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南海南部大陆边缘两个盆地带油气地质特征

2017-12-20张功成唐武谢晓军赵志刚赵钊

石油勘探与开发 2017年6期
关键词:储集层烃源盆地

张功成,唐武,谢晓军,赵志刚,赵钊

(中海油研究总院,北京 100028)

南海南部大陆边缘两个盆地带油气地质特征

张功成,唐武,谢晓军,赵志刚,赵钊

(中海油研究总院,北京 100028)

基于地震、钻井、岩心和露头等资料,系统分析南海南部各盆地成盆、成烃、成藏特征,揭示南海南部陆缘盆地油气地质特征,总结油气地质分布规律。研究表明,南海经历古南海形成与发展、古南海消减与新南海发展、南海快速沉降与萎缩等 3个构造阶段,古、新南海的构造演化控制了南海南部大陆边缘的区域构造格局,形成南、北两个盆地带,并控制了各盆地带成盆、成烃和成藏特征。南盆地带烃源岩以中新统煤系烃源岩为主,热演化程度不均,近岸生油远岸生气,挤压褶皱构造带和生物礁群是有利区带。北盆地带烃源岩以始新统—渐新统为主,热演化程度高,以生气为主,生物礁、断块为其主要聚集区。研究认为,南海南部大陆边缘盆地尚有很大勘探潜力,是油气勘探开发的重要领域,南盆地带应油气兼探,北盆地带以找气为主。图6 表1参28

新南海;古南海;构造演化;构造旋回;大陆边缘;沉积相;盆地形成;油气成藏

1 研究背景

南海是西太平洋最大的边缘海之一,由中央洋盆和东、南、西、北 4个大陆(或岛)边缘组成。其中南海南部大陆边缘主要发育曾母盆地、文莱—沙巴盆地等(见图1)。自上世纪初勘探至今,在新生界已发现数百个油气田,是世界上为数不多的常规储量达上百亿吨油当量的巨型油气区。

图1 南海南部大陆边缘两个盆地带分布图

中国在南海南部九段线以内做了大量基础地质调查、油气地质普查,针对各个盆地研究较多,但对区域油气分布规律认识有待深化。为此,本文以南海边缘海构造旋回理论[1]为指导,把盆地群置于南海区域演化的时空背景中研究,发现南海南部发育两个盆地带,其成盆、成烃、成藏条件差异性显著,通过综合分析预测油气勘探新领域,以期对下一步油气勘探有一定的指导意义。

2 南海边缘海构造演化阶段

晚中生代以来,南海区域经历了古南海与新南海3期边缘海构造演化阶段(见图 2)。不同阶段南海构造格局不同。

图2 南海及邻区构造演化图(据文献[1]修改)

2.1 古南海形成与发展阶段(晚白垩世末期—早渐新世)

在中生代晚期南海区域可能是一个由各个地块拼合形成的统一的“古南海地块”,其中主要包括3大部分,其 1是华南板块,包括南沙、巴拉望等微地块,其前新生界基底具有相似的岩石地层特征;其 2是印支板块;其3是婆罗洲地块。由于古太平洋板块俯冲,使“古南海地块”发生裂解。裂谷带沿着泛南沙地块与婆罗洲地块之间的薄弱带伸展开裂,形成古南海洋盆。北部为泛华南大陆及其南部的被动大陆边缘,南侧为婆罗洲地块及其被动大陆边缘(见图2)。

始新世以后,欧亚板块与印度板块发生全面碰撞,受印度板块俯冲带阻挡,亚洲板块深层软流圈在南北挤压应力的作用下向东南流动,在东南方向又受到太平洋板块俯冲带的阻挡,形成地幔柱上升流,导致新南海形成。南海呈现“三陆夹两海”的区域构造格局(见图2)。

2.2 古南海消减和新南海发展阶段(晚渐新世—中中新世)

新南海形成于西沙—中沙—东沙与南沙地块之间的软弱带上,早期属陆内裂谷性质,逐渐扩展成洋盆,基底为洋壳,磁条带年龄为32.0~16.5 Ma,地质时代为晚渐新世到早中新世[2],在其东端,时代可能为早始新世。随着新南海扩张,南沙地块开始向南漂移,距离达数百千米;同时古南海萎缩,古南海南部边缘由于前期伸展作用导致地壳和岩石圈厚度小、热流值高、塑性大,在挤压作用下地壳向下强烈弯曲,由早期的被动大陆边缘转化成主动大陆边缘(见图2)。

2.3 南海快速沉降与萎缩阶段(晚中新世—第四纪)

中中新世末期至现今,新南海海底不再南北向扩张,西、北边缘处于快速热沉降状态。新南海东部由于菲律宾岛弧仰冲,洋壳岩石圈向东俯冲,形成活动边缘。

受上述南海边缘海构造旋回控制,在南海南部大陆边缘形成南、北两个盆地带,分别发育挤压前陆盆地和裂陷盆地(见图 1、图 2),南盆地带发育曾母盆地、文莱—沙巴盆地和巴拉望盆地;北盆地带包括南薇西盆地、北康盆地、南沙海槽盆地和礼乐盆地。两个盆地带内成盆、成烃、成藏等特征差异显著(见图3、表 1)。

图3 南海南部大陆边缘两个盆地带构造演化和沉积充填特征

3 两个盆地带成盆特征

南、北盆地带成盆差异性明显,主要体现在盆地的构造类型、规模、地层与沉积环境上(见表1)。

3.1 南盆地带构造-沉积特征

南盆地带早期处于被动大陆边缘,地壳岩石圈发生强烈减薄,刚性强度低[3];晚期处于活动大陆边缘背景,受区域性挤压,易于挠曲,所形成的盆地具有面积大、沉降深、可容纳空间大的特点。同时,该带内盆地邻近陆地,大规模河流发育,陆缘碎屑物供给充足,导致地层沉积巨厚,一般厚5~10 km,最大可达15 km,形成大型坳陷(见图4)。此外,由于古南海自西向东关闭,南盆地带各盆地碰撞时期存在差异性,总体具有西早东晚的趋势。

表1 南海南部大陆边缘两个盆地带油气地质要素对比表

图4 南海南部大陆边缘两个盆地带地质剖面(剖面位置见图1)

曾母盆地位于南沙地块与婆罗洲地块结合带上,盆地属于周缘前陆盆地。盆地基底主要由古新统—始新统变质岩组成,渐新统—第四系发育齐全,最大沉积厚度超过15 000 m,物源主要来自于婆罗洲地块[4](见图4)。该盆地晚始新世—早中新世为断拗期,主要发育河流—海岸平原—三角洲—滨浅海相,物源主要来自盆地西南侧;中中新世—第四纪为拗陷期,主要发育河流—海岸平原—三角洲—碳酸盐台地—滨浅海—半深海相,物源主要来自盆地东南侧,西南侧的物源逐渐减少(见图5)。

图5 南海南部大陆边缘两个盆地带及邻区沉积相图

文莱—沙巴盆地主体位于西北婆罗洲陆架上。盆地经历始新世—早中新世的俯冲增生期和中中新世—第四纪的快速沉降期。在俯冲增生阶段,随着古南海不断向西北婆罗洲俯冲,早期发育的深水浊积物增生并不断褶皱变形;快速沉降阶段,形成典型的陆架—陆坡(见图 4)。早中新世物源主要来自于东南方;快速沉降期的物源主要来自东南方向,三角洲—滨浅海沉积体系发育,且随着物源供给不断增多,海岸线及陆架边缘线位置不断向盆地推进(见图5)。

巴拉望盆地是逐渐从华南板块边缘裂离、漂移和重新定位后发育形成的[5],其构造演化可分为3个阶段(见图3)。①断陷阶段(晚白垩世—早渐新世):构造呈半地堑-半地垒结构,受控于北东(NE)向展布的早期断裂;②断拗阶段(晚渐新世—中中新世):随着新南海扩张,盆地从古南海北部边缘裂离,向南漂移,晚渐新世Nido灰岩下部沉积时期为开阔的浅海—半深海环境,生物礁发育,早中新世主要沉积为Nido灰岩的上部和 Galoc组,为浅海沉积环境,生物礁持续发育,前者岩性为礁灰岩、泥灰岩,后者岩性以细砂岩和粉砂岩为主;中中新世末,由于向南漂移的板块和向西运动的菲律宾岛弧体系碰撞,导致盆地变形、隆起抬升,接受粗碎屑沉积,整体沉积环境表现为开阔浅海陆棚环境,岩性以中细砂岩为主。③拗陷阶段(晚中新世—现今)表现为区域海侵,广泛接受海相沉积,沉积环境为开阔浅海陆棚—半深海,岩性主要为砂泥岩(见图5)。

3.2 北盆地带构造-沉积特征

北盆地带形成于南沙地块内部,新南海扩张前期,北盆地带与华南大陆相连,盆地发育一系列北东向地堑或半地堑,浅海相发育;同扩张期,北盆地带向南漂移,与华南大陆裂离,该阶段盆地缺乏大型物源供给,沉积厚度较薄,碳酸盐台地开始发育;扩张后期,北盆地带结束漂移,区域整体沉降,盆地沉积主要以填平补齐、席状形式覆盖全区,褶皱变形基本消失,大部分断层停止活动,仅局部岩浆活动活跃[3]。然而,由于新南海扩张的非同期性,导致北盆地带不同盆地构造-沉积特征存在差异性。

南薇西盆地主体位于南沙地块之上,其基底由前新生界变质岩及中酸性—基性火成岩组成。盆地具有“三坳夹两隆”的特征,分别为北部坳陷、北部隆起、中部坳陷、南部隆起和南部坳陷。盆地经历了断拗期(渐新世—早中新世)、转换期(中中新世)和拗陷期(晚中新世—第四纪)3期构造演化。断拗期盆地形成隆坳相间格局,物源主要来自西侧和东南侧的剥蚀区,发育三角洲—滨浅海沉积体系(见图 5);转换期盆地处于碰撞和稳定沉降的过渡阶段,物源主要为盆地内局部剥蚀区,主要发育碳酸盐台地—滨浅海沉积体系;拗陷期万安—廷贾断裂由右旋变为左旋运动,区域构造运动相对比较稳定,盆地处于定型阶段,除西部外,盆地整体为深水环境,发育半深海沉积体系[6-7]。

北康盆地形成于南沙地块之上,基底为前新生界变质岩与火成岩体。始新世—第四纪地层均有发育,最大沉积厚度可达 6 000 m。依据重磁及断层发育特征,盆地可划分为 3个隆起(中部隆起、东北隆起、东部隆起)、3个坳陷(西部坳陷、东北部坳陷、东南坳陷)[8-9]。盆地新生代经历了始新世—早中新世断拗期、中中新世转换期以及晚中新世—第四纪拗陷期 3期构造演化;其中断拗期物源主要来自盆地西北侧与东侧,主要发育三角洲—滨浅海相;转换期除盆地周缘提供物源,挤压作用形成的盆内隆起也可提供物源,主要发育三角洲—碳酸盐台地—滨浅海—半深海相;拗陷期物源主要来自于盆地南侧,主要发育海底扇—水道—深水披覆沉积等深水沉积体系(见图5)。

南沙海槽盆地呈北东—南西(NE—SW)向展布[10],构造上不对称,东南侧发育逆断层、褶皱等变形,沉积地层较厚,西北侧正断层发育,沉积较薄。盆地经历裂陷(渐新世—早中新世)和裂后(中中新世—现今)两期构造演化阶段[11],由于资料缺乏,对裂陷期沉积特征目前争议较大,而裂后期主要发育海相沉积。

礼乐盆地总体呈北东(NE)向延伸,新生代最大沉积厚度可达5 000 m。礼乐盆地整体上具北部坳陷、南部坳陷和中部隆起 3个二级构造单元[12]。盆地主要经历了古新世—始新世断拗、早渐新世断陷和晚渐新世—第四纪拗陷3期演化阶段(见图3)。前两个构造演化阶段礼乐盆地均位于古南海北侧华南大陆东南缘,主要发育三角洲—扇三角洲—水下扇—滨浅海沉积体系[13]。拗陷阶段早期(晚渐新世—中中新世),盆地处于向南漂移的过程中,发育碳酸盐台地—水下扇—滨浅海—半深海沉积体系。晚中新世—现今,盆地整体处于区域沉降阶段,主要发育碳酸盐台地—水下扇—浅海—半深海沉积体系,浅海相主体分布在盆地西侧和南侧,半深海相主要位于盆地东侧中部,碳酸盐台地分布于盆地北侧(见图5)。

4 两个盆地带成烃特征

南、北盆地带成烃差异性明显,主要体现在南盆地带油气兼生、规模巨大;北盆地带主要生气,规模较小(见表1)。

4.1 南盆地带成烃特征

南海南部大陆边缘挤压冲断作用与三角洲沉积作用交互进行。挤压冲断作用形成了由南向北推进的冲断褶皱带;在靠近加里曼丹地块和印支板块边缘地区,相邻陆地上的河流注入南海陆架和陆坡区,形成多个大型三角洲(见图5),为烃源岩的形成提供了非常雄厚的物质基础。受大型三角洲控制,南盆地带发育海陆过渡相煤系和海相两种类型烃源岩,有机质类型以Ⅱ—Ⅲ型为主,两类烃源岩生泾母质主要来源于陆生植物,其形成与河流—三角洲和海岸平原等有利于陆生植物发育的环境密切相关。从近岸地区到远岸地区,随着陆生植物供应量减少,有机质丰度减小、有机质类型变差。南盆地带内曾母盆地北部地温梯度较高、曾母盆地东部及文莱—沙巴盆地地温梯度较低[14],受地温场影响,烃源岩在近岸一侧以生油为主,远岸一侧以生气为主。

曾母盆地主力烃源岩为渐新统和下中新统三角洲平原煤系烃源岩和海相烃源岩,次要烃源岩为中中新统海相烃源岩,有机质类型为Ⅱ—Ⅲ型。在近岸带,煤系烃源岩有机碳含量大于6%,氢指数为388~406 mg/g,热解烃含量(S2)为 8.03~291.00 mg/g,具有较大的生烃潜力;而远岸带有机碳含量降低,普遍小于1%,氢指数值为164~300 mg/g,具有中等生烃潜力。海相烃源岩有机碳含量为0.3%~5.5%,平均为1.4%,热解烃含量普遍小于10 mg/g,绝大多数样品的热解烃含量小于2 mg/g,主要属于中等—好烃源岩。受盆地古构造、古环境等多因素影响,不同部位烃源岩分布和生烃能力具有差异性,北部的康西坳陷和南部的东巴林坚坳陷为盆地最有利的源岩发育区[15-17]。同时,受盆地地温场“南低北高”的影响,康西坳陷上渐新统—下中新统海陆过渡相含煤页岩有机质大多数已达成熟—过成熟阶段,以生气为主,而东巴林坚坳陷有机质处于成熟—高成熟阶段,以生油为主。

钻井揭示文莱—沙巴盆地发育中中新统、上中新统和上新统 3套烃源岩,上中新统烃源岩是主力烃源岩。烃源岩主要是煤系烃源岩和海相烃源岩,岩性主要为煤、炭质泥岩和泥岩,泥岩TOC值主要为0.4%~6.0%,S2值主要为0.1~10.0 mg/g,炭质泥岩TOC值主要为 6%~10%和 20%~40%,S2值主要为 10~100 mg/g,煤的样品点相对较少,TOC值主要分布为50%~60%,S2值大于 100 mg/g,为中等—好烃源岩[18-19]。由于文莱—沙巴盆地地层时代新、埋藏浅,且盆地地温梯度低,主体为16~36 ℃/km,烃源岩主要处于成熟—高成熟阶段,以生油为主。

大量研究表明巴拉望盆地发育始新统、渐新统和中新统 3套烃源岩,其中始新统烃源岩为中等—好烃源岩,形成于古南海北部大陆边缘的断陷中,有机碳含量大多数为1.0%~3.0%,有机质类型主要为Ⅱ2型,少数为Ⅲ型,处于未成熟—成熟阶段。渐新统烃源岩为中等烃源岩,其中下渐新统有机碳含量为 0.5%~1.0%,有机质类型为Ⅱ—Ⅲ型,处于未成熟—成熟阶段,上渐新统有机质类型以Ⅲ型为主,处于未成熟—成熟阶段。中新统烃源岩较差,多数为非烃源岩或差烃源岩,少数属于中等烃源岩,有机碳含量主体小于0.5%,极少数为0.5%~1.0%,有机质类型主要属于Ⅲ型,少数属于Ⅱ2型,处于未成熟—成熟阶段。

4.2 北盆地带成烃特征

受新南海扩张影响,北盆地带从南海北部陆缘漂移到现今位置,导致盆地在主成盆期(始新世—渐新世)缺乏陆源碎屑物供给,大型三角洲不发育(见图5),缺少煤系烃源岩。同时,受盆地沉积充填演化控制,北盆地带主要发育海相烃源岩,且主力烃源岩较老,以始新统为主。此外,该带靠近南海洋壳,受岩石圈拉张引起地幔物质上涌的影响,该带内盆地地温梯度较高、地温场具有中等偏高的特点,烃源岩均处于成熟—过成熟阶段,以生气为主。

南薇西盆地主要发育渐新统和中新统2套主力海相烃源岩。渐新世,盆地主体处于滨浅海沉积环境,中部坳陷和南部坳陷内泥岩发育,是烃源岩发育的有利地区,泥岩厚度一般为200~1 000 m,最厚达1 600 m。有机质类型为Ⅱ—Ⅲ型,有机质丰度为 0.35%~1.50%,为较好的烃源岩。中新世继承早期沉积环境,中部坳陷和南部坳陷沉积物较细,仍是烃源岩主力发育区,有机质类型为Ⅱ—Ⅲ型,有机质丰度为0.35%~1.20%。盆地大地热流值较高,一般40~70 mW/m2,有助于有机质成熟生烃,目前烃源岩多处于成熟—过成熟阶段,以生气为主。

北康盆地发育始新统、渐新统和下中新统 3套烃源岩,始新统烃源岩有机质类型为Ⅱ—Ⅲ型,TOC值主体小于1.0%,S1+S2值小于1.0 mg/g,氢指数小于100 mg/g,烃源岩为一般—中等烃源岩。渐新统—下中新统发育海相烃源岩,有机质类型为Ⅱ—Ⅲ型,渐新统海相烃源岩TOC值可达40%~60%,泥岩为1%~2%,S1+S2值小于100 mg/g,氢指数为100~200 mg/g;下中新统海相烃源岩TOC值可达40%~70%,泥岩可达0.5%~2.0%,S1+S2值小于10 mg/g,氢指数为50~150 mg/g,烃源岩为好—极好烃源岩。北康盆地烃源岩多处于成熟—过成熟阶段,以生气为主。

礼乐盆地发育白垩系、古新统、始新统和渐新统4套烃源岩,其中始新统是盆地主力烃源岩,有机质类型以Ⅲ型为主,少数为Ⅱ2型,TOC值为 0.14%~3.53%[20-22]。盆地各时代烃源岩样品中甾烷主要呈“V”字型分布,反映有机质为陆生高等植物和水生藻类混合来源。同时,礼乐盆地部分烃源岩样品中可见藻类来源的 C30-4-甲基甾烷,说明水生藻类对烃源岩有贡献[23]。盆地新生代经历2期加热过程:第1期加热过程由拉张裂陷作用开始(距今 65 Ma)至始新世晚期(距今39 Ma),这一加热过程在盆地表现为热流值缓慢升高,热流值由 54 mW/m2升高到 55.4~66.8 mW/m2;第2期加热过程由始新世晚期(距今39 Ma)至渐新世早期(距今30 Ma),这一加热过程表现为盆地基底热流快速升高特征,热流值升高至 60.3~71.5 mW/m2。这一特殊的热演化过程导致盆地白垩系、古新统、始新统烃源岩均处于成熟—过成熟阶段;而渐新统烃源岩基本未成熟,局部低成熟。

5 两个盆地带成藏特征

南、北盆地带成藏差异性明显,南盆地带成藏组合主要在中新统—上新统,以构造或生物礁油气藏为主,油气成排成带分布;北盆地带以始新统—渐新统成藏组合为主,主要是断块油气藏(见表1)。

5.1 南盆地带成藏特征

边缘海构造旋回控制南盆地带储集层和盖层的发育、圈闭的形成及油气运移,进而对油气聚集成藏起着重要控制作用。南盆地带储集层位于下中新统—上新统,区域盖层位于主力上新统—第四系,发育“下生上储”及“自生自储”成藏组合类型(见图3、图6)。同时,南盆地带受构造挤压作用影响,构造圈闭发育,断块、断鼻、断背斜是重要的储油气圈闭,还有生物礁地层圈闭。

曾母盆地发育砂岩和碳酸盐岩两类储集层,时代上砂岩储集层主要发育于渐新世—中中新世,碳酸盐岩储集层主要发育于中—晚中新世[24-25];空间上砂岩储集层受河流—三角洲体系控制主要分布于南部隆起和东巴林坚坳陷内,碳酸盐岩储集层受滨浅海相控制分布于西部斜坡和南康台地,形成“南砂北礁”的分布格局。上中新统—第四系的厚层海相泥岩形成良好区域盖层,渐新统—下中新统泥岩夹层可作为局部盖层。垂向上,烃源岩、储集层、盖层匹配良好,表现多旋回韵律性沉积特征,形成 4套生储盖组合(见图3)。曾母盆地生物礁圈闭非常发育。盆地北部断裂发育,形成“下生上储”油气藏;盆地南部晚期构造活动较弱,断裂大部分终止于下中新统,以渐新统—下中新统“自生自储”油气藏为主。

文莱—沙巴盆地中中新统—上新统三角洲砂岩是主力储集层,包括冠军三角洲(Champion Delta)和巴兰三角洲(Baram Delta)。由于大套三角洲砂体与烃源岩互层,主要发育“自生自储”成藏组合类型,且随着时代的变新,成藏组合具有由北向南逐渐变新的趋势(见图 3、图 6)。依据主力产层,盆地发育的“自生自储”成藏组合可划分为两套,其中产层以中中新统储集层为主的油气田主要分布在盆地中北部沙巴坳陷内,分布明显受冠军三角洲控制,形成“自生自储”式油气藏。产层以上中新统储集层为主的油气田主要分布在盆地中南部的巴兰三角洲坳陷内,形成“自生自储”式油气藏。

巴拉望盆地发育 3套烃源岩,储集层主要为上渐新统—下中新统Nido灰岩。上中新统—第四系的厚层海相泥岩形成良好区域盖层。垂向上,烃源岩、储集层、盖层匹配良好,表现多旋回特征,形成 4套生储盖组合(见图 3、图 6)。主要发育生物礁地层圈闭、裂缝性碳酸盐岩岩性圈闭及深水浊积砂岩形成的岩性圈闭。油气通过断层及边缘相砂体向侧上方运移,进入受古地形控制的礁灰岩储集层或受挤压形成的裂缝性碳酸盐岩储集层内成藏;平面上油气运移受构造脊控制,油气藏沿构造脊分布较明显。

5.2 北盆地带成藏特征

北盆地带多以“自生自储”成藏组合为主(见图3)。新南海扩张以前北盆地带内碎屑岩储集层发育,同扩张期和扩张后期以碳酸盐岩储集层为主,区域海相泥岩盖层形成于漂移期和漂移后。主要发育构造圈闭和生物礁地层圈闭,其中构造圈闭是伸展背景下形成的断背斜、断鼻、断块,主要发育在坳陷内,而生物礁地层圈闭主要发育在构造高部位。

南薇西盆地与北康盆地具有相似的成藏特征,发育始新统—下中新统碎屑岩、中新统碳酸盐岩以及上中新统深水重力流砂岩 3类主要储集层以及始新统—下中新统局部盖层和上新统—第四系区域性盖层,垂向上形成了3套良好的生储盖组合(见图3),圈闭类型均以断块圈闭和生物礁地层圈闭为主,持续活动的断裂是盆地油气运移的主要通道,中中新世是油气大规模运移聚集成藏的关键时期。

礼乐盆地储集层主要为始新统滨浅海相砂岩和下渐新统—中新统碳酸盐岩;中始新统—中中新统层间泥岩及上中新统—第四系海相泥岩分别作为局部和区域盖层,垂向上形成3套有利的储盖组合(见图3)。圈闭类型以断块圈闭和生物礁地层圈闭为主;断裂是盆地油气垂向运移的主要通道,中新世以前盆内断裂活动较为强烈,中新世以后活动减弱,晚中新世受菲律宾板块碰撞的影响再次活化,并且沟通了烃源岩和浅部储集层。

6 南海南部大陆边缘油气勘探新领域

6.1 南盆地带勘探新领域

曾母盆地康西坳陷北部深水区为下一步勘探新领域,与南海北部盆地深水区类似[26-27]、以找气为主,其依据主要有以下几点:①康西坳陷是一个继承性深大坳陷,盆地的沉积-沉降中心基本位于康西坳陷内,新生代地层最大埋深达15 000 m;②康西坳陷是一个已证实的富烃凹陷,盆地模拟表明康西坳陷油气剩余资源量大;③深水区内具有构造发育背景,发育大量三角洲重力滑脱形成的挤压褶皱,隆起之上碳酸盐台地发育。

文莱—沙巴盆地深水区为勘探新领域。首先,深水区发育大型逆冲推覆构造,上盘发育大量构造圈闭。同时,逆冲构造活动强烈时,在相对海平面下降期间,在盆地内堆积大量高能富砂型浊积扇。此外,由于逆冲断层活动,极大地改善了油气运聚条件,利于油气聚集成藏。

6.2 北盆地带勘探新领域

北盆地带勘探程度低,处于勘探初级阶段。然而,考虑到北盆地带的构造演化与其他大陆边缘盆地有一定的可比性[28],而且诸沉积盆地具备有利的生储盖组合及时间匹配,勘探前景乐观。

南薇西盆地中部坳陷具有良好勘探前景。该区地层厚度大、具有中—高地温场,有利于烃类转化。同时,还发育大型背斜构造,具有沟通油源的断裂,是油气聚集的有利场所。此外,该区盖层厚、缺少火山活动,保存条件好。

北康盆地西部坳陷为有利的勘探新领域,其具备多个有利条件:①该区东部发育大型三角洲,可以提供充足的有机质,烃源岩发育;②该区与曾母盆地康西坳陷相连,热演化程度高,为成熟烃源岩发育区,Ro值均处于0.7%以上,最高达到2.0%;③北康盆地油气发现主要在渐新统—下中新统,有利区发育的渐新统三角洲砂体和下中新统碳酸盐岩可作为良好储集层;④上中新统—第四系的半深海—深海泥岩可作为区域盖层;⑤该区背斜构造圈闭发育,形态良好,且下部断层沟通源岩,上部半深海—深海泥岩提供盖层。

礼乐盆地北部坳陷是盆地有利勘探区域。首先,该坳陷面积较大,新生代地层厚度较大。同时,坳陷内大中型三角洲发育,可提供充足有机质,为优质烃源岩形成奠定基础,发育古新统和始新统多套烃源岩;盆地模拟结果也揭示三角洲发育部位烃源岩都已进入了成熟阶段,生烃强度大。此外,坳陷内发育大量断背斜、断块和断鼻构造,为油气的主要聚集区,而后期区域沉降阶段发育的浅海—半深海泥岩形成了重要的区域盖层,保存条件良好。

7 结论

南海经历古南海裂开—萎缩和新南海裂开—萎缩两个威尔逊板块构造旋回、3个构造演化阶段。古南海和新南海构造旋回控制了南海南部的区域构造格局,形成南、北两个盆地带,并控制了各盆地带成盆、成烃、成藏条件及其资源潜力。

南盆地带包括曾母盆地、文莱—沙巴盆地和巴拉望盆地,古新世—早渐新世为古南海南部被动大陆边缘,晚渐新世以来为活动大陆边缘,盆地发育多个大型坳陷,以三角洲沉积为主,烃源岩以中新统煤系烃源岩为主,热演化程度不均,油气兼生,挤压褶皱构造带和生物礁是主要有利区带。北盆地带包括南薇西盆地、北康盆地、南沙海槽盆地、礼乐盆地,古新世—早渐新世主体属于古南海北部大陆边缘盆地,渐新世—早中新世属漂移盆地,晚中新世以来与古南海南部大陆边缘俯冲对接形成坳陷接受沉积,盆地规模中等,以凹凸结构为主,烃源岩以始新统—中新统为主,热演化程度高,以生气为主,油气藏类型以生物礁油气藏和断块油气藏为主。

目前南盆地带勘探程度高,储量规模巨大,以曾母盆地、文莱—沙巴盆地为代表,有利勘探新领域主要包括深水区、浅水区的中浅层岩性-地层圈闭以及中深层构造圈闭;北盆地带勘探程度低,以北康盆地和礼乐盆地为代表,天然气勘探新领域以古近系构造圈闭为主。南海南部大陆边缘盆地尚有很大勘探潜力,九段线内是中国油气勘探开发的重要领域;其中,南盆地带应油气兼探,北盆地带以找气为主。

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Petroleum geological characteristics of two basin belts in southern continental margin in South China Sea

ZHANG Gongcheng, TANG Wu, XIE Xiaojun, ZHAO Zhigang, ZHAO Zhao
(CNOOC Research Institute,Beijing100028,China)

Based on the seismic, drilling, cores and outcrops data, the formation of basins, source rocks and hydrocarbon accumulations in the southern South China Sea (SSCS) were systematically analyzed to reveal the petroleum geological features of continental margin basins and summarize the distribution rule of oil and gas in the SSCS. The results show that the South China Sea (SCS) has experienced three tectonic stages, namely, the formation and development of pro-SCS, the subduction of pro-SCS and development of neo-SCS, the rapid subsidence and shrinking of SCS. The tectonic evolution of pro-SCS and neo-SCS controlled the regional tectonic pattern of continental margin in the SSCS, forming southern and northern basin belts, and also dominated the formation of basins, source rocks and hydrocarbon accumulation characteristics. The source rocks were mainly Miocene coal source rocks in the southern basin belt, with different thermal evolution degree, and the near-shore source rock was chiefly oil-generating while the off-shore source rock was mainly gas-generating. Compressive folding structural belts and reefs were the favorable belts. Within the northern basin belt, the source rocks were gas-prone and dominated by the Eocene to Oligocene, with high thermal evolution degree. Reefs and faulted blocks were the major accumulation areas. Our study demonstrates that the continental marginal basins of SSCS still have great exploration potential and is an important strategic area of oil and gas exploration and development. The southern basin belt focuses on oil and gas exploration and the northern basin belt focuses on gas exploration.

pro-South China Sea; neo-South China Sea; tectonic evolution; tectonic cycle; continental margin; sedimentary facies;basin formation; hydrocarbon accumulation

国家自然科学基金重大研究计划“南海深海地质演变对油气资源的控制作用”(91528303);国家科技重大专项(2016ZX05026,2011ZX05025,2008ZX05025);国家重点基础研究发展计划(973)项目(2009CB219400)

TE121.1

A

1000-0747(2017)06-0849-11

10.11698/PED.2017.06.02

张功成, 唐武, 谢晓军, 等. 南海南部大陆边缘两个盆地带油气地质特征[J]. 石油勘探与开发, 2017, 44(6):849-859.

ZHANG Gongcheng, TANG Wu, XIE Xiaojun, et al. Petroleum geological characteristics of two basin belts in southern continental margin in South China Sea[J]. Petroleum Exploration and Development, 2017, 44(6): 849-859.

张功成(1966-),男,陕西西安人,博士,中海油研究总院教授级高级工程师,主要从事海洋油气地质综合研究。地址:北京市朝阳区太阳宫南街 6号,中海油大厦 A座 1106室, 邮政编码:100028。E-mail:zhanggch@cnooc.com.cn

2017-04-20

2017-08-03

(编辑 张朝军)

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