北加蓬次盆油气成藏主控因素分析及勘探潜力评价.pdf

第 3 7卷第 2期 2 0 1 5年 3月 石 油 察 驺 沾 届 PETR0LEI GEoLoGY EXPER玎 ENT Vo 1 ． 3 7． No． 2 Ma r ． ， 201 5 文章编号 1 0 0 1 6 1 1 2 2 0 1 5 0 2 0 1 9 4 0 4 d o i 1 0 ． 7 6 0 3 ／ s 4 0 9 7 2 0 1 5 - 0 0 3 0 6 北加蓬次盆油气成藏主控因素分析及勘探潜力评价 郭念发 中国石化 国际石油勘探开发公司， 北京 1 0 0 0 8 3 摘要 北加蓬次盆是一个裂谷盆地与被动大陆边缘盆地叠加形成 的中、 新生代复合盆地 ， 油气成藏 明显受构造 运动 、 沉积环境 、 盐 岩变形等地质因素的控制 。盆地东部因抬升剥蚀 而遭受不 同程度 的破 坏， 烃源岩及油气 藏没有很好地保存 ， 导致 了东 部构造带 和西部构造带油气资源贫 富差异较大 。沉积环境影响储层 发育 ， 上 白垩统浊积扇砂体 和三角洲砂体是 盐上层系最 重要的储层 ． 油气圈闭的形成与盐 岩构造活动密切相关 ， 圈闭类型丰富多彩 。根据 盐上层系烃源岩 和浊积砂体储层 分布等地质 规律研究 。 北 加蓬次盆大西洋深水斜坡带 的中南部处于 A z i l e组主力烃源岩分布 区， 油气源供给条件优越 ， 储层发育 ， 油气 成藏条件得天独厚 ， 是盆地油气勘探最有利 的地 区。 关键 词 油气成藏 ； 主控因素 ； 勘探潜力 ； 北加蓬次盆 中图分 类号 T E1 2 2 ． 3 文献标识码 A M a i n c o n t r o l l i n g f a c t o r s h y dr o c a r bo n r e s e r v o i r s a n d e x p l o r a t i o n po t e n t i a l o f i n No r t h Ga b o n s u b． Ba s i n Gu o Ni a n f a S 1 N O P E C I n t e r n a t i o n a l P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d P r o d u c t i o n C o r p o r a t i o n ， B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 ， C h i n a Ab s t r ac t Th e No r t h Ga b o n s u b- Ba s i n i s a Me s o z o i c Ce n o z o i c r i f t a nd d i v e r g e n t ma r g i n b a s i n．Th e o i l a n d g a s r e s e r v o i r s i n t h e b a s i n we r e c o nt r o l l e d b y t e c t o n i c mo v e me nt s ，s e di me n t a r y e n v i r o n me n t s a n d s a l t s t r uc t u r e s ． Th e e a s t o f t h e b a s i n wa s e r o d e d d u e t o r e g i o n a l u p l i f t ，a n d s o u r c e r o c k s a n d h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r s we r e d e s t r o y e d ， l e a d i n g t o a s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e o f h y d r o c a r b o n p o t e n t i a l be t we e n t he e a s t a n d t h e we s t t e c t o n i c b e l t s ．S e di me n t a r y e n v i r o n me n t s i mp a c t e d r e s e rvo i r s ．T he Up pe r Cr e t a c e o u s t u r b i d i t y s a n d s t o ne s a n d o f f s h o r e s a n d s t o n e s we r e i mp o r t a nt r e s e r v o i r s f o r t he p o s t s a l t l a y e r s ．Va r i o u s t r a p s d e v e l o p e d，wh i c h we r e r e l a t e d t o s a l t s t r u c t u r e a c t i v i t i e s ．Ba s e d o n r e s e a r c h o f t h e t u r b i di t y s a n ds t o n e s a n d o f f s h o r e s a n d s t o n e s o f t he p o s t - s a l t l a y e r s ，t h e ma i n h y d r o - c a r bo n r e s e r v o i r s o f t h e No rth Ga b o n s ub Ba s i n ma i nl y l i e o n t he mi d d l e s o u t h，d e e p o c e a n s l o p e b e l t ，whi c h i s t h e c e n t e r o f t h e ma j o r s o u r c e r o c k s o f t h e A z i l e F o r m a t i o n ． T h a n k s t o f a v o r abl e s o u r c i n g a n d r e s e rvi n g c o n d i t i o n s，t h e mi d d l e s o ut h，d e e p o c e a n s l o p e b e hh a s c o n s i d e r a bl e h y dr o c a r b o n p r o s p e c t s ． Ke y wo r d sh y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n；c o n t r o l l i n g f a c t o r ；e x p l o r a t i o n p o t e n t i a l ；No rth Ga b o n s u b Ba s i n 1 区域地质概况 北加蓬次盆 N o rt h G a b o n s u b ． B a s i n 是加蓬海 岸盆地一个次盆 ． 面积 为 5 ． 5 2 1 0 k m ， 其 中陆上 面积 约 1 ． 3 2 1 0 k m ， 海 上 面 积 约 4 ． 2 0 1 0 k m 图 1 ， 它是裂谷盆地与被动大陆边缘盆地叠加形 成 的中、 新生代复合 型盆地l 1 ] 。沉积组合 具有 明 显 的三分性 ， 发育了盐下 、 盐层及盐上 3套沉积层 序 。含油气层序 以盐上层系为主 ， 油气藏大多分布 于上 白垩统 A n g u i l l e组和 P o i n t C l a i r e t t e组砂岩 以 及第三系储层 中。油气成藏受沉积相带和有利构 造带以及盐岩活动等 因素控制 。近年来 ． 对北加蓬 次盆油气成藏理论研究不断深化。本文通过成藏 主控 因素分析 ， 旨在推动北加蓬次盆油气勘探 向纵 深发展。 2 油气成藏主控因素分析 北加蓬次盆油气成藏具有明显的递变性 ， 盆地 西部油气富集 ， 东部油气贫乏； 东部油气藏层系变 老 ， 以盐下含油气层系为主 ， 西部油气藏层系变新 ， 以盐上含油气层系为主。从成藏主控因素来看 ， 烃 源岩 、 储层是影响油气成藏的关键 因素 ． 油气充注 程度和油气藏规模受烃源岩发育程度 、 储层分布状 态 的双重控制 ， 这些制约因素与区域构造 、 沉积环 收稿 日期 2 0 1 4 - 0 4 1 1 ； 修订 日期 2 0 1 5 0 2 0 5 。 作者 简介 郭念发 1 9 5 6 一 ， 男 ， 高级工程师 ， 从事海外油气勘探 。E - m a i l n f g u o ． s i p c s i n o p e c ． c o rn。 第 2期 郭念发． 北加蓬次盆油气成 藏主控 因素分析及勘探潜 力评价 1 9 5 罔 I 北加蓬次盆油 气聚集带 与油气 田分布 Fi g ． 1 Re s e r w i r s a n d o i l a n d g a s f i e l ds i n No Ah Ga b o n s u b． Ba s i n 境 、 盐岩活动密切关联 。 2 ． 1 区域构造带控制油气藏展布 构造上盆地经历了裂谷阶段 、 过渡阶段和被动 大陆边缘阶段 3个演化 阶段 2 - 3 ] 。裂谷阶段 盆地 断裂切割作用强烈 ， 形成一 系列次 凹、 地垒和浅凹 次级构造单元。过渡阶段区域性抬升 ， 形成区域性 不整合， 断 裂作 用发育 ， 形 成一 系列的断垒断块 。 被动大陆边缘阶段受北西一南东 向断裂特别是大 西洋枢纽带 的控 制， 盆地 在北西一南东 断裂 和北 东一南西向 2组断裂体系控制下 ， 结构上呈现 出东 西分带 、 南北分块 的构造格局。这种构造格局长期 稳定 ． 并不断得到继承和发展。 与区域构造演化 相适应 ． 盆 地油气 藏按照北 西一南东断裂和北东一南西向构造线带状分布 ， 总 体上， 从东向西含油气层位逐步变新 ， 含油气层位 及油气 田数量逐渐增多 ， 资源规模逐渐增大。以区 域构造单元为基础 ， 可将盆地划分为大西洋深水斜 坡带 、 大西洋斜坡低 隆带 、 内陆浅 凹 3个油气聚集 单元 图 1 。 2 ． 1 ． 1 大西洋深水斜坡油气聚集带 大西洋深水斜坡带为油气资源最丰富的地 区， 储量较大 ， 含油气层 系主要 为 A n g u i l l e组砂 岩和 P o i n t C l a i r e t t e 组砂岩 ， 该油气聚集带是勘探程度最 高 、 油气发现最多的构造带。近年来 ， 北加蓬次盆 发现的主要油气 田均分布在该油气聚集带。 北加蓬次盆发现的最大油气 田 A n g u i l l e油 气 田位于 该 带 ， 探 明 石油 储 量 达 5 1 0 0 1 0 t 3 5 0 MMb b 1 ， 天然气储量为 9 9 ． 0 8 5 1 0 m 3 5 0 b s c f 此外 ， 储量规模较 大的油气 田也分布在该油气聚集 带上， 如 G r o n d i n油气田探明石油储量为4 0 9 5 x l O t 2 8 6 ． 6 7 MMb b 1 ， T o r p i l l e油气 田探 明石油储量 为 2 9 5 7 1 0 t 2 0 7 ． 6 7 MMb b 1 ， B a r b i e r 油 气 田探 明 石 油储量为 1 9 4 2 x 1 0 t 1 3 6 M Mb b 1 。这些油气田的 油气藏类型一般为构造一岩性复合油气藏。 2 ． 1 ． 2 大西洋斜坡低隆油气聚集带 该油气聚集带油气资源相对贫乏 ， 发现油气储 量规模不大 含油气层 系主要 为 A n g u i l l e组 砂岩 和 P o i n t C l a i r e t t e组砂岩 ， 圈闭类 型为低 幅度背斜 构造。发 现 的 油 气 田 均 为 小 型 油 气 田， 例 如 M’ B o u m b a 气 田探 明石油储量为 2 8 5 ． 7 X 1 0 t 2 0 M Mb b 1 ， R e m b o油田探明石油储量为 2 5 7 x 1 0 t 9 1 8 MMb b 1 ， A s s e w e油 气 田探 明 石 油 储 量 为 8 5 ． 7 1 0 t 6 MM b b 1 。 2 ． 1 ． 3 内陆浅 凹 内陆浅凹发育了盐下 M e l a n i a 组 生 一D e n t a l e 组／ G a m b a 组 储 油气成藏组合。主要储层为盐下 层系白垩系 G a m b a组砂岩。盐岩覆盖之下的 G a in b a 组为低幅度背斜构造控制油气藏。主要的烃源 岩为湖相沉积的 Me l a n i a 组黑色泥岩。由于该油气 聚集带整体资源潜力较小 ， 勘探程度低， 发现油气 田 较少。在临近 兰巴雷 内地垒附近发现一 个 G a m b a 组低幅度背 斜油藏 ， 该油藏可 采储 量为 7 1 X 1 0 t 5 M Mb b 1 ， 是盆地陆上规模最小的油 田之一。 2 ． 2 沉积相带对油气成藏的控制 除构造因素影响外 ， 烃源岩沉积中 t2 , 对油气聚 集影响较大 。由于 A z i l e组烃源岩分 布在盆地 西 部 ． 主要油气 藏均 出现 在盆地 西部 ， 而盆 地东部 A z i l e组烃源岩不发育 ， 油气勘探成功率较低。 早白垩世阿普第 A p t i a n 期 ， 盆地转 变为溻湖 相 ． 沉积建造以形成 E z a n g a组蒸发岩系为特征， 盐岩 厚度最大达 8 0 0 IT I 。土伦期 T u r o n i a n 盆地进入海相 环境。 m现一次最大规模的海侵， 土伦阶 A z i l e 组的沉 积中心位于海上， A z i l e组以黑色泥岩为主， 为盆地主 要烃源岩， 地层厚度约 9 0 0 ～1 1 0 0 m。向东逐渐相变 为台地相沉积， 岩性以台地碳酸盐岩为主_ 4 J 。区域 上 ． A z i l e 组烃源岩有机质类型以 I一Ⅱ 型为主， 局 部 Ⅱ一 Ⅲ 型； 总有机碳含量平均为 3 ％～ 5 ％。 l 9 6 石 油 褒 鲐 沾 癀 第 3 7卷 图 2 北加蓬次盆 A n g u i l l e 组浊 积砂 岩分 布 Fi g． 2 Tur bi d i t y s a n d d i s t r i bu t i o n i n Ang ui l l e Fo mmt i o n，Noah Ga b on s ub Ba s i n 海侵环境下形成不 同物性的储层 ． A n g u i l l e组 为浊积扇砂岩沉积体系， 为盆地第一套储层 。A n g u i l l e 组浊积砂岩受地形变化影响较 明显 ． 一般 分 布在地形坡度较大或断裂差异升降区。 这些地区的 沉积物分布相对不稳定 ． 易于产生滑动或垮 塌堆 积 ， A n g u i l l e 组浊积砂岩向西呈发散状分布 图 2 。 该海相浊积砂岩包括浊积河道砂 、 下切谷 、 溢岸薄 层砂和滑塌浊积砂体等 ， 具有单层厚度小 、 不连续 分布的特征， 储层物性较好 ， 但非均质性较强 ； 地层 厚度为 1 0～1 0 0 m， 孔隙度为 5 ％～3 0 ％， 渗透率为 1 ～ 7 0 0 1 0 I, z m 。该储 层主要发育在 次盆西 部 ， 大约 6 9 ％的石油储量分布在 A n g u i l l e组砂岩。 P o i n t C l a i r e t t e 组浅海相砂 岩是盆地第二套储 层， 为浅海相三角洲沉积 ， 分布范围广， 层位稳定， 物性较好 ， 非均质性较弱 。但该储层距离 A z i l e组 烃源岩较远， 在油气运移通道不畅的情况下 ， 油气 充满丰度较低。 2 ． 3 盐岩构造控制油气藏分布 北加蓬次盆是含盐盆地 ， 盐岩地层形变造就了 丰富多彩的盐岩构造 图 3 ， 盐岩对盐上层系构造 变形影响显著。盐岩活动及其引起沉积建造 的构 造变形对油气 富集产生重要影 响[ ] 。由于盐岩 蠕变， 盐丘附近断裂发育 ， 这些断裂有些可 以作为 油气运移 的通道 ， 有利 油气成藏。勘探证实 ， 在许 多情况下 ， 盐边是油气运移的有效通道 。当地层与 图3 北加蓬次盆盐岩构造区域分布 F i g ． 3 S a l t s t r u c t u r e d i s t r i b u t i o n i n No r t h Ga b o n s u b B a s i n 盐边呈低角度相交时更有利 于盐边运移通道的形 成。新近纪沉积期 出现的盐 隆与油气聚集成藏相 匹配 ， 大量油气可通过盐边通道运移至浅层储层成 藏。盐岩底劈作用促进了油气圈闭的形成 ， 为油气 聚集提供场所。盆地 内几乎所有构造油气藏均与 盐岩变形活动有关 ， 盆地 中 7 2 ％的石油天 然气储 量分布在与盐岩活动相关联的圈闭中【 8 - 9 ] 。 晚白垩世是盐岩刺穿作用活跃时期 ． 盐岩活动 对上部地层形成盐上背斜 、 断背斜等构造 ． 对油气 成藏至关重要 。规模较大 的油气藏一般为非刺穿 盐隆背景下形 成的背斜或 断背斜 油气藏 ， 如 A n g u i l l e Ma ri n e 、 G r o n d i n Ma r i n e油田等。还有一种圈 闭类型是与盐岩拱升有关的披覆构造圈闭、 盐岩刺 穿“ 龟背” 圈闭。 目前 ， 盆地一半 以上 的石油天然 气储量分布于这种类型的圈闭中。其他类型油气 藏则规模相对较小。勘探证 实， 北加蓬次盆存在 3 个盐岩构造带 图 4 。 2 ． 3 ． 1 西部盐岩刺穿带 该带位于盆地西部 ， 东界为大型盐丘底劈为特 征的中部断裂构造带。该带盐岩活动强烈 ． 盐岩底 劈刺穿至第三系， 盐丘高度可达 3 ～ 4 k m。在盐岩 刺穿作用下 ， 围绕盐丘发生构造形变 。 表现为单斜 翘起和褶皱挠 曲。这样的盐岩构造 ， 断裂不发育 西部盐刺穿带 的上 白垩统发育较全， 大部分地 区仍有第三系保存 ， 地震剖面上显示出较清晰的第 第 2 期 郭念发． 北加蓬次盆油气成藏主控因素分析及勘探潜力评价 ．1 9 7． 昌 嫩 图 4 北加蓬次盆盐岩构造带剖 面 剖面位置 见罔 1 Fi g．4 Cr o s s s e c t i o n o f s a l t s t r u c t u r e i n N o mh Ga b o n s u b B a s i n i系侵蚀作用 ， 河道切人深度可达千米。 西部盐岩刺穿带一般发育盐边侧向遮挡 型圈 闭和盐丘顶部的第 系背斜 、 断背斜圈闭 ． 这些罔 闭是西部油气聚集的重要场所。 2 ． 3 ． 2 中部断裂构造带 盆地中部以断裂构造发育为特征 ， 盐岩刺穿作 用微弱 ， 一 般 以非刺 穿盐丘活动 为特征。断裂发 育 ， 断距规模 大 ， 最大 的可达 5 0 0 m。断裂控制下 的 A n g u i l l e组浊积砂岩和 P o i n t C l a i r e t t e组砂岩分 布稳定 ， 沿断裂下 降盘的陡坡为 浊积扇砂 的分布 区。在盐丘 附近发育盐 丘背斜 圈闭 、 盐边 断鼻圈 闭 、 盐边断块罔闭， 这些 圈闭为油气聚集提供 了有 利的构造空间 2 ． 3 ． 3 东部低 隆带 ． 东部低隆带位 于盆 地东部 ， 该带 断裂作用 微 弱 ， 受深部盐隆或盆地基底构造的影响 ， 发育北北 西向长轴披覆背斜构造。背斜幅度较低 ． 烃源岩贫 乏 ， A n g u i l l e组 浊积砂岩储层不发 育， 油气 聚集 程 度较弱。 3 盆地勘探潜力评价 北加蓬次盆油气 资源丰富 ， 已经发 现油气 田 藏 1 5 7个 ， 可 采储量 达 3 2 4 0 0 l 0 t 2 2 6 8 ． 6 4 M M b b 1 ， 油气藏类型众多[ 10 ] ， 以构造油气藏和构 造地层复合型油气藏为主。通过盐上成藏控制因 素和成藏组合特征的研究 ， 结合盆地烃源岩分布和 油气聚集带分布 ， 对北加蓬次盆盐上层系油气成藏 组合划分为 3个油气聚集带 图 1 。 最有利 区带 位于大西洋深 水斜坡 带 中南 部。 该区带处于 A z i l e组 主力烃源岩分布区 ， 油气源供 给条件优越 ， A n g u i l l e组 、 P o i n t C l a i r e t t e组 浊积 砂 体 储 层 发 育 。 A z i l e ／ A n g u i l l eA n g u i l l eP o i n t C l a i r e t t e组油气成 藏组合是该 区带最重要 的油气 组合。该带盐岩构造发育， 形成若干规模较大的与 盐隆有关的盐枕 、 龟背形构造 ， 是区域有利 于油气 富集的构造类 型。北加蓬 次盆已发现的油气 田主 要分布在该区带 ． 具有较好 的勘探潜力。 较有利区带分布于大西洋深水斜坡带西北部 地区。该区处 于 A z i l e组主力烃源岩分布区． 油气 源供给条件优越 ． 具 备油气成藏的基本地 质条件 发育上 白垩统 A n g u i l l e 组 、 P o i n t C l a i r e t t e组浊积体 储层 ， 盐岩构造较发育 ， 具有较大勘探潜力 。但浊 积砂体储层变化较大 ， 落实浊积砂体储层是该 区勘 探 的关键 较差的油气区带 为大西洋低 隆带和内陆浅 凹 带 ， 它们远离主力烃源岩区， 油气供给条件变差 ， 圈 闭普遍较小 ． 即便油气有所发现 。 也难以商业开发。 虽然这 2个 区带盐下层 系较大西洋深水斜坡带变 浅， 但埋藏深度仍在 4 0 0 0 m 以下 ， 岩石成岩后生 作用强烈 ， 储层物性变差 ， 在 当前条件下勘探风险 较大。已发现的油气田规模较小 ， 基本不具备商业 开发价值。 参 考文献 [ 1 ] E d w a r d s J D， S a n t o g r o s s i P A． 离散或被 动大陆边缘盒 地f M j ． 梁绍全 ， 粱红 ， 译一E 京 石油 r 业 } l I 版补 ， 2 0 0 0 ． E d w a r d s J D， S ant u g r o s s i P A ． D i v e r g e n t ／ P a s s i v e n u t r g i n b a s i n s [ Mj ． L i a n g S h a o q u a n， L i a n g H o n g ， r r a n s ． B e i j in g P e t r o le u m I n d u s t r y P r e s s， 2 0 0 0． [ 2 ] 李国玉， 金之钧 ． 世界 含油气盆地图集[ M] ． 北京 石油 1 业 版社． 2 0 0 5 ． L i G u o y u ， J i n Z h ij u n ． Wo r l d a t l a s o f o i l a n d g a s b a s i n s [ M] ． B e i - 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