摘　要：XF区位于莺歌海盆地中北部底辟带上，近期在其中深层(上中新统黄流组)勘探中相继发现了XFl3-l、XFl3-2大型岩性+构造复合型气田。为弄清中深层天然气主力产层的物源方向，以指导气田下一步的勘探部署，根据碎屑组分特征、重矿物组合特征，结合沉积相分析，综合判断该区黄流组一段的主要物源方向为：XFl3-1气田西部、XFl3-2气田、XF29-1构造西部的海底扇水道砂源于西部昆嵩隆起物源区；而XFl3-1气田东部、XF29-l构造东部以及XFl-1气田的浅海滩坝砂主要源于东部海南岛隆起物源区。结论认为：物源体系影响了该区沉积体系的空间布局和储层品质，受此影响，相对高渗储层主要分布在源于西部昆嵩隆起物源区的海底扇水道砂岩体中，水道砂岩体储层规模大(单层厚度大多超过10m，最大单层厚度可达91.2m，分布广，延伸至XFl-l底辟构造西侧，并具有多期次发育的特征)，储集性能良好，构成了XFl3-1、XFl3-2气田主力储层；水道砂岩体也是该区下一步天然气勘探的主攻方向和目标。

关键词：莺歌海盆地  晚中新世  碎屑组分  重矿物组合  母岩类型  物源区  昆嵩隆起  海南岛隆起

Controlling factors of storage capacity differences of Huangliu Fm sandstone in XF area of the Yinggehai Basin and their geologic significance

Abstract：Two large composite lithologic and structural gas fields，namely XFl3-1 and XFl3-2，were discovered successively in the medium to deep horizons(the Upper Miocene Huangliu Fm)in XF area located on the diapir zone in the north central Yinggehai Basin．In order to identify the provenance of the major pay zones and guide future exploration．we performed a comprehensive study of the detrital components，heavy mineral assemblage and sedimentary facies．The submarine fan channel sands in the western part of XFl3-l gas field，XFl3-2 gas field and the western part of XF 29-l structure were sourced from the provenance on the western Kumtom uplift．In contrast，the shallow marine beach bar sands in the eastern part of XFl3-l gas field．the eastern part of XF 29-1 structure and XFl-1 gas field came from the provenance on the Hainan Island to the east．The provenance systems influenced the spatial distribution of sedimentary systems and reservoir quality．The reservoirs with relatively high permeability are mainly distributed in the submarine fan channel sands sourced from the provenance on the western Kumtom uplift．The channel sandstone reservoirs are large in scale(single layer thickness mostly over 10m and maxim um up to 91.2m，being extensive in distribution and extending to the west of XFl-l diapir structure，muhiple stage development)and high in quality．They constitute the major reservoirs of XF13-1 and XFl3-2 gas fields．The channel sands are major targets for future gas exploration in this area．

Keywords：Yinggehai Basin，Late Miocene，detrital component，heavy mineral assemblage，mother rock type，provenance，Kumtom uplift，Hainan Island uplift

莺歌海盆地位于我国海南岛与越南之间海域，呈北西向展布，面积约为ll.3×10⁴km²，为典型的欠压实型高温高压新生代含油气盆地。XF区位于莺歌海盆地中北部底辟带上，继20世纪90年代发现XFl-1浅层气田(上新统莺歌海组二段)后，近期中深层(22中新统黄流组)勘探中又相继发现了XFl3-1、XFl3-2大型岩性+构造复合型气田。储层砂岩体类型在平面上分异明显，不同类型砂岩体厚度变化大；储层非均质性明显，中孔、高渗至低孔、特低渗储层均有出现，反映了XF区物源方向的差异性。

自XF区中深层气田发现以来，国内外众多学者和研究单位，用不同的方法，以不同的视角，在沉积、储层、成岩作用以及成藏方面进行了广泛、深入的研究，取得了众多的研究成果^[1-5]。但是针对与沉积环境、储集砂体展布规律、储集物性等紧密相关的物源供给方面的研究，则显得相对薄弱。因此，弄清XF区中深层天然气主力产层的物源方向，对指导气田下一步的勘探部署，有着重要的理论意义和实际意义。笔者结合砂岩碎屑组分、重矿物组合、沉积相等资料，综合判断XF区黄流组一段的主要物源方向，并根据物源方向预测沉积体系类型和展布特征，从而预测有利砂岩体的分布。

1　盆地围区水系及物源区母岩特征

图l显示莺歌海盆地围区发育多条河流，西北部的红河，总流域面积达ll.9×10⁴km²，年输沙量为1300×10⁴t^[6]；海南岛西部为昌化江，总长度约为250km，河水含沙量为0.392kg／m^3[7]，小于黄河而大于长江；此外，海南岛的西部尚有多条独流入海的河流。越南东部也有马江、蓝江、宋河、贤良河等河流，性质与海南岛类似。

区域研究显示海南岛出露的岩石主要为岩浆岩，沉积岩次之，其重矿组合一般具有锆石、电气石、白钛矿含量高的特征；在岛西缘部分混合岩发育区石榴石含量也可较高^[8]。

越南北部的母岩性质复杂，岩石类型多样。红河流域中，前元古代以来各个时代的岩浆岩、沉积岩、变质岩均有出露，其中古生代以前的地层约占1／2，岩性主要为片岩、片麻岩、角闪岩、石英岩及大理岩等古老变质岩，其重矿组合一般具有高含磁铁矿、石榴石、帘石类，低含锆石、白钛矿特征^[8]；昆嵩隆起区蓝江流域露头以中、新生代碎屑岩以及古生代石灰岩为主，部分太古代—元古代变质岩、中生代侵入岩及基、酸性喷出岩。石灰岩缺少陆源重矿物，同时受岩浆活动影响灰岩易发生热接触变质，形成变质岩。另外，岩浆岩在蓝江流域的分布有限(仅15％) ^[8]，故来自岩浆岩的重矿物如锆石、钛铁矿、金红石等较为少见。因此推测蓝江流域母岩的重矿物组合应以富含白钛矿、低含锆石为特征。

2　碎屑组分及重矿物特征

2．1　碎屑组分特征

盆地内陆源碎屑物质是由物源区提供的，因此碎屑物的组分特征与物源区存在密切的关系。

表1显示，盆地中北部黄流组一段时期总体上以石英砂岩类为主，但不同区带的长石、岩屑含量有差异。莺东斜坡海口区、岭头区长石平均含量介于9.7％～10.5％，岩屑平均含量介于2.8％～5.8％，以长石石英砂岩为主，反映以花岗岩为主的海南隆起区物源性质；西北部的LG20-1构造，其石英、长石、岩屑含量与莺东斜坡海口、岭头区相近，仍以长石石英砂岩为主，但其粒度偏细(平均粒度中值为71mm)，为极细砂，反映离物源区较远，从其地理位置来看应属红河物源体系；XFl3-2气田、XFl3-1气田西部、XF29-1构造西部则以岩屑石英砂岩较为多见，岩屑平均含量介于11.8％～l6.2％(主要为片岩、千枚岩、变质砂岩)，中等成分成熟度，反映西部昆嵩隆起区含较多变质岩类物源特征；而XFl、XFl2、XFl3、XFl3-1C、XF29-1D井砂岩，粒度细(粒度中值介于48～66mm)，长石、岩屑含量低，平均含量分别为2.5％～3.8％、3.9％～7.7％，石英含量极高(大于90％)，多为石英粉砂岩，成熟度指数介于8.8～13.6，属高极高成分成熟度，反映这些井区沉积物经过较长距离的搬运。

2．2　重矿物特征

重矿物是判断物源方向及物源分区的重要标志^[9-11]，不同的物源区岩石中的重矿物在搬运过程中具有不同的组合特征，因此，根据这一原理可以通过重矿物的组合类型和变化特征进行物源分析。

莺歌海盆地中北部黄流组一段所含重矿物主要有白钛矿、赤褐铁矿、锆石、电气石、磁铁矿、石榴石、锐钛矿、金红石、辉石等。从图2、3上可以看出，黄流组沉积时期XF区存在东部海南隆起区、西部昆嵩隆起区以及西北部红河流域三大物源体系。海口、岭头区各井重矿物组合主要表现出白钛矿、锆石、电气石含量较高的特征，岩浆岩母岩含量较高(36％～50％)，反映海南隆起区物源特征；XFl3-2气田、XFl3-1气田西部、XF29-1构造西部的重矿物组合表现出富含白钛矿和低含锆石特征，沉积岩母岩成分增多，介于45％～80％，反映西部昆嵩隆起区物源特征；西北部LG20-1构造表现出石榴石、磁铁矿、赤褐铁矿、白钛矿组合，母岩成分表现3大岩类含量相当，呈三足鼎立之势，代表红河物源体系。

从重矿物平面上分布来看，XFl3-1气田西部的重矿物组合白西南向东北依次表现为超稳定矿物锆石逐渐增加，XF29-1构造西部、XFl3-2气田亦有类似变化，依据远离物源区不稳定矿物含量减少、稳定重矿物含量增加基本规律，判断自西南向东北推进是XFl3-1气田西部、XFl3-2气田和XF29-1构造西部黄流组一段沉积时期的主要物源方向。XF29-1D、XFl3、XFl2、XFl3-1C井表现出白东南向西北方向不稳定矿物辉石减少，超稳定矿物锆石、电气石增加的趋势，砂体厚度逐渐变薄，反映自东南向西北是XFl3-1气田东部、XF29-1构造东部以及XFl-l气田砂体的主要物源方向(图2)。

值得注意的是，XFl-l气田、XFl3-1气田东部、XF29-1构造东部诸井的重矿组合和母岩类型有其特别之处：XFl3-1C、XFl2井以富含白钛矿(63.4％～67.4％)和较高的锆石(7.8％～l2.7％)为特征，XF29-1D井出现极高含量的赤褐铁矿(78.1％)和低含锆石特征，XFl3井除赤褐铁矿(39.2％)、白钛矿(15.7％)外，还出现高达20.6％的辉石不稳定矿物，表现出既有海口、岭头区(较高的锆石含量)的组合特征，也有XFl3-2气田、XFl3-1气田西部、XF29-l构造西部诸井(富含白钛矿)的组合特征。另外XFl-1气田、XFl3-1气田东部、XF29-1构造东部诸井的岩屑含量虽然很低(表1)，但薄片分析显示，片岩、千枚岩、变质砂岩等变质岩岩屑可占总岩屑的75％左右，XFl井尚出现少量石灰岩岩屑。以变质岩为主岩屑成分特征以及石灰岩岩屑的出现是昆嵩隆起物源影响至该区的直接证据。地震沉积学研究也揭示在XFl1井附近发育东西物源汇合区^[5]。这些现象说明，XFl-1气田、XFl3-1气田东部、XF29-l构造东部实际受到了昆嵩隆起与海南隆起两个物源共同影响，使之具有两个物源区的某些特征，却又都不够典型。但母岩中含较高的岩浆岩成分(图3)，指示海南隆起物源在汇合区应占主导地位，昆嵩隆起物源仅起补充作用。

另外，XFl3-1、XFl3-2气田和XF29-1构造诸井的重矿组合和母岩类型与LG20-l构造差异较大，与这一时期红河袭夺事件的影响有关，红河物源体系主要以泥质碎屑岩沉积为主，反映其输砂能力对XF区影响十分有限^[12-13]。

3　地质意义

3．1　物源体系影响沉积体系的空间布局

最新高精度生物地层层序及古环境分析资料显示，晚中新世黄流组一段沉积时期，XF区整体处于相对平坦、稳定的浅海环境中^[2]。以昌化江水系为主的海南隆起物源区沉积物仅到达XFl-l构造东部，在浅海环境中形成规模较小的滩坝沉积(图4)^[4]，砂岩体厚度通常介于6～42m，粒度细，以粉砂岩为主，岩性较为致密。以蓝江水系为主的昆嵩隆起区物源体系，发育规模较大的三角洲，推进至XF区西侧莺西斜坡带上，受莺西断裂坡折带控制，三角洲沉积物在重力作用下被搬运到XFl-l构造西侧较低洼部位再沉积，形成海底扇水道砂岩复合体。水道砂岩体单层厚度大多超过l0m，最大单层厚度可达91.2m，分布广，延伸至XFl-1底辟构造西侧，并具有多期次发育特征^[3]，以极细—细砂岩为主，是XFl3-1、XFl3-2气出的主力储层。

3．2　物源体系影响储层质量

如图5所示，XF区黄流组一段储层的储集性能与陆源碎屑成分关系密切，石英含量愈低、长石与岩屑含量愈高，视面孔率愈高。在黄流组一段沉积时期，源于昆嵩隆起XFl3-1气田西部、XFl3-2气田、XF29-l构造西部砂岩，岩屑平均含量在11.8％～l6.2％，以岩屑石英砂岩为主，面孔率平均值为13.9％～l5.6％，以海南隆起物源为主的XFl3-1气田东部、XF29-1构造东部以及XFl-l气田，各井砂岩石英平均含量大于90％，长石、岩屑含量低，分别为2.5％～3.8％、3.9％～7.7％，孔隙发育差，视面孔率仅为2.4％～7.0％(表1)。

图6也展示了由于物源区的不同造成储集物性的差异。源于昆嵩隆起物源区的XFl3-2气田、XFl3-1气田西部、XF29-1构造西部，岩心物性分析的孔隙度平均为16.8％～l8.3％，渗透率介于6.2～37.4mD，属低、中渗型中等至好储集层。而以海南隆起物源区为主的XFl-1气田、XFl3-1气田东部、XF29-1构造东部诸井的储层岩心孔隙度平均值为ll.7％～l7.6％、渗透率为0.1～0.5mD，属低—特低渗型差储集层或致密层，储层质量明显劣于西部物源区。

上述分析表明，XF区黄流组一段储层除沉积相、成岩作用影响外^[4]，与物源区有密切关系的碎屑组分也是影响储层质量的一个关键因素。这是由于岩石在深埋过程中，石英组分稳定，不易被酸性流体溶蚀，而长石、岩屑等不稳定组分容易发生溶解，形成各种溶蚀孔(图7)，增加了储集层孔隙性，同时因溶解作用强烈时形成伸长状孔、超大孔可改造孔隙的连通性，提高储集层渗透率^[4]。

4　结论

1)莺歌海盆地XF区黄流组一段沉积时期，受到东部海南隆起区、西部昆嵩隆起区2个物源体系的影响。以蓝江水系为主的昆嵩隆起物源区的沉积物，推进到XFl-l构造西侧，形成海底扇水道砂复合体，以昌化江水系为主的海南隆起物源区沉积物仅到达XFl-1构造东部，形成规模较小的滩坝。

2)相对高渗储层分布在源于西部昆嵩隆起物源区的海底扇水道砂岩体。水道砂岩体储层规模大，储集性能良好，构成XFl3-1、XFl3-2气田的主力储层。水道砂岩体是XF区下一步天然气勘探的主攻方向和目标。

文中薄片和重矿物原始数据来源于中海石油能源发展股份有限公司钻采工程研究院湛江实验中心，中海石油(中国)有限公司湛江分公司研究院总地质师裴健翔、沉积地层室钟泽红高级工程师为本文提供沉积相研究成果和宝贵的修改意见，审稿专家对初稿提出了有益的建议，在此一并致以谢意。

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本文作者：张伙兰  谢金有  刘亿  袁超

作者单位：中海石油(中国)有限公司湛江分公司