北非锡尔特与佩拉杰盆地油气资源潜力分析.pdf

第 3 6卷第 4期 2 0 1 4年 7月 石 油 褒 劈饨屡 PE TRoLEUM GEoL0GY EXPE RI M_ENT Vo 1 ． 36． No． 4 J u 1 ． ， 2 0 1 4 文章编号 1 0 0 1 6 1 1 2 2 0 1 4 0 4 - 0 4 5 9 - 0 6 d o i 1 0 ． 1 1 7 8 1 ／ s y s y d z 2 0 1 4 044 5 9 北非锡尔特与佩拉杰盆地油气资源潜力分析 汪 焰 中国石化 石油勘探开发研究院， 北京1 0 0 0 8 3 摘要 详细对 比了同属于北非裂谷盆地的锡尔特盆地和佩 拉杰盆 地的构造沉积 演化历史和含油气 系统要素特 征， 分析 了 2个 相 似构造背景盆地的油气发现规模和资源潜力 巨大差 异的具体原 因。认为短暂但是强烈的裂谷活动历史 和后期稳定 的热沉 降 ， 造 成了锡尔特盆地烃源岩品质好 、 成熟度 高 、 构造 圈闭发 育、 各时期储层保存较好 的特点 ， 从而成藏条件优越 ； 将来勘探重点仍然是 成熟地区的构造圈闭 ， 并可延伸勘探岩性圈闭 ， 潜力 大风险小 。而佩拉杰盆地 由于裂谷活动弱 、 缺乏稳 定 的沉积 中心等原 因 ， 不 具备这些条件 ， 因而仍然以寻找岩性圈闭和低幅构造圈闭为主 ， 潜力 一般 。 关键词 裂谷活动 ； 含油气系统 ； 勘探潜力 ； 锡 尔特盆地 ； 佩 拉杰盆地 ； 北非裂谷盆地 中图分类号 T E1 2 2 文献标识码 A Fu t u r e e x p l o r a t i o n d i r e c t i o n s o f S i r t e Ba s i n a n d Pe l a g i a n Ba s i n i n No r t h Af r i c a W a n g Ya n S 1 N O P E C 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 R e s e a r c h I n s t i t u t e ， B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a Abs t r a c t Th e Si r t e a n d Pe l a g i a n Ba s i n a r e t wo ne i g h b o r i n g r i f t b a s i n s i n No r t h M ric a ．A d e t a i l e d c o mp a r i s o n o n t h e t e c t o n o s t r a t i g r a p hi c d e v e l o p me nt a n d c ha r a c t e r i s t i c s o f p e t r o l e u m s y s t e m e l e me n t s o f t he t wo ba s i n s i s p e r - f o r me d t o r e v e a l t h e r e a s o n s f o r t h e i r l a r g e di f f e r e n c e s i n b o t h p e t r o l e u m d i s c o v e r y a n d p o t e n t i a 1 ．As t o t h e S i rte B a s i n ， t h e r e l a t i v e l y s h o r t b u t i n t e n s i v e r i ft i n g a n d s t a b l e t e c t o n i c e n v i r o n me n t a f t e r w a r d s a r e t h e m a j o r d r i v e s f o r i t s e x c e l l e n t s o ur c e r o c k qu a l i t y，g o o d ma t u r i t y，we l l d e v e l o p e d s t r u c t u r e t r a p s ，a n d we l l p r e s e r v a t i o n o f mu l t i p l e r e s e r v o i r s ．Th us t h e S i r t e Ba s i n’ S e x p l o r a t i o n p o t e n t i al i s o n t h e ma t u r e e x pl o r a t i o n a r e a，wi t h p r o v e n s o u r c e a n d r e s e r v o i r ，wh i l e t r a p s t y l e ma y be e x t e n d e d t o s t r a t i g r a p h i c t r a p s ．I n c o n t r a s t ，t h e Pe l a g i a n Ba s i n f a i l e d t o e x p e r i e n c e a s t r o n g r i fti n g a c t i v i t y a n d t o a c q u i r e a s t a b l e d e po s i t i o n al c e n t e r， mi s s i n g the f a v o rit e pe t r o l e u m a c c u m u l a t i o n c o n d i t i o n s e n j o y e d b y t h e S i n e B a s i n ． I t h a s o n l y s ma l l s c a l e s t r u c t u r e a n d s t r a t i g r a p h i c t a r g e t s w i t h l i mi t e d e x pl o r a t i o n p o t e n t i a 1 ． Ke y wo r d sr i f t a c t i v i t y；p e t r o l e u m s y s t e m；e x p l o r a t i o n p o t e n t i a l ；S i r t e B a s i n；P e l a g i a l l B a s i n；No r t h Af r i c a r i f t b a s i n 佩拉 杰盆 地 P e l a g i a n B a s i n 和锡 尔 特盆 地 S i r t e B a s i n 分别位 于利 比亚的西北和东南部 图 1 ， 地理位置相邻， 区域构造上同属于北非裂谷盆 地 图 2 ] ， 具有非常相似的裂谷前一裂谷一裂谷 后构造历史 。通常而言 ， 相似构造背景的相邻盆地 的烃源岩 、 储层 、 含油气系统和成藏组合等石油地 质特征也应具有很高的相似度。然而， 锡尔特盆地 是北非储量发现最多的盆地 ， 已发现原油可采资源 量 6 7 ． 6 1 0 t 和天然气 1 ． 6 4 1 0 挖m。 ， 而佩拉杰盆 地则属于一个 中小储量规模的盆地 ， 发现原油可采 资源量 5 ． 4 6 x 1 0 t 和天然气 O ． 7 8 x 1 0 坨m [ 。2个 盆地在待发现资源规模方面相差也较大 ， 锡尔特盆 地待发现原油均值资源 P ⋯ 规模为 9 ． 7 9 x 1 0 t， 天然气均值规模为 0 ． 4 2 x 1 0 挖m ， 仍然具有较大勘探 潜力『 3 ] 而佩拉杰盆地待发现原油均值资源规模为 1 ． 5 3 x1 0 8 t ，天然气均值规模为 O ． 0 6 x 1 0 挖m。 『 4 ] ， 勘探前 景一般 。本文通过 2个盆地构造演化 和沉积历史 的对比及含油气系统要素的相似性和差异性分析 ， 探讨造成这一差异的原因， 以期对 2个盆地的勘探 潜力及勘探方向有进一步的认识 。 构造和沉积条件对 比 锡尔特盆地和佩拉杰盆地均为北非海岸 的裂 谷 盆地 。 盆 地演 化大致分为3 个 阶段 ， 前 裂谷 收稿 日期 2 0 1 4 0 3 1 0 ； 修订 日期 2 0 1 4 0 6 0 6 。 作者简介 汪焰 1 9 7 3 一 ， 女 ， 硕 士 ， 工程师 ， 从事石油 与天然气勘探研究 。E - m a i l w a n g y a n 2 0 0 7 ． s y k y s i n o p e c ． c o m。 基金项目 中国石化集团国际石油勘探开发有限公司项 目“ 北非地区油气资源潜力及投资目 标研究” s I P C 一 2 0 1 1 0 2 0 2 3 一 B 资助。 第 4期 汪焰． 北非锡尔特与佩拉杰盆地油气资源潜力分析 4 6 3 为大陆架和生物礁海岸 ， 与邻近的西西里北部碳酸盐 岩储层类似l l 。平面上， 该储层分布在盆地南部大部 分地区， 向西一直延伸到突尼斯陆上_ 1 ， 直接盖层为 始新统和中新统的泥岩。佩拉杰盆地其他的、 各个年 代的薄层烃源岩也可能在局部成熟， 充注其临近的储 层， 包括浅层的B i r s a 组砂岩 、 K e t a t n a 组碳酸盐岩和盆 地深层的侏罗系 N a r a组白云岩 、 上 白垩统 B i r e n o组 和 A b i o d组碳酸盐岩， 其主要盖层为层间的页岩。 南于垒堑相间的裂谷构造特征不 明显 。 缺乏类 似锡尔特盆地的断块圈闭。 目前发现的油 田圈闭以 背斜圈闭和岩性一构造复合圈闭为主l l 。此类圈 闭构造为古近纪以来阿尔卑斯造山运动对盆地造成 轻微挤压作用而形成的局部断层反转和低幅背斜 。 2 ． 3 含油气 系统 锡尔特盆地 的主力烃源岩锡尔特海相页 岩的品质好 、 厚度大 。 因此其相应的 S i a e Z e l t e n含 油气系统 占据主导地位。如前所述 ， 烃源岩在东部 埋深较大 ， 其可以充注盆地各个年代 的几乎所有储 层。该系统 自始新世 开始生烃 ， 目前仍然在 生油 期 ， 油气 以垂 向运移 和近距离侧 向运移 为主， 远距 离侧 向运移至盆地西部的相对较少 ， 因此该含油气 系统 的油田主要 位于东部生烃 中心附近。盆地中 其他时期烃源岩也可 以局部成熟生烃 ， 客观上存在 其他含油气系统 ， 但是由于锡尔特页岩的生烃能力 在盆地 中占绝对主导地位 ， 因此 目前对其他含油气 系统的研究非常少 目前佩拉杰盆地发现的油气主要来 自于始新 统 B o u D a b b o u s页岩 ， 因此主力含油气系统为 B o u Da b b 0 u s 一第三系含油气系统 ， 以始新统 B o u D a b ． b o u s 组为主力烃源岩 ， 始新统 Me t l a o u i 群为主要储 层 ， 及其他一些第三系储层。但是 由于该系统的油 气发现总量较小 ， 为进一步寻找勘探 目标 ， 其他含 油气系统特别是盆地深层 的侏罗系一 白垩系含油 气系统也受到关注 该系统以侏罗系 N a r a和白垩 系 M’ C h e r g a等为烃源岩 ， 侏罗系和 白垩系 的一系 列碎屑岩和碳酸盐岩为储层。上 白垩统一古新统 的 E 1 H a r i a 泥岩将侏罗系一 白垩系含油气系统与 B o u D a b b o u s 一第三系含油气系统隔离。 3 讨论与勘探启示 3 ． 1 2个盆地构造活动历史和强度差异 北非地区作为非洲与欧洲板块的结合带 ， 处于 构造不稳定地 区。 自石炭纪 以来先后经历了 3期裂 谷运动和之问穿插 了阿尔卑斯运动相关的挤压活 动。但是锡尔特盆地在晚侏罗一早 白垩世 的第 二 期裂谷活动中， 由于构造三叉谷的运动而伴随了强 烈的裂陷活动， 在其中S a fi r 和 S i a e 分支形成了深 大断距地垒断块体系。强烈的裂陷活动在 3个方 面对盆地的成藏形成非常有利的影响 ， 首先厚层 的 锡尔特烃源岩得 以沉 积 ； 其次 由于基 底下陷深度 大 ， 也使得烃源岩相对深埋 ， 可以充注从古生界到 第三系的各个储层 再次基底明显的垒堑相间的构 造格局 ， 使得老储层断块封堵和新储层披覆 背斜的 多样的储层和圈闭类型得以形成 。总之 ， 厚度大 、 生烃能力大的烃源岩， 多样性 的储层． 发育 良好 的 断块和披覆背斜圈闭， 使得锡尔特盆地成为世界级 的富油气盆地 。另外 ， 在古近世以来的裂谷后沉降 和被动陆缘阶段 中， 由于盆地位于相对内陆位置 ， 未受到北非北部边缘 的复杂剪切和挤压的区域构 造活动影响。这非常有利于烃源岩的深埋成熟 和 被动陆缘碳酸盐岩储层的发育。 锡尔特盆地的 S i a e Z e l t e n含油气系统其实并 非盆地唯一的含油气系统， 但是上述优势使得其油 气资源极其丰富 ， 因此对其他含油气系统的研究几 乎未见关注。 相 比之下， 由于距离 白垩纪构造三叉谷较远 ， 佩拉杰盆地缺乏所有这些成藏有利条件。尽管裂 谷活动延续时间长 ， 但是缺乏一个长期 、 稳定的裂 谷活动的中心 ． 而是 自南向北逐渐转移 。因此每一 期裂谷活动的延续时间有限， 沉积的地层较薄。另 外 ， 每个 阶段 的裂谷运动的强度明显不足， 对基底 的断开程度有 限， 未形成明显的垒堑相间的格局 ， 因而对于构造 圈闭发育不利 。盆地的圈闭类型主 要是后期盆地微弱的挤压活动形成的低幅背斜 ， 而 非一般裂谷盆地中常见 的断块圈闭等。 地堑不发育 、 缺乏稳定的沉积 中心 ， 导致主力 烃源始新统 B o u D a b b o u s 组埋深有 限， 不仅使 其成熟度不高而且无法充注更 老的储层。其所构 成的 B o u D a b b o u s 一第三系含油气系统仅充注了第 三系的储层 。而大断距 断层 的缺乏也使得深层的 侏罗系烃源岩无法充注浅部储层 ， 而形成相对独立 的侏罗系一 白垩系含油气系统。一方面 ， 这 2套含 油气系统相互分离 另一方面 ， 由于浅层含油气系 统的油气发现非常有限， 因此不得不寻找其他的含 油气系统 ， 以期实现勘探的新突破。 3 ． 2 对勘探的启示 锡尔特盆地长期 以来 的勘探重点为盆地东南 部裂谷构造圈闭发育的 s i n e和 S a fi r 裂谷分支 ， 勘 探发现巨大 ， 但是剩余的构造 目标已经较有限。同 一 地 区以往对于地堑中岩性圈闭关注程度不高， 这 4 6 4 石 油 雾 劈沾 质 第 3 6卷 类圈闭可能具有较大 的潜力而且 目前 已经具有一 定 的发现l 2 ] 。盆地北部 的锡尔特湾和盆地的西部 等地区的构造历史与佩拉杰盆地类似 ， 裂谷活动的 强度不大 ， 圈闭规模也较小， 烃源岩分布也可能较 为局部 。因此盆地北部 和西部可以作为未来的可 能的勘探方 向， 但是整体潜力与佩拉杰盆地更加相 似。总之 。 锡尔特盆地未来的勘探方向应关注 3个 方面 东南部 S i r t e和 S a fi r 裂谷分支中剩余 的断块 构造圈闭． 东南部地堑内的岩性圈闭和盆地西部一 北部的小规模构造 圈闭。前两者 的目标烃源岩和 储层风险较小 ， 圈闭也已经开始被证实 ， 而后者 的 潜力可能与佩拉杰盆地类似。 佩拉杰盆地由于构造活动历史特征 、 烃源岩和 构造圈闭规模的限制 ． 不可能具有锡尔特盆地的潜 力 。低幅构造 中发现的油田规模均不大 ， 但是寻找 岩性圈闭可能是未来的勘探方 向之一 。由于盆地 烃源岩分布有限 ， 需注意烃源岩和充注的风险。 参考文献 Gu i r an d R． Me s o z o i c r i f t i n g a n d b a s i n i n v e r s i o n a l o n g t h e n o r - t h e m A fr i c a n T e t h y a n ma r g i n a n o v e r v i e w[ M] ／ ／ Ma c g r e g o r D S， Mo o d y R T J ， Cl a r kL o we s D D， e d s ． Pe t r o l e u m g e o l o g y o f No r t h Af r i c a ．L o n d o n Ge o l o g i c a l S o c i e t y， 1 9 9 8 2 1 7 2 2 9 ． I HS数据库 B a s i n Mo n it o r o f S i r t e B a s i n ， B a s i n Mo n i t o r o f P e l a ． g i a n B a s i n [ DB ] ． 2 0 1 3 ． Ah l b r a n d t T S ． T h e S i rt e Ba s i n p r o v i n c e o f L i b y a S i rte Ze l t e n t o t a l p e t r o l e u m s y s t e m[ J ] ． U S G S B u l l e t i n ， 2 0 0 1 ， 2 2 0 2 一 F ． Kl e t t T R． T o t a l p e t r o l e u m s y s t e ms o f t h e Pe l a g i a n p r o v i n c e， T u n i - s i a ， Li b y a， I t a l y ， a n d Ma l t a T h e Ban Da b b o u s T e r t i a r y a n d J u - r a s s i c C r e t a c e o u s C o m p o s i t e [ J ] ． US G S B u l l e t i n ， 2 0 0 1 ， 2 2 0 2 一 D Aa d l a n d R K． S c h a me l S．Me s o z o i c e v o l u t i o n o f t h e N o rth e a s t Af ric a n s h e lf ma r g i n， L i b y a a n d E g y p t [ J ] ．A A P G B u l l e t i n ， 1 9 8 8 ， 7 2 8 9 8 2 ． 田纳新 ， 陈文学， 霍红 ， 等． 利 比亚锡尔 特盆地 油气地质 特征 及有利 区带 预 测 [ J ] ． 石 油 与 天 然气 地 质 ， 2 0 0 8 ， 2 9 4 4 8 5 - 4 9 0． Ti a n Na x i n， Ch e n W e n x u e， Hu o Han g， e t a 1 ． Pe t r o l e u m g e o l o g i c c h a r a c t e ri s t i c s a n d p l a y p r e d i c t i o n i n t h e S ir t e B a s i n， L i b y a ． [ J ] ． O i l ＆ G a s G e o l o gy， 2 0 0 8 ， 2 9 4 4 8 5 4 9 0 ． 宋成鹏 ， 童晓光 ， 张光 亚， 等． 北非含 油气系 统特征 与勘探潜 力 [ J ] ． 油气地质与采 收率， 2 0 1 3 ， 2 0 2 5 1 0 ． S o n g Ch e n g p e n g， T o n g Xi a o g u a n g， Z h a ng Gu a n g y a， e t a 1 ． An a l y s i s o f p e t r o l e u m s y s t e m c h a r a c t e r i s t i c a n d t h e e x p l o r a t i o n p o t e n t i a l i n N o rt h A f ri c a [ J ] ． P e t r o l e u m G e o l o gy a n d R e c o v e r y E f f i c i e n c y ， 2 0 1 3 ． 2 0 2 5 ～ 1 0 ． [ 8 ] F i n e t t i I ． S t r u c t u r e ， s t r a t i gra p h y a n d e v o l u t i o n o f C e n t r a l Me d i t e r r a n e a n[ J ] ． B o l l e t t i n o G e o fi s i c a T e o r e t ic a Ap p l i c a t a ， 1 9 8 2 ， 2 4 2 4 7 3 1 5． [ 9 ] D e l B e n A， F in e t t i ／ ． G e o p h y s i c al s t u d y o f t h e S i r t e r i s e , T h e G e o l o gy o f L i b y a [ J ] ． G e o l S o c L i b y a ， 1 9 9 1 ， 6 2 4 1 7 2 4 3 2 ． [ 1 O]H a r d i n g T P ． G r a b e n h y d r o c a r b o n o c c u r r e n c e s a n d s tr u c t u r a l s ty l e s [ J ] ． A A P G B u l l e t i n ， 1 9 8 4， 6 8 3 3 3 3 6 2 ． [ 1 1 ] V a n H o u t e n F B ． S i r te B a s i n ， n o rt h c e n t r al L i b y a C r e t a c e o u s ri f t i n g a b o v e a fi x e d ma n t l e h o t s p o t [ J ] ． G e o l o gy， 1 9 8 3 ， 1 1 2 l l 5一l 1 8 ． [ 1 2 ] A mb r o s e G ． T h e g e o l o gy a n d h y d r o c arb o n h a b i t a t o f t h e S ari r S a n d s t o n e ， S E S i rt B a s i n ， L i b y a [ J ] ． J o u r n a l o f P e t r o l e u m G e o l o gy， 2 0 0 0 ， 2 3 2 1 6 5 1 9 2 ． [ 1 3 ] R o o h i M． G e o l o g i c a l h i s t o ry a n d h y d r o c a r b o n m i g r a t i o n p a t t e r n o f t h e c e n t r a l A z Z a h r a h A 1 H u r r a h P l a t f o r m[ M1 ． S a l e m M J ， E l Ha wa t A S， S b e t a A M ， e d s ． T h e Ge o l o gy o f S i f t Ba s i n Vo l u me I I ．Ams t e r d a m E l s e v i e r ， 1 9 9 6 4 3 5 45 4． [ 1 4 ] A m b r o s e G． T h e g e o l o gy a n d h y d r o c ar b o n h a b i t a t o f t h e S a r i r S a n d s t o n e ， S E S i f t B a s i n ， L i b y a [ J ] ． J o u r n a l o f P e t r o l e u m G e o l o gy ， 2 0 0 0， 2 3 1 6 5 1 9 2 ． [ 1 5 ] Ma c g r e g o r D S ， Mo o d y R T J ． Me s o z o i c a n d C e n o z o i c p e t r o l e u m s y s t e m s o f No rt h A f r i c a [ M] ／ ／ Ma c gre g o r D S， Mo o d y R T J ， Cl a r k L o we s D D， e d s ． Pe t r o l e u m g e o l o gy o f N o r t h Af ric a ．Lo n d o n Ge o l o g i c al S o c i e t y， 1 9 98 2 01 21 6 ． [ 1 6 ] 马 良涛 ， 王春修 ， 郑求根 ， 等． 中卢卡尼亚盆地 中新 世碳酸盐 岩建隆发育 主控 因素 及其 油气 意 义 [ J ] ． 石 油实 验 地质 ， 2 0 1 3 ， 3 5 5 5 3 9 5 4 4 ． Ma L i a n g t a o ， Wa n g C h u n x i u ， Z h e n g Q i u g e n ， e t a 1 ． C o n t r o l l i n g f a c to r s a n d h y d r o c a r b o n s i g n i fic a n c e s o f Mi o c e n e c a r b o n a t e b u i l d u p s i n C e n t r al L u c o n i a B a s in[ J ] ． P e t r o l e u m g e o l o g y E x p e r i m e n t ， 2 0 1 3 ， 3 5 5 5 3 9 5 4 4 ． [ 1 7 ] 汪焰 ， 刘玉娥． 佩拉杰盆地南 部 E I G a r i a组灰岩 成藏模式 及 勘探思路 [ J ] ． 石油知识 ， 2 0 1 3 3 4 3 - 4 5 ． W an g Ya n． 1 Ji u Yu’ e ． Ac c u mu l a t i o n p a t t e r n m a d e x p l o r a t i o n i d e a s o f l i m e s t o n e s i n E l G a r i a F o mm t i o n ，s o u t h e r n P e l a g i an B a s i n[ J ] ． P e t r o l e u m Kn o w l e d g e ， 2 0 1 3 3 4 3 4 5 ． [ 1 8 ] B r d i r M， Z a r g o u n i F ， T l i g S ， e t a1． S u b s u r f a c e g e o d y n a m i c s a n d p e t r o l e u m g e o l o g y o f t r a n s f o r m ma r g i n b a s i n s i n t h e S a h e l o f Ma h d i a a n d E 1 J e m e a s t e r n T u n i s i a [ J ] ． A A P G B u l l e t i n ， 1 9 9 2 ， 7 6 9 1 4 1 7 1 4 4 2 ． 编辑徐 文 明 ● 2 3 4 5 6 7 [ I [fL [