鶴山凹陷烴源巖分布特征研究

石寧 ，袁立忠 ，劉軍 ，宋建虎 ，張建強(qiáng) ，劉瑩

（1.中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東 廣州 510240；2.中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067；3.中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249）

鶴山凹陷位于南海北部陸架邊緣地殼強(qiáng)烈減薄的洋陸過渡殼之上。大部分地區(qū)水深超過1 500 m，屬于超深水區(qū)，是南海北部向超深水邁進(jìn)的油氣勘探新區(qū)。幔源上升、火山巖發(fā)育、地殼減薄等因素，導(dǎo)致高熱流值，地殼產(chǎn)生韌性變形，從而形成大陸邊緣拉張背景下的特殊盆地結(jié)構(gòu)、沉積充填特征和生烴成藏史，凹陷生烴潛力未證實(shí)。

1 鶴山凹陷地溫梯度的初步判斷

含油氣盆地生油巖成熟點(diǎn)的溫度與時(shí)間關(guān)系研究表明，地溫梯度是生烴門限值的決定因素。具有較高地溫梯度的地區(qū)，有機(jī)質(zhì)不用埋藏太深就可以成熟生烴，如三水、倫坡拉等盆地［1-8］。南海北部白云凹陷現(xiàn)今地溫梯度3.91±0.74℃/100 m，大地?zé)崃髦灯骄?7.18±15.70 mW/m2，而研究區(qū)現(xiàn)今大地?zé)崃髦悼蛇_(dá)93 mW/m2，明顯高于白云凹陷［9］。鶴山凹陷介于白云凹陷與大洋鉆探ODP1148井之間，據(jù)已鉆井實(shí)測資料，從淺水區(qū)到洋盆，隨地殼減薄，地溫梯度逐漸升高（見圖1）。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以推測，鶴山凹陷地溫梯度約為7℃/100 m，參考相鄰的白云凹陷地層埋深與Ro關(guān)系推算，當(dāng)埋深達(dá)到2 000 m時(shí)，Ro為0.7%，進(jìn)入生烴門限。鶴山凹陷地層埋藏深度大于2 000 m的面積約為2 000 km2，說明該凹陷分布著廣泛的具有生烴潛力的區(qū)域。

2 烴源巖分布特征

鶴山凹陷只有稀測網(wǎng)的二維地震資料，缺乏鉆井資料，烴源巖預(yù)測評(píng)價(jià)比較困難，但可借鑒白云凹陷、瓊東南盆地長昌凹陷的已鉆井資料。白云凹陷、長昌凹陷有多口井鉆探證實(shí)，存在文昌組中深湖相、恩平組淺湖相—沼澤相有效烴源巖。詳細(xì)分析這些豐富的地化、地質(zhì)、地震資料，有助于橫向預(yù)測鶴山凹陷烴源巖。

2.1 周邊已鉆井烴源巖特征

白云凹陷恩平組淺湖—沼澤相泥巖Ro為0.76%，TOC為2.84%，生烴母質(zhì)為Ⅱ2—Ⅲ型干酪根。天然氣母質(zhì)類型為腐殖-腐泥型，以干酪根裂解氣為主。荔灣4-1-1井位于白云凹陷東南部，在樣品中發(fā)現(xiàn)文昌組的代表性分子五邊粉，樣品中無定形有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)占優(yōu)勢，鏡下可見盤星藻藻體與無定形有機(jī)質(zhì)的過渡形式，說明白云凹陷內(nèi)的文昌組和珠一坳陷的文昌組完全相同，具有良好的生油潛力［10-11］。

長昌凹陷崖城組烴源巖干酪根以鏡質(zhì)組與惰質(zhì)組為主，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ2—Ⅲ型干酪根，以生氣為主，生烴母質(zhì)主要是陸生高等植物，中央坳陷烴源巖Ro值大于2.0%，有機(jī)質(zhì)處于成熟—高成熟階段［12-13］。

2.2 文昌組、恩平組沉積環(huán)境及充填特征

綜合周邊已鉆井古近系古生物資料，以及區(qū)域?qū)有虻貙痈窦?、沉積體系研究成果，分析認(rèn)為，鶴山凹陷在始新世—早漸新世斷陷期具有形成湖泊和發(fā)育中、深湖相烴源巖的地質(zhì)條件。

2.2.1 沉積環(huán)境

根據(jù)前人對(duì)南海的研究成果，認(rèn)為南海海底擴(kuò)張開始于32 Ma［14］，南海西北和東部次海盆 NNW—SSE向擴(kuò)張，南海海底磁條帶11—10（30～29 Ma）位于鶴山凹陷的南側(cè)，因此鶴山凹陷始新世—早漸新世時(shí)期沉積環(huán)境與白云凹陷相似，為陸相沉積。

始新世時(shí)期，珠江口盆地位于我國華南沿海濕潤帶氣候區(qū)，具有足夠的水源成湖［15］。鶴山凹陷始新世早期以斷陷湖盆沉積為主，斷裂早期，斷陷深陷，湖盆擴(kuò)張，沉積欠補(bǔ)償；斷裂作用形成封閉洼地,使得鶴山凹陷具有蓄水成湖的能力。始新世時(shí)期凹陷中央、控凹斷層下降盤地層沉降速率大,具有形成深水湖泊的條件。凹陷封閉洼地內(nèi)具有低頻、連續(xù)、平行、強(qiáng)反射地震相，說明具有中、深湖相沉積。

2.2.2 沉積充填特征

始新世中—晚期，在珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕和二幕東南向伸展應(yīng)力作用下，鶴山凹陷開始裂陷，沉積了文昌組和恩平組地層，為陸緣斷陷湖盆沉積。

文昌組沉積時(shí)期，由于古隆起、火山的發(fā)育，鶴山凹陷被分隔成若干個(gè)小凹，大部分小凹具有南斷北超或北斷南超的半地塹、雙斷地塹的樣式。南部隆起和局部的凸起可以作為物源區(qū)，沉積物供給較少，只在凹陷邊緣控凹深大斷裂的下降盤，發(fā)育規(guī)模較小的扇三角洲沉積，這一時(shí)期湖盆面積較小，鶴山凹陷與長昌東凹陷是相對(duì)獨(dú)立的湖盆。

恩平組沉積時(shí)期，隨著珠瓊二幕運(yùn)動(dòng)的發(fā)生，地殼進(jìn)一步張裂導(dǎo)致地殼減薄、塑性增加，使得研究區(qū)在發(fā)生斷裂活動(dòng)的同時(shí)產(chǎn)生不均衡沉降，呈現(xiàn)主體厚向周邊逐漸減薄的特征。恩平組繼承了文昌組的沉降中心，隨著凹陷的不斷沉降，湖盆的面積不斷增大，鶴山凹陷與長昌凹陷已結(jié)束了文昌組沉積時(shí)斷陷分隔的現(xiàn)象，成為統(tǒng)一的湖盆（見圖2）。

圖2 鶴山凹陷恩平組地層厚度、地震相、沉積相

2.3 文昌組、恩平組烴源巖分布特征

文昌組、恩平組湖擴(kuò)時(shí)期，鶴山凹陷周邊陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)不足，凹陷中央、控凹斷層下降盤水體相對(duì)較深的地區(qū)發(fā)育沉積厚度較大的中深湖細(xì)粒沉積，地震反射特征為低頻、連續(xù)、強(qiáng)振幅、平行-亞平行地震相。反映低能中、深湖環(huán)境下泥巖沉積特征，有利于形成分層水體和欠補(bǔ)償沉積，與白云凹陷已鉆探證實(shí)湖相烴源巖相似，可能具有良好的生烴潛力（見圖3）。

圖3 鶴山凹陷與白云凹陷烴源巖地震特征對(duì)比

控凹斷裂帶下降盤，由于基底沉降幅度大，形成深水陡坡背景?？匕紨鄬酉陆当P陡坡至坡底，發(fā)育近物源的扇三角洲沉積，具有中弱振幅，中低頻，小型丘狀、帚狀前積、楔狀前積等地震反射特征。向凹陷沉降中心，地震反射特征表現(xiàn)為低頻、近連續(xù)、平行、中強(qiáng)振幅反射，反映靠近控凹斷裂帶下降盤的扇三角洲向凹陷中央迅速過渡為半深湖、深湖相沉積；而遠(yuǎn)離控凹斷層的緩坡，地震反射軸向緩坡一側(cè)收斂、減薄和上超，向控凹斷層一側(cè)發(fā)散、增厚，揭示該時(shí)期沉積充填明顯受半地塹邊界斷層的控制。

另外，這一時(shí)期，鶴山凹陷還發(fā)育一定厚度的具有中低頻、連續(xù)、中弱振幅、平行-亞平行地震反射特征的沉積，與白云凹陷北坡已鉆探證實(shí)的濱淺湖—沼澤相烴源巖具有相似特征，具有一定的生烴潛力。

3 結(jié)論

1）鶴山凹陷位于地殼強(qiáng)烈減薄的洋陸轉(zhuǎn)換帶之上，推斷是高地溫梯度（約為7℃/100 m）凹陷。當(dāng)埋深達(dá)到2 000 m時(shí)，Ro為0.7%，即可進(jìn)入生烴門限。

2）始新世—早漸新世斷陷期，鶴山凹陷具有形成陸相湖盆沉積的條件；凹陷中央、控凹斷層下降盤地層沉降速率大，具有低頻、連續(xù)、平行、強(qiáng)反射等地震相，與白云凹陷鉆探證實(shí)的有效中深湖相烴源巖相似，可能具有良好的生烴潛力。

3）對(duì)于地殼強(qiáng)烈減薄、高溫背景下，洋陸轉(zhuǎn)換帶之上沉積盆地的烴源分布特征研究，國內(nèi)外可借鑒的資料較少，尚屬摸索階段。但研究的意義重大，將為超深水盆地新區(qū)新領(lǐng)域油氣勘探初步指明方向。

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