李麗，楊志力，楊濤濤，王彬，魯銀濤，吳敬武

中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院

0 前 言

近年來(lái)南海北部瓊東南盆地深水區(qū)油氣勘探獲得一系列突破，發(fā)現(xiàn)了陵水17-2等多個(gè)以中央峽谷水道砂體為儲(chǔ)層的氣田，其儲(chǔ)層主要發(fā)育在中新統(tǒng)黃流組和上新統(tǒng)鶯歌海組。眾多學(xué)者利用野外露頭、三維地震和鉆井資料，對(duì)瓊東南盆地深水區(qū)峽谷水道沉積充填特征、成因演化、儲(chǔ)層發(fā)育模式和油氣成藏模式等進(jìn)行了分析和總結(jié)［1-4］。關(guān)于瓊東南盆地南部深水區(qū)水道的報(bào)道比較少，袁圣強(qiáng)等［5］、李麗等［6］對(duì)深水區(qū)更新統(tǒng)水道進(jìn)行了地震刻畫和地質(zhì)分析；田潔等［7］對(duì)西沙海域碳酸鹽臺(tái)地周緣水道體系進(jìn)行了分析和總結(jié)。從文獻(xiàn)報(bào)道看，瓊東南盆地水道沉積主要集中發(fā)育在中新世、上新世和更新世以來(lái)的地層內(nèi)，其中中新世水道發(fā)育數(shù)量較多，晚中新世—上新世水道規(guī)模較大。

筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，基于瓊東南盆地南部深水區(qū)新采集的三維地震數(shù)據(jù)，采用地層切片、地震屬性提取、三維雕刻等地震技術(shù)開展精細(xì)解釋，描述中新統(tǒng)水道的地震沉積特征，探討水道的發(fā)育及物源體系，以期對(duì)該地區(qū)深水沉積儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)提供借鑒和指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于南海北部陸坡深水區(qū)，水深大于1 000 m，構(gòu)造上處于瓊東南盆地南部，東接西沙隆起，南部為廣樂隆起（圖1a）。受歐亞板塊、太平洋板塊和印-澳板塊的聯(lián)合作用，南海海域的構(gòu)造演化經(jīng)歷了始新世—漸新世中晚期的斷陷期、漸新世晚期—早中新世的斷拗轉(zhuǎn)換期及中中新世之后的拗陷期［8］。瓊東南盆地的斷陷期以地塹、半地塹充填為特征，發(fā)育始新統(tǒng)湖相、漸新統(tǒng)崖城組和陵水組海陸過渡相沉積；斷拗轉(zhuǎn)換期發(fā)育下中新統(tǒng)三亞組濱淺海相沉積；拗陷期發(fā)育中中新統(tǒng)梅山組、上中新統(tǒng)黃流組、上新統(tǒng)鶯歌海組和更新統(tǒng)樂東組（圖1b），主要為濱淺?！肷詈Ｏ啵渲悬S流組—鶯歌海組為近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的中央峽谷氣田群的主要儲(chǔ)集層系。

圖1 研究區(qū)區(qū)域位置及新近系地層綜合柱狀圖Fig. 1 Tectonic location and the Neogene stratigraphic column of the study area

中新世西沙隆起、廣樂隆起區(qū)發(fā)育碳酸鹽臺(tái)地［9-10］；晚中新世以來(lái)西沙隆起周緣深水區(qū)基本處于半深?！詈３练e環(huán)境［11］。

2 中新統(tǒng)水道發(fā)育特征

研究區(qū)目前尚無(wú)鉆井，筆者通過引入?yún)^(qū)域二維資料的井-震標(biāo)定成果開展三維地震地質(zhì)解釋。在常規(guī)地震剖面上，水道橫剖面形態(tài)多具有典型的“V”形或“U”形特點(diǎn)，一般具有中—強(qiáng)振幅特征［6-7］。在下中新統(tǒng)、中中新統(tǒng)、上中新統(tǒng)頂?shù)捉缑娼忉尩幕A(chǔ)上，沿水道相對(duì)集中發(fā)育的位置追蹤等時(shí)界面，提取不同時(shí)期典型地層切片的均方根振幅屬性，精細(xì)刻畫水道沉積的空間特征。這套水道沉積大致相當(dāng)于西沙碳酸鹽臺(tái)地前緣斜坡發(fā)育的溝槽相關(guān)沉積體［12-13］。

區(qū)內(nèi)水道沉積自早中新世早期開始發(fā)育，大致分為3 個(gè)演化階段，各階段水道復(fù)合體的下切谷形態(tài)以及展布方向、分布范圍有所不同（表1）。

2.1 下中新統(tǒng)水道

在下中新統(tǒng)內(nèi)部（T50—T60）提取了15 張地層切片，包括頂?shù)坠灿?jì)17 張地層切片，并對(duì)這些切片提取均方根振幅屬性，觀察地震異常體的發(fā)育特點(diǎn)。根據(jù)剖面、平面上水道地震反射特征的典型性，自下而上選擇Slice14、Slice8、Slice3 代表早中新世水道演化不同階段對(duì)應(yīng)的地質(zhì)界面，相應(yīng)地劃分出a、b、c、d等4個(gè)層段。

在工區(qū)南部的NW—SE 向地震剖面上（圖2），a層段內(nèi)從下到上發(fā)育3 條水道，除中間一條水道為中振幅反射外，另外兩條水道底部均為強(qiáng)振幅反射，“V”形下切特征明顯，水道總體具有由北向南遷移的特征；b 層段內(nèi)自南向北發(fā)育5 條水道，主要以中振幅反射為主，個(gè)別為強(qiáng)振幅反射，“V”形下切特征明顯，水道總體具有由南向北遷移的特征；c 層段內(nèi)水道逐漸由明顯的下切轉(zhuǎn)變?yōu)槿跸虑?；d 層段內(nèi)水道表現(xiàn)為短軸狀、強(qiáng)振幅反射。在工區(qū)南部的SW—NE 向地震剖面上（圖3），與下伏3 個(gè)層段所見的相對(duì)獨(dú)立的個(gè)別水道不同，d 層段內(nèi)水道集中發(fā)育，在西南部橫向疊置成片，多數(shù)水道無(wú)明顯下切，僅中部的個(gè)別水道下切明顯，下切深度達(dá)50 m。

在均方根振幅地層切片上（圖4），工區(qū)東部連片分布的強(qiáng)振幅區(qū)代表西沙碳酸鹽臺(tái)地，西部呈條帶狀展布的中—強(qiáng)振幅反射區(qū)代表臺(tái)地前緣斜坡水道復(fù)合體。自下而上，水道復(fù)合體的優(yōu)勢(shì)延展方向有明顯的變遷：在Slice14 均方根振幅切片上（圖4a），水道復(fù)合體表現(xiàn)為NE—SW 向的線性強(qiáng)振幅條帶，延伸長(zhǎng)度約為12～18 km，寬300～1 600 m；在Slice8 切片上（圖4b），除了繼承性發(fā)育NE—SW 向水道外，還發(fā)育SE—NW 向水道，單條水道寬200～500 m，長(zhǎng)度2～12 km，多數(shù)在10 km 之內(nèi)；在Slice3切片上（圖4c），則僅集中發(fā)育SE—NW 向水道，順直水道寬度一般為200～1 300 m，西南部密集發(fā)育而聯(lián)結(jié)成片，寬為3～10 km，長(zhǎng)約28 km，東北部水道最寬可達(dá)3 000 m，水道長(zhǎng)度為10～23 km。

從水道復(fù)合體的空間變遷來(lái)看，早中新世早期水道在臺(tái)地前緣斜坡的相對(duì)負(fù)向單元內(nèi)集中發(fā)育（圖2），見多期水道疊置，下切及上超充填特征明顯，平面上呈NE—SW 向延展（圖4a），大致從東北流向西南；經(jīng)過早期水道復(fù)合體的填平補(bǔ)齊，早中新世中晚期在寬闊的斜坡背景上集中發(fā)育SE—NW向順直水道（圖4c），從東南流向西北，工區(qū)南部水道的下切轉(zhuǎn)弱（圖3），橫向疊置連片。

2.2 中中新統(tǒng)水道

在中中新統(tǒng)內(nèi)部（T40—T50）見有水道16 條之多，多呈明顯的“V”形下切（圖3），下切深度為20～40 m，底部邊界清晰，多為強(qiáng)反射，內(nèi)部以弱反射為主。沿水道相對(duì)集中發(fā)育的位置追蹤等時(shí)界面，提取沿層均方根振幅屬性。從振幅屬性平面圖（圖5）可見：區(qū)內(nèi)SE—NW 向條帶狀延伸的中強(qiáng)振幅所代表的水道非常發(fā)育，順直水道近平行；工區(qū)南部的水道復(fù)合體往東南側(cè)上游方向見有很多的小分支；除東北部的水道較寬（連片分布）外，其他單條水道寬度主要為200～800 m，長(zhǎng)度為10～22 km。

圖5 研究區(qū)中中新統(tǒng)沿層均方根振幅屬性平面圖Fig. 5 The root-mean-square amplitude map along the horizon of the Middle Miocene

2.3 上中新統(tǒng)水道

上中新統(tǒng)水道表現(xiàn)為寬緩的“U”形（圖6a，e 層段內(nèi)），為強(qiáng)振幅、連續(xù)—較連續(xù)反射，水道寬度約為3 km，下切幅度達(dá)100 ms，約合130 m；水道集中發(fā)育于工區(qū)的東北部（圖6b），區(qū)內(nèi)部分長(zhǎng)度為14 km。該期水道是中中新世東北部水道的繼承發(fā)育，由東南流向西北，位置略有遷移。

圖6 研究區(qū)上中新統(tǒng)水道地震剖面（a）及e層段均方根振幅屬性平面圖（b）Fig. 6 Seismic profile showing the Upper Miocene channel(a)and the root-mean-square amplitude map of e-layer(b)

3 水道演化及控制因素

西沙隆起西緣中新統(tǒng)水道的發(fā)育和演化具有明顯的階段性，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造-沉積演化背景分析，水道的演化主要受到中新世古地貌及相對(duì)海平面升降的影響。漸新世末期南海運(yùn)動(dòng)之后，瓊東南盆地進(jìn)入斷拗轉(zhuǎn)換期，斷裂活動(dòng)減弱，海平面整體處于緩慢上升過程。這一時(shí)期西沙碳酸鹽臺(tái)地西緣的海底地形起伏仍較大，存在狹長(zhǎng)的負(fù)地形，隨著海平面的短期下降，來(lái)自西沙碳酸鹽臺(tái)地的物質(zhì)經(jīng)搬運(yùn)沉積在負(fù)地形范圍內(nèi)，形成NE—SW 向限制性水道（圖7a，圖2），并且隨著微地貌、水動(dòng)力強(qiáng)度的變化發(fā)生遷移。這一時(shí)期區(qū)內(nèi)由東北流向西南的水道集中發(fā)育，一般下切深度達(dá)數(shù)十米，寬度大者可達(dá)1.6 km。

圖7 研究區(qū)中新統(tǒng)水道發(fā)育模式圖Fig. 7 Development model of Miocene channels in the study area

到早中新世晚期，原本起伏較大的海底地形經(jīng)填平補(bǔ)齊成為東南高、西北低的斜坡，作為短期海平面較明顯下降的響應(yīng)，源于西沙臺(tái)地的重力流在臺(tái)地前緣斜坡形成由東南流向西北的順直水道以及橫向疊置連片的水道復(fù)合體（圖3）。這一時(shí)期研究區(qū)內(nèi)水道發(fā)育較多、分布較廣，一般寬度達(dá)數(shù)百米，個(gè)別水道下切幅度略大，有數(shù)十米。

中中新世海平面大規(guī)模下降，氣候條件適宜，西沙碳酸鹽臺(tái)地發(fā)育［13-14］，在臺(tái)地前緣斜坡，SE—NW 向水道（復(fù)合體）廣泛發(fā)育（圖7b），順直水道的下切谷橫剖面呈“V”形，寬度一般為數(shù)百米，下切深度為數(shù)十米，源于臺(tái)地的碎屑物質(zhì)通過沖溝向盆底搬運(yùn)。

晚中新世，盆地進(jìn)入拗陷期，相對(duì)海平面快速上升，西沙臺(tái)地范圍縮小（圖7c），其西緣以半深?！詈３练e為主。這一時(shí)期，以較大規(guī)模的“U” 形水道相對(duì)集中發(fā)育為特點(diǎn)［15］，在研究區(qū)東北部發(fā)育一條由東南流向西北的順直水道（圖7c，圖6），寬度達(dá)3 km，下切深度達(dá)100余米。

4 結(jié) 論

在瓊東南盆地南部深水區(qū)，中新世水道（復(fù)合體）廣泛發(fā)育于西沙碳酸鹽臺(tái)地西側(cè)?；诰?xì)的地震地質(zhì)解釋，根據(jù)水道延展方向、平面分布及下切谷形態(tài)等特點(diǎn)，中新統(tǒng)水道演化大致可分為3 個(gè)階段：早中新世早—中期，NE—SW 向限制性水道集中發(fā)育，多呈“V”形下切；早中新世晚期—中中新世，SE—NW 向順直水道廣泛發(fā)育，見“V”、“U”形下切；晚中新世，局部發(fā)育較大規(guī)模的SE—NW 向水道，呈“U”形下切。

中新統(tǒng)水道的發(fā)育，受到古地貌和相對(duì)海平面變化的控制：早中新世，水道在海底負(fù)地形單元內(nèi)集中發(fā)育；中中新世相對(duì)海平面大規(guī)模下降，臺(tái)地前緣斜坡水道廣泛發(fā)育；晚中新世相對(duì)海平面快速上升，僅集中發(fā)育少量規(guī)模較大的水道。