南薇西盆地油氣勘探潛力

張厚和,劉鵬,廖宗寶,赫栓柱

(中海油研究總院,北京 100028)

南薇西盆地油氣勘探潛力

張厚和,劉鵬,廖宗寶,赫栓柱

(中海油研究總院,北京 100028)

在廣泛調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地總結(jié)、分析了南薇西盆地構(gòu)造演化、沉積充填及油氣地質(zhì)條件。研究表明：南薇西盆地構(gòu)造演化可以分為3個(gè)主要階段；沉積環(huán)境總體上表現(xiàn)為海侵和海擴(kuò)的過程；盆地普遍發(fā)育中始新統(tǒng)、上始新統(tǒng)-下漸新統(tǒng)、上漸新統(tǒng)-中中新統(tǒng)共3套烴源巖層系；主要發(fā)育中始新統(tǒng)、上始新統(tǒng)-下漸新統(tǒng)、上漸新統(tǒng)-中中新統(tǒng)、上中新統(tǒng)共4套儲層；蓋層主要以局部泥巖交互層為主。南薇西盆地油氣資源潛力較大，估算的盆地地質(zhì)資源量中石油為8.76×108t、天然氣為13382×108m3。

構(gòu)造演化；沉積特征；油氣地質(zhì)條件；南薇西盆地

1 地質(zhì)概況

南薇西盆地位于我國南海南部陸坡淺灘-島礁區(qū)，整體呈NE走向，主體位于南沙中部海域陸坡區(qū)，西部為萬安盆地，南部為北康盆地，東北部為南海洋盆。盆地水深為500～2000m[1]，主體水深為1800～2000m。盆地規(guī)模較大，面積48040km2，新生界厚度2000～11000m。根據(jù)構(gòu)造、沉積和地球物理場特征，盆地可劃分出5個(gè)二級構(gòu)造單元，即北部坳陷、北部隆起、中部坳陷、南部隆起、南部坳陷(圖1)。

圖1 南薇西盆地構(gòu)造區(qū)劃圖

2 構(gòu)造演化特征

南薇西盆地為陸緣張裂盆地，其構(gòu)造演化可分為3個(gè)主要階段：即中生代末-古近紀(jì)裂前伸展、斷陷-被動大陸邊緣階段，晚始新世-中中新世裂后斷坳、改造階段和晚中新世-第四紀(jì)區(qū)域沉降階段[2,3]。

中生代末-古近紀(jì)早期，地殼應(yīng)力由北西-南東向的擠壓轉(zhuǎn)為拉張，由此產(chǎn)生了一系列北東向的斷裂以及彼此分隔的地塹和半地塹，構(gòu)成了南薇西盆地最早的雛形。盆地早期范圍小，基底起伏較大，張性正斷層較為發(fā)育，從而形成了許多小型沉積中心，陸相沉積充填較為發(fā)育。

中始新世末期，盆地受早期西衛(wèi)運(yùn)動的影響，構(gòu)造沉降速率劇減，發(fā)生隆升。晚始新世，因?yàn)橛《劝鍓K與歐亞板塊之間發(fā)生碰撞，所以在南海地區(qū)產(chǎn)生了向東南方向上流動的上地慢流，南沙地塊從中沙-西沙地塊分離而向東南方向運(yùn)動。盆地在西南海盆海底擴(kuò)張作用下，小斷陷得以快速發(fā)展，構(gòu)造沉降速率加劇，沉積厚度增大，盆地進(jìn)入發(fā)育鼎盛期。晚始新世早期，盆地發(fā)生隆升，部分地區(qū)遭受剝蝕。隨后在拉張應(yīng)力作用下，盆地迅速沉降，北東、北北東向張性斷層強(qiáng)烈活動，盆地面積擴(kuò)大，開始發(fā)育斷坳和海相沉積史。

漸新世-早中新世，隨著南海東部海盆擴(kuò)張，南薇西盆地向南漂移，定位于現(xiàn)今位置。中中新世末期，受萬安運(yùn)動影響，盆地整體抬升。晚中新世，盆地裂陷活動完全停止，進(jìn)入后期熱冷卻沉降階段。

晚中新世，盆地裂陷活動完全停止，進(jìn)入后期熱冷卻沉降階段。

南薇西盆地內(nèi)發(fā)育大量斷層和巖體，地層遭受到強(qiáng)烈的變形，構(gòu)造復(fù)雜(圖2)。盆地內(nèi)中-下構(gòu)造層發(fā)育大量呈骨牌狀排列的反向正斷層，同時(shí)斷背斜、向斜呈串珠狀發(fā)育。上構(gòu)造層構(gòu)造活動較為平靜，地層變形微弱。

圖2 南薇西盆地構(gòu)造綱要圖(據(jù)文獻(xiàn)[4])

3 沉積特征

南薇西盆地新生界發(fā)育較全，總體表現(xiàn)為南厚北薄、西厚東薄的沉積特征，沉積厚度最大可達(dá)10000m以上(圖3)。古新世-第四紀(jì)共經(jīng)歷了3次大規(guī)模的沉積旋回變化，其沉積環(huán)境總體反映海侵和海域擴(kuò)大的過程[4]。

圖3 南薇西盆地地層綜合柱狀圖

3.1 晚始新世-漸新世

晚始新世南海北部處于被動大陸邊緣，南沙地塊與華南大陸相連。盆地沉積物物源主要是來自華南大陸以及盆地內(nèi)隆起，且物源具多方向性。根據(jù)地震相標(biāo)志的地質(zhì)屬性和斷陷湖盆早期沉積模式，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征將地震相轉(zhuǎn)化為沉積相推測，盆地中部至東南部以濱-淺湖和半深湖沉積為主，圍繞其周圍是能量強(qiáng)弱變化大、巖性不均一的沖積平原和河泛平原沼澤的地震響應(yīng)，沿?cái)鄬影l(fā)育沖積扇，物源來自于華南大陸。盆地北部和西部以三角洲沉積為主(圖4)。

漸新世，盆地沉積環(huán)境逐漸由海陸交互變?yōu)殚_闊海環(huán)境，且在凹陷底部逐漸形成加積-退積的疊置沉積。早漸新世末，除西北部和西部尚存海陸過渡環(huán)境外，其余地區(qū)均為濱海和淺海環(huán)境，僅在盆地東北部隆起內(nèi)局部發(fā)育潟湖，盆地南部斷層的下降盤一側(cè)還少量發(fā)育扇三角洲沉積(圖4)。

3.2 早中新世

在南海中央海盆南北向海底擴(kuò)張作用影響下，導(dǎo)致了南沙地塊加速向南漂移，最終和婆羅洲地塊拼接在一起，南薇西盆地已基本到達(dá)現(xiàn)今的地理位置。在該時(shí)期，隨著海平面大幅度抬升，盆地整體位于海相沉積環(huán)境，沉積范圍也隨之?dāng)U大。

盆地除北部之外大部分地區(qū)為淺海砂相及砂泥，局部發(fā)育淺-半深海，并且以淺海為主；盆地西北部發(fā)育濱海砂，東北部殘留少量潟湖。整體上都離物源較遠(yuǎn)，屬于赤道帶附近的溫暖海域環(huán)境，碳酸鹽巖臺地和生物礁得到較好的發(fā)育(圖4)。

圖4 南薇西盆地上始新統(tǒng)-第四紀(jì)沉積相分布

3.3 中中新世

中中新世末發(fā)生的南沙運(yùn)動使盆地全面隆升并發(fā)生局部反轉(zhuǎn)，盆地海平面降低，遭受到強(qiáng)烈剝蝕和改造作用，盆地內(nèi)發(fā)育的大多數(shù)構(gòu)造型圈閉都是在該時(shí)期形成的。盆地北部發(fā)育三角洲沉積，南部為淺海-半深海沉積(圖4)。

3.4 晚中新世

該時(shí)期，第2次大規(guī)模海侵過程開始，海平面持續(xù)上升，盆地進(jìn)入裂后拗陷階段，張裂作用逐漸停止，沉積受構(gòu)造的控制作用明顯減弱，另外海水變深、火山活動強(qiáng)烈，對地層也有一定的破壞。湄公河和盧泊爾河成為南沙海域的2大沉積物輸入體系，它們不斷地向南薇西盆地供應(yīng)碎屑沉積物，故南沙地塊由北往南依次發(fā)育淺海砂巖相、淺海砂泥巖交互相、火山碎屑巖相和淺海-半深海泥巖相、半深海砂泥巖相和濁積巖相。南薇西盆地內(nèi)主要發(fā)育濱淺海-半深海-深海沉積，局部發(fā)育三角洲前緣沉積(圖4)。

3.5 上新世-第四紀(jì)

該時(shí)期，南薇西盆地整體進(jìn)入?yún)^(qū)域熱沉降階段，屬于淺海至半深海陸坡環(huán)境，主要發(fā)育濱淺海-半深海-深海沉積，局部發(fā)育三角洲前緣沉積(圖4)。

4 油氣地質(zhì)條件

4.1 烴源巖特征

南微西盆地普遍發(fā)育中始新統(tǒng)、上始新統(tǒng)-下漸新統(tǒng)、上漸新統(tǒng)-中中新統(tǒng)3套烴源巖層系[5～7]。

中始新統(tǒng)烴源巖為湖相、沼澤相泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤系地層。中部坳陷泥巖較發(fā)育，厚度一般為500～1000m，最厚達(dá)1200m；南部坳陷泥巖厚度一般200～600m。通過與萬安、曾母、北康、珠江口、瓊東南等盆地類比分析，區(qū)內(nèi)中始新統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ-Ⅲ型，有機(jī)質(zhì)豐度為0.5%～2.0%。

上始新統(tǒng)-下漸新統(tǒng)，盆地中部和南部坳陷泥巖發(fā)育，是烴源巖發(fā)育的有利地區(qū)。泥巖厚度一般為200～1000m，最厚達(dá)1600m，以中部坳陷中部泥巖最為發(fā)育，一般在400～1000m，其次為南部坳陷東北部。通過類比分析，上始新統(tǒng)-下漸新統(tǒng)烴源巖的有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ-Ⅲ型，有機(jī)質(zhì)豐度為0.35%～1.5%。

上漸新統(tǒng)-中中新統(tǒng)為海相沉積的砂泥巖和泥巖。中部坳陷和南部坳陷沉積物較細(xì)，是烴源巖發(fā)育的有利地區(qū)。通過類比分析，上漸新統(tǒng)-中中新統(tǒng)烴源巖的有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ-Ⅲ型為主，有機(jī)質(zhì)豐度為0.35%～1.2%。

4.2 儲層特征

南薇西盆地儲層以砂巖為主，主要發(fā)育4套儲層，即中始新統(tǒng)河流、沖積扇和沖積平原砂巖；上始新統(tǒng)-下漸新統(tǒng)海陸過渡相、淺海相砂巖；上漸新統(tǒng)-中中新統(tǒng)淺海相砂巖；上中新統(tǒng)海岸平原、淺海砂巖和濁積巖。類比預(yù)測區(qū)內(nèi)儲層孔隙度為10%～34%，滲透率為1～7mD，具有良好的儲集性能。碳酸鹽巖儲層不發(fā)育，僅在臺地或高部位局部發(fā)育。

4.3 生儲蓋組合

根據(jù)南薇西盆地各時(shí)期不同沉積環(huán)境形成的烴源巖和儲集層特點(diǎn)，中部坳陷、南部坳陷、中部和北部隆起在古新世-中始新世發(fā)育有低位體系域和海進(jìn)體系域沖積扇及沖積平原、濱湖、扇三角洲，儲集性能良好，兩坳陷湖相烴源巖相對發(fā)育，與深水環(huán)境的泥巖交互成層，泥巖又可成為良好的局部性蓋層，極易形成條件優(yōu)越的自生自儲互層式組合。晚始新世，南薇西盆地開始逐漸變?yōu)楹Ｑ蟪练e環(huán)境。晚漸新世-中中新世海平面振蕩上升，該時(shí)期海岸、濱海、淺海、半深海濁積巖等儲集層既可與坳陷同層海相泥巖共同形成連續(xù)的自生自儲互層式組合，又可以與下伏湖相泥巖通過斷層或不整合面形成非連續(xù)下生上儲上蓋組合。上覆蓋層既可作為局部蓋層，晚中新世以后也可以形成區(qū)域性蓋層。同時(shí)，該套海相泥巖與下部的砂巖也能構(gòu)成非連續(xù)上生下儲上蓋組合。南部隆起和北部隆起由于緊鄰坳陷，油氣從較遠(yuǎn)或較深部位沿不整合面和斷裂運(yùn)移上來，一般以下生上儲上蓋和上生下儲上蓋組合匹配。綜上所述，南薇西盆地生儲蓋組合以自生自儲互層式為最佳，下生上儲式組合和上生下儲式組合次之。

4.4 油氣成藏分析

南薇西盆地構(gòu)造圈閉數(shù)量多、規(guī)模大，以擠壓背斜、披覆背斜、隱刺穿背斜為主。非構(gòu)造型圈閉主要包括地層圈閉和巖性圈閉2大類，在南薇西盆地發(fā)育較為廣泛，尤其是地層型圈閉。

南薇西盆地具有早期構(gòu)造圈閉發(fā)育，晚期以地層、巖性圈閉為主的特點(diǎn)。經(jīng)地震構(gòu)造解釋，圈閉主要分布在區(qū)內(nèi)北部隆起、南部隆起、中部坳陷和南部坳陷上，且中部坳陷、南部隆起和南部坳陷圈閉面積大，閉合幅度高，數(shù)量眾多，是油氣運(yùn)移指向區(qū)，而盆地北部圈閉數(shù)量相對較少，規(guī)模較小。南薇西盆地圈閉空間展布具中間多、南北少的特點(diǎn)。

5 油氣資源潛力

據(jù)南薇西盆地勘探程度及現(xiàn)有資料，采用盆地模擬法估算了其油氣資源量。研究認(rèn)為，南薇西盆地地質(zhì)資源量中石油為8.76×108t、天然氣為13382×108m3，且均位于我國傳統(tǒng)疆域內(nèi)。從盆地構(gòu)造單元來看，盆地南部坳陷油氣資源量最大，其次是中部坳陷；從深度來看，盆地油氣資源主要分布于中深層和超深層；從地理環(huán)境來看，盆地油氣資源量全部分布于深水區(qū)。

6 結(jié)論

1)南薇西盆地構(gòu)造演可以分為3個(gè)主要階段，即中生代末-古近紀(jì)裂前伸展、斷陷-被動大陸邊緣階段；晚始新世-中中新世裂后斷坳、改造階段；晚中新世-第四紀(jì)區(qū)域沉降階段。盆地從古新世-第四紀(jì)經(jīng)歷了3次較大規(guī)模的沉積旋回變化，其沉積環(huán)境由河湖演變?yōu)闉I淺海至半深海，總體反映海侵和海域擴(kuò)大的過程，呈現(xiàn)由河流相砂、礫巖-河湖相砂、泥巖-濱淺海砂、泥巖-半深海砂泥巖互層的巖性變化序列。

2)南微西盆地普遍發(fā)育中始新統(tǒng)、上始新統(tǒng)-下漸新統(tǒng)、上漸新統(tǒng)-中中新統(tǒng)共3套烴源層系；儲層主要有4套，即中始新統(tǒng)河流、沖積扇和沖積平原砂巖，上始新統(tǒng)-下漸新統(tǒng)海陸過渡相、淺海相砂巖，上漸新統(tǒng)-中中新統(tǒng)淺海相砂巖、上中新統(tǒng)海岸平原、淺海砂巖和濁積巖；蓋層主要以局部泥巖交互層為主。

3)南薇西盆地油氣資源潛力較大，估算的盆地地質(zhì)資源量中石油為8.76×108t、天然氣為13382×108m3。

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[編輯] 鄧?yán)?/p>

2016-09-22

國家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05025-005)；全國油氣資源動態(tài)評價(jià)項(xiàng)目(2013)；全國油氣資源動態(tài)評價(jià)項(xiàng)目(2015)。

張厚和(1967-)，男，教授級高級工程師，主要從事油氣勘探規(guī)劃、資源評價(jià)與儲量評價(jià)工作,zhanghouhe@cnooc.com.cn。

TE122.1

A

1673-1409(2017)11-0007-05

[引著格式]張厚和,劉鵬,廖宗寶，等.南薇西盆地油氣勘探潛力[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2017,14(11):7～11.