试论中国南海两个盆地带油气地质差异性

邓运华

(中海油研究总院 北京 100028)

试论中国南海两个盆地带油气地质差异性

邓运华

(中海油研究总院 北京 100028)

邓运华.试论中国南海两个盆地带油气地质差异性[J].中国海上油气，2016,28(6)：1-8.

Deng Yunhua.Difference analyses on petroleum geology between the two basin belts in South China Sea[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(6):1-8.

中国南海北部、西部和南部发育11个新生代含油气盆地，根据基础地质和油气地质的差异性，可将这些盆地分为2个盆地带,2个盆地带的构造特征、沉积特征、烃源岩特征、油气藏特征均不相同。靠近陆地的外盆地带包括珠江口盆地珠一坳陷、珠三坳陷、北部湾、湄公、西纳土纳等5个盆地(坳陷)，它们位于陆壳上，主成盆期早(始新世—早渐新世)，经历了断陷、断拗、拗陷3期演化，断陷期湖相泥岩是主力烃源岩，湖泊藻类是主要生烃母质，干酪根类型为I—II2型，以生油为主、生气为辅，断层圈闭是主要油藏类型，主要含油层系为砂岩储层；远离陆地的内盆地带包括珠江口盆地珠二坳陷、琼东南、莺歌海、中建南、万安、北康、南薇西、曾母等8个盆地(坳陷)，它们位于洋-陆过渡壳上，主成盆期晚(渐新世—早中新世)，经历了断陷、拗陷2期演化，海陆过渡相煤、炭质泥岩、暗色泥岩是主力烃源岩，陆源高等植物是主要生烃母质，干酪根类型为II2—III型，以生气为主、生油为辅，披覆背斜、底辟背斜、压挤背斜及生物礁圈闭是主要气藏类型，主要含气层系为砂岩和生物礁灰岩储层。认清中国南海2个盆地带油气地质的差异性，可为该区域今后的油气勘探提供借鉴与指导。

中国南海；外盆地带；内盆地带；油气地质；差异性

中国南海(地质上也称为新南海)面积356万km2，开始形成于早渐新世，在其北部、西部和南部发育有珠江口、北部湾、莺歌海、琼东南、中建南、湄公、万安、西纳土纳、曾母、北康、南薇西等11个盆地，每个盆地地质条件不同，各有其特点。受勘探程度、地质资料的限制，对每个盆地认识程度也不同(图1)。有些盆地勘探程度高、资料丰富，对地下认识比较清楚;而有些盆地勘探程度很低、资料很少，对地下认识模糊。近几年通过对该区新老资料的综合研究，认识到中国南海11个盆地可以分为2个不同的盆地带,这2个盆地带的盆地形成时间、盆地类型、沉积环境、古生物种类、烃源岩类型、油气藏类型明显不同[1-2]。

靠近陆地的外带包括珠江口盆地珠一坳陷、珠三坳陷、北部湾、湄公、西纳土纳等5个盆地(坳陷)，这些盆地主要形成期是始新世—早渐新世，为断陷型盆地，主成盆期沉积环境是湖泊，之后为海陆过渡相，藻类等水生生物是主要生烃母质，以生油为主，生气为辅。远离陆地的内带包括珠江口盆地珠二坳陷、琼东南、莺歌海、中建南、万安、曾母、北康、南薇西等8个盆地(坳陷)，这些盆地主要形成于渐新世—中新世，为坳陷型盆地(图1)，主成盆期沉积环境是海陆过渡相，之后为浅海相，高等植物是主要生烃母质，水生生物是次要生烃母质，以生气为主，生油为辅。

图1 中国南海盆地分布图

1 两个盆地带构造特征

中国南海2个盆地带的盆地所处的大地构造位置不同、地壳厚度不同、盆地演化史不同、盆地内部结构不同(图2)，从而决定了它们的沉积环境不同[3-14]。

1.1 外带盆地构造特征

靠近陆地外带上的珠江口盆地珠一坳陷、珠三坳陷、北部湾盆地、湄公盆地、西纳土纳盆地等在盆地开始形成及主要发育阶段(始新世—早渐新世)是位于陆壳上，地壳厚度较大,一般为24～40 km。

处于外带上的盆地，在裂谷断陷期断层数量多、活动强度大，属于凹-凸相间的构造格局，凹陷多呈半地堑结构，地层厚度变化大，下部断陷与上部坳陷组成“牛头”状结构。

例如，位于外带上的北部湾盆地发育11个凹陷、4个凸起，凹-凸相间的格局非常清晰，凹陷多为半地堑，地堑内地层呈“楔形”，厚度变化大。裂谷断陷层系内断层非常发育，拗陷期断层较少，地层分布稳定，“牛头”状结构清晰[3-11]。始新世裂谷断陷发展阶段，北部湾盆地凹陷边界大断层活动强烈，沉降速率大于沉积速率，为欠补偿半深湖—深湖相沉积。渐新统涠洲组沉积期为断拗发展阶段，断层活动减弱，沉降速率与沉积速率相当，为河流相—浅湖相沉积。进入新近纪为整体沉降拗陷发展阶段，断层活动更弱，盆地整体沉降，为滨海相—浅海相沉积。

图2 中国南海盆地带构造剖面

1.2 内带盆地构造特征

远离陆地内带上的珠江口盆地珠二坳陷、琼东南盆地、莺歌海盆地、中建南盆地、万安盆地、北康盆地、南薇西盆地、曾母盆地的主要发展阶段为晚渐新世—中新世，它们位于洋-陆过渡壳上(即大陆坡上)，地壳厚度相对较薄，一般为11～28 km。

处于内带上的盆地，断层相对较少、活动强度弱，盆地结构相对简单，为隆-坳相间的构造格局，坳陷内地层厚度横向变化小，呈平缓的“平底锅形”。由于断层少，断层对沉积的影响也较小[6]。

例如，曾母盆地只有南部隆起、北部坳陷2个二级构造单元，盆地内断层较少，地层厚度稳定，经历了晚渐新世—早中新世的断拗期和中中新世—现今的拗陷期2个演化阶段。

2 两个盆地带沉积特征

中国南海2个盆地带的盆地类型不同、盆地结构不同、演化历史不同，因此其沉积环境也不同[9]。位于油带上的珠一坳陷、珠三坳陷、北部湾盆地、湄公盆地、西纳土纳盆地是裂谷断陷盆地，凸-凹相间，沉积相带变化较快,裂谷断陷期为湖相沉积，断拗期为三角洲相—海陆过渡相沉积，拗陷期为海相沉积(图3)。位于气带上的珠二坳陷、琼东南盆地、莺歌海盆地、中建南盆地、万安盆地、曾母盆地、北康盆地、南薇西盆地是坳陷型盆地，隆-坳相间，沉积相带较宽，只经历早期断拗和晚期拗陷2个演化阶段，断拗期为三角洲相—滨浅海相沉积，拗陷期为浅海相沉积(图4)。

图3 始新世—渐新世主成盆期环中国南海外带湖相沉积

图4 渐新世—中新世主成盆期环中国南海内带海陆过渡相沉积

2.1 外带盆地沉积特征

外油带上的5个盆地(坳陷)具有凹-凸相间的盆地结构，内外物源共同作用，具有相变快、相带窄的沉积特征。此带上的盆地经历了早期湖泊断陷发展阶段[10]、中期三角洲—滨浅海(滨浅湖)断拗发展阶段、晚期浅海拗陷发展阶段的3期演化历史。

例如，北部湾盆地面积3.5万km2，可划分为11个凹陷、4个凸起。凸起是盆地早期断陷阶段重要的物源区，盆外物源是盆地整个演化阶段长期的物源区。北部湾盆地经历了古新世—始新世断陷、渐新世断拗、中新世—上新世拗陷发展阶段：古新世为断陷初始期，以近源粗碎屑冲积扇—洪积扇为主，凸起是主要物源区，凸起上风化的碎屑物短距离搬运，在邻近凹陷内沉积；始新世为主断陷期，断层活动强，沉降快，主要沉积半深湖—深湖相暗色泥岩，凹陷边缘有扇三角洲，近岸水下扇砂体发育，凹陷中间为厚层泥岩、页岩夹砂岩沉积。渐新世断拗期断层活动减弱，为三角洲相—滨浅湖相沉积，盆外物源长距离搬运，在凹陷内形成大型湖相三角洲，发育砂泥岩互层，砂岩是重要储层。中新世—上新世盆地整体沉降海侵，为稳定分布的滨海相—浅海相砂泥岩互层沉积。

2.2 内带盆地沉积特征

内气带上的8个盆地(坳陷)具有隆-坳相间的结构特点，以盆外物源为主。此带上的盆地经历了早期断拗、晚期拗陷2个发展阶段，断拗期为海陆过渡相沉积，拗陷期为滨海相—浅海相沉积[11-12]。

例如，曾母盆地面积17万km2，只有南部隆起、北部坳陷2个二级构造单元。在主成盆期(渐新世—中中新世)，曾母盆地是一个统一的坳陷型盆地，沉积物源区是南部和西南部剥蚀区。河流带来了丰富的碎屑物质，形成了2个大型三角洲。盆地西部是海岸平原，为砂岩、泥岩、炭质泥岩和煤沉积；盆地中部、北部和东部为浅海—半深海相，岩性为泥岩夹砂岩。中中新世—第四纪为拗陷期，盆地整体沉降，南部和西南部2个三角洲继承性发育，但范围缩小，滨海区为海岸平原砂岩、泥岩沉积，中北部广大地区为浅海—半深海相，浅海区有众多碳酸盐岩台地沉积，其碳酸盐岩礁体是重要的储油气圈闭，不少大气田为拗陷期形成的生物礁岩性圈闭。

3 两个盆地带烃源岩特征

中国南海发育2个盆地带，靠近陆地的为裂谷断陷盆地带，远离陆地的为被动陆缘盆地带。在南海的中央是近代的洋盆，洋壳之上只有400～1 100 m的沉积层，面积约53万km2。裂谷断陷盆地带经历了早期断陷、中期断拗、晚期拗陷等3个演化阶段。被动陆缘盆地带是坳陷盆地，具有早期断拗、晚期拗陷的演化特征。外带上的盆地早期为湖相沉积，中期为海陆过渡相沉积，晚期为海相沉积，发育了湖相和海陆过渡相2套烃源岩，以湖相烃源岩为主。内带上的盆地早期为海陆过渡相沉积，晚期为海相沉积，发育了海陆过渡相和海相2套烃源岩，以海陆过渡相烃源岩为主。外带上的盆地生烃母质以湖相水生生物为主，过渡相高等植物次之；有机质类型主要是Ⅰ—Ⅱ1型，产物主要是石油，天然气次之。内带上的盆地生烃母质以过渡相高等植物为主，海洋水生生物次之；有机质类型主要是Ⅱ2—Ⅲ型，生烃产物以气为主，油次之。

3.1 外带烃源岩特征

外带上的5个盆地(坳陷)的主成盆期均为湖相断陷，半深湖—深湖相泥岩是主力烃源岩[9、13-15]，少数盆地发育断拗期的煤系烃源岩，主力烃源岩的有机质类型以Ⅰ—Ⅱ1型为主(图3，表1)。

表1 中国南海外带优质湖相烃源岩地球化学特征

例如，北部湾盆地只发育始新统流沙港组烃源岩，流沙港组沉积于裂谷断陷期，控凹边界断层活动强，沉降速率大于沉积速率，主要为半深湖—深湖相，以深灰色泥岩、油页岩为主，厚度大，凹陷中心最厚可达2 000 m;藻类是主要生烃母质，干酪根类型为Ⅰ—Ⅱ1型，以生油为主，有机碳含量为0.6%～33.8%，生烃潜力为2.5～52.2 mg/g，其良好的生油条件为该盆地的烃类富集奠定了基础。

3.2 内带烃源岩特征

内带上的8个盆地(坳陷)的主成盆期是渐新世—中中新世。此时盆地为断拗阶段，海陆过渡相沉积，高等植物是其主要生烃母质，Ⅱ2—Ⅲ型干酪根，产物主要是天然气，伴生有轻质油(图4、表2)[8,16]。晚中新世—第四纪为拗陷发展阶段，以滨海相—浅海相为主，海洋水生生物和陆地高等植物同时并存于沉积岩内，在埋藏较深、达到生烃门限的地区生成了轻质油和天然气。

例如，曾母盆地主要烃源岩位于渐新统—下中新统，次要烃源岩位于中中新统，在盆地的断-拗发展阶段，南部和西部的三角洲平原、海岸平原上沉积的煤、炭质泥岩和暗色泥岩构成了盆地主要烃源岩，盆地中—东部滨浅海相泥岩是次要烃源岩，烃源岩具有从下向上有机质丰度变低、类型变差的规律。渐新统暗色泥岩有机碳含量为1.0%～2.0%，煤与炭质泥岩有机碳含量为30%～60%，有机质类型为Ⅱ1—Ⅲ型。中中新统暗色泥岩有机碳含量一般为1%左右，少数泥岩和炭质泥岩有机碳含量为1%～40%，有机质类型为Ⅱ2—Ⅲ型，而上中新统有机质丰度较低，有机碳含量一般都小于1%，有机质类型以Ⅲ型为主。上述有机质类型决定了该盆地以生气为主，生油很少。

表2 中国南海内带海陆过渡相烃源岩地球化学特征

4 两个盆地带油气藏特征

中国南海2个盆地带所在的大地构造位置不同、盆地类型不同、演化史不同、沉积环境不同、古生物不同、干酪根类型不同，决定了油气藏特征不同。外带以油为主、气为辅，主要圈闭类型有断块圈闭、断鼻圈闭、断背斜圈闭、潜山圈闭等，主要储层是砂岩；内带以气为主、油为辅，主要圈闭类型为披覆背斜圈闭、挤压背斜圈闭和生物礁岩性圈闭，储层为砂岩和碳酸盐岩(图5)。

4.1 外带油藏特征

外带上的盆地经历了断陷、断拗、拗陷3期演化，断陷期湖相泥岩是主要的烃源岩，湖泊水生生物是重要的生烃母质，有机质组成中无定形含量高，有机质类型为Ⅰ—Ⅱ1型，以生油为主，所以该带上以油藏为主。外带上的盆地断层非常多、活动时间长，断块、断鼻、断背斜是重要的储油气圈闭，其次是潜山、岩性圈闭[8,17-18]。

例如，油藏沿大断裂分布是北部湾盆地重要的特征，油藏主要类型是断块、断鼻、逆牵引背斜，其次是披覆背斜、岩性圈闭和潜山。该盆地内最大的油田——涠洲12-1油田是一个断块油藏，储层是渐新统三角洲砂岩，探明地质储量4 600万m3。该盆地主力含油层系是断陷期的流沙港组砂岩储层。在该盆地已发现储量中，石油占99%，只发现2个小气藏。

图5 中国南海两个盆地带分布图

4.2 内带气藏特征

内带上的盆地经历了早期断拗、晚期拗陷2个发展阶段。断拗期的海陆过渡相煤、炭质泥岩和暗色泥岩是主要烃源岩，有机质组成中镜质体、惰质体含量高，无定形含量低，干酪根类型以Ⅱ2—Ⅲ型为主，能生成大量天然气。勘探证实内带上的盆地以含气为主[19-20]。

例如，曾母盆地主力烃源岩是渐新统—中中新统三角洲-海岸平原上的海陆过渡相煤、炭质泥岩及暗色泥岩，干酪根类型为Ⅱ2—Ⅲ型，陆源高等植物是主要生烃母质，生成了大量天然气，已发现储量中天然气占90%。中新统生物礁是曾母盆地最重要的储层和圈闭，如L大气田地质储量达1.1万亿m3(其中CO2占70%)，是中新统生物礁大气田。

5 结论

1) 南海及邻区发育2个盆地带，其中外带是陆内裂谷盆地，经历了断陷—断拗—拗陷3期演化，呈凹-凸相间的构造格局；内带是被动大陆边缘盆地、走滑盆地，经历了断拗—拗陷2期演化，呈坳-隆相间的构造特征。

2) 外带盆地主成盆期是始新世—早渐新世，为湖相沉积；内带盆地主成盆期是晚渐新世—中新世，为海陆过渡相—海相沉积。

3) 湖相水生生物是外带盆地主要生烃母质，Ⅰ—Ⅱ1型干酪根，以生油为主；三角洲-海岸平原高等植物是内带盆地主要生烃母质，Ⅱ2—Ⅲ型干酪根，以生气为主。

4) 南海油气资源具环带分布的特点，浅水区以找油为主，深水区以找气为主；洋盆中心53万km2为洋壳，沉积物薄(300～1 100 m)，常规油气资源不富集。

致谢：此文编写过程中得到了中海油研究总院曾清波、陈莹、谢晓军、朱石磊、兰蕾等工程师的大力帮助，在此深表谢意！

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(编辑：周雯雯)

Difference analyses on petroleum geology between the two basin belts in South China Sea

Deng Yunhua

(CNOOCResearchInstitute,Beijing100028,China)

Eleven Cenozoic petroleum bearing basins are developed in the north, west and south part of South China Sea (SCS). Based on the differences of basic and petroleum geology, these basins are divided into two basin belts with different characteristics of structure, deposits, source rocks and accumulations. The outer basin belt close to the continent consists of such five basins (depressions) as Zhu I and Zhu III depressions, Beibuwan basin, Mekong basin and West Natuna basin. These basins or depressions located on the continental crust mainly form in the Eocene-Early Oligocene and experience three evolution stages of rifting, transfer and post-rifting, respectively. The lacustrine mudstone developed in rifting stage is the major source rock, and is characterized by type I-II1kerogen of algae in which the oil is mainly generated and supplemented by gas. Fault-related traps are the main reservoir types and sandstone reservoirs are the primary oil-bearing layers in this belt. The inner basin belt away from the continent consists of such eight basins as Zhu II depression, Qiongdongnan basin, Yinggehai basin, Zhongjiannan basin, Wan’an basin, Beikang basin, Nanweixi basin and Zengmu basin. These basins located on the ocean-continental transition crust, mainly form in the Oligocene-Early Miocene and experience two evolution stages of rifting and post-rifting. The coal, carbonaceous mudstone and dark mudstone of transitional facies are the major source rocks, and are characterized by type II2-III kerogen of terrestrial plants which mainly generate gas and supplemented by oil. Within inner basin belt, sandstone and reef limestone are the primary reservoirs, and drape anticline, diapiric anticline and organic reef traps are the major traps. Identifying the petroleum geology differences of two basin belts in SCS can provide reference and guidance for hydrocarbon exploration in this area.

South China Sea; outer basin belt; inner basin belt; petroleum geology; difference

1673-1506(2016)06-0001-08

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.06.001

邓运华，男，中国工程院院士，教授级高级工程师，1985年毕业于原江汉石油学院并获学士学位，1988年毕业于石油勘探开发科学研究院并获硕士学位，现任中国海洋石油总公司副总地质师兼中海油研究总院副院长，长期从事海上油气勘探研究及技术管理工作。地址：北京市朝阳区太阳宫南街6号院(邮编：100028)。

TE12

A

2016-04-22