深水含油氣盆地生儲(chǔ)蓋組合類型及油氣勘探潛力

深水含油氣盆地生儲(chǔ)蓋組合類型及油氣勘探潛力

世界深水油氣勘探始于20世紀(jì)60年代末。經(jīng)過(guò)近幾十年的快速發(fā)展，油氣勘探的儲(chǔ)量和研究熱情日益增長(zhǎng)。巴西東部大陸邊緣、西非大陸邊緣、墨西哥灣、挪威中部陸架以及澳大利亞西北陸架等地區(qū)是國(guó)外深水盆地油氣勘探程度較高、成就顯著的幾個(gè)被動(dòng)大陸邊緣盆地分布區(qū),尤其是巴西東部大陸邊緣、墨西哥灣及西非大陸邊緣更是全球深水勘探的“金三角”本文從被動(dòng)大陸邊緣深水盆地發(fā)育的構(gòu)造期次角度,結(jié)合大量調(diào)研資料,總結(jié)了巴西東部大陸邊緣、西非大陸邊緣、墨西哥灣、挪威中部陸架以及澳大利亞西北陸架等地區(qū)深水盆地的主要生儲(chǔ)蓋組合方式,試圖加深對(duì)深水盆地油氣地質(zhì)特征的認(rèn)識(shí),促進(jìn)更加有效地開展深水油氣勘探。1深水盆地構(gòu)造期次世界被動(dòng)大陸邊緣盆地的構(gòu)造演化一般都經(jīng)歷了裂前期(前裂谷期)、裂谷期(裂陷期)以及裂后期(被動(dòng)陸緣期)三個(gè)大的階段,其中的裂后期或被動(dòng)陸緣期,它又包括熱沉降期和漂移期兩個(gè)亞期(表1)。與構(gòu)造期次相對(duì)應(yīng)的沉積地層分別為裂前層序、裂谷層序和被動(dòng)陸緣層序,其中被動(dòng)陸緣層序包括熱沉降層序和漂移層序兩個(gè)亞層序(表1)。從熱沉降階段到漂移階段早期,盆地內(nèi)普遍堆積了厚層的從淺海相到深海相的沉積層序,漂移階段的構(gòu)造發(fā)育和沉積模式則較為復(fù)雜,常用以代表整個(gè)被動(dòng)陸緣層序。深水含油氣盆地生儲(chǔ)蓋組合從盆地發(fā)育的構(gòu)造期次角度主要可以歸納為三類:(Ⅰ)裂谷期生儲(chǔ)蓋組合;(Ⅱ)裂谷期生或混生-漂移期儲(chǔ)蓋組合;(Ⅲ)漂移期生儲(chǔ)蓋組合(表2,圖1)。油氣的聚散、成藏、定位和分布等既嚴(yán)格受成盆期和成盆期前構(gòu)造格局的控制,又明顯受成盆期后每一次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和任一種改造形式的影響平面上不同構(gòu)造期次的生儲(chǔ)蓋組合分布是由被動(dòng)大陸邊緣演化的差異性決定的。如西岡瓦納裂解和南大西洋裂谷系形成的相同背景下,巴西東部海域諸盆地在時(shí)空上仍具有差異性,北部諸盆地未經(jīng)歷熱沉降階段是其區(qū)別于東南部桑托斯與坎普斯盆地的重要特點(diǎn)。同樣,在桑托斯盆地和坎普斯盆地之間演化的差異性(如基底演化和熱背景方面)對(duì)烴源巖的發(fā)育、熱演化及盆地的含油氣性等方面具有一定控制作用,也導(dǎo)致了兩者生儲(chǔ)蓋類型的差異:桑托斯盆地發(fā)育裂谷期生儲(chǔ)蓋組合,而坎普斯盆地發(fā)育裂谷期生或混生-漂移期儲(chǔ)蓋組合。2陸架及流加巴盆地裂谷期生儲(chǔ)蓋組合主要分布在澳大利亞西北陸架(北卡那封盆地、布勞斯盆地及波拿巴盆地),巴西東部陸架(桑托斯盆地),非洲西海岸(西非)中段(加蓬盆地和下剛果盆地)以及挪威中部陸架沃靈(V尷ring)和默勒(M尷re)盆地(圖1)。2.1期—澳大利亞西北陸架澳大利亞西北陸架被動(dòng)陸緣盆地區(qū)域總面積約120×10澳大利亞西北陸架大致經(jīng)歷了三大發(fā)展階段:(1)寒武紀(jì)—三疊紀(jì)的克拉通發(fā)育階段(前裂谷期);(2)三疊紀(jì)末期至早侏羅世早期—早白堊世的裂谷階段(裂谷期);(3)晚白堊世—現(xiàn)今的被動(dòng)大陸邊緣盆地形成階段澳大利亞西北陸架含油氣盆地區(qū)域海相儲(chǔ)蓋組合廣泛分布,是該區(qū)最重要的成藏組合類型,它們主要出現(xiàn)在裂谷層序中,屬于裂谷期生儲(chǔ)蓋組合類型(圖2)。澳大利亞西北陸架烴源巖大多集中在中生界,裂谷期生儲(chǔ)蓋組合的主力烴源巖為裂谷期中生界海陸交互相碳質(zhì)泥頁(yè)巖、煤系以及海相泥巖北卡那封盆地的生油層為上侏羅統(tǒng)Dingo組泥巖,儲(chǔ)層為下白堊統(tǒng)Barrow群濁積砂巖,包括上面所述的下白堊統(tǒng)Muderong組頁(yè)巖蓋層,它們均屬裂谷期的沉積產(chǎn)物(圖2、圖3)。2.2裂谷期生儲(chǔ)蓋組合除澳大利亞西北陸架外,巴西東部陸架(大陸邊緣)的桑托斯盆地,西非中段的加蓬盆地和下剛果盆地,以及挪威中部陸架的沃靈盆地和默勒盆地也發(fā)育有裂谷期生儲(chǔ)蓋組合(表3)。裂谷期生儲(chǔ)蓋組合中,烴源巖主要為裂谷期發(fā)育的富有機(jī)質(zhì)陸相煤層、湖泊相頁(yè)巖或海陸過(guò)渡相烴源巖,儲(chǔ)層主要為三角洲骨架砂體、河口壩、席狀砂等陸相沉積體,蓋層為互層沉積的泥頁(yè)巖或裂谷期形成的海相蒸發(fā)巖。3東部陸架坎普斯盆地裂谷期生或混生-漂移期儲(chǔ)蓋組合類型主要分布在巴西東部陸架的坎普斯盆地,西非中南部的木尼河(RioMuni)、加蓬、下剛果、寬扎、納米比亞等盆地,以及西非西南部(西南非)海岸盆地。3.1坎普斯盆地巖石山組巴西深水油氣勘探起步于20世紀(jì)80年代,其油氣儲(chǔ)量的增長(zhǎng)主要依賴于陸架區(qū)油氣田的發(fā)現(xiàn),迄今最大的儲(chǔ)量是在坎普斯盆地獲得的。坎普斯盆地位于巴西東部大陸邊緣,北端和南端分別被維多利亞高地和卡布弗里馬高地限定。該盆地已成為全球近年來(lái)油氣發(fā)現(xiàn)的一個(gè)熱點(diǎn)和亮點(diǎn)。中生代非洲與南美之間一系列裂谷的發(fā)育形成了巴西東部諸多裂谷盆地?？财账古璧氐臉?gòu)造演化分為:(1)裂谷期(早白堊世紐康姆期),以玄武巖巖漿的噴出、河流—湖泊相沉積以及三角洲沉積為特征;(2)裂后期(早白堊世阿普第期),以蒸發(fā)臺(tái)地相和碳酸鹽臺(tái)地相代表由裂谷期到裂后期的轉(zhuǎn)換,此后深水沉積環(huán)境日益增多坎普斯盆地主要為裂谷期生或混生-漂移期儲(chǔ)蓋組合類型(圖4)。主力烴源巖為裂谷期沉積的下白堊統(tǒng)巴雷姆階LagoaFeia組,由含鈣質(zhì)的黑色湖相頁(yè)巖組成3.2深水儲(chǔ)層類型裂谷期生或混生-漂移期儲(chǔ)蓋的生儲(chǔ)蓋組合類型,其烴源巖主要為鹽下斷陷期和斷坳期富有機(jī)質(zhì)的陸相和海陸過(guò)渡相烴源巖。儲(chǔ)層主要為漂移早期沉積的濱淺海相砂巖、碳酸鹽巖及漂移晚期的濁積砂巖,特別是盆地深水區(qū)熱沉降層序中的濁積巖體,是深水儲(chǔ)層的重要類型。蓋層主要為湖相頁(yè)巖和海相泥巖(表4)。這種類型的生儲(chǔ)蓋組合中,斷陷期和斷坳期富有機(jī)質(zhì)的陸相和海陸過(guò)渡相烴源巖已達(dá)到了生油門限,生成的油氣通過(guò)鹽構(gòu)造或斷層等運(yùn)移通道輸送到上白堊統(tǒng)—古近系的濁積巖或碳酸鹽儲(chǔ)集體,和儲(chǔ)集層互層的海相泥頁(yè)巖成為良好的蓋層。4生儲(chǔ)層的遷移組合漂移期生儲(chǔ)蓋組合包括墨西哥灣,西非北部的阿尤恩—塔爾法亞盆地、塞內(nèi)加爾盆地,以及西非中段的尼日爾三角洲盆地。4.1地質(zhì)背景及烴源巖墨西哥灣是最早開展深水勘探的地區(qū)之一,始于20世紀(jì)70年代,現(xiàn)已成為世界重要的深水油氣勘探區(qū)。墨西哥灣盆地呈向西北突出的弧形,總面積約130×10截至2009年,墨西哥灣盆地,包括北部的墨西哥灣盆地(美國(guó))和南部的墨西哥灣盆地(墨西哥),其油氣發(fā)現(xiàn)幾乎全部位于蘆安鹽巖之上,尤其是在深水區(qū),成藏組合以鹽上漂移期生儲(chǔ)蓋組合為主,鹽下油氣偶有發(fā)現(xiàn)漂移期上侏羅統(tǒng)的黑色鈣質(zhì)海相泥灰?guī)r和上白堊統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖為主要烴源巖4.2后期海相沉積在漂移期生儲(chǔ)蓋組合中,烴源巖主要為裂后期海相沉積,儲(chǔ)層主要為漂移期沉積的濱淺海相砂巖、碳酸鹽巖和深海相濁積砂巖,蓋層為漂移期形成的海相泥巖(表5)。5不同生儲(chǔ)蓋組合盆地的油氣勘探價(jià)值上面對(duì)三種不同生儲(chǔ)蓋組合類型的盆地分別作了研究,對(duì)它們進(jìn)行綜合分析后可以發(fā)現(xiàn),世界主要被動(dòng)大陸邊緣深水含油氣盆地發(fā)育的烴源巖主要是海陸過(guò)渡相烴源巖,儲(chǔ)層類型主要為深海相濁積砂巖,而蓋層類型則主要是海相泥頁(yè)巖。對(duì)世界主要被動(dòng)陸緣深水盆地的油氣勘探已經(jīng)取得顯著成就,在不同生儲(chǔ)蓋組合類型盆地發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量和開發(fā)的產(chǎn)量情況見表6。分析后可以發(fā)現(xiàn),不同生儲(chǔ)蓋類型盆地均有較大油氣儲(chǔ)量。裂谷期生儲(chǔ)蓋組合中,澳大利亞西北陸架勘探程度較低,是深水油氣未來(lái)勘探的重要目標(biāo);裂谷期生或混生-漂移期儲(chǔ)蓋組合的儲(chǔ)量貢獻(xiàn)較大,西非地區(qū)仍有較大潛力;漂移期生儲(chǔ)蓋組合的勘探程度高、儲(chǔ)量貢獻(xiàn)大,是現(xiàn)階段深水油氣勘探的熱點(diǎn)目標(biāo)。6漂浮期生儲(chǔ)蓋組合(1)世界被動(dòng)陸緣深水含油氣盆地根據(jù)構(gòu)造期次主要發(fā)育三種生儲(chǔ)蓋組合類型:裂谷期生儲(chǔ)蓋組合;裂谷期生或混生-漂移期儲(chǔ)蓋組合;漂移期生儲(chǔ)蓋組合