李建平，徐微，閆琢玉，張成，熊連橋

1. 中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京 100028

2. 中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)湛江分公司，湛江 524057

3. 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）海洋地質(zhì)資源湖北省重點實驗室，武漢 430074

瓊東南盆地是中國近海最重要的天然氣勘探領(lǐng)域，中新統(tǒng)濁積體是其主要的勘探開發(fā)目標(biāo)，探明儲量主要集中在黃流組中央峽谷濁積砂體，而梅山組和三亞組濁積扇研究薄弱、勘探程度低[1-3]。已有研究表明，瓊東南盆地梅山組亦廣泛發(fā)育濁積扇，截至目前，已有20 余口探井鉆遇濁積扇，且鉆探發(fā)現(xiàn)有逐年增加的趨勢，顯示了良好的勘探潛力。然而，梅山組濁積扇存在儲層致密、泥質(zhì)含量高、砂層薄、頂油底水、油藏封閉性差等問題，儲層預(yù)測成功率低，儲層品質(zhì)及有效性成為制約其勘探成功的瓶頸問題。

本文綜合利用鉆遇梅山組濁積扇探井的巖芯、井壁取芯及鏡下薄片、壓汞等資料，分析了梅山組濁積扇儲層主控因素，并從巖性側(cè)封、扇體上傾尖滅角度分析了儲層成藏有效性。研究成果對梅山組濁積扇進(jìn)一步勘探具有重要的指導(dǎo)意義，對三亞組濁積扇勘探亦具有重要參考價值。

1 梅山組濁積扇儲層特征

瓊東南盆地在中中新世梅山組沉積期處于裂后熱沉降演化階段，沉積背景總體以濱淺海-半深海為特點，發(fā)育了2 個三級層序（圖1）。研究認(rèn)為每個三級層序的不同體系域均沉積了一系列規(guī)模不同、類型多樣的海底濁積扇體[2,4-8]，諸如在斜坡腳和盆底深洼區(qū)發(fā)育的各類盆底扇，斜坡上堆積的斜坡扇和高位期陸棚邊緣發(fā)育的陸棚扇等[9-12]。綜合海底地形地貌、斷裂活動、海平面變化等因素，李建平等認(rèn)為盆底扇可劃分為斷控緩坡根部盆底扇、斷控陡坡根部盆底扇、深洼盆底扇、峽谷切割深洼盆底扇等4 種類型[3,13]。鉆井資料揭示，這些海底扇沉積物粒度總體較細(xì)，以細(xì)-粉砂巖為主，泥質(zhì)粉砂巖次之，少量為中-粗砂巖，局部可見礫巖；埋深總體較大，絕大部分超過了3 000 m，膠結(jié)程度較高，構(gòu)成了瓊東南盆地中新統(tǒng)重要的油氣儲層[2,8]。

圖1 瓊東南盆地梅山組濁積扇平面分布及新近系綜合地層柱狀圖Fig.1 Distribution of submarine fan of the Meishan Formation and stratigraphic sequence of the Neogene in the Qiongdongnan Basin

梅山組濁積扇儲層巖石類型以長石巖屑砂巖、長石巖屑石英砂巖、巖屑石英砂巖和巖屑砂巖為主，砂巖中偶見礫石顆粒，礫石最大可達(dá)5 cm 以上。礫石成分復(fù)雜，可見花崗巖、灰?guī)r、火山巖、碎屑巖。砂巖沉積結(jié)構(gòu)特征顯示，靠近盆地西北段的A-7、A-12 井區(qū)距離物源區(qū)近，沉積物粒度粗（礫石），分選差，磨圓度變化大?？拷璧貣|北段的A-1、A-5 井區(qū)距離物源區(qū)相對遠(yuǎn)，沉積物磨圓度變好，由棱角向圓狀過渡（圖2）。

圖2 瓊東南盆地梅山組濁積體儲層巖石薄片照片F(xiàn)ig.2 Pictures of turbidite thin-sections in the Meishan Formation, Qiongdongnan Basin

瓊東南盆地梅山組已鉆遇海底扇儲層物性資料表明，整體上隨埋深增加，孔隙度和滲透率降低，局部分布異常高孔、高滲段?？紫抖戎饕植荚?0%～20%，平均值為12.4%，滲透率主要為（0.05～100）×10-3μm2，平均值為12.6×10-3μm2，以低孔-中滲儲層為主（圖3），孔隙度和滲透率相關(guān)性差，孔滲測試數(shù)據(jù)離散，說明影響孔滲的因素多而復(fù)雜（圖4）。

圖3 瓊東南盆地梅山組濁積體儲層物性與埋深關(guān)系圖Fig.3 Relationship between reservoir physical properties and burial depth of turbidite in the Meishan Formation, Qiongdongnan Basin

圖4 瓊東南盆地梅山組濁積體巖心、旋轉(zhuǎn)井壁取心孔滲交會圖Fig.4 Cross plot of porosity and permeability of turbidite sandstones from core and rotary sidewall coring hole of the Meishan Formation in the Qiongdongnan Basin

瓊東南盆地梅山組濁積扇以產(chǎn)出天然氣為主，本次研究參考鶯瓊盆地天然氣儲層分類標(biāo)準(zhǔn)，從生產(chǎn)實際出發(fā)（海上石油天然氣儲量估算規(guī)范，2020），提出了梅山組濁積體天然氣儲層分類方案，結(jié)合中國近海海域天然氣單井日產(chǎn)量下限、產(chǎn)能分類，分高產(chǎn)（15×104m3/d）、具有商業(yè)產(chǎn)能（2.5×104m3/d）、有一定產(chǎn)能、見地層流體、見泥漿濾液，分別對應(yīng)于優(yōu)質(zhì)、好、有效、致密儲層（表1）。

表1 瓊東南盆地梅山組天然氣儲層分類標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Classification standard of natural gas reservoir in the Meishan Formation of the Qiongdongnan Basin

2 儲層主控因素分析

瓊東南盆地不同凹陷梅山組濁積扇埋深有較大差異，其濁積扇儲層物性除受到埋深影響外，還受到物源、海平面變化、扇體類型及內(nèi)部構(gòu)成以及底流改造的影響。

2.1 沉積物來源

沉積物源對儲層發(fā)育特征的影響主要體現(xiàn)在不同來源沉積物其碎屑成分、礦物組合等可能存在較大差異，進(jìn)而導(dǎo)致其儲層物性存在一定差異[14-16]。瓊東南盆地梅山組沉積期發(fā)育北部海南島物源、西部越南物源以及東部神狐物源，利用巖屑成分、重礦物資料以及沉積相平面圖可識別出物源差異。

巖屑成分特征顯示，A-2 井和A-11 井巖屑包括了巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖。A-2 井區(qū)巖屑含量呈跳躍分布，A-11 井巖屑含量相對穩(wěn)定，其中噴出巖巖屑較多。反映前者物源環(huán)境有不穩(wěn)定性。A-2 井、A-14 井和A-11 井花崗巖、變質(zhì)巖和沉積巖屑分布與A-7 井有一定相似性，說明可能受同一物源影響（圖5）。

圖5 瓊東南盆地梅山組巖石碎屑成分分布圖Fig.5 Distribution of rock clastic composition of the Meishan Formation, Qiongdongnan Basin

重礦物資料顯示，瓊東南盆地梅山組沉積期不同構(gòu)造帶的源-匯供給存在差異。A-7 井區(qū)及以西區(qū)域，重礦物組合以鋯石+電氣石+白鈦礦為主，ZTR 指數(shù)值高，表明A-7 井區(qū)遠(yuǎn)離物源，不僅受海南島物源控制，還受紅河物源注入的影響。A-12 井區(qū)和A-1 井區(qū)及西南和松東凹陷東南向區(qū)域，重礦物組合以鋯石+電氣石+白鈦礦為主，白鈦礦含量占據(jù)絕對優(yōu)勢?？拷Ｄ下∑饏^(qū)域ZTR 數(shù)值較A-1 井區(qū)高，相對靠近物源，與海南島河流砂巖重礦物特征一致。A-5 井區(qū)重礦物組合以鋯石+電氣石+白鈦礦為主，ZTR 數(shù)值占據(jù)絕對優(yōu)勢，應(yīng)屬于海南島物源獨立分支，且遠(yuǎn)離海南島母巖物源方向（圖6）。

圖6 瓊東南盆地中央拗陷西北段梅山組儲層重礦物平面分布Fig.6 Plane distribution of heavy minerals in the Meishan Formation reservoir in the northwest of central depression of the Qiongdongnan Basin

巖石薄片、巖礦組分和輕重礦物組合特征，以及宏觀構(gòu)造演化和河道發(fā)育分析結(jié)果表明，A-7 井區(qū)是海南島、越南中部和紅河多物源供給，沿紅河斷裂帶1 號和13 號斷裂和多期河道，NW 至SE 向搬運和沉積。A-12 和A-1 井區(qū)是海南島物源供給，經(jīng)5 號、3 號和2 號斷裂和多期河道，NNW 至SSE向搬運和沉積。A-5 井區(qū)為海南島不同分支物源，經(jīng)5 號、6 號和2 號斷裂和多期河道，NE 至SW 向搬運和沉積（圖6）。瓊東南盆地梅山組沉積物總體受海南島物源的絕對控制，表現(xiàn)為海南島、紅河和越南中部等多物源供給格局、沿繼承性活動斷裂和多期發(fā)育的河道匯聚、沉積在深洼中央。

物源條件決定了儲層的原始碎屑成分及其分選情況，進(jìn)而從根本上影響和控制儲層物性特征。總體上，海南島物源供給的濁積扇儲層的碎屑成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都均高于西部越南物源為主供給的濁積扇儲層；砂巖中值粒徑方面，海南島物源供給濁積扇儲層低于西部越南物源供給濁積扇儲層。物源條件決定了梅山組濁積扇儲層原始成分和結(jié)構(gòu)的差異，進(jìn)而影響其物性特征的差異。

2.2 海平面變化

海平面變化對儲層發(fā)育特征的影響主要反映在海平面變化不同階段發(fā)育的海底扇其儲層物性特征存在較大差異。A-7 井連續(xù)超180 m 的取芯段上，以正常深海泥巖為界，可識別出3 期海底扇濁積體，鉆遇的梅山組海底扇為高位體系域沉積，黃流組海底扇為低位體系域沉積（圖7）。

圖7 A-7 井系統(tǒng)取芯段黃流組、梅山組濁積扇物性差異變化Fig.7 Variations in porosity and permeability of turbidite fan in the Huangliu and Meishan Formations in coring section of the well A-7

濁積體碎屑顆粒組成復(fù)雜，巖性從中細(xì)砂巖到礫巖，礫石最大可達(dá)5 cm 以上；礫石成分上，花崗巖、灰?guī)r、火山巖、碎屑巖均可見，且分選磨圓都很差；間夾異重流沉積、見有片狀泥礫、假團(tuán)塊。這些沉積特點增強了儲層內(nèi)部非均質(zhì)性，是儲層變差的重要因素。顆粒粗使其保存有一定數(shù)量的大孔隙，因此仍有好儲層存在，但儲層物性變化很大。其中異重流沉積屬于洪水事件重力流沉積，一次性搬運，分選磨圓差。從圖7 可以看出，低位體系域海底扇儲層物性明顯優(yōu)于高位體系域。

低水位晚期，陸坡濁積溝道會有溢岸沉積，顆粒細(xì)，泥質(zhì)含量高，斜坡扇好-優(yōu)質(zhì)儲層僅占7%；高水位時期，陸架三角洲前端可能發(fā)育陸棚扇。由于可能夾有洪水期的異重流沉積，分選差，陸棚扇好-優(yōu)質(zhì)儲層僅占13%。

2.3 濁積扇類型及內(nèi)部構(gòu)成

研究認(rèn)為不同類型的海底扇其儲層物性有較大差別[4,14,17]。盆底扇儲層中好-優(yōu)質(zhì)儲層占68%，但不同類型間差別很大。斷控緩坡根部盆底扇好-優(yōu)質(zhì)儲層在76%以上；而斷控陡坡根部盆底扇儲層品質(zhì)總體不好；深洼盆底扇優(yōu)質(zhì)儲層占比高達(dá)85%，但上傾不尖滅是關(guān)鍵風(fēng)險；峽谷切割深洼盆底扇與之類似，但側(cè)封是最大風(fēng)險（表2）。

表2 瓊東南盆地梅山組已鉆盆底扇儲層厚度統(tǒng)計Table 2 Statistics in the thickness that drilled into the basin-floor fan reservoir in the Meishan Formation of Qiongdongnan Basin

此外，每期海底扇不同相帶的儲層物性亦存在較大差別[18-20]。A-7 井（圖7）梅山組海底扇中扇為均勻的中細(xì)砂巖，儲層物性好，油跡清楚可見，以優(yōu)質(zhì)儲層為主；內(nèi)扇以中粗砂巖為主，夾順層分布的片狀泥礫，儲層物性差，非均質(zhì)性增強；外扇為砂泥互層，砂巖顆粒變細(xì)、泥質(zhì)含量增加，儲層物性有所降低。

2.4 底流改造

瓊東南盆地陵水凹陷北部陸坡梅山組可見底流對重力流沉積物改造的標(biāo)志[17]（圖8）。當(dāng)流速超過一定值時，底流可侵蝕和攜帶一定粒級的碎屑物質(zhì)，尤其是細(xì)粒泥質(zhì)沉積物，進(jìn)而導(dǎo)致濁積砂體中泥質(zhì)含量顯著降低；使片狀泥質(zhì)碎屑順層分布；清除孔隙內(nèi)雜質(zhì)；保持大孔喉半徑并使喉道壁更加光滑。比較而言，底流對敞流環(huán)境沉積物，如海底扇中扇、外扇改造強，對限制環(huán)境（濁積溝道）的內(nèi)扇改造弱[21-23]。

圖8 底流改造部分識別標(biāo)志（A-1 井）A. 3795.66m，壓扁層理，泥巖分叉和顆粒定向排列；B. 3795.7m，生物潛穴、生物食遺被底流改造。Fig.8 Identification marks of turbidite fan reworked by bottom currents in the Well A-1 A: 3795.66m，flattening bedding，mudstone bifurcation and grain orientation; B: 3795.7m，animal burrow and feeding tracks that reworked by bottom flow.

表3 顯示了A-8 井不同深度段壁芯樣品的儲層物性特征。如表所示，3 個壁芯樣品均為海底扇沉積物，巖性為粉砂巖，但因其所處相帶不同，受底流改造程度不同，導(dǎo)致其儲層物性存在較大差異。壁心1 屬內(nèi)扇濁積溝道底部沉積，泥質(zhì)含量高達(dá)25%，且含灰質(zhì)，滲透率小于0.1×10-3μm2，以細(xì)小孔喉為主，屬致密層；壁心2 屬內(nèi)扇上部沉積，泥質(zhì)含量12%，滲透率0.711×10-3μm2，存在一定的中大孔喉，但占比不高，屬有效儲層；壁心3 為外扇沉積，泥質(zhì)含量9%，滲透率3.72×10-3μm2，大中孔喉占比很高，屬于好儲層（表3）。

表3 A-8 井梅山組海底扇儲層實測物性特征Table 3 Measured physical property data of submarine fan reservoir of Well A-8

綜上所述，濁積扇儲層以盆底扇為最有利，斷控陡坡根部盆底扇、深洼盆底扇和峽谷切割深洼盆底扇等3 種屬于有利于儲層發(fā)育的類型。海底扇相帶中以中扇和外扇發(fā)育好儲層、內(nèi)扇物性相對較差。敞流環(huán)境底流改造強、限制性環(huán)境底流改造弱。底流活動強會顯著降低泥質(zhì)含量，制約碳酸鹽的沉淀及其自生礦物的產(chǎn)生，有利于大孔隙的保存[4,14,17]。

3 儲層有效性分析

前已述及，瓊東南盆地梅山組濁積扇發(fā)育好甚至優(yōu)質(zhì)儲層。然而，好-優(yōu)質(zhì)儲層并不等于成藏有效，只有圈閉條件好，與油氣輸導(dǎo)通道連通，才有可能成藏。探井鉆前預(yù)測與實鉆結(jié)果對比顯示，僅18%的鉆井基本符合；26%的鉆井符合性較差；高達(dá)56%的鉆井基本不符合。鑒于瓊東南盆地裂后期總體處于伸展背景，構(gòu)造圈閉不發(fā)育，巖性圈閉成為該區(qū)主要勘探目標(biāo)。造成梅山組濁積扇儲層成藏有效性成功率低的原因，除儲層不發(fā)育外，沉積因素造成的巖性側(cè)封不好、儲層上傾不尖滅也是主要原因，前者主要見于峽谷切割型盆底扇、后主要見于深洼盆底扇。因此，兩者構(gòu)成了制約儲層有效性的關(guān)鍵因素。

3.1 富泥峽谷充填側(cè)封

瓊東南盆地中央坳陷帶發(fā)育了一條自西向東延伸的中央峽谷，該峽谷切割了梅山組甚至更深地層[18,24-25]。若梅山組富砂海底濁積扇被中央峽谷切割，峽谷充填過程及其內(nèi)部組成、斷控峽谷壁等對濁積扇儲層成藏是否有效非常重要。中央峽谷的富泥充填形成的削截尖滅可以在濁積體上傾端或側(cè)翼形成或協(xié)助形成圈閉。富泥溝道、沉積尖滅、局部斷層共同控制了濁積扇油藏的形成和分布。

A-2 井鉆遇的梅山組海底扇被中央峽谷切割后與黃流組峽谷充填物形成側(cè)向?qū)?，峽谷下部充填為塊體流沉積，空白弱反射，泥質(zhì)為主，上部為平行連續(xù)強反射，屬于黃流組II 砂組（圖9A）。富泥塊體流沉積與梅山組海底扇T40A 砂體側(cè)向?qū)?，形成了?cè)向封擋型圈閉，測試獲得13 層累計厚度18.7 m 的氣層。與A-2 井截然不同的是，A-21 井梅山組砂體被中央峽谷切割后，與峽谷充填的黃流組濁積砂體對接，側(cè)向封擋失?。▓D9B），導(dǎo)致梅山組濁積扇儲層含水。

圖9 梅山組峽谷切割海底扇過井地震剖面圖Fig.9 Crossing well seismic sections of basin floor fan cut by canyon in the Meishan Formation

3.2 儲層上傾尖滅

鉆探實踐表明，瓊東南盆地裂后期以發(fā)育巖性圈閉為主，且超過50%的巖性圈閉屬于砂巖上傾尖滅型圈閉。梅山組海底濁積扇體因顯著的地形高差和過路不沉積，雖然多數(shù)上傾尖滅風(fēng)險不大，但若物源區(qū)富砂，碎屑顆粒粗，物源充足，則有可能存在儲層上傾尖滅差的風(fēng)險。

瓊東南盆地樂東凹陷東北部梅山組B 盆底扇緊鄰物源，均方根振幅屬性展示砂體的東南部發(fā)育很好的地層尖滅，但在NE、NW 方向存在一定上傾尖滅風(fēng)險（圖10）。B-1 井位于該圈閉 B 砂體較高部位，鉆井揭示屬于海底扇內(nèi)扇，碎屑顆粒成分復(fù)雜、粒度粗，分選磨圓差、碳酸鹽膠結(jié)嚴(yán)重。因中粗顆粒占比高，仍保留了不少原生孔隙、普遍發(fā)育好儲層，滲透率在1×10-3μm2以上，孔喉半徑以中大者為主，且占一定比例（表4），測試結(jié)果為水層。造成儲層含水的主要原因是扇體西側(cè)濁積溝道含砂率高，保留了部分滲透性好的儲層，導(dǎo)致B-1 井所鉆圈閉的砂體上傾尖滅不徹底，增加了圈閉成藏的風(fēng)險。

表4 B-1 井梅山組海底扇儲層實測物性特征Table 4 Measured physical property data of submarine fan reservoir of Well B-1

圖10 B 盆底扇均方根振幅地震屬性圖Fig.10 Seismic attribute of the root mean square amplitude of the basin floor fan B

4 結(jié)論與建議

（1）瓊東南盆地梅山組濁積扇埋深有較大差異，其濁積扇儲層物性除受到埋深影響外，還受到物源、海平面變化、扇體類型、內(nèi)部構(gòu)成以及底流改造的影響。濁積扇類型及其內(nèi)部組成、底流改造等是影響和控制濁積體儲層品質(zhì)的主要因素。低位時期的斷控陡坡根部盆底扇、深洼盆底扇和峽谷切割深洼盆底扇是好-優(yōu)質(zhì)儲層相對發(fā)育的濁積體類型；從相帶來看，中扇和外扇發(fā)育好儲層，內(nèi)扇儲層非均質(zhì)性強；此外，在底流強烈活動區(qū)，底流改造帶走泥質(zhì)、改善孔隙內(nèi)壁，明顯提高了儲層物性。

（2）梅山組濁積扇儲層成藏有效性主要取決于巖性側(cè)封和儲層上傾尖滅兩方面。切割濁積扇的富泥峽谷充填和塊體流沉積可以形成有效的頂部和側(cè)向封堵，巖性及斷裂側(cè)向封堵是海底扇巖性圈閉形成的關(guān)鍵，特別是精細(xì)的斷層分析與成圖是濁積扇儲層成藏有效性評價的關(guān)注的重點。