曾母盆地油氣地質(zhì)條件、分布特征及有利勘探方向＊

謝曉軍 張功成 趙志剛 劉世翔王 龍 蘭 蕾 郭 佳 王一博 宋 雙 畢研坤

（中海油研究總院 北京 100028）

謝曉軍，張功成，趙志剛，等.曾母盆地油氣地質(zhì)條件、分布特征及有利勘探方向［J］.中國(guó)海上油氣，2015，27（1）：19-26.

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2012年，南海曾母盆地已鉆探井514口，共發(fā)現(xiàn)油氣田134個(gè)，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)儲(chǔ)量50.79億t油當(dāng)量，其中石油4.89億t，凝析油1.6億t，天然氣4.43萬(wàn)億m3。因此，系統(tǒng)分析曾母盆地的成盆、成烴和成藏機(jī)制對(duì)于該盆地剩余資源量評(píng)價(jià)和有利勘探方向選擇具有重要意義。1994年以來(lái)，國(guó)內(nèi)若干機(jī)構(gòu)開(kāi)展了南沙海域的油氣勘探專(zhuān)項(xiàng)研究工作，中國(guó)海油亦對(duì)南沙西部海區(qū)開(kāi)展了區(qū)域構(gòu)造演化-沉積充填、盆地石油地質(zhì)特征分析及油氣資源評(píng)價(jià)等方面的專(zhuān)題研究。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，綜合利用國(guó)內(nèi)外的地震、鉆井、露頭和相關(guān)最新研究成果，通過(guò)對(duì)盆地構(gòu)造-沉積演化、油氣地質(zhì)條件及成藏機(jī)制等方面的系統(tǒng)總結(jié)，以期對(duì)曾母盆地未來(lái)的油氣勘探起到一定的指導(dǎo)作用。

1 地質(zhì)概況

曾母盆地是位于中國(guó)南海西南海域的一個(gè)大型新生代沉積盆地，面積16.9萬(wàn)km2，其中水深小于300 m的面積為10.6萬(wàn)km2。

綜合鉆井、地震等資料，將曾母盆地劃分為北部坳陷及南部隆起2個(gè)構(gòu)造單元，其中北部坳陷可進(jìn)一步劃分為西部斜坡、康西凹陷、南康臺(tái)地和東巴林堅(jiān)凹陷等4個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，南部隆起可進(jìn)一步劃分為索康凹陷、拉奈凸起、塔陶壘塹和西巴林堅(jiān)凸起等4個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元（圖1）。與前人構(gòu)造區(qū)劃方案不同，本次劃分構(gòu)造單元時(shí)主要考慮了以下2點(diǎn)：①南康臺(tái)地新生代沉積了厚達(dá)3 s的漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)，說(shuō)明南康臺(tái)地在早期不是一個(gè)相對(duì)高的區(qū)域；②由漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)剖面和平面圖可以看出，西部斜坡、南康臺(tái)地、東巴林堅(jiān)凹陷及康西凹陷是相互連通的，所以把上述4個(gè)構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃榻y(tǒng)一的坳陷是比較合理的，例如由圖2可以看出南康臺(tái)地與東巴林堅(jiān)凹陷在漸新世—第四紀(jì)沉積期是相互連通的。曾母盆地基底主要由古新統(tǒng)—始新統(tǒng)變質(zhì)巖組成，北部可見(jiàn)下白堊統(tǒng)花崗閃長(zhǎng)巖，上始新統(tǒng)（？）—第四系最大沉積厚度超過(guò)15 km，漸新統(tǒng)—第四系發(fā)育齊全，盆地為周緣前陸盆地［1-4］。

圖1 曾母盆地構(gòu)造區(qū)劃圖Fig.1 Tectonic division of Zengmu basin

圖2 過(guò)南康臺(tái)地與東巴林堅(jiān)凹陷地質(zhì)剖面（剖面位置見(jiàn)圖1）Fig.2 Geological section across Nankang platform and east Balingian sag（section position shown in Fig.1）

2 構(gòu)造演化及沉積充填特征

2.1 構(gòu)造演化特征

曾母盆地位于盧卡尼亞地塊之上，是在南海構(gòu)造演化的過(guò)程中逐漸形成的。南海是西太平洋最重要的邊緣海之一，新生代以來(lái)經(jīng)歷了多期擴(kuò)張，其構(gòu)造演化呈多旋回特征，集中表現(xiàn)為古南海與新南海兩大邊緣海構(gòu)造旋回。因此，曾母盆地的形成演化過(guò)程受控于這兩大邊緣海構(gòu)造旋回。

前人通過(guò)不同資料對(duì)曾母盆地構(gòu)造演化與沉積充填特征具有不同的認(rèn)識(shí)［5-15］。本次研究在最新研究成果的基礎(chǔ)上［16-25］，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化、巖相古地理背景等資料，認(rèn)為曾母盆地構(gòu)造演化階段可劃分為：

1）晚白堊世—始新世。中生代末，古南海向西南婆羅洲陸塊之下俯沖，在盧帕爾構(gòu)造帶發(fā)育一套蛇綠巖帶，該時(shí)期曾母盆地與盧卡尼亞地塊處于被動(dòng)大陸邊緣的位置，與婆羅洲沒(méi)有發(fā)生陸-陸碰撞（圖3a）；晚始新世，古南海持續(xù)向南俯沖，盧卡尼亞地塊下沉，曾母盆地可能發(fā)生局部裂陷作用，盧卡尼亞地塊與婆羅洲地塊開(kāi)始陸-陸碰撞（圖3b）。

2）漸新世—早中新世。新南海擴(kuò)張（32～16 Ma）伴隨古南海的逐漸消亡，盧卡尼亞地塊與婆羅洲地塊繼續(xù)陸-陸碰撞，中生界—始新統(tǒng)逐漸抬升剝蝕或深埋變質(zhì)形成盆地的基底，盧卡尼亞地塊南部抬升幅度較大形成了前陸造山帶，為曾母盆地后期的沉積提供了豐富的物源。該時(shí)期曾母盆地進(jìn)入斷拗階段（圖3c）。

3）中中新世—第四紀(jì)。中中新世，同時(shí)受澳大利亞陸塊向北漂移、印-亞板塊碰撞進(jìn)入殼-幔均衡調(diào)整階段和南海西緣斷裂帶的右旋走滑活動(dòng)的影響，婆羅洲地塊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)活動(dòng)加強(qiáng)；與此同時(shí)，新南海停止擴(kuò)張，整個(gè)南海進(jìn)入擴(kuò)張后的熱沉降階段。該時(shí)期盧卡尼亞地塊之上的曾母盆地中北部大幅度沉降，整體進(jìn)入拗陷階段（圖3d）。

圖3 曾母盆地構(gòu)造演化Fig.3 Tectonic evolution model of Zengmu basin，South China Sea

2.2 沉積充填特征

1）斷拗期（漸新世—早中新世）：曾母盆地主要發(fā)育河流—海岸平原—三角洲—濱淺海相，物源主要來(lái)自盆地西南側(cè)（圖4a、b）。三角洲向東北方向進(jìn)積、規(guī)模逐漸增大，主要分布于盆地南部與西南部；海岸平原主要分布于盆地南部和西部；其余大部分區(qū)域?yàn)闉I淺海相。

2）拗陷期（中中新世—第四紀(jì)）：曾母盆地主要發(fā)育河流—海岸平原—三角洲—生物礁或碳酸鹽巖臺(tái)地—濱淺海—半深海相，物源主要來(lái)自盆地東南側(cè)（圖4c、d、e）。來(lái)自西南側(cè)的物源逐漸減少，表現(xiàn)為西南部的三角洲規(guī)模逐漸變小，至上新世已不發(fā)育；東南部三角洲規(guī)模有變小（中中新世—晚中新世）再變大（晚中新世—第四紀(jì)）的特征。中中新世—晚中新世，西部斜坡和南康臺(tái)地發(fā)育大量碳酸鹽巖或生物礁，海岸平原持續(xù)在盆地南部發(fā)育，半深海相持續(xù)在盆地北部發(fā)育。

總體來(lái)說(shuō)，漸新世—第四紀(jì)大型三角洲持續(xù)在曾母盆地南部發(fā)育，斷拗期與拗陷期的沉積體系有兩大不同點(diǎn)：①斷拗期的物源主要來(lái)自西南側(cè)，拗陷期的物源主要來(lái)自東南側(cè)；②生物礁或碳酸鹽巖臺(tái)地和半深海相主要在拗陷期發(fā)育，斷拗期基本不發(fā)育。

圖4 曾母盆地沉積相平面圖Fig.4 Sedimentary facies of Zengmu basin

3 油氣地質(zhì)條件

3.1 烴源巖

曾母盆地漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)發(fā)育煤系（包括煤和碳質(zhì)泥巖）和陸源海相2類(lèi)烴源巖［26-32］，干酪根類(lèi)型為Ⅱ2—Ⅲ型。

煤系烴源巖多分布在曾母盆地南部，其熱解烴（S2）值為10～291 mg／g（圖5），顯示生烴潛力較好；以Ⅱ2型和Ⅲ型干酪根為主，含少量Ⅱ1型；顯微組分揭示其殼質(zhì)組含量為15%～35%，比一般腐殖型煤高，顯示有一定生油潛力。生物標(biāo)志化合物方面表現(xiàn)出明顯的高Pr／Ph和Tm／Ts特征，指示偏氧化的沉積環(huán)境；較高的C24四環(huán)萜烷、C29甾烷優(yōu)勢(shì)、中—高含量雙杜松烷和適中的奧利烷，均指示高等植物來(lái)源。

陸源海相烴源巖主要分布在曾母盆地中北部，總有機(jī)碳（TOC）含量為0.3%～5.5%，平均值為1.4%，指示中等—好烴源巖（圖5）；以Ⅲ型干酪根為主，含部分Ⅱ2型。生物標(biāo)志化合物方面表現(xiàn)為較煤系烴源巖低的Pr／Ph，低雙杜松烷和較高的奧利烷。

圖5 曾母盆地?zé)N源巖生烴潛力Fig.5 Hydrocarbon potential of source rocks in Zengmu basin

曾母盆地漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)烴源巖發(fā)育受沉積相帶控制，從岸到海烴源巖生烴潛力呈下降的趨勢(shì)：三角洲平原煤樣的氫指數(shù)（IH）為48～387 mg／g，其中近一半的樣品大于200 mg／g；三角洲前緣的IH為67～400 mg／g，TOC含量為0.7%～5.5%；濱淺海相的IH為20～300 mg／g，TOC含量為0.4%～2.2%（圖6）。總之，三角洲平原煤系烴源巖干酪根類(lèi)型為Ⅱ2和Ⅲ型，有機(jī)質(zhì)豐度高；三角洲前緣煤系烴源巖干酪根類(lèi)型以Ⅲ型為主，有機(jī)質(zhì)豐度中等—高；濱淺海相發(fā)育Ⅲ型、豐度中等的陸源海相烴源巖。

圖6 曾母盆地?zé)N源巖特征Fig.6 Features of source rocks in Zengmu basin

3.2 儲(chǔ)集層

曾母盆地發(fā)育砂巖和碳酸鹽巖（主要為生物礁）2類(lèi)儲(chǔ)層。砂巖儲(chǔ)層主要分布于南部隆起和東巴林堅(jiān)凹陷，碳酸鹽巖儲(chǔ)層分布于北部坳陷的西部斜坡和南康臺(tái)地相對(duì)水淺的位置，在平面上具有“南砂北礁”的分布格局（圖7）。砂巖儲(chǔ)層可采儲(chǔ)量為2.6億t油當(dāng)量，約占盆地可采儲(chǔ)量的9%；碳酸鹽巖儲(chǔ)層的可采儲(chǔ)量為26.5億t油當(dāng)量，約占盆地可采儲(chǔ)量的91%。

曾母盆地砂巖儲(chǔ)層以斷拗期發(fā)育的漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)三角洲分流河道和河口壩細(xì)—粗砂巖為主。砂巖儲(chǔ)層孔隙度為10%～38%，平均值為14%。砂巖儲(chǔ)層滲透率主要為100～1 500 mD。碳酸鹽巖儲(chǔ)層以拗陷期發(fā)育的中—上中新統(tǒng)生物礁灘、顆粒灰?guī)r及泥灰?guī)r為主，孔隙度為10%～40%，平均值為26%。總體上，曾母盆地儲(chǔ)層物性向上變好。

圖7 曾母盆地油氣田儲(chǔ)層類(lèi)型圖Fig.7 Types of oil and gas reservoir in Zengmu basin

3.3 蓋層

曾母盆地發(fā)育區(qū)域蓋層和局部蓋層［3，26，33］。區(qū)域蓋層為上新統(tǒng)—第四系的濱淺海—半深海相泥巖或灰質(zhì)泥巖，該套地層分布廣、厚度大，從南到北有增厚的趨勢(shì)，最大厚度位于康西凹陷中北部，超過(guò)3 000 m，如位于盆地西北側(cè)西部斜坡的L氣田，其蓋層為上新統(tǒng)—第四系的濱淺海相泥巖。局部蓋層包括漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)各種相帶的泥巖、泥巖夾層和致密泥灰?guī)r，如位于盆地東南側(cè)東巴林堅(jiān)凹陷中的D18油氣田，其蓋層為下中新統(tǒng)前三角洲—濱淺海相泥巖。

4 油氣分布特征及有利勘探方向

曾母盆地是以產(chǎn)氣為主、產(chǎn)油為輔的新生代沉積盆地。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2012年已發(fā)現(xiàn)石油可采儲(chǔ)量1.65億t，天然氣可采儲(chǔ)量3.27萬(wàn)億m3，凝析油可采儲(chǔ)量1.18億t。已發(fā)現(xiàn)油氣田主要位于南康臺(tái)地、西部斜坡、東巴林堅(jiān)凹陷和西巴林堅(jiān)凸起等4個(gè)構(gòu)造單元，其油氣可采儲(chǔ)量占整個(gè)盆地油氣可采儲(chǔ)量99%以上，其中南康臺(tái)地和西部斜坡油氣可采儲(chǔ)量分別占盆地油氣可采儲(chǔ)量的47.70%和36.51%。

4.1 油氣分布特征

平面上，油氣分布具有南油北氣的特征。石油主要分布于曾母盆地東南側(cè)的東巴林堅(jiān)凹陷和南康臺(tái)地，石油可采儲(chǔ)量分別為1.18億t和0.43億t，分別占盆地石油可采儲(chǔ)量的71.52%和26.06%。天然氣主要分布于南康臺(tái)地、西部斜坡和西巴林堅(jiān)凸起，其天然氣可采儲(chǔ)量分別為1.60、1.32和0.23萬(wàn)億m3，分別占盆地天然氣可采儲(chǔ)量的48.96%、40.33%和6.99%。

垂向上，油氣主要富集于中—上中新統(tǒng)，曾母盆地油氣可采儲(chǔ)量的91.28%分布于該套地層。其中，石油可采儲(chǔ)量0.43億t，占盆地石油可采儲(chǔ)量的26%；天然氣可采儲(chǔ)量3.11萬(wàn)億m3，占盆地天然氣可采儲(chǔ)量的95.1%；凝析油可采儲(chǔ)量1.13億t，占盆地凝析油可采儲(chǔ)量的95.8%。

4.2 油氣藏類(lèi)型與成藏模式

曾母盆地主要發(fā)育生物礁和構(gòu)造油氣藏。生物礁油氣藏發(fā)育于西部斜坡和南康臺(tái)地，是盆地最主要的油氣藏，油氣可采儲(chǔ)量約占盆地的94.72%，其中石油可采儲(chǔ)量為0.45億t，凝析油可采儲(chǔ)量為1.15億t，天然氣可采儲(chǔ)量為3.13萬(wàn)億m3。構(gòu)造油氣藏主要發(fā)育于東巴林堅(jiān)凹陷、西巴林堅(jiān)凸起、塔陶壘塹及康西凹陷南部，其圈閉類(lèi)型多為斷塊、斷背斜、披覆背斜和斷裂復(fù)雜化背斜；構(gòu)造油氣藏油氣可采儲(chǔ)量約占盆地的5.25%，其中石油可采儲(chǔ)量為1.2億t，凝析油可采儲(chǔ)量為200萬(wàn)t，天然氣可采儲(chǔ)量為1 300億m3。

曾母盆地發(fā)育下生上儲(chǔ)型和自生自?xún)?chǔ)型2種油氣成藏模式（圖8）。下生上儲(chǔ)型成藏模式是盆地最主要的成藏模式，主要分布于西巴林堅(jiān)凸起、南康臺(tái)地、康西凹陷和西部斜坡，其烴源巖為下中新統(tǒng)陸源海相烴源巖，儲(chǔ)層為中—上中新統(tǒng)生物礁，蓋層為上新統(tǒng)—第四系廣泛分布的區(qū)域泥巖蓋層，油氣可采儲(chǔ)量占盆地的90.7%。例如西部斜坡的L氣田，其烴源巖為下中新統(tǒng)陸源海相泥巖，儲(chǔ)層為中—上中新統(tǒng)生物礁，蓋層為上新統(tǒng)—第四系濱淺海相泥巖，天然氣可采儲(chǔ)量1.31萬(wàn)億m3。自生自?xún)?chǔ)型成藏模式主要位于盆地東南部的東巴林堅(jiān)凹陷，其烴源巖為漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)的煤系（煤和碳質(zhì)泥巖），儲(chǔ)層為漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)的河口壩、分流河道砂體，蓋層為泥巖夾層，油氣可采儲(chǔ)量占盆地的9.3%。例如東巴林堅(jiān)凹陷內(nèi)的D18油氣田，其烴源巖為漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)的碳質(zhì)泥巖，儲(chǔ)層為上漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)三角洲砂巖，蓋層為層間泥巖，是一個(gè)典型的自生自?xún)?chǔ)型斷背斜油氣藏，石油可采儲(chǔ)量950萬(wàn)t，天然氣可采儲(chǔ)量42億m3。

圖8 曾母盆地油氣成藏模式圖Fig.8 Hydrocarbon accumulation model in Zengmu basin

4.3 有利勘探方向

曾母盆地鉆井和已發(fā)現(xiàn)油氣田主要分布在中南部，位于西北部的康西凹陷中北部，特別是水深大于300 m區(qū)域的勘探程度較低。康西凹陷中北部是下步油氣勘探的有利區(qū)域，具有廣闊的勘探前景，主要原因?yàn)椋孩倏滴靼枷菔且粋€(gè)繼承性深大凹陷，是盆地的沉積-沉降中心，新生界沉積厚度超過(guò)15 km，具有形成大量油氣資源的物質(zhì)基礎(chǔ)；②該凹陷是一個(gè)已證實(shí)的富生烴凹陷，周緣已有大中型油氣田發(fā)現(xiàn)（如L氣田）；③該凹陷的油氣剩余資源量較大，盆地模擬顯示僅天然氣剩余資源量就有近5萬(wàn)億m3；④深水區(qū)具備有利圈閉發(fā)育條件，三角洲前緣重力滑脫形成的擠壓背斜是重要的圈閉類(lèi)型，該圈閉類(lèi)型在曾母盆地東側(cè)的文萊-沙巴盆地深水區(qū)已經(jīng)得到證實(shí)。

5 結(jié)論

1）曾母盆地是一個(gè)沉積巨厚的新生代盆地，漸新世—第四紀(jì)共經(jīng)歷2期構(gòu)造-沉積演化階段。其中，漸新世—早中新世為斷拗期，主要發(fā)育河流—海岸平原—三角洲—濱淺海相，物源主要來(lái)自盆地西南側(cè)；中中新世—第四紀(jì)為拗陷期，主要發(fā)育河流—海岸平原—三角洲—生物礁或碳酸鹽巖臺(tái)地—濱淺海—半深海相，物源主要來(lái)自盆地東南側(cè)。

2）曾母盆地發(fā)育漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)的煤系和陸源海相2類(lèi)烴源巖；主要發(fā)育2類(lèi)儲(chǔ)層，分別是漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)的碎屑巖和中—上中新統(tǒng)的生物礁，其中后者是盆地油氣主力儲(chǔ)層；發(fā)育2類(lèi)蓋層，分別是上新統(tǒng)—第四系的區(qū)域泥巖蓋層和漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)的局部泥質(zhì)蓋層。

3）曾母盆地油氣分布總體呈南油北氣的特征，垂向上油氣主要分布于中—上中新統(tǒng)。主要發(fā)育生物礁和構(gòu)造油氣藏，發(fā)育漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)自生自?xún)?chǔ)型和中新統(tǒng)—第四系下生上儲(chǔ)型2種成藏模式，位于曾母盆地西北部的康西凹陷中北部，特別是深水區(qū)是下步油氣勘探的有利區(qū)域。

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