西沙海域位于南海北部陆坡一深海盆过渡区,在北部非典型被动大陆边缘的裂陷和西部红河走滑的共同作用下,经历了古近纪裂陷、早一中中新(廿)断坳转换和晚中新世—现今的坳陷三个演化阶段.裂陷期,西沙海域呈现NE向隆坳相间构造格局,自北向南划分为西沙北坳陷带、西沙隆起带、西沙南坳陷带和中沙隆起带;断坳转换期和坳陷期,以区域性热沉降为主,构造活动趋于平静,形成了"以NE向西沙隆起带为中心周边为统一坳陷"的构造格局.新生界以来,西沙海域沉积了近9000m的厚层沉积地层,自下而上分为裂陷早期(古新—始新世)的河湖相沉积、裂陷晚期(渐新世)海陆过渡相一局限海相沉积、断坳转换期和坳陷期(中新世—现今)开阔海相沉积等三个演化阶段,其中裂陷晚期、断坳转换期和坳陷期是主要储集体的发育时期,发育了三角洲/滨海相砂岩、生物礁和深水沉积体砂岩等三类储集体.西沙海域远离南海北部和西部大陆,缺少陆缘碎屑供应,且邻区油气勘探实践证实生物礁和深水沉积体砂岩是本区最重要的勘探目标.生物礁主要发育期为梅山组和黄流组(即断坳转换晚期和坳陷早期).随着海平面上升,西沙海域的西沙隆起带被淹没、且被深水坳陷所围、缺少陆缘碎屑物供给,形成了适宜生物礁和碳酸盐岩生长的清水沉积环境,发育形成了西沙和广乐两个大型孤立碳酸盐岩台地,台地总面积达70000km2.台地边缘相是生物礁主要的生长部位,根据地形坡度和沉积物类型,将台地边缘划分为缓坡型、陡坡型和断坡型等三类,其中缓坡型台缘带发育大型层状礁体,陡坡型台缘带可以形成连续礁墙(封闭台内相),也能形成不连续生物礁群(开阔台内相),断坡型受断裂控制常发育大型点礁.根据生物礁形态和沉积特征,将其划分为点礁和碳酸盐岩建隆两种类型,两者都发育优质储层,是油气勘探的重要目标之一.深水沉积体砂岩储层有三亚组(相当于珠江口盆地珠江组)近源海底扇和黄流组一莺歌海组远源大型深水沉积体系两种类型.三亚组近源海底扇沉积于断坳转换不整合面(T60)之上,受地形坡折和断裂坡折控制,沉积物源来自西沙隆起,海底扇发育规模小、厚度小等特点.坳陷期(黄流组以来)热沉降之后,南海北部形成陆架—陆坡—深海盆沉积地形,在陆坡和深海盆区发育了来自红河物源的远源大型深水沉积体系,其沉积特征与巴西、西非和墨西哥湾深水沉积体系类似,由上陆坡区峡谷、下陆坡区水道/水道复合体和深海盆区朵体等沉积单元组成.峡谷内充填的水道/水道复合体和深海盆区朵体发育大规模优质储层,是主要的勘探目标.油气地质条件和成藏条件类比认为:西沙海域具有较好油气勘探潜力,具备形成大油气田的地质条件.该区裂陷期烃源岩生成的烃类经过断裂和不整合面运移至断坳转换期和坳陷期的生物礁和深水沉积体等大型储集层内,上覆坳陷期的区域性泥岩盖层封盖成藏,特别是生物礁和深水沉积体两类储集体,具有发育规模大、储层物性好、埋藏浅,与上覆深海相泥岩构成优越的储盖组合,可形成大型岩性/构造岩性圈闭.由此可见,具有构造背景和油源断裂沟通的大型生物礁和深水沉积体是西沙海域大油气田勘探方向.