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。     

中国克拉通盆地油气成藏特点和勘探思路

克拉通(内)盆地是重要的含油气领域。中国的克拉通破碎性强，经历了多次开合构造旋回并受到晚新生代构造运动的强烈改造，决定了该类盆地油气藏一般有多期多源生烃、晚期定型或成藏的特点．形成原生、准原生和次生油藏的复杂空间组合。其主要成藏控制因素为生烃坳陷、古隆起和古斜坡、不整合和岩溶作用、断裂和裂缝系统、后期保存状况等。适于该类盆地的勘探思路为：确定有效烃源岩，强调古隆起和晚期改造的不同作用，强调对次生储集空间的研究，明确岩性油气藏和天然气勘探的重要地位．自觉地从次生油气藏向近源层逼近，同时还必须形成与之配套的技术工艺体系。图3表1参10     

南海北部大陆边缘盆地深水油气成藏条件早期预测与评价

与浅水陆架区一样, 南海北部深水盆地新生代均处于南海北部准被动大陆边缘的构造环境,具有北部大陆边缘拉张裂陷的区域地质特征,盆地结构与中国东部裂谷断陷盆地类似,属双层或三层结构类型。该深水盆地油气运聚成藏的基本地质条件亦与浅水区类似,但陆坡深水区凹陷裂陷更深、沉积充填规模更大,且发育4套烃源岩和3套储盖组合类型,使深水油气运聚成藏有了良好的基础。基于深水区少井无井、地质资料缺乏的现状,借鉴浅水区油气成藏地质条件,并依据跨越深水区地震剖面层序地层,重点对深水油气运聚成藏条件进行了早期预测与综合评价,旨在加快和推进深水油气勘探进程。     

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。     

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。     

南海北部边缘盆地油气成因及运聚规律与勘探方向

南海北部新生代准被动大陆边缘盆地区域地质背景特殊、地球动力学条件复杂、油气地质现象丰富多彩,不同成因类型油气分布具有一定的规律性。根据油气勘探及研究程度,南海北部边缘盆地迄今为止勘探所发现的烃类油气可划分为生物气及亚生物气、热成因正常成熟油气和高熟—过熟油气等3型7类;CO2等非烃气则可划分为3型4类;天然气水合物成因类型可划分为热解气(成熟—高熟)、生物气及亚生物气,但以后者为主。生物气及亚生物气在全区浅层及海底广泛分布;成熟陆源石蜡型油气主要分布于北部湾盆地及珠江口盆地北部裂陷带;成熟—高熟煤型凝析油气主要展布于琼东南盆地崖南凹陷及珠江口盆地西部珠三坳陷陆架浅水区;煤型气及CO2等非烃气则主要富集于莺歌海盆地泥底辟带浅层及琼东南盆地东部和珠江口盆地深大断裂发育区;深水油气及天然气水合物分布于琼东南盆地南部裂陷带及珠江口盆地南部裂陷带等陆坡深水区。因此,根据不同成因油气分布富集规律,可以确定最佳油气勘探方向,优选有利油气富集区带部署钻探,进而达到提高油气勘探成功率之目的。     

南海东北部中生代残留盆地油气勘探现状与油气地质问题

南海东北部中生代残留盆地叠置于新生代盆地之下，其成盆背景复杂、后期改造强烈，且经历了多期、多阶段生排烃过程和油气聚散、破坏、再聚集成藏过程，故烃源岩生烃潜力和储层、圈闭保存条件，是决定该中生代残留盆地油气能否成藏、是否具有油气资源前景的关键，因此，对于中生代残留盆地的油气地质研究思路及油气勘探技术方法，应不同于新生代盆地的传统方法，应采用多种地质、地球化学研究方法，来恢复残留盆地构造演化历史及地层剥蚀厚度，建立地层沉积充填埋藏史、热演化史及生排烃史，借助接近地质条件下生烃动力学模拟实验手段，分析确定中生界烃源岩产烃率、生烃量及生烃强度，评价生烃潜力，并结合区域地质背景及油气地质条件，对其油气资源前景进行预测，只有这样方可取得良好的研究效果。     

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。     

中国南方叠合盆地及其油气成藏特征与勘探选区

四川盆地以外的中国南方叠合盆地，由陆相K-N伸展(块断)构造层和海相Z2-J挤压(逆冲)构造层构成“上张下压”地质结构，海相油气藏主要赋存于沉积重建型含油气保存单元之中，存在于区域构造不整合面及其附近层位，普遍具有由主力区域盖层构筑整体封存条件并受良好储盖性质及其组合关系控制的混源、次生、晚期成藏的特点，海相烃源岩晚期生烃强度、圈闭要素和储集性能以及优势的油气输导体系等控制了油气成藏规模与充满度。鉴此，近期海相油气勘探方向应以具备良好的海相烃源岩晚期生烃条件并由K3-E主力区域盖层构筑的沉积重建型海相含油气保存单元为首选勘探靶区，从目前地震勘探可以清楚揭示盆地结构和有效落实圈闭的K-E入手。     

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：发育始新统一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;存在始新统一下渐新统河流一三角洲相砂岩、上渐新统一下中新统扇三角洲一滨浅海相砂岩和台地碳酸盐岩以及中新统半深海一深海相浊积砂岩等3套主要储层,其中中新统半深海一深海相浊积砂岩储层是深水区员有潜力的勘探目的层,发育多种类型的圈闭,从层位上看,下第三系以构造田闭为主,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。     

南海北部边缘盆地CO2成因及充注驱油的石油地质意义

在获取大量地质、地球化学资料的基础上,对南海北部边缘盆地CO₂的成因及充注驱油特征进行了分析,结果表明:南海北部边缘盆地CO₂可划分为壳源型岩石化学成因、壳源型有机成因、壳幔混合型及火山幔源型成因4种成因类型;其中,莺歌海盆地壳源型及壳幔混合型CO₂运聚成藏主要受控于泥底辟热流体晚期分层分块多期局部上侵活动与上新统—中新统海相含钙砂泥岩的物理化学综合作用;琼东南盆地东部及珠江口盆地火山幔源型CO₂成藏主要受控于幔源型火山活动及沟通深部气源的基底深大断裂的展布;CO₂运聚成藏中,其充注驱油过程主要受运聚输导条件及气源供给等诸多地质关键因素的制约和控制.由于CO₂充注驱替往往导致油气藏中油气再分配或重新组合,并引起原来的油气产出及产状特征发生变化,故容易形成新的油藏或气藏.因此,可以将CO₂充注驱油特征作为判识油气成藏动态过程的示踪标志,用于预测油气运聚状态,追踪油气分布特征.     

南海北部陆架盆地隐蔽油气藏勘探

南海北部陆架盆地含有丰富的油气资源,其中非构造成因的隐蔽油气藏占总油气储量的1/3以上。因此,合理地开发这些隐蔽油气藏成为今后几年我国海洋石油所面临的突出问题。南海北部隐蔽油气藏主要类型以岩性、地层、潜山和底辟为主,而主要发育于盆底扇、斜坡扇、陆架边缘三角洲和碳酸盐岩等沉积体系内。因此合理地开发南海北部隐蔽油气藏,必须明确其发育环境进而认清其成藏机理,从而对其进行全面开发。     

南海北部陆架盆地非构造油气藏

南海北部陆架盆地内具有形成非构造油气藏的有利条件。在历史时期内水平面的频繁变化,使得岩性带在纵横向上都发生交织变化而产生岩性油气藏,尤其是在盆地低水位期形成的盆底扇、斜坡扇等低位扇;历史时期构造活动频繁,形成多个构造面和构造不整合,与之相适应的产生了多种不整合油气藏等。勘探实践与研究成果表明,海域盆地内的非构造油气藏前景区主要有:(1)深水区的盆底扇发育区,如琼东南盆地中央坳陷、珠江口盆地白云凹陷;(2)大型古三角洲的前缘区,如莺歌海盆地临高构造带和珠江口盆地惠州凹陷;(3)斜坡区及隆起区的不整合尖灭带或剥蚀带,如莺歌海盆地莺东斜坡带、琼东南盆地崖城13-1构造带;(4)莺歌海盆地底辟周缘构造背景上的陆架、陆坡、盆底砂岩体等。     

南海北部深水区盆地烃源条件和油气源

南海北部深水区在古近纪经历了多幕裂陷作用,至新近纪开始进入坳陷阶段。裂陷期发育湖相和海陆过渡相烃源岩,坳陷期发育海相烃源岩,其中海陆过渡相烃源岩是南海北部深水区的主要烃源岩。南海北部深水区已发现的油气主要来源于海陆过渡相的崖城组和恩平组,海相的珠海组烃源岩对珠二坳陷深水区原油有重要贡献。琼东南盆地深水区天然气属于典型的煤型气,主要气源岩为崖城组腐殖型烃源岩;而珠二坳陷天然气既非典型的煤型气,也非典型的油型气,而是二者之间过渡类型天然气,气源岩为恩平组腐殖-腐泥混合型烃源岩。     

珠江口盆地与莺琼盆地油气运聚特征的差异性

已有的油气勘探成果表明,南海北部陆缘东部与西部的油气运聚特征具有很大的差异。通过总结前人对东、西部油气运聚规律的成果和认识,以东部的珠江口盆地与西部的莺-琼盆地为例,分析对比了东、西部油气运聚模式的差异性。东部表现为：油气垂向运移与侧向运移相互配合,动力为水动力及浮力,后期断层的活动性对油气运聚成藏起关键作用;西部表现为：底辟带作为油气垂向运移的主要通道,不整合面以及砂岩疏导层作为油气侧向运移通道,主要驱动力为高压活动流体;流体底辟和后期断层的活动性分别对天然气的聚集和保存起关键作用。通过油气运聚差异性的对比分析,结合南海北部陆缘的沉积特征以及构造运动背景分析,结论认为：这种差异性实质就是运聚过程中环境的差异,即东部为常压环境,西部为超压环境,形成原因是北部陆缘东部珠江口盆地受东沙运动影响,发育的一系列张扭性NW向断裂对超压层系起卸压作用,西部受东沙运动影响弱而容易形成超压环境。     

琼东南盆地油气输导体系类型及运聚成藏模式

根据钻探揭示结果,分析总结了琼东南盆地油气输导体系类型及运聚成藏模式。输导体系包括不整合面输导体系、断裂型输导体系和砂岩输导体系等3种类型;成藏模式主要为侧向运聚成藏模式和沿断裂带垂向运聚模式。     

南海北部陆缘盆地基底结构及其油气勘探意义

南海北部陆缘地区中生代受太平洋板块对东亚大陆俯冲挤压作用,发生多期次不均衡隆升,表现为以琼海断裂和阳江-一统暗沙东断裂为界,基底呈现西老东新、侧向分块的3个阶梯式分布。而在垂向上则表现为不同分带结构特征,琼海断裂以西的琼东南盆地基底为两层结构,下部元古界,上部古生界,缺失中生界;琼海断裂与阳江-一统暗沙东断裂之间的珠江口盆地西部基底为不完全三层结构,中生界呈孤岛状分布;而阳江-一统暗沙东断裂以东的珠江口盆地东部基底则为三层结构,元古界、古生界、中生界均保存较好。对基底结构研究结果表明,在珠江口盆地东部潮汕坳陷及东沙隆起带分布有巨厚的中生界,发育大型宽缓褶皱带,并且具有较厚的暗色泥岩分布,烃源岩条件较好,而在基底之上厚度较大的古近系可作为与之配套的盖层。因此,借鉴台西南盆地成功的勘探经验,推测南海北部陆缘前新生代地层也具有良好的油气勘探前景。     

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。