认识创新推动南海东部海域油气勘探不断取得突破*——南海东部海域近年主要勘探进展回顾

米立军

(中国海洋石油南海东部石油管理局 广东深圳 518054)

南海东部海域位于南海北部陆架—陆坡区，面积约22.5×104km2，其中浅水区(水深<300 m)面积约9×104km2，深水区(水深300～1 500 m)面积约7×104km2，超深水区(水深>1 500 m)面积约6.5×104km2(图1)。自20世纪70年代开展勘探以来，南海东部海域历经油气普查、对外合作、自营合作并举、自营为主等阶段[1]，累计发现原油探明地质储量约11×108m3，天然气探明地质储量约2 000×108m3，截至2016年底累计生产油气约2.9×108m3油当量，成为中国近海重要的油气产区之一。

目前珠江口盆地已发现油气主要分布在几个已知的富烃洼陷内或周边(图1)，如惠州凹陷西江24洼、惠州26洼-东沙隆起、陆丰凹陷陆丰13洼、西江凹陷番禺4洼、陆丰凹陷陆丰13洼、恩平凹陷恩平17洼、白云凹陷白云主洼-番禺低隆起等[2]，已发现油气资源的94%分布在珠江组及以上的中浅层(图2、3)，以构造圈闭为主。因此，一方面对于珠江口盆地成熟油气区而言，中浅层勘探程度相对较高，面临问题也很明确，构造圈闭规模越来越小，新领域、新层系油气勘探迫在眉睫；另一方面珠江口盆地(东部)有大面积的勘探新区，勘探潜力有待证实。此外，国际原油价格自2014年年中以来大幅下跌，勘探投入持续下降，也对勘探造成了一定的影响。为此，近年来南海东部海域转变勘探思路，提倡以价值勘探为理念，以认识创新和技术发展推动新区、新领域勘探，围绕富烃洼陷和生产设施周边开展滚动勘探,通过富洼找优、差异勘探古近系，以价值为主导加强深水区大中型油气田的勘探，在深水区首次获得亿立方米级原油发现，在古近系发现多个商业性油田，在盆地北部隆起带新区发现新油田，累计新发现油气三级地质储量超过2×108m3油当量，为南海东部海域油气持续稳产高产奠定了扎实的储量基础。本文是对近年来南海东部海域主要勘探进展的总结与分析，在此基础上提出了南海东部海域中长期勘探策略与方向。

图1 珠江口盆地构造单元划分与油气平面分布(据文献[3]修改)Fig .1 Tectonic units and the plane distribution of oil and gas in Pearl River Mouth Basin(adapted from reference[3])

图2 珠江口盆地构造-地层综合柱状图(据文献[3]修改)Fig .2 Comprehensive structural and stratigraphic column of the Pearl River Mouth Basin(adapted from reference[3])

图3 珠江口盆地已发现油气分布特征Fig .3 Discovered oil-gas distribution of Pearl River Mouth basin

1 拆离断层控盆新认识推动了深水区首次获得亿立方米级原油发现

白云凹陷深水区近年来已经成为珠江口盆地重要的天然气产区，也是南海东部海域油气勘探寻求大突破的一个重要领域[4]。但是，由于白云凹陷所处的洋陆过渡区构造位置特殊，且地温梯度变化较大，对资源潜力和生烃类型认识不清,制约了该地区原油勘探的进程。近年来，通过对白云凹陷成盆机制及基础石油地质条件进行研究，明确了白云凹陷资源潜力巨大且为“油气共生”，打开了白云凹陷深水区原油勘探的局面。

南海北部陆缘白云深水区先后经历了古近纪张裂、陆缘岩石圈薄化和南海扩张等构造演化过程，因此其凹陷结构、沉积充填和油气地质条件等不同于板块内的断陷盆地，具有明显的特殊性。结合最新研究成果和相关文献[5-9]，创新提出了“分圈层、分时段、分构造带”的南海北部陆缘岩石圈伸展非瞬时破裂结构模式(图4)，认为陆缘岩石圈的强烈伸展会使应变集中迁移到一些主要断裂上，导致南海北部深水区经历了脆性均一伸展、脆-韧性伸展拆离薄化和韧性颈缩/拆离薄露阶段等演化阶段，其间发育拆离断层[5]。据此将南海北部陆缘自陆向海划分为近端带、细颈化带、远端带和外缘隆起+洋陆过渡带(OCT)等结构与构造单元[8-9](图5)。

图4 南海北部陆缘岩石圈伸展非瞬时破裂模式Fig .4 Non-instant extension and breakup model of the lithosphere in the continental margin of the northern South China Sea

图5 南海北部陆缘盆地结构与构造单元划分Fig .5 Basin structure and tectonic units in the continental margin of northern South China Sea

拆离断层活动造就白云凹陷深水区宽深断陷的形成(图5)，其油气地质条件的特殊性主要表现在以下2个方面：①由于伸展早期上地壳均衡断裂必须向下延伸才能到达脆韧性面，使得白云深水区发育的拆离断层较深。通过地震剖面的时深转换，可以确定白云凹陷拆离断层滑距的水平分量在16～40 km之间，与滑距的垂直分量的比值可以达到3～5，幅度较大，形成的宽深断陷为规模烃源岩提供所需要的可容空间。白云凹陷裂陷期发育大型三角洲-湖泊泥岩沉积体系，湖相沉积面积可达6 900 km2，最厚可达4 700 m，具备规模生烃基础。②陆缘岩石圈强烈薄化的高热流背景使得白云深水区具有高热流和地温梯度，属于“热盆”。热史研究表明，南海北部深水区烃源岩具有高热流背景下的热演化特征，白云凹陷热流值为69～73 mW/m2，地温梯度为3.5～5.6 ℃/100 m(图6)，导致该区不同区域不同层位成烃演化差异显著，油气共生(图7)。

近年来，在拆离断层控盆新认识指导下，加强深水领域原油成藏条件及成藏规律研究，在白云深水区优选了一系列经济性原油勘探目标，实施钻探后效果显著。研究认为，白云凹陷呈内气外油的成藏特征，白云东洼北部是白云凹陷原油有利的聚集区，优选水深400余米的流花20-2、流花21-2等构造进行了钻探实践，新发现原油三级地质储量约5 000×104m3，油藏具有“高充满度、高饱和度、高产、低密度”的特征，测试日产能达1 278.8m3，地面原油密度0.753 g/cm3，为高采收率的轻质油藏。初步评价认为，该区带有望获得亿立方米级原油发现，流花16-2、流花20-2、流花21-2等3个油田的联合开发项目目前已进入开发评价阶段。

图6 珠江口盆地地温梯度分布Fig .6 Geothermal gradient distribution of Pearl River Mouth basin

图7 白云凹陷10 Ma恩平组中间面烃源岩演化程度分布Fig .7 Distribution of hydrocarbon source rocks evolution degree of Enping Formation mid-surface in Baiyun sag at 10 Ma

2 晚期构造活动控制中浅层油气成藏新认识指引了新区勘探突破

晚期构造活动对油气聚集的控藏作用研究已经在诸多中国近海盆地开展[10-15]，引起勘探家的高度重视。珠江口盆地作为“下断上坳”“先陆后海”叠合型盆地，目前已发现油气藏最重要的特点就是“下生上储”。始新世，珠琼运动控制盆地构造格局，发育珠江口盆地最主要的烃源岩;南海运动代表着南海扩张的开始，古珠江大河携带大量粗碎屑沉积物在南海北部宽广陆架之上形成古珠江三角洲—滨岸—深水扇沉积体系，构成目前已发现油气最重要的储集体；晚期的弧陆碰撞构造活动[2,15]使得大量早期控洼断裂活化，有效沟通了深部具备生烃能力的烃源层与中浅部的仓储层，对中浅层油气藏的形成具有控制作用。

珠江口盆地浅层(韩江组及以上地层)勘探不断取得突破，截至2014年，已有多口井在浅层钻遇油层，但浅层油气三级储量约3 000×104m3油当量，仅占南海东部海域原油发现总储量的3%，储量发现规模不大，因此传统认识认为浅层远离烃源岩层系，海侵泥岩厚度大、泥质含量高，不利于油气成藏。

近年勘探研究认为，南海东部海域晚期构造活动对中浅层油气聚集的控制作用体现在以下几点：①晚期断裂活动期与盆地生排烃高峰期一致(～10 Ma)[15]，为盆地深部生成的油气快速运移到中浅层提供了有利条件；②晚期构造活动导致一系列早期断裂活化，与陆架区广布的古珠江三角洲砂体、陆架边缘三角洲或陆坡区的深水扇砂体构成油气纵、横向输导的通道[16-18]；③晚期构造活动时期是局部构造的定型期，控制着浅层圈闭的发育，也对圈闭的定型、改造具有明显的控制作用；④晚期构造活动时期对应了珠江口盆地的油气关键成藏期[16-17,19]，包裹体均一温度[20]、自生伊利石40Ar-39Ar法[21]及埋藏史表明油气关键成藏期为0～10 Ma。

根据上述认识，在晚期断裂活动控制中浅层油气成藏研究基础上，对南海东部海域富烃洼陷及周边区带中浅层展开勘探，发现了7个商业或潜在商业性油田，新增探明和控制地质储量超过5 000×104m3，且集中分布在恩平、番禺和惠州油田设施周围。2.1 加强恩平凹陷晚期断裂研究，获得E15油田发现

近年来在恩平凹陷北部隆起带展开勘探，先后钻探恩平A17、A18和A19等构造(图8a)，但由于缺乏有关晚期断裂对油气藏形成的控制作用及油气运移规律的研究，钻探结果并不理想。E15构造位于恩平凹陷西北部古隆起之上，构造背景优越，具有基底高背景，构造落实面积大，约59.7～134.72 km2。通过对恩平17洼西北方向晚期弧形断裂形成机制及活动性进行分析，认为恩平17洼生成的油气可以沿着断裂—砂体—构造脊复合输导体系运移(图8b)，钻探E15构造后共发现油层16层，累积厚度25.5 m，为韩江组—珠江组，其中韩江组厚度1.2 m的油层DST测试自喷日产油可达107.9 m3，初步评价石油地质储量超过2 000×104m3。E15油田的成功钻探，成为珠江口盆地首次在北部隆起带新发现的规模油田，大大加强了对北部断裂带浅层勘探的信心。在晚期断裂控藏机理和聚油规律认识的基础上，又先后评价了恩平10-3、恩平15-2、恩平11-3、恩平16-2和恩平22-3等5个有利目标，总预测资源量达1.08×108m3，有望形成新油区。

图8 恩平凹陷油气分布图(a)和E15构造油气运移模式图(b)Fig .8 Hydrocarbon distribution in the Enping sag (a) and hydrocarbon migration model of the E15 structural trap

2.2 晚期断裂控制油气运移再认识，获得西江30B商业发现

惠州26洼边界断层下盘油田成群分布，而在邻近的西江30洼，围绕其边界断层下盘先后钻探了HZ25A、XJ30C和HZ25B井，均“只见油、不见藏”,西江30洼断裂下盘是否仍具潜力值得深思。然而，丰富的油气显示及油气持续充注等地化证据均表明西江30洼断裂下盘存在较大规模的油气运移，因此须弄清西江30边界大断裂是如何控制油气运移成藏的。

研究认为，西江30断裂带是控凹边界断裂，平面上断裂整体走向近EW向，为南突弧形，延伸距离约36 km，断裂断面脊的发育控制油气自洼陷运移至上盘西江30A处汇聚，断裂西段活动性更强，其油气输导能力优于东段。通过对断裂的精细刻画，认为断裂不同段的侧向封闭性决定油气到达下盘的路径不同，晚期断裂走滑对油气封堵起积极作用。因此，该断裂带珠海组断层侧向不封闭，油气穿断层运移；珠江组-韩江组断层侧向封闭，油气基于转换带输导模式[22]可通过断面以及断层末端连通砂体实现侧向分流，再运移至断层下盘(图9)。也就是说，该断裂带晚期构造活动导致下盘构造高点向断裂方向偏移，使得油气向靠近断裂的高点方向运移。

基于以上对西江30断裂带油气运移的再分析，认为XJ30B井所在构造高点极为有利。2016年实施钻探后共发现油层6层，累积厚度11.5 m，三级地质储量约700×104m3。由于西江30B距离生产设施近、经济门限低、开发动用快，通过勘探开发一体化可实现“小储量、大收益”。西江30B的成功评价集中体现了晚期构造运动在油气运移聚集、圈闭定型改造和断裂封堵成藏等方面起着不可忽视的作用。随后，在晚期构造运动对圈闭的定型和改造起控制作用的指导下，重新评价番禺4构造，落实番禺4构造新高点，钻探P4-2d井再次获得发现，初步控制石油地质储量约300×104m3，新升级为商业发现，扩大了番禺油区的储量规模。

图9 西江30B构造油气成藏模式Fig .9 Hydrocarbon accumulation model of the XJ 30B structural trap

3 富洼找优、差异勘探古近系新思路指导了西江、陆丰凹陷钻探获得成功

随着勘探的不断深入，珠江口盆地传统优势的原油产区珠一坳陷面临中浅部构造圈闭数量日趋减少的局面。珠一坳陷古近系以陆相断陷沉积为主，是烃源岩发育的重要时期[23]，其古近系近源成藏的优势显著，无疑将成为珠江口盆地油气增储的重点新领域。近年研究表明，珠江口盆地古近系差异较大，主要体现在地层埋深、地温梯度、沉积充填历史的差异性，如西江主洼地温梯度低，总体地温梯度≤3.0 ℃/100 m(图6)；陆丰凹陷13洼地区埋藏相对较浅，古近系文昌组埋深≤3 500 m。古近系油气成藏虽近油源，但其埋深均较大，储层物性就成为能否形成具有自主产能经济性油藏的关键,因此地温梯度低的西江主洼和埋深相对较浅的陆丰13洼优先成为古近系勘探靶区。

西江凹陷由于距离地幔热源较远，基底断裂不发育，进而形成有别于其他凹陷的低地温半地堑，目前钻探的11口井资料也证实其洼陷区现今地温梯度≤2.7 ℃/100 m，低于周边凹陷(恩平凹陷3.35 ℃/100 m、惠州凹陷3.38 ℃/100 m、陆丰凹陷3.12 ℃/100 m)。利用Ro与深度关系求取的古地温梯度表明，西江主洼现今地温与古地温有一定的继承性[24]。低地温场影响着西江主洼的油气成烃、成储、成藏过程，主要体现在3个方面：①影响生排烃及成藏时间，烃源岩埋藏及热演化史分析表明西江主洼文昌组至今仍处于大规模生烃阶段，比惠州凹陷文昌组生烃时间晚10 Ma左右；②低古地温条件使烃源岩生油窗持续时间更长，进而使深埋储层抗压溶作用增强，成岩作用滞后，形成较好的储层物性；③低地温梯度下增压作用不明显，使得该地区成藏压能较弱，油气优先在近源圈闭内聚集成藏，加上现今处于构造平静期，纵向缺乏沟通油源的断裂，油气难以运移至上部层位。因此，西江主洼的勘探重点和优势在深层。基于西江主洼独特的油气地质特征，在落实优质储层发育带的基础上，实施“冷盆深钻”后获得西江33重大突破(图10)。XJ33A井发现油层16层，累计厚度48.1 m；评价井XJ33B深浅兼顾，落实规模储量，初步控制石油地质储量达2 000×104m3。西江33的成功钻探证实,低地温条件对深层储层物性的保护作用使得西江主洼经济基底延伸至4300 m以下，扩大了勘探范围。

图10 西江凹陷油气运移模式Fig .10 Hydrocarbon migration type of the Xijiang sag

不同的富烃凹陷古近系具有不同的特点，研究表明位于盆地东北部的陆丰凹陷古近系埋深浅，多期长源辫状河三角洲叠置发育，储层条件优越。陆丰地区文昌组上部厚层泥岩普遍存在超压现象，压力系数可达1.27(LF13-2-1井)，具泥岩超压、砂岩常压的特点，给油气运移及储层保护创造了有利条件。2017年实施钻探陆丰14-8构造，成为继2014年陆丰14-4构造获得突破后在古近系获得的又一重大突破，共钻遇油层5层，累计厚度25.3 m，三级地质储量约1 300×104m3，DST测试产能145.2 m3/d，初步评估具有商业性，有望与周边新发现的多个古近系油田区域开发而形成规模产量，并通过整合优化周围老油田生产设施经济有效地延长老油田开发寿命。

目前，除了西江凹陷和陆丰凹陷外，尚有多个凹陷钻遇古近系油层，其中惠州25-4油田、陆丰13-1油田古近系油藏已投入开发，揭示了古近系领域巨大的勘探潜力。

4 南海东部海域中长期勘探策略与方向

珠江口盆地油气地质资源丰富，原油地质资源量63.9×108t，天然气地质资源量2.7×1012m3[25]。截至2016年底，南海东部海域共钻探井400口，累计发现原油三级地质储量约11×108t，天然气三级地质储量2.1×108t油当量，勘探程度很低，剩余资源量巨大。

笔者认为,南海东部海域中长期勘探应遵循“油气并举，价值勘探”的部署原则，勘探策略与方向应集中在以下4个方面。

4.1 继续坚持围绕富烃洼陷和生产设施展开勘探

围绕3个已证实的富烃洼陷(恩平凹陷、惠州凹陷和番禺4洼)以及19个钻井平台，拓展中浅层层系(包括地层岩性领域)的有利成藏区带。目前，惠州凹陷有1个可动用油田(即西江30-1)、2个边际油田(即惠州19-10和惠州21-1S)、4个含油构造和4个滚动勘探目标，番禺4洼有2个含油构造和4个滚动勘探目标，恩平凹陷有8个可滚动勘探目标，富洼周边中浅层勘探潜力巨大，含油构造地质储量5 122×104m3，未钻潜力圈闭预测资源量达1.8×108m3。

4.2 继续坚持富洼找优、差异勘探古近系

不同富烃洼陷古近系成藏特征不同，针对不同洼陷可以应用不同的勘探策略：西江主洼具有有利的石油地质条件，低地温梯度保护深部储层，可以“冷盆深钻”；陆丰南地区发育高成熟度的辫状河三角洲，且晚期抬升埋藏浅，成藏条件好，可主要围绕陆丰13洼和15洼这2个富烃洼陷展开勘探，目前古近系有未钻圈闭14个，资源量总计可达2.0×108m3，潜力巨大；开平凹陷埋藏较浅、惠西南地区具备优质储层发育条件，且均已在古近系获得突破，可优选有利目标实施钻探；番禺4洼和恩平凹陷古近系未钻目标多，总资源量达9.6×108m3，勘探潜力巨大，但由于古近系未获突破，故应加强成藏条件研究，作为古近系储备区。

4.3 继续坚持以价值为主导开展深水区大中型油气田勘探

围绕白云凹陷不同位置，可开展4个层次的勘探：围绕流花20-2和流花16-2油田周边，对白云东地区深入精细滚动勘探，争取更多原油发现，目前已评价6个未钻目标，预测资源量达8 000×104m3；对已证实天然气成藏体系区，寻找规模大于100×108m3天然气藏，目前发现4个大型气藏目标，预测总资源量达540×108m3；在白云主洼东部珠海组陆架坡折与鼻状构造脊叠合的荔湾3-2地堑带，推动成熟气区开发，兼探原油；针对白云凹陷周围未勘探新区，以研究为主，作为深水区的储备区。

4.4 继续坚持以认识创新和技术发展推动地层岩性新领域勘探获得重大突破

珠江口盆地除惠西南地层岩性有利区外，番禺4洼、恩平凹陷南斜坡、陆丰凹陷浅层2 370层均具备地层岩性圈闭形成的有利条件。番禺4洼位于古珠江三角洲前缘沉积相带，水动力条件与惠州地区存在差异，以浪控为主，地层岩性圈闭有利勘探区包括洼陷西侧断裂-岩性复合圈闭带、洼陷东侧砂体上倾尖灭带，圈闭类型以断裂-岩性复合圈闭、岩性上倾尖灭圈闭这2种类型为主；恩平南斜坡是恩平地区油气运移的重要指向，恩平18-1油田开发井钻遇HJ2-24层岩性圈闭，为分流河道沉积，研究发现该区域分流河道岩性圈闭类型发育，下一步应精细刻画恩平南斜坡砂体成因和展布规律，划分岩性圈闭有利勘探区；陆丰凹陷浅层地层岩性圈闭勘探主要集中在珠江组2 370层，该层为陆丰油区主力产层，经济性高，钻井、地震资料证实珠江组2 370层具有尖灭特征，同时该层之上存在稳定的区域性泥岩盖层，有利于形成岩性-地层圈闭，下一步应加强技术攻关，力争在地层岩性新领域获得更大突破。

除上述已证实的富生烃洼陷区及其周边有利成藏区之外，南海东部海域还有大面积待突破新区，下一步应在加强基础油气成藏条件研究的基础上，积极开展新区勘探实践，寻找新的有利油区增储区。

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