0 引言
琼东南盆地现已成为中国海上油气勘探的热点地区，是南海北部天然气勘探的主战场，中国海上首个对外合作勘探的浅水大气田崖3以及首个自营勘探的深水大气田陵8在此建成投产。但随着勘探程度的提高，发现大中型油气田的勘探难度也逐年加大，为既能确保油气勘探的可持续发展，又能保证国家能源安全，所以必须开拓新领域寻求突破［1］。近年来，中海油相继在渤海盆地、琼东南盆地、珠江口盆地古潜山领域取得勘探突破［2-5］，证实了古潜山油气领域的巨大勘探潜力，拓展了勘探层系，开启了深水区油气发现的新篇章。深水勘探研究表明，凸起及其倾没端为有利区带之一［6］。本文研究区——陵南低凸起邻近乐东—陵水富生烃凹陷，整体呈NE—SW向展布，西侧以深大断裂为界、东侧以斜坡形式与凹陷相连。目前，L3井成功钻遇百米气层，实现了陵南低凸起潜山油气零的突破，指出了下一步油气勘探的重点方向。受潜山钻井数量少、勘探程度低等因素的影响，现阶段对陵南低凸起潜山油气成藏条件（烃源分布、储盖组合、油气运移等）认识依旧存在不足；同时对研究区及邻区多口潜山探井的研究表明，潜山失利原因主要在于尚未明确储层是否发育，而裂缝型储层的发育情况是古潜山油气成藏的关键。鉴于此，本文通过已钻井分析，结合地震资料探讨了陵南低凸起潜山油气成藏条件，并利用多种地球物理手段预测有利储层发育区，优选有利区带，希望为下一步评价提供指导，助力其成为琼东南盆地油气储量增长的新领域。
1 区域地质背景
琼东南盆地位于海南岛东南部、南海海域西北部，与莺歌海盆地以F1断裂相隔，被永乐隆起和海南隆起所夹持，是一个在准被动大陆边缘伸展构造背景下发育的新生代裂谷型含油气断陷盆地［7-8］。该盆地受到印度—欧亚板块碰撞、澳大利亚板块向北漂移以及太平洋—菲律宾板块新生代运动等多期板块运动的影响［9-10］，经历了始新世—中渐新世断陷期、中渐新世—晚渐新世断坳期、早中新世—中中新世裂后热沉降期及中中新世—现今加速沉降期［11］，发育了湖相—海陆过渡相—海相地层，由老到新分别为始新统、渐新统（崖城组T70、陵水组T60）、中新统（三亚组T50、梅山组T40、黄流组T30）、上新统（莺歌海组T20）以及第四系（乐东组T10）地层序列（图1），最终形成“多坳多隆”的构造格局，面积共计6×104 km2，其中深水区占据5×104 km2，包括长昌凹陷、松南—宝岛凹陷、北礁凹陷、陵水凹陷、乐东凹陷、松南低凸起及陵南低凸起等（图2）。松南低凸起西邻陵水凹陷，以断裂形式与之相连，呈鼻状构造带，面积为700 km2；陵南低凸起以F14断裂与乐东—陵水凹陷相接，呈菱形，面积为3 000 km2。它们的形成均受到边界断裂的控制，内部发育一系列NE—SW、E—W向断层。
陵南低凸起勘探起步较晚，其首口探井L5井揭示该区新生代以富泥地层为主，储层欠发育且远离凹陷生烃中心，难以形成大中型油气田，遂转至中央坳陷带的中央峡谷领域勘探。直至2018年，松南低凸起Y1井与Y3井在中生界潜山钻遇超百米气层并经测试获得高产，证实了琼东南盆地花岗岩古潜山发育优质储层，极大地提升了在潜山领域勘探的信心。陵南低凸起基岩潜山构造相较松南低凸起同样发育，古潜山构造数量多、规模大，平面上分为三排、呈北东向展布，近洼前排陵2、中部陵3等构造（图2）。其中陵2潜山因产状高陡，且缺乏大型汇聚脊，天然气运移不畅而未规模成藏；但陵3作为邻近乐东富生烃凹陷的近源低位潜山，具备“背斜宽缓、大型构造脊汇聚、源—储对接面积大”等成藏优势，L3井在中生界潜山气测异常明显反映出陵南低凸起潜山具备油气成藏的基本条件，为该区潜山后续勘探提供了丰富的经验。陵南低凸起独特的地理位置和成藏背景有利于基岩潜山规模成藏，相较松南低凸起条件更为有利，有望进一步扩大古潜山领域的勘探成果。
2 油气成藏条件分析
2.1 烃源条件
陵南低凸起具有“凹中隆”的构造特征，周缘“多凹环抱”，其中北礁凹陷、甘泉凹陷暂未取得突破、生烃能力未知，而乐东—陵水凹陷则是已证实的富生烃凹陷，具有埋藏深、面积大等优点。相关气田研究表明，乐东—陵水凹陷以生气为主，凝析油也较多，渐新统崖城组的陆源海相烃源岩是其主要来源［12-13］；陵水组下部海相泥岩为次要烃源岩也具备一定的生烃能力。虽未钻遇烃源岩地层，但该凹陷上方的中央峡谷水道已发现超过2 000×108 m3天然气［14］，结合地震解释上古近系广泛分布于凹陷之中且沉积较厚，特别是崖城组—陵水组厚度约为2 000~3 500 m，推测该凹陷烃源岩具有厚度大、分布广的特点。实验分析与盆地模拟显示，乐东—陵水凹陷烃源岩有机质类型为Ⅱ2型—Ⅲ型，有机质丰度高，已处于成熟—过成熟阶段。其中的L3井上段（风化裂缝带4 094~4 176 m）干燥系数低于0.94，δ13C1值稳定在-35‰~-37‰之间，R O值介于1.1%~1.8%之间，平均为1.5%；下段（内幕裂缝带4 265~4 290 m）干燥系数高于0.96，δ13C1值变大至-34‰~-28‰，R O值介于1.8%~2.7%之间，平均为2.3%，整体表现为高熟—过成熟天然气。总体上，崖城组、陵水组烃源岩各个成熟状态由凹陷中心向四周呈环带状分布，已经进入大规模生烃阶段［图3（a），图3（b）］。油气资源评估表明，乐东—陵水凹陷烃源条件优越，烃源供给充足（崖城组1 641×108 m3、陵水组870×108 m3），生气量大，为琼东南盆地I类生烃凹陷［15-17］，目标区紧邻强生烃区，周缘生气强度高达20×108 m3/km2［图3（c），图3（d）］。目前仅在中央峡谷水道领域发现陵8、陵9等商业气田，勘探层系相对单一，探明储量相对较少，剩余资源潜力巨大，L3井区的突破为该区潜山勘探打开新的局面。
2.2 储盖组合
2.2.1 潜山储层特征
砂砾质带储层（孔隙型）由于埋深浅、压实弱导致整体结构较为疏松，孔洞较为发育，以砾石为主，上覆较薄土壤层，风化作用明显。砂砾质带具有与常规碎屑岩相似的低速、低密度、低自然伽马等岩石物理特征，其顶面近似平行于基底强波峰。砂砾质带纵波速度为2 500~4 000 m/s，密度为2.20~2.40 g/cm3，孔隙度为0.1%~10.7%，厚度偏薄，地震剖面上表现为低频、中强振幅、中高连续的地震相特征（图4）。
风化裂缝带储层（裂缝型）为构造活动导致的裂缝经由后期大气风化淋滤改造而形成，含较多风化后的花岗岩块，储层物性较优。通常壁心及薄片上孔洞相对发育、网状裂隙清晰可见；声电成像测井显示发育大量裂缝，构造缝最多、溶蚀缝次之、成岩缝最少。岩石物理特征表现为高速、高自然伽马、高电阻率。风化裂缝带纵波速度为4 700~6 000 m/s，密度为2.55~2.65 g/cm3，孔隙度为2.2%~8.8%，厚度变化大，地震上表现为低频、中强振幅、网状反射的地震相特征（图4）。
内幕裂缝带储层（裂缝型）主要为构造成因裂缝，遭受风化淋滤作用相对减弱，裂缝发育程度弱于风化裂缝带，它们在地震上都对应网状交叉反射，因此难以区分分界面，但内幕裂缝带具有明显高于风化裂缝带的电阻率特征。井壁稳定性相对较好，局部可能发育多套高阻、高密度、低中子的致密夹层，致密段和裂缝段相互交叉，无清晰的分带界限，非均质性较强。声电成像测井显示构造缝最多，密度较风化裂缝带有所增大，裂缝纵向上多呈枝状分布，相互切割连通。L3井实钻证实该区内幕裂缝带厚度大，超190 m且尚未钻穿，进山300多米仍见良好裂缝储集显示，有效储层累计厚度约为93.41 m。内幕裂缝带纵波速度为5 000~6 300 m/s，密度为2.55~2.65 g/cm3，孔隙度为1.3%~7.0%，地震相呈现弱振幅、杂乱反射的特征（图4）。
2.2.2 潜山储层成因
周缘已钻井揭示陵南低凸起潜山岩性以印支期二长花岗岩、石英二长岩为主，长英质脆性矿物含量高易受构造活动的影响发育裂缝，具有较好的岩性基础。同时该区构造演化研究表明，陵南低凸起花岗岩潜山的发育主要受到3期构造活动的影响：印支期（250 Ma）挤压成山阶段、燕山期（195~72 Ma）走滑改造阶段、喜马拉雅期（65~32 Ma）伸展翘倾抬升阶段。其中印支期碰撞挤压阶段是裂缝发育的优势时期，后期这些先存裂缝被燕山期走滑运动以及喜马拉雅期拉张活动所改造，最终形成了现今NW—SE向、NE—SW向、E—W向多走向的裂缝系统。多期构造活动的叠加控制了陵南低凸起潜山大规模裂缝型储层的发育（图5）。
印支期，特提斯洋壳开始沿北西向俯冲带俯冲，形成一系列NW—SE向的断裂；之后印支板块与华南板块不规则大陆边缘碰撞，形成印支期NW走向的逆冲断裂体系，发育NW—SE走向裂缝，也导致深部大量花岗岩岩浆上涌沿NW向构造带侵入，陵南低凸起早期花岗岩基底形成。
燕山期，周缘板块从不同方向大致同时向东亚大陆汇聚，造山活动促使盆地隆升，印支期岩体遭受早侏罗世至渐新世长期的暴露剥蚀，西太平洋古板块对华南板块沿NE向幕式俯冲，在南海北部形成弧后伸展。伴随燕山期区域隆升，基底受到左旋走滑应力影响，发育NE走向的逆冲断裂体系并形成NE—SW向裂缝，岩浆沿断裂侵入形成陵南凸起，同时新断裂切断部分印支期断裂，为潜山网状裂缝的发育提供了良好的条件。
喜马拉雅期，受控于印度—欧亚板块碰撞以及太平洋板块俯冲后撤的影响，盆地总体处于近SN向伸展的应力场，形成以半地堑为主的断陷群并发育一系列EW向断裂，盆地进入新生代古近纪伸展断陷阶段。古近纪断裂活动强烈，凹陷发生沉降，凸起区相对抬升，潜山也继承性隆升，继续遭受大气剥蚀淋滤在表层形成了较厚的风化壳，同时风化壳下部构造裂缝也受到淋滤溶蚀作用影响后加大、加宽。新生代构造活动为内幕断裂的活化创造了良好的条件，扩大了花岗岩网状裂缝储层的规模，局部地区再次挤压或走滑又造成埋藏成型的潜山裂缝加密。
综上所述，陵南低凸起潜山储层的发育整体受到构造活动、风化剥蚀的共同影响，具有印支期成缝、燕山期剪切缝网化、喜马拉雅期走滑拉张再活化的特征：①印支期北西向逆冲断层最先发育，形成最早一期内幕断裂系统；②燕山期北东向逆冲断层发育，促进潜山内幕断裂体系发育，2次挤压构造，使得内幕形成闭合状态的缝网系统；③喜马拉雅期至渐新世晚期，进入断陷期，强烈的断陷造成内幕缝网系统活化，岩体抬升出露后，经历长期风化剥蚀、淋滤作用改造形成大量孔缝，极大地改善了储层物性，为后期油气聚集提供了良好的储集空间（图5）。
2.2.3 潜山盖层条件
表1 陵南低凸起潜山盖层数据Table 1 Data of the buried-hill on the Lingnan Low Uplift |
| 地层 | L3井 | L2井 | L5井 | L6井 | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 厚度/m | 泥地比/% | 压力系数 | 厚度/m | 泥地比/% | 压力系数 | 厚度/m | 泥地比/% | 压力系数 | 厚度/m | 泥地比/% | 压力系数 | ||||
| 黄流组 | 714 | 100 | 1.04~1.58 | 382 | 100 | 1.18~1.58 | 522 | 100 | 1.00~1.32 | 440 | 100 | 1.00~1.08 | |||
| 梅山组 | 302 | 98 | 1.58~1.67 | 185 | 99 | 1.58~1.72 | 298 | 99 | 1.32~1.34 | 204.6 | 100 | 1.08~1.19 | |||
| 三亚组 | 164 | 98 | 1.67~1.69 | 232.5 | 97 | 1.34~1.40 | 245.4 | 100 | 1.19~1.28 | ||||||
| 陵水组 | 248.5 | 87 | 1.40~1.46 | 520.8 | 98 | 1.14~1.37 | |||||||||
| 崖城组 | 419 | 76 | 1.02~1.46 | 328.2 | 97 | 1.00~1.11 | |||||||||
2.3 输导体系
陵南低凸起具有“多凹环抱”、周缘存在大型三角洲以及多条构造脊的地质构造优势，加之多期构造活动叠加影响造成潜山内外断裂体系发育，使得该区潜山的油气运聚条件格外优越：①陵南低凸起潜山东西两侧存在多条大型构造脊伸入乐东—陵水富生烃凹陷，西侧规模大、延伸远、幅度缓，直接延伸至乐东凹陷内部有利于油气的运聚成藏，东侧相对较陡，连通陵水凹陷主洼烃源岩，为油气沿潜山不整合面侧向运移创造条件。②陵南低凸起北侧为F14大型控凹断裂，潜山直接与下降盘成熟烃源岩对接，供烃窗口超过千米，具有近源充注的优势，且烃源岩地层沿F14断面上倾超覆，油气向潜山方向运移顺畅。同时受强烈构造活动的影响，断面之上的破碎带以及潜山内幕的断裂相对发育，加之源—储压差大，排烃后凹陷内超压驱动油气通过断裂垂向运移至潜山成藏。③陵南低凸起潜山周缘存在渐新世早期滨浅海砂岩或三角洲砂岩等油气输导体，有利于油气向潜山不整合面侧向运移，同时这些砂体也对接潜山内幕，推测其可与内幕断裂联合输导，协助油气运移汇聚（图7）。
综上所述，结合地质构造背景分析推测，陵3、陵4潜山圈闭由乐东凹陷供烃，通过“构造脊+输导砂体+潜山不整合面”侧向运移以及“沟源断裂+内幕断裂”垂向输导运聚成藏；陵1潜山圈闭由陵水凹陷供烃，以“沟源断裂+构造脊+输导砂体+潜山不整合面”复合运移模式为主。
3 有利目标预测
3.1 裂缝型储层预测
3.1.1 单一属性体
本文共计采用3种单一属性体预测研究区T100基底潜山的裂缝型储层展布特征：①似然体放大了相邻样点间相似性的对比关系，进一步凸显断裂成像，开展迭代计算可以在一定程度上克服资料信噪比不佳带来的影响，使得断层平面展布特征及分支断层之间交织关系更为清晰［图8（a）］；②蚂蚁体基于蚂蚁追踪算法，克服人为主观性干扰，有效提高了运算速度，可以获得一个低噪音、具有清晰断裂痕迹的数据体，更好地突出了断层、裂缝等不连续部分的特征［26］［图8（b）］；③曲率体可有效反映线性特征和局部形状变化，潜山花岗岩等脆性岩石的裂缝发育水平与弯曲程度成正相关，在曲率切片中可以较好地辨识断层的宏观走向以及裂缝发育带［26］［图8（c）］。从3种属性体等时切片上可以看出，其反映的断裂特征较为一致，与该区构造应力场及主要断层产状相匹配，验证了所用方法在陵南低凸起区的可靠性。L3井区在潜山裂缝较为发育，钻遇裂缝带厚度约为200 m，与属性体预测结果吻合。对比3种属性体可以看出，研究区主要发育了4个裂缝发育带，分别为L3井区及其东南缘的陵4构造、陵2构造及其东北缘的陵1构造，预测其裂缝型储层较为发育。
3.1.2 多属性融合体
由于潜山上覆地层岩性相对复杂，加之受多期次构造运动叠加的影响，潜山反射界面地震相较为杂乱，信噪比整体较低。单一属性体预测效果往往会受到干扰产生假象，而属性融合技术可以有效降低影响［27-31］。为提高裂缝预测效果，本文通过属性融合，对优化后的曲率属性进行蚂蚁追踪算法，形成新的融合属性体，开展T100基底潜山裂缝带预测，有效降低有利储层表征的多解性。主要工作步骤：①地震数据预处理，对原始地震体进行构造平滑滤波，减少潜山内幕杂乱信号的干扰，有效增强信噪比；②曲率属性计算，将预处理后的数据体进行重构、计算生成曲率属性体；③蚂蚁体参数设置，结合实际数据选取最佳参数在曲率数据体的基础上进行蚂蚁追踪计算得到属性融合体［图8（d）］。曲率—蚂蚁融合属性深度挖潜已知数据，剔除冗杂多余信息，反映研究区断裂分布规律更加清晰，有效提高潜山裂缝型储层的预测精度，减少多解性的产生［27-31］。
通过提取研究区属性融合体T100沿层属性并与基底潜山顶面构造相叠合可以看出，陵南低凸起潜山构造高低起伏，大致发育3排NE向展布的潜山构造带，内部存在多个高点，北部发育陵1、陵2等多个高点，前者裂缝密集程度高于后者；中部以陵3长轴状潜山为代表，裂缝发育良好，与实钻结果相匹配；南部陵4呈“馒头状”，圈闭面积大，闭合幅度高，裂缝发育程度较好（图9）。各个裂缝发育区呈现网状分布，多组方向裂缝相互交织，以NE—SW向、N—S向为主，部分为NW—SE向，与断裂特征以及实钻结果较为吻合，证实了该方法的适用性。综上所述，预测陵1、陵4是潜山裂缝型储层较为发育的有利构造。
3.2 有利目标
陵1构造：位于陵南低凸起陵2构造东北侧，潜山背斜圈闭面积为33.1 km2，闭合幅度为400 m，潜山顶部南侧发育多套强反射，上覆盖层为陵水组厚层泥岩，发育2条构造脊伸入陵水凹陷，运聚条件较好。目的层埋深约为4 450 m，潜在资源量为230×108 m3。在北东向陵东断裂控制作用下，陵水凹陷崖城组烃源整体向凹陷西侧的陵南低凸起抬升。受此影响，陵1倾没端位于崖城组烃源抬升高部位，运移条件有利（图10）。
陵4构造：位于陵南低凸起陵3构造东南侧，由乐东凹陷供烃，中生界潜山为背斜圈闭面积为85.4 km2，闭合幅度为850 m，上覆盖层为三亚组泥岩，局部有气烟囱现象，潜山内幕裂缝异常发育。目的层埋深约为3 600 m，潜在资源量为706×108 m3。该目标临近陵3含气构造，同样位于断裂发育区，推测其裂缝型储层较为发育（图10）。
4 结论
（1）琼东南盆地陵南低凸起古潜山成藏条件优越，紧邻乐东—陵水富生烃凹陷，被成熟烃源岩所包围，具有烃源充足、近源充注的优势；受多期构造活动叠加影响潜山内外断裂发育，有助于形成大规模风化壳储层与内幕裂缝型储层，与新生界超压厚层海相泥岩盖层形成优质储盖组合；发育大型沟源断裂、潜山内幕断裂以及继承性构造脊，形成“断裂+砂体+构造脊+潜山不整合面”复合运移模式，源储压差大，油气运聚畅通。
（2）似然体、蚂蚁体、曲率体以及属性融合技术等是预测裂缝型储层的重要手段，可以有效提高潜山有利储层分布的预测精度，减少多解性的产生，其结果与构造应力场以及已钻井认识相匹配。综合地质地球物理手段圈定陵南低凸起潜山有利勘探区带，指出下一步评价目标陵1构造、陵4构造，对于后续勘探评价具有重大的指导意义。
（3）陵南低凸起古潜山成藏条件优越，构造数量多、面积大，有利于大规模连片性成藏。L3井成功钻遇百米气层证实陵南低凸起潜山领域潜力巨大，表明该领域是琼东南盆地继中央峡谷水道之外又一新的深水油气勘探方向。
甘公网安备 62010202000678号
