0 引言
早先油气勘探主要集中在浅层，随着勘探程度提高，近些年油气勘探不断走向深层，在组成盆地基底的潜山圈闭中，发现了大型油气藏，开拓了一个新的勘探领域，潜山圈闭也逐渐成为近海海域油气勘探的新热点。近年来，国外在潜山领域获得了一系列重大发现，如委内瑞拉的拉帕兹油田［1］、越南的白虎油田［2-3］、Bongor 盆地花岗质潜山油气藏［4］。国内也发现了一批潜山油气田，如胜利义和庄油田、任丘潜山油田、大港千米桥潜山凝析气藏和辽河兴隆台潜山内幕油藏［5-8］。近海海域在潜山领域也获得了良好的油气发现，如渤海湾盆地的锦州 25-1油田、渤中19-6气田和珠江口盆地的惠州26-6油田［9-12］，揭开了我国近海海域向盆地深层潜山油气勘探的新篇章。从世界上已发现的油气藏数量和储量来看，潜山油气藏占比很低，还有很大的勘探潜力，是下一步有利的勘探方向。而琼东南盆地松南低凸起潜山亦已获得良好油气发现，Y831 井钻遇优质气层厚度超百米，测试日产超百万方，实现了南海西部海域基底潜山天然气勘探的重大突破［13］，为琼东南盆地下步勘探指明了新的方向。
随着陵水17-2深水大气田的成功投产，证实了乐东—陵水凹陷具有良好的生烃潜力［14］。松南低凸起永乐8区优质天然气藏的发现证实了中生界潜山具有非常大的勘探潜力，开辟了潜山油气勘探的新领域［15-18］。而琼东南盆地针对基底潜山的研究主要集中于松南低凸起，针对陵南低凸起潜山的研究较少，且主要集中于成藏方面的研究，缺少对陵南低凸起储层方面的研究。虽然南海边缘海深层和潜山是油气勘探的前缘领域，但整体研究程度较低。因此，亟需加强深水区陵南低凸起中生界潜山储层发育特征、控制因素及发育模式研究，以期为南海边缘海深层和潜山研究提供支撑，为琼东南盆地下步潜山勘探提供理论依据，保障天然气增储上产。因此，本文综合运用三维地震资料、已钻井壁心、测井、电成像、薄片、物性、锆石定年及元素录井等资料，开展了陵南低凸起潜山的岩性、物性等储层特征、主控因素及发育模式研究，以促进对南海边缘海基岩潜山的认识。
1 区域地质背景
陵南低凸起位于琼东南盆地南部，西北边为乐东凹陷，东北边与陵水凹陷相接，东边与北礁凹陷相邻，南边为南部隆起和华光凹陷（图1）。中生代，琼东南盆地与华南板块具有相似的构造活动过程，受古特提斯、太平洋演化的影响，发育丰富的岩浆和沉积构造体系，包含花岗质侵入岩型、沉积岩型及变质岩型，其中以花岗质侵入岩型最为多见；中生代这种活跃的岩浆侵入为花岗岩潜山的形成提供了物质基础。新生代，琼东南盆地经历了断陷、拗陷两大演化阶段，又进一步可细分为始新世断陷期、渐新世拗陷—断陷转化期、早中新世断陷—拗陷过渡期以及中中新世至现今的拗陷期4幕构造演化；自下而上，始新统以湖相沉积为主，下渐新统崖城组为海陆过渡相到滨、浅海相沉积，上渐新统陵水组、下中新统三亚组均以滨、浅海相沉积为主，中中新统梅山组、上中新统黄流组、上新统莺歌海组和第四系乐东组为完整的滨浅海—半深海—深海相沉积，其中，始新统分布局限，崖城组、陵水组为主要烃源岩，三亚组—黄流组的厚层泥岩为凸起区的主要盖层［19］。
研究区关于潜山的勘探发现主要集中于松南低凸起，随着研究的深入，发现与之隔凹相望的陵南低凸起同样为印支期花岗岩。印支期花岗岩潜山自形成以来主要受到3期构造运动的影响：印支期北东向挤压、燕山期北西向挤压、喜马拉雅期拉张。多期构造运动导致潜山裂缝广泛发育，加上潜山抬升暴露时间久，受大气淡水的淋滤及深部热液流体的改造作用较强，中生界潜山储层普遍发育，陵南低凸起花岗岩潜山也具有一定的勘探潜力，陵南低凸起花岗岩潜山领域是琼东南盆地深水区向深层探索的主要勘探方向。
2 中生界潜山储层特征
2.1 潜山岩石类型
陵南低凸起共有2口井钻遇中生界潜山，揭示的潜山岩石类型丰富，主要包括花岗岩、变质岩和后期的侵入岩脉。
花岗岩主要包括：①二长花岗岩，岩石除了花岗结构之外还具有二长结构，其成分以钾长石和石英为主，另见少量斜长石、黑云母，钾长石风化较弱［图2（a）］；②花岗闪长岩，岩石为花岗结构，局部可见交代结构，表现为块状构造，其成分以斜长石、钾长石和石英为主，斜长石表面风化较深，具有明显的黏土化、绢云母化特征，石英分布于长石颗粒间，另可见到少量黄铁矿［图2（b）］；③钾长花岗岩，同样为花岗结构，其成分以钾长石和石英为主，另见少量斜长石［图2（c）］；④石英二长闪长岩，岩石为二长结构，还可见中粒粒状结构，其成分以斜长石、钾长石和石英为主，另见少量黑云母。斜长石表面风化强—中，具有明显的绢云母化特征，还可见黑云母蚀变现象，少量发生褪色或被碳酸盐交代［图2（d）］；⑤二长闪长岩，岩石为二长结构，其成分以斜长石为主，另可见到少量碱长石、石英和黑云母［图2（e），图3］。
图2 陵南低凸起中生界潜山岩性（a）L321井，4 277 m，二长花岗岩，正交光；（b） L261井，3 623.4 m，花岗闪长岩，正交光；（c） L321井，4 278 m，钾长花岗岩，正交光；（d） L321井，4 135.2 m，石英二长闪长岩，正交光；（e） L321井，4 136 m，二长闪长岩，正交光；（f） L321井，4 370 m，辉绿岩，正交光；（g） L321井，4 352 m，辉绿玢岩，正交光；（h） L261井，3 622 m，闪长玢岩，正交光；（i） L321井，4 106 m，花岗斑岩，正交光；（j）L261井，3 721.8 m，初碎裂岩，正交光；（k） L261井，3 704.3 m，碎裂岩，单偏光；（l）L321井，4 292 m，碎斑岩，正交光 Fig.2 Lithology of Mesozoic buried hill in Lingnan Low Uplift |
研究区变质岩主要表现为动力变质，主要包括：①初碎裂岩，岩石主要为花岗结构，局部可见碎裂结构，碎基含量为30%~50%，成分以斜长石、钾长石为主，另可见少量石英，斜长石表面风化中—强，具有明显的黏土化、绢云母化特征，岩石破碎较严重，较细小颗粒分布于大颗粒间，另见黏土矿物充填长石微裂缝或颗粒间［图2（j）］；②碎裂岩，岩石主要为碎裂结构，局部可见花岗结构，碎基含量为50%~80%，碎基以细小长石、石英为主，另可见少量黑云母、黄铁矿混杂［图2（k）］；③碎斑岩，岩石主要为碎斑结构，碎基含量为60%~80%，岩石整体风化强烈，长石黏土化、少量碳酸盐化，失去光性特征［图2（l）］。整体上看，中生界潜山岩性主要为花岗岩，矿物成分以长英质为主。潜山储集空间包括次生孔隙、裂缝两大类，进一步可分为溶蚀孔、铸膜孔、构造缝和构造溶蚀缝等储集空间类型（图4）。
图4 陵南低凸起中生界潜山储集空间类型（a）L321井，4 140 m，石英二长闪长岩，多组裂缝发育，单偏光；（b）L321井，4 252 m，碎斑岩，裂缝发育，单偏光；（c）L321井，4 248 m，二长花岗岩，见多期裂缝，相互切割，形成缝网，单偏光；（d）L321井，4 299.6 m，二长花岗岩，见溶蚀孔洞发育，单偏光；（e）L261井，3 648.5 m，二长花岗岩，裂缝发育，单偏光；（f）L261井，3 712. 9 m，二长花岗岩，裂缝发育，有溶蚀孔洞，单偏光；（g）L261井，3 612.5 m，花岗岩，裂缝发育，壁心；（h）L261井，3 732.8 m，花岗闪长岩，多条裂缝发育，壁心；（i）L321井，4 266.7 m，具孔洞特征花岗岩，壁心；（j）L321井，4 290.1 m，二长花岗岩，孔洞发育，局部被方解石晶体充填，壁心；（k）L321井，4 257 m，二长花岗岩，见多期裂缝，相互切割，形成缝网，壁心；（l）L321井，4 299.6 m，二长花岗岩，孔洞发育，局部被方解石晶体充填，壁心 Fig.4 Reservoir space types of Mesozoic buried hill in Lingnan Low Uplift |
2.2 潜山储层与分带特征
L321井揭示潜山厚度超300 m，虽未钻穿潜山地层，但已基本揭示储层的纵向发育规律，可以探讨大气淡水淋滤作用、深部热液活动及构造活动对储层发育的影响。根据录井、壁心、电测井等资料并结合储集层物性和储层类型将花岗岩潜山地层进一步分为4个带：风化残积带、风化裂缝带、致密带和内幕裂缝带（图5）。下面以L321井为例对4个带的特征进行介绍。
风化残积带，位于潜山顶部，其厚度一般不大，L321井揭示厚度为5 m，该深度返出录井岩屑以灰白色为主，岩屑呈碎块状，部分厚4~8 mm，岩石具花岗结构，长石风化程度高，和上覆地层具有截然不同的岩性特征。上覆地层以泥岩、灰岩互层为主，基本未见砂级长石颗粒；该深度返出岩屑中见长石碎片，且整体风化较强烈，具体有以下特征：①由于长期风化和钻井液循环，导致长石颗粒软化、泥化，结构完整的长石颗粒较少；②部分长石风化产物见长石具有统一消光特征；③见个别长石发生绢云母化，整体上具有长石含量高、石英含量低的特征，判断该深度返出岩屑为中性侵入岩（低石英）风化产物。该层段风化作用较强，主要发育溶蚀孔洞；测井孔隙度为5.9%~13.9%，平均为8.7%。
风化裂缝带：位于风化残积带下方，L321井揭示厚度为78 m，录井显示为浅灰色—灰白色花岗岩，成分以长石为主，少量石英、黑云母、黄铁矿；见较多风化后的花岗岩岩块，岩石具花岗结构，长石颗粒较自形，石英呈他形充填长石晶体间，见少量黄铁矿，是大气淡水淋滤作用的响应。该层段受大气淡水和构造作用控制，溶蚀孔洞发育，还可见溶蚀缝，储层物性好，测井孔隙度为6.4%~14.2%，平均为10.2%。
致密带：位于风化裂缝带和内幕裂缝带之间，为不同储层之间的过渡带，岩性为花岗岩夹中性浅成玢岩/闪长岩侵入体，溶蚀孔缝不发育，偶见原生孔，构造缝发育较少，且大部分被充填，储层物性差，后期流体进入困难。L321井揭示厚度为39 m，为灰色—浅灰色花岗岩，成分以长石为主，石英次之，少量白云母碎片及黄铁矿，微含暗色矿物，壁心可见被充填的微裂缝，风化程度低。薄片鉴定为二长花岗岩和石英二长岩，二长花岗岩可见斜长石风化强烈，表面黏土化、绢云母化明显，可见矿物粒内细小裂缝被白钛矿、黄铁矿充填；少量黑云母发生蚀变且被碳酸盐交代。石英二长岩可见长石风化较强烈，斜长石表面黏土化、绢云母化明显；微裂缝被黄铁矿、黏土充填。该层段可见少量裂缝，但也基本被充填，储层物性差，测井孔隙度为3.3%~4.8%，平均为4%；实测孔隙度为0.31%~1.86%，平均为1.09%，实测渗透率为0.05×10-3 µm2。
内幕裂缝带：位于潜山储层的最下部，L321井揭示厚度为192.55 m，未完全揭示该带地层，现场录井中上部为灰白色花岗岩，成分以长石为主，少量石英，偶见黑云母及黄铁矿；下部含灰绿色辉绿岩。该层段是潜山储层的主要发育段，主要受构造作用控制，井壁心和薄片上可见多组裂缝且相互切割呈网状，测井孔隙度为3.8%~7.0%，平均为5.5%；实测孔隙度为3.3%~13.5%，平均为4.1%，实测渗透率为（0.05~0.36）×10-3 µm2，平均为0.06×10-3 µm2。
3 储层发育控制因素与发育模式
3.1 储层发育控制因素
3.1.1 富长英质的矿物母质是形成规模潜山储层的基础
矿物母质类型对花岗岩储层具有重要影响，主要表现在不同矿物对应力的反映不同。以石英、长石为代表的浅色矿物脆，在外力作用下易形成裂缝；以角闪石、黑云母为代表的暗色矿物表现为韧性变形，风化难度较大［20］。
从矿物母质来看，与永乐8区类似，陵南低凸起基底同样为以二长花岗岩为主（图3）；L321井和L261井石英含量介于5%~69%之间，长石含量介于15%~78%之间，长英质含量高，超过85%，在外力作用下易产生裂缝，具备形成规模潜山储层的物质基础，为后期构造应力成缝、风化淋滤和深部热流体改造提供了良好的物质基础。而L321井揭示的后期侵入岩脉以辉绿岩为主，矿物成分中暗色矿物含量较高，长英质等浅色矿物含量低于花岗岩，不易形成有利储层，以干层为主。
3.1.2 多期次构造活动是潜山形成裂缝的关键
L261井对3 700 m、3 724 m深度段花岗岩进行了锆石U⁃Pb定年分析，共分析测试了33颗锆石，锆石206Pb/238U加权平均年龄为241.26±0.97 Ma（MSWD=0.061，n=33）；L321井对4 134~4 138 m深度段花岗岩进行了锆石U-Pb定年分析，共分析测试了30颗锆石，锆石206Pb/238U加权平均年龄为249.1±2.2 Ma（MSWD=1.4，n=25），均为中生界三叠系潜山。
构造缝是中生界花岗岩潜山最主要的储集空间类型，构造缝的形成主要受多期构造运动的控制。中生界三叠系潜山自埋藏后经历了印支期北东向挤压成缝阶段、燕山期北西向挤压剪切缝网化阶段、喜马拉雅期拉张再活化阶段等多期构造活动的影响，并形成了3个不同时期的断裂，相互切割形成缝网结构（图6，图7）。印支期，印支板块与华南板块发生碰撞，后期受挤压回撤，形成了NW向的断裂、裂缝，这组裂缝对陵南低凸起潜山储层影响较大，如L321井电成像测井显示裂缝走向主要为北西向。燕山期，太平洋板块俯冲转向，古太平洋的高角度俯冲在南海北部形成弧后伸展，琼东南盆地形成NW向挤压应力场［21］，形成了NE向的裂缝。喜马拉雅期，太平洋板块俯冲后撤，琼东南盆地开始转变为伸展的应力环境，发育一系列正断层，并使早期形成的2组裂缝发生活化。
构造活动形成的裂缝对于储层发育改造有着至关重要的作用，陵南低凸起潜山自中生代以来受到了多期构造作用的影响，岩心及薄片观察也显示了裂缝存在着相互切割的关系，储层裂缝发育较好。花岗岩本身储集空间不如沉积岩储层发育，即使存在着部分气孔，但因连通性差，不具备有效储集意义，而构造裂缝的存在起到了储集的作用；另外，裂缝为大气淡水、深部热液流体在内的多种流体提供运移通道，促使岩体内易溶矿物的溶解改造，对次生溶蚀孔隙的形成起到了建设性作用，沿裂缝发育的大量溶蚀孔洞，以及垂向上储层面孔率变化与测井识别微断层、裂缝有效地证明了构造裂缝与溶蚀孔洞之间的正相关性。
3.1.3 大气淡水淋滤作用是风化裂缝带储层改善的关键
L261井和L321井揭示陵南低凸起潜山为三叠系花岗岩，经历了印支期、燕山期和喜马拉雅期等多期次构造活动，在构造活动影响下，基岩潜山被间或性抬升至地表，暴露地表接受大气淡水淋滤作用的改造。陵南低凸起上覆三亚组（23 Ma），从暴露地表至接受沉积，陵南低凸起潜山经历了近200 Ma的风化剥蚀。长期的风化淋滤作用一方面可以使长英质矿物溶蚀形成溶蚀孔洞［图3（c），图3（d），图3（j），图3（l）］，另一方面也可以使早期形成的构造缝发生溶蚀形成溶蚀缝，并使裂缝加宽、加大［图3（b），图3（e），图3（f），图3（k）］。需要说明的是，由于花岗岩潜山致密，且由于致密带的分隔，大气淡水主要作用于浅部的风化残积带和风化裂缝带，可明显地改善风化裂缝带的储层物性，但对于深部的内幕裂缝带改善不明显。
3.1.4 深部热流体活动是内幕裂缝带储层改善的关键
大气淡水淋滤作用对潜山的改造都很熟悉，深部热流体对潜山储层的改造也不容忽视，它对潜山储集空间的形成和改造也起到积极的作用。深部酸性热液流体对长石类矿物的溶蚀是储层改造的关键因素，它主要作用于内幕裂缝带，形成的大量溶蚀孔、缝，是深部岩体储层的主要储集空间之一，镜下及扫描电镜观察到的方解石细脉和硅质脉现象，证实了在成岩条件为酸性介质时角闪石可形成溶蚀孔隙，为油气的储集和运移提供空间和通道（图8）。此外，沸石脉溶蚀孔隙中残存沥青充填，孔隙溶蚀呈港湾状，表明有机酸对碱性流体形成的沸石脉有很好的改造作用。
3.1.5 古地貌对风化壳壳储层有明显的控制
古地貌对潜山的风化残积带、风化裂缝带储层有明显的控制作用。陵南低凸起上的潜山，在新生代盆地形成时，位于较高的构造部位，顶部沉积地层通常为下中新统三亚组，中间缺失了崖城组和陵水组，受到强烈的剥蚀作用影响，后期埋藏较浅，表明在构造作用下发生了抬升（图6）。而位于松南低凸起的潜山，在盆地形成时期，位于相对较低的构造位置，接受崖城组沉积，所经历的风化剥蚀时间较短，且后期埋藏深度与陵南的潜山顶面更低，表明在后期的构造作用的改造下，发生了快速埋深。因此这种储层平面分布特征不仅与古地貌特征密切相关，也会受到后期的构造作用改造的影响。
3.2 潜山储层发育模式
通过上文对潜山成储的机理研究，将陵南低凸起潜山的成山成储过程分为3个阶段：①印支期古特提斯域挤压褶皱阶段：古特提斯应力场主导第一期挤压缝的形成和暴露风化作用；②燕山期太平洋域挤压阶段：古太平洋应力场主导第二期挤压缝的形成和暴露风化作用；③喜马拉雅期：新生代拆离式拉张背景造成潜山裂缝加密。
陵南低凸起潜山受印支期、燕山期构造域叠加影响，之后在新生代拉张活化背景下形成现今潜山分布隆凹相间的格局，上覆新生代地层，普遍具有风化与大气水改造强烈的特征，且处在印支、燕山期构造叠加转换部位，内幕裂缝发育程度高，在新生代拉张构造环境下进一步活化先存裂缝以及形成新的裂缝，有利于潜山形成良好的裂缝型储层。潜山顶部主要是风化残积带，大气淡水淋滤作用强烈，主要发育溶蚀孔洞；往下是风化裂缝带，受到大气淡水淋滤和构造作用的共同影响，发育溶蚀孔洞和裂缝；潜山下部是内幕裂缝带，以构造作用为主，同时受到深部热流体的改善，储集空间类型以裂缝为主（图9）。
4 结论
（1）琼东南盆地陵南低凸起钻井揭示的潜山岩石类型丰富，包括花岗岩、变质岩和后期的侵入岩脉，其中以花岗岩为主，花岗岩长英质含量可达85%，具备形成规模潜山储层的物质基础。
（2）多期次的构造活动控制了潜山初始裂缝的形成；大气淡水淋滤作用一方面可以使风化裂缝带内长英质矿物溶蚀形成溶蚀孔洞，另一方面也可以使早期形成的构造缝发生溶蚀形成溶蚀缝；深部热流体活动可以有效改善内幕裂缝带储层物性。
（3）潜山顶部主要是风化残积带，大气淡水淋滤作用强烈，主要发育溶蚀孔洞；往下是风化裂缝带，受到大气淡水淋滤和构造作用的共同影响，发育溶蚀孔洞和裂缝；潜山下部是内幕裂缝带，以构造作用为主，同时受到深部热流体的改善，储集空间类型以裂缝为主。
甘公网安备 62010202000678号
