裴健翔， 陳 楊， 郝德峰， 張道軍， 何小胡

( 中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057 )

摘 要：根據(jù)巖石礦物學(xué)特征、粒度分析、沉積構(gòu)造及三維地震等資料，分析中新世鶯歌海盆地中央坳陷海底扇的沉積特征及控制因素。結(jié)果表明：中新世中央坳陷海底扇主要發(fā)育水道砂、水道間、天然堤和淺海灘壩等微相,具有非典型鮑瑪序列AB段；海底扇由內(nèi)部分支水道頻繁遷移擺動形成的多個朵葉體組成；與東方區(qū)海底扇相比，樂東區(qū)海底扇具有物源供應(yīng)更充足、規(guī)模更大的優(yōu)勢。中新世中央坳陷海底扇沉積體系的發(fā)育主要受海平面升降、物源及古地貌的控制，可以作為該區(qū)下一步勘探的重點。

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鶯歌海盆地中央坳陷中新世海底扇識別及其形成控制因素

裴健翔， 陳 楊， 郝德峰， 張道軍， 何小胡

( 中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057 )

摘 要：根據(jù)巖石礦物學(xué)特征、粒度分析、沉積構(gòu)造及三維地震等資料，分析中新世鶯歌海盆地中央坳陷海底扇的沉積特征及控制因素。結(jié)果表明：中新世中央坳陷海底扇主要發(fā)育水道砂、水道間、天然堤和淺海灘壩等微相,具有非典型鮑瑪序列AB段；海底扇由內(nèi)部分支水道頻繁遷移擺動形成的多個朵葉體組成；與東方區(qū)海底扇相比，樂東區(qū)海底扇具有物源供應(yīng)更充足、規(guī)模更大的優(yōu)勢。中新世中央坳陷海底扇沉積體系的發(fā)育主要受海平面升降、物源及古地貌的控制，可以作為該區(qū)下一步勘探的重點。

海底扇； 控制因素； 中央坳陷； 中新統(tǒng)； 鶯歌海盆地

0 引言

鶯歌海盆地經(jīng)過多年的勘探，對海底扇已獲得大量物源、成因及層序構(gòu)型等方面的認識[1-3]，但對海底扇沉積特征及其控制因素方面認識較少，且受地震范圍的影響，研究區(qū)僅局限于東方區(qū)，因此開展整個中央坳陷中新世海底扇的沉積規(guī)律和控制因素的研究具有重要意義。

鶯歌海盆地是新生代轉(zhuǎn)換—伸展型含油氣盆地，目前已在中央坳陷內(nèi)取得多個油氣發(fā)現(xiàn)。自2010年對東方13區(qū)黃流組大型海底扇的勘探取得突破以來，鶯歌海盆地重力流海底扇也成為該區(qū)研究的熱點[4-5]。根據(jù)分析化驗數(shù)據(jù)、鉆井巖心及三維地震資料等，研究鶯歌海盆地整個中央坳陷中新世海底扇的沉積特征，在粒度特征方面，研究區(qū)海底扇具有遞變懸浮特征，粒度分布曲線呈兩段式，以懸浮次總體為主，反映重力流沉積的特征；中央坳陷東方區(qū)海底扇具有發(fā)育非典型鮑瑪序列的AB段，且由多個分支水道頻繁擺動形成的朵葉體組成，可作為研究區(qū)特有的海底扇識別標(biāo)志。對研究區(qū)海底扇發(fā)育的控制因素進行分析，認為中央坳陷海底扇的發(fā)育受海平面升降、物源及古地貌的控制，與東方區(qū)海底扇相比，樂東區(qū)具有物源供應(yīng)更充足、扇體發(fā)育水動力更強、發(fā)育規(guī)模更大的優(yōu)勢，可以作為研究區(qū)下一步勘探的重要區(qū)帶。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

鶯歌海盆地位于印支半島與南海北部大陸交接區(qū)，屬于紅河斷裂帶在南海海域的延伸部位，也是紅河斷裂海上延伸的第一個盆地。該盆地整體呈北北西走向的長菱形，海域面積超過11.0×104km2，也是南海北部大陸架西區(qū)發(fā)育的新生代轉(zhuǎn)換—伸展型含油氣盆地[6-8]；新生代最大沉積厚度超過17 km[9]，東南以1號斷裂為界與瓊東南盆地相鄰[10](見圖1)。鶯歌海盆地的構(gòu)造演化、沉積充填可分為裂陷、裂后兩個階段[8]，沉積體系主要受盆地邊緣發(fā)育的控盆斷裂控制。中央坳陷是鶯歌海盆地的二級構(gòu)造單元，也是盆地的主體，由鶯歌海凹陷、河內(nèi)凹陷及臨高低凸起三個三級構(gòu)造單元組成。中央坳陷由下而上依次鉆遇的地層有始新統(tǒng)嶺頭組,漸新統(tǒng)崖城組、陵水組，中新統(tǒng)三亞組、梅山組、黃流組,上新統(tǒng)鶯歌海組及第四系樂東組。其中中新統(tǒng)三亞組、梅山組和黃流組在中央坳陷內(nèi)大面積發(fā)育，并逐步形成非典型的陸架—陸坡沉積體系。中央坳陷主體位于坡折帶之下，在淺海—半深海相的沉積環(huán)境中發(fā)育多個海底扇(群)，其中黃流組地層發(fā)育最厚，海底扇發(fā)育數(shù)量多、面積大，是重點研究層系。

圖1 鶯歌海盆地構(gòu)造區(qū)劃Fig.1 Location and tectonic division of the Yinggehai basin

2 地質(zhì)特征及地球物理特征

在近鶯西斜坡和近鶯東斜坡處，中央坳陷分別發(fā)育多個昆嵩隆起物源體系和海南物源體系的大型三角洲；受大型三角洲的控制，在東方區(qū)和樂東區(qū)的中新統(tǒng)發(fā)育多個較大規(guī)模的海底扇(群)。海底扇(群)多數(shù)發(fā)育于沉積坡折和構(gòu)造坡折之下的淺?！肷詈^(qū)域。

2.1 海底扇地質(zhì)特征

東方13區(qū)海底扇為已經(jīng)證實的較典型海底扇[11]。該海底扇發(fā)育于黃流組一段沉積時期，在地震剖面上具有明顯的下切水道和雙向下超的丘型反射特征；扇體長約為52.0 km，寬約為46.0 km，最大厚度為238 m，總面積約為2.4×103km2。根據(jù)鉆井巖心觀察結(jié)果，該海底扇巖性主要以塊狀淺灰色細砂巖、粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖為主。測井解釋結(jié)果表明，該儲層平均孔隙度為17%，局部可達20%。巖心分析結(jié)果表明，該儲層平均孔隙度為18%，平均滲透率為5×10-3μm2，顯示較好的物性特征。C-M圖表現(xiàn)出的線性關(guān)系與C=M線平行，具有遞變懸浮特征，粒度分布曲線呈兩段式，以懸浮次總體為主，反映重力流沉積的特征(見圖2)。

根據(jù)巖心觀察結(jié)果，可識別該海底扇的水道砂、水道間、天然堤和淺海灘壩等沉積微相(見圖3)。另外，海底扇取心可見多套鮑瑪序列AB段組合，A段為塊狀細砂巖或粉細砂巖，塊狀砂巖中見不規(guī)則細小泥礫；B段為平行層理、沙紋層理細砂巖或粉細砂巖，局部見變形層理、小型交錯層理與火焰構(gòu)造。顯示研究區(qū)特有的海底扇沉積相特征，具有非典型鮑瑪序列AB段和砂質(zhì)碎屑重力流快速充填堆積特征。

2.2 地球物理特征

東方13區(qū)海底扇復(fù)合體呈南西—北東向展布，海底扇扇體形態(tài)特征明顯(見圖4(a))。在地震剖面上，該海底扇復(fù)合體由不同期次海底扇組成(見圖4(b))，主水道及分支水道微相發(fā)育(見圖4(b-c))。海底扇復(fù)合體內(nèi)部具有深淺不一的水道侵蝕現(xiàn)象，橫向遷移、縱向疊置。通過已鉆井分析及井震標(biāo)定，該區(qū)海底扇包含兩類主要儲層微相，即深侵蝕型分支水道與淺侵蝕型分支水道，前者形成的扇體厚度大、分布局限、代表水動力較強；后者形成的扇體厚度較小、分布較廣、代表水動力相對較弱。兩類儲層沉積構(gòu)造、巖石類型及其砂巖粒級一致，為該區(qū)勘探的首選部位。

圖2 中央坳陷黃流組海底扇粒度特征Fig.2 Grain size characteristics of the submarine fan of central depression in Huangliu formation

過X2a井的B砂體為該區(qū)典型的扇體之一。該砂體平均厚度達38 m，均方根振幅可見明顯的水道遷移擺動特征，在地震剖面上顯示強振幅反射，見分支水道下切特征，在厚度圖上可見厚層砂體多片展布。說明該扇體是由分支水道頻繁遷移擺動形成的(見圖5)，扇體內(nèi)部水道為該區(qū)海底扇中有利的儲層單元。目前已在該扇體獲得良好的油氣發(fā)現(xiàn)[12]。

位于樂東區(qū)的樂東15海底扇也已經(jīng)被鉆井證實。該扇體面積接近900.0 km2，充填于樂東8-1構(gòu)造脊東翼的構(gòu)造槽，與東方區(qū)海底扇具有相似性，內(nèi)部水道下切侵蝕特征更加明顯，相互侵蝕擺動更加頻繁，導(dǎo)致扇體呈明顯水道化特征，表明沉積時上游物源供應(yīng)充足，且沉積與侵蝕同時發(fā)生(見圖6)。由于該扇體面積廣、厚度大、構(gòu)造位置優(yōu)越，成為樂東區(qū)深層領(lǐng)域油氣成藏的有利區(qū)。

3 海底扇形成控制因素

鶯歌海盆地中新世盆地持續(xù)走滑，構(gòu)造活動頻發(fā)，是觸發(fā)該地區(qū)海底扇發(fā)育的必要條件[13-15]。另外，相對海平面升降、物源供給、古地形等因素也是中央坳陷海底扇發(fā)育的主要控制因素。

3.1 頻繁的海平面升降

相對海平面的升降導(dǎo)致盆地物源供給能力及沉積物搬運的遠近差異，直接影響沉積物的沉積位置及沉積方式[16-20]。進入中新世后，鶯歌海盆地海平面變化呈現(xiàn)整體下降趨勢(見圖7)。在物源不斷供應(yīng)的前提下，盆地可容納空間減小，沉積物向盆內(nèi)搬運的更遠。這一過程在低水位期間陸架邊緣發(fā)育一系列低位三角洲，在一定的觸發(fā)機制及自身建設(shè)作用下，中央坳陷形成許多大型低位扇體。

圖3 中央坳陷黃流組X1a井海底扇沉積特征Fig.3 Sedimentary characteristics of well X1a of Huangliu formation in central depression

圖4 東方區(qū)黃流組海底扇屬性特征及典型連井地震剖面Fig.4 Seismic and well-tie seismic characteristics of the submarine fan in Dongfang area of Huangliu formation

圖5 過X2a井黃流組B砂體地震與沉積特征Fig.5 Seismic and sedimentary charcteristics of the B sand of Huangliu formation across well X2a

圖6 樂東15區(qū)海底扇地震特征Fig.6 Seismic characteristics of submarine fan in the LD15 area

圖7 鶯歌海盆地層序地層劃分及充填演化

3.2 適宜的古地貌條件

鶯歌海盆地是發(fā)育在紅河斷裂帶之上的走滑拉分盆地，中新統(tǒng)后盆地處于裂后期充填階段[11]。裂后期的盆地充填序列表現(xiàn)為向早期斷陷盆地的邊緣斷裂上升盤層層超覆，形成范圍較大[21]。中新世鶯歌海盆地中央坳陷的沉降速率遠大于盆地邊緣的，形成下斷上坳的牛頭狀盆地結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致盆地邊緣總體表現(xiàn)為斜坡形的古沉積地貌特征。中新世鶯歌海盆地坳陷持續(xù)發(fā)育，鶯東斜坡呈現(xiàn)陡傾特征，鶯西斜坡呈現(xiàn)階梯狀，為海底扇等重力流儲集體在中央坳陷內(nèi)發(fā)育提供有利的場所(見圖8)。

圖8 鶯歌海盆地中新世古地貌Fig.8 Palaeogeomorphology in iddle Miocene period in the Yinggehai basin

3.3 充足的物源供給

中央坳陷帶及周邊陸源碎屑的注入主要受三大物源體系的影響[22-25]，即北部紅河、西部昆嵩隆起和東部海南隆起物源體系。鶯歌海盆地堆積的巨厚沉積物來源于周圍隆升山區(qū)的大中型河流。根據(jù)盆地的地理位置判斷，對盆地有貢獻的河流包括越南東北部的紅河、越南東部的藍江、馬江等，以及海南島的昌化江感恩河、通天河等。在臨高、鶯西、鶯東三個方向有鉆井證實中新世三角洲相沉積體發(fā)育，同時在三角洲前緣揭示大規(guī)模儲層物性較好的海底扇砂巖[26-27]。

4 勘探前景

多年來，鶯歌海盆地天然氣勘探主要集中于盆地淺層和周緣斜坡。中央坳陷東方區(qū)的突破證實中新統(tǒng)巨大的勘探潛力，預(yù)示中央坳陷具有廣闊的天然氣勘探前景。中央坳陷在中新世時期物源充足，黃流組、梅山組和三亞組時期發(fā)育多個大規(guī)模海底扇沉積體；在地震剖面上，扇體表現(xiàn)為強振幅反射特征，厚度大，面積廣且多期疊置，與已發(fā)現(xiàn)的中新統(tǒng)海底扇具有相似的特征。根據(jù)儲集體特征，中央坳陷重力流儲集體具有規(guī)模大、構(gòu)造簡單、以巖性油氣藏為主等有利條件。鶯歌海盆地泥底辟帶中深層油氣地質(zhì)條件明顯優(yōu)于淺層的[28-30]，坳陷內(nèi)部具有鄰近烴源灶、天然氣早期原地近距離運聚成藏的優(yōu)越條件。因此，中深層是極具資源潛力的天然氣勘探新領(lǐng)域。這些中新世發(fā)育的大型海底扇儲集體是鶯歌海盆地中央坳陷下一步天然氣勘探重要儲集體類型。

5 結(jié)論

(1)鶯歌海盆地中央坳陷中新世海底扇發(fā)育。海底扇內(nèi)部發(fā)育水道砂、水道間、天然堤和淺海灘壩等沉積微相，水道砂具有非典型鮑瑪序列AB段沉積特征以及砂質(zhì)碎屑重力流快速充填堆積特征。

(2)中央坳陷海底扇復(fù)合體發(fā)育，在地震剖面上可見具有深淺不一的水道侵蝕現(xiàn)象，較易識別主水道及分支水道沉積微相。單砂體均方根振幅可見明顯的水道遷移擺動特征，剖面上顯示強振幅下切特征，厚度圖上可見厚層砂體多片展布。

(3)除構(gòu)造活動外，鶯歌海盆地中央坳陷中新世海底扇的形成還受海平面變化、物源供給及古地形等因素控制。與東方區(qū)海底扇相比，樂東區(qū)海底扇物源供應(yīng)更充足，且面積廣、厚度大、構(gòu)造位置優(yōu)越，為鶯歌海盆地中央坳陷下一步勘探的重點領(lǐng)域。

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2016-06-03；編輯：劉麗麗

國家科技重大專項(2011ZX05025)

裴健翔(1970-)，男，碩士，教授級高級工程師，主要從事南海油氣勘探方面的研究。

TE121.3

A

2095-4107(2016)05-0046-09

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2016.05.006