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。     

西非构造演化及其对油气成藏的控制作用

西非海岸盆地群的形成和发育,与中生代以来大西洋裂开和后期的持续扩张作用有关,是冈瓦纳大陆解体和大西洋扩张形成的大陆裂谷和被动陆缘盆地。盆地的发育受西非板块构造演化的影响,经历了晚古生代-早中生代大陆克拉通阶段(前裂谷阶段)、中-晚中生代以来的裂谷阶段、过渡阶段和中生代末-第三纪的被动陆缘阶段。由于南大西洋的裂开南早北晚,受其影响,盆地的形成时间也具有南早北晚的特征。裂谷中部盆地发育良好,向南次之,北部发育较差;裂谷末期,广泛发育了一套厚层的盐岩沉积;被动陆缘发育早期继承了裂谷阶段的沉积特征,但晚期(始新世后)则与裂谷阶段相反,北部形成了巨厚的尼日利亚三角洲沉积。北部油气藏的形成明显较南部晚,加蓬盆地以南以盐下含油气系统为主,尼日利亚盆地则以盐上第三系含油气系统为主;油气藏的形成与盐岩活动形成的构造关系密切;油气分布向海方向层位逐步变新。     

西部非洲地区油气地质特征及资源概述

西非被动大陆边缘诸盆地是目前油气勘探的重点和热点地区.该地区经历了前裂谷期、同裂谷期、过渡期和后裂谷(漂移)期等4个构造演化阶段.同裂谷期和后裂谷期分别发育了静湖相和全球性缺氧环境下的海相烃源岩,过渡阶段沉积的厚层蒸发岩可作为良好的区域性盖层,对大型圈闭的形成等起了积极作用.西非被动大陆边缘的外盆地是西非主要的油气产区,长期发育的几条大型河流携带大量碎屑物质在海域沉积,形成了大规模的三角洲、浊积扇(如尼日尔三角洲、刚果扇、宽扎扇等),对西非边缘盆地油气贡献很大.尼日尔三角洲与下刚果盆地是该区最具潜力和吸引力的盆地;加蓬盆地和穆尼盆地剩余油气资源潜力有限,关键是需要寻找新的油气增长点;而宽扎盆地深水区勘探还不成熟、风险较大.图2表3参21     

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。     

西非里奥穆尼盆地油气成藏条件及勘探方向

西非里奥穆尼盆地经历了陆内裂谷、陆间裂谷和被动大陆边缘3个构造演化阶段,发育多套烃源岩、储层及泥页岩(盐岩)盖层。以陆间裂谷阶段发育的阿普特盐岩层为界,主要形成盐上、盐下2大含油气系统。盐构造、有利储层控制了盐上含油气系统的有效成藏,优质烃源、盖层则为盐下含油气系统的关键成藏要素。综合分析认为,里奥穆尼盆地的油气勘探重点为盐上的白垩系,应寻找与盐构造相关、浊积砂体发育的构造—地层复合型油气藏;对盐下领域,应重点探索裂谷洼陷生烃中心、阿普特盐岩封盖条件好的地区,并以近源的有利构造作为优先勘探目标。     

下刚果-刚果扇盆地油气成藏分析及有利区评价

下刚果-刚果扇盆地构造演化可划分为裂谷阶段、过渡阶段和被动大陆边缘阶段,发育盐下裂谷期陆相层序、过渡期盐岩层序和盐上被动大陆边缘阶段海相层序,形成盐下裂谷期成藏组合、盐下-盐上复合成藏组合和盐上第三系浊积水道成藏组合。盐下成藏组合主要受控于裂谷盆地的发育和基底隆起,有利区位于陆上盐下裂谷盆地发育区。盐下-盐上复合成藏组合主要受控于盐下烃源岩的规模和盐窗的发育,有利区位于浅海区。盐上第三系浊积水道成藏组合主要受控于第三系浊积砂岩储层的发育及盐上烃源岩的成熟度,有利区位于深水区。     

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。     

裂谷与被动陆缘叠合盆地的盐构造与油气成藏——以西非下刚果-刚果扇盆地和宽扎盆地为例

西非海岸的加蓬、下刚果-刚果扇和宽扎等盆地均为典型的裂谷与被动陆缘叠合含盐含油气盆地,经历了裂谷期(早白垩世凡兰吟期-巴列姆期)、过渡期(阿普第期-早阿尔必期)和被动陆缘期(早白垩世阿尔必期-现今)3个演化阶段,沉积了裂谷期陆相地层、过渡期蒸发岩和被动陆缘期海相地层3套地层层序。古近纪以来,受非洲大陆隆升和大西洋被动陆缘持续沉降的影响,以过渡期蒸发岩为滑脱层,形成了变形特征迥异的盐上和盐下构造变形层;前者为盖层滑脱型构造,变形强烈,盐构造样式类型多样,从陆向海具有明显的构造分带特征;后者属于基底卷入型构造,变形微弱,基本保持了裂谷盆地的原始构造面貌。盐构造变形不仅控制盐上层系储层发育和圈闭形成,而且盐岩层本身又是盐下层系良好的区域盖层,尤其是盐岩层急剧增厚的深水-超深水地区,客观上对盐下和盐上油气系统具有明显的分隔作用,即盐下层系生成的油气仅在盐下层系运移聚集;但在盐岩层厚度急剧减薄或缺失的浅水至陆上地区,盐窗发育,加之断裂的垂向沟通,盐下油气可以向盐上层系运移并聚集成藏。      

南大西洋两岸含盐盆地类型与油气分布规律

南大西洋两岸含盐盆地属于裂谷—被动大陆边缘叠合盆地。盆地具有相同的构造演化历史和相似的地层发育特征,但油气分布极不均衡。在对盆地类型进一步细分的基础上,讨论含盐盆地油气分布规律。根据盆地裂谷层系结构特征,将南大西洋两岸含盐盆地划分为2种盆地类型:凹凸相间型裂谷层系盆地和单斜型裂谷层系盆地;再根据裂谷阶段断阶发育特征和被动大陆边缘阶段沉积特征,每种类型又可进一步划分为2个亚类。在区域成藏条件分析的基础上,划分出盐下裂谷层系、盐上白垩系和第三系3套成藏组合,明确了各类成藏组合的成藏模式和成藏主控因素。从盆地类型角度出发,在分析不同类型盆地油气成藏条件差异的基础上,指出了不同类型盆地油气分布规律的差异及勘探潜力。     

印度东部盆地群地质特征、油气成藏与深水区勘探潜力

基于印度东部盆地群区域构造沉积演化、地层充填和油气地质特征,建立深水扇体发育和成藏模式,分析深水区勘探潜力。印度东部被动大陆边缘形成源自东冈瓦纳古大陆裂解,经历了克拉通内裂谷(P_1—T)、东冈瓦纳裂谷(J_1—K_1)、裂后热沉降(K_2)和被动大陆边缘(K_3—N)4个演化阶段,发育裂后热沉降期末、被动大陆边缘I期末和Ⅱ期末3个明显不整合,形成裂谷期和被动大陆边缘Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期4套构造层,被动大陆边缘阶段沉积是盆地群地层主体,形成近岸叠覆型扇复合体、与三角洲有关的断裂坡折部位低位扇和前缘浊积扇两类富油气沉积体系。盆地内发育下二叠统、下白垩统、上白垩统和古近系4套证实的烃源岩,平面分布差异大;发育裂谷期砂岩和碳酸盐岩、裂后热沉降和被动大陆边缘时期三角洲和深水重力流砂岩等多种类型储集层,总体为中孔、低渗条件;油气盖层多、厚度变化大,漂移期多为区域封盖,其他时期则以局部封盖为主;形成上白垩统砂岩、古近系砂岩、新近系砂岩等8个成藏组合。被动大陆边缘阶段深水区油气勘探在平面上应以克里希那和高韦里河流三角洲地区为主,纵向上则以被动大陆边缘阶段与构造相关三角洲砂体、断裂坡折处低位扇、85°E海脊附近和高韦里盆地南部海域近岸扇复合体为重点。     

全球深层油气分布特征及聚集规律

通过对世界深层主要含油气盆地的分布及典型油气田的统计和解剖表明,前陆盆地、被动大陆边缘盆地、裂谷盆地和山间盆地为主要的深层含油气盆地类型;烃源岩主要为古生代和中生代泥岩,低地温梯度和异常压力有利于深部油气的生成和保存;有利的沉积相带、低地温梯度、表生风化淋滤作用、成岩作用中胶结物溶解和白云岩化作用、异常高压、早期油气充注、裂缝发育等都是形成和保存深部良好储集性能的有利因素,多由古生代和中生代的碳酸盐岩或碎屑岩组成。前陆盆地或被动陆缘盆地的背景、良好储盖配置尤其是膏岩层的发育、异常压力的存在是深层油气成藏主控因素,深层勘探应围绕具备这些条件的盆地展开。      

东海大陆边缘基底性质与沉积盆地

根据基底性质分析 ,探讨了东海大陆边缘新生代沉积盆地的形成演化与成因机制。重磁异常、岩浆活动、重矿物组合等研究结果表明 ,东海陆架第三纪盆地的基底性质与大陆裂谷盆地的基底性质类似。东海陆架沉积盆地具有断陷盆地的结构特征 ,具多物源供给条件 ,断裂活动控制了盆地的发展演化 ,并且与中国东部地区断陷盆地一样 ,也经历了断陷—断拗—拗陷的演化进程     

PETROLEUM EXPLORATION IN THE ETHIOPIAN RED SEA

The Red Sea is a pericratonic Upper Tertiary basin which developed on the continental margin of Africa during the separation of Arabia from Africa, and is characterized by halokinetic tectonics in the upper stuctual stage and block-rifting in the lower strctual stage. The margin is overprinted on a pre-rift Mesozoic platform.
Hydrocarbon exploration interest in the Ethiopian Red Sea area is based on three objectives, which correspond to stages in geotectonic evolution: Mesozic pre-rift targets; Miocene rift presalt targets; and upper Miocene-Pliocene post-rift drift sequences.
Reservoirs with appropriate sealing units (salt or shale) have been recorded. Models of sourcerock maturation using observed geothermal gradients are consistent with anaytical resuits, and prove that oil generation and preservation is to be xpected in the Ethiopian Red Sea.     

EXTENSIONAL EVOLUTION OF THE GULF OF MEXICO BASIN AND THE DEPOSITION OF TERTIARY EVAPORITES

Current interpretations of the evolution of the Gulf of Mexico Basin are guided by the critical assumption that all the salt in this huge basin is Jurassic and time‐equivalent to the Louann salt of the interior evaporite basins of Texas, Louisiana and Mississippi. This assumption forces the interpretation that extensive salt sheets that now reside within Eocene to Plio‐Pleistocene stratigraphic levels are allochthonous, having been emplaced by several episodes of Jurassic salt piercement and horizontal flow as shallow salt sills or sub‐aqueous salt glaciers during Tertiary sedimentation. This interpretation is contested from several geological viewpoints. The uncontaminated Louann salt differs substantially from salt of the coastal, offshore northern Gulf and Mexican Saline Basin, in all of which the salt carries multiple shaley layers and exotic material. The intra‐salt deformation of offshore sheets appears from cores and seismic profiles to be much less severe than would be expected if it had been emplaced via several generations of deep piercement diapirs. The intra‐salt shale laminations in the Belle Isle Salt Mine, Southern Louisiana, carry Oligocene fauna and are so closely conformable with primary salt layering that their contemporaneity with the salt is a valid conclusion. Because the Belle Isle Shale Zone is so similar to shaley zones encountered in offshore sheets, a contemporaneous origin for them is also implied. The mixed Tertiary fauna found within, and below salt sheets is so typical of sedimentary reworking that its origin from evaporite basin margins is a logical conclusion. The Gulf of Mexico Basin is unique as the presumed depository of multiple allochthonous salt sheets. Salt piercements in the remote Kavir Basin of Iran have been proposed as an analogue for the emplacement of salt canopies, but there is no sub‐surface control in the Kavir Basin and the canopy concept is not unanimously accepted. Furthuremore, the popular view that salt sheets were emplaced by submarine salt glaciers during successive episodes of piercement diapirism is doubted because of the complete absence of glaciers in todays halokinetically active basin. The preservation from solution of purported submarine salt extrusions lacks both experimental and credible geological support. Angular sub‐salt contacts of many offshore salt sheets in the northern continental slope have been interpreted as sheer or thrust contacts. However, thrusting seems unlikely in an overall extensional environment and it is here concluded that the angular contacts represent sub‐salt unconformities and that the Cretaceous and older exotic blocks found in some piercement domes have been plucked from a base‐salt unconformity surface. There is much circum‐Gulf evidence for extensional fracturing of the basement during the Tertiary period which, it is thought, supports the expectation of basement block faults, now hidden from view below thick Tertiary sediments; these faults governed sedimentation into depocenters as the basin expanded. It is concluded that salt sheets at Eocene, Oligocene, Mio‐Pliocene and Plio‐Pleistocene levels are autochthonous, a conclusion that has evolved from critical geological observations in the Belle Isle Salt Mine.     

安第斯山前典型前陆盆地油气成藏特征及主控因素

南美安第斯造山带东侧与圭亚那地盾之间形成了一系列沉积盆地,其构造演化可分为古生代克拉通边缘、中生代弧后裂谷或大陆边缘裂谷、新生代弧后前陆等3 个阶段。白垩系海相泥页岩和碳酸盐岩为主要烃源岩;发育白垩系、古近系和新近系3 大套以砂岩为主的储集层,白垩系裂谷期形成的暗色泥岩和古近系泥岩可作为良好的盖层,纵向上构成了被动陆缘和前陆层序两套储盖组合。山前带构造圈闭发育,油气藏规模大,主要为正常油;斜坡带发育构造、地层等多种圈闭,油藏规模较小,主要为重质油。主造山期形成的构造最有利于捕获油气;优质储集层和断裂构成了油气运移的输导网络;构造破坏和水洗作用使斜坡带多为稠油油藏。     

柴达木盆地第四系层序地层特征与油气评价

依据起源于被动大陆边缘海相盆地的层序地层学基本原理,对缺乏地形坡折的柴达木盆地第四系进行了层序地层研究。通过对野外露头、岩心、测井和地震资料的综合研究,将柴达木盆地第四系划分为5个沉积层序,并总结了层序边界和最大湖泛面的识别标志。指出没有地形坡折的陆相盆地沉积层序仅由下部的湖侵体系域和上部的湖退体系域组成。湖侵体系域多由几个退积式准层序组构成,向上砂泥比减小;湖退体系域多由几个井积式和加积式准层序组构成,向上砂泥比值加大。湖侵体域常在气候湿润、物源供给较多时形成,易形成广泛分布的烃源岩和三角洲,准坝成因的储集体;湖退体系域常在气候干旱、物源供给较少时形成,易形成广泛分布的泥岩和青盐岩盖层。     

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。