西非海岸盆地油气成藏主控因素及勘探潜力

西非海岸盆地群是典型的裂谷和被动陆缘叠合盆地,盆地经历了前裂谷阶段、同裂谷阶段、过渡阶段和被动大陆边缘阶段等4个演化阶段;发育盐下裂谷期湖相泥岩和盐上海相页岩2套主力优质烃源岩,油气主要富集在第三系广泛发育的滚动背斜和盐岩相关构造圈闭内的三角洲、水下扇碎屑岩储层中。西非海岸盆地中段的尼日尔三角洲盆地深水部分第三系成藏组合,下刚果盆地深水—超深水区盐相关构造是西非未来最有勘探潜力的地区,西非南北2段低勘探程度地区有一定的勘探潜力。      

西非海岸盆地群油气勘探成果及勘探潜力分析

西非海岸盆地群包括塔尔法亚、塞内加尔、尼日尔三角洲、杜阿拉、里奥姆尼、加蓬、下刚果、宽扎、奥兰治、科特迪瓦、贝宁等11个主要沉积盆地,它们是冈瓦纳大陆裂解和中大西洋、南大西洋及赤道大西洋张开和漂移的结果,包括被动大陆边缘盆地和转换边缘盆地两种类型沉积盆地。通过利用IHS数据库资料,在系统总结西非海岸盆地群油气勘探成果基础上,划分其为早期勘探(1953年前)、储量快速增长(1954~1973年)、储量缓慢增长(1974~1994年)和深水勘探(1995年至今)四个油气勘探阶段,认为研究区油气发现主要与盆地勘探程度、油气勘探技术进步、资源国政治形势和全球经济有关;尼日尔三角洲和下刚果等重点盆地大油气田的发现直接推动了西非海岸盆地群油气储量和产量的增长;深水区是西非海岸盆地群今后寻找大发现的潜力区,而大陆架和陆上则是重点挖潜地区。     

南大西洋被动大陆边缘盆地大油气田形成条件与分布规律——以巴西桑托斯盆地为例

南大西洋被动大陆边缘主要经历了前裂谷期、裂谷期、过渡期、漂移期4个演化阶段,发育了4套相应的沉积层序,并形成了巴西(坎普斯、桑托斯及埃斯皮里图桑托盆地等)和西非(尼日尔三角洲、下刚果、加蓬及宽扎盆地等)沿岸一系列被动大陆边缘盆地。近年来,桑托斯盆地深水区发现了Tupi和Jupiter等多个巨型油气田,作为典型的南大西洋被动大陆边缘盆地,其具有代表性的油气地质条件与分布规律可为其他盆地对比和借鉴。桑托斯盆地主力烃源岩为盐下巴雷姆阶—下阿普特阶湖相页岩和盐上赛诺曼阶—马斯特里赫特阶深海相页岩,储层包括盐下裂谷期的湖相碳酸盐岩与盐上浊积砂岩,南大西洋广泛发育的阿普特阶蒸发岩为区域盖层,同时这套蒸发岩对整个盆地的圈闭形成及油气运聚起着控制作用。结合该盆地发育的Guaratiba—Guaratiba/Guaruja/Ilhabela和Itajai-Acu-Ilhabela/Marambaia两个含油气系统与Guaratiba、Guaruja及Ilhabela等5个成藏组合特征,总结了桑托斯盆地大油气田的分布特点与控制因素,对比巴西与西非其他盆地的油气地质条件,分析认为南大西洋深水区盐下裂谷期沉积地层油气资源丰富,勘探潜力巨大,可作为今后油气勘探的重点目标。     

南大西洋重点被动大陆边缘盆地油气地质特征对比

南大西洋两岸被动大陆边缘盆地受南大西洋的张裂和持续的漂移作用的控制,具有相同的区域构造演化背景,但是,由于南大西洋裂开的不对称性和不均衡性,两侧盆地的发育及含油气性又存在着差异。南美东岸油气主要集中于大坎普斯盆地,为典型的被动大陆边缘盆地,盆地发育阶段完整,包括前裂谷、裂谷、过渡和漂移4个阶段,各阶段特征明显,发育盐下和盐上含油气系统。而西非油气主要集中于下刚果盆地和尼日尔三角洲,下刚果盆地虽总体上与前者相似,但各成藏要素的发育与其差异仍然明显;并且,各演化阶段由南向北缩减,至西非中部尼日尔三角洲仅发育裂谷和漂移阶段,且以古近系—新近系含油气系统为主。通过着重探讨南大西洋两岸重点富油气被动大陆边缘盆地的形成演化特征及对油气成藏的控制作用,对比分析了各重点含油气盆地油气成藏特征,为中国石油企业在海外战略选区提供依据。     

西非海岸盆地深水区油气地质特征和勘探前景

以板块构造理论和石油地质学理论为基础,通过分析西非海岸盆地的形成和演化,结合西非深水区油气勘探现状和深水油气藏研究结果,总结了西非深水区油气地质特征,并探讨了深水区油气勘探前景。西非海岸盆地的形成演化可以分为前裂谷、裂谷和后裂谷3个阶段。受盆地形成演化的控制,西非海岸盆地烃源岩主要包括裂谷阶段下白垩统湖相烃源岩、后裂谷阶段上白垩统海相烃源岩和古近系——新近系海相烃源岩3套;深水区储层以后裂谷阶段上白垩统和古近系——新近系深水浊积砂岩为主;主要圈闭类型为构造-地层或构造-岩性圈闭,其次为构造圈闭和地层-岩性圈闭。西非海岸盆地中以下刚果盆地和尼日尔三角洲深水区勘探前景最好,其次是科特迪瓦盆地、贝宁盆地和塞内加尔盆地深水区,杜阿拉盆地和里奥穆尼盆地深水区有一定的勘探潜力,宽扎盆地深水区目前勘探风险较大。     

西非油气富集的关键地质因素及勘探战略部署建议

非洲具有比较丰富的油气资源。西非海岸发育了15个含油气盆地,可勘探面积达331×104km2。西非海岸盆地发育3套主要的烃源岩、4套主要的储层,存在4个重要的勘探领域,既有成熟领域,也有新领域。盐岩和巨厚泥岩的发育及强烈活动对油气成藏具有重要影响。已经在整个西非海岸15个盆地发现了2095个油气田(藏),待发现资源量还很大,预计达1169×108bbl油当量。近几年来,在西非中部含盐盆地群、尼日尔三角洲盆地和科特迪瓦盆地深水区发现了多个巨型、大型油气田,掀起了西非深水勘探热潮。从勘探潜力和油气富集程度来看,西非是中国石油公司在非洲最重要的油气勘探战略基地。综合对比考虑各盆地(群)基本石油地质条件、勘探程度、勘探潜力等地质因素和非地质因素(如投资环境、政治经济、与中国关系、安全等),建议中国石油公司重点关注走滑拉分盆地群深水区(重点在科特迪瓦盆地)、中部含盐盆地群深水区(重点在刚果扇盆地和宽扎盆地)和尼日尔三角洲盆地;加强对西南非盆地群(重点在西南非海岸盆地)、北部含盐盆地群(重点在塞拉利昂—利比里亚盆地和塞内加尔盆地)油气成藏条件及勘探潜力研究。如果上述盆地有一定的勘探潜力,则可作为中国石油公司在西非的后备战场。     

非洲东西部被动大陆边缘盆地油气分布差异

以板块构造理论为基础,通过分析非洲东西部被动大陆边缘盆地的形成和演化,对比盆地的勘探数据,总结了两个地区的石油地质条件与油气分布差异,并探讨了其成因。非洲东西部共发育30个被动大陆边缘盆地,该类盆地是冈瓦纳大陆裂解,非洲与南北美洲、南极洲、印度分离的产物。板块分离过程的演化差异引起了不同的构造和沉积特征及油气分布差异。西非三角洲盆地和盐拱发育的含盐被动大陆边缘盆地油气资源丰富,尤其是深水区的油气资源量要远远大于东非,这是由于西非盆地形成时发育了巨厚的高品质烃源岩和塑性地层,且上覆有大型水系带来的巨厚碎屑岩沉积物,有利于烃源岩成熟及深水浊积砂岩、同生断层及变形构造圈闭的形成。图5表2参20     

西非海岸南、北两段主要含油气盆地油气成藏特征对比

西非海岸主要含油气盆地是典型的大陆裂谷和被动陆缘盆地的叠合盆地,具有相同的区域构造演化背景,但是,由于南、北两段板块演化的过程不同,导致了盆地形成发育时期、构造演化特征、沉积充填特征的较大差异,形成了南、北两段油气地质条件、成藏特征、油气富集程度的极大差异。西非北段盆地的形成主要与北大西洋的裂开和非洲与北美板块的分离有关,同时也受北非构造演化的控制,盆地演化早期分异强烈,没有形成统一的沉积中心,晚期进入整体坳陷阶段,受阿特拉斯造山运动的影响,地形高差大,沉积厚度向海上快速增厚。而中段和南段盆地的形成主要与南大西洋的形成和非洲与南美洲板块的分离有关,盆地演化早期形成了统一的盆地,具有相似的沉积序列和地层发育特征,其沉积中心位于中部的加蓬和下刚果盆地,第三纪进入盆地的分异期,沿西非海岸发育一系列三角洲、扇三角洲沉积体系,从北向南规模逐步减小,有尼日尔三角洲和刚果扇盆地等。通过重点探讨西非南、北两段主要含油气盆地形成演化特征及对油气成藏的控制作用,对比分析南、北两段主要含油气盆地油气成藏特征,为中石化海外在西非战略选区提供依据。     

尼日尔三角洲盆地油气地质与成藏特征

尼日尔三角洲盆地油气资源十分丰富，根据该盆地50余年油气勘探开发主要成果及其主要地质资料，研究其石油地质特征，总结其成藏和油气富集规律。尼日尔三角洲盆地是早白垩世开始发育的被动大陆边缘盆地，包括裂谷期和漂移期两个演化阶段，盆地形成发育与冈瓦纳大陆裂解和南大西洋、赤道大西洋张开有关。始新世以来长期海退形成了现今的尼日尔三角洲，自下而上发育阿卡塔组、阿格巴达组和贝宁组3个岩性地层单元。三角洲前积推进过程中，在大陆边缘重力作用下，自北向南形成了尼日尔三角洲伸展构造区、底辟构造区和逆冲推覆构造区。深水区的大型底辟逆冲构造圈闭和陆地-浅海伸展构造区的深层大型断块圈闭、断鼻构造圈闭、构造翼部大型的岩性圈闭是尼日尔三角洲盆地今后寻找大油气田的主要地区。图4表1参43     

东非裂谷系盆地群石油地质特征及勘探潜力

东非裂谷系属于形成地质时期比较新的陆内裂谷盆地群,阿尔伯特裂谷位于东非裂谷系西支北段,自2006年至今相继发现了16个油气田,累计发现可采储量11.27×108bbl。通过对阿尔伯特裂谷盆地的解剖,指出东非裂谷系为中生代与新生代两期叠合裂谷盆地,其中、新生代为主裂谷期,全部为陆相河流、湖泊沉积充填。湖盆周缘发育沉积速度快、相带变化快的冲积扇—扇(辫状河)三角洲—浊积砂体沉积体系组合。钻探结果证实具备很好的含油气条件好,发育新近系中新统湖相优质烃源岩,储层物性好,以辫状河三角洲和扇三角洲前缘亚相河道沉积为主,已发现油气全部富集于断块和断鼻圈闭之中,地震显示具备浊积砂体成藏可能。通过类比分析,东非裂谷系西支阿尔伯特裂谷至少具有(40～50)×108bbl的资源潜力,向南的系列裂谷也同样勘探潜力巨大,而东支虽然火山岩比较发育,但同样值得关注。     

南大西洋盆地深水区盐下地质特征差异性对比

南大西洋两岸盆地盐下深水区已成为油气勘探的热点区域,这些盆地经历了相似的构造演化和沉积充填,含油气地质条件也颇为相似。近年来在巴西沿岸盆地不断有重大发现,而在西非沿岸盆地盐下勘探一直未有突破。选取桑托斯、坎普斯和宽扎3个重要盆地,开展盐下地质特征对比研究,分析了盆地结构、沉积储层、烃源岩特征的差异性,认为盆地构造对沉积储层起控制作用,并进一步控制了油气成藏和聚集。巴西桑托斯盆地、坎普斯盆地分别呈现出"两隆一凹"和"三隆两凹"的构造格局,凹陷带为有利生烃凹陷,隆起区为主要油气聚集带,其规模大而且分布比较集中;而西非宽扎盆地略呈"三隆两凹"的格局,与坎普斯盆地构成共轭关系,但其盐下构造格局多为垒—堑相间的翘倾断块,规模小而分散,呈狭窄条带状展布。桑托斯、坎普斯和宽扎3个盆地盐下均发育极好湖相页岩烃源岩,沉积于微咸水—盐湖环境,为Ⅰ—Ⅱ型干酪根,并均已被钻井所证实。巴西桑托斯和坎普斯盆地盐下主要发育两套储层,即同裂谷晚期生物介壳灰岩和坳陷期微生物岩;西非宽扎盆地近期的油气发现表明,其盐下亦存在此类储层。     

西非深水沉积类型特征及油气勘探意义

深水沉积储层是目前世界油气勘探开发的热点目标,西非深水油气资源丰富,占全球深水油气总资源量的14%。根据深水沉积所处位置、沉积相带、沉积物组合及平面展布特征等差异,将深水沉积类型分为水道（单支水道、复合水道）、朵叶（单期朵叶、叠合朵叶）、天然堤（近端天然堤、远端天然堤）和深海泥。通过对不同类型深水沉积的岩相、测井相、地震相和沉积相进行分析,以深水沉积模式为指导,结合物源供给和运输通道等因素的影响,阐明了西非尼日尔三角洲盆地和下刚果-刚果扇盆地油气勘探的主要储层类型及分布。综合研究表明,复合水道浊积砂和叠合朵叶席状砂是深水沉积的主要储层,储层物性良好;近端天然堤席状砂是较好的储集体;单支水道和远端天然堤受到砂体规模和厚度的限制,储层性能一般。在尼日尔三角洲盆地深水区勘探中,首选低缓构造背景下的叠合朵叶席状砂体,其次是寻找高陡构造背景下的叠合朵叶席状砂体,最后是寻找低缓构造背景下的复合水道浊积砂体。在下刚果-刚果扇盆地深水勘探中,以寻找复合水道浊积砂体为主,其次为叠合朵叶席状砂体。     

下刚果—刚果扇盆地断裂特征及其对油气成藏的影响

下刚果—刚果扇盆地油气资源丰富、油气成藏条件优越。但由于受到盐岩的活动及区域构造应力场的作用,形成了复杂的断裂系统。此文系统分析了下刚果—刚果扇盆地的断裂特征及其对油气成藏的影响,研究认为该区平面上主要发育5个断裂带,纵向上主要发育上下两套断裂系统。断裂的形成和演化可分为三个期次,相对应可将断层分为三个级别的断层。断层的形成机制主要有盐活动及盐构造、重力滑脱作用以及古地貌格局。烃源岩的排烃时间与第三期断层活动时间相匹配,非常有利于油气沿断层进行垂向和斜侧向运移。分析认为研究区主要发育沿断阶带—碳酸盐岩运聚成藏模式、沿断层垂向运聚成藏模式以及沿盐下砂体—盐窗和Focus点运聚成藏模式共三种成藏模式。断层封堵较好,油源断层高度决定了油气运移高度和油气田规模,直接控制着油气的分布层系及规模。研究成果可指导研究区或类似地区的油气勘探。     

下刚果盆地深水区油气成藏要素特征及成藏模式研究

下刚果盆地是西非被动大陆边缘盆地油气富集区之一,特别在深水区获得了大量的油气发现,逐渐成为盆地油气勘探的热点与重点。盆地深水区油气成藏特征复杂,发育盐上海相、盐下湖相两套烃源岩;发育深层、中层和浅层3套有利储盖组合,目前勘探证实了浅层新近系浊积砂岩和深层阿尔布阶碳酸盐岩储层是盆地的两套主要目的层系,储层物性总体较好,储盖配置关系好;其中浅层组合以构造—岩性圈闭为主,深层组合以近南北向与盐岩相关的构造圈闭为主;各成藏要素在时间、空间上配置关系良好。以成藏要素研究为基础,在下刚果盆地深水区建立了盐上海相烃源生油、新近系浊积砂岩储,盐上海相烃源生油、下白垩统碳酸盐岩储,盐下湖相烃源生油、下白垩统碳酸盐岩储这3种有利的成藏模式。