潿西南低凸起西南緣勘探突破及周緣潛力認識

周荔青

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司，上海 200120）

北部灣盆地是南海北部新生代陸內裂谷盆地，1977 年灣1 井突破后，打開了北部灣盆地勘探局面。北部灣盆地歷經幾十年勘探，在潿西南、烏石、福山等凹陷內發現了一系列油氣田和含油氣構造，成為我國南海重要的油氣生產區之一[1-5]。然而，潿西南低凸起西南緣勘探程度低，勘探潛力認識不足，遲遲未能獲得突破。潿洲油田區位于潿西南低凸起西南緣，緊鄰潿西南凹陷D 洼和海中凹陷，長期以來，該地區被認為有效源巖不發育，難以形成油氣田，是勘探的禁區。近年來，為了實現新區勘探突破，落實勘探潛力，以“成盆-成烴-成藏”為主線重新評價，以“區域-區帶-目標”為研究序列，優選潿11-5W 構造實施勘探，終獲潿洲油田突破，目前探明儲量已超千萬噸。表明D 洼勘探潛力巨大，目前海中凹陷尚未突破。潿洲油田的成功經驗對D 洼勘探潛力的挖掘和海中凹陷勘探的突破均有借鑒意義?；跐抻吞锟碧絾⑹?，對潿西南凹陷D 洼和海中凹陷的勘探潛力進行重新評價與再認識，優選下步勘探目標，對下部勘探部署具有重要指導意義。

1 區域地質概況

北部灣盆地位于海南島以北的北部灣海域，南海北部紅河走滑斷裂帶，是一個典型的新生代陸內裂谷盆地，平面上可劃分為東部坳陷、徐聞隆起、南部坳陷、企西隆起和北部坳陷等5 個一級構造單元。其中，潿西南低凸起是北部坳陷內的三級構造單元，呈NEESWW 向延伸，分割潿西南凹陷和海中凹陷，屬于凹間隆[6]（圖1）。

圖1 潿西南低凸起西南緣及周邊構造綱要圖Fig.1 Structural outline map of southwest margin and surrounding of Weixi'nan low uplift

潿西南低凸起西南緣及周邊經歷了古近紀張裂階段和新近紀裂后熱沉降階段，具有明顯的斷拗雙層結構；古近紀斷陷期受 3 期幕式斷陷活動影響，先后沉積了古新統長流組、始新統流沙港組和漸新統潿洲組，以湖相和河流相沉積體系為主，其中流沙港組自下而上分為流三段、流二段和流一段，流二段沉積時期是北部灣盆地湖盆發育的鼎盛期，中深湖沉積比較發育，是主力烴源巖發育層段；新近紀拗陷期，主要沉積了海相的下洋組、角尾組、燈樓角組、望樓港組和第四系地層[7-11]。中新世末，受東沙運動影響，在洼槽帶形成明顯的反轉構造[12]（圖2）。

圖2 研究區地層綜合柱狀圖（據文獻[1]，有修改）Fig.2 Comprehensive stratigraphic column section of the study area (modified according to reference [1])

潿西南低凸起形成演化受多期構造運動影響，與3 號斷裂形成演化息息相關[13]。低凸起不同部位演化的差異，控制其地層結構存在差異。低凸起頂部古近系缺失，新近系直接覆蓋于基底之上，發育新近系披覆背斜油藏；低凸起東北傾末端，古近系整體向東北傾，從潿西南凹陷深洼到凸起逐漸變薄，流沙港組表現為一定的上超，潿洲組出現了明顯削截，反映晚漸新世區內構造抬升，該區內已發現多個潿洲組斷塊油氣藏以及流沙港組斷塊及巖性油氣藏，是已經證實的油氣富集區帶之一[6]；低凸起西南傾末端，地質結構與東北傾末端相似，地層自D 洼和海中凹陷深凹區向低凸起逐漸減薄，流沙港組表現為一定的上超，潿洲組出現了明顯削截，但地層整體向西南傾，地層序列相對完整，儲蓋組合發育。

2 潿洲油田勘探歷程

潿洲油田的勘探主要分為三個階段，2005 年以前的初探階段、2005～2016 年的預探階段和2016 年～至今的評價階段。

（1）初探階段（2005 年以前）

20 世紀70 年代起，潿西南凹陷相繼發現了一批含油構造和具有較高商業價值的油氣田，展現了良好的勘探潛力[14]，目前已整體進入高成熟勘探開發階段，其中潿西南低凸起是主要的含油氣區帶之一。然而，2005 年以前，潿西南低凸起西南緣及周邊，鉆探4 口井以后未獲發現，被認為缺少流二段有效優質源巖，潛力堪憂，勘探處于停滯階段。

（2）預探階段（2005～2016 年）

2005 年以后，以“成盆-成烴-成藏”為主線重新評價，明確流沙港組二段主力烴源巖沉積時期，潿西南凹陷和海中凹陷是統一湖盆，D 洼具備流沙港組半深湖-深湖相優質烴源巖發育的構造沉積背景，且通過下洼勘探，鉆井證實流二段發育優質有效烴源巖，D 洼勘探潛力大大提升。以“區域-區帶-目標”為研究序列，鎖定有利富集區。潿西南低凸起西南緣具備長期古隆背景，緊鄰D 洼有效烴源巖，潿洲組和流沙港組鼻狀構造發育，是勘探突破有利區。2015 年，在潿11-5W 構造實施D4 井，潿三段兩層測試均獲上千噸特高產工業性油氣流，創下中國石化海上單井日產最高紀錄，發現潿洲油田。

（3）評價階段（2016 年～至今）

潿洲油田突破后，按照“快速評價主脊塊，整體探明儲量規?！钡乃悸?，開展評價勘探，卻喜憂參半，證實潿洲油田次級斷塊間含油氣性差異明顯，油水關系復雜，斷裂控藏規律認識不清，潿洲油田勘探再次陷入停滯階段，且限于儲量規模，是一個邊際油田，一直未能開發動用。2020 年以后，通過地震資料融合處理，開展次級斷裂精細解釋刻畫，明確各斷塊間油水關系；通過典型井精細解剖，明確“NW 向壓扭斷層+近EW 向反向斷層”組合封堵有利，多層系立體成藏，是油氣規模富集區。在新認識指導下，潿洲油田評價擴儲再次踏上征程，鉆井再獲突破，證實“NW 向壓扭斷層+近EW 向反向斷層”組合封堵有利，多層系立體成藏（圖3），潿洲油田整體探明儲量超千萬噸，打破效益開發儲量門檻，為開發建產奠定了堅實的儲量基礎。同時，對潿洲油田剩余斷塊進行再評價，多層系疊合勘探，剩余擴儲潛力超千萬噸，有望形成50～100 萬噸/年產建基地。

圖3 潿洲油田油藏剖面Fig.3 Weizhou oilfield reservoir profile

3 勘探啟示及潛力認識

3.1 邊緣洼陷發育優質烴源巖

早期勘探活動認為，潿西南凹陷斷陷期形成了A、B、C、D 四個次洼，其中A、B、C 為深湖相沉積，已證實為3 個富生烴洼陷；而D 洼位于盆地邊緣，為濱淺湖沉積相，其本地資源潛力有限。近年來，基于盆地原型創新認識，明確北部坳陷始新世發育統一湖盆，通過勘探實踐證實，邊緣洼陷同樣可以發育優質烴源巖，具備規?？碧降臐摿?。

控凹斷裂斷陷期強烈斷陷形成“凹緣深盆”是優質烴源巖發育的基礎。D 洼西部控凹斷裂為潿西南大斷裂南段，與潿西南凹陷主洼控凹1 號斷裂流沙港組沉積時期斷裂活動速率相當，均超過100 m/Ma，有利于半深湖-深湖相優質烴源巖發育（圖4）。此外，源匯系統分析表明，D 洼流二段沉積時期，萬山隆起物源僅發育淺小的溝谷，碎屑物質向D 洼搬運非常有限，為優質烴源巖的發育保留足夠的可容納空間。

圖4 潿西南大斷裂、1 號斷裂和3 號斷裂流二段沉積時期活動速率圖Fig.4 Activity rate map of Weixi'nan major fault, No.1 fault and No.3 fault of the second Liushagang formation during the sedimentary period

鉆井證實，D 洼流二段發育優質烴源巖。有機質豐度評價表明，D 洼流二段烴源巖總有機碳（TOC）含量為1.4%～7.8%，平均值3.2%；生烴潛量（S1+S2）為1.6～53.3 mg/g，平均為16.6 mg/g，D 洼流二段烴源巖有機質豐度為“好～很好”，具有較好的生烴能力（表1）。根據源巖熱解參數分析表明，流沙港組優質烴源巖有機質類型屬Ⅱ1-Ⅰ型，偏腐泥型，干酪根碳同位素主要集中在?24.1 ‰～?27.7 ‰，生標化合物顯示，C27-C29規則甾烷中，來源于藻類等水生浮游生物的C27占優勢，呈“L”型分布特征；三環萜烷系列中，C21三環萜烷含量低，甾烷系列中C304-甲基甾烷含量豐富，反映烴源巖生源以低等水生藻類為主，與潿西南主洼優質烴源巖特征相似，具備良好的生油能力（圖5）。

表1 潿西探區流沙港組烴源巖有機質豐度及評價Table 1 Organic matter abundance and evaluation of source rocks of Liushagang Formation in Wexi exploration area

圖5 D 洼鉆井流二段烴源巖生標化合物特征Fig.5 Characteristics of source rock biogenic compounds in the second Liushagang Formation of D Sub-sag

3.2 近源有利構造背景+高效輸導控制油氣規模富集區

D 洼流沙港組優質烴源巖上下均與厚砂巖接觸，油源斷裂密度高，源儲接觸面積增大，烴源巖上下立體排烴效率高；東部斜坡帶構造脊上潿洲組三段、四段和流三段中高孔-中高滲規模砂體發育，是高效的側向輸導層；沿構造脊發育斷塊圈閉群，潿洲組和流沙港組多套區域蓋層穩定發育，整體封蓋，構造脊高部位NW 向壓扭斷裂和反向邊界大斷裂封堵有利，整體封擋，多層系立體成藏。綜合分析，D 洼東部斜坡帶構造脊上具有“立體排烴、高效輸導、整體封擋”的油氣藏富集條件。潿洲油田所在的D 洼東部斜坡帶南部構造脊，是長期繼承性隆起（圖6）。構造脊末端緊鄰D 洼生烴中心，且鉆井證實構造脊上潿洲組累計厚度近300 m 中高孔-中高滲砂體發育，具備近源有利構造背景+高效輸導條件，目前已探明千萬噸，證實是油氣的規模富集區。

海中凹陷目前已鉆探多口井，鉆井油氣顯示活躍，但均未獲得規模突破，主要原因是未發現具備有利構造背景和高效輸導條件的目標。漸新世末，海中凹陷流沙港組主力烴源巖進入生油高峰期，因而漸新世末以前，具備有利構造背景，且規模砂體發育，具備高效輸導體系，在油氣長期運移有利指向區的目標，才能形成油氣的規模富集。例如洼槽帶晚期反轉背斜HD14-2 構造，漸新世末不具備早期古隆背景，原生油藏不發育，中中新世反轉后，才形成現今“洼中隆”構造，錯過了生油高峰期，僅捕獲生烴末期少量油氣，雖油氣顯示活躍，但未規模富集。海中凹陷南部斜坡帶多口鉆井（HD2 井等），要么未處于近源斜坡帶古隆背景上，要么規模砂體不發育，未能形成高效輸導體系，不是油氣長期運移的有利指向區，未能有效聚集成藏，是其失利的主要原因。

綜合潿洲油田成功突破經驗及海中凹陷失利井分析，認為潿西南低凸起西南緣“近源有利構造背景+高效輸導體系”控制油氣的規模，是尋求規模儲量突破的關鍵。

3.3 周緣潛力認識

3.3.1 D 洼勘探潛力

D 洼流二段已證實發育優質烴源巖，盆模顯示其生烴量為10.42×108t，具備形成多個中型油氣藏的資源基礎，目前僅發現潿洲油田，資源探明率僅10%，遠小于潿西南凹陷主洼探明率34%[4]，持續勘探潛力較大。

邊緣洼陷由于先天條件所限，其成藏特征與中央洼陷同樣存在差異。首先，邊緣洼陷雖證實富烴，但限于洼陷規模，總體供烴能力明顯偏小，因而更加需要近源勘探。其次，邊緣洼陷面積小，后期受構造抬升或者改造相對于中央洼陷更加劇烈，油氣運聚和保存受構造控制更加突出，平面分布不均一性更加明顯。洼中隆或者近源區具備長期古隆背景，區域蓋層分布相對穩定，往往多層系立體成藏，呈“小而肥”特征，是勘探的最有利區帶，例如潿洲油田。陡坡帶的近岸扇體發育區以及緩坡帶深層的構造及巖性圈閉，也具備近源成藏條件，是重要的拓展區，其勘探的關鍵是有利儲層的刻畫。

潿洲油田區構造脊潿二段區域蓋層殘留厚度大，保存條件好，油氣在潿洲組規模富集成藏；北部構造脊潿二段區域蓋層剝蝕嚴重，殘留厚度小，潿洲組保存不利（圖6），預測僅在斜坡低部位潿三段頂部砂層或者潿四段巖性圈閉中小規模成藏；流沙港組受流二段烴源巖層系泥巖整體封蓋，發育源內巖性及源下構造圈閉，緊鄰烴源巖層，充注有利，形成源內巖性圈閉和源下構造圈閉的規模富集區，有望形成D 洼第二個千萬噸級規模儲量區（圖7）。

圖7 D 洼油氣成藏模式Fig.7 D Sub-sag hydrocarbon accumulation model

D 洼西部陡坡帶近岸水下扇或扇三角洲發育，潿西南大斷裂及長期繼承發育的分支斷裂有效溝通各類扇體有利儲層，形成有效充注，高部位扇根砂礫巖體形成物性封堵，縱向上多層連續成藏。上部層系埋深淺，砂體物性好，且緊鄰區域蓋層，有利于充注富集；下部層系緊鄰烴源巖或者處于烴源巖內，“近水樓臺先得月”，優質源巖生烴形成超壓充注，烴源巖層同時作為蓋層整體封蓋，往往大面積連續成藏，是D 洼潛在的第三個千萬噸級規模儲量區（圖8）。

圖8 潿西南凹陷-D 洼-海中凹陷構造演化剖面（剖面位置見圖1）Fig.8 Structural evolution profile of Weixi'nan depression-D Sub-sag -Haizhong Depression (see Fig.1 for the profile location)

此外，潿西南凹陷主洼頁巖油勘探已獲突破，初步估算，D 洼具備億噸級頁巖油勘探潛力。D 洼整體規模較小，地層埋深相對中央洼陷淺，優質源巖熱演化程度相對較低，大量原油仍“殘留”在優質源巖中，形成頁巖油有利勘探區，可在陡坡帶和斜坡低帶開展常規油藏與頁巖油一體化勘探部署，拓展新的勘探領域。

3.3.2 海中凹陷勘探潛力

（1）海中凹陷具備規?？碧降馁Y源基礎

潿西南凹陷和海中凹陷構造演化類比分析表明，海中凹陷始新世沉積時期，與D 洼和潿西南凹陷是連通的湖盆，D 洼是海中凹陷北部的邊緣次凹（圖8）。D 洼鉆井均已證實流二段優質烴源巖發育，海中凹陷規模更大，水體范圍更廣、更深，流二段優質烴源巖應更加發育。根據沉降中心的變化以及地層相對厚度關系，北部灣盆地的凹陷可劃分為4 種類型：厚長流薄流沙港型、厚流沙港型、厚潿洲薄流沙港型以及持續沉降型。其中厚流沙港型凹陷，發育湖相烴源巖，是最有利富生烴凹 （洼）陷；持續沉降型凹陷，發育湖相烴源巖，還發育一定量的潿洲組煤系烴源巖，且埋藏深度大，成熟度高，也是有利的生烴凹（洼）陷[15]。海中凹陷西部和東部主控斷裂分別為潿西南大斷裂南段和3 號斷裂，潿西南凹陷控凹斷裂為1 號斷裂，主控斷裂始新世和漸新世時期活動性差異，導致海中凹陷東部和西部以及潿西南凹陷結構特征存在差異，海中西部為持續沉降型凹陷結構，東部為厚潿洲組薄流沙港組型凹陷結構，潿西南凹陷為厚流沙港組，因而潿西南凹陷流二段主力烴源巖最發育，海中凹陷流二段主力烴源巖西部相對東部應更加發育。

綜合盆地結構與演化類比分析，結合有機質烴源巖發育機理及周邊井-震精細標定，明確海中凹陷流二段主力烴源巖主要在海中凹陷西部發育（圖9）。結合盆地模擬，明確海中凹陷流二段主力烴源巖漸新世末達到生排油高峰，是大規模油氣運聚的主要時期；中中新世以后開始生氣，至今處于生凝析油氣階段，流二段有效烴源巖面積約1 050 km2，平均厚度400 m，生烴量約182.6×108t，資源基礎好。

圖9 海中凹陷有效烴源巖分布圖Fig.9 Distribution map of effective source rock in Haizhong Depression

（2）下步有利方向

海中北部陡坡帶資源量近1.5×108t，具 “深大斷陷供烴-繼承隆起-斷砂高效輸導-多類型圈閉”的大中型油氣田成藏條件，其中，陡坡帶西段處于潿西南低凸起西南緣長期繼承性隆起區，圈閉資源規模超3 000×104t，是海中凹陷下步勘探最有利的區帶，潿洲組是首選突破的層系。潿洲油田是已經證實的油氣富集區，潿洲組規模砂體發育，海中北部陡坡帶西段與之“一斷之隔”，屬于同一物源體系的不同分支，預測規模砂體發育。陡坡帶西段潿洲組構造圈閉伴隨著漸新世3 號斷裂劇烈活動，漸新世末最終定型，與緊鄰的海中洼槽帶流二段主力烴源巖生排油高峰期匹配，3 號斷裂及其伴生斷裂是高效的垂向輸導體系，斷砂匹配高效充注，規模油氣富集成藏；中中新世反轉期，對陡坡帶潿洲組圈閉影響較弱，僅靠近洼槽帶局部斷裂活化，可作為油氣垂向運移通道，該時期流二段主力烴源巖進入生凝析油氣階段，同時潿洲組烴源巖也已成熟供烴，早期油藏充注少量天然氣（圖10）。

圖10 海中凹陷成藏模式圖Fig.10 Haizhong depression hydrocarbon accumulation model

此外，斜坡內帶流三段是繼北部陡坡帶后較有利的拓展區帶，流三段地層超覆圈閉、扇三角洲有利砂體連片發育，是烴源巖下排油氣長期運移指向區，具備“長期運聚+整體封蓋+連片富集”的有利成藏條件，初步估算圈閉資源量近5 000×104t，但目的層埋深普遍超過4 000 m，可作為繼海中北部陡坡帶后，主要的戰略拓展區帶（圖10）。

4 結論

（1）潿西南低凸起西南緣潿洲油田勘探實踐表明，凹陷邊緣洼陷同樣可以發育優質烴源巖，具備規?？碧降臐摿?，長期繼承性構造發育區，是油氣的規模富集區。

（2）D 洼東部斜坡帶具有“立體排烴、高效輸導、整體封擋”的有利成藏條件，近源構造脊具備多層系立體成藏條件，是下步重要擴儲區；西部陡坡帶繼承性斷裂發育區多類型扇體疊置發育，縱向連續成藏，是重要的拓展區。

（3）海中凹陷流二段優質烴源巖發育，資源基礎好，北部陡坡具“深大斷陷供烴-繼承隆起-斷砂高效輸導-多類型圈閉”的大中型油氣田成藏條件，是首選突破區。