0 引言
21世纪以来，世界海洋油气勘探的热点已经转移至深水区；一半的全球海上油气重大发现均位于墨西哥湾、大西洋两岸等地深水区，近年来，深水油气发现甚至占到全部油气发现的70%［1-3］。我国深水自营天然气勘探突破始自南海北部的琼东南盆地［4-6］。琼东南盆地位于南海北部大陆架西区，是在中生界结晶基底上发育起来的新生代盆地。2014年，在该盆地深水西区乐东—陵水凹陷，发现了我国首个自营深水大气田——“深海一号”气田；2022年，在深水东区松南—宝岛凹陷，发现了我国首个深水深层大气田——宝岛21-1气田；以上勘探成果充分证实了盆地深水区巨大的天然气勘探潜力，已经成为南海北部天然气勘探的重要战场［4-11］。
同时，研究区中新统埋深较浅，普遍小于3 000 m，在南部地区埋深更是小于2 000 m，成岩作用影响较弱；储层问题主要表现为储集体的规模和粒度［17-20］。系统开展深水区三角洲—深水沉积体系的“源—汇”分析是研究储集体展布和优选有利勘探区带的重要基础，是解决深水区中新统储层难题及获得勘探突破的关键，也是南海北部深水沉积体系研究的热点之一［21-24］。前人［11-19，25-27］对南海北部的“源—汇”体系研究更多地聚焦于珠江口盆地的珠江组（古珠江体系）和琼东南盆地的黄流组，对于琼东南盆地深水东区松南—宝岛凹陷的中新统特别是三亚组的相关研究较为薄弱。因此，本文以琼东南盆地松南—宝岛凹陷三亚组为研究对象，对其“源—汇”体系开展详细研究工作，旨在为琼东南盆地深水区油气勘探做出贡献。
1 区域地质背景
琼东南盆地位于海南岛以南、西沙群岛以北的海域中（图2），是发育在南海北部的新生代拉张型盆地，盆地四周分别与海南隆起、珠江口盆地、西沙隆起以及莺歌海盆地相邻，自北向南依次划分为崖南凹陷、乐东—陵水凹陷、松南—宝岛凹陷、长昌凹陷及松南低凸起等二级构造单元（图2）。以松南低凸起为界将琼东南盆地划分为东区和西区，东区主要包括了松南—宝岛凹陷和长昌凹陷。琼东南盆地经历了始新世—早渐新世断陷、晚渐新世断—坳转换和中新世以来的热沉降等演化阶段，纵向上具有“下断上坳”双层结构，自下而上依次充填有始新统，渐新统崖城组和陵水组，中新统三亚组、梅山组和黄流组，上新统莺歌海组以及第四系（图2）［7-8］。其中，盆地北部坳陷和南部隆起残洼发育始新统湖相烃源岩，中央坳陷主要发育渐新统煤型烃源岩，也是盆地最主要的气源岩。储层主要发育在断—坳转换期的渐新统陵水组以及热沉降期中新统的三角洲—深水沉积体系的一系列碎屑岩中，中新统及上覆的巨厚半深海—深海相泥岩可以作为区域盖层。
2 “源—汇”体系特征
2.1 物源区特征
古地貌分析显示，三亚组沉积时期，深水东区南北两侧均发育有物源区，分别是松南—宝岛凹陷北西方向的海南隆起、长昌凹陷北东方向的神狐隆起以及位于松南—宝岛凹陷南东方向的松南低凸起（图3）。海南隆起为琼东南盆地以北包括了海南岛的广大隆起区，神狐隆起则位于琼东南盆地与珠江口盆地之间，这2个物源区面积相对较大，呈现面状分布特征，是主要的北部物源区。前人［30］研究表明，受控于中生代晚期古太平洋板块的俯冲作用，海南隆起和神狐隆起主要为中生代（大部分为早白垩世）的浅变质的碎屑岩以及火山岩，同时在隆起区及盆地北部，也存在白垩纪燕山期的花岗岩体。主要的南部物源区为盆地内部的松南低凸起；三亚组沉积期，面积相对较小，为岛状点物源区；目前已有多口钻井直接钻遇，主要为中生代早期三叠纪印支期的花岗岩，局部也存在有白垩纪燕山期花岗岩侵入体［31-32］。
前人［33］的低温热年代学研究表明，海南隆起的隆升剥蚀主要出现在近琼东南盆地的中南部地区，花岗岩中最年轻的磷灰石He年龄（AHe）为16 Ma（早中新世）。同时，未经历退火的碎屑岩磷灰石裂变径迹年龄（AFT）也可以反映物源区的构造活动情况：由海南隆起供源的碎屑岩AFT数据（未经历退火）中，存在20 Ma（早中新世）的年龄峰，且是最主要的年龄（>90%） 1。上述证据均表明，在三亚组沉积期，海南隆起仍旧发生了较强的构造抬升，具有极强的供源能力。未经历退火的由神狐隆起及松南低凸起供源的碎屑岩磷灰石裂变径迹年龄中，分别存在29 Ma、25 Ma（晚渐新世）的年龄①，表明神狐隆起及松南低凸起在晚渐新世已经发生了较强抬升，在三亚组沉积期对深水东区有较强的供源能力。
凹陷内的已钻井重矿物组合显示，盆地北部的T312井三亚组为“白钛矿+赤褐铁矿+电气石+锆石”的重矿物组合，具有高白钛矿的特征；松南—宝岛凹陷北部的T241井三亚组为“赤褐铁矿+白钛矿+磁铁矿+锆石”的重矿物组合，具有高赤褐铁矿特征；长昌凹陷C261井三亚组则表现为“赤褐铁矿+白钛矿+锆石”的重矿物组合，具有高锆石的特征；松南—宝岛凹陷南部的L211井三亚组为“白钛矿+锆石+磁铁矿”的重矿物组合特征，白钛矿含量高，且有较高含量的石榴石（图3）。深水东区的重矿物组合基本类似，与物源区的母岩特征有较好的对应关系；同时，结合区域沉积特征，重矿物的含量差异也反映了三亚组沉积期深水东区存在南、北两大物源体系的四支不同水系；其中，对松南—宝岛凹陷有主要贡献的是盆外海南隆起的北部“源—汇”沉积体系和盆内松南低凸起的南部“源—汇”沉积体系。
2.2 北部沉积体系特征
2.2.1 陆架沉积特征
中新世琼东南盆地松南—宝岛凹陷北部沉积体系发育陆架坡折。陆架区的范围及与陆坡的界线主要由陆架坡折带确定。在地震剖面上，陆架区反射同相轴平缓，坡度很小，而陆坡区反射同相轴坡度相对较大；因此，将地层坡度突变点定为坡折点。通过识别一系列坡折点，将其连接为一条线，即为北部陆架的坡折带，呈现出构造—沉积型的结构特征。在海平面相对较高时期，坡折带之上为浅海环境，坡折带之下为半深海环境。三亚组沉积时期，北部陆架坡折带呈南西—北东向沿松南—宝岛凹陷北部边缘分布，从早至晚，陆架坡折带呈明显的向凹陷内迁移的特点（图3）。
2.2.2 深水沉积特征
中新世是琼东南盆地乃至南海北部深水区最主要的深水沉积发育时期。早中新世，琼东南盆地陆架坡折开始形成，此时北部物源区海南隆起面积大、距离较近，且还在隆升，具有较强的供源能力；大量碎屑颗粒从海南隆起物源区剥蚀，经过短距离河流、陆架及陆坡沟谷搬运，进入陆坡区形成深水沉积。沟谷或水道作为碎屑物质从陆架区进入陆坡直至深海平原区的重要输送通道，其发育规模、展布形态以及头部与供源区的距离及连接特征等都对深水沉积体的规模、空间展布、含砂性等有重要的影响。
三亚组沉积时期，在松南—宝岛凹陷北部陆架边缘发育一系列沟谷体系，在地震剖面上，这些沟谷体系表现为典型的下切侵蚀以及内部双向上超充填特征。平面上，西部松南区的沟谷规模要比东部宝岛区的沟谷规模更大；纵向上，三亚组沉积早期的沟谷发育规模要较晚期更大（图6）。在这些沟谷体系控制下，陆坡之下具备发育三亚组规模深水扇体的条件。深水扇是中新统重要的沉积相类型，目前在凹陷内揭示到三亚组深水扇的钻井相对较少。T362井（位置见图3）在三亚组二段钻遇海底扇砂体［图4（b）］，为浅灰色含砾细—中砂岩、粉砂岩与灰色泥质粉砂岩、泥岩的不等厚互层，砂岩最大厚度为13.8 m；砂岩以石英为主，次棱角状—次圆状，伽马测井曲线以箱型为主，反映了陆坡深水泥岩背景下的深水扇水道—席状砂的沉积特征。T362井深水扇砂岩具有“高白钛矿+锆石+电气石+磁铁矿”的重矿物组合，这也与宝岛北部三亚组陆架三角洲揭示的重矿物组合有着很好的一致性，证实了海南隆起陆架—深水扇“源—汇”体系的存在及有效的供源能力。地震剖面上深水扇表现为透镜状、强振幅、中—低频反射特征，与背景的弱振幅、亚平行反射特征有明显差异（图7）。
2.3 南部沉积体系特征
图8 松南—宝岛凹陷南部“源—汇”体系地震剖面特征（剖面位置见图9）Fig.8 Seismic reflection characteristics of “source-sink” system in the southern Songnan-Baodao Sag （the section position is shown in Fig.9） |
南部盆内“源—汇”体系为短距离搬运的近源沉积体系，松南低凸起物源区为钻井已证实的中生代花岗岩母岩，经历风化剥蚀后，大量碎屑物质经过沟谷短距离搬运汇聚在凹陷南部缓坡的多阶坡槽沉积，具有“沟谷汇聚，缓坡沉砂，阶槽控砂”的沉积模式，发育盆内物源控制的多期近源富砂扇体（图8）。
2.4 三亚组沉积体系展布特征
早中新世，松南—宝岛凹陷总体上呈“南北浅水区、中央深水区”的沉积格局，不同阶段沉积体系的展布各有差异。
2.4.1 三亚组二段
三亚组二段沉积期，中央坳陷主要为半深海沉积，北部发育陆架坡折；坡折之上的陆架区广泛发育滨—浅海沉积，陆架区主要发育受海南隆起控制的3个三角洲，面积均在800 km2以上，其中西部2个三角洲距源区相对更近；坡折之下的陆坡深水区则普遍发育深水水道—深水扇沉积；三角洲局部出现条带状的强振幅特征，可能为波浪改造成因。南部发育盆内松南低凸起供源的“源—汇”体系，在松南—宝岛凹陷南缘发育多期近源深水扇［图10（a）］。
2.4.2 三亚组一段
3 储集体主控因素分析与预测
三亚组的储层问题表现为储集体的规模和粒度，主要受“源—汇”体系的沉积因素控制。研究表明，三角洲—深水扇沉积体系的发育受搬运距离、构造活动、再改造程度等一系列因素的影响［21］。
3.1 主控因素分析
3.1.1 搬运距离
以北部陆架区为例，沉积物搬运距离是影响陆架浅水区沉积物向深水输送的关键因素。较短的搬运距离更利于较粗的碎屑沉积物向深水区输送。对松南—宝岛凹陷北部的沉积物搬运距离分析发现，凹陷西部的陆架边缘与物源区的距离较近，物源区到陆架坡折的距离不超过40 km；而东部的陆架宽度较宽，物源区到坡折的距离远远超过60 km（图3）。从已钻井的岩性对比来看，西部近物源区的“源—汇”体系在三亚组沉积早期、晚期均发育三角洲，细砂岩砂地比高，特别是三亚组一段沉积早期的低水位阶段，陆架边缘砂地比超过50%，陆架上可以发育较大规模的细砂岩级别的三角洲，有利于深水区砂岩储层的发育［图11（a）］；而凹陷东部物源区较远，陆架三角洲以粉砂岩为主［图11（b）］，“源—汇”系统整体粒度偏细。
3.1.2 构造活动
上述构造活动的差异控制了该三角洲的沉积物分配，从连井剖面可以看出，D192N井以西的西支水系钻遇砂体主要为粉砂岩，粒度较细；而东支水系三亚组一段砂地比高达74%，超过一半为细砂岩，粒度更粗，砂地比更高（图13）。
3.1.3 再改造条件
3.2 有利储集体发育区带
综合考虑上述因素的共同影响，认为松南—宝岛凹陷南缘深水扇（松南低凸起北部斜坡带）具有花岗岩母岩、搬运距离短和底流改造等条件，是三亚组最有利的储集体发育区；松南—宝岛凹陷内西部的海南隆起“源—汇”体系深水扇，具有近物源区、搬运体系的优势，是有利的三亚组粗粒深水扇发育区；松南—宝岛凹陷东北三角洲东支深水扇受活动构造水系控制，“源—汇”体系整体粒度较粗，是三亚组有利的储集体发育区（图10）。
4 结论
（1）琼东南盆地松南—宝岛凹陷三亚组发育海南隆起和松南低凸起2个“源—汇”体系。海南隆起主控北部“源—汇”体系，供源能力强，具有陆架坡折，发育“陆架三角洲和陆坡沟谷＋深水扇”沉积体系；松南低凸起控制的南部盆内“源—汇”体系陆架坡折不发育，具有近源、沟谷汇聚的特征，发育阶槽控制下的多期富砂深水扇体。
（2）搬运距离、构造活动和底流改造等因素共同控制三亚组有利储集体的发育。较短的搬运距离更利于粗碎屑沉积物向深水区的输送；同沉积断层活动和水系流向与断层走向匹配更有利于粗碎屑和沉积体的规模发育；受底流改造的重力流砂体储层物性明显更好。
（3）松南—宝岛凹陷南缘是三亚组最有利的储集体发育区，松南区和宝岛区东部深水扇是三亚组有利的储集体发育区。
甘公网安备 62010202000678号
