南薇西盆地油气勘探潜力

2017-06-05张厚和刘鹏廖宗宝赫栓柱

长江大学学报(自科版) 2017年11期

关键词：浅海南沙泥岩

张厚和,刘鹏,廖宗宝,赫栓柱

(中海油研究总院,北京 100028)

南薇西盆地油气勘探潜力

张厚和,刘鹏,廖宗宝,赫栓柱

(中海油研究总院,北京 100028)

在广泛调研国内外相关研究成果的基础上，系统地总结、分析了南薇西盆地构造演化、沉积充填及油气地质条件。研究表明：南薇西盆地构造演化可以分为3个主要阶段；沉积环境总体上表现为海侵和海扩的过程；盆地普遍发育中始新统、上始新统-下渐新统、上渐新统-中中新统共3套烃源岩层系；主要发育中始新统、上始新统-下渐新统、上渐新统-中中新统、上中新统共4套储层；盖层主要以局部泥岩交互层为主。南薇西盆地油气资源潜力较大，估算的盆地地质资源量中石油为8.76×108t、天然气为13382×108m3。

构造演化；沉积特征；油气地质条件；南薇西盆地

1 地质概况

南薇西盆地位于我国南海南部陆坡浅滩-岛礁区，整体呈NE走向，主体位于南沙中部海域陆坡区，西部为万安盆地，南部为北康盆地，东北部为南海洋盆。盆地水深为500～2000m[1]，主体水深为1800～2000m。盆地规模较大，面积48040km2，新生界厚度2000～11000m。根据构造、沉积和地球物理场特征，盆地可划分出5个二级构造单元，即北部坳陷、北部隆起、中部坳陷、南部隆起、南部坳陷(图1)。

图1 南薇西盆地构造区划图

2 构造演化特征

南薇西盆地为陆缘张裂盆地，其构造演化可分为3个主要阶段：即中生代末-古近纪裂前伸展、断陷-被动大陆边缘阶段，晚始新世-中中新世裂后断坳、改造阶段和晚中新世-第四纪区域沉降阶段[2,3]。

中生代末-古近纪早期，地壳应力由北西-南东向的挤压转为拉张，由此产生了一系列北东向的断裂以及彼此分隔的地堑和半地堑，构成了南薇西盆地最早的雏形。盆地早期范围小，基底起伏较大，张性正断层较为发育，从而形成了许多小型沉积中心，陆相沉积充填较为发育。

中始新世末期，盆地受早期西卫运动的影响，构造沉降速率剧减，发生隆升。晚始新世，因为印度板块与欧亚板块之间发生碰撞，所以在南海地区产生了向东南方向上流动的上地慢流，南沙地块从中沙-西沙地块分离而向东南方向运动。盆地在西南海盆海底扩张作用下，小断陷得以快速发展，构造沉降速率加剧，沉积厚度增大，盆地进入发育鼎盛期。晚始新世早期，盆地发生隆升，部分地区遭受剥蚀。随后在拉张应力作用下，盆地迅速沉降，北东、北北东向张性断层强烈活动，盆地面积扩大，开始发育断坳和海相沉积史。

渐新世-早中新世，随着南海东部海盆扩张，南薇西盆地向南漂移，定位于现今位置。中中新世末期，受万安运动影响，盆地整体抬升。晚中新世，盆地裂陷活动完全停止，进入后期热冷却沉降阶段。

晚中新世，盆地裂陷活动完全停止，进入后期热冷却沉降阶段。

南薇西盆地内发育大量断层和岩体，地层遭受到强烈的变形，构造复杂(图2)。盆地内中-下构造层发育大量呈骨牌状排列的反向正断层，同时断背斜、向斜呈串珠状发育。上构造层构造活动较为平静，地层变形微弱。

图2 南薇西盆地构造纲要图(据文献[4])

3 沉积特征

南薇西盆地新生界发育较全，总体表现为南厚北薄、西厚东薄的沉积特征，沉积厚度最大可达10000m以上(图3)。古新世-第四纪共经历了3次大规模的沉积旋回变化，其沉积环境总体反映海侵和海域扩大的过程[4]。

图3 南薇西盆地地层综合柱状图

3.1 晚始新世-渐新世

晚始新世南海北部处于被动大陆边缘，南沙地块与华南大陆相连。盆地沉积物物源主要是来自华南大陆以及盆地内隆起，且物源具多方向性。根据地震相标志的地质属性和断陷湖盆早期沉积模式，结合区域地质特征将地震相转化为沉积相推测，盆地中部至东南部以滨-浅湖和半深湖沉积为主，围绕其周围是能量强弱变化大、岩性不均一的冲积平原和河泛平原沼泽的地震响应，沿断层发育冲积扇，物源来自于华南大陆。盆地北部和西部以三角洲沉积为主(图4)。

渐新世，盆地沉积环境逐渐由海陆交互变为开阔海环境，且在凹陷底部逐渐形成加积-退积的叠置沉积。早渐新世末，除西北部和西部尚存海陆过渡环境外，其余地区均为滨海和浅海环境，仅在盆地东北部隆起内局部发育潟湖，盆地南部断层的下降盘一侧还少量发育扇三角洲沉积(图4)。

3.2 早中新世

在南海中央海盆南北向海底扩张作用影响下，导致了南沙地块加速向南漂移，最终和婆罗洲地块拼接在一起，南薇西盆地已基本到达现今的地理位置。在该时期，随着海平面大幅度抬升，盆地整体位于海相沉积环境，沉积范围也随之扩大。

盆地除北部之外大部分地区为浅海砂相及砂泥，局部发育浅-半深海，并且以浅海为主；盆地西北部发育滨海砂，东北部残留少量潟湖。整体上都离物源较远，属于赤道带附近的温暖海域环境，碳酸盐岩台地和生物礁得到较好的发育(图4)。

图4 南薇西盆地上始新统-第四纪沉积相分布

3.3 中中新世

中中新世末发生的南沙运动使盆地全面隆升并发生局部反转，盆地海平面降低，遭受到强烈剥蚀和改造作用，盆地内发育的大多数构造型圈闭都是在该时期形成的。盆地北部发育三角洲沉积，南部为浅海-半深海沉积(图4)。

3.4 晚中新世

该时期，第2次大规模海侵过程开始，海平面持续上升，盆地进入裂后拗陷阶段，张裂作用逐渐停止，沉积受构造的控制作用明显减弱，另外海水变深、火山活动强烈，对地层也有一定的破坏。湄公河和卢泊尔河成为南沙海域的2大沉积物输入体系，它们不断地向南薇西盆地供应碎屑沉积物，故南沙地块由北往南依次发育浅海砂岩相、浅海砂泥岩交互相、火山碎屑岩相和浅海-半深海泥岩相、半深海砂泥岩相和浊积岩相。南薇西盆地内主要发育滨浅海-半深海-深海沉积，局部发育三角洲前缘沉积(图4)。

3.5 上新世-第四纪

该时期，南薇西盆地整体进入区域热沉降阶段，属于浅海至半深海陆坡环境，主要发育滨浅海-半深海-深海沉积，局部发育三角洲前缘沉积(图4)。

4 油气地质条件

4.1 烃源岩特征

南微西盆地普遍发育中始新统、上始新统-下渐新统、上渐新统-中中新统3套烃源岩层系[5～7]。

中始新统烃源岩为湖相、沼泽相泥岩、炭质泥岩和煤系地层。中部坳陷泥岩较发育，厚度一般为500～1000m，最厚达1200m；南部坳陷泥岩厚度一般200～600m。通过与万安、曾母、北康、珠江口、琼东南等盆地类比分析，区内中始新统烃源岩有机质类型为Ⅱ-Ⅲ型，有机质丰度为0.5%～2.0%。

上始新统-下渐新统，盆地中部和南部坳陷泥岩发育，是烃源岩发育的有利地区。泥岩厚度一般为200～1000m，最厚达1600m，以中部坳陷中部泥岩最为发育，一般在400～1000m，其次为南部坳陷东北部。通过类比分析，上始新统-下渐新统烃源岩的有机质类型为Ⅱ-Ⅲ型，有机质丰度为0.35%～1.5%。

上渐新统-中中新统为海相沉积的砂泥岩和泥岩。中部坳陷和南部坳陷沉积物较细，是烃源岩发育的有利地区。通过类比分析，上渐新统-中中新统烃源岩的有机质类型以Ⅱ-Ⅲ型为主，有机质丰度为0.35%～1.2%。

4.2 储层特征

南薇西盆地储层以砂岩为主，主要发育4套储层，即中始新统河流、冲积扇和冲积平原砂岩；上始新统-下渐新统海陆过渡相、浅海相砂岩；上渐新统-中中新统浅海相砂岩；上中新统海岸平原、浅海砂岩和浊积岩。类比预测区内储层孔隙度为10%～34%，渗透率为1～7mD，具有良好的储集性能。碳酸盐岩储层不发育，仅在台地或高部位局部发育。

4.3 生储盖组合

根据南薇西盆地各时期不同沉积环境形成的烃源岩和储集层特点，中部坳陷、南部坳陷、中部和北部隆起在古新世-中始新世发育有低位体系域和海进体系域冲积扇及冲积平原、滨湖、扇三角洲，储集性能良好，两坳陷湖相烃源岩相对发育，与深水环境的泥岩交互成层，泥岩又可成为良好的局部性盖层，极易形成条件优越的自生自储互层式组合。晚始新世，南薇西盆地开始逐渐变为海洋沉积环境。晚渐新世-中中新世海平面振荡上升，该时期海岸、滨海、浅海、半深海浊积岩等储集层既可与坳陷同层海相泥岩共同形成连续的自生自储互层式组合，又可以与下伏湖相泥岩通过断层或不整合面形成非连续下生上储上盖组合。上覆盖层既可作为局部盖层，晚中新世以后也可以形成区域性盖层。同时，该套海相泥岩与下部的砂岩也能构成非连续上生下储上盖组合。南部隆起和北部隆起由于紧邻坳陷，油气从较远或较深部位沿不整合面和断裂运移上来，一般以下生上储上盖和上生下储上盖组合匹配。综上所述，南薇西盆地生储盖组合以自生自储互层式为最佳，下生上储式组合和上生下储式组合次之。

4.4 油气成藏分析

南薇西盆地构造圈闭数量多、规模大，以挤压背斜、披覆背斜、隐刺穿背斜为主。非构造型圈闭主要包括地层圈闭和岩性圈闭2大类，在南薇西盆地发育较为广泛，尤其是地层型圈闭。

南薇西盆地具有早期构造圈闭发育，晚期以地层、岩性圈闭为主的特点。经地震构造解释，圈闭主要分布在区内北部隆起、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闭面积大，闭合幅度高，数量众多，是油气运移指向区，而盆地北部圈闭数量相对较少，规模较小。南薇西盆地圈闭空间展布具中间多、南北少的特点。

5 油气资源潜力

据南薇西盆地勘探程度及现有资料，采用盆地模拟法估算了其油气资源量。研究认为，南薇西盆地地质资源量中石油为8.76×108t、天然气为13382×108m3，且均位于我国传统疆域内。从盆地构造单元来看，盆地南部坳陷油气资源量最大，其次是中部坳陷；从深度来看，盆地油气资源主要分布于中深层和超深层；从地理环境来看，盆地油气资源量全部分布于深水区。

6 结论

1)南薇西盆地构造演可以分为3个主要阶段，即中生代末-古近纪裂前伸展、断陷-被动大陆边缘阶段；晚始新世-中中新世裂后断坳、改造阶段；晚中新世-第四纪区域沉降阶段。盆地从古新世-第四纪经历了3次较大规模的沉积旋回变化，其沉积环境由河湖演变为滨浅海至半深海，总体反映海侵和海域扩大的过程，呈现由河流相砂、砾岩-河湖相砂、泥岩-滨浅海砂、泥岩-半深海砂泥岩互层的岩性变化序列。

2)南微西盆地普遍发育中始新统、上始新统-下渐新统、上渐新统-中中新统共3套烃源层系；储层主要有4套，即中始新统河流、冲积扇和冲积平原砂岩，上始新统-下渐新统海陆过渡相、浅海相砂岩，上渐新统-中中新统浅海相砂岩、上中新统海岸平原、浅海砂岩和浊积岩；盖层主要以局部泥岩交互层为主。

3)南薇西盆地油气资源潜力较大，估算的盆地地质资源量中石油为8.76×108t、天然气为13382×108m3。

[1]高红芳. 南沙中部海域南薇西盆地、南薇东盆地构造演化差异性分析[J]. 南海地质研究，2002，15(14)：35～44.

[2]龚铭，李唐根，吴亚军.南沙海域构造特征与盆地演化[M]. 武汉：中国地质大学出版社，2001.

[3]金庆焕, 李唐根. 南沙海域区域地质构造[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2000, 20(1):1～8.

[4]金庆焕, 吴进民, 谢秋元,等. 南沙西部海域沉积盆地分析与油气资源[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 2001.

[5]金庆焕.南海地质与油气资源[M].北京:地质出版社, 1989.

[6]李宗飞. 中国南沙海域的油气资源及地质特征综述[J]. 特种油气藏，2004, 11(5): 1～4.

[7]吴炳伟. 南沙海域主要沉积盆地资源潜力分析[J]. 海洋石油，2007，27(1)：30～35.

[编辑] 邓磊

2016-09-22

国家科技重大专项(2011ZX05025-005)；全国油气资源动态评价项目(2013)；全国油气资源动态评价项目(2015)。