海洋学研究 >

2026 , Vol. 44 >Issue 2: 51 - 64

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-909X.2026.02.006

研究论文

琼东南盆地宝岛凹陷南部断阶带永乐10-6构造成藏期次分析

  • 江中慧 , 1, 2, 3 ,
  • 胡林 4 ,
  • 刘显凤 , 1, 2, 3, * ,
  • 何小胡 4 ,
  • 袁飞飞 1, 2, 3 ,
  • 甘军 4 ,
  • 丰勇 1, 2, 3
展开
  • 1 长江大学 地球科学学院， 湖北 武汉 430100
  • 2 南方复杂页岩油气地质与开发湖北省重点实验室， 湖北 武汉 430100
  • 3 非常规油气地质与工程湖北省工程研究中心， 湖北 武汉 430100
  • 4 中海石油（中国）有限公司海南分公司， 海南 海口 570312
*刘显凤（1980—）， 女， 教授， 主要从事碳酸盐岩储层发育机理方面的研究， E-mail： 。

江中慧（2000—）， 女， 河南省南阳市人，主要从事油气成藏方面的研究， E-mail： 。

收稿日期: 2025-04-16

  修回日期: 2025-06-19

  网络出版日期: 2026-06-25

基金资助

国家自然科学基金面上项目(42172179)

南方复杂页岩油气地质与开发湖北省重点实验室开放基金(CGD-202402)

收起

Accumulation period of Yongle 10-6 Structure in the southern step-fault zone， Baodao Sag of Qiongdongnan Basin

  • JIANG Zhonghui , 1, 2, 3 ,
  • HU Lin 4 ,
  • LIU Xianfeng , 1, 2, 3, * ,
  • HE Xiaohu 4 ,
  • YUAN Feifei 1, 2, 3 ,
  • GAN Jun 4 ,
  • FENG Yong 1, 2, 3
Expand
  • 1 School of Geosciences， Yangtze University， Wuhan 430100， China
  • 2 Hubei Provincial Key Laboratory of Geology and Development of Southern Complex Shale Oil and Gas， Wuhan 430100， China
  • 3 Hubei Provincial Engineering Research Center for Unconventional Oil and Gas （Geology and Engineering）， Wuhan 430100， China
  • 4 Hainan Branch， CNOOC China Limited， Haikou 570312， China

Received date: 2025-04-16

  Revised date: 2025-06-19

  Online published: 2026-06-25

Fold

摘要

琼东南盆地是中国南海北部的新生代含油气盆地，深水区油气资源丰富，是我国深水勘探的重要领域。本研究基于岩心与录井资料，对永乐10-6构造典型井陵水组开展了流体包裹体岩相学观察、含油包裹体丰度分析和均一温度测试，结合埋藏史-热演化史厘定了油气充注期次，综合生烃演化、断裂活动史等，重建了油气成藏过程。结果显示：研究区陵三段存在多种类型包裹体，分别为液态油包裹体、纯CH4气包裹体和含CO2盐水包裹体。其中油包裹体主要发蓝色荧光，指示以高成熟度原油充注为主。W2井和W3井油包裹体的丰度分别为1.23%和3.50%，表明研究层位处于油气运移通道上。研究区存在三期成藏，分别为早中新世（20.9~17.2 Ma）、晚中新世（10.2~7.6 Ma）、上新世至今（5.0~0.0 Ma）。其中早中新世和上新世为原油充注，晚中新世和更新世为天然气充注，自更新世（2.0 Ma左右）开始，有幔源CO2充注至今。油气成藏时间总体上具有北早南晚的特征，位于永乐10-6构造北块的W1井和W2井的成藏时间要早于南块的W3井和W4井。永乐10-6构造的四口井均存在纯CH4气和CO2充注，但油充注仅发生在W2井和W3井中，且为高成熟度油充注。宝岛凹陷因烃源岩两期生烃、早期断裂活动与后期静止，造就了其“油气差异聚集、早油晚气、北早南晚、多期成藏”的特点。本研究揭示了琼东南盆地宝岛凹陷低勘探区的油气充注期次，重建了油气成藏过程，对下一步的油气分布预测和油气勘探部署具有一定的指导意义。

关键词： 流体包裹体; 拉曼测试; 荧光光谱; 油气充注史; 油气成藏; 陵水组; 永乐10-6构造; 琼东南盆地

本文引用格式

江中慧 , 胡林 , 刘显凤 , 何小胡 , 袁飞飞 , 甘军 , 丰勇 . 琼东南盆地宝岛凹陷南部断阶带永乐10-6构造成藏期次分析[J]. 海洋学研究, 2026 , 44(2) : 51 -64 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2026.02.006

Abstract

The Qiongdongnan Basin， a Cenozoic petroliferous basin in the northern South China Sea， is rich in deepwater hydrocarbon resources and represents a critical frontier for Chinese offshore exploration. This study integrated core samples， well logging data， and analytical techniques including fluid inclusion petrography， oil inclusion abundance （GOI） analysis， and homogenization temperature measurements from four wells （W1-W4） targeting the Lingshui Formation in the Yongle 10-6 Structure. Burial-thermal history modeling combined with hydrocarbon generation evolution and fault activity analysis were employed to reconstruct hydrocarbon charging episodes and accumulation processes. The results showed that three distinct inclusion types were identified in Member 3 of the Lingshui Formation： liquid oil inclusions， single CH4 gas inclusions， and CO2-bearing aqueous inclusions. Blue fluorescence of oil inclusions indicated a high-maturity oil charging. GOI values of 1.23% （W2） and 3.5% （W3） suggested the study intervals served as hydrocarbon migration pathways. Three hydrocarbon charging episodes were constrained： Early Miocene （20.9-17.2 Ma）， Late Miocene （10.2-7.6 Ma）， Pliocene to present （5.0-0.0 Ma）. Among them， oil-dominated charging occurred in the Early Miocene and Pliocene， whereas gas-dominated charging prevailed in the Late Miocene and Pleistocene. Since the Pleistocene （2.0 Ma）， mantle-derived CO2 charging had been ongoing and continued to the present. Spatially， hydrocarbon charging occurred earlier in northern structural belt （W1， W2） than that in southern structure belt （W3， W4）. While CH4 and CO2 charging were recorded in all four wells， oil accumulation was observed only in W2 and W3 with relatively high-maturity. The Baodao Sag exhibited two-phase hydrocarbon generation from source rocks. Early fault activity （later ceasing） resulted in differential accumulation characterized by early oil and late gas charging， earlier accumulation in the north and later in the south， and multi-stage accumulation. This work delineates the hydrocarbon charging phases in the less-explored Baodao Sag of the Qiongdongnan Basin， reconstructs the hydrocarbon accumulation history， and provides guiding significance for predicting future exploration targets.

Key words： fluid inclusions; Raman measurement; fluorescence spectrum; hydrocarbon charging history; hydrocarbon accumulation; Lingshui Formation; Yongle10-6; Qiongdongnan Basin

0 引言

油气成藏年代学作为石油地质学的重要研究领域，其核心内容之一是油气成藏期次分析，在油气成藏研究中具有重要意义[1-2]。成藏年代学经历了从定性到定量的发展，在此过程中，流体包裹体测年法被广泛应用于成藏期次研究。
流体包裹体是矿物生长过程中在矿物晶体缺陷或空穴中被捕获的流体的原始样品，记录了成岩矿物的古温度、古压力和古流体成分等信息[3-4]，对于识别油气藏、厘定成藏期次、判断油气运移路径和分析成藏条件具有重要作用[5]。近年来，流体包裹体在油气成藏研究中的应用不断深化，逐步聚焦于流体包裹体内组分与温压状态。例如，2025年，王昱等[6]将流体包裹体与H-O-He-Ar同位素分析相结合，应用于示踪云南麻花坪钨铍矿床的成矿流体来源和演化，进而探讨矿床成因；席斌斌等[7]将包裹体PVTx数值模拟法应用于塔里木盆地顺南地区，以恢复油藏古温压。同时，随着同位素年代学的不断发展，基于流体包裹体产状分析与其宿主矿物绝对年龄确定相结合的方法，为复杂构造盆地的油气成藏历史恢复提供了有力手段。例如，CONG等[8] 通过对塔里木盆地塔北地区原生包裹体产状的观察，结合方解石原位微区U-Pb定年，恢复了塔北地区油气二次运移的动态过程，为恢复油气成藏的动态历史提供了借鉴。然而，此方法也存在一定的局限性：流体包裹体均一温度的可靠性与埋藏史-热演化史的准确性对成藏期次分析结果的可靠性影响较大，且包裹体期次与成藏期次并不完全对应，导致结果具有多解性。因此，利用流体包裹体分析法确定成藏年代时，应将其与传统地质研究相结合，综合分析油气成藏期次，建立油气成藏模式，从而更为有效地指导油气勘探[1]。
琼东南盆地是南海北部重要的新生代断陷盆地，其深水区油气资源丰富，是我国深水油气勘探的重点区域。2022年，宝岛凹陷北部断阶带渐新统陵三段发现了我国首个深水深层大气田——宝岛21-1气田，该发现实现了宝岛凹陷近30年以来的历史性重大突破，证实了宝岛凹陷具有巨大的油气勘探潜力[9]。诸多学者对研究区成藏期次问题进行了研究，刘正华等[10]和徐长贵等[11]基于流体包裹体分析，均认为宝岛凹陷北部断阶带存在三期或四期油气充注事件。其中，刘正华等[10]发现该地区存在CO2充注，认为CO2自中新世以来充注至今，对晚期烃类的运移存在阻碍作用。然而，当前关于宝岛凹陷成藏期次的研究主要集中在北部断阶带，而对南部断阶带的勘探程度较低，相关认识主要集中在储层和构造方面，对于凹陷南部的油气成藏规律研究较为薄弱，尚需要进一步的探讨和研究。
本研究以宝岛凹陷南部断阶带永乐10-6构造陵三段作为研究对象，选取W1井、W2井、W3井和W4井岩心样品，通过流体包裹体岩相学观察、微束荧光光谱分析和显微测温技术，结合埋藏史与热演化史模拟，厘定了研究区的油气成藏期次与时间，建立了油气成藏模式，以期为认识宝岛凹陷油气运聚的规律提供参考。

1 研究区地质概况

琼东南盆地位于中国南海北部大陆架西缘，具有“东西分块，南北分带”的构造特征（图1）[12-13]。宝岛凹陷位于中央凹陷带东部，面积约为7 000 km2。该凹陷新生代构造演化复杂，先后经历了古近纪断陷期与断坳期、早中新世热沉降期以及晚中新世加速沉降期[14]，由此形成了早期“双断式”结构，展现出典型的拉张型盆地特征，并发育一系列NE—SW向和近东西走向的张扭性断裂。中新世以来，凹陷进入热沉降坳陷阶段，构造活动总体变弱，至中新世晚期，大规模断裂活动已基本停止。宝岛凹陷自下而上依次发育始新统的岭头组，渐新统的崖城组和陵水组，中新统的三亚组、梅山组和黄流组，上新统的莺歌海组以及更新统的乐东组地层[9]。凹陷结构整体表现为“下断上坳，下厚上薄”的特征[15]，此种断坳双层结构与断裂展布特征控制了凹陷内上、下构造层之间的烃源沟通与油气运聚，造成了油气分布的复杂性[16]。
图1 琼东南盆地构造单元（a）、研究区位置图（b）、宝岛凹陷NE—SW方向过W1井的典型剖面图（c）以及宝岛凹陷地层综合柱状图（d）

Fig.1 Structural unit of Qiongdongnan Basin （a）， location of the study area （b）， NE-SW trending profile through Well W1 in the Baodao Sag （c）， and comprehensive strata column in the Baodao Sag （d）

宝岛凹陷南部断阶带油气资源丰富，主要分布在宝岛凹陷周缘。迄今为止油气勘探已发现的含油气构造和气藏主要有：BD19-2、BD13-1、BD13-3、BD13-3S、BD15-3、松涛36-2和YL10-6等含油气构造以及宝岛21-1气田和永乐8区气田。其中，宝岛21-1气田2022年累计新增天然气探明地质储量超过500×108 m3[17]。据中海油研究院资料，多口井在陵三段钻遇油气，其中W1井和W2井钻遇天然气，W3井钻遇原油，W4井钻遇含油水层和油水同层。综上所述，研究区具备良好的油气成藏条件，是琼东南盆地深水区油气勘探的有利目标区[18]。

2 样品选择与方法

本研究系统采集了琼东南盆地宝岛凹陷南部断阶带永乐10-6构造内W1、W2、W3和W4共4口井的岩心样品，从中选取30块陵三段（陵水组三段）样品进行了流体包裹体岩相学观察、显微荧光观察、激光拉曼成分分析和显微测温分析。
实验在长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室完成。首先，利用配备透射光（TR）和紫外光（UV）的Nikon Eclipse 80i双通道荧光-透射光显微镜，对流体包裹体进行岩相学观察，包括流体包裹体的相态、颜色、产状及赋存矿物等，其中紫外光激发波长为330~380 nm。随后，使用美国Maya 2000 Pro光纤光谱分析仪对筛选出的流体包裹体组合（俗称FIA，指通过岩相学方法能够分辨，代表最细分的包裹体捕获事件的一组包裹体[19-20]）中的单个油包裹体进行荧光观测，并借助Spectra Suite软件获得油包裹体的微束荧光光谱及相关参数。在岩相学观察的基础上，对样品薄片中的油包裹体发育丰度进行了分析。即在荧光显微镜下对烃类包裹体进行识别和大量统计，采用 GOI（grains containing oil inclusions， 即碎屑岩中含油包裹体颗粒所占比例）技术估算油包裹体丰度[1]。对于样品中的气体包裹体，采用LabRAM HR 800激光拉曼光谱仪对单个包裹体进行气相组分的定性分析。依据热循环法[19]，使用英国LINKAM THMSG 600显微冷热台测定流体包裹体的均一温度（Th）和冰点温度（Tm），测量精度均为±0.1 ℃。所获测温数据可用于计算自生矿物结晶时古地层水的温度和盐度[1]。最后，利用盆地模拟软件恢复了研究区的埋藏史和热演化史，以此确定油气成藏时期。

3 实验结果

3.1 流体包裹体岩相学特征

流体包裹体的宿主矿物以石英颗粒为主，主要发育烃类包裹体和盐水包裹体，其中烃类包裹体可进一步划分为油包裹体和纯CH4气包裹体。油包裹体可分为单一液相和气液两相两种类型，在紫外光下发蓝色、蓝绿色和黄色荧光。其中，发蓝色荧光的油包裹体呈零星状分布在石英颗粒中（图2a），发蓝绿色荧光的油包裹体呈团簇状分布（图2d），发黄色荧光的油包裹体也呈团簇状分布（图2g）。纯CH4气包裹体不发荧光，在透射光下呈黑灰色或纯黑色，多为单一气相，常呈孤立状或零星状分布（图2c）。盐水包裹体不发荧光，在透射光下呈现无色，存在单一液相、气液两相和含CO2的气液液三相盐水包裹体，一般呈团簇状、条带状或串珠状分布（见图2b、2c、2f）。烃类包裹体形态多样，以椭圆形、三角形、圆形或方形等规则形状为主，少见不规则形状；大小以4~9 μm为主，最大为18 μm；气液比多为3%~7%，最高为10%。此外，在样品微裂缝中观察到了储层沥青（图2i）。
图2 宝岛凹陷永乐10-6构造陵三段W1井、W2井、W3井和W4井典型流体包裹体显微荧光照片特征

（a：W3井，4 061.6 m深度，紫外光下石英颗粒内发蓝色荧光的油包裹体；b：W3井，4 061.6 m深度，透射光下石英颗粒内发蓝色荧光的油包裹体及其同期盐水包裹体，为Fig.2a白框放大图像对应的透射光镜下视域；c：W1井，5 086.8 m深度，透射光下石英颗粒内的纯CH4气包裹体及其同期盐水包裹体；d：W4井，4 055 m深度，紫外光下石英颗粒内发蓝绿色荧光的油包裹体；e：W4井，4 055 m深度，透射光下石英颗粒内发蓝绿色荧光的油包裹体，为Fig.2d白框放大图像对应的透射光镜下视域；f：W3井，4 075.4 m深度，透射光下石英颗粒内的含CO2盐水包裹体及其同期的盐水包裹体；g：W2井，5 281.5 m深度，紫外光下石英颗粒内发黄色荧光的油包裹体；h：W2井，5 281.5 m深度，透射光下石英颗粒内发黄色荧光的油包裹体；i：W3井，4 122 m深度，透射光下的黑色沥青。图2a、2d和2g为紫外光下图像，图2b、2c、2e、2f、2h和2i为透射光下图像。）

Fig.2 Characteristics of microscopic fluorescence photographs of typical fluid inclusions from Wells W1， W2， W3 and W4 in Member 3 of the Lingshui Formation， Yongle 10-6 Structure， Baodao Sag

（a： Well W3， 4 061.6 m， blue fluorescent oil inclusions trapped in quartz grains under ultraviolet light； b： Well W3， 4 061.6 m， blue fluorescent oil inclusions as well as coeval aqueous inclusions trapped in quartz grains under transmitted light， as shown in white box in Fig.2a； c： Well W1， 5 086.8 m， single CH4-bearing gas inclusions as well as their coeval aqueous inclusions trapped in quartz grains under transmitted light； d： Well W4， 4 055 m， blue-green fluorescent oil inclusions trapped in quartz grains under ultraviolet light； e： Well W4， 4 055 m， blue-green fluorescent oil inclusions trapped in quartz grains under transmitted light， as shown in white box in Fig.2d； f： Well W3， 4 075.4 m， CO2-bearing aqueous inclusions as well as their coeval aqueous fluid inclusions arranged in quartz grains under transmitted light； g： Well W2， 5 281.5 m， yellow fluorescent oil inclusions arranged in quartz grains under ultraviolet light； h： Well W2， 5 281.5 m， yellow fluorescent oil inclusions trapped in quartz grains under transmitted light； i： Well W3， 4 122 m， bitumen observed under transmitted light. Figs. 2a， 2d， and 2g were taken under ultraviolet light， while Figs. 2b， 2c， 2e， 2f， 2h， and 2i were taken under transmitted light.）

3.2 烃类包裹体荧光特征

油包裹体丰度分析（GOI）是包裹体荧光观察中的重要部分，对于评价油气运移和聚集具有重要意义[20]。本研究统计结果表明， W2井在陵三段的GOI值为1.23%，W3井在陵三段的GOI值为3.50%，表明研究层位处于油气运移通道上（W1井没有油包裹体，W4井只有1个油包裹体，故未统计其GOI值）。
紫外线荧光发射光谱法是一种对流体包裹体无损的分析方法。该方法通常依据三个关键参数来判别不同油包裹体与古油藏成熟度的关系[21]：主峰波长（λmax）、红绿商值（Q）和QF535值（荧光光谱中535~720 nm区间积分面积与420~535 nm区间积分面积的比值） 。
研究区油包裹体发育蓝色、蓝绿色和黄色荧光，以蓝色荧光为主，所有测点的荧光光谱均呈单峰形态。本次研究测得W2井有蓝色荧光测点23个，蓝绿色荧光测点5个；W3井有蓝色荧光测点11个，蓝绿色荧光测点5个，黄色荧光测点2个；W4井有蓝色荧光测点1个；W1井未检测到油包裹体，未见荧光显示（典型光谱见图3）。W2井中发蓝色荧光的油包裹体的 λmax在428.1~474.5 nm之间，QF535为0.268~0.984；发蓝绿色荧光的油包裹体的 λmax在501.8~510.4 nm之间，QF535为0.935~1.362。W3井中发蓝色荧光的油包裹体的 λmax在437.2~493.8 nm之间，QF535为0.885~1.193；发蓝绿色荧光的油包裹体的 λmax在504.3~517.4 nm之间，QF535为1.192~1.634；发黄色荧光的油包裹体的λmax在549.1~557.4 nm之间，QF535为1.752~1.812。W4井中仅检测到一个发蓝色荧光的油包裹体，λmax值为479.1 nm，QF535为1.124。整体上，W2井的油包裹体数量最多且以蓝色荧光为主，指示了早期高成熟度原油的充注；W3井的油包裹体的主峰波长分布范围最广，油包裹体荧光颜色丰富；W4井油包裹体数量最少，且只见蓝色荧光。油包裹体QF535-λmax交会图显示，宝岛凹陷南部断阶带陵三段油包裹体的数据点可划分为三个集中分布区。从黄色荧光区至蓝色荧光区，QF535值逐渐减小，反映了油包裹体所捕获的原油成熟度逐渐增高（图4）。
图3 琼东南盆地宝岛凹陷南部断阶带永乐10-6构造典型油包裹体显微荧光光谱图

Fig.3 Micro-fluorescence spectra of typical oil inclusions in the Yongle 10-6 Structure of the southern step-fault zone，Baodao Sag， Qiongdongnan Basin

图4 琼东南盆地宝岛凹陷南部断阶带永乐10-6构造油包裹体QF535-λmax交会图

Fig.4 QF535-λmax diagram of oil inclusions in the Yongle 10-6 Structure of the southern step-fault zone， Baodao Sag， Qiongdongnan Basin

3.3 激光拉曼光谱特征

显微激光拉曼光谱分析是一种非破坏性测定单包裹体成分的有效微观分析手段[22]。不同类型有机质具有不同的拉曼光谱，主要表现为拉曼位移发生规律性的变化或拉曼谱图中拉曼峰构成上的差别[22]。不同成分的特征拉曼峰值可以用于定性分析流体包裹体的成分，通常用于测定样品中各种不发荧光的含CO2、N2、H2S等无机气体包裹体以及含CH4、C2H4、C3H6等烃类气体包裹体中的气相组分[1]。
研究发现，研究区的（含）气包裹体存在纯CH4气包裹体和含CO2盐水包裹体两种形式。以典型样品为例，W1井中纯气包裹体的激光拉曼特征峰值为2 917.62 cm-1（图5a），表明测点包裹体为纯CH4气包裹体；W4井中单一含气包裹体的激光拉曼特征峰值为1 287.02 cm-1和1 391.08 cm-1，表明测点包裹体为含CO2盐水包裹体（图5b）；W3井中单包裹体激光拉曼特征峰值出现在1 378.68 cm-1和1 579.09 cm-1处（图5c），表明其为碳质沥青。根据激光拉曼光谱数据，W1井、W2井、W3井和W4井中均存在纯CH4气包裹体和含CO2盐水包裹体。
图5 宝岛凹陷南部断阶带陵三段石英颗粒内纯CH4气包裹体（a）、含CO2盐水包裹体（b）和沥青包裹体（c）激光拉曼光谱图

Fig.5 Laser Raman spectra of single CH4 gas-phase inclusions （a）， CO2-bearing gas-phase inclusions （b），and bitumen inclusions within quartz grains （c） from Member 3 of the Lingshui Formation， southern step-fault zone， Baodao Sag

3.4 流体包裹体均一温度

流体包裹体均一温度是了解流体古温度、推测盆地热演化史、推断油气成藏时间、确定油气运移及构造运动历程的主要依据[23]。通常采用与含烃包裹体相伴生的盐水包裹体测定均一温度，以近似代表成岩过程中捕获流体包裹体时的古地层温度。
对研究区陵三段的流体包裹体进行显微检测，结果显示，W1井的样品中仅检测到纯CH4气包裹体和含CO2盐水包裹体。与纯CH4气包裹体伴生的盐水包裹体均一温度分布范围较广，在107.8~169.2 ℃之间（表1），且存在一组明显主峰，主峰均一温度范围为125~140 ℃（图6a）；含CO2盐水包裹体的均一温度介于36.4~38.2 ℃之间，其伴生盐水包裹体的均一温度在171.1~184.7 ℃之间（表1），且存在一组明显主峰（图6a）。由此推测，W1井陵三段至少存在两期充注事件，即一期纯CH4气充注和一期CO2充注。
表1 永乐10-6构造陵三段流体包裹体均一温度统计结果

Tab.1 Statistical results of homogenization temperature of fluid inclusions from Member 3 of the Lingshui Formation， Yongle 10-6 Structure

井名 深度/m 层位 均一温度/℃
油包裹体 与油包裹体伴生
的盐水包裹体		 与纯CH4气包裹体
伴生的盐水包裹体		 含CO2盐水包
裹体		 与含CO2盐水包裹体
伴生的盐水包裹体
W1 5 067.2~5 288.2 LS3 107.8~169.2 36.4~38.2 171.1~184.7
W2 5 134.3~5 209.3 LS3 52.8~87.2 105.6~121.9 107.2~188.1 32.7~35.2 157.5~160.2
W3 4 020.1~4 122.0 LS3 80.4~89.6 90.6~169.9 87.2~184.1 21.4~30.2 126.1~180.8
W4 4 021.0~4 082.1 LS3 85.2~183.2 29.8~34.4 85.8~168.1
图6 宝岛凹陷永乐10-6构造陵三段W1井（a）、W2井（b）、W3井（c）和W4井（d）流体包裹体均一温度分布直方图

Fig.6 Histograms of homogenization temperatures for fluid inclusions in Wells W1 （a）， W2 （b）， W3 （c）， and W4 （d） in Member 3 of the Lingshui Formation， Yongle 10-6 Structure， Baodao Sag

W2井发蓝色荧光的油包裹体的均一温度介于52.8~87.2 ℃之间，其伴生的盐水包裹体均一温度介于105.6~121.9 ℃之间（表1），主峰均一温度在110~125 ℃之间（图6b）；与纯CH4气包裹体伴生的盐水包裹体均一温度介于107.2~188.1 ℃之间（表1），主峰均一温度在125~140 ℃之间（图6b）；含CO2盐水包裹体的均一温度介于32.7~35.2 ℃之间，其伴生的盐水包裹体均一温度介于157.5~160.2 ℃之间（表1），存在一组明显主峰（图6b）。由此推测，W2井陵三段存在一期油充注、一期纯CH4气充注和一期CO2充注。
W3井发蓝色荧光的油包裹体的均一温度介于80.4~89.6 ℃之间，其伴生的盐水包裹体均一温度介于90.6~169.9 ℃之间（表1），存在一组明显主峰，主峰均一温度在95~110 ℃之间（图6c）；与纯CH4气包裹体伴生的盐水包裹体均一温度介于87.2~184.1 ℃之间（表1），存在一组明显主峰，其主峰均一温度在95~110 ℃之间（图6c）；含CO2盐水包裹体的均一温度介于21.4~30.2 ℃之间，其伴生的盐水包裹体均一温度介于126.1~180.8 ℃之间（表1），存在一组明显主峰，主峰均一温度在140~155 ℃之间（图6c）。由此推测，W3井陵三段存在一期油充注、一期纯CH4气充注和一期CO2充注。
W4井中纯CH4气包裹体伴生的盐水包裹体均一温度分布范围较广，介于85.2~183.2 ℃之间（表1），且存在一组明显主峰，其主峰均一温度介于110~125 ℃之间（图6d）；含CO2盐水包裹体的均一温度在29.8~34.4 ℃之间，其伴生的盐水包裹体均一温度在85.8~168.1 ℃之间（表1），且存在一组明显主峰，主峰均一温度在125~140 ℃之间（图6d）。由此推测，W4井陵三段存在两期充注事件，为一期纯CH4气充注和一期CO2充注。

4 讨论

4.1 油气成藏期次和成藏时间

利用流体包裹体技术，综合油包裹体丰度、显微岩相学特征、荧光光谱特征和显微测温结果，结合盆地古地温史和埋藏史信息[20]，可以明确永乐10-6构造油气充注期次与时间。本研究运用盆地模拟软件PetroMod，在剥蚀厚度调研与恢复的基础上，结合录井资料，选取古地温、古地温梯度和大地热流值作为边界条件进行模拟。其中，古地温、镜质体反射率（Ro）等数据来自中海油研究院内部报告，热流值数据参考了文献[24]，埋藏史所需的岩性数据和地层情况来源于录井资料，剥蚀厚度数据参考了文献[25]。
为确保结果的精准度和可靠性，本次研究均采用与油气包裹体伴生的盐水包裹体均一温度代表其捕获时期的古地温（图7）。结果显示，W1井陵三段存在一期纯CH4气充注和一期CO2充注，纯CH4气充注时间为9.9~7.8 Ma，CO2为现今充注；W2井陵三段存在一期高成熟度油充注、一期纯CH4气充注和一期CO2充注，油充注时间为20.9~17.2 Ma，纯CH4气充注时间为10.2~7.6 Ma，CO2充注时间为2.0~0.0 Ma；W3井陵三段存在一期油充注、一期纯CH4气充注和一期CO2充注，油充注时间为5.0~2.5 Ma，纯CH4气充注时间为2.0~0.0 Ma，CO2为现今充注；W4井陵三段存在一期纯CH4气充注和一期CO2充注，纯CH4气充注时间为1.9~0.0 Ma，CO2为现今充注。此外，W1井、W3井和W4井中与CO2伴生的盐水包裹体均一温度明显高于其所在深度的现今地温，这可能是高温热流体因快速充注而未能与周围地层达到充分的热平衡，导致其被捕获后形成的包裹体均一温度高于当时地层温度[26]，据此推测永乐10-6构造存在热流体活动。
图7 宝岛凹陷南部断阶带永乐10-6构造陵三段埋藏史与油气充注时间

Fig.7 Burial history and hydrocarbon charging timing of Member 3 of the Lingshui Formation in the Yongle 10-6 Structure，southern step-fault zone， Baodao Sag

综上认为，宝岛凹陷南部断阶带陵三段存在三期油气充注，第一期成藏时间为早中新世（20.9~17.2 Ma），为高成熟度油充注，此期原油充注主要分布于W2井。第二期成藏时间为晚中新世（10.2~7.6 Ma），为纯CH4气充注，主要见于W1井和W2井。第三期成藏时间为上新世至今（5.0~0.0 Ma），其中上新世（5.0~2.5 Ma）为高成熟度油充注，此期原油充注范围局限，仅在W3井可见；更新世（2.0~0.0 Ma）存在一期纯CH4气充注，主要见于W3井和W4井，分布范围相对靠近宝岛凹陷边缘。此外，自更新世（2.0 Ma左右）开始，存在持续至今的幔源CO2充注。值得注意的是，原油充注仅见于W2井和W3井，而W1井和W4井未见同期原油充注，可能与取心位置有关；也可能与Ⅲ型干酪根生油量有限有关，导致单期原油充注范围有限。

4.2 油气成藏过程

宝岛凹陷作为一个重要的生烃中心，为油气成藏提供了充足的烃源。永乐10-6构造的油气主要来源于崖城组烃源岩和陵水组底部烃源岩，整体可识别出两期主要生排烃期（图8）：晚渐新世-中中新世崖城组生油期和晚中新世至今的崖城组生气期与陵水组底部烃源岩生油期[14]。
图8 宝岛凹陷南部断阶带断裂活动期与油气生排烃期配置关系图

Fig.8 Relationship of fault activity periods and hydrocarbon generation-expulsion phases in the southern step-fault zone， Baodao Sag

早中新世，崖城组烃源岩进入主生油期，边界断层F10活动增强，油气沿该断裂向上运移，在已形成的陵水组圈闭中聚集成藏[12]。W2井位于研究区北部，靠近生烃中心，崖城组早期生产的高成熟度油沿断裂短距离运移，使该井捕获了此期原油；而远离生烃中心的区域未发现该期原油充注（图9a）。
图9 宝岛凹陷南部断阶带成藏模式

Fig.9 Hydrocarbon accumulation model of the southern step-fault zone，Baodao Sag

晚中新世，崖城组烃源岩进入生气阶段，断裂活动停止，盆地整体加速沉降。早期形成的海底扇圈闭因埋深持续加大，并在水道下切作用下被改造，最终于峡谷下切之后定型为三亚组构造-岩性圈闭。崖城组烃源岩生成的天然气在深部超压驱动下，沿断裂和微裂缝向上垂向运移，在凹陷周缘聚集成藏[27]。W1井和W2井的天然气成藏发生在该时期。同时，天然气生成过程中产生的动力驱动早期聚集的原油向凹陷边缘发生二次运移（图9b）。
上新世时期，崖城组烃源岩仍处于天然气持续生成阶段，陵水组底部烃源岩开始生油。早期形成的沟源断层发生隐伏活动，向下沟通了崖城组和陵水组的成熟烃源岩。崖城组烃源岩生成的油气先沿断层垂向运移，再沿断阶带内陵水组和三亚组的砂体进行横向运移，形成“阶梯状”输导体系，并最终聚集成藏[17]；陵水组烃源岩生成的原油沿早期形成的断裂向上运移，形成油藏。据中海油研究院资料显示，W3井的高成熟油是崖城组和陵水组两套烃源岩混合充注的结果，表明两套烃源岩生产的原油在运移过程中发生混合，并于W3井附近形成原油聚集（图9c）。
更新世时期，在新构造运动的影响下，早期形成的断裂重新活化。天然气先沿这些断裂向上运移，再沿砂体发生横向运移，最终在凹陷周缘的构造高部位聚集成藏，W3井和W4井的晚期天然气成藏发生于该时期。此外，宝岛凹陷南部断阶带正断层发育，部分断层深切至宝岛凹陷深部，为高温热流体与幔源CO2沿断裂体系的快速充注提供了通道[26,28]（图9c）。
宝岛凹陷南部断阶带陵三段的油气成藏过程表现出油气差异聚集、早油晚气、北早南晚、多期成藏的总体特征，且晚期存在热流体活动，幔源CO2自第四纪以来持续充注。北部断阶带具有多洼供烃背景，主要存在两期烃类充注过程，即早期液态烃和晚期高熟天然气[29]，其输导体系以垂向运移为主导。综合对比发现，南部与北部断阶带在“早油晚气”的生烃与充注过程上具有相似性，但晚期CO2充注特征及输导体系存在差异：南部断阶带发育断裂-砂体复合输导体系，而北部断阶带则以断层控制的垂向输导为主。

5 结论

1）琼东南盆地宝岛凹陷南部断阶带永乐10-6构造陵三段包裹体种类丰富，类型包括液态油包裹体、纯CH4气包裹体和含CO2盐水包裹体。其中，油包裹体荧光颜色主要为蓝色，指示高成熟度油的充注特征。W2井和W3井中油包裹体的丰度分别为1.23%和3.50%，表明研究层位处于油气运移通道上。
2）流体包裹体分析表明，宝岛凹陷南部断阶带永乐10-6构造陵三段存在三期油气成藏事件：第一期发生于早中新世（20.9~17.2 Ma），第二期为晚中新世（10.2~7.6 Ma），第三期为上新世至今（5.0~0.0 Ma）。此外，自更新世（2.0 Ma左右）以来，持续有幔源CO2充注至今。成藏时间总体上呈现北早南晚的特征，位于永乐10-6构造北块的W1井和W2井的成藏时间要早于南块的W3井和W4井。永乐10-6构造的四口井均存在纯CH4气和CO2充注，而原油充注仅出现在W2井和W3井，且均为高成熟度油充注。
3）宝岛凹陷的油气充注过程受烃源岩两期生排烃和多期断裂活动共同控制，形成了研究区油气差异成藏的动态过程。综合构造演化和油气成藏过程分析表明，宝岛凹陷南部断阶带发育两套烃源岩并经历了两期生排烃。受晚期构造运动的影响，凹陷内沟源断裂持续活动，为油气垂向运移提供了优势通道；油气继而沿砂体侧向输导，最终进入构造稳定的圈闭聚集成藏。这一“两期生排烃-阶梯状输导”的动态机制，共同导致了研究区油气差异聚集、早油晚气、北早南晚及多期成藏的典型特征。本研究对南部断阶带未来的油气分布预测与勘探部署具有指导意义。

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