瓊東南盆地松南—寶島凹陷北坡轉(zhuǎn)換帶特征及其對大中型氣田的控制

徐長貴，尤麗

（1. 中國海洋石油有限公司，北京 100010；2. 中海石油（中國）有限公司海南分公司，?？?570312）

0 引言

轉(zhuǎn)換帶的概念最早由 Dahlstrom CDA 于1970年在研究擠壓變形中褶皺-逆沖斷層的幾何形態(tài)時首次提出[1]，1990年，Morley CK將其應(yīng)用于伸展構(gòu)造[2]。轉(zhuǎn)換帶在伸展盆地油氣勘探中發(fā)揮了重要作用[3-5]。轉(zhuǎn)換帶受伸展或走滑構(gòu)造作用，易于形成大型翹傾或脊?fàn)顦?gòu)造圈閉[6]，特別是增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶由于局部擠壓作用，常形成大型鼻狀構(gòu)造、反轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造圈閉，同時其主干斷裂由于具有壓性或壓扭性特點，油氣側(cè)向封閉條件好[7]；轉(zhuǎn)換帶主邊界斷裂地形高差變化較小的部位，是主要物源注入口，有利于大型儲集體發(fā)育[8-9]；轉(zhuǎn)換帶主控斷裂鄰近生烴凹陷，長期處于構(gòu)造較高部位，是油氣運移的有利指向[9-11]。

瓊東南盆地是南海北部新生代典型的陸緣拉張型盆地。由于受到資料的限制，早期主要集中在淺水區(qū)（現(xiàn)今水深小于300 m）勘探，除了在西區(qū)崖南凹陷古近系領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)Y13-1氣田外[12]，基本沒有好的發(fā)現(xiàn)；2010年以來針對深水區(qū)勘探有重要勘探成果，但已發(fā)現(xiàn)的大中型深水氣田，也主要分布在西區(qū)樂東—陵水凹陷中央峽谷鶯—黃組水道—海底扇領(lǐng)域如 LS17-2、LS18區(qū)[13-14]等，而圍繞東區(qū)松南—寶島凹陷無論在深水區(qū)還是淺水區(qū)，已發(fā)現(xiàn)氣藏規(guī)模小、CO2含量普遍較高，勘探效果不佳，最關(guān)鍵的是烴類氣富集機(jī)制與大中型氣田成藏主控因素認(rèn)識不清。

松南—寶島凹陷作為瓊東南盆地新生代構(gòu)造活動最強(qiáng)烈的凹陷，與渤海地質(zhì)條件有近似之處，也具備伸展和走滑的雙重地質(zhì)背景，具有發(fā)育大型斷裂轉(zhuǎn)換帶的地質(zhì)條件。但是該凹陷是否發(fā)育斷裂轉(zhuǎn)換帶，什么位置發(fā)育，若發(fā)育斷裂轉(zhuǎn)換帶，其又是如何控制本區(qū)油氣成藏與富集的，轉(zhuǎn)換帶能否成為該凹陷下步油氣勘探的突破口等等，引發(fā)了筆者的高度關(guān)注。針對上述問題，前人相關(guān)研究成果少[15]，本次研究借鑒筆者對于渤海海域轉(zhuǎn)換帶的研究思路，利用研究區(qū)新采集三維地震與已鉆井資料，開展新一輪石油地質(zhì)研究，對松南—寶島凹陷凹陷結(jié)構(gòu)、斷裂體系進(jìn)行系統(tǒng)解剖，在寶島凹陷北部識別出系列斷裂轉(zhuǎn)換帶，并研究斷裂轉(zhuǎn)換帶對大中型氣田形成的烴源巖、圈閉、儲集層、油氣運移、非烴組分的控制作用，進(jìn)而明確有利勘探方向與領(lǐng)域，推動大型氣田的發(fā)現(xiàn)。

1 松南—寶島凹陷基本天然氣地質(zhì)條件

瓊東南盆地是南海北部新生代拉張型盆地，受控于南海擴(kuò)張、太平洋板塊、印支地塊旋轉(zhuǎn)等區(qū)域構(gòu)造的相互作用，自北向南依次分為北部坳陷、中部隆起、中央坳陷、南部隆起等一級構(gòu)造單元，崖南凹陷、樂東凹陷、陵水凹陷、松南凹陷、寶島凹陷、長昌凹陷、松南低凸起、陵南低凸起等二級構(gòu)造單元（見圖1a）。松南—寶島凹陷位于盆地東部，為北斷、南超的凹陷結(jié)構(gòu)，是新生代構(gòu)造活動最強(qiáng)烈的凹陷[16-18]。受始新世—晚漸新世三幕裂陷、早中新世—中中新世區(qū)域熱沉降和晚中新世以來的加速熱沉降 3大構(gòu)造演化階段的控制，凹陷縱向上呈下斷、上拗的雙層結(jié)構(gòu)特征。裂陷早期，盆地發(fā)育上地殼脆性伸展高角度斷裂控制的彌散式箕狀半地塹結(jié)構(gòu)，控制盆地邊緣發(fā)育始新統(tǒng)陸相湖盆充填的生油源巖；裂陷中期，地殼脆韌性差異伸展，形成低角度拆離斷裂控制的寬深斷陷特征，控制凹陷邊界和沉積中心，沉積環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)檎媳诤臣皽\海相，發(fā)育已證實的兩套主力烴源巖，分別為海陸過渡相Ⅲ型陸源高豐度有機(jī)質(zhì)與海相Ⅱ2型海源腐泥型有機(jī)質(zhì)；裂陷晚期，為斷-拗盆地演化過程，以濱、淺海相為主，凹陷邊緣發(fā)育大型辮狀河三角洲或（扇）三角洲沉積，可作為較好的儲集層；中新世以來，盆地進(jìn)入拗陷階段，為裂后熱沉降期和加速沉降期，主要沉積半深海—深海相泥巖（見圖1b）[19-24]。通過多年的勘探，發(fā)現(xiàn)了中生界潛山、古近系崖城組—陵水組（扇）三角洲-海底扇、中新統(tǒng)三亞組—梅山組海底扇等多套成藏組合[25-27]，但已發(fā)現(xiàn)氣藏規(guī)模小，天然氣組分變化較大，一直未獲得勘探規(guī)模突破。北部斜坡區(qū)的 B含氣構(gòu)造古近系陵水組烴類含量為 12.0%～79.2%，大部分低于50%，組分偏干，干燥系數(shù)為0.9～1.0；凹陷帶已發(fā)現(xiàn)的BD31、ST36含氣構(gòu)造中新統(tǒng)三亞組烴類氣含量為96.6%～98.7%，組分偏濕，干燥系數(shù)為 0.87～0.91。斷陷-斷拗轉(zhuǎn)換期分別形成的北東、北東東系列斷層加持形成的斷裂轉(zhuǎn)換帶在松南—寶島凹陷前期勘探中，未引起研究人員的太多關(guān)注[15]，隨著近年來新三維地震的應(yīng)用與已鉆井資料的再認(rèn)識，斷裂轉(zhuǎn)換帶也引起了勘探研究人員的注意[16]。松南—寶島凹陷北部發(fā)育的多條北東向斷裂控制形成的轉(zhuǎn)換斷階帶，對油氣成藏有重要的控制作用。

2 松南—寶島凹陷轉(zhuǎn)換帶特征及其對天然氣成藏的控制作用

2.1 轉(zhuǎn)換帶基本特征

轉(zhuǎn)換帶是指 1條主斷層為傳遞應(yīng)變并保持應(yīng)變平衡，沿斷層走向，通過分支正斷層、凸起、走向斜坡等，傳遞到另1條主斷層的構(gòu)造變形帶[3-4]。針對轉(zhuǎn)換帶的分類，依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類，按幾何形態(tài)可分為同向型、反向型；按斷層彼此的位置可分為接近型、疊覆型、平行型和共線型[5]。

松南—寶島凹陷主要發(fā)育北東、北東東、近東西向斷裂，其走向在空間分布上具有一定規(guī)律性。自西向東、自盆緣向凹陷，表現(xiàn)為由北東向為主變?yōu)楸睎|東和近東西為主，自西向東依次識別出 F2/F2-1、F12/F12-1、F17、F18/F18-1、F18-2等主干斷裂組合（見圖 2），主干斷裂 F2、F12、F18斷裂通過走向斜坡帶分別傳遞到另一相向主干斷裂 F2-1、F12-1、F18-1/18-2，進(jìn)而分別形成了寶島 B轉(zhuǎn)換帶、寶島 A轉(zhuǎn)換帶、寶島 C轉(zhuǎn)換帶。寶島 B轉(zhuǎn)換帶受 F2、F2-1主干斷裂控制，形成斜交型轉(zhuǎn)換斷階帶（見圖 2a-1、圖2b-1），斷階寬度較小，平面上為北東向右型斜列特征，剖面上呈復(fù)合Y狀，F(xiàn)2、F2-1主干斷裂分別從漸新世持續(xù)活動至中中新世、上新世（見圖 2c-1-1、圖2c-1-2）。寶島A轉(zhuǎn)換帶受F12、F12-1主干斷裂控制，形成平行型轉(zhuǎn)換斷階帶（見圖2a-2、圖2b-2），臺階寬度較大，平面上為北東—北東東向斜列特征，剖面上呈平行狀，F(xiàn)12、F12-1主干斷裂分別從漸新世持續(xù)活動至上新世、中中新世（見圖2c-2-1、圖2c-2-2）。寶島C轉(zhuǎn)換帶受F17、F18、F18-1、F18-2主干斷裂控制，形成疊覆型轉(zhuǎn)換斷階帶（見圖2a-3、圖2b-3），北部臺階寬度較大，平面上為北東向斜列特征，剖面上呈平行狀，主干斷裂從漸新世持續(xù)活動至早中新世或中中新世（見圖2c-3-1、圖2c-3-2）。

圖2 松南—寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換特征對比圖

對比各轉(zhuǎn)換帶構(gòu)造演化與主控斷裂活動性（以斷層活動速率定量表征，斷層活動速率是指斷層下降盤地層厚度與上升盤地層厚度差與沉積時間的比值），發(fā)現(xiàn)各轉(zhuǎn)換帶在陵水組沉積末期形成，主控斷裂呈此消彼長的變化，控制各沉積期地層厚度的變化（見圖3）。寶島B轉(zhuǎn)換斷階帶的F2、F2-1主干斷裂在漸新統(tǒng)崖城組—陵水組沉積期活動性較強(qiáng)，且F2斷裂強(qiáng)于F2-1斷裂、在陵水組沉積期強(qiáng)于在崖城組沉積期，進(jìn)而控制下降盤崖城組、陵水組厚度較厚，且陵水組厚度明顯厚于崖城組，往凹陷方向呈減薄趨勢；在中新統(tǒng)三亞組—梅山組沉積期，兩條斷層活動性較弱（見圖 3a）。寶島 A轉(zhuǎn)換斷階的F12、F12-1主干斷裂在漸新統(tǒng)崖城組—陵水組沉積期活動性較強(qiáng)，崖城組沉積期F12斷裂強(qiáng)于F12-1斷裂，而陵水組沉積期F12斷裂弱于F12-1斷裂，進(jìn)而F12斷層下降盤崖城組厚度較大、F12-1斷裂下降盤陵水組厚度明顯加厚；在中新世早期兩條斷層活動性仍較強(qiáng)，到中、晚期活動性明顯減弱，F(xiàn)12斷裂活動性略強(qiáng)于F12-1斷裂（見圖3b）。寶島C轉(zhuǎn)換斷階帶的F17、F18、F18-1/F18-2主干斷裂在漸新統(tǒng)崖城組—陵水組沉積期活動性較強(qiáng)，且F18斷裂總體強(qiáng)于F18-1斷裂、在崖城組沉積期強(qiáng)于在陵水組，進(jìn)而控制 F18斷裂下降盤崖城組、陵水組較厚，且崖城組厚度明顯厚于陵水組；在中新世早期F18、F18-1斷裂斷距較小、活動性減弱，到中中新世、晚中新世基本不活動（見圖3c）。

圖3 松南—寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換帶主干斷裂活動性對比圖

2.2 轉(zhuǎn)換帶對天然氣成藏的控制作用

區(qū)域轉(zhuǎn)換帶對烴源巖發(fā)育、圈閉的形成、儲集層分布、油氣運移具有控制作用[6,9,28]。轉(zhuǎn)換帶主干斷裂控制塊體旋轉(zhuǎn)翹傾，發(fā)育多個鼻狀構(gòu)造圈閉；轉(zhuǎn)換帶主干斷裂差異活動性控制古近系崖城組、陵水組三角洲發(fā)育；轉(zhuǎn)換帶多級斷裂活動，控制構(gòu)造脊形成，并伸入主洼，匯聚背景優(yōu)越。松南—寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換斷階帶具有大型構(gòu)造脊匯聚特點，發(fā)育古近系崖城組三角洲與海相兩套優(yōu)質(zhì)源巖、陵水組大型三角洲儲集體與大型鼻狀構(gòu)造背景下的巖性圈閉，是松南—寶島凹陷天然氣成藏的“黃金帶”。

2.2.1 控制烴源灶分布與生烴潛力

松南—寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換斷階帶緊鄰神狐隆起、海南隆起物源區(qū)，陸源有機(jī)質(zhì)供應(yīng)充足。漸新世早期崖城組三段沉積期水體較淺，以陸相沉積為主，大規(guī)模三角洲攜帶的陸源有機(jī)質(zhì)受主干斷層控制，向凹陷內(nèi)輸送，在轉(zhuǎn)換斷階帶及周緣形成大型三角洲群；崖城組二段受區(qū)域海侵影響，水體較深，陸源有機(jī)質(zhì)注入有限，發(fā)育海源有機(jī)質(zhì)貢獻(xiàn)為主的海相泥巖。寶島A轉(zhuǎn)換斷階帶鉆探的A-1井揭示兩套烴源巖（見圖4），崖城組三段三角洲前緣源巖TOC值為0.54%～1.00%，顯微組分以陸源鏡質(zhì)體、惰質(zhì)體為主，Ⅲ型干酪根，現(xiàn)今基本達(dá)到高熟階段，Ro值約為1.3%，認(rèn)為前三角洲烴源巖品質(zhì)更加優(yōu)越；崖二段揭示了厚層灰黑色TOC值大于1%的海相泥巖，顯微組構(gòu)以腐泥無定形為主，Ⅱ2—Ⅲ型干酪根，現(xiàn)今熱演化接近高成熟，Ro值約為1.15%～1.25%。

圖4 寶島A轉(zhuǎn)換斷階A-1井地球化學(xué)特征綜合柱狀圖

主干斷裂在斷陷早期崖城組沉積時期的活動性，控制烴源巖分布與陸源有機(jī)質(zhì)輸入，自西向東，由寶島B轉(zhuǎn)換斷階—寶島A轉(zhuǎn)換斷階—寶島C轉(zhuǎn)換斷階，主干斷層活動性增強(qiáng)且距離物源區(qū)更近，對應(yīng)崖城組烴源巖厚度、三角洲規(guī)模呈增大趨勢。寶島B轉(zhuǎn)換斷階帶主干斷裂在崖城組時期活動性較強(qiáng)，崖城組厚度大，但由于距離神狐隆起、海南隆起兩大物源區(qū)相對較遠(yuǎn)，三角洲相對不發(fā)育，僅在F2斷裂下降盤局部發(fā)育，F(xiàn)2-1斷裂下降盤控制寶島25洼烴源巖分布，以海相泥巖烴源巖為主，TOC值基本小于1%，但由于崖城組厚度大、埋深大，寶島 25洼生氣強(qiáng)度為（8.5～60.0）×108m3/km2，烴源條件中等。寶島 A轉(zhuǎn)換斷階 F12、F12-1主干斷裂分別控制寶島21洼、27洼烴源巖分布，A-1井鉆探揭示三角洲和海相泥巖兩套烴源巖（見圖5a），TOC值為0.9%～1.2%，生烴潛力為2.8～4.5 mg/g，相對比F12-1斷裂在崖城組沉積期活動性強(qiáng)于F12斷裂，F(xiàn)12斷裂下降盤的寶島21洼崖城組厚度較大，但埋深相對較淺，生氣強(qiáng)度約為 10×108m3/km2，F(xiàn)12-1斷裂下降盤的寶島27洼崖城組厚度大、埋深大，生氣強(qiáng)度在（20～80）×108m3/km2，烴源條件好。寶島 C轉(zhuǎn)換斷階帶主干斷層F18、F18-1/2斷裂控制寶島28、29洼烴源巖分布，主干斷裂活動性總體強(qiáng)于寶島A、B轉(zhuǎn)換斷階帶，其周緣崖城組烴源巖厚度、三角洲規(guī)模更大（見圖5b），F(xiàn)18斷裂下降盤崖城組厚度大、但埋藏總體較淺，生氣強(qiáng)度約為 10×108m3/km2；F18-1/2斷裂下降盤寶島28洼崖城組三角洲規(guī)模大且崖城組厚度較大，生氣強(qiáng)度為（20～100）×108m3/km2，烴源條件優(yōu)越。

圖5 寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換斷階帶典型地震剖面圖

2.2.2 有利于形成大型鼻狀構(gòu)造背景下的復(fù)合型圈閉

松南—寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換斷階帶主要發(fā)育張性和張扭性斷裂，多組北東東向主控斷裂控制塊體的旋轉(zhuǎn)翹傾和差異升降，在區(qū)域伸展應(yīng)力場右旋作用下，北東向斷裂走向與伸展方位夾角較小，具有局部壓扭特征，在轉(zhuǎn)換斷階帶發(fā)育多個鼻狀構(gòu)造背景。

寶島B轉(zhuǎn)換斷階受F2、F2-1斷裂控制，在伸展應(yīng)力場右旋作用下，發(fā)生應(yīng)力集中，狹窄斷階內(nèi)發(fā)育多條次級斷層，二臺階斷鼻構(gòu)造被斷裂改造后，形成寶島 B多個斷塊圈閉（見圖 6a），圈閉規(guī)模較小，而且F2-1控圈斷裂持續(xù)活動至上新世，加上F2斷裂在三亞組沉積期活動較弱，沉積三亞組蓋層厚度相對較薄，圈閉保存條件較差。寶島A轉(zhuǎn)換斷階受F12、F12-1斷裂控制，F(xiàn)12斷裂強(qiáng)烈活動控制其南部地層旋轉(zhuǎn)翹傾，伴隨 F12-1斷裂斜向伸展發(fā)生局部擠壓，后期受泥質(zhì)水道侵蝕，形成寶島A鼻狀構(gòu)造背景下的巖性復(fù)合圈閉（見圖 6b），F(xiàn)12-1斷裂在中中新世停止活動，F(xiàn)12斷裂在三亞組沉積時期活動較強(qiáng)形成三亞組蓋層厚度明顯較厚，圈閉保存條件較好。寶島C轉(zhuǎn)換斷階帶受F18、F18-1、F18-2斷裂控制，F(xiàn)17斷裂強(qiáng)烈活動控制東南部地層旋轉(zhuǎn)翹傾，F(xiàn)18、F18-1/F18-2斷裂斜向伸展發(fā)生局部擠壓，形成寶島C鼻狀構(gòu)造圈閉，后期受南北向伸展應(yīng)力場作用下，發(fā)育多組東西向斷層對圈閉進(jìn)一步改造，形成寶島C系列斷鼻-斷塊復(fù)合圈閉（見圖 6b），加上控圈斷裂在早中新世停止活動，且 F18號斷層在三亞組沉積期活動性較寶島 B轉(zhuǎn)換斷階帶強(qiáng)，三亞組蓋層厚度較厚，圈閉保存條件較好。

圖6 寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換斷階帶陵水組頂面構(gòu)造圖

2.2.3 形成多級斷階控制的規(guī)模三角洲砂體

松南—寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換斷階帶，控制形成古近系陵水組與崖城組大型（扇）三角洲儲集體。西部海南隆起物源與東部神狐隆起物源，沿F2、F12、F18斷裂差異活動形成的同向轉(zhuǎn)換帶和緩坡注入，在轉(zhuǎn)換斷階帶形成多期、多支（扇）三角洲儲集體（見圖 7）。相比而言，F(xiàn)2斷裂在陵水組時期活動性明顯強(qiáng)于F12、F18斷層，控制寶島 B轉(zhuǎn)換斷階帶陵水組厚度明顯厚于寶島 A、C轉(zhuǎn)換斷階帶，但由于其較北側(cè)海南隆起和東側(cè)神狐隆起物源區(qū)較遠(yuǎn)，三角洲規(guī)模不大，主要發(fā)育三角洲前緣和前三角洲沉積。寶島 A、C轉(zhuǎn)換斷階帶較寶島B轉(zhuǎn)換斷階帶，緊鄰神狐隆起物源區(qū)，物源供給充足，發(fā)育大型三角洲沉積砂體，經(jīng)長距離搬運，分選性好，F(xiàn)18斷層在陵水組沉積期活動性強(qiáng)于F12斷層，寶島C轉(zhuǎn)換斷階帶三角洲規(guī)模較寶島A轉(zhuǎn)換斷階帶大且分布廣。

寶島B轉(zhuǎn)換斷階帶陵三段發(fā)育西北側(cè)海南隆起物源影響的三角洲，經(jīng)由F2斷裂向前推進(jìn)的三角洲前緣或前三角洲沉積，B-3鉆井揭示以厚層泥巖夾細(xì)、粉砂巖，含砂率約25%，粒度C-M圖顯示發(fā)育SR—RQ—QP段，典型牽引流沉積特征，概率曲線具懸浮、跳躍段，懸浮含量較高（見圖8a、圖8d），反映物源供應(yīng)不充足。寶島A轉(zhuǎn)換斷階帶F12斷裂中西段、東段活動速率低，形成轉(zhuǎn)換斜坡，西北側(cè)物源沿 F12中西段轉(zhuǎn)換斜坡注入，在F12同沉積斷裂下降盤繼續(xù)向前推進(jìn)，形成西支大型辮狀河三角洲水下分流河道、河口壩以及前緣席狀砂微相，水下分流河道微相巖性為含礫粗/中/細(xì)砂巖，河口壩微相以細(xì)砂巖為主，前緣席狀砂微相多為（泥質(zhì)）粉砂巖，粒度C-M圖顯示發(fā)育 SR—RQ—QP段，典型牽引流沉積特征，概率曲線呈兩段式，具懸浮、跳躍總體，斜率較高、分選較好特點（見圖8b、圖8c、圖8e、圖8f），相比較A-2d井粒度總體粗于A-1井，水動力條件較強(qiáng)，反映物源注入方向為由A-2d井區(qū)到A-1井區(qū)；F12斷裂東段轉(zhuǎn)換斜坡控制東側(cè)神狐隆起物源向東區(qū)注入，受局部微古高地貌分隔影響，形成多個（扇）三角洲朵葉。寶島C轉(zhuǎn)換斷階帶神狐隆起物源沿F17、F18斷裂形成多個轉(zhuǎn)換斜坡注入，形成多個大型三角洲沉積朵葉體，相比較該區(qū)轉(zhuǎn)換斜坡規(guī)模更大，預(yù)測三角洲規(guī)模較寶島B、A轉(zhuǎn)換帶更大。

2.2.4 近生烴中心構(gòu)造脊形成高效匯聚

松南—寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換斷階帶緊鄰主干斷裂控制形成的生烴中心寶島27洼、25洼、28洼、21洼等，轉(zhuǎn)換斷階本身為多個主干順向斷裂控制，形成的多級構(gòu)造脊，具有生烴主洼供烴、大型構(gòu)造脊高效匯聚成藏優(yōu)勢（見圖9），是天然氣優(yōu)勢運聚區(qū)。

寶島B轉(zhuǎn)換斷階帶臺階寬度較小、構(gòu)造脊不明顯，主要接受寶島 25洼供烴，天然氣通過F2、F2-1斷裂垂向運移，后沿砂體短距離側(cè)向運聚成藏（見圖 9）。B含氣構(gòu)造古近系陵水組天然氣δ13C1值為-38.8‰～-35.3‰（見圖10a），表現(xiàn)為高熟煤型氣特征。B構(gòu)造區(qū)鉆井儲集層包裹體均一溫度顯示（見圖11），陵水組儲集層發(fā)育3期油氣充注，第1期為距今約9.0～14.4 Ma的早中新世，第2期充注時間為距今4.2～5.5 Ma的中新世，以高CO2含量氣為主（包裹體均一溫度為160～190 ℃），晚期為距今 1.8 Ma的上新世至今，證實該區(qū)運移條件優(yōu)越。但該區(qū)F2斷裂深部與地幔溝通（見圖 2b-1），控制運移的 F2-1斷裂活動時間晚，受深部CO2運移充注影響，阻礙了晚期天然氣的注入，形成了規(guī)模小、高CO2含量氣藏。

寶島A轉(zhuǎn)換斷階臺階寬度大、發(fā)育多級構(gòu)造脊，西側(cè)可接受寶島27、25、21洼供烴，東側(cè)主要接受寶島27、21洼供烴，天然氣通過大型構(gòu)造脊匯聚，沿F12-1斷裂垂向運移，后沿砂體短距離側(cè)向運聚成藏，斷裂停止活動時間早，有利于保存（見圖9）。鉆井揭示天然氣δ13C1值為-45.1‰～-38.6‰（見圖10a），為高熟煤型氣特征。A-1井儲集層包裹體記錄了多期充注，陵水組發(fā)育距今7.8～20.0 Ma混合油氣、距今7.8 Ma至今高熟天然氣、距今2 Ma以來CO2的3期充注；崖城組發(fā)育距今21～22 Ma油充注、距今3～11 Ma天然氣兩期充注（見圖11）。

圖10 松南—寶島凹陷已發(fā)現(xiàn)含氣構(gòu)造天然氣成因判別圖（a）與CO2成因判別圖（b）

圖11 寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換斷階帶油氣成藏期次對比圖

寶島C轉(zhuǎn)換斷階帶臺階寬度大、發(fā)育多級構(gòu)造脊，主要接受寶島27洼、28洼供烴，天然氣通過大型構(gòu)造脊匯聚，沿順向斷裂垂向運移，后沿砂體短距離側(cè)向運聚成藏（見圖 9），溝源斷裂在距今 13.6～23.0 Ma活動性強(qiáng)，與寶島27洼、28洼生烴高峰匹配，控圈斷裂在距今13.6 Ma以后停止活動，晚期保存條件好，預(yù)測主成藏期為距今13.6～23.0 Ma。

2.2.5 主干斷裂組合與成藏時間匹配控制烴類氣富集

松南—寶島凹陷北坡已鉆井天然氣組分變化大、非烴CO2含量較高，位于凸起區(qū)的D-1井陵水組一段CO2含量高達(dá)97%，δ13CCO2為-7.5‰～-3.6‰；寶島B轉(zhuǎn)換斷階帶鉆探的 B構(gòu)造區(qū)陵水組 CO2含量為83.5%～87.9%，δ13CCO2為-7.5‰～-3.6‰，稀有氣體組分He3/He4值為（1.78～8.80）×106。根據(jù)CO2成因判別圖版，判識研究區(qū)CO2為無機(jī)幔源成因（見圖10b）。結(jié)合儲集層包裹體均一溫度分析，CO2伴生鹽水包裹體均一溫度分布在 160～190 ℃，高于烴類包裹體溫度，說明 CO2充注時間較晚，在中新世晚期—上新世充注（見圖11）。

對比各轉(zhuǎn)換斷階帶主干斷裂發(fā)育情況與活動時間（見圖2、圖 3），認(rèn)為研究區(qū)CO2的分布與控轉(zhuǎn)換帶主干斷裂是否具有與地幔溝通的深大斷裂或與深大斷裂的組合方式、活動時間有關(guān)。對比發(fā)現(xiàn)，控制寶島B轉(zhuǎn)換斷階的F2斷裂向深部延伸深，一直延伸至莫霍面，與地幔溝通，同時控制運移的F2-1斷裂及次級斷裂與F2深大斷裂剖面呈“Y”字型組合，且上述系列斷裂一直持續(xù)活動至黃流組沉積時期，與 CO2大規(guī)模充注時間匹配，這就導(dǎo)致了該區(qū)鉆井 CO2含量普遍偏高，幔源 CO2沿深大斷裂向上運移，破壞早期形成的烴類氣藏，且距離F2深大斷裂或與F2斷裂組合的F2-1等斷裂越近，CO2含量越高，凸起區(qū)D-1井區(qū)直接與F12深大斷裂溝通，CO2含量極高。寶島 A轉(zhuǎn)換斷階帶的F12斷裂盡管也向深部延伸深，但主運移斷裂F12-1斷裂與F12斷裂剖面上平行，未組合在一起，且F12-1斷裂停止活動較早，早于 CO2大規(guī)模充注時間，認(rèn)為該區(qū)受CO2影響總體較小，相比較靠近F12斷裂附近區(qū)，由于局部發(fā)育次級微斷裂與 F12斷裂組合，存在發(fā)育一定CO2風(fēng)險。寶島C轉(zhuǎn)換斷階帶的主干斷裂F18向深部延伸淺且停止活動時間早，而近凹陷方向的F18-2斷裂向深部延伸較深，且持續(xù)活動至黃流組時期，綜合分析該區(qū)近凹陷帶存在一定 CO2風(fēng)險，往斷階北側(cè)F17與F18-1斷裂間，預(yù)測CO2含量總體相對較低。

3 轉(zhuǎn)換帶大中型天然氣田的勘探突破及潛力

3.1 轉(zhuǎn)換帶寶島21-1氣田的發(fā)現(xiàn)與基本特征

寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換斷階帶具有轉(zhuǎn)換疊覆型斷階控源、控圈、控儲、控運優(yōu)勢。其中，寶島 A、C轉(zhuǎn)換斷階帶具有發(fā)育“古近系崖城組三角洲與海相泥巖兩類優(yōu)質(zhì)源巖、陵水組大型三角洲儲集體與大型鼻狀構(gòu)造背景下的大型巖性圈閉”成藏優(yōu)勢，是大中型氣田形成的重要部位。針對寶島A轉(zhuǎn)換斷階帶的寶島A構(gòu)造部署鉆探，多口井在古近系鉆遇超百米氣層，在陵三段厚層氣層測試無阻流量超百萬立方米[16]，揭示了古近系陵二段、陵三段和崖城組 3大優(yōu)質(zhì)成藏組合，其中主力氣組為陵三段Ⅱa、Ⅲa氣組（見圖 12），獲得寶島凹陷首個大型氣田寶島21-1的發(fā)現(xiàn)。

圖12 寶島A轉(zhuǎn)換斷階帶寶島21-1氣田氣藏剖面圖（剖面位置見圖1）

寶島A轉(zhuǎn)換斷階帶緊鄰神狐隆起大物源，物源沿斷裂轉(zhuǎn)換斜坡注入，供給充足，陵三段主力氣組Ⅱa、Ⅲa氣組發(fā)育經(jīng)長距離搬運的大型辮狀河三角洲水下分流河道砂體儲集層，儲集巖性以含礫中—細(xì)砂巖為主，儲集層物性為中—低孔、中—低滲特征，粒間孔與粒內(nèi)溶孔組合。Ⅱa氣組相對遠(yuǎn)源區(qū)的 A-1井儲集巖分選較好、物性較好，平均孔隙度約13%，滲透率為（1.40～11.80）×10-3μm2，測壓流度為 1.30～38.20 μm2/（Pa·s）；相對近源區(qū)的A-2d井儲集巖分選較差、物性較A-1井偏差，孔隙度為11.8%，滲透率（0.05～8.26）× 10-3μm2，測壓流度為 0.01～2.63 μm2/（Pa·s）；近源區(qū)的 A-3d井儲集巖分選較差、物性也較A-1井偏差（見表1），平均孔隙度為 11.0%，滲透率為（0.11～5.00）×10-3μm2。Ⅲa氣組相對遠(yuǎn)物源區(qū)的1、2d井區(qū)物性相近，平均孔隙度約11%，滲透率為（0.05～8.61）× 10-3μm2，測壓流度 0.02～2.90 μm2/（Pa·s）。寶島 A 轉(zhuǎn)換斷階帶發(fā)育大型古近系陵三段（扇）三角洲在富泥背景、翹傾構(gòu)造背景下的巖性圈閉，主干斷裂溝通寶島27洼、25洼、21洼成熟烴源巖，控制了烴類氣高效輸導(dǎo)成藏。鉆井揭示，天然氣組分以烴類氣為主，烴類氣含量為46.6%～99.4%，非烴CO2含量較寶島B轉(zhuǎn)換斷階帶鉆井明顯偏低，基本小于 50%，A-1井測試段氣油比20 190 m3/m3，凝析油相對密度為0.826，為典型濕氣氣藏。相比較，近F12斷裂的A-3d井較其他井天然氣偏濕、CO2含量相對較高，甲烷碳同位素組成偏輕，成熟度偏低，成熟度約1.6%，證實有寶島21洼的貢獻(xiàn)；A-1、A-2d井成熟度較高，成熟度約1.5%～2.1%，證實主要為寶島27洼、25洼的貢獻(xiàn)。

表1 寶島A轉(zhuǎn)換斷階帶寶島21-1氣田氣藏參數(shù)表

3.2 天然氣勘探潛力

寶島A轉(zhuǎn)換斷階帶寶島21-1氣田的發(fā)現(xiàn)，證實松南—寶島北部轉(zhuǎn)換帶成藏條件好，其緊鄰松南—寶島凹陷生烴中心，該生烴中心發(fā)育Ⅱ2—Ⅲ型優(yōu)質(zhì)烴源巖，具有較強(qiáng)生烴能力。此外，北部轉(zhuǎn)換帶發(fā)育轉(zhuǎn)換斷階帶控制的大型構(gòu)造脊匯聚、大型三角洲儲集體，是天然氣有利聚集區(qū)。以寶島21-1大型氣田發(fā)現(xiàn)為契機(jī)，向?qū)殟uC斷階帶拓展，落實寶島C構(gòu)造，其同樣發(fā)育古近系陵三段、崖城組多個大型（扇）三角洲儲集體，發(fā)育北高南低的構(gòu)造+巖性圈閉，局部發(fā)育斷背斜、斷鼻構(gòu)造，橫、縱向多套疊置，具有“寶島凹陷主洼27、28洼供烴、大構(gòu)造脊匯聚、溝源斷裂垂向運聚”成藏模式。該構(gòu)造帶落實陵三段低位期、高位期大型辮狀河三角洲砂體分別與系列反向斷層、順向斷層控制形成的鼻狀構(gòu)造背景下的構(gòu)造+巖性圈閉群，分西、中、東 3大潛力區(qū)，資源潛力大，是寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換斷階帶又一領(lǐng)域突破與大中型氣田勘探的方向。

4 結(jié)論

松南—寶島凹陷北部主干斷裂整體呈右行斜列特征，斷裂活動性控制差異升降，自西向東形成寶島B、寶島A、寶島C轉(zhuǎn)換斷階帶。寶島A、C轉(zhuǎn)換斷階帶較寶島B轉(zhuǎn)換斷階帶臺階寬度大，斷裂活動停止時間早，控斷階的主干斷裂在剖面上呈平行組合，不同于寶島B轉(zhuǎn)換斷階帶主干斷裂在剖面上的“Y”型組合。

轉(zhuǎn)換帶主干斷裂在漸新世早期崖城組沉積期的活動性，控制生烴灶與生烴潛力，自西向東發(fā)育多個生烴洼陷；F2、F12、F18斷裂漸新世開始活動，在應(yīng)力場右旋作用下，早期斷層彎曲段在張扭背景下發(fā)生局部擠壓，形成大型鼻狀構(gòu)造背景下的復(fù)合型圈閉，且向東寶島A、寶島C圈閉規(guī)模大于寶島B圈閉；海南隆起或神狐隆起物源，沿多級斷裂控制形成的同向轉(zhuǎn)換帶和緩坡帶注入，形成大型三角洲砂體；主干斷裂控制形成的大型構(gòu)造脊緊鄰生烴中心、高效匯聚；主干斷裂組合方式、活動時間控制烴類氣富集。

寶島A轉(zhuǎn)換斷階帶緊鄰生烴洼陷寶島27、25、21洼，發(fā)育隆起區(qū)物源沿 F12斷裂中西段轉(zhuǎn)換斜坡和東段緩坡段注入，形成西支、東支多個大型辮狀河三角洲朵葉體；主干斷裂F12/F12-1斷裂控制形成的大型構(gòu)造脊匯聚、溝源斷裂與深大斷裂平行組合分布，受幔源CO2影響較小，是烴類氣優(yōu)勢匯聚區(qū)。寶島21-1鉆探揭示厚層氣層，實現(xiàn)了大型氣田發(fā)現(xiàn)，帶動了寶島凹陷北部轉(zhuǎn)換斷階帶勘探新領(lǐng)域。