盆地油氣地勢特點與優勢選擇范文

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作者：鄔長武熊利平徐向華單位：中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院

科特迪瓦盆地位于幾內亞灣(GulfofGuinea)北部,呈東西走向狹長型形態,面積18.55萬平方公里。盆地形成于早白堊世非洲板塊與南美洲板塊分開,屬典型的轉換邊緣盆地。盆地內目前共鉆探井117口,43個發現,發現的油/凝析油儲量為2392MMbbl,氣6.08Tcf。2007年,Tullow公司在盆地內發現可采儲量大于10億桶的Jubilee油田,引發了該盆地新一輪的勘探熱潮。本文對科特迪瓦盆地的沉積-地層特征、石油地質條件、油氣成藏主控因素開展了詳細研究,指出該盆地的勘探前景及有利勘探方向,為我國石油公司獲取該盆地區塊,開展油氣勘探提供重要的參考依據。1盆地構造及地層特征1.1盆地構造及沉積演化科特迪瓦在大地構造上位于西非早元古代克拉通的中部,幾內亞太古代地核的東緣。盆地基底為前寒武系西非克拉通,覆蓋了科特迪瓦陸上和加納陸上大部分面積[2]。盆地沉積蓋層厚度大,主要是早白堊世和新生界碎屑巖沉積。最老的沉積巖是早白堊世阿普第階碎屑巖。科特迪瓦盆地經歷了3個主要構造演化階段:早白堊世紐康姆—巴列姆期,為前轉換階段,在走滑斷裂構造運動形成的伸展地塹中接受沉積,沉積物主要為河流相、三角洲相和湖相沉積,巖性有砂巖、頁巖和礫巖。該期沉積主要分布于轉換邊緣東部的多哥、貝寧境內。阿普第—阿爾布期末為同轉換階段,以河流相、三角洲相和湖相硅質碎屑巖為主。阿爾布期末—森諾曼期初,橫向扭錯運動結束,基底抬升加強,科特迪瓦—加納邊緣脊遭受剝蝕。一個廣泛存在的阿爾布—森諾曼不整合面記錄了兩個大陸板塊接觸的最后時期是晚阿爾布期。森諾曼期—全新世為后轉換階段,發生明顯的重力滑動并發育了大量鏟式斷層及滑塌構造,沉積了海相頁巖或淺水碳酸鹽巖。以森納階和漸新統的不整合面為界,后轉換階段分成早、中、晚3個時期。

1.2盆地構造格架

控制科特迪瓦盆地邊界的是兩條大型轉換斷裂帶,圣保羅(St.Paul)斷裂帶和羅曼什(Romanche)斷裂帶。圣保羅斷裂與羅曼什斷裂之間存在一組形成于非洲大陸與南美洲大陸分離地殼減薄時期的北西西—南東東向“條紋”式斷裂,形成了地塹、半地塹和斷塊相間的構造形態。盆地存在兩個主要的走向與海岸平行的正向構造帶,北部為阿比讓邊緣構造帶,其次為大拉烏(GrandLahou)高地。在阿比讓邊緣構造帶發育了眾多北西西—南東東的背斜構造和基底斷層,盆地當今大部分油氣田都位于這些背斜圈閉中和斷塊圈閉中。

與尼日爾三角洲以南的“西非被動大陸邊緣”相比,科特迪瓦—加納轉換邊緣最為顯著的特點是:¹轉換構造特征明顯,發育大型海洋轉換斷層;º沿這些大型轉換斷層發育了延伸長、規模大、抬升高的邊緣脊(如科特迪瓦—加納脊);»沿邊緣未見到明顯的蒸發巖沉積及相關的鹽構造。

2盆地石油地質特征

2.1烴源巖條件

在盆地中鉆遇了三套烴源巖(從老到新):次要烴源巖為中阿普特階傾油型薄層段與傾氣型厚層段互層;主要烴源巖包括阿爾布階傾油型烴源巖和森諾曼階-土侖階淺海相頁巖。

阿爾布階烴源巖包括中阿爾布階烴源巖和上阿爾布階。中阿爾布階陸相頁巖作為平均有機碳含量(TOC)1.2%,Ro為0.7～1.3%。上阿爾布階海相頁巖為烴源巖為傾油型烴源巖,TOC平均含量2.1%。豐度最高的上阿爾布階Oligosteginid石灰巖水平層,TOC平均含量6.5%,向深水方可高達15.3%,干酪根主要為II型海相。上阿爾布階烴源巖為0.5～0.8%。森諾曼階—土侖階烴源巖:森諾曼烴源巖TOC在阿比讓邊緣西部變化較大,為0.5-3.7%,在盆地東部較穩定(1-1.5%),其底部具有非常好的生烴潛力。森諾曼烴源巖已經達到生油窗。土侖階也具有良好的烴源巖,生烴潛力較好,TOC上升至6.6%,平均5.5%(II型海相干酪根),為上白堊統或阿爾布儲層提供油源。Jubilee巨型油田的烴源巖就來自于森諾曼階—土侖階烴源巖。

科特迪瓦盆地熱流值高,烴源巖成熟門限深度小。據鉆井資料,沿邊緣轉換帶的熱流值為50mW/m2,生油窗深度為2700m附近。根據盆地沉積蓋層厚度分布,成熟烴源巖主要分布在盆地中東部地區。

儲層條件

科特迪瓦盆地儲層為白堊系海相砂巖,主要儲層為阿爾布階、土侖階-下森諾階,次要儲層為森諾曼階儲層,麥斯特里希特階和阿普特階為潛在儲層。Jubilee油田發現以前,阿爾布階砂巖是盆地最重要的儲層,這套砂巖在科特迪瓦盆地大部分地區都能夠作為有效儲層。土侖階-下森諾階儲層主要為濁積砂巖,主要分布在加納境內與科特迪瓦相鄰的深海區,Jubilee油田的主要儲層就是這套濁積砂巖,在該油田,砂巖的孔隙度在13%-28%之間,滲透率100-9000mD。這套儲層主要分布于加納境內的深水區(圖3)。

蓋層條件

整個下白堊統和上白堊統都有局部層內的泥巖蓋層。盆地主要的區域蓋層是森諾階頁巖。不整合面和斷層也可起到封蓋作用。

圈閉特征

科特迪瓦盆地主要圈閉類型包括:斷層圈閉、地層及巖性圈閉、背斜圈閉。阿爾布階及其以下儲層圈閉類型主要為構造圈閉,主要分布于阿比讓邊緣構造帶盒大拉烏高地兩個正向構造帶。森諾曼階及其以上儲層,主要為巖性及地層圈閉,主要分布于盆地東部加納境內的深水區。

成藏主控因素及油氣分布規律

科特迪瓦盆地縱向上分為裂谷層序含油氣系統和被動邊緣層序含油氣系統,這兩套含油氣系統具有不同的油氣成藏主控因素及油氣分布規律。

1裂谷層序的成藏主控因素及油氣分布規律

裂谷層序含油氣系統成藏上覆被動大陸邊緣期巨厚以泥巖為主的地層可作為良好的區域性蓋層,斷層一般僅在裂谷期地層發育,裂谷期含油氣系統的儲層和保存條件普遍較好。由于該盆地沉積蓋層厚度較大的區域范圍局限,成熟烴源巖分布范圍有限,裂谷期圈閉主要分布在盆地內的兩個正向構造帶上,因此該含油氣系統的成藏主控因素為成熟烴源巖的分布和圈閉發育情況。受上述成藏控制因素作用影響,裂谷層序的油氣集中分布在阿比讓邊緣正向構造帶(圖4),該構造帶內發育一系列西-北東-東-南東背斜圈閉及斷塊圈閉。該正向構造帶早期為盆地的沉積中心,沉積蓋層厚度大,烴源巖已經成熟。

2被動大陸邊緣層序的成藏主控因素及油氣分布規律

科特迪瓦盆地在被動大陸邊緣時期處于相對穩定的構造環境,全盆地范圍內被動邊緣層序構造圈閉均欠發育,但保存條件相對較好。該含油氣系統的成藏主控因素為烴源巖的成熟度及濁積砂體分布。受上述主要因素控制,被動邊緣層序的油氣主要分布在盆地東部加納境內塔諾次盆的深水區,該地區被動大陸邊緣期烴源巖已經成熟,發育大型濁積砂體,上傾方向靠斷層或巖性尖滅遮擋形成圈閉。目前在該地區已經發現了Jubilee、Teak、Odum、Tweneboa等多個大型油氣田。

有利區預測

科特迪瓦盆地裂谷期成藏組合的有利區位于阿比讓邊緣構造帶的東部(圖5),該地區是早期的沉積中心,烴源巖成熟,同時又是目前的正向斷壘構造帶,構造圈閉發育(圖5)。油氣成藏條件有利,目前已有大量油氣發現,仍有大量的未鉆圈閉,具有良好的勘探潛力。而在阿比讓邊緣構造帶向深海和向陸方向,裂谷期地層呈近單斜形態,圈閉不發育(圖5);在該構造帶的西部,沉積蓋層厚度小,烴源巖不熟;這兩個地區勘探風險較大。

盆地東側加納境內靠近科特迪瓦-加納邊界線附近的塔諾次盆深水區,是被動大陸邊緣成藏組合的有利區(圖5)。該地區濁積砂體發育,地層尖滅和斷層側翼遮擋形成巖性圈閉,緊鄰成熟烴源巖,仍然存在大量的未鉆圈閉,具有良好的勘探潛力。塔諾次盆淺海區,被動大陸邊緣期源巖未熟,缺少溝通裂谷期源巖和被動大陸邊緣期儲層的斷層作為油氣運移通道;盆地西側的其它地區,古地形較陡,濁積砂體以水道沉積為主,砂體規模較小;勘探潛力較小。

結論

科特迪瓦盆地屬典型的轉換大陸邊緣盆地,經歷了3個主要構造演化階段,即前轉換階段、同轉換階段和后轉換被動大陸邊緣階段。兩條大型轉換斷裂帶控制盆地邊界,盆地內存在兩個主要的走向與海岸平行的正向構造帶。

盆地主要烴源巖包括阿爾布階傾油型烴源巖和森諾曼階-土侖階淺海相頁巖,成熟烴源巖主要分布在阿比讓邊緣構造帶和塔諾次盆一帶。主要儲層為阿爾布階、土侖階-下森諾階,阿爾布階儲層分布廣泛,土侖階-下森諾階為濁積砂巖儲層,主要分布在塔諾次盆深水區。盆地主要的區域蓋層是森諾階頁巖。盆地內構造圈閉主要分布于盆地內兩個正向構造帶,巖性及地層圈閉主要分布于塔諾次盆深水區。

裂谷層序的成藏主控因素為成熟烴源巖的分布和圈閉發育情況,油氣集中分布在阿比讓邊緣正向構造帶。被動邊緣層序成藏主控因素為烴源巖的成熟度及濁積砂體分布,油氣主要分布在塔諾次盆的深水區。科特迪瓦盆地裂谷期成藏組合的有利區位于阿比讓邊緣構造帶的東部,塔諾次盆深水區是被動大陸邊緣成藏組合的有利區,這兩個地區油氣成藏條件有利,目前已有大量油氣發現,仍有大量的未鉆圈閉,具有良好的勘探潛力。