南黄海盆地是中-古生代海相沉积盆地与中-新生代陆相沉积盆地相叠加的大型沉积盆地，其油气调查与勘探始于20世纪60年代初，经历了陆相盆地调查与勘探、探索与研究、海相盆地勘查3个阶段。由于地震地质条件复杂、盆地演化历史复杂、地质构造复杂、勘探程度相对较低，50多年的调查与勘探未获得商业性油气发现。经过2005年以来的长期地震调查技术攻关，初步形成了以“高覆盖次数、富低频信号、强震源能量”的采集技术和“高分辨率、富低频成分、强反射能量”的处理技术相结合的盆地深部“高富强”地震探测技术，并获得深部海相层的有效地震反射。近年来的进一步调查和研究发现：(1)南黄海盆地不仅是扬子板块在海域的延伸，而且是下扬子地块的主体；(2)南黄海盆地与四川盆地在中-古生代海相盆地沉积时期具有相同的沉积建造和沉积演化历史；(3)南黄海陆相中-新生界以下残留有巨厚的中-古生代海相地层，存在可追踪对比的三套地震反射标志层组，据此建立了中-古生代海相沉积层的地震层序；(4)发育下寒武统荷塘组(或幕府山组)、上奥陶统五峰组-下志留统高家边组、上二叠统龙潭组-大隆组三套优质烃源岩，三套完整的生储盖组合，具备形成大型油气田的物质基础；(5)理论模拟和包体分析表明，海相中-古生界存在多源多期成藏特征；(6)崂山隆起是海相下古生界油气远景区，勿南沙隆起是海相上古生界的油气远景区；(7)崂山隆起高石稳定带是有利勘探区带，是寻找类似于四川盆地“威远型”和“安岳型”油气田的重要地区；(8)高石3号构造是古生界的首选钻探目标。下一步工作重点是实施以下古生界为主要目的层的参数井钻探，建立区内完整的中-古生代地层层序，获取资源评价参数，实现南黄海油气调查的战略发现和勘探认识突破。

2019年是青岛海洋地质研究所重建40周年。40年来，研究所根据公益性油气资源调查的基本定位，按照“立足黄东海、面向中国海、辐射全球海”的空间业务布局，紧密围绕国家和社会重大需求、瞄准国际海洋科技前沿，以摸清中国海域油气资源家底、掌握资源分布状况、实现新区新层系油气突破、服务国家能源战略和海洋强国战略为己任，持续开展了中国海域油气资源区域评价与黄东海盆地油气资源调查，大体分为海域及邻区沉积盆地对比研究、中国海域区域评价战略研究和黄东海海域新区新层系油气资源调查3个阶段。先后主持编制了中国海域沉积盆地分布图和油气资源勘探开发（动态）形势图，开展了海域及邻区含油气盆地对比、中国海域油气勘探开发形势动态分析和油气资源区域评价战略研究、黄东海海域油气资源调查研究与评价，取得了一批原创性的成果。主要体现在：①海域油气资源早期评价技术和沉积盆地深部地震探测技术取得突破性进展；②中国海域油气资源丰富，下一步的调查与勘探方向包括：新层系、近海天然气、富生烃凹陷潜山油气藏、南海深水油气、南海生物礁和非常规天然气；③明确了南黄海盆地的基底性质、海相盆地地层层序和构造区划、侏罗纪前陆盆地特征、海相盆地的油气地质条件和有利区带；④明确了东海中生代盆地的地层层序、盆地结构和两期盆地性质、“大东海”中生代地层分布特征、中生界油气地质条件和有利区带；⑤发现了南黄海古生界古油藏。上述成果和认识为海洋油气资源调查与勘探的下一步工作奠定了坚实的基础。

南黄海中-古生代地层发育多套海相碳酸盐岩，由于其储层成因的非均质性和复杂性造成地震响应差异较大，因此, 碳酸盐岩储层预测为本区油气勘探的重点和难点。根据岩石物理分析，物性指示因子对孔隙度比较敏感，能够较好地判断碳酸盐岩物性的优劣。在此基础上通过对CRP地震道集进行优化、分角度提取地震子波和建立高精度的低频模型，采用叠前同时反演方法，得到纵波阻抗(Z_P)、横波阻抗(Z_S)和密度体(ρ)，由坐标旋转得到的物性指示因子数据体，能够有效地预测碳酸盐岩有利储层。根据叠前同时反演结果，南黄海中-古生界上震旦统灯影组(Z₂d)白云岩、中-上寒武统—奥陶系(C - _2-3—O)灰岩和石炭系-下二叠统(C-P₁q)碳酸盐岩，物性较好，尤其是位于古高地的局部发育风化壳、淋滤带、白云岩，其孔、洞、缝比较发育，碳酸盐岩储层的孔隙条件较好，易形成有利的储层。因此，采用叠前同时反演方法较为准确地预测了南黄海海相碳酸盐岩有利储层的分布范围，为下一步的南黄海参数井的钻探提供了可靠的地球物理技术支撑。

南黄海崂山隆起中-古生界海相碳酸盐岩沉积层是重要的油气勘探目的层，但因工区水深较浅，新生界陆相地层与中生界海相地层之间存在强波阻抗界面，中-古生界碳酸盐岩地层结构较为均匀、速度和密度梯度较小、厚度较大等原因，造成中-古生界地震有效反射波存在能量弱、信噪比低等问题。针对如何增强中-古生界有效反射波能量、提高其信噪比展开采集参数设计。在大量设计方案的基础上，优选出2组强能量、富低频的容量为6390in³的平面组合和立体组合气枪震源；设计接收缆长度7200m，优选接收缆沉放深度16m和20m。对气枪震源和接收缆沉放深度组成的4组试验方案进行外业采集并分析，确定低频能量更强的6390in³平面震源沉放10m、接收缆沉放16m作为地震采集方案，并在空间采样间隔和工区施工环境分析等基础上提出了适合现阶段南黄海崂山隆起中-古生界地震勘探的单源6缆采集方式和采集参数，形成了高覆盖、富低频、强能量地震采集技术。与以往地震资料进行了对比，本次采集的地震资料中-古生界地层反射能量更强，信噪比更高，整体提高了中-古生界地震资料的品质，为后续南黄海地震勘探积累了经验，为下一步井位论证等工作奠定了扎实的基础。

崂山隆起位于南黄海盆地中部，海相中-古生界分布广泛且厚度大，其构造演化经历了加里东、海西、印支、燕山和喜山等多期构造运动，早期油气聚集可能在后期受到不同程度的破坏，因此，油气保存条件是崂山隆起油气勘探能否取得突破的关键因素。通过综合分析构造运动中抬升剥蚀作用和断裂作用与油气保存的关系，以及盖层条件与油气保存的关系，探讨崂山隆起内部油气保存条件的差异性以指导该区油气勘探。结果表明：崂山隆起呈差异性油气保存特点，位于崂山隆起中南部的高石稳定带是一个早期断裂不发育的弱变形区，后期构造运动改造破坏程度较弱，特别是下古生界具备较为优越的生储盖组合，构造多以断背斜和低幅宽缓背斜为主，发育多个大型圈闭，岩浆活动相对较弱，油气保存条件较为优越；而崂山隆起北部的青峰变形带断裂系统发育，地层褶皱变形强烈，单个圈闭规模较小，油气保存条件相对较差；高石稳定带中南部是进一步油气勘探和调查参数井钻探的重点目标区。

为了促进南黄海盆地中-古生界页岩气勘探的早日突破，开展了美国福特沃斯盆地巴奈特页岩气藏、四川盆地页岩气藏以及贵州潜在页岩气藏保存条件的对比研究。结果显示，“三明治”结构的保存条件在页岩气成藏中至关重要，其中，“三明治”结构是指泥岩/页岩层与其顶、底板的灰岩/白云岩层构成的一种很好的储-盖组合。结合下扬子中-古生界发育特征以及南黄海崂山隆起所具有的古生代构造变形弱且隆起两侧边缘存在逆冲断层封堵等条件认为，南黄海盆地下寒武统和二叠系很可能存在“三明治”结构的页岩气保存条件，是南黄海页岩气获得突破的关键层段；而崂山隆起两侧边缘很可能是页岩气钻探的首选目标。

崂山隆起为南黄海盆地的构造稳定区, 中-古生代海相地层存在较好的油气前景，但其构造复杂，地震资料信噪比低等缘故制约了油气勘探进程。该文采用类比方法，运用相同沉积演化历史环境的四川盆地测井和地震资料作为研究样本，分析碳酸盐岩储层测井和地震响应特征，建立南黄海古生界海相碳酸盐岩地震相和储层分布特征。根据简化的Zoeppritz方程引入岩石弹性模量，对南黄海崂山隆起地震测线进行叠前三参数反演，获得相对密度、体积模量和剪切模量数据体，沿着研究目的层提取以上3种属性参数进行3D聚类分析，再反投到地震剖面上获得地震相，在地震相的控制下再次进行聚类交互，分别获得各地震相下有利储层的空间分布情况。通过分析，南黄海崂山隆起下二叠世和石炭纪时期主要发育局限台地相、开阔台地相、台地边缘浅滩相和台地边缘生物礁相4种沉积相，相应发育岩溶型白云储层和礁、滩相储层，储层受沉积环境影响较大，但后期的构造运动对储层孔隙也有一定的改造作用。

海相碳酸盐岩储层是南黄海盆地崂山隆起中—古生界重要的油气储层，由于钻井少，储层非均质性强，地震储层预测研究是油气勘探的重点和难点。以南黄海石炭系—下二叠统碳酸盐岩为例，通过分析CSDP-2井生物碎屑灰岩储层的岩石物性及井-震响应特征，发现生物碎屑灰岩声波阻抗高于纯灰岩以及碎屑岩的声波阻抗，低λρ具有较好的岩石物性特征，针对这种特点，采用叠前同时反演方法对孔隙型碳酸盐岩储层的岩性和物性进行预测。预测结果表明南黄海崂山隆起石炭系—下二叠统生物碎屑灰岩储层比较发育，横向不连续且具有较强的非均质性，位于古高地储层物性发育较好，其成因是由于受印支构造运动，上覆地层抬升到地表遭到暴露，加上淡水淋滤溶蚀作用，在一定程度上提高了碳酸盐岩储层的次生孔隙，形成了钻井岩心所揭示的储层特征，因此，高孔隙度的孔隙型碳酸盐岩是南黄海石炭系—下二叠统油气勘探的首选目标。

南黄海崂山隆起存在新近系底界T₂强反射界面, 中深部发育多套碳酸盐岩高速层, 并经历长期的压实作用及复杂的构造运动, 波阻抗差异变小, 构造特征更为复杂, 使得地震波场复杂, 深层有效的地震反射信号较弱, 信噪比较低, 成像质量较差。为了改善中-古生界反射波成像质量, 着重对震源端进行攻关, 优化设计了2组富低频、强能量的气枪组合震源(总容量为6390in³), 分别是沉放10m的平面组合震源和“倒梯形”立体组合震源(4子阵沉放深度分别为7、10、10、7m)。通过外业试验, 优选了低频更强的平面组合震源作为地震采集震源方案。与以往地震资料进行了对比, 本次采集的地震资料能量衰减较慢, 深层能量更强, 整体改善了T₂不整合面下伏反射层的成像质量, 为该区的中-古生界油气勘探奠定基础。

基于南黄海盆地历年来的地震资料解释成果和下扬子海陆对比，分析了南黄海盆地印支期以来的主要构造变形特征。认为其构造变形主要有3期：晚印支-早燕山期的前陆变形、燕山中期黄桥事件的转换变形和喜马拉雅晚期三垛事件的断坳变形。并控制前陆、断陷和坳陷3期盆地的形成。盆地演化经历了挤压褶断、碰撞造山，压、张脉动和走滑，拉张块断和反转，挤压收敛等发展过程。盆地构造变形机制主要受扬子和华北板块漂移碰撞、古太平洋板块活动特征和大型走滑断裂应力环境等影响。南黄海盆地构造变形具有规律性：平面上，以NE、NEE、近EW、NW向为主。从西往东，构造的走向为NEE向→近EW向→NW向；从北往南，构造变形具有强→弱→强特征和分带性，构造的走向为NEE向→近EW向。纵向上，海-陆相盆地活动展示了早期褶皱逆冲和晚期伸展断陷的“跷跷板”变形格局，并具有早期“北强南弱的不均衡对冲”和晚期“北深南浅断陷”的构造格局。海相盆地上构造层比海相下构造层冲断变形强。崂山隆起南部的高石稳定带为南北不均衡对冲的弱变形区和应力释放区，中-古生界受后期改造作用较弱，是油气勘探的有利地区。