琼东南盆地深水区构造格局和幕式演化过程

基于大量琼东南盆地深水区高精度的地质-地球物理和钻井资料解释, 确立了该盆地"南北分带, 东西分块"的基本构造格局; 通过构造-地层、沉降史和沉降中心厘定等方面的综合研究, 在琼东南深水盆地中深入描述和分析了T70重要的构造变革界面特征, 该界面之下发育了一系列分散的、NE向展布的小型断陷盆地群, 该界面之上一直到T60界面发育时期, 盆地的沉降中心逐渐迁移到位于琼东南盆地中央坳陷区的、呈NE-WE-NWW弧形展布的大型断坳式盆地内, 该断坳盆地与下伏小型断陷盆地群构成显著的叠加关系; 以控盆边界断层的性质和几何学分布, 确定下伏的NE向展布的小型断陷盆地群受控于NW-SE向拉伸应力场, 而上覆的断坳盆地由近SN向拉伸应力作用所形成; 区域对比表明该界面广泛分布于南海北部大陆边缘盆地中, 具有区域性分布的特征; 生物地层和区域对比表明该界面年龄为32 Ma, 与南海初始扩张的年龄一致.因此, 该界面是一个发育于南海北部的、代表了南海扩张开始的一个区域性构造变革界面.该界面的发育导致了琼东南盆地深水区盆地结构和构造演化的复杂性, 以该界面为基础, 结合盆地充填序列中的其他重要界面和盆地的沉降史分析, 将盆地的构造演化划分为断陷、断坳、裂后热沉降和加速沉降4个构造演化幕, 从而确定了该盆地具有典型的幕式演化特征; 详细讨论了盆地周缘板块运动学重组事件和岩石圈深部活动对琼东南盆地幕式发育过程的控制机制.      

琼东南盆地天然气水合物成矿远景

琼东南盆地最新的水合物调查研究发现了大量疑似BSR（bottom simulating reflector）特征的地震反射界面,但BSR特征并不典型。为了解决在BSR特征不甚明显的地区进行天然气水合物识别和成矿远景研究的问题,本文首先通过对调查所取得的第一手资料的综合分析,指出了琼东南盆地海域天然气水合物地球物理标识——BSR识别的局限性;然后从天然气水合物成藏所必须具备的气源、运移通道、有利沉积条件等几个方面出发,探讨了琼东南盆地天然气水合物成藏必须具备的气源、气体运通道和储层等特征,对琼东南盆地天然气水合物地球物理识别标志——BSR判识提供了良好佐证。综合分析认为：琼东南盆地海域的中央坳陷带内发育了大量气烟囱的位置及其附近海底浅层应是天然气水合物发育的重点目标区。     

琼东南盆地构造沉降的时空分布及裂后期异常沉降机制

为考察琼东南盆地构造沉降的时空分布及裂后期异常沉降机制,利用回剥技术计算了盆内68口井的构造沉降史,并选择15口代表井进行拉张应变速率反演及拉张因子计算。结果表明:琼东南盆地构造沉降空间上表现为中央凹陷带和南部凹陷带强于北部凹陷带;时间上在裂陷期出现局部快速沉降-整体慢速沉降—局部快速沉降的阶段特征,进入裂后期逐渐减缓并在15.5～10.5Ma期间减至最低值,但自10.5～5.5Ma以来又明显增大。裂后期异常沉降在盆地东西部都有明显表现,在北部凹陷带较小,在中央凹陷带内往东区有逐渐增大趋势;时间上裂后异常构造沉降随时间增大,增长过程具有快-慢-快的阶段性。分析认为:裂后阶段早期的快速沉降可能是裂陷期非均匀拉张的结果,而晚中新世以后的快速构造沉降主要与岩浆活动有关。     

基底非均一性对琼东南盆地新生代构造变形差异的影响: 来自物理模拟实验的启示

琼东南盆地位于南海北部大陆边缘西北部,是新生代形成的北东向伸展盆地,其断裂走向、次级凹陷分布方向、构造样式等在东西部表现出明显差异。文章采用构造解析与构造物理模拟相结合的方式,探究先存的中生代构造几何形态及基底性质差异对琼东南盆地东西部构造差异性演化的控制作用。实验结果表明：（1）先存构造薄弱带几何边界分布方向与区域伸展方向共同控制了琼东南盆地主要断裂的走向以及断裂构造样式。由于先存构造薄弱带边界方向存在东西差异,在早期NW向拉伸阶段（Tg-T80）盆地断裂系统在东西部就已表现出明显的分段特征。西部由于垂向拉伸产生一组NEE向断裂;东部由于斜向拉伸,发育至少两组方向的断裂,一组与应力方向垂直（NEE向）,另一组沿着构造薄弱带分布（WE向）。后期断裂活动继承和改造了这一时期的断裂,使断裂系统更加复杂。先存构造薄弱带几何形态变化是导致琼东南盆地东西部构造差异性发育的主控因素。（2）基底强度差异性对上覆构造的断裂数量以及地貌起伏特征有一定影响。琼东南盆地在东西部的断裂走向及构造样式上的差异性受基底强弱、先存构造形态及构造应力方向的共同控制。     

琼东南盆地深水区岩石圈伸展模式及其对裂后期沉降的控制

为了揭示盆地深水区演化及裂后期大规模沉降的成因机制, 在琼东南盆地典型的、高品质地震剖面地质构造精细解释基础上, 结合岩石圈变形的挠曲悬臂梁模型和挠曲均衡模型, 应用正演和反演模拟技术, 定量恢复了该盆地所处地区的上地壳、地壳以及岩石圈的伸展程度.结果表明, 琼东南盆地自陆架边缘到深水坳陷区, 岩石圈上地壳的伸展系数较小, β值最大为1.23~1.32;整个地壳的伸展系数变化较大, 盆地边缘隆起区的β值在1.1~1.2之间, 向盆地中部β值逐渐增大到3.14;而对整个岩石圈而言, 其伸展系数β值由陆架到陆坡深水盆地也从1.2逐渐增大到4.2.根据对南海地区的构造及岩石圈和地壳的结构分析认为, 与McKenzie的岩石圈均一伸展以及由热控制的裂后期缓慢沉降过程不同的是, 上述与深度相关的岩石圈伸展减薄是由南海西北次海盆扩张过程中深部物质的离散上涌流动所导致的下地壳的快速而强烈的塑性流动所引起的, 并由此建立了琼东南盆地的形成演化模式, 来解释和探讨深水坳陷区及裂后期快速而大规模沉降的成因机制.      

关于琼东南盆地始新统地层研究的思考

始新统湖相地层是琼东南盆地原油勘探领域的主力烃源岩,历年来各轮资源评价结果均显示具有较好的石油勘探前景,但自1987年Ying9井首次钻遇油层至今,琼东南盆地原油勘探领域一直未取得重大突破。近年来寄予厚望的S3X井钻探失利具有一定典型性,笔者等以S3X井钻后分析为契机,通过与珠江口和北部湾盆地始新统地层对比研究,提出了不同于以往的看法。分析显示琼东南盆地已发现原油中,源于低等水生生物的C304 甲基甾烷含量,以及反映氧化还原条件的姥植比（Pr/Ph）参数,均弱于珠江口和北部湾盆地半深湖相优质烃源岩;琼东南盆地“低频—连续—强振幅”地震相特征与珠江口盆地钻井证实的半深湖相优质烃源岩地震反射特征差异较大;琼东南盆地在区域位置、构造演化与沉积充填模式方面与珠江口和北部湾盆地也存在明显差异,使得始新统湖相地层的分布规模和优质烃源岩的发育条件等方面,均弱于珠江口和北部湾盆地。因此,建议在与周缘盆地始新统地层的对比研究过程中应适度审慎,尤其是以陵水凹陷为代表的中央坳陷带始新统湖相烃源岩分布规模不宜过于乐观。同时,指出受地貌格局影响,不同凹陷海侵进程并不同步,琼东南盆地除始新统发育湖相地层外,渐新统崖城组早期部分凹陷也具有发育湖相地层和油型烃源岩的条件,这一新观点在一定程度可扩展琼东南盆地原油勘探研究的局面和思路。     

关于琼东南盆地始新统地层研究的思考

始新统湖相地层是琼东南盆地原油勘探领域的主力烃源岩,历年来各轮资源评价结果均显示具有较好的石油勘探前景,但自1987年Ying9井首次钻遇油层至今,琼东南盆地原油勘探领域一直未取得重大突破。近年来寄予厚望的S3X井钻探失利具有一定典型性,笔者等以S3X井钻后分析为契机,通过与珠江口和北部湾盆地始新统地层对比研究,提出了不同于以往的看法。分析显示琼东南盆地已发现原油中,源于低等水生生物的C₃₀4-甲基甾烷含量,以及反映氧化还原条件的姥植比(Pr/Ph)参数,均弱于珠江口和北部湾盆地半深湖相优质烃源岩;琼东南盆地“低频—连续—强振幅”地震相特征与珠江口盆地钻井证实的半深湖相优质烃源岩地震反射特征差异较大;琼东南盆地在区域位置、构造演化与沉积充填模式方面与珠江口和北部湾盆地也存在明显差异,使得始新统湖相地层的分布规模和优质烃源岩的发育条件等方面,均弱于珠江口和北部湾盆地。因此,建议在与周缘盆地始新统地层的对比研究过程中应适度审慎,尤其是以陵水凹陷为代表的中央坳陷带始新统湖相烃源岩分布规模不宜过于乐观。同时,指出受地貌格局影响,不同凹陷海侵进程并不同步,琼东南盆地除始新统...     

琼东南盆地新生代发育机制的模拟研究

琼东南盆地是南海西北陆缘上一个北东走向的伸展裂陷带,向西与北西走向的莺歌海盆地相接,因此其构造演化包含了较多红河断裂走滑活动的信息。综合地质分析与物理模拟实验,我们发现琼东南盆地的发育既受控于南海北部陆缘的南东向—南南东向伸展作用,而且受到红河断裂左行走滑作用的控制和影响。其中,中央坳陷带主要受控于南东至南南东向的伸展作用;南部坳陷带的发育主要受控于琼东南盆地的伸展及其沿北北西向边界断裂右行走滑作用的构造叠加;而北部坳陷带的发育主要受控于北西向断裂左行走滑作用。红河断裂左行走滑作用可能开始于晚始新世,晚于琼东南盆地的伸展裂陷作用,且早期走滑速率应小于琼东南盆地的伸展速率,早渐新世(T70)以后红河断裂左行走滑速率大于琼东南盆地伸展速率,导致琼盆西段的褶皱反转,以及一组北西—北北西走向张剪断裂的发育。     

琼东南盆地陵水组层序地层与沉积相分析

利用高分辫率层序地层学方法,结合岩心、测井和地震资料,识别琼东南盆地陵水组各级层序界面,建立地层层序格架,探讨地层格架下沉积相类型、演化规律以及平面展布,并就有利沉积相带分布进行了讨论。结果表明:从测井资料看出,层序界面识别标志主要为岩性和颜色发生突变;将琼东南盆地陵水组划分为3个三级层序(Els1、Els2和Els3);结合测井响应特征,对地震剖面进行精细刻画,在3套三级层序中识别出辫状河三角洲、扇三角洲、滨海、陆棚、碳酸盐台地等5种沉积相。     

琼东南盆地陵水组层序地层与沉积相分析

利用高分辫率层序地层学方法,结合岩心?测井和地震资料,识别琼东南盆地陵水组各级层序界面,建立地层层序格架,探讨地层格架下沉积相类型?演化规律以及平面展布,并就有利沉积相带分布进行了讨论?结果表明:从测井资料看出,层序界面识别标志主要为岩性和颜色发生突变;将琼东南盆地陵水组划分为3 个三级层序(Els1?Els2和Els3);结合测井响应特征,对地震剖面进行精细刻画,在3 套三级层序中识别出辫状河三角洲?扇三角洲?滨海?陆棚?碳酸盐台地等5种沉积相?     

琼东南盆地南部深水区新生界地层特征

琼东南盆地南部深水区的石油地质特征一直不为人知,近年来随着地震勘探逐渐被认识。为了弄清该区新生代地层发育特征,以地震资料的精细解释为基础,结合区域构造运动特征和琼东南盆地地层层序格架分析,对研究区开展了地震地层学研究,确定了地震层序界面反射特征,建立了地震地层层序和岩石充填序列。琼东南盆地南部深水区新生代的沉积充填可划分为2个构造层序、8个层序组,古近纪—第四纪经历了河湖相—海陆过渡相—浅海相—半深海、深海相沉积演化。新生代地层发育齐全,厚度大、分布广,最大厚度约10 000 m,面积约9000km2,含两套生储盖组合,具有优越的石油地质条件。     

伸展型盆地裂后期沉降过程及其动力学背景研究

伸展型盆地是与地壳和岩石圈伸展、减薄作用有关的一类裂陷盆地,包含了重要的沉积矿产和能源资源。综合近年来国内外伸展型盆地的研究,包括大西洋被动大陆边缘、澳大利亚被动边缘以及中国大陆东部的新生代盆地,发现不论是被动边缘还是会聚板块背景下的伸展型盆地,其裂后阶段盆地的沉降过程都不是简单的仅仅由岩石圈的热作用所控制的均匀缓慢的沉降过程,而是呈现多幕式的、快速沉降的特征,反映了盆地裂后演化阶段周缘板块的构造活动及其深部岩石圈的动力因素的控制作用。文章正是从这一角度出发,简述了近年来国内外一些典型的伸展盆地区裂后期快速沉降的研究进展情况,并结合琼东南盆地裂后期沉降演化特征的定量模拟研究,对幕式快速沉降的动力学机制进行了探讨。     

琼东南盆地岩石圈特征的构造模拟约束

琼东南盆地是晚始新世时期发育于南海北缘的伸展性盆地。本文在利用盆地内区域2D地震资料构造解释的基础上,运用基于弹性梁模型和挠曲均衡原理的2D构造模拟软件对琼东南盆地岩石圈结构特征进行模拟。研究发现:琼东南盆地地区的有效弹性厚度在1～5km,最佳取值为3km;拉张因子在1.3～1.5,其中裂后阶段反演模拟的拉张因子为1.5,裂陷阶段正演模拟的拉张因子为1.3左右。最后对红河断裂新生代的活动以及南海扩张运动对模拟产生的可能影响进行了分析与讨论。     

南海北部新生代盆地断裂系统及构造动力学影响因素

利用地震资料、油气勘探资料分析了南海北部大陆边缘珠江口-琼东南新生代盆地断裂系统的时空差异及动力学成因机制.珠江口-琼东南盆地古近系裂陷构造层以NE向、近EW向基底正断层构成的伸展断裂系统的几何学、运动学沿着盆地走向有明显变化,盆地内部隐伏的区域性和局部的NW向断裂及相关构造变形带构成伸展断裂系统之间的构造变换带.在空间上,区域性的云开、松涛-松南等NW向构造变换带以西为NE-NEE向正断层构成的"非拆离"伸展断层系,以东为NE向正断层、近EW向正断层(走滑正断层)复合而成的拆离伸展断层系.在时间上,古近纪裂陷作用可划分为早(文昌组沉积期)、中(恩平组/崖城组沉积期)、晚(珠海组/陵水组沉积期)3个有明显差异的裂陷期.裂陷早期,盆地西部以平面式正断层控制的简单地堑、半地堑为主,伸展量相对较小,东部则以铲式正断层控制的复式地堑、半地堑为主,伸展量相对大,断层向深部收敛在中地壳韧性层构成拆离的伸展断层系统.裂陷中期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有继承性活动特点,珠江口盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,并向深层切割早期浅层拆离断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着云开构造变换带发育反转构造.裂陷晚期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有活动性减弱特点,琼东南盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着琼中央构造变换带发育反转、走滑构造.珠江口-琼东南盆地不同区段断裂系统及其构造演化的差异性受盆地基底先存构造、地壳及岩石圈结构及伸展量等多方面因素的影响,拆离伸展断层系统与发育NWW向"贯穿"断裂的基底构造薄弱带、现今地壳局部减薄带相关,南海扩展由东而西的迁移诱导北部大陆边缘块体沿着先存NW向深大断裂发生走滑旋转是导致变换构造带两侧差异伸展的动力学原因,应力场及岩石圈热结构变化是引起拆离断层深度变化的重要因素.     

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。     

琼东南盆地现今地层温度分布特征及油气地质意义

温度状态是决定油气形成与保存的关键因素,精准的深部地层温度预测对盆地油气资源战略评价和勘探开发具有重要意义。琼东南盆地是我国当前深水油气资源勘探的重点区块,揭示盆地深部地层温度分布格局及主控因素是深水油气勘探研究的一项基础工作。结合钻孔实测温度和系统的岩石热物性参数,文章揭示了琼东南盆地现今深部地层温度分布特征。研究表明,琼东南盆地的优势储层温度为90~150℃ （数据占比>70%）,高于国外学者提出的储层“黄金温度带”（60~120℃）,推测与南海北部大陆边缘盆地高地热背景有关。此外,盆地T30—T70 界面处的估算温度均表现为“西高东低”的特征,高温区域位于西部的崖南凹陷;深部温度分布格局与地层的埋深、热导率结构以及因区域拉张程度不同引起的基底热流差异等诸因素有关。成果为琼东南深水油气勘探开发及钻井工艺设计提供了坚实的地热学依据。     

琼东南盆地北部新近系三亚组遗迹组构特征及其沉积环境

琼东南盆地北部新近系地层厚度巨大,遗迹化石非常发育。在对7口取心井岩心详细观测的基础上,综合利用薄片分析、成像测井与相关实验等资料,对琼东南盆地北部新近系三亚组遗迹组构特征及其沉积环境进行了研究。结果表明:(1)琼东南盆地北部新近系三亚组共识别出遗迹化石14属,根据遗迹化石的类型、产状、丰度和分异度、扰动程度、生物潜穴之间的共生关系等,可划分出5种遗迹组构,其中OphiomorphaThalassinoides遗迹组构主要发育在临滨上部沉积环境中,Palaeophycus遗迹组构主要发育在临滨中部沉积环境中,Planolites-Thalassinoides遗迹组构主要发育在临滨下部沉积环境中,Phycosiphon-Planolites遗迹组构主要发育在浅海上部沉积环境中,Phycosiphon-Chondrites遗迹组构主要发育在浅海下部沉积环境中;(2)根据遗迹组构和测井相分析认为琼东南盆地北部新近系三亚组沉积环境为滨-浅海,三亚组一段的沉积环境为由滨岸向浅海过渡,而三亚组二段的沉积环境为浅海;(3)综合岩相、生物化石、遗迹组构、测井相和沉积微相分析结果,建立了琼东南盆地北部新...     

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。     

琼东南盆地现今地层温度分布特征及油气地质意义

温度状态是决定油气形成与保存的关键因素，精准的深部地层温度预测对盆地油气资源战略评价和勘探开发具有重要意义。琼东南盆地是我国当前深水油气资源勘探的重点区块，揭示盆地深部地层温度分布格局及主控因素是深水油气勘探研究的一项基础工作。结合钻孔实测温度和系统的岩石热物性参数，文章揭示了琼东南盆地现今深部地层温度分布特征。研究表明，琼东南盆地的优势储层温度为90~150℃ （数据占比>70%），高于国外学者提出的储层“黄金温度带”（60~120℃），推测与南海北部大陆边缘盆地高地热背景有关。此外，盆地T30—T70 界面处的估算温度均表现为“西高东低”的特征，高温区域位于西部的崖南凹陷；深部温度分布格局与地层的埋深、热导率结构以及因区域拉张程度不同引起的基底热流差异等诸因素有关。成果为琼东南深水油气勘探开发及钻井工艺设计提供了坚实的地热学依据。     

琼东南盆地深水区松南低凸起基岩潜山地球物理特征及评价研究

基岩潜山油气藏具有背斜构造、整装油气田的特点,具有巨大的勘探潜力。琼东南盆地深水区钻探W8-1井实钻气层为88.4 m,探井揭开深水区基岩潜山勘探的序幕。琼东南盆地深水区基岩潜山具有埋深浅、风化程度高的特点,潜山埋深约为1 000 m,风化壳孔隙度达到23%。上覆泥岩厚度薄与高孔风化壳的储盖组合导致基岩潜山顶界面反射为非波峰反射特征,需要针对性开展潜山界面识别以及潜山内幕储集性评价。从琼东南盆地基岩潜山岩石物理规律出发,探索潜山风化壳岩石物理敏感参数,建立不同风化程度地震响应特征模板,应用叠前反演、AVO分析等多属性综合预测潜山顶界面,运用DBSCAN波形聚类技术扫描潜山内幕与已钻井类似波形特征区域、变方位角裂缝扫描预测潜山内幕储集性。经多属性联合预测多个潜在有利目标,钻探W8-3井获得高产气流,证实该技术方法的有效性。