深水区——南海北部大陆边缘盆地油气勘探新领域

南海北部大陆边缘经历了前裂谷期、裂谷期、热沉降期和新构造期4大构造演化阶段,形成了多个新生代盆地。在深水区(水深大于300m)裂谷期(古近纪)伸展断裂活动强烈,形成凸凹相间的构造格局,凹陷中沉积了厚度为3 000-6 000m的古近系;热沉降期(早—中中新世)发生了区域性拗陷作用,形成了隆坳相间格局,沉积厚度小于2 000m;新构造期(晚中新世—第四纪)沉降幅度加大,并沉积了巨厚的地层,断裂活动东强西弱。上述3期构造演化均形成了沉积厚度很大的叠加伸展盆地。深水区生烃凹陷是裂谷期的断陷,已经证实的主力烃源岩是渐新统下部中深湖相泥岩、海陆过渡相泥岩、海相泥岩与煤系地层,可能的烃源岩是始新统中深湖相泥岩,潜在的烃源岩是渐新统上部和中新统海相泥岩,生、排烃产物主要是天然气。深水区至少有3套储层,即渐新统海陆过渡相砂岩、新近系海相砂岩及生物礁、始新统陆相砂岩。盖层发育广泛,区域性盖层是新近系海相泥岩和渐新统泥岩。圈闭数量较多,其类型主要有披覆背斜、断层圈闭和深水扇体等。油气运移方式随时间和空间的不同变化很大,受新构造期断裂活动控制,琼东南盆地深水区以侧向运移为主;白云凹陷早期以侧向运移为主,晚期以垂向运移或断坡-断坪运移为主。深水区成藏单元有凸起、凹中次凸、断裂带和深水扇等。深水区油气勘探的策略是优先勘探凹陷内部及其周边正向构造上的构造圈闭,然后逐渐向凹陷内的非构造圈闭拓展。     

南海北部深水区油气地质特征

南海北部陆坡深水区新生代发育两种类型凹陷：一类为大型继承性断 坳叠合型凹陷,其裂谷期、热沉降期和新构造期沉积都很发育,且在垂向上叠合分布;另一类是断陷型凹陷,主要发育裂谷期沉积。大型继承性断 坳叠合型凹陷中发育3套古近系烃源岩,烃源岩体规模大,以生气为主;主力储层是渐新统滨浅海三角洲砂岩、新近系低位扇砂岩;区域盖层是区域性海相泥岩;凸起及低凸起上披覆构造型圈闭发育,凹陷内凹中隆构造圈闭发育。白云凹陷油气具有垂向运移和辐射状运移双重特征,琼东南盆地深水区具有从烃灶向南汇聚运移的特征。丰富的烃源、高效的输导条件、大量的构造圈闭及其有利的配置关系表明,深水区的大型继承性断 坳叠合型凹陷具有巨大的勘探潜力。相对于大型继承性断 坳叠合型凹陷,断陷型凹陷古近系烃源岩规模小,圈闭类型单一且规模小,其油气勘探潜力还有待进一步证实。     

边缘海构造旋回控制南海深水区油气成藏

南海边缘海构造旋回包括古南海形成与萎缩及新南海形成与萎缩2个旋回。边缘海构造旋回控制南海深水区盆地分布与性质,南海北部为被动大陆边缘裂谷盆地,南沙地块区盆地为漂移裂谷盆地,南部为复合型活动大陆边缘挤压盆地,西部为转换大陆边缘剪切拉张盆地,东部为俯冲大陆边缘增生楔盆地,深水区盆地主要分布在陆坡区和南沙地块上。边缘海构造旋回控制南海深水区主力烃源岩发育与类型,南海北部大陆边缘深水区发育始新世陆相、渐新世早期海陆过渡相、渐新世晚期海相3套烃源岩;南沙漂移裂谷盆地发育晚白垩世-早渐新世1套陆源海相烃源岩;南海南部大陆边缘深水区发育渐新世、早中新世和中中新世3套海陆过渡相烃源岩;南海西部大陆边缘深水区发育渐新世、早中新世、中中新世3套海陆过渡相烃源岩。边缘海构造旋回控制南海深水区大型储集体的形成,南海北部深水区发育4套储集体以深海扇为主,南沙地块发育2套储集体以三角洲与生物礁为主,南海南部以深水扇和生物礁为主;在大河入海口前缘的区域形成大型水道砂体等碎屑岩储集体,在隆起区形成生物礁滩。边缘海旋回控制深水区储盖组合,南海北部大陆边缘深水区油气成藏组合主要为渐新统-上新统,南沙地块区主要为始新统-渐新统下部,南海南部大陆边缘深水区成藏组合为渐新统-上新统,南海西部大陆边缘深水区成藏组合为渐新统-中新统。南海深水区主要油气藏类型与构造圈闭、深水扇及生物礁相关。南海深水区成盆、成烃、成藏特征受控于边缘海构造旋回,油气勘探潜力巨大。     

南海北部边缘盆地油气地质特征及成藏主控因素

南海北部边缘盆地发育三套主力烃源岩,包括断陷期湖相和海陆过渡相烃源岩,以及坳陷期海相烃源岩。储层发育"三套两类",即陆相砂岩、海陆过渡相砂岩以及海相砂岩和碳酸盐岩。断陷期湖相泥岩为较好局部盖层,中新世以来广泛沉积的海相泥岩是良好的区域盖层。圈闭丰富,其类型主要有构造、地层和复合圈闭。南海北部边缘盆地表现出油气共生、阶梯状输导、环洼聚集、断裂控藏的油气成藏特征。分析认为,烃源岩和热场共同控制着南海北部边缘盆地的油气分布;输导体系是油气运移的必经通道,并决定着油气藏层位的分布;此外,环洼分布的构造带是油气运聚的有利指向区。     

琼东南盆地崖北凹陷崖城组煤系烃源岩分布及其意义

崖北凹陷位于南海北部大陆边缘西区琼东南盆地北部坳陷西段,是新生代凹陷,连续沉积了始新世到第四纪地层。该凹陷古近纪为裂谷期,发育始新世陆相、早渐新世崖城组海陆过渡相和晚渐新世陵水组海相3套地层。中新世到第四纪为热沉降和新构造期,均为海相地层。崖北凹陷主力烃源岩是崖城组海陆过渡相煤系和泻湖相泥岩,其中,煤层、炭质泥岩及其伴生的暗色泥岩是烃源岩的重要组成部分。已钻井揭示崖城组发育35层煤,累积厚度16.8m。煤层与炭质泥岩主要分布于崖一段和崖三段,形成于潮坪与辫状河三角洲。崖城组地震相与沉积相对应关系良好,据此建立了煤系烃源岩沉积模式,煤系主要发育在凹陷缓坡带的辫状河三角洲和潮坪环境中,其次是陡坡带的扇三角洲和潮坪,暗色泥岩主要发育在深洼漕的泻湖环境。崖北凹陷崖城组煤系和泻湖湘泥岩都是有利烃源岩,生烃潜力大,凹槽内部渐新统-中新统为有利成藏组合。      

西非海岸盆地深水区油气地质特征和勘探前景

以板块构造理论和石油地质学理论为基础,通过分析西非海岸盆地的形成和演化,结合西非深水区油气勘探现状和深水油气藏研究结果,总结了西非深水区油气地质特征,并探讨了深水区油气勘探前景。西非海岸盆地的形成演化可以分为前裂谷、裂谷和后裂谷3个阶段。受盆地形成演化的控制,西非海岸盆地烃源岩主要包括裂谷阶段下白垩统湖相烃源岩、后裂谷阶段上白垩统海相烃源岩和古近系——新近系海相烃源岩3套;深水区储层以后裂谷阶段上白垩统和古近系——新近系深水浊积砂岩为主;主要圈闭类型为构造-地层或构造-岩性圈闭,其次为构造圈闭和地层-岩性圈闭。西非海岸盆地中以下刚果盆地和尼日尔三角洲深水区勘探前景最好,其次是科特迪瓦盆地、贝宁盆地和塞内加尔盆地深水区,杜阿拉盆地和里奥穆尼盆地深水区有一定的勘探潜力,宽扎盆地深水区目前勘探风险较大。     

南海北部陆缘盆地深水区油气勘探前景

南海北部陆缘盆地深水区位于琼东南盆地中央坳陷带和珠江口盆地珠二坳陷 ,从盆地演化史来看 ,两盆地均经历了裂陷和裂后两大发育阶段。南海北部陆缘盆地深水区具有良好的石油地质条件 :发育始新统 -渐新统湖相泥岩和渐新统半封闭浅海相泥岩两套主要烃源岩 ;存在始新统—下渐新统河流—三角洲相砂岩、上渐新统—下中新统扇三角洲—滨浅海相砂岩和台地碳酸盐岩以及中新统半深海—深海相浊积砂岩等 3套主要储层 ,其中中新统半深海—深海相浊积砂岩储层是深水区最有潜力的勘探目的层 ;发育多种类型的圈闭 ,从层位上看 ,下第三系以构造圈闭为主 ,而上第三系则以岩性圈闭为主 ;发育大量油源断层、多个不整合面和大面积连通砂体 ,构成了良好的油气输导体系 ,有利于油气聚集成藏。与国外已获油气发现的陆缘盆地深水区相比 ,南海北部陆缘盆地深水区具有相似的构造、沉积演化特征和相应的成油条件 ,目前南海北部深水区勘探程度尚低 ,有效勘探面积和勘探潜力巨大 ,因此具有良好的勘探前景。     

南海琼东南盆地深水区油气勘探潜力

南海琼东南盆地经历了始新世的陆内断陷、渐新世的裂谷和中新世以来的被动陆缘坳陷等3个演化阶段,特别是在深水区形成了断陷期湖相、裂谷期海陆过渡相到海相及被动陆缘坳陷期海相等多套生烃物质;3期构造沉降作用伴随了3次高热流事件,利于烃源岩的成熟;多储集体类型、多套储盖组合,为油气富集提供了广阔的空间;多期构造运动,形成多种圈闭类型,利于油气聚集成藏。      

南海边缘海构造旋回控制深水区烃源岩有序分布

南海演化经历了古南海形成与发育、新南海扩张与古南海消减、新南海快速沉降与萎缩等3个阶段,其主要地质事件是古南海与新南海边缘海构造旋回,控制了深水区烃源岩有序分布,使不同盆地类型具有不同的烃源岩特征。研究表明,边缘海构造旋回控制了南海深水区主力烃源岩发育时期和类型。南海北部被动大陆边缘盆地深水区发育3套烃源岩,在古南海消亡构造旋回影响下发育始新世断陷期的湖相烃源岩和早渐新世断拗期的海陆过渡相烃源岩,在新南海构造旋回影响下发育晚渐新世拗陷期的海相烃源岩;南沙地块漂移裂谷盆地受古南海构造旋回控制,发育始新世和渐新世断拗期陆源海相2套烃源岩;南海南部活动大陆边缘挤压盆地主要受新南海扩张影响,发育渐新统和中新统海陆过渡相和陆源海相3套烃源岩。     

南沙海域大中型油气田分布与油气地质特征

在广泛调研国内外相关资料的基础上,收集IHS、CC、USGS数据库最新的钻井、油气田资料,系统分析了南沙海域大中型油气田及其成藏要素的分布与油气地质特征。南沙海域已发现大中型油气田主要分布在文莱—沙巴盆地和曾母盆地,无论是油气田数量还是油气储量规模均集中于中新世地层。主要发育裂谷(漂移)期海陆交互相煤系烃源岩、后裂谷期前三角洲泥岩两期烃源岩。主要沉积盆地具有海相生气为主、海陆过渡相和湖相生油为主的烃源岩分布特征,这也是"深水区富气、浅水区富油"这一油气分布规律的物质基础。储集层受区域构造演化和沉积环境控制,具有分带特征,表现为"外带老(上渐新统—下中新统)、内带新(中、上中新统)"。大中型油气田分布具有"外带以砂岩油气藏为主、内带以碳酸盐岩气藏为主"的特点。     

白云深水区东部油气成因来源与成藏特征

白云深水区东部位于珠江口盆地珠二坳陷白云凹陷东部深水区,是一个发育文昌组、恩平组、珠海组3套有效烃源岩、早中新世富砂深水扇和晚渐新世陆架浅水三角洲储盖组合及构造—岩性圈闭的复合油气成藏区。油—岩特征生物标志化合物的对比结果和原油轻烃组成特征表明,LW3-1、LH34-2构造所产凝析油和原油及LH29-1构造气藏所产凝析油主要来自白云主洼恩平组烃源岩,LH29-1、LH16-2构造油藏所产原油主要来自白云东洼恩平组烃源岩,该区凝析油和原油有珠海组烃源岩的贡献。天然气主要源自白云主洼恩平组烃源岩干酪根裂解气,有文昌组烃源岩生成的原油裂解气的贡献。白云深水区东部油气成藏带主体有两期成藏,早期聚油,晚期聚天然气及凝析油,主成藏期在粤海期—现今,LH29低凸起成藏带油藏遭受气洗。白云深水区东部存在的5个断裂带、流体底辟是垂向输导体,区域砂岩层、不整合面与构造脊耦合形成侧向运载层,共同控制该区成藏带的有效烃源灶位置与运聚。     

凸起及其倾没端——琼东南盆地深水区大中型油气田有利勘探方向

琼东南盆地深水区存在陵南低凸起、松南低凸起和北礁凸起,其上及其倾没端圈闭非常发育,这些(低)凸起被长昌凹陷、松南-宝岛凹陷、乐东-陵水凹陷、华光凹陷和北礁凹陷包围,呈典型的凹间凸构造格局。深水区烃源岩主要是下渐新统崖城组,其次是上渐新统陵水组和始新统,沉积相-岩性类型主要是潮坪和泻湖相暗色泥岩、煤层、碳质泥岩,中深湖相和浅海相泥岩,具"早期生油、晚期生气"特征。深水区北部的长昌凹陷、松南-宝岛凹陷和乐东-陵水凹陷南侧缓坡带古近系输导体发育好,其上覆新近系岩性以半深海相泥岩为主,断裂不发育且地层超压,凹陷内生成的油气主要沿古近系输导层侧向向松南低凸起、陵南低凸起聚集;深水区南部的华光凹陷和北礁凹陷结构均呈南断北超,凹陷内生成的油气也主要向松南低凸起、陵南低凸起运移。因此,松南低凸起、陵南低凸起及其倾没端为周缘凹陷所生成油气汇聚的主要方向,是深水区寻找大中型油气田最有利的成藏单元和勘探领域。     

珠江口盆地白云—荔湾深水区油气成藏条件及勘探方向

珠江口盆地白云—荔湾深水区的天然气勘探已经历了5个阶段,经地质综合研究认为:①白云凹陷具备优越的烃源条件,经历了断陷—断坳—坳陷3大构造演化阶段,断陷期沉积的文昌组—恩平组具有巨大的生烃能力,断坳期和坳陷期受渐新世和中新世2个陆架坡折带的控制,形成的渐新世珠海组浅海三角洲—滨岸沉积体系和中新世珠江组—韩江组深水扇沉积体系,是深水区最有利的2套储盖组合;②该深水区油气的成藏规律不同于北部浅水区,陆架坡折带、构造脊+断裂+砂体+不整合+流体底辟复合油气输导体系及晚期构造运动是控制该区油气运移和成藏的3大要素;③荔湾3-1深水气田是上述成藏条件共同作用下的典型代表,优越的圈闭条件,受陆架坡折带控制的三角洲分流河道相优质储层,断层+底辟构造构成的垂向输导体系和上覆巨厚的海相泥岩盖层,是大气田形成的有利地质条件。进而指出近期该区天然气的勘探方向:①凹陷中央的深水扇体系;②白云凹陷主洼东西两侧的隆起区构造—地层复合圈闭群;③主洼西南侧断阶带上一系列的大型构造圈闭群;④南侧荔湾等一系列凹陷的超深水新区。     

中国近海天然气地质特征与勘探新领域

经过近20年的大规模勘探和综合研究,中国近海天然气地质特征逐渐明晰。中国近海生气凹陷可划分为煤系烃源岩、“陆源海相”烃源岩和中深湖相烃源岩生气凹陷等3类。煤系烃源岩生气凹陷和“陆源海相”烃源岩生气凹陷主要分布于东南沿海盆地的外带,凹陷以生气为主,形成了4个储量近千亿m3的气区。中深湖相烃源岩生气凹陷主要位于东南沿海盆地的内带和克拉通内裂谷盆地,所属4个凹陷以生油为主兼生气,气田规模均为中小型。受晚期快速沉降影响,3类凹陷的气源岩普遍超压或强超压,生排气时间均较晚。受凹陷结构和新构造期断裂活动控制,天然气的运移分侧向运移、垂向运移和构造脊控制下的阶梯状运移等3类。储层以第三系砂岩为主,其次为前第三系火山岩、变质岩,已有商业性气藏的储层均为常温常压。气藏盖层有超压的,也有不超压的,天然气聚集具动平衡特点。圈闭主要是构造圈闭和有构造背景的复合圈闭。中国近海大中型天然气田的勘探方向主要是含煤富气凹陷,受勘探程度的影响,浅水区应先关注富气凹陷及其周边的有利复合圈闭,深水区则以构造圈闭和复合圈闭为主要目标。     

琼东南盆地沉积环境及物源演变特征

运用沉积地球化学、古生态学等手段对琼东南盆地渐新世-中新世沉积环境及沉积物源区特征进行了分析研究,认为渐新世崖三段为淡水滨岸环境,之后海水逐步加深,由海陆过渡环境,演变到崖一段的海湾环境。盆地东部与西部在沉积物源上存在明显差异：在盆地西部的崖城隆起地区,沉积物源区存在较多的基性岩成分,特别是自陵二段开始,基性岩成分所占比例明显增高;盆地东部的松东、宝岛和松南凹陷具有明显混合物源的特性。琼东南盆地存在3套潜在的烃源岩,即始新世湖相烃源岩、渐新世海陆过渡相烃源岩和中新世半深海-深海相烃源岩,松东、宝岛凹陷陵水-三亚期的储层物性要好于松南凹陷。     

琼东南盆地古近系渐新统烃源岩地球化学特征及生烃潜力分析

琼东南盆地新生界主要发育3套烃源岩,即始新统湖相油源岩、渐新统气源岩及中新统海相气源岩。勘探研究表明,迄今为止在琼东南盆地发现的油气主要来自渐新统烃源岩。渐新统煤系烃源岩有机碳含量和生烃潜力都达到了好的烃源岩有机质丰度标准,渐新统崖城组和陵水组泥岩有机碳含量较高,具有一定的生烃潜力;崖城组和陵水组烃源岩干酪根显微组分主要为镜质组,富氢组分腐泥组和壳质组含量较低,干酪根类型主要为Ⅱ。型和Ⅲ型,以生气为主。崖城组煤系烃源岩正构烷烃以高碳数分布为主,Pr／Ph值较高,伽马蜡烷指数低,烃源岩主要发育于氧化环境;崖城组泥岩以氧化环境为特征,藿烷系列化合物中检测到高含量的奥利烷,表明高等植物生源输入明显,煤抽提物中规则甾烷C27、C28、C29呈反“L”型分布,主要以高等植物的陆源输入为主,崖城组和陵水组泥岩规则甾烷C27、C28、C29呈“V”型分布,表明生源除了高等植物,藻类也有一定的贡献,部分陵水组烃源岩样品藻类输入明显增多,生烃条件更加有利。     

南海北部大陆边缘盆地油气地质特征与勘探方向

南海北部大陆边缘新生代盆地都经历了早第三纪裂谷断陷阶段和晚第三纪裂后沉降阶段,但各盆地性质存在显著差异,可以分成拉分型和伸展型两大类,其中伸展型又可分成断陷型和断坳叠加型两亚类。烃源岩主要有湖相泥岩、海陆过渡相泥岩和海相泥岩。储集层包括海相砂岩、生物礁和陆相砂岩。该区生储盖组合主要包括陆生海储型、陆生陆储型和海生海储型。二级构造带包括隆(凸)起带披覆构造、凹陷陡坡断裂构造带、凹内断裂构造带、凹内底辟构造带、缓坡带以及隆起带生物礁等,各个盆地优势油气二级构造带各具特色。勘探领域包括已证实富生烃凹陷的精细勘探、新区勘探和天然气水合物勘探。南海北部地区油气分布受富生烃凹(洼)陷控制,已证实的富烃凹陷仍有很大潜力,是近期勘探的重点;高温高压地区的天然气勘探、深水区勘探是下一步储量增长的接替区。积极开辟和探索新区、新领域是中国南海地区勘探进一步发展的关键。储层的高温高压、低孔低渗,低阻油层和非烃气的识别,以及特殊地质条件下地球物理资料的采集处理是勘探中存在的主要问题。     

南海北部琼东南盆地深水区烃源条件及天然气成藏机制

近年来,南海北部琼东南盆地深水西区天然气勘探取得了重大突破,证实深水区具备良好的烃源和油气成藏条件。但由于地质条件的复杂性,琼东南盆地深水区烃源岩规模及生烃潜力、油气成藏机制及分布规律、下一步勘探突破领域依然不是很清楚。针对上述关键问题,本研究综合运用地球化学与地质分析方法,开展琼东南盆地深水区烃源条件与油气成藏机制研究,进而指出琼东南盆地深水区下一步有利的油气勘探突破领域。研究认为：琼东南盆地中央坳陷深水区发育始新统湖相、渐新统崖城组海陆过渡相及半封闭浅海相2套3种类型的烃源岩,其规模大、热演化程度高,生烃潜力巨大,为琼东南盆地深水区天然气勘探提供了坚实的物质基础。琼东南盆地深水区油气成藏条件优越,但深水西区与深水东区油气成藏机制存在一定差异。深水西区乐东_陵水凹陷中央峡谷周缘上中新统轴向水道、海底扇岩性圈闭带和陵水凹陷南部斜坡古近系/潜山圈闭带以及深水东区的宝岛凹陷宝南断阶带、长昌凹陷西部环A洼圈闭带为下一步油气勘探的重要突破领域。上述成果对于解决琼东南盆地深水区天然气勘探瓶颈问题、指明下一步勘探突破方向具有重要的科学和勘探实践意义。