巴西坎普斯盆地大油气田成藏特征与分布规律.pdf

第 3 3 卷第 5 期 2 01 1年 1 O月 石 油 雾 鼯 弛 届 PETROLEUM GEOLOGY EXpERI M ENT Vo 1 ． 33． No． 5 Oc t ．， 2 011 文章编号 i 0 0 1 6 1 1 2 2 0 1 1 0 5 0 5 1 7 --0 9 巴西坎普斯盆地大油气田成藏特征与分布规律 何 娟 ， 何登发 ， 李顺利 中国地质大学 能源学院 ， 北京 1 0 0 0 8 3 摘要 巴西的坎普斯盆地是典型的大西洋型被动大陆边缘 盆地， 主要 经历 了裂谷期 、 过渡期及漂移 期 3期构造演 化， 并沉积 了与 之对应的裂谷期陆相层序 、 过渡期盐岩层序及漂移期 海相层 序。其 中裂谷期陆相层序 中的黑色湖相钙质页岩为盆地 中的主力烃 源岩 ， 过渡期盐岩层序中的蒸 发盐岩将该盆地储集层分隔为盐上 和盐下两部分 ， 而漂移 期海相层序 中发育的浊积砂 岩储 集着该 盆地中 9 o 的已探明油气储量 。坎普斯 盆地最重要 的含油气 系统 为 L a g o a F e i a C a r a p e b u s 含 油气系统 ， 盐下 的 L a g 。 a F e ia群 烃源岩生成的油气 通过与盐运动相关 的断层运移 至盐上 C a mp o s群 C a r a p e b u s组浊积砂岩 中储集 ； 油气分布 主要受 烃源岩 的埋 深 、 蒸发盐岩的发育 、 浊积砂岩的分布以及 生长 断层 的发育等油气地质条件 的共同控制 。 关键词 油气成藏特征 ； 含油气系统； 蒸发盐岩 ； 坎 普斯盆地 ； 巴西 中图分类号 T E1 2 2 ． 3 3 文献标识 码 A Ac c u mu l a t i o n a nd d i s t r i b u t i o n o f g i a n t o i l a n d g a s f i e l d s i n Ca mp o s Ba s i n，Br a z i l He J u a n，He De n g { a，Li S h u n l i S c h o o l o J En e r g y Re s o u r c e s ，Ch i n a U n i v e r s i t y o f Ge o s c i e n c e s ，Be i j i n g 1 0 0 0 8 3，C h i n a Abs t r a c t The Ca m po s Ba s i n i n Br a z i l i s a t y pi c a l p a s s i v e c on t i ne nt a l m a r g i n b a s i n o f At l a nt i c t y pe ． I t h a s e x pe r i e nc e d 3 s t a g e s o f t e c t on i c e vo l ut i on i nc l u di n g r i f t i ng，t r a ns i t i o n a l a nd dr i f t i n g，a nd t he c o r r e s p o nd i ng s e q u e n c e s o f c o n t i ne n t a l f a c i e s ，e v a p or a t e r o c k a nd ma r i ne f a c i e s h a v e be e n de po s i t e d r e s pe c t i v e l y ． Du r i ng t he r i f t i ng s t a ge，t he bl a c k l a c us t r i n e c a l c a r e o us s ha l e i n t he c o nt i n e n t a l s e qu e nc e wo r ke d a s t he ma i n s ou r c e r o c k． The e v a po r a t e r o c k s i n t h e t r a ns i t i o n al s e q ue nc e di v i de d t he r e s e r v o i r s i n t he b a s i n i nt o 2 s e c t i o nspr e s a l t a n d po s t ～ s a l t ． Abo u t 9 0 o f t he t o t a l r e s e r v e s o f t he b a s i n ha v e be e n f o un d i n t h e t u r b i d i t y s a n d s t o n e s i n t h e ma r i n e f a c i e s s e q u e n c e d e p o s i t e d d u r i n g t h e d r i f t i n g s t a g e ． Th e mo s t i mp o r t a n t p e t r o l e u m s y s t e m i n t h e b a s i n i s La g o a F e i a Ca r a p e b u s ．P e t r o l e u m g e n e r a t e d f r o m t h e s o u r c e r oc ks i n La g oa Fe i a Gr ou p m i gr a t e d a l o n g f a ul t s i nt o t h e t u r b i d i t y s a n ds t o ne s i n Ca r a p e b us Fo r m a t i o n o f Ca mpo s Gr ou p． Pe t r ol e um d i s t r i bu t i on wa s ma i nl y c on t r o l l e d by s ou r c e r o c k bu r i a l de pt h，e v a po r a t e r o c k g e n e r a t i o n，t u r b i d i t y s a n d s t o n e d i s t r i b u t i o n a n d f a u l t g e n e r a t i o n ． Ke y wo r d s p e t r o l e u m a c c u mu l a t i o n f e a t u r e ；p e t r o l e u m s y s t e m ；e v a p o r a t e r o c k；Ca mp o s B a s i n；Br a z i l 坎普斯盆地为巴西产油气最多的盆地 ， 位于 巴 西东南 部里 约热 内卢 近海 区域 图 1 ， 盆地 在 陆 上 及海域均有分布， 长约 5 0 0 k m， 宽约 1 5 0 k m。该盆 地 由走 向垂 直于大 陆边 缘 的基底 隆起将 其与邻 近 盆 地分开， 其北部以维多利亚高地为界 ， 毗邻埃斯皮里 图桑托盆地 ， 南部以卡布弗里乌高地为界， 紧挨桑托 斯盆地。坎普斯盆地是典型的大西洋型被动大陆边 缘盆地 ， 由南 美 洲 和非洲 大 陆分 离 而 形成 。盆 地 向 东开启， 沉积物沉积于南大西洋洋壳上 ， 且 向东变 厚 ， 形成一个沉积楔状体Ⅲ。 多个油气 田， 将可采储量大于 坎普斯盆地 内分布有 5 0 0 MMB E 百 万桶 油当量 或大于 3 T C F 万亿立方英尺 的油气 田定 义为大油气 田L 2 j ， 则该盆地中有 1 4个大油气田。 本文通过剖析坎普斯盆地的油气地质特征 ， 分 析该 盆地 大油气 田的关键 成藏条 件 ， 应用含 油气 系 统的研究思路与方法， 探讨坎普斯盆地大油气田的 分布 规律 ， 为未 来深 水含油 气盆 地勘 探提供 范例 。 1 沉积构造 演化 1 ． 1 南美 洲东 岸被 动大 陆边缘 盆地 的形成 演化 晚二叠世至三叠纪中期形成 的联合古陆在三 叠纪晚期开始解体 ， 非洲与南美洲之间出现裂谷 ， 收稿 日期 2 0 1 0 1 2 ～2 1 ； 修订 日期 2 0 l 1 一O 8 2 4 。 作者简介 何娟 1 9 8 7 ， 女 ， 硕士研究生， 从事石 油地质综合研究 。E ma i l h e j u a n 3 2 6 1 6 3 ． c o n 1 。 基金项 目 中国石油天然气股份有限公司重大科技专项 2 0 0 8 E--0 6 0 9 0 3 资助 。 第 5期 何娟 ， 等．巴西坎普斯盆地大油气 田成 藏特 征与分布规律 5 2 3 的构 造 活 动 运 移 至 盐 上 储 集 层 中 。C a mp o s群 页 岩 中 的运 移 通 道 主 要 是 铲 式 断 层 和 沿 峡 谷 的 侵蚀不整 合面 。后期 盐运 动 导致先 存 的铲式 断 层 重 新 活 动 ， 并 形 成 新 的 断 层 ， 促 使 油 气 的 二 次 运移 。 2 ． 5 含 油气 系统 L a g o a F e i a --C a r a p e b u s 含油气系统是坎普斯 盆地最重要的含油气系统 ， 其烃源岩为 L a g o a F e i a 群黑 色 湖相钙 质 页岩 ， 圈 闭类型 主要 为地 层一 构造 复合圈闭和单一地层圈闭 ， 其中地层一构造复合圈 闭为主要 的圈闭类型 ， 绝大部分油气聚集于该类型 的圈闭之 中。L a g o a F e i a --C a r a p e b u s 含油气系统 中的储 盖组 合 为 下 白垩 统 C a r a p e b u s 组 中 的浊 积 音 菌。 磺 砂 岩 与海相 泥 页 岩 互 层 。该 含 油气 系统 的运 移 路径主要为断层 、 不整合面及浊积砂体 ， 其 中断层 为主要 的运 移通 道 。 从 盆地 埋藏 史 图来 看 图 7 ， 早 白垩 世 同裂 谷 时期 ， 烃源 岩 自沉 积 之后 被 迅 速 埋深 ， 而 后 经 晚 白 垩世持 续埋 深 ， 在 始新 世 早 期 达 到生 油 窗 ， 开 始 生 油 ， 其 生烃 高峰 为 中新世 初 期 ， 且 现 今仍 然 在 生 成 油气 。深层油藏的原油 AP I 为 2 6 。 ， 而浅层油 藏 的原油 AP I 为 1 9 。 ， 这 表 明可能 与油气 的多次 运 移有关 。下部 L a g o a F e i a群 黑 色湖 相钙 质 页岩 生 成 的油气 向上 通过 盐 运 动形 成 的铲 式 断层 运 移 至 浊积砂 岩 中， 受 断 层 封堵 及 地 层 尖灭 共 同控 制 ， 最 终形成油气聚集。 地 质 时代／ Ma 1 4 o l 2 0 l 0 0 8 0 6 0 4 o 2 0 o 早 白 垩 世 晚 白 世 I古 始 新 世 l渐 新 世 中 新 世 岩 性 地 层 垂 垂 枯 U 塞 墨 0 皇 U ＼＼一 l 冀 枯 叫 0 0 一 蝴 瓣 、 、 1 生 目生 T气 T ／ 窗 1 开6 0始 囝灰 岩 国泥 质 灰 岩 固泥 岩圉白 云 岩圈盐 岩 ， 早 白 垩 世 晚 白 垩 世 l古 新 刊 始 新 世 渐 新 世 中 新 世 含 油 气 系 统 事 件 烃源 岩 ； ；； 储 集 层 盖层 上覆地层 圈闭形成 至 川1 量 川 三 川 至 ⋯ 至 ⋯ 至 ⋯ I 三 l I ⋯耋 【1l I 三 三 川至 1 三 川三 油气生成 ． 生运聚高 峰 保存 关键时刻 图 7 坎普斯盆地 R J s 一1 1 7井埋藏史及 L a g o a F e i a C a r a p e b u s 含油气系统地质事件 埋藏史据 Mo h r i a k ， 1 9 9 0修改[ 。 F i g ． 7 Bu r i a l h i s t o r y p l o t f o r we l l RJ S 一 1 1 7 a n d e v e n t s c h a r t o f La g o a Fe i a Ca r a p e b u s p e t r o l e u m s y s t e m 5 2 4 石 油 雾 骀 沾 届 第 3 3卷 表 1坎普斯盆地大油气 田 Tab l e 1 Gi a nt o i l - - a n d _ 。 g a s f i e l d s i n Ca mpo s Ba s i n 3 大油气 田分布规律 截止到 2 0 0 9年底， 在坎普斯盆地 中已发现 1 4 个大 油气 田 表 1 。这 1 4个大油气 田的烃源岩均为 同裂 谷期形成 的下 白垩统 L a g o e F e i a群黑 色湖相钙 质页 岩 ， 坎普斯盆地 9 5 的油 气资 源均来 自于这套 烃源 岩 。通过对 大油 气 田的地 理 分 布特 征分 析 ， 可 发现这些大油气 田基本上位于坎普斯盆地以东的深 水区， 该地区 L a g o e F e i a 群烃源岩埋深较大、 成熟度 较高， 因此大油气田分布于这套烃源岩周缘。 这 1 4 个大油气田的储集层通常位于盐上 C a m p o s 群 C a r a p e b u s 组海相浊积砂岩中， 它们以互层的 海相页岩为盖层 ， 形成“ 下生上储” 的油气成藏模式。 但是， 少数油气 田的部分储集层段位于盐下 L a g o e F e i a群 C o q u e i r o s 组湖相介壳灰岩中， 它们凭借致密 的蒸发盐岩对油气进行封堵， 从而在盐下地层中形 成了“ 自生 自储” 型成藏模式 ， 如 J u b a r t e ， C a c h a l o t e ， P i r a mb u ， B a l e i a A z u l 及 B a l e i a F r a n c a 大 油气 田。随 着油气勘探技术的进步， 近年来在坎普斯盆地以南 的桑 托斯 盆地 中发 现 了多个 巨 型油气 田， 这些 巨型 油气 田的储集层均位于盆地深水区盐下地层 当中。 坎普斯盆地与桑托斯盆地有着相似 的地层及构造 特征， 因此坎普斯盆地的深水区盐下油气藏也可作 为该 盆地今后 的勘探重 点 。 阿普 特 阶蒸 发 盐 岩 的存 在对 盆 地 内储 集层 的 分布、 圈闭类型及油气的运聚和保存都起到了重要 的作用。一方面， 该蒸发盐岩将坎普斯盆地的储集 层分隔为盐上和盐下两部分 ， 它又凭借其致密的岩 性 、 较强的封盖能力 ， 使 盐下地层 中形成 “ 自生 自 储” 型油气藏。另一方面 ， 盆地 中上覆地层 的差异 压实和基底断层的活动激发了盐运动 ， 由此形成切 割盐层及上覆地层的断层 为油气向上运移提供了 通道 。同时， 贯穿上覆地层的正断层与储集层相结 合 ， 形成了地层一构造复合圈闭， 这是该盆地主要 的圈闭类 型 。 4 结论 1 坎普斯盆地 为典型的大西洋型被动大陆边 第 5期 何 娟 ， 等．巴西坎普斯盆地大油气 田成藏特征与分布规律 5 2 5 缘 盆地 ， 主要 经历 了裂 谷 期 、 过 渡 期 及 漂 移 期 3期 构造演化 ， 并沉积了裂谷期陆相层序、 过渡期盐岩 层序及漂移期海相层序这 3 套 巨厚层序。 2 坎普 斯 盆地 大油气 田的主力 烃源 岩都 为 L a g o e F e i a 群 黑色 湖相 钙质 页岩 ， 储集 层 主要 为 白 垩 系及 古 近系 中 的浊 积 砂岩 ， 区域 盖 层 为 C a mp o s 群 Ub a t u b a组海相页岩 ， 圈闭类型 以地 层一构造 复合圈闭为主， 与盐运动相关 的正断层是油气运移 的主要 通 道 。 3 阿 普特 阶蒸 发盐 岩在 整个 盆地 中均 发育 ， 它 将坎普斯盆地储集层分隔为盐上和盐下两部分 ， 同 时对油气藏圈闭类 型及油气的垂 向运移起着重要 的作用。目前受技术手段等 因素 的限制 ， 对坎普斯 盆地盐下油气勘探 程度较低 ， 但通过类 比研究发 现 ， 该 盆 地盐 下可 能 存 在 较 大规 模 的油 气 聚 集 ， 为 下一 步油 气勘 探 的重要 目标 。 致谢 本 文应用 了 I HS和 Cc数据库 的资 料 ， 成 文过 程 中得 到 了童 晓光 院 士 的指 导 ， 在 此 谨 致谢 意 参考文献 [ 1 ] [ 2 ] E 3 ] [ 4 ] [ 5 ] I- 6 ] [ 7 ] Gu a r d a do I ，Ga mb o a L，Lu c c h e s i C． Pe t r o l e u m g e o l o g y o f t he Ca m p o s Ba s i n，Br a z i l ， a m o d e l f o r a p r o d u c i n g At l a n t i c t y p e b a s i n E M] ／ ／ E d wa r d s J D， S a n t o g r o s s i P A， e d s ．Di v e r g e n t ／ p a s s i v e ma r g i n b a s i n s ， AAP G Me mo i r 4 8 ． Tu l s a AAPG ，1 9 89 3 8 0． Ha l b o u t y M Gi a n t o i l a n d g a s f i e ld s o f t h e d e c a d e 1 9 9 0 1 9 9 9 ， AA P G Me m o i r 7 8 E MD ． T u l s a AA P G， 2 0 0 3 1 5 1 0 5 ． Uc h u p i E． Th e t e c t o n i c s t y l e o f t h e At l a n t i c M e s o z o i c r i f t s y s t e m [ J ] ． J o u r n a l o f A f r i c a n E a r t h S c i e n c e s ， 1 9 8 9 ， 8 2 4 1 4 3一 l 6 4 ． Di c k s o n W G， Fr y k l u n d R E， Od e g a r d M E， e t a 1 ． Co n s t r a i n t s f o r p l a t e r e c o n s t r u c t i o n u s i n g gr a v i t y d a t a i m p l i c a t i o n s f o r s ou r c e a n d r e s e r v o i r d i s t r i b u t i o n i n Br a z i l i a n a n d We s t Af r i c a n ma r g i n b a s i n s [ J ] ． Ma r i n e a n d P e t r o l e u m Ge o l o gy ， 2 0 0 3， 2 O 3 4 3 0 9 3 2 2 ． M e i s l i n g K ，Co b b o l d P，M o u nt V． S e gme n t a t i o n o f a n o b l i q u e l y r i f t e d m a r g i n，Ca m p o s a n d S a n t o s b a s i n s ，s o u t h e a s t e r n B r a z i l E J ] ．AAP G B u l l e t i n ，2 0 0 1 ， 8 5 1 1 1 9 0 3 1 9 2 4 ． Mo h r i a k W ，M a c e d o J，Ca s t e l l a ni R，e t a 1 ．S a l t t e c t o n i c s a n d s t r u c t u r a l s t y l e s i n t h e d e e p wa t e r p r o v i n c e o f t h e Ca b o F r i o r e g i o n ，Ri o d e J a n e i r o ，B r a z i l[ M] ／ ／ J a c k s o n M P A， Ro be r t s D G ，S ne l s o n S ．Sa l t t e c t o n i c sa gl o b a l p e r s p e c t i v e， AAPG M e mo i r 6 5 ． Tu l s a A APG ， 1 9 9 5 2 0 4 2 7 3 ． Ra n g e l H ， Pa u l o DE T a r s o M ，S p a d i n i A．B a r r a c u d a a n d Ro n c a d o r g ia n t o i l f i e l d s ，d e e p --wa t e r C a mp o s B a s i n ，B r a z i l E M] ／ ／ [ 8 ] E 9 ] [ 1 0 7 [ 1 1 ] [ 1 2 ] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] [ 1 9 ] H a l bo u t y M ． Gi a nt o i l a n d g a s f i e l d s o f t h e d e c a d e 1 9 9 0 1 9 9 9 ． Tu l s a AAPG ， 2 0 0 3 1 2 3 1 3 7． M e l l o M ，Te l n a e s N，Ga g l i a n o n e P，e t a 1 ． Or g a n i c g e o c he mi c a l c h a r a c t e r i s a t i o n o f d e p o s i t i o n a l p a l a e o e nv i r o nme nt s o f s o u r c e r o c k s a n d o i l s i n B r a z i l i a n ma r g i n a l b a s i n s[ J ] ． Or g a n i c Ge o c he mi s t r y，1 9 8 8， 1 3 1 3 3 1 4 5 ． Mo h r i a k W ，Ho b b s R，De we y J ．B a s i n f o r mi n g p r o c e s s e s a n d t h e d e e p s t r u c t u r e o f t h e Ca mp o s B a s i n ，o f f s h o r e B r a z i l [ J ] ． M a r i n e a n d Pe t r o l e u m Ge o l o g y，1 9 9 0， 7 2 9 4 一 i 0 0． Tr i n d a d e I ，S o l d a n A ，Ce r q u e i r a J，e t a I ．Pe t r o l e u m g e n e r a t i o n，m i g r a t i o n， a n d a c c u m u l a t i o n i n d e e p wa t e r a r e a o f C a mp o s B a s i n ，B r a z i l E M] ．Tu l s a AAP G， 1 9 9 0 7 8 1 ． M e l l o M R，Tr i n i d a d e L A F，Ra n g e l A V O ，e t a 1 ． Co rn p a r a t iv e g e o c h e mi c a l c h a r a c t e r i z a t i o n o f La t i n Am e r i c a n o i l s d e r i v e d f r o m De v o n i a n t o M i o c e n e s o u r c e r o c ks a b i o l o g i c a l ma r k e r a n d i s o t o p e a p p r o a c h E C ] ／ ／Me l l o M R， Tr i n i d a d e L A F，H e s s e l M H R ，e d s ．ALAGO S p e c i a 1 Pu b l i c a t i o n ． Fo u r t h La t i n Ame r i c a n Co n g r e s s o n Or g a n i c Ge o c h e m i s t r y， B u c a r a m a n g a， Co l o mb i a， Oc t o b e r 1 9 9 4， Ex t e n de d Ab s t r a c t s 1 0 9 ～ l 1 2 ． Ou a r d a d o L，S p a d i n i A，Br a nd O J，e t a 1 ．Pe t r o l e u m s y s t e m o f t h e C a mp o s B a s i n ，B r a z i l [ M] ／ ／ Me l l o M，Ka t z B ． Pe t r o l e u m S ys t e m s o f S o u t h At l a n t i c M a r g i n s ， AAPG Me mo i r 7 3 ．Tul s aAAPG， 2 0 0 0 31 73 2 4 ． Pe t e r s K，W a i t e r s C，Mo l d o wa n J ．Th e b i o ma r k e r g u i de E M] ．C a mb r i d g e ，UK C a mb r i d g e Un i v e r s i t y P r e s s ， 2 0 0 5 1 一 l 1 5 5 ． Me l lo M ，Ko u t s o u k o s E，Mo h r i a k W ，e t a 1 ．S e l e c t e d p e t r o l e u m s y s t e ms i n B r a z i l[ M] ／ ／ Ma g o o n L ，D o w W． Me mo i r s Ame r i c a n As s o c i a t i o n o f Pe t r o l e u m Ge o l o g i s t s ． T u l s a AAPG， 1 9 9 4 4 9 9 5 l 2 ． Pi m e n t e l A ，Go me s R． Th e b a s i c i g ne o u s r o c k s a s a r e s e r v o i r o f B a d e j o F i e l d ，C a mp o s B a s i n p r o c e e d i n g s o f t h e 3 t h B r a z i l i a n P e t r o l e u m C o n g r e s s E C ] ． 1 9 8 2 ． Ab r a ha o D，Wa r me J ．La c u s t r i n e a n d a s s o c i a t e d d e p o s i t s i n a r i f t e d c o n t i n e n t a l m a r g i n Lo we r Cr e t a c e o u s La g o a Fe i a F o r ma t i o n ， Ca mp o s B a s i n ，o f f s h o r e B r a z i l [ M] ／ ／ Ka t z B ． La c u s t r i ne b a s i n e x p l o r a t i o nc a s e s t u d i e s a n d m o d e r n a n a l o g s， AAP G M e mo i r 5 0 ． Tu l s a AAP G， 1 9 9 0 28 7 3 0 5 ． P e r e s W ． S h e l f -- f e d t u r b i d i t e s y s t e m mo d e l a n d i t s a p p l ic a t i o n t o t h e Ol i g o c e n e d e p o s i t s o f t h e C a mp o s B a s i n ，B r a z i l [ J ] ． AAP G Bu l l e t i n，1 99 6， 7 7 1 8 1 1 0 1 ． Co b b o l d P， M e i s l i n g K ，M o u n t V． Re a c t i v a t i o n o f a n o b l i q u e l y r i f t e d m a r g i n， Ca m p os a n d S a nt o s b a s i ns ， s o u t h e a s t e r n B r a z i l[ J] ． AAP G B u l l e t i n ， 2 0 0 1 ，8 51 1 1 9 2 5 1 9 44 ． S o l d a n A，Ce r q u e i r a J ，Fe r r e i r a J，e t a 1 ．As pe c t s r e l a t e d t o t he h a bi t a t o f t h e o i l f i e l d s o f Ma r l i n a n d Al b a c o r a b a c i a i n C a mp o s b a s i n E J ] ．I n t e r n a l Re p o r t ，P e t r o b r a s ／ c R NP E s ／ D I VE X／ S E GE Q，1 9 9 0 1 7 0 ． 编辑徐 文 明