南黄海南部盆地南二凹陷构造格局及含油气前景新认识＊

吴炳伟 江建虹 王先勇 张亚丽 刘东奇 王 新 徐浩伦 翁文胜 黄淑芳

（中国石油辽河油田分公司 辽宁盘锦 124010）

吴炳伟，江建虹，王先勇，等.南黄海南部盆地南二凹陷构造格局及含油气前景新认识［J］.中国海上油气，2015，27（1）：27-32.

苏北—南黄海南部盆地海域部分（以下简称南黄海南部盆地）自1961年开始海洋地球物理调查，1974年在南七凹陷钻探了第一口探井——黄海1井，1979—1985年与外国石油公司合作勘探采集了一些地震剖面，并以古近系为主要目的层相继钻探了WX20-ST1等7口井，其中1984年在南四凹陷钻探的CZ6-1-1井在古新统阜宁组三段获得日产2.45 t的低产油流［1-2］，但未获得商业性发现。随着中—新生界陆相油气勘探的失利，外国石油公司停止了在南黄海的勘探活动。1993年，中国海油在南二凹陷西部阜宁10区块钻探了FN23-1-1井，完钻井深2 784 m，完钻层位阜宁组三段，全井未见油气显示。1997年之后，基于油气战略性评价的需要，国家地质调查局对整个南黄海盆地区进行了战略性补充调查，完成了跨越南黄海盆地区的区域地震剖面采集，但这些地震测线均未过南二凹陷。在此期间，在南黄海南部盆地投入的其他勘探工作量非常有限。目前南黄海南部盆地仅有12口探井，其中油气显示井有4口。

南黄海南部盆地南二凹陷地处海陆结合部，海底沙坝发育，涨潮为海、落潮为滩，研究区西部是国家级珍禽自然保护区，地表条件十分复杂，而且沿岸流活跃、潮差大，造成地震检波器定位困难，野外施工难度极大。20世纪80年代，英国石油公司在该区东部浅水区采集了约200 km地震剖面。自1993年FN23-1-1井钻探后的20年间，南二凹陷几乎没有开展实质性的勘探工作。

20世纪80年代地震采集、处理技术相对落后，地震资料品质较差，而且地震测线稀疏，仅有的地震剖面主要分布在南二凹陷东部地区。由于资料所限，前人对南二凹陷的构造格局、内部结构等构造特征缺乏整体认识，对凹陷规模、地震层序、地层格架等基本石油地质条件认识不清，制约了对其含油气前景的评价。2012年，中国石油在该区域实施二维地震采集630 km，填补了近年该区油气勘探的空白。本文基于最新的地震资料，通过对区域构造-沉积演化分析和与邻区地震反射特征的对比，建立了南二凹陷地震地层层序，确定了构造解释模式，并通过综合石油地质条件研究，对南二凹陷的含油气前景进行了评价，初步估算南二凹陷阜宁组油气资源量为2.9亿～3.6亿t，改变了长期以来认为南二凹陷不具勘探潜力的传统认识。

1 区域地质概况

南黄海盆地是在下扬子克拉通盆地背景上发育的中—新生代陆相盆地，其西北以嘉山—响水断裂带与华北地台相接，南以江山—绍兴断裂带与华南褶皱带闽浙隆起区相邻［1-5］。南黄海南部盆地面积1.14万km2，平面上呈近东西走向的“一凸两凹”的构造格局，即中部为中央凸起带，南、北两侧为凹陷带。本次研究区在构造位置上处于苏北—南黄海南部盆地的海陆结合部，自南向北跨越南二凹陷、南一凸起和中部隆起等3个构造单元（图1）。其中，南二凹陷是中—新生界陆相地层的发育区，最厚7 500 m；南一凸起中—新生界陆相地层厚度一般小于1 500 m，古近系厚度小于500 m；中部隆起是古—中生界海相地层分布区，上覆厚约1 000 m的新近系和第四系。根据2006年全国油气资源评价结果，南黄海盆地区石油地质资源量为5.82亿t，天然气地质资源量为415亿m3。

图1 南黄海南部盆地构造区划Fig.1 Tectonic division of South basin，the southern Yellow Sea

2 油气地质条件

2.1 地震反射界面特征

本次研究确定并解释了4个主要地震反射界面（图2）。T8为海相地层和陆相地层分界面，为印支运动形成的不整合面；由于海相灰岩与陆相碎屑岩之间存在很大的层速度差，T8反射层在地震剖面上通常表现为1～2个强相位、强振幅、较低频率、中—高连续性反射；由于下伏青龙组灰岩经受过长期的风化剥蚀，因而T8反射层表现为起伏不平的特点，极易识别。T7为古新统阜宁组底界面，仅在盆地的凹陷部位分布，通常表现为2个相互平行相位，一般为中—强振幅、高频、连续或较连续反射，可见反射波的下削现象，与下伏白垩系泰州组呈不整合或假整合接触关系。T4为始新统戴南组底界面，通常表现为2个相互平行的“双轨”反射，强振幅、中频、连续性好，与上、下反射波组呈“上超下削”接触关系，也是一个明显的不整合面。T2为新近系盐城组底界面，一般以双相位、强振幅、高频、高连续反射特征出现，界面上、下可见大量的反射波上超和削截现象，近水平状分布全区，是一个“下剥上超”的典型区域不整合面。在隆起部位T2和T8重合。

图2 过南二凹陷A—A′地震剖面地质解释（剖面位置见图1）Fig.2 Geologic interpretation of seismic profile A—A′in the Nan-2 sag of South basin，the southern Yellow Sea（section position shown in Fig.1）

2.2 地层发育特征

南二凹陷中—新生界陆相地层发育，地层最厚7 500 m（图3）。自下而上沉积了上白垩统泰州组，古近系古新统阜宁组，始新统戴南组、三垛组，新近系盐城组，第四系东台组。断陷早期沉积的泰州组最大厚度约700 m，分布局限，仅在南二凹陷的深洼部位发育；在地震剖面上呈现弱振幅、不连续或杂乱的反射特征，反映了陆相断陷早期快速充填的沉积特点。古近系最大厚度约5 000 m，在南二凹陷和两侧的凸起区均有分布，凹陷区地层厚度1 000～5 000 m，凸起区厚度小于1 000m。凹陷内主要目的层古新统阜宁组发育，地层最厚约2 500 m，分布范围大于1 700 km2，其厚度大于1 000 m 的面积约700 km2。新近系和第四系为拗陷期沉积，最大厚度1 800 m，分布广泛，厚度比较稳定，凹陷区厚度1 500～1 800 m，凸起区厚度1 000～1 500 m；在地震剖面上表现为较强振幅、高连续、高频的反射特征，反映本区在平静的构造背景下接受了广泛而稳定的沉积。

图3 南二凹陷中—新生界陆相地层厚度图Fig.3 Isopachous map of Mesozoic to Cenozoic continental strata in the Nan-2 sag of South basin，the southern Yellow Sea

2.3 构造特征

如前所述，南黄海南部盆地在平面上呈“一凸两凹”的构造格局。中央凸起带包括南一凸起、南二低凸起和南三凸起；南部凹陷带包括南二、南五和南六凹陷；北部凹陷带包括南三、南四和南七凹陷。构成了“南北分带﹑东西成块”的构造面貌［2，6-9］（图1）。

在经历了印支运动改造后的海相克拉通残留盆地背景上，南黄海南部盆地受燕山运动晚期—喜马拉雅运动早期拉张应力场控制，发育一系列近东西走向的北倾正断层，这些控凹断层断距大、延伸长，在晚白垩世至渐新世长期活动，是控制南黄海南部盆地构造展布、沉积地层发育、烃源岩分布的主干断层［2，6-8，10-13］。在南二凹陷南部①号大断层控制下，南二凹陷呈现“南断北超”的箕状断陷结构；受始新世末吴堡运动和渐新世末三垛运动的影响，凹陷内发育多种成因类型的构造；在凹陷北部的斜坡部位，受古隆起形态和北倾的反向断层（②号断层）控制，形成了一个规模较大的鼻状构造带，在中—新生界陆相地层底面构造图上初步圈定面积90 km2。该鼻状构造带自白垩纪至古近纪继承性发育（图4、5）。古近纪末，南二凹陷进入拗陷演化阶段，除南部控制凹陷的边界断层仍持续活动外，其他早期断层基本停止活动；而伴随着渐新世末三垛运动的挤压走滑，在局部形成挤压背斜构造，同时产生了一些北西向的表皮断层，其断距小、延伸短，对油气的运聚保存影响不大［6-8，10，14］。

图4 过南二凹陷B—B′地震剖面地质解释（剖面位置见图1）Fig.4 Geologic interpretation of seismic profile B—B′in the Nan-2 sag of South basin，the southern Yellow Sea（section position shown in Fig.1）

图5 南二凹陷中—新生界陆相地层底面（T8）构造图Fig.5 Stuctural map of bottom boundary of Mesozoic to Cenozoic continental strata（T8）in the Nan-2 sag of South basin，the southern Yellow Sea

2.4 凹陷规模

前人研究认为南黄海南部盆地的6个凹陷中，南四和南五凹陷规模最大，为主力生烃凹陷［1-2，4］。其中，南四凹陷面积1 656 km2，中—新生界陆相地层最厚6 400 m，生烃量29.19亿t；南五凹陷面积1 579 km2，中—新生界陆相地层最厚7 000 m，生烃量54.73亿t。而南二凹陷面积为1 053 km2，中—新生界陆相地层最厚5 500 m，生烃量仅0.91亿t。

戴春山［2］研究认为，凹陷边界的主控断层是控制生烃凹陷发育的最主要因素，南二、南五凹陷南界张性大断层断距大且持续活动，形成了一系列的深断陷并控制了阜宁组的湖盆沉积和烃源岩分布。周荔青等［6］、蔡乾忠［15］提出，受晚白垩世至古近纪以来太平洋板块俯冲和郯庐断裂右旋走滑运动的控制，南黄海南部盆地生烃凹陷的沉积中心由西向东迁移，其深凹陷主要分布于盆地西部。这些区域地质因素使南二凹陷成为南黄海南部盆地潜在的主力生烃凹陷之一。

本次对南二凹陷的研究结果显示，仅从现存的阜宁组分布范围来看，凹陷面积大于1 700 km2，中—新生界陆相地层最厚7 500 m。从凹陷面积、沉积厚度对比分析，南二凹陷是目前南黄海南部盆地最大的凹陷，生烃能力相当可观。

3 含油气前景评价

3.1 资源潜力分析

南黄海南部盆地南二凹陷的勘探程度很低，凹陷内的FN23-1-1井仅揭露阜宁组三、四段，不能反映该区主力烃源岩层阜宁组的全貌，而且没有相关地球化学数据。南二凹陷西邻的白驹凹陷和盐城凹陷氯仿沥青“A”含量分别为0.080 0%和0.089 5%；东邻的南五凹陷和南四凹陷氯仿沥青“A”含量分别为0.088 0% 和0.140 0%［16］。南二凹陷与陆上白驹凹陷和海域南五凹陷具有相同的构造-沉积演化背景，地质条件相似，其烃源岩发育程度和地球化学指标均有可类比性。因此，本次采用氯仿沥青“A”法进行资源量计算。从 WX20-ST1、WX5-ST1及WX13-3-1等3口井实测井温数据，推算南黄海南部盆地地温梯度为2.6～2.9℃／100m，阜宁组镜煤反射率Ro为0.50%～0.85%，反映南黄海南部盆地阜宁组烃源岩处于低成熟—成熟演化阶段，以生油为主。推测南二凹陷阜宁组暗色泥岩平均厚度约900 m，生烃门限深度为2 700 m，有效源岩面积为1 310 km2，初次运移系数取30%，烃源岩密度取2.45 g／cm3，其生油量按如下公式计算：

式（1）、（2）中：Qs为生油量；Qj为油聚集量；S为生油岩面积；H为生油岩厚度；ρ为生油岩密度；A为生油岩中氯仿沥青“A”含量；Ky为初次运移系数；Ka为排聚系数。

计算结果表明，南二凹陷阜宁组生烃量36.3亿～45.4亿t；参照苏北盆地排聚系数8%，估算南二凹陷阜宁组资源量为2.9亿～3.6亿t。这一结果展示了南二凹陷具有良好的油气资源基础和勘探潜力。

3.2 有利区带评价

苏北盆地油气储量的97%来自高邮、金湖、溱潼等主力生烃凹陷，且紧邻深凹陷的断阶带和斜坡带是油气的主要聚集区［2，16］。南黄海南部盆地与苏北盆地有相似的石油地质条件。据此推测南二凹陷等主力生烃凹陷的斜坡部位同样为油气勘探的有利区带。

区域研究成果表明，渐新世末的三垛运动使南黄海南部盆地古近系圈闭定型，阜宁组烃源岩在三垛组沉积以后达到生烃高峰，圈闭形成时期和生烃高峰期匹配关系较好，可以有效地捕获油气，形成中—新生界陆相自生自储油气藏，也可能存在海相和陆相混源油气藏［2，15-16］。综合评价认为，南二凹陷北部斜坡带发育的鼻状构造带为最有利勘探区带（图5）。该构造带紧邻中—新生界陆相深洼区，阜宁组主力烃源岩发育，且下伏海相地层分布广泛，油源条件好，是海、陆相油气汇聚的主要指向区。该构造带在潜山背景上，自白垩纪至古近纪继承性发育，规模较大，形态较好。上覆地层厚度1 600～2 400 m，阜宁组二、四段和戴南组上段湖相泥岩有一定厚度，保存条件良好。同时，斜坡部位是阜宁组一、三段和戴南组下段扇三角洲砂体发育区，下伏有下三叠统青龙组灰岩风化壳储层，储层类型多样。

4 结论

1）南黄海南部盆地南二凹陷是一个典型的中—新生代“南断北超”陆相断陷湖盆。受燕山运动晚期—喜马拉雅运动早期拉张应力场控制，南二凹陷南侧发育近东西向张性大断层，控制了凹陷结构构造、沉积充填和烃源岩分布。南二凹陷中—新生界最厚7 500 m，凹陷面积大于1 700 km2，是南黄海南部盆地最大的凹陷，也是潜在的主力生烃凹陷之一。

2）南二凹陷主要目的层古新统阜宁组发育，最厚约2 500 m，厚度大于1 000 m的面积约700 km2。初步估算南二凹陷阜宁组生烃量36.3亿～45.4亿t，资源量2.9亿～3.6亿t，具有较大的油气资源潜力和广阔的勘探前景。

3）南二凹陷北部斜坡带是海、陆相油气汇聚的主要指向区。受古隆起和北倾的反向断层控制，北部斜坡带自白垩纪至古近纪继承性发育一个大型鼻状构造带，是南二凹陷最有利的勘探区带。

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