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.曾母盆地油氣地質條件、分布特征及有利勘探方向［J］.中國海上油氣，2015，27（1）：19-26.

據不完全統(tǒng)計，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，發(fā)現(xiàn)地質儲量50.79億t油當量，其中石油4.89億t，凝析油1.6億t，天然氣4.43萬億m3。因此，系統(tǒng)分析曾母盆地的成盆、成烴和成藏機制對于該盆地剩余資源量評價和有利勘探方向選擇具有重要意義。1994年以來，國內若干機構開展了南沙海域的油氣勘探專項研究工作，中國海油亦對南沙西部海區(qū)開展了區(qū)域構造演化-沉積充填、盆地石油地質特征分析及油氣資源評價等方面的專題研究。本文在前人研究的基礎上，綜合利用國內外的地震、鉆井、露頭和相關最新研究成果，通過對盆地構造-沉積演化、油氣地質條件及成藏機制等方面的系統(tǒng)總結，以期對曾母盆地未來的油氣勘探起到一定的指導作用。

1 地質概況

曾母盆地是位于中國南海西南海域的一個大型新生代沉積盆地，面積16.9萬km2，其中水深小于300 m的面積為10.6萬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個構造單元，其中北部坳陷可進一步劃分為西部斜坡、康西凹陷、南康臺地和東巴林堅凹陷等4個次級構造單元，南部隆起可進一步劃分為索康凹陷、拉奈凸起、塔陶壘塹和西巴林堅凸起等4個次級構造單元（圖1）。與前人構造區(qū)劃方案不同，本次劃分構造單元時主要考慮了以下2點：①南康臺地新生代沉積了厚達3 s的漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)，說明南康臺地在早期不是一個相對高的區(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、南康臺地、東巴林堅凹陷及康西凹陷是相互連通的，所以把上述4個構造單元劃分為統(tǒng)一的坳陷是比較合理的，例如由圖2可以看出南康臺地與東巴林堅凹陷在漸新世—第四紀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)變質巖組成，北部可見下白堊統(tǒng)花崗閃長巖，上始新統(tǒng)（？）—第四系最大沉積厚度超過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 曾母盆地構造區(qū)劃圖Fig.1 Tectonic division of Zengmu basin

圖2 過南康臺地與東巴林堅凹陷地質剖面（剖面位置見圖1）Fig.2 Geological section across Nankang platform and east Balingian sag（section position shown in Fig.1）

2 構造演化及沉積充填特征

2.1 構造演化特征

曾母盆地位于盧卡尼亞地塊之上，是在南海構造演化的過程中逐漸形成的。南海是西太平洋最重要的邊緣海之一，新生代以來經歷了多期擴張，其構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造旋回。因此，曾母盆地的形成演化過程受控于這兩大邊緣海構造旋回。

前人通過不同資料對曾母盆地構造演化與沉積充填特征具有不同的認識［5-15］。本次研究在最新研究成果的基礎上［16-25］，結合區(qū)域構造演化、巖相古地理背景等資料，認為曾母盆地構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，在盧帕爾構造帶發(fā)育一套蛇綠巖帶，該時期曾母盆地與盧卡尼亞地塊處于被動大陸邊緣的位置，與婆羅洲沒有發(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始陸-陸碰撞（圖3b）。

2）漸新世—早中新世。新南海擴張（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。該時期曾母盆地進入斷拗階段（圖3c）。

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

圖3 曾母盆地構造演化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，物源主要來自盆地西南側（圖4a、b）。三角洲向東北方向進積、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)域為濱淺海相。

2）拗陷期（中中新世—第四紀）：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地—濱淺?！肷詈Ｏ啵镌粗饕獊碜耘璧貣|南側（圖4c、d、e）。來自西南側的物源逐漸減少，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?。ㄖ兄行率馈碇行率溃┰僮兇螅ㄍ碇行率馈谒募o）的特征。中中新世—晚中新世，西部斜坡和南康臺地發(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。

總體來說，漸新世—第四紀大型三角洲持續(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：①斷拗期的物源主要來自西南側，拗陷期的物源主要來自東南側；②生物礁或碳酸鹽巖臺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（包括煤和碳質泥巖）和陸源海相2類烴源巖［26-32］，干酪根類型為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、中—高含量雙杜松烷和適中的奧利烷，均指示高等植物來源。

陸源海相烴源巖主要分布在曾母盆地中北部，總有機碳（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 曾母盆地烴源巖生烴潛力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：三角洲平原煤樣的氫指數（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）?？傊?，三角洲平原煤系烴源巖干酪根類型為Ⅱ2和Ⅲ型，有機質豐度高；三角洲前緣煤系烴源巖干酪根類型以Ⅲ型為主，有機質豐度中等—高；濱淺海相發(fā)育Ⅲ型、豐度中等的陸源海相烴源巖。

圖6 曾母盆地烴源巖特征Fig.6 Features of source rocks in Zengmu basin

3.2 儲集層

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

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

圖7 曾母盆地油氣田儲層類型圖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?！肷詈Ｏ嗄鄮r或灰質泥巖，該套地層分布廣、厚度大，從南到北有增厚的趨勢，最大厚度位于康西凹陷中北部，超過3 000 m，如位于盆地西北側西部斜坡的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，如位于盆地東南側東巴林堅凹陷中的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

曾母盆地是以產氣為主、產油為輔的新生代沉積盆地。據不完全統(tǒng)計，截至2012年已發(fā)現(xiàn)石油可采儲量1.65億t，天然氣可采儲量3.27萬億m3，凝析油可采儲量1.18億t。已發(fā)現(xiàn)油氣田主要位于南康臺地、西部斜坡、東巴林堅凹陷和西巴林堅凸起等4個構造單元，其油氣可采儲量占整個盆地油氣可采儲量99%以上，其中南康臺地和西部斜坡油氣可采儲量分別占盆地油氣可采儲量的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的東巴林堅凹陷和南康臺地，石油可采儲量分別為1.18億t和0.43億t，分別占盆地石油可采儲量的71.52%和26.06%。天然氣主要分布于南康臺地、西部斜坡和西巴林堅凸起，其天然氣可采儲量分別為1.60、1.32和0.23萬億m3，分別占盆地天然氣可采儲量的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量的91.28%分布于該套地層。其中，石油可采儲量0.43億t，占盆地石油可采儲量的26%；天然氣可采儲量3.11萬億m3，占盆地天然氣可采儲量的95.1%；凝析油可采儲量1.13億t，占盆地凝析油可采儲量的95.8%。

4.2 油氣藏類型與成藏模式

曾母盆地主要發(fā)育生物礁和構造油氣藏。生物礁油氣藏發(fā)育于西部斜坡和南康臺地，是盆地最主要的油氣藏，油氣可采儲量約占盆地的94.72%，其中石油可采儲量為0.45億t，凝析油可采儲量為1.15億t，天然氣可采儲量為3.13萬億m3。構造油氣藏主要發(fā)育于東巴林堅凹陷、西巴林堅凸起、塔陶壘塹及康西凹陷南部，其圈閉類型多為斷塊、斷背斜、披覆背斜和斷裂復雜化背斜；構造油氣藏油氣可采儲量約占盆地的5.25%，其中石油可采儲量為1.2億t，凝析油可采儲量為200萬t，天然氣可采儲量為1 300億m3。

曾母盆地發(fā)育下生上儲型和自生自儲型2種油氣成藏模式（圖8）。下生上儲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凸起、南康臺地、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，天然氣可采儲量1.31萬億m3。自生自儲型成藏模式主要位于盆地東南部的東巴林堅凹陷，其烴源巖為漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)的煤系（煤和碳質泥巖），儲層為漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)的河口壩、分流河道砂體，蓋層為泥巖夾層，油氣可采儲量占盆地的9.3%。例如東巴林堅凹陷內的D18油氣田，其烴源巖為漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)的碳質泥巖，儲層為上漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)三角洲砂巖，蓋層為層間泥巖，是一個典型的自生自儲型斷背斜油氣藏，石油可采儲量950萬t，天然氣可采儲量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?？滴靼枷葜斜辈渴窍虏接蜌饪碧降挠欣麉^(qū)域，具有廣闊的勘探前景，主要原因為：①康西凹陷是一個繼承性深大凹陷，是盆地的沉積-沉降中心，新生界沉積厚度超過15 km，具有形成大量油氣資源的物質基礎；②該凹陷是一個已證實的富生烴凹陷，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型，該圈閉類型在曾母盆地東側的文萊-沙巴盆地深水區(qū)已經得到證實。

5 結論

1）曾母盆地是一個沉積巨厚的新生代盆地，漸新世—第四紀共經歷2期構造-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，物源主要來自盆地西南側；中中新世—第四紀為拗陷期，主要發(fā)育河流—海岸平原—三角洲—生物礁或碳酸鹽巖臺地—濱淺?！肷詈Ｏ啵镌粗饕獊碜耘璧貣|南側。

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類烴源巖；主要發(fā)育2類儲層，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層；發(fā)育2類蓋層，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)育生物礁和構造油氣藏，發(fā)育漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)自生自儲型和中新統(tǒng)—第四系下生上儲型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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