南黃海南部盆地南二凹陷構(gòu)造格局及含油氣前景新認(rèn)識＊

吳炳偉 江建虹 王先勇 張亞麗 劉東奇 王 新 徐浩倫 翁文勝 黃淑芳

（中國石油遼河油田分公司 遼寧盤錦 124010）

吳炳偉，江建虹，王先勇，等.南黃海南部盆地南二凹陷構(gòu)造格局及含油氣前景新認(rèn)識［J］.中國海上油氣，2015，27（1）：27-32.

蘇北—南黃海南部盆地海域部分（以下簡稱南黃海南部盆地）自1961年開始海洋地球物理調(diào)查，1974年在南七凹陷鉆探了第一口探井——黃海1井，1979—1985年與外國石油公司合作勘探采集了一些地震剖面，并以古近系為主要目的層相繼鉆探了WX20-ST1等7口井，其中1984年在南四凹陷鉆探的CZ6-1-1井在古新統(tǒng)阜寧組三段獲得日產(chǎn)2.45 t的低產(chǎn)油流［1-2］，但未獲得商業(yè)性發(fā)現(xiàn)。隨著中—新生界陸相油氣勘探的失利，外國石油公司停止了在南黃海的勘探活動。1993年，中國海油在南二凹陷西部阜寧10區(qū)塊鉆探了FN23-1-1井，完鉆井深2 784 m，完鉆層位阜寧組三段，全井未見油氣顯示。1997年之后，基于油氣戰(zhàn)略性評價的需要，國家地質(zhì)調(diào)查局對整個南黃海盆地區(qū)進(jìn)行了戰(zhàn)略性補充調(diào)查，完成了跨越南黃海盆地區(qū)的區(qū)域地震剖面采集，但這些地震測線均未過南二凹陷。在此期間，在南黃海南部盆地投入的其他勘探工作量非常有限。目前南黃海南部盆地僅有12口探井，其中油氣顯示井有4口。

南黃海南部盆地南二凹陷地處海陸結(jié)合部，海底沙壩發(fā)育，漲潮為海、落潮為灘，研究區(qū)西部是國家級珍禽自然保護(hù)區(qū)，地表條件十分復(fù)雜，而且沿岸流活躍、潮差大，造成地震檢波器定位困難，野外施工難度極大。20世紀(jì)80年代，英國石油公司在該區(qū)東部淺水區(qū)采集了約200 km地震剖面。自1993年FN23-1-1井鉆探后的20年間，南二凹陷幾乎沒有開展實質(zhì)性的勘探工作。

20世紀(jì)80年代地震采集、處理技術(shù)相對落后，地震資料品質(zhì)較差，而且地震測線稀疏，僅有的地震剖面主要分布在南二凹陷東部地區(qū)。由于資料所限，前人對南二凹陷的構(gòu)造格局、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等構(gòu)造特征缺乏整體認(rèn)識，對凹陷規(guī)模、地震層序、地層格架等基本石油地質(zhì)條件認(rèn)識不清，制約了對其含油氣前景的評價。2012年，中國石油在該區(qū)域?qū)嵤┒S地震采集630 km，填補了近年該區(qū)油氣勘探的空白。本文基于最新的地震資料，通過對區(qū)域構(gòu)造-沉積演化分析和與鄰區(qū)地震反射特征的對比，建立了南二凹陷地震地層層序，確定了構(gòu)造解釋模式，并通過綜合石油地質(zhì)條件研究，對南二凹陷的含油氣前景進(jìn)行了評價，初步估算南二凹陷阜寧組油氣資源量為2.9億～3.6億t，改變了長期以來認(rèn)為南二凹陷不具勘探潛力的傳統(tǒng)認(rèn)識。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

南黃海盆地是在下?lián)P子克拉通盆地背景上發(fā)育的中—新生代陸相盆地，其西北以嘉山—響水?dāng)嗔褞c華北地臺相接，南以江山—紹興斷裂帶與華南褶皺帶閩浙隆起區(qū)相鄰［1-5］。南黃海南部盆地面積1.14萬km2，平面上呈近東西走向的“一凸兩凹”的構(gòu)造格局，即中部為中央凸起帶，南、北兩側(cè)為凹陷帶。本次研究區(qū)在構(gòu)造位置上處于蘇北—南黃海南部盆地的海陸結(jié)合部，自南向北跨越南二凹陷、南一凸起和中部隆起等3個構(gòu)造單元（圖1）。其中，南二凹陷是中—新生界陸相地層的發(fā)育區(qū)，最厚7 500 m；南一凸起中—新生界陸相地層厚度一般小于1 500 m，古近系厚度小于500 m；中部隆起是古—中生界海相地層分布區(qū)，上覆厚約1 000 m的新近系和第四系。根據(jù)2006年全國油氣資源評價結(jié)果，南黃海盆地區(qū)石油地質(zhì)資源量為5.82億t，天然氣地質(zhì)資源量為415億m3。

圖1 南黃海南部盆地構(gòu)造區(qū)劃Fig.1 Tectonic division of South basin，the southern Yellow Sea

2 油氣地質(zhì)條件

2.1 地震反射界面特征

本次研究確定并解釋了4個主要地震反射界面（圖2）。T8為海相地層和陸相地層分界面，為印支運動形成的不整合面；由于海相灰?guī)r與陸相碎屑巖之間存在很大的層速度差，T8反射層在地震剖面上通常表現(xiàn)為1～2個強相位、強振幅、較低頻率、中—高連續(xù)性反射；由于下伏青龍組灰?guī)r經(jīng)受過長期的風(fēng)化剝蝕，因而T8反射層表現(xiàn)為起伏不平的特點，極易識別。T7為古新統(tǒng)阜寧組底界面，僅在盆地的凹陷部位分布，通常表現(xiàn)為2個相互平行相位，一般為中—強振幅、高頻、連續(xù)或較連續(xù)反射，可見反射波的下削現(xiàn)象，與下伏白堊系泰州組呈不整合或假整合接觸關(guān)系。T4為始新統(tǒng)戴南組底界面，通常表現(xiàn)為2個相互平行的“雙軌”反射，強振幅、中頻、連續(xù)性好，與上、下反射波組呈“上超下削”接觸關(guān)系，也是一個明顯的不整合面。T2為新近系鹽城組底界面，一般以雙相位、強振幅、高頻、高連續(xù)反射特征出現(xiàn)，界面上、下可見大量的反射波上超和削截現(xiàn)象，近水平狀分布全區(qū)，是一個“下剝上超”的典型區(qū)域不整合面。在隆起部位T2和T8重合。

圖2 過南二凹陷A—A′地震剖面地質(zhì)解釋（剖面位置見圖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 地層發(fā)育特征

南二凹陷中—新生界陸相地層發(fā)育，地層最厚7 500 m（圖3）。自下而上沉積了上白堊統(tǒng)泰州組，古近系古新統(tǒng)阜寧組，始新統(tǒng)戴南組、三垛組，新近系鹽城組，第四系東臺組。斷陷早期沉積的泰州組最大厚度約700 m，分布局限，僅在南二凹陷的深洼部位發(fā)育；在地震剖面上呈現(xiàn)弱振幅、不連續(xù)或雜亂的反射特征，反映了陸相斷陷早期快速充填的沉積特點。古近系最大厚度約5 000 m，在南二凹陷和兩側(cè)的凸起區(qū)均有分布，凹陷區(qū)地層厚度1 000～5 000 m，凸起區(qū)厚度小于1 000m。凹陷內(nèi)主要目的層古新統(tǒng)阜寧組發(fā)育，地層最厚約2 500 m，分布范圍大于1 700 km2，其厚度大于1 000 m 的面積約700 km2。新近系和第四系為拗陷期沉積，最大厚度1 800 m，分布廣泛，厚度比較穩(wěn)定，凹陷區(qū)厚度1 500～1 800 m，凸起區(qū)厚度1 000～1 500 m；在地震剖面上表現(xiàn)為較強振幅、高連續(xù)、高頻的反射特征，反映本區(qū)在平靜的構(gòu)造背景下接受了廣泛而穩(wěn)定的沉積。

圖3 南二凹陷中—新生界陸相地層厚度圖Fig.3 Isopachous map of Mesozoic to Cenozoic continental strata in the Nan-2 sag of South basin，the southern Yellow Sea

2.3 構(gòu)造特征

如前所述，南黃海南部盆地在平面上呈“一凸兩凹”的構(gòu)造格局。中央凸起帶包括南一凸起、南二低凸起和南三凸起；南部凹陷帶包括南二、南五和南六凹陷；北部凹陷帶包括南三、南四和南七凹陷。構(gòu)成了“南北分帶﹑東西成塊”的構(gòu)造面貌［2，6-9］（圖1）。

在經(jīng)歷了印支運動改造后的海相克拉通殘留盆地背景上，南黃海南部盆地受燕山運動晚期—喜馬拉雅運動早期拉張應(yīng)力場控制，發(fā)育一系列近東西走向的北傾正斷層，這些控凹斷層斷距大、延伸長，在晚白堊世至漸新世長期活動，是控制南黃海南部盆地構(gòu)造展布、沉積地層發(fā)育、烴源巖分布的主干斷層［2，6-8，10-13］。在南二凹陷南部①號大斷層控制下，南二凹陷呈現(xiàn)“南斷北超”的箕狀斷陷結(jié)構(gòu)；受始新世末吳堡運動和漸新世末三垛運動的影響，凹陷內(nèi)發(fā)育多種成因類型的構(gòu)造；在凹陷北部的斜坡部位，受古隆起形態(tài)和北傾的反向斷層（②號斷層）控制，形成了一個規(guī)模較大的鼻狀構(gòu)造帶，在中—新生界陸相地層底面構(gòu)造圖上初步圈定面積90 km2。該鼻狀構(gòu)造帶自白堊紀(jì)至古近紀(jì)繼承性發(fā)育（圖4、5）。古近紀(jì)末，南二凹陷進(jìn)入拗陷演化階段，除南部控制凹陷的邊界斷層仍持續(xù)活動外，其他早期斷層基本停止活動；而伴隨著漸新世末三垛運動的擠壓走滑，在局部形成擠壓背斜構(gòu)造，同時產(chǎn)生了一些北西向的表皮斷層，其斷距小、延伸短，對油氣的運聚保存影響不大［6-8，10，14］。

圖4 過南二凹陷B—B′地震剖面地質(zhì)解釋（剖面位置見圖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）

圖5 南二凹陷中—新生界陸相地層底面（T8）構(gòu)造圖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 凹陷規(guī)模

前人研究認(rèn)為南黃海南部盆地的6個凹陷中，南四和南五凹陷規(guī)模最大，為主力生烴凹陷［1-2，4］。其中，南四凹陷面積1 656 km2，中—新生界陸相地層最厚6 400 m，生烴量29.19億t；南五凹陷面積1 579 km2，中—新生界陸相地層最厚7 000 m，生烴量54.73億t。而南二凹陷面積為1 053 km2，中—新生界陸相地層最厚5 500 m，生烴量僅0.91億t。

戴春山［2］研究認(rèn)為，凹陷邊界的主控斷層是控制生烴凹陷發(fā)育的最主要因素，南二、南五凹陷南界張性大斷層斷距大且持續(xù)活動，形成了一系列的深斷陷并控制了阜寧組的湖盆沉積和烴源巖分布。周荔青等［6］、蔡乾忠［15］提出，受晚白堊世至古近紀(jì)以來太平洋板塊俯沖和郯廬斷裂右旋走滑運動的控制，南黃海南部盆地生烴凹陷的沉積中心由西向東遷移，其深凹陷主要分布于盆地西部。這些區(qū)域地質(zhì)因素使南二凹陷成為南黃海南部盆地潛在的主力生烴凹陷之一。

本次對南二凹陷的研究結(jié)果顯示，僅從現(xiàn)存的阜寧組分布范圍來看，凹陷面積大于1 700 km2，中—新生界陸相地層最厚7 500 m。從凹陷面積、沉積厚度對比分析，南二凹陷是目前南黃海南部盆地最大的凹陷，生烴能力相當(dāng)可觀。

3 含油氣前景評價

3.1 資源潛力分析

南黃海南部盆地南二凹陷的勘探程度很低，凹陷內(nèi)的FN23-1-1井僅揭露阜寧組三、四段，不能反映該區(qū)主力烴源巖層阜寧組的全貌，而且沒有相關(guān)地球化學(xué)數(shù)據(jù)。南二凹陷西鄰的白駒凹陷和鹽城凹陷氯仿瀝青“A”含量分別為0.080 0%和0.089 5%；東鄰的南五凹陷和南四凹陷氯仿瀝青“A”含量分別為0.088 0% 和0.140 0%［16］。南二凹陷與陸上白駒凹陷和海域南五凹陷具有相同的構(gòu)造-沉積演化背景，地質(zhì)條件相似，其烴源巖發(fā)育程度和地球化學(xué)指標(biāo)均有可類比性。因此，本次采用氯仿瀝青“A”法進(jìn)行資源量計算。從 WX20-ST1、WX5-ST1及WX13-3-1等3口井實測井溫數(shù)據(jù)，推算南黃海南部盆地地溫梯度為2.6～2.9℃／100m，阜寧組鏡煤反射率Ro為0.50%～0.85%，反映南黃海南部盆地阜寧組烴源巖處于低成熟—成熟演化階段，以生油為主。推測南二凹陷阜寧組暗色泥巖平均厚度約900 m，生烴門限深度為2 700 m，有效源巖面積為1 310 km2，初次運移系數(shù)取30%，烴源巖密度取2.45 g／cm3，其生油量按如下公式計算：

式（1）、（2）中：Qs為生油量；Qj為油聚集量；S為生油巖面積；H為生油巖厚度；ρ為生油巖密度；A為生油巖中氯仿瀝青“A”含量；Ky為初次運移系數(shù)；Ka為排聚系數(shù)。

計算結(jié)果表明，南二凹陷阜寧組生烴量36.3億～45.4億t；參照蘇北盆地排聚系數(shù)8%，估算南二凹陷阜寧組資源量為2.9億～3.6億t。這一結(jié)果展示了南二凹陷具有良好的油氣資源基礎(chǔ)和勘探潛力。

3.2 有利區(qū)帶評價

蘇北盆地油氣儲量的97%來自高郵、金湖、溱潼等主力生烴凹陷，且緊鄰深凹陷的斷階帶和斜坡帶是油氣的主要聚集區(qū)［2，16］。南黃海南部盆地與蘇北盆地有相似的石油地質(zhì)條件。據(jù)此推測南二凹陷等主力生烴凹陷的斜坡部位同樣為油氣勘探的有利區(qū)帶。

區(qū)域研究成果表明，漸新世末的三垛運動使南黃海南部盆地古近系圈閉定型，阜寧組烴源巖在三垛組沉積以后達(dá)到生烴高峰，圈閉形成時期和生烴高峰期匹配關(guān)系較好，可以有效地捕獲油氣，形成中—新生界陸相自生自儲油氣藏，也可能存在海相和陸相混源油氣藏［2，15-16］。綜合評價認(rèn)為，南二凹陷北部斜坡帶發(fā)育的鼻狀構(gòu)造帶為最有利勘探區(qū)帶（圖5）。該構(gòu)造帶緊鄰中—新生界陸相深洼區(qū)，阜寧組主力烴源巖發(fā)育，且下伏海相地層分布廣泛，油源條件好，是海、陸相油氣匯聚的主要指向區(qū)。該構(gòu)造帶在潛山背景上，自白堊紀(jì)至古近紀(jì)繼承性發(fā)育，規(guī)模較大，形態(tài)較好。上覆地層厚度1 600～2 400 m，阜寧組二、四段和戴南組上段湖相泥巖有一定厚度，保存條件良好。同時，斜坡部位是阜寧組一、三段和戴南組下段扇三角洲砂體發(fā)育區(qū)，下伏有下三疊統(tǒng)青龍組灰?guī)r風(fēng)化殼儲層，儲層類型多樣。

4 結(jié)論

1）南黃海南部盆地南二凹陷是一個典型的中—新生代“南斷北超”陸相斷陷湖盆。受燕山運動晚期—喜馬拉雅運動早期拉張應(yīng)力場控制，南二凹陷南側(cè)發(fā)育近東西向張性大斷層，控制了凹陷結(jié)構(gòu)構(gòu)造、沉積充填和烴源巖分布。南二凹陷中—新生界最厚7 500 m，凹陷面積大于1 700 km2，是南黃海南部盆地最大的凹陷，也是潛在的主力生烴凹陷之一。

2）南二凹陷主要目的層古新統(tǒng)阜寧組發(fā)育，最厚約2 500 m，厚度大于1 000 m的面積約700 km2。初步估算南二凹陷阜寧組生烴量36.3億～45.4億t，資源量2.9億～3.6億t，具有較大的油氣資源潛力和廣闊的勘探前景。

3）南二凹陷北部斜坡帶是海、陸相油氣匯聚的主要指向區(qū)。受古隆起和北傾的反向斷層控制，北部斜坡帶自白堊紀(jì)至古近紀(jì)繼承性發(fā)育一個大型鼻狀構(gòu)造帶，是南二凹陷最有利的勘探區(qū)帶。

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