南海深水油气分布规律属世界级难题，长期制约该地区的油气勘探。经过同济大学与中海油等相关单位的不懈努力，攻关已经初见成效，科学家们在南海北部深水区发现了数个大型油气田。近日，我院邵磊教授牵头完成的“南海深水盆地大型储集体识别理论技术与油气重大发现”项目，获得上海市2020年度科技进步奖一等奖。
业内人士介绍，伴随经济的快速发展，我国油气对外依存度逐年攀升。然而，我国油气资源蕴藏地不走寻常路，深埋地下、深藏海底，且不知道究竟所藏何地，要想找到它们，必须先从理论源头突破开始。邵磊牵头的联合团队就是这样的一群科学家。
全国第三轮油气资源评价，南海油气资源量占我国油气资源总量的1/3，其中70%蕴藏在深水区。然而，十余家国际知名石油公司铩羽而归后断言：南海北部不发育世界性大河系，造成了其深水区缺乏油气富集必需的储集条件，即没有大型油气田发育的自然条件。
邵磊团队迎难而上，偏要在南海寻觅“古河流”。十多年来，在华南-东南亚陆地及海上采用露头（指陆地上露在地表的目标地层）与钻探相结合，寻找河流沉积物。联合团队采取为南海目标区域“做胃镜”“做B超”的方法，通过获取探井样本，进入实验室后开始化验、分析，开展深入研究。
邵磊团队在南海南部野外工作
中海油在南海北部完成了数百口油气探井，好比给南海目标区“做胃镜”，团队从67口探井中获得1万余个样品。分析发现，南海北部沉积物稀土铕元素含量呈现显著正异常，在空间上从西向东，在一个狭长范围内延伸、展布，“这种沉积物分布特征是古河流由西向东发育的重要证据，团队将此古河流定义为昆莺琼古河”（图1）。邵磊介绍，团队采用锆石U-Pb年龄谱系与稀土综合示踪技术，首次揭示南海北部深水盆地晚始新世至中新世期间发育近东西向长度近1000千米的“昆莺琼”大型古河流，系统阐明了南海北部“昆莺琼”古河流、古珠江源-汇沉积体系的时空展布规律和大型优质储集体的发育机理（图2）。
图1 南海北部42Ma以来的河系演变过程，揭示昆莺琼古河流从无到有、从小变大，最后淹没在海下的演变历史以及古珠江的形成发育过程（Shao等，2019）
图2 珠江形成演变历史及珠江三角洲各时期锆石年龄谱系特征 （Cao等，2018）
学院与中海油联合团队还采用“B超”，即用“三维地震精细处理解释技术”与微相-元素地化综合识别技术，首次揭示出南海北部陆架坡折带自渐新世到中新世，从白云凹陷南侧快速迁移至北侧的重大地质事件（图3），造成油气大型储集体组成及类型的突变，使南海北部东侧深水区发育了两类大型储集体，具有优质的油气成藏条件。“地震成像好比是给南海底层做B超，加上依据元素定性分析技术（好比根据口音确定哪里人），成效显著。”邵磊介绍。
图3 南海北部东侧23.8Ma陆架坡折带发生了快速向陆迁移，在南海北部东侧形成陆架边缘三角洲及深水扇两类大型油气储集体（邵磊 等，2007）
不仅如此，团队还通过有孔虫、孢粉藻类及沉积学分析，确定了南海北部最早接受海相沉积的时间；揭示南海北部新生代盆地基底性质及盆地发育背景，为盆地类型划分提供了理论依据。这些理论研究成绩，为深水区的油气勘探作出了重要贡献。
根据这些理论成果，中海油已在南海北部深水区发现了8个深水商业性油气田，累计探明天然气地质储量2456.27亿方。其中，在琼东南盆地，发现沿昆莺琼古水道分布的深水区首个千亿方大型气田等一系列大中型气田，价值以千亿计。
尤值一提的是，2019年发表于《美国地质学会会刊》（GSA Bulletin）的代表性论文《欧亚大陆东南缘始新-中新世河流演变的沉积记录》，在第五届地球系统科学大会上被会议主持人誉为“是南海沉积学获得的颠覆性认识”。截至目前，该项目发表论文120余篇，其中高水平论文66篇，专著3部，获得发明专利及专用地质数据处理和综合解释软件等知识产权10项。
海洋地质专家表示，经过10多年的综合研究与探索，邵磊牵头的联合团队获得一批南海深水油气大型储集体识别创新性技术手段与方法，取得一系列创新性成果，首次揭示了大河系的发育，阐明了相应的几套沉积体系，证明了深水区具备发育规模优质储集体的条件，成为深水区油气勘探取得历史性重大突破的重要理论支撑。该项目成果是南海源汇对比研究与油气勘探结合的典范。