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      鶯歌海盆地中央坳陷中新世海底扇識(shí)別及其形成控制因素

      2016-12-02 09:08:02裴健翔郝德峰張道軍何小胡
      關(guān)鍵詞:扇體海盆水道

      裴健翔, 陳 楊, 郝德峰, 張道軍, 何小胡

      ( 中海石油(中國(guó))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(dòng)形成的多個(gè)朵葉體組成;與東方區(qū)海底扇相比,樂(lè)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(shì)。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(diǎn)。

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      鶯歌海盆地中央坳陷中新世海底扇識(shí)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(guó))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(dòng)形成的多個(gè)朵葉體組成;與東方區(qū)海底扇相比,樂(lè)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(shì)。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(diǎn)。

      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(guò)多年的勘探,對(duì)海底扇已獲得大量物源、成因及層序構(gòu)型等方面的認(rèn)識(shí)[1-3],但對(duì)海底扇沉積特征及其控制因素方面認(rèn)識(shí)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(kāi)展整個(gè)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(gè)油氣發(fā)現(xiàn)。自2010年對(duì)東方13區(qū)黃流組大型海底扇的勘探取得突破以來(lái),鶯歌海盆地重力流海底扇也成為該區(qū)研究的熱點(diǎn)[4-5]。根據(jù)分析化驗(yàn)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(gè)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(gè)分支水道頻繁擺動(dòng)形成的朵葉體組成,可作為研究區(qū)特有的海底扇識(shí)別標(biāo)志。對(duì)研究區(qū)海底扇發(fā)育的控制因素進(jìn)行分析,認(rèn)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(lè)東區(qū)具有物源供應(yīng)更充足、扇體發(fā)育水動(dòng)力更強(qiáng)、發(fā)育規(guī)模更大的優(yōu)勢(shì),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(gè)盆地。該盆地整體呈北北西走向的長(zhǎng)菱形,海域面積超過(guò)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(guò)17 km[9],東南以1號(hào)斷裂為界與瓊東南盆地相鄰[10](見(jiàn)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(gè)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(jí)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(gè)三級(jí)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(lè)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?!肷詈O嗟某练e環(huán)境中發(fā)育多個(gè)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(diǎn)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(gè)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(lè)東區(qū)的中新統(tǒng)發(fā)育多個(gè)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)造坡折之下的淺海—半深海區(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(shí)的較典型海底扇[11]。該海底扇發(fā)育于黃流組一段沉積時(shí)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(zhǎng)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(xì)砂巖、粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖為主。測(cè)井解釋結(jié)果表明,該儲(chǔ)層平均孔隙度為17%,局部可達(dá)20%。巖心分析結(jié)果表明,該儲(chǔ)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(jiàn)圖2)。

      根據(jù)巖心觀察結(jié)果,可識(shí)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(jiàn)圖3)。另外,海底扇取心可見(jiàn)多套鮑瑪序列AB段組合,A段為塊狀細(xì)砂巖或粉細(xì)砂巖,塊狀砂巖中見(jiàn)不規(guī)則細(xì)小泥礫;B段為平行層理、沙紋層理細(xì)砂巖或粉細(xì)砂巖,局部見(jiàn)變形層理、小型交錯(cuò)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(jiàn)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(jiàn)圖4(b)),主水道及分支水道微相發(fā)育(見(jiàn)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(guò)已鉆井分析及井震標(biāo)定,該區(qū)海底扇包含兩類主要儲(chǔ)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(dòng)力較強(qiáng);后者形成的扇體厚度較小、分布較廣、代表水動(dòng)力相對(duì)較弱。兩類儲(chǔ)層沉積構(gòu)造、巖石類型及其砂巖粒級(jí)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(guò)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(dá)38 m,均方根振幅可見(jiàn)明顯的水道遷移擺動(dòng)特征,在地震剖面上顯示強(qiáng)振幅反射,見(jiàn)分支水道下切特征,在厚度圖上可見(jiàn)厚層砂體多片展布。說(shuō)明該扇體是由分支水道頻繁遷移擺動(dòng)形成的(見(jiàn)圖5),扇體內(nèi)部水道為該區(qū)海底扇中有利的儲(chǔ)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(lè)東區(qū)的樂(lè)東15海底扇也已經(jīng)被鉆井證實(shí)。該扇體面積接近900.0 km2,充填于樂(lè)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(dòng)更加頻繁,導(dǎo)致扇體呈明顯水道化特征,表明沉積時(shí)上游物源供應(yīng)充足,且沉積與侵蝕同時(shí)發(fā)生(見(jiàn)圖6)。由于該扇體面積廣、厚度大、構(gòu)造位置優(yōu)越,成為樂(lè)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(dòng)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(duì)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(duì)海平面的升降導(dǎo)致盆地物源供給能力及沉積物搬運(yùn)的遠(yuǎn)近差異,直接影響沉積物的沉積位置及沉積方式[16-20]。進(jìn)入中新世后,鶯歌海盆地海平面變化呈現(xiàn)整體下降趨勢(shì)(見(jiàn)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(yùn)的更遠(yuǎn)。這一過(guò)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(jī)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(guò)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(lè)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(yuǎn)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(chǔ)集體在中央坳陷內(nèi)發(fā)育提供有利的場(chǎng)所(見(jiàn)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(lái)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(duì)盆地有貢獻(xiàn)的河流包括越南東北部的紅河、越南東部的藍(lán)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(gè)方向有鉆井證實(shí)中新世三角洲相沉積體發(fā)育,同時(shí)在三角洲前緣揭示大規(guī)模儲(chǔ)層物性較好的海底扇砂巖[26-27]。

      4 勘探前景

      多年來(lái),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(shí)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(shí)期物源充足,黃流組、梅山組和三亞組時(shí)期發(fā)育多個(gè)大規(guī)模海底扇沉積體;在地震剖面上,扇體表現(xiàn)為強(qiáng)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(chǔ)集體特征,中央坳陷重力流儲(chǔ)集體具有規(guī)模大、構(gòu)造簡(jiǎn)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(yùn)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(chǔ)集體是鶯歌海盆地中央坳陷下一步天然氣勘探重要儲(chǔ)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(jiàn)具有深淺不一的水道侵蝕現(xiàn)象,較易識(shí)別主水道及分支水道沉積微相。單砂體均方根振幅可見(jiàn)明顯的水道遷移擺動(dòng)特征,剖面上顯示強(qiáng)振幅下切特征,厚度圖上可見(jiàn)厚層砂體多片展布。

      (3)除構(gòu)造活動(dòng)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(lè)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(diǎn)領(lǐng)域。

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      2016-06-03;編輯:劉麗麗

      國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05025)

      裴健翔(1970-),男,碩士,教授級(jí)高級(jí)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

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