～387.9 Ma,在频谱图上集中于95～106 Ma(燕山期)和214～237 Ma(印支期),相对简单的年龄组合揭示了崖城组沉积时期物源区范围相对有限;微量及稀土元素含量、分布特征和特征参数总体与上陆壳和中国浅海沉积物相近,说明其物源具有相似性。锆石U-Pb年龄记录还揭示崖城组受沉积分选和再循环作用影响不大,其物源主要为来自附近构造隆起的近源沉积,源岩为长英质岩石;物源区构造环境以大陆边缘弧环境为主,同时具有主动大陆边缘特征。结合矿物组合特征,认为琼东南盆地陵南低凸起周缘构造隆起受到了燕山期和印支期构造热事件的影响,形成的酸性岩浆岩为研究区提供了长英质物源,推测本区可能存在变质岩基底。     

琼东南盆地崖城组沉积特征及成煤环境

基于琼东南盆地各凹陷含煤地层岩心、测井等资料,以及崖城组岩石学、煤岩学及煤质学资料,研究了该盆地主要含煤地层崖城组的沉积、聚煤特点及成煤环境。结果显示:崖城组主要由含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩、泥岩、碳质泥岩和煤组成,属于断陷盆地晚期的沉积;琼东南盆地以浅海周缘扇三角洲和滨海带为主要成煤环境及聚煤模式,成煤环境基本上与我国南方古近纪近海型成煤环境类似。      

莺-琼盆地海相烃源岩特征及高温高压环境有机质热演化

莺歌海盆地与琼东南盆地存在渐新统海岸平原-半封闭浅海相和中新统浅海相两套海相烃源岩。其中,渐新统烃源岩发育于琼东南盆地早第三纪半地堑,存在海岸平原和半封闭浅海两类烃源岩组合。海岸平原含煤烃源岩有机质丰度高,富含陆源有机质,具有很好的生气潜力;半封闭浅海相烃源岩TOC含量总体低于1.0%,但其规模大且存在TOC1.5%的较高丰度段,故亦具有较大的生气能力。中新统海相烃源岩主要分布于莺歌海盆地裂后热沉降形成的中央坳陷,其有机质丰度横向变化比较大,位于中央坳陷带的烃源岩有机质丰度较高,TOC大多在0.40%～2.97%之间,有机质以气型干酪根为主。盆地的高地温为有机质向天然气转化提供了有利的条件,尤其是热流体活动使浅层有机质超前熟化,但地层超压对有机质热演化也有一定的抑制作用。盆地模拟结果显示,莺-琼盆地主要凹陷烃源岩大量生气时间较晚,与圈闭形成期的时空配置好,有利于成藏。     

珠江口盆地—琼东南盆地深水区古近系沉积演化

珠江口—琼东南盆地深水区古近系共划分出三套沉积层序,即始新统—文昌层序,恩平—崖城层序和珠海—陵水层序。综合应用单井相、地层等厚图、地震相平面图、地震砂岩指数平面图,参考断陷盆地沉积体系发育特征,结合构造背景,综合编制了全区各个体系域的沉积相平面图。南海北部深水区始新统发育三个大型的湖泊区,东部为白云凹陷,西部为松南—宝岛凹陷和陵水—乐东凹陷,该时期表现出比较明显陆相断陷湖盆的分隔性,除了三大湖盆外,还发育5～6个小型湖泊。渐新世早期海进区域集中在琼东南盆地,海水可能从东西两个方向进入琼东南盆地,形成东西两个浅海区,中间有浅海相和剥蚀区分隔;东部白云凹陷未发育海进,保持湖泊环境;顺德—开平凹陷亦为湖泊环境,由独立的湖泊相逐渐扩大为连片湖相沉积。渐新世晚期全区发生海进,但海进方向存在差异,东部白云凹陷—顺德—开平凹陷的海水可能由东部进入,由东向西海进;西部琼东南盆地可能存在东西两个海口,海水从两地进入盆地,继承崖城期的海进方向。     

琼东南盆地深水东区渐新统烃源岩发育模式

琼东南盆地深水东区勘探程度低,钻井样品受油基泥浆污染严重,目前关于该区浅海相和海陆过渡相烃源岩的有机地球化学研究较为局限。通过对深水东区渐新统受油基泥浆污染的泥岩岩屑进行有效地洗油实验及有机地球化学分析测试,结合东部浅水区渐新统烃源岩样品的有机岩石学、有机地球化学分析测试等地质资料,系统剖析了深水东区渐新统不同沉积相烃源岩的地球化学特征、发育控制因素和发育模式。研究结果认为,琼东南盆地深水东区渐新统烃源岩的发育模式可分为海陆过渡相三角洲前缘模式和浅海相模式。海陆过渡相三角洲前缘烃源岩为中等—高有机质丰度,有机质类型为Ⅲ型,具有Pr/Ph普遍大于3、(nC21+nC22/nC28+nC29)普遍小于1.2、高OL/C30H、高T/C30H、低C23TT/C30H、低C27ST/C29ST和相对较低的Ga/C30H、C35/C3422S的特征,烃源岩的TOC和硫含量相关性极好,沉积水体为氧化性淡水—半咸水环境。三角洲前缘烃源岩的TOC和母源输入参数相关关系较好,而与Ga/C30H、C35/C3422S参数相关关系较差,说明三角洲前缘烃源岩的有机质丰度主要受陆源有机质输入的控制。浅海相烃源岩有机质丰度中等,有机质类型为Ⅱ2~Ⅲ型,具有Pr/Ph普遍小于3、(nC21+nC22/nC28+nC29)普遍大于1.5、低OL/C30H、低T/C30H、高C23TT/C30H、高C27ST/C29ST和相对较高的Ga/C30H、C35/C3422S的特征,且烃源岩的TOC和硫含量相关性较差,沉积水体为弱氧化性半咸水—咸水沉积环境。浅海相烃源岩的TOC和母源输入参数、Ga/C30H、C35/C3422S等相关关系均较好,说明浅海相烃源岩有机质丰度受水生有机质输入和弱氧化性半咸水—咸水沉积环境控制。滨海相烃源岩的有机质丰度为差—中等,有机质类型以Ⅲ型为主,且TOC受母质来源或沉积水体的氧化还原性影响较小,其烃源岩发育模式是一种破坏性模式。     

琼东南盆地梅山组海底扇天然气成因类型及成藏模式

琼东南盆地梅山组海底扇勘探面临烃源、运移通道及圈闭有效性评价等难题.通过开展区域油-气-岩地球化学指标对比、源-汇-岩性圈闭描述及成藏动力学分析,明确了梅山组海底扇优势运聚区及有利勘探目标.研究表明,乐东-陵水凹陷梅山组发现的天然气主要来自近凹斜坡区崖城组陆源海相烃源岩;梅山组一段海底扇储层发育规模大,扇的远端及浊积砂...     

琼东南盆地深水区泥-流体底辟发育特征与天然气成藏

琼东南盆地深水区发育泥-流体底辟构造,为油气垂向运移提供通道。文章基于琼东南区域构造与沉积演化认识,利用高精度三维地震资料,对深水区底辟构造进行了系统研究,识别出了底辟的分布范围,并分析了其发育机制以及对天然气成藏的控制作用。琼东南盆地深水区底辟主要发育在乐东—陵水凹陷结合部的陵南斜坡带及凸起之上,向凹陷中心规模逐渐减小。新近纪时期盆地快速沉降和生烃作用共同导致了深部异常高压的存在,其为底辟发育提供了原始的驱动力;陵南斜坡带古近纪发育的断裂为区域内的构造薄弱带,且在新近系发生活化为异常高压释放提供突破口,进而导致了底辟的形成,即底辟形成时间为新构造运动时期。底辟构造可沟通崖城组烃源岩及黄流组、莺歌海组储集体,是深水西区油气垂向运移的主要通道,控制了天然气藏的分布。根据底辟构造与烃源、储层的配置关系,提出了陵南斜坡带和松南低凸起区是深水区下步勘探的重点区带。     

南海琼东南盆地深水区储层类型及研究意义

通过对琼东南盆地钻井及典型地震相分析,认为琼东南盆地深水区发育两种类型的储层:第一类为形成于浅水环境的储层,包括扇三角洲砂体、滨浅海相滩坝砂体和台地碳酸盐岩;第二类为形成于深水环境的储层,包括盆底扇和峡谷水道等低位砂体。其中,深水区广泛分布的海底扇、峡谷水道砂体和台地碳酸盐岩具有良好的深水油气勘探潜力。     

白云凹陷恩平组沉积晚期大型三角洲发育特征及其意义

白云凹陷恩平组沉积晚期发育大型的辫状河三角洲,但该三角洲的沉积过程、内部发育期次及平面分布规律尚不明确.基于9口钻遇恩三段的钻井资料,开展了砂岩碎屑锆石U-Pb定年及全区覆盖的三维、二维地震资料分析.结果表明恩平组不同沉积时期的主要物源供给方式:恩平组早-中期以白云凹陷四周隆起提供短程物源碎屑为主(母岩类型以中生代火成岩为主),恩平组沉积晚期白云凹陷与北部珠一坳陷开始连通,盆外大型水系携带华南褶皱带物源碎屑沿NW-SE方向进入白云凹陷沉积(母岩类型以古生代-前寒武系变质岩为主),大型三角洲开始发育.地震相及能量半衰时属性分析揭示了白云凹陷恩平组沉积晚期大型三角洲的沉积构成特征,即发育3期不断向东南方向进积的楔状体,其沉积规模由小到大,然后再变小,直至断陷消亡.恩平组沉积晚期三角洲煤系烃源岩及陆源海相烃源岩广泛发育,大型三角洲具备优越的生储盖组合,有利于形成三角洲前缘上倾尖灭油气藏,是白云凹陷深水区古近系油气勘探重要目标.      

琼东南盆地深水区松南低凸起油气复式聚集条件与成藏模式

文章利用钻井、测井、地化以及地震资料,分析研究了南海北部琼东南盆地深水区松南低凸起的油气成藏条件。松南低凸起位于中央坳陷带5大(潜在)富生烃凹陷包围中,烃源充足。中新世早期三亚组大型海底扇、中新世早期—渐新世晚期陵水组生物礁、渐新世早期崖城组扇三角洲—滨海相沉积、前古近系古潜山风化壳等多类型储层发育。生烃凹陷深部沟源断裂、崖城组大型疏导砂体和多条古构造脊构成了本地区主要的垂向+侧向输导体系。多层系多类型大中型构造、构造+岩性圈闭发育。研究表明,多成藏要素的耦合促使松南低凸起成为深水区的独有的复式油气聚集区,其成藏模式为它源-侧向-复式成藏,主要成藏组合是三亚组海底扇、三亚组—陵水组生物礁、前古近系古潜山,成藏主控因素为储层与运移。此结论可为南海北部深水区进一步的勘探提供参考。     

琼东南盆地南部梅山组丘状体沉积特征及成因机制

琼东南盆地南部梅山组具有独特的丘状反射特征,关于其成因机制引起了广泛关注和讨论。以琼东南盆地大量二维地震资料和高分辨率三维地震资料解释为基础,在深水钻井标定下,从地震相特征、沉积物物源、沉积搬运通道、古地貌特征以及海平面变化和构造活动6个方面,阐明了梅山组丘状体的沉积特征,并讨论了其成因机制。研究结果表明,中中新统梅山组沉积时期,受强制性海退影响,琼东南盆地范围内海平面下降至低水位,南部隆起局部暴露剥蚀,提供了大量沉积物源;上中新统黄流组沉积时期,盆地局部构造活动使得南部隆起物源发生重力失稳,通过深水水道向盆地中央以重力流方式搬运沉积物。琼东南盆地梅山组地层的丘状反射特征是黄流组沉积时期以南部隆起沉积物为物源的浊流侵蚀下伏梅山组地层所致。对该丘状体成因机制的深入研究,不但有助于丰富对丘状地震反射现象的认识,而且揭示了其沉积构成为粗碎屑沉积物而非生物礁滩沉积,对深水油气勘探储层特征及评价具有重要意义。     

莺歌海盆地与琼东南盆地成藏条件的比较及天然气勘探方向

莺歌海盆地和琼东南盆地常被合称为莺琼盆地，但二者的天然气成藏条件明显不同，莺歌海盆地第三－第四系巨厚，老第三纪崖城组和陵水组强烈过成熟，有效源岩为新第三纪三亚组和梅山组，而琼东南盆地的主要源岩为崖城组和陵水组，上第三系的生烃强度较低；尽管莺歌海盆地和琼东南盆地均为超压盆地，但莺歌海盆地强超压和右旋张扭应力场的共同作用导致超压囊顶部破裂并发育底辟，实现了超压流体包括天然气的垂向集中排放，而琼东南盆地总体上仍为侧向分散流体系统。莺歌海盆地的重要勘探领域是与底辟有关的圈闭，而琼东南盆地的主要勘探领域应为与下第三系源岩具有良好输导通道的上第三系岩性－构造复合圈闭或下第三系构造圈闭。     

North Carnarvon盆地三叠系沉积格局转换与烃源岩发育特征

North Carnarvon盆地是澳大利亚最主要的产油气盆地,也是世界上主要的富气盆地之一.三叠纪North Carnarvon盆地属于克拉通边缘坳陷,地层厚度巨大且平面分布广.中三叠世晚期澳大利亚西北陆架发生强制性海退,造成North Carnarvon盆地沉积格局发生转变,沉积环境由滨浅海突变为海陆过渡环境,从而沉积了两套差异性明显的地层,即Locker shale 和Mungaroo组.本文从宏观和微观、有机与无机入手,阐述了Locker shale 和Mungaroo组的古地理背景、沉积充填演化及其相关的烃源岩与有机质显微组分发育特征.宏观上,Mungaroo组发育大型三角洲,中粗粒分支流水道砂岩与暗色泥岩频繁互层,其中近端三角洲平原泥岩厚度较薄,薄煤层只局部发育,陆源有机质含量较高,平均TOC含量为1.59%;远端三角洲平原泥岩厚度较大,薄煤层广泛发育,陆源有机质含量高,TOC含量最高,达4.11%;三角洲前缘泥岩厚度较大,陆源有机质含量低,TOC含量低,为1.05%.Locker Shale以滨浅海相沉积为主,局部发育小型三角洲,其中开阔浅海亚相烃源岩厚度较大,前三角洲、滨浅海、开阔浅海三个亚相TOC含量相当,平均值为1.16%.微观上,Mungaroo组由近端平原亚相—远端平原亚相—前缘亚相壳质组含量逐渐增多,镜质组先增加后下降,惰质组先减少后增加;远端三角洲平原镜质组含量最高.Locker shale由前三角洲相—浅海相壳质组增加,镜质组和惰质组均减少.研究区三叠系烃源岩及有机质显微组分的分布规律与特提斯南缘特殊的古地理、季风洪水的古气候背景密切相关,Mungaroo组的远端三角洲平原为最有利的烃源岩发育环境. North Carnarvon 盆地三叠系岩相古地理格局与沉积充填演化规律体现了温室气候效应下阵发性水流主导的沉积特色,为类似地质背景下油气资源评价提供了新的思路.     

深水沉积差异及其对油气分布影响

尼日尔三角洲盆地深水油气资源丰富,其中盆地东部深水区已发现的亿顿级油气田数量和累计油气可采储量均约为西部深水区的两倍,东、西部深水区油气差异巨大,开展尼日尔三角洲盆地深水沉积特征和差异研究具有重要的生产意义和学术价值。通过对该盆地大量地震、测井和岩心等资料的分析,提出了西部深水扇主要是由三角洲提供物源,通过大型峡谷的运输,在深水平原区形成树枝状发散的深水扇,又称作“有根深水扇”;东部深水扇也是由三角洲供源,但由于缺乏大型峡谷的运输,沉积物沿大陆斜坡滑移至半深海—深海平原,形成根部不发育的“扇面状”深水扇,又称作“无根深水扇”。尼日尔三角洲盆地东西部深水区油气分布差异,除构造等因素外,其最主要的原因为有/无峡谷作为物源运输通道,分别形成的不同沉积类型,进而分别形成两种样式的深水圈闭类型,最终造成东西部深水区油气分布的巨大差异。