南海北部琼东南盆地岩石热物性特征

岩石热物性是盆地模拟和预测深部温度时不可或缺的参数。琼东南盆地是当前我国海洋油气资源勘探开发的重点区 块，揭示该盆地的热状态和烃源岩热演化历史均离不开真实可靠的岩石热物性参数。前人虽然对南海北部地区的岩石热物 性开展过相关研究，仍存在实测数据偏少、代表性不足和相互矛盾等问题，亟需新增一批新的实测数据来弥补该区基础地 热参数的不足。文章对采自琼东南盆地19口钻孔的32块岩心样品开展了热导率、生热率以及密度和孔隙度等物性参数测 试，揭示了它们的空间展布特征、相互关系及其主控因素，建立了琼东南盆地新生界地层平均热导率和生热率，据此估算 出盆地沉积物的放射性生热贡献约占地表热流的33%。这些实测的岩石热物性参数为南海北部海域沉积盆地的盆地模拟和 地热相关研究提供了坚实的基础数据。     

南海北部琼东南盆地岩石热物性特征

岩石热物性是盆地模拟和预测深部温度时不可或缺的参数。琼东南盆地是当前我国海洋油气资源勘探开发的重点区 块,揭示该盆地的热状态和烃源岩热演化历史均离不开真实可靠的岩石热物性参数。前人虽然对南海北部地区的岩石热物 性开展过相关研究,仍存在实测数据偏少、代表性不足和相互矛盾等问题,亟需新增一批新的实测数据来弥补该区基础地 热参数的不足。文章对采自琼东南盆地19口钻孔的32块岩心样品开展了热导率、生热率以及密度和孔隙度等物性参数测 试,揭示了它们的空间展布特征、相互关系及其主控因素,建立了琼东南盆地新生界地层平均热导率和生热率,据此估算 出盆地沉积物的放射性生热贡献约占地表热流的33%。这些实测的岩石热物性参数为南海北部海域沉积盆地的盆地模拟和 地热相关研究提供了坚实的基础数据。     

南海琼东南盆地气态烃地球化学特征及天然气水合物资源远景预测

天然气水合物研究覆盖了地球物理学、地球化学和地质学等多门学科,其中勘查地球化学方法可以从海底介质中直接获得与天然气水合物有关的地球化学信息,圈定水合物异常区域。近些年来大量的研究工作和陆续发现的地球物理和地球化学证据显示,南海北部海域是我国勘查天然气水合物最有潜力的区域之一。依据广州海洋地质调查局2005年第4航次获得的南海琼东南盆地沉积物酸解烃测试结果和高异常段位同位素分析数据,探讨了琼东南盆地气态烃地球化学分布特征和异常成因。结合西沙海槽已有的勘探资料和水合物成藏地质条件,分析南海北部西沙海槽—琼东南地区与天然气水合物有关的地球化学异常特征,并对水合物成藏远景进行了预测。研究成果为南海北部天然气水合物勘探提供地球化学证据。     

南海神狐海域Site 4B沉积物地球化学特征及其对甲烷渗漏的指示意义

前人对Site 4B站位海底浅表层沉积物的研究显示该站位历史上可能存在甲烷渗漏事件。为研究该站位的甲烷渗漏历史,分析了Site 4B站位柱状沉积物的元素地球化学特征,及沉积物中Mg/Ca和Sr/Ca比随深度的变化规律以及自生碳酸盐矿物的分布特征。元素相关性分析表明:研究区Ca、Sr等碳酸盐相关的元素极有可能来自于与甲烷渗漏有关的自生碳酸盐。结合沉积物的粒度特征,认为Site 4B站位在15.78 ka B.P.之前泥火山活动造成甲烷渗漏,且甲烷渗漏速率具有增大—减小的周期性变化特点。研究站位在24.15 ka B.P.、27.47 ka B.P.、31.05 ka B.P.具有相对较高的甲烷渗漏速率,且在31.05 ka B.P.达到最大值。研究结果对探明南海北部的甲烷渗漏历史具有重要的意义。     

琼东南盆地深水区浅表层水合物稀有气体地球化学特征及意义

琼东南盆地深水区具备形成天然气水合物藏的地质条件,是我国海洋天然气水合物两个勘探开发先导示范区之一。本文选取深水区浅表层水合物为研究对象,基于天然气地球化学、稀有气体地球化学分析,开展了其与深部常规天然气藏的对比研究。结果表明:本次研究的浅表层气体碳同位素与深部常规天然气碳同位素的特征类似,气源主要为深部热成因气,生物气的贡献不明显,气体的成因类型为煤型气,推测气源岩为崖城组煤系烃源岩。轻稀有气体Ar同位素组成显示,气源岩和第三系相关;样品中³He/⁴He值偏高,指示了部分幔源气的贡献。因此,在富生烃凹陷背景下,讨论深部热成因气对水合物成藏具有重要意义,深部热成因气藏与浅层水合物藏在垂向上可以形成立体的天然气藏,为未来的“多气可采”提供理论支持,也有助于提高深水区天然气水合物矿藏开发的经济性。     

南海琼东南盆地两种不同成因天然气水合物赋存的深层沉积物地球化学特征对比

对来自琼东南盆地W03和W09站位的天然气水合物分解气及其赋存沉积物的地球化学特征进行对比研究。结果表明, W03和W09站位的天然气水合物分解气分别对应以生物气为主和以热成因气为主的混合成因气, 2个站位水合物赋存的深层沉积物的地球化学特征具有显著差异。以生物成因气为主的W03站位沉积物表现出较高的总有机碳(TOC)、较低的硫酸盐含量以及较高的孔隙度,这些是产甲烷菌活跃的有利条件;同时天然气水合物富集层沉积物的饱和烃中显示出强度很高的低碳数未分离复杂化合物(UCM)鼓包(C12～C19),推测该站位沉积物中产甲烷菌活跃。以热成因气为主的W09站位沉积物中轻重烷烃指数(L/H)、姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)和n-C17/Pr等多种生物标志物特征表明,该站位在天然气水合物富集层有明显的油源烃浸染的痕迹,推测来自深部油气藏的天然气将油源烃携带到天然气水合物层位,同时该站位部分样品色谱图中显示出与油源烃微生物降解活动相关的UCM鼓包(C₁₇～C₂₁),表明油源烃在沉积物中也受到了微生物降解活动的影响。     

琼东南盆地断陷期层序地层模式

琼东南盆地断陷期指示了从陆相向滨海环境演化的完整序列,因而断陷期层序的形成和演化既受幕式裂陷作用控制,又受区域海平面变化的影响。盆地断陷期代表一个巨层序(或构造层序),由3个层序组和6个层序组成,其中层序组分别对应于断陷期3次构造幕,层序则与全球三级海甲面旋回吻合。层序内部体系域特征与幕式构造作用的演化阶段有关,根据沉积环境差异可以划分为冲积平原型和滨海湖盆型两种层序模式。在裂陷作用阶段,幕式构造作用是断陷盆地内层序形成和演化的主导因素,区域海平面变化仅相对加强或减弱构造作用的影响;而在裂后热沉降作用阶段,随着构造沉降作用减弱,海平面变化影响更显著,其层序样式与陆表海环境的层序相似。     

琼东南盆地陆坡体系发育特征及其控制因素

琼东南盆地位于南海北部大陆边缘,是发育于前古近系基底之上的裂陷盆地,自中新世以来进入裂后沉降期。10.5Ma以来,随着盆地演化进入加速沉降阶段,盆地水深迅速增大,陆坡体系开始发育。根据陆坡体系的外部形态及其内部沉积构成特征,在空间上自西向东可以将其划分为3段,盆地西部陆坡以快速进积的陆坡楔状体为主要特征;盆地中部陆坡以陡倾的陆坡角度,大量的陆坡峡谷、沟谷和大规模的沉积物重力流等陆坡沉积为特征;盆地东部陆坡以宽缓的陆坡形态为主要特征。研究表明,沉积物供给和断裂活动对陆坡体系的发育都具有重要的控制作用;同时,陆坡发育时期所经历的沉积过程、古地貌形态和相对海平面变化对陆坡体系的发育也具有一定的控制作用。     

琼东南盆地松南-宝岛凹陷梅山组碎屑岩储集性及成岩作用研究

通过岩石铸体薄片和扫描电镜观察,结合压汞测试、微米CT扫描技术、X射线衍射、流体包裹体分析等,刻画琼东南盆地凹陷梅山组碎屑岩的岩石学面貌和物性特征,研究成岩作用以及对储集性能的影响,并通过成岩岩相分析预测了有效储层的可能发育区带。研究表明,琼东南盆地凹陷梅山组碎屑岩岩性以长石质石英细砂岩、粉砂岩为主,点-线接触,颗粒支撑结构。胶结物类型主要是黏土矿物和碳酸盐矿物。孔隙类型主要是粒间溶孔,其次为残余粒间孔和粒内溶孔,孔隙大小中等,以细-特细喉道为主,具有中孔、低渗-特低渗特征。破坏性成岩作用主要是压实作用,其次为胶结作用,主要的建设性成岩作用是溶蚀作用。三角洲前缘可能是研究区梅山组碎屑岩中有效储层发育的有利区带。     

琼东南盆地半地堑特征及其动力学探讨

利用琼东南盆地的反射地震剖面等资料,对其中具有代表性的崖北、北礁凹陷等半地堑的几何学、运动学特征进行分析,划分出旋转半地堑、滚动半地堑和多米诺式半地堑系3种类型,认为半地堑经历了中始新世-早渐新世、晚渐新世-早中新世两个演化阶段,并且在时间上有东早西晚,空间上有"东西分块、南北分带"的特征。在盆地半地堑组合特征及区域构造分析的基础上,指出盆地的发育与演化主要受古太平洋板块俯冲带后撤、红河断裂的左行走滑和南海海盆扩张的联合作用影响,表现为裂陷前期(Tg-T7)主要受古太平洋板块俯冲后撤及红河断裂的左行走滑联合作用,后期(T-T)主要受南海海盆海底扩张作用影响;而盆地张裂是通过纯剪切作用完成的。     

琼东南盆地深水区中央峡谷沉积微相特征

中央峡谷位于南海北部琼东南盆地深水区,是琼东南盆地深水区油气勘探的重点区域。迄今为止,对于峡谷的成因及沉积微相的认识,不同学者有不同的观点。近来,峡谷内又新增了多口钻井,系统的分析总结峡谷的充填期次、沉积微相的划分及骨架砂体的展布意义重大,将直接影响到峡谷下一步的勘探部署。因此,本文以钻井资料为基础,通过岩矿特征、粒度分析、沉积构造、古生物特征、测井相等的分析,再结合高分辨率三维地震资料,综合分析了地震剖面、均方根振幅属性、多种切片技术等地震相特征,根据从点到面的研究思路对黄流组时期（S₄₀～S₃₀）中央峡谷发育的沉积微相进行了精细研究,研究表明琼东南盆地中央峡谷为大型侵蚀型水道,具有曲流水道特征,类似陆上曲流河沉积,发育点砂坝、天然堤复合体、泥质水道等沉积微相;综合构造背景、古地貌及古地貌与平面沉积相叠合图的研究表明,点砂坝主要发育于峡谷古地形的弯曲处,系水道不断迁移摆动而形成的侧向加积体,地震剖面上表现为强振幅叠瓦状前积型特征,岩性为块状细砂岩夹薄层泥岩,测井曲线GR呈中-高幅箱形夹薄层低幅齿形,为正旋回沉积特征。点砂坝规模不等,面积约8~20.5 km2;天然堤复合体范围较窄,这可能受峡谷壁的限制作用影响。已钻井也证实,点砂坝作为峡谷水道的骨架砂体,储层物性好,具有良好的勘探前景。     

琼东南盆地深水块体流构成及其沉积特征

为了深化对琼东南盆地深水区沉积体系的认识,基于琼东南盆地深水区2D和3D地震资料,发现琼东南盆地深水区发育大量的块体流沉积.通过对块体流沉积进行精细刻画,识别出一些典型的块体流沉积特征:滑移体、陆坡陡崖、搬运块体、残余块体、挤压脊、逆冲断层以及块体流顶部的滞留沉积等.陡倾陆坡上块体流以杂乱反射为特征,地层变形剧烈,而宽...     

琼东南盆地宝岛-长昌凹陷陵水组储层差异演化特征

宝岛-长昌凹陷陵水组砂岩储集体目前是琼东南盆地油气勘探的重点目标.本文综合铸体薄片、激光粒度、元素地球化学、X衍射、扫描电镜、流体包裹体以及电子探针分析,探究宝岛凹陷北坡与长昌凹陷陵水组砂岩储层的成岩演化差异性.宝岛凹陷北坡的砂岩储层具有“粒度粗、稳定组分高”的强水动力特征,是海南岛物源体系下的三角洲沉积;而长昌凹陷砂岩储层具有“粒级偏细、泥质杂基重”的弱水动力特点,是神狐隆起、西沙隆起物源体系下的海底扇沉积.机械压实导致宝岛凹陷北坡的陵水组砂岩储层颗粒普遍呈现线状或凹凸接触.高热流背景导致长昌凹陷陵水组砂岩在海底以下浅埋条件（海底以下约1 400 m）下即可进入化学压实阶段,颗粒呈点-线接触,并伴生重晶石、片钠铝石等热液矿物.宝岛凹陷北坡存在早、晚两期烃类充注（14.5~10.0 Ma、2~0 Ma）,期间被一期CO₂充注分隔（7~3 Ma）.长昌凹陷仅发育早期烃类充注（14.5~6.0 Ma）,以及随后的一期CO₂充注（5~0 Ma）.陵水组砂岩储层演化在宝岛凹陷北坡总体以“海底以下缓慢深埋、缓慢升温”,天然气充注促进溶蚀和抑制胶结为特点,而长昌凹陷则以“海底以下浅埋、快速升温”,CO₂持续充注促使碳酸盐或粘土或热液矿物胶结为特点.      

琼东南盆地松南低凸起花岗岩年代学、地球化学特征及构造环境

为了探讨琼东南盆地松南低凸起花岗岩的岩石成因及构造环境,本文对其进行了岩相学、锆石年代学与地球化学研究。研究结果显示：潜山岩性主要为花岗闪长岩和二长花岗岩;花岗闪长岩和二长花岗岩LAICPMS锆石UPb定年结果分别为228.6和243.7 Ma,为三叠纪岩浆活动产物;岩体属于高钾钙碱性系列,具有高硅（w（SiO2)为54.94%~79.71%）,中等质量分数的碱（w（K2O+Na2O）为3.53%~6.43%）、铝（w（Al2O3）为9.82%~18.23%）、钙（w（CaO）为1.24%~9.55%）和镁（w（MgO）为0.37%~2.28%）的特征;铝饱和指数（A/CNK）为1.09~2.13,兼有准铝质和过铝质花岗岩;岩石整体富集K、Rb、Th等大离子亲石元素,亏损 Ta、Nb、Ti 等高场强元素,中等—弱的Eu负异常（δEu为0.50~0.85）。岩相学和地球化学特征显示花岗闪长岩为准铝质I型花岗岩、二长花岗岩为过铝质S型花岗岩,形成于壳内沉积物的部分熔融。综合分析认为该花岗岩具有后碰撞花岗岩的特征,形成于伸展构造环境,与华南、印支块体碰撞后的反向伸展作用有关。     

琼东南盆地崖城组沉积特征及成煤环境

基于琼东南盆地各凹陷含煤地层岩心、测井等资料,以及崖城组岩石学、煤岩学及煤质学资料,研究了该盆地主要含煤地层崖城组的沉积、聚煤特点及成煤环境。结果显示:崖城组主要由含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩、泥岩、碳质泥岩和煤组成,属于断陷盆地晚期的沉积;琼东南盆地以浅海周缘扇三角洲和滨海带为主要成煤环境及聚煤模式,成煤环境基本上与我国南方古近纪近海型成煤环境类似。      

琼东南盆地中央峡谷天然气成藏特征及其主控因素

基于地震、测井、岩芯、岩屑和天然气样品分析化验等资料,研究了中央峡谷天然气成藏特征,探讨了成藏主控因素与成藏模式。研究结果表明,晚中新世—早上新世沿琼东南盆地中央坳陷发育一条大型海底峡谷,称之为中央峡谷,峡谷内充填了多期相互叠置的浊积砂岩,平均孔隙度为15%~33%,渗透率为11×10-3~971.3×10-3μm2,为较好的储层;发育了岩性和构造-岩性复合两大类圈闭。峡谷的气源来自于崖城组的煤系地层,属于煤型气。烃源岩的有机质类型为Ⅱ2和Ⅲ型,以Ⅲ型为主;热演化程度处于成熟—高成熟阶段,晚中新世—上新世达到生烃高峰。琼东南盆地中央坳陷是一个高温高压的坳陷,实测地温梯度平均值高达4.2~4.6℃/100m,实测压力系数为1.20~2.15。在高温高压的环境下,盆地内孕育众多的底辟构造,而峡谷下伏的底辟构造与谷内相互叠置的复合砂体在空间上有效的配置构成了天然气垂向与侧向运移的输导体系,成为峡谷天然气成藏的关键因素。     

南海琼东南盆地深水区储层类型及研究意义

通过对琼东南盆地钻井及典型地震相分析,认为琼东南盆地深水区发育两种类型的储层:第一类为形成于浅水环境的储层,包括扇三角洲砂体、滨浅海相滩坝砂体和台地碳酸盐岩;第二类为形成于深水环境的储层,包括盆底扇和峡谷水道等低位砂体。其中,深水区广泛分布的海底扇、峡谷水道砂体和台地碳酸盐岩具有良好的深水油气勘探潜力。     

琼东南盆地新生代发育机制的模拟研究

琼东南盆地是南海西北陆缘上一个北东走向的伸展裂陷带,向西与北西走向的莺歌海盆地相接,因此其构造演化包含了较多红河断裂走滑活动的信息。综合地质分析与物理模拟实验,我们发现琼东南盆地的发育既受控于南海北部陆缘的南东向—南南东向伸展作用,而且受到红河断裂左行走滑作用的控制和影响。其中,中央坳陷带主要受控于南东至南南东向的伸展作用;南部坳陷带的发育主要受控于琼东南盆地的伸展及其沿北北西向边界断裂右行走滑作用的构造叠加;而北部坳陷带的发育主要受控于北西向断裂左行走滑作用。红河断裂左行走滑作用可能开始于晚始新世,晚于琼东南盆地的伸展裂陷作用,且早期走滑速率应小于琼东南盆地的伸展速率,早渐新世(T70)以后红河断裂左行走滑速率大于琼东南盆地伸展速率,导致琼盆西段的褶皱反转,以及一组北西—北北西走向张剪断裂的发育。     

南海北部琼东南海域HQ-48PC站位地球化学特征及对天然气水合物的指示意义

南海北部陆坡琼东南海域是中国天然气水合物勘探最具潜力的区域之一。对该海域的HQ-48PC站位沉积物样品的顶空气甲烷含量、孔隙水阴、阳离子及微量元素含量等地球化学特征进行综合分析,结果显示:在硫酸盐-甲烷界面(SMI,Sulfate-Methane Interface)(推算深度约为6.05 mbsf)发生了强烈的甲烷厌氧氧化反应(AMO,Anaerobic Meth-ane Oxidation),主要表现为SO24-含量线性降低接近于0、CH4含量发生骤增、有机碳和黄铁矿含量达到最大值及形成一个"钡锋"等特征。在SMI之上,HCO3-浓度随深度的增加呈明显上升的趋势,Ca2+、Mg2+、Sr2+等离子浓度随深度的增加呈降低的趋势,Mg2+/Ca2+比值随深度的增加呈明显增加的趋势,自生碳酸盐矿物以方解石为主;在SMI之下,HCO3-浓度随深度的增加呈缓慢下降的趋势,Ca2+浓度变化不大,Mg2+、Sr2+浓度和Mg2+/Ca2+比值随深度的增加呈降低的趋势,自生碳酸盐矿物以白云石为主。沉积物孔隙水的PO34-和NH4+含量较高,它们随深度的增加呈明显升高的趋势,且这种变化趋势与SO42-含量的下降趋势大致呈镜像关系。这些地球化学异常特征与国际上已发现有天然气水合物地区的地球化学特征相类似,暗示该采样站位深部沉积物中可能赋存有天然气水合物藏。