厄瓜多爾Oriente盆地油氣地質(zhì)條件及成藏模式

何 彬 陳詩望 郝 斐 趙剛鋒

（1.中國石油化工股份有限公司國際石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100083；2.中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

0 引言

厄瓜多爾Oriente盆地位于安第斯山以東，是南美Putumayo-Oriente-Maranon富油氣前陸盆地鏈的一部分。盆地走向近南北，呈非對稱向斜狀，西陡東緩，面積約10.0×104km2［1-2］，油氣總可采資源量約為（15～17）×108t，有較大的勘探開發(fā)潛力，成為中國石油企業(yè)海外戰(zhàn)略的重要目標區(qū)。筆者對盆地的油氣地質(zhì)條件、主要圈閉類型和各個油氣構(gòu)造帶的成藏模式進行了系統(tǒng)分析，為勘探開發(fā)提供指導。

1 構(gòu)造及地層沉積特征

Oriente盆地是發(fā)育在前寒武系基底之上的疊合盆地，經(jīng)歷了被動大陸邊緣—弧后裂谷—前陸盆地的巨大構(gòu)造轉(zhuǎn)型，現(xiàn)今的幾何樣式反映的是新近紀構(gòu)造擠壓變形的最終結(jié)果。

盆地沉積地層大致可分為4部分：古生界、三疊—侏羅系、白堊系和第三系，四套地層呈不整合接觸。白堊系是盆地的主要烴源巖和儲層發(fā)育層位（圖1）。

1.1 古生界

當時Oriente盆地處于被動大陸邊緣背景，古生界沉積于淺?！懠艹练e環(huán)境。在前寒武紀巖漿巖和變質(zhì)巖的基底之上沉積了兩套地層。最老地層是晚志留世—早石炭世的Pumbuiza組，由中等變質(zhì)的變形灰?guī)r、板巖、板狀頁巖和砂巖組成。其上覆Macuma組為一套淺海碳酸鹽巖沉積，由薄層狀的碳酸鹽巖和頁巖組成，厚750 m。

1.2 三疊—侏羅系

三疊紀時，太平洋板塊東部邊界由被動大陸邊緣轉(zhuǎn)換成了主動大陸邊緣，形成弧后裂谷盆地，發(fā)育近南北走向的正斷層，在Oriente盆地形成一系列的南北向半地塹和地塹，裂谷內(nèi)沉積了3套地層，為淺海相—陸相紅層沉積和酸性噴出巖。侏羅系Chapiza組由礫巖、砂巖和海相頁巖組成，為裂谷充填沉積。中侏羅世之后，由于Chaucha地體增生到南美板塊，局部地區(qū)發(fā)育Misahualli組噴出巖沉積。

1.3 白堊系

Chaucha地體增生事件導致了板塊俯沖的最終結(jié)束，白堊紀盆地轉(zhuǎn)入裂后熱沉降階段。東部的巴西地盾為白堊系沉積提供物源，期間沉積了Hollin組和Napo組及Basal Tena段。沉積環(huán)境為河流相、海陸交互相和淺?！懠芟啵?-5］。

Hollin組角度不整合于Chapiza組之上，由均質(zhì)的席狀砂巖、白色石英砂巖組成，厚度由盆地東緣向西逐漸增大，沉積中心在盆地西南。Napo組整合覆于Hollin組之上，由富含有機質(zhì)的泥巖、生物粒屑灰?guī)r、泥?；?guī)r和陸源砂巖組成，形成于晚白堊世的河口灣及潮坪環(huán)境。砂巖向東逐漸聚集并加厚，最大厚度超過600 m。

圖1 Oriente盆地油氣成藏條件圖

1.4 第三系

白堊紀末期，安第斯造山運動導致Oriente盆地演化成前陸盆地。新近紀之前為早安第斯造山期，區(qū)域構(gòu)造走向大體為近南北向；新近紀之后，造山作用加強，為晚（主）安第斯造山期，區(qū)域構(gòu)造線走向線為北西向。造山期沉積物源來自于安第斯山脈，沉積了自西而東厚度減薄的Tena組以及上覆的第三系磨拉石建造。其中Tena組是一套紅層，東部整合于Napo組M1砂巖之上，向西則逐漸削蝕了Na?po組頂部，由不同顏色（主要是紅色）的陸相和濱海相泥巖、粉砂巖等組成，在Oriente盆地西部最大厚度超過700 m。

2 油藏地質(zhì)條件

2.1 烴源巖分布及運移

Napo組泥頁巖及瀝青質(zhì)碳酸鹽巖有機質(zhì)豐度高，且在區(qū)域內(nèi)廣泛發(fā)育，構(gòu)成了Oriente盆地的主要烴源巖，此外其他潛在的烴源巖包括石炭 — 二疊系Macuma組、三疊系Santiago組以及侏羅系Chap?iza組黑色泥、頁巖［6-8］。Napo組烴源巖有機質(zhì)類型主要為Ⅰ型和Ⅱ型干酪根，其中Ⅰ型干酪根主要分布于盆地西部，Ⅱ型干酪根則分布在盆地東部（圖2）。其總有機碳含量（TOC）從東（＜1%）到西（＞10%）逐漸升高，在盆地西部均值超過了4.7%。Napo組烴源巖的總體成熟度不高，一般為不成熟（鏡質(zhì)體反射率Ro＜0.4%）到剛成熟（Ro＜0.55%），但在盆地南部受上覆巨厚第三系沉積的影響埋藏較深，烴源巖進入生烴門限（Ro＞0.6%）形成油氣，同時在盆地西部，頻繁發(fā)生的火山活動也促進了該地區(qū)油氣的生成。根據(jù)加拿大地質(zhì)調(diào)查局（GSC Calgary）的地化資料表明，盆地有兩個主要的生排烴區(qū)，分別位于盆地的西南和西北部，其中西南生烴區(qū)的原油為F型石油，其特征為高含硫、高比重；西北生烴區(qū)原油為G型石油，低硫、低比重。G型石油的成熟度高于F型。G型石油分布于盆地的北部和老儲層中，F(xiàn)型石油分布于盆地的中南部。此外，推測盆地西部的前白堊系地層為潛在生烴區(qū)。油氣有兩期生成和運移過程，西北部和西部灶區(qū)油氣成熟早，提供G型石油，古近系中期開始生成油氣，并向東和東南方向發(fā)生運移，西南部灶區(qū)提供F型石油，新近系開始成熟，并向東北方向運移。

2.2 儲集層

Oriente盆地的油氣主要儲集在白堊系Hollin組和Napo組中，以砂巖儲層為主，局部油田發(fā)育灰?guī)r儲集層，但規(guī)模很小［9-11］。

Hollin組：該地層為海平面快速上升背景下形成的巨厚砂巖沉積。儲層可劃分為Upper Hollin和Main Hollin砂巖，主力儲集層Main Hollin主要形成于沖積平原和河流—三角洲環(huán)境，為分選較好的石英砂巖，孔隙度為12%～17%，滲透率為50～800 mD。Upper Hollin為淺海沉積，多形成砂泥互層，物性較差，在局部地區(qū)儲集油氣，但規(guī)模較小。Hol?lin組砂巖主要分布于盆地西部，其凈砂巖的厚度可達100 m，向東厚度逐漸減薄。

圖2 Oriente盆地烴源巖有機質(zhì)豐度、類型和成熟度圖

Napo組：該地層為海平面多次升降背景下形成的一套淺海陸棚相砂泥互層沉積，發(fā)育4套砂巖儲集層（T、U、M2和M1砂巖）和兩套碳酸鹽巖儲集層（A和B灰?guī)r層）。T、U砂巖在盆地內(nèi)廣泛發(fā)育，由東向西厚度變薄，物性變差，孔隙度為12%～25%，滲透率為15～5 000 mD，砂巖凈厚度可達75 m。M2砂巖局限于盆地的東部，代表了一期有限的海退沉積。M1層由厚層—塊狀砂巖組成，沉積于白堊紀末期。受安第斯造山運動影響，盆地西部抬升遭受剝蝕，該砂巖僅在盆地中東部發(fā)育，孔隙度達20%以上，滲透率達1 000 mD以上。

此外，第三系的Basal Tena砂巖在局部也有油氣產(chǎn)出，是盆地內(nèi)一次要儲集層，孔隙度為13%～20%，平均滲透率為200 mD，但其厚度平均僅約5 m，規(guī)模很小。

2.3 生儲蓋組合特征

Oriente盆地白堊系具有良好的生儲蓋組合特征：上部Tena組頁巖發(fā)育，可作為區(qū)域蓋層。白堊系內(nèi)部泥頁巖及碳酸鹽巖可作為直接蓋層。Hollin組砂巖與上覆Napo組烴源巖組成“上生下儲”的成藏組合，Napo組內(nèi)部頁巖生油運移到砂巖儲層中，形成“下生上儲”的成藏組合，碳酸鹽巖既可以做儲層，也作為烴源巖，形成“自生自儲”的成藏組合（圖3）。

圖3 Oriente盆地白堊系儲蓋組合圖

3 圈閉類型

由于盆地經(jīng)歷了早期的拉張和后期的擠壓，盆地內(nèi)廣泛發(fā)育各種逆沖構(gòu)造、反轉(zhuǎn)構(gòu)造和與走滑斷層相關(guān)的（斷）背斜構(gòu)造，盆地內(nèi)找到的油氣絕大部分都與這類背斜構(gòu)造有關(guān)，圈閉類型主要有逆沖擠壓背斜、低幅背斜、正反轉(zhuǎn)斷層上盤斷背斜、披覆背斜4類。較為次要的構(gòu)造圈閉還有逆斷層下盤單斜構(gòu)造、巖漿巖相關(guān)背斜等。同時，Napo組內(nèi)部和頂部也存在一些巖性尖滅和地層不整合，在構(gòu)造的背景上，可以形成構(gòu)造—巖性圈閉以及構(gòu)造—地層圈閉（圖4）。

由于兩期安第斯造山運動對盆地構(gòu)造性質(zhì)的改變，目前的Oriente前陸盆地可大致分為3個大的構(gòu)造帶：西部安第斯逆沖褶皺帶、中部前陸軸部帶和東部的前陸斜坡及前隆帶。西部的逆沖改造作用最為強烈，東部次之，中部最小，因此不同類型背斜圈閉分布具有規(guī)律性［12］。

圖4 Oriente盆地構(gòu)造樣式示意圖

西部安第斯逆沖帶介于西邊的東科迪勒拉山系和東邊的Oriente盆地前陸區(qū)之間。該區(qū)發(fā)育兩個雁行排列的構(gòu)造隆起（Napo和Cutucu隆起）和一個坳陷（Pastaza或稱Puyo坳陷）。主要圈閉類型為在上盤形成的逆沖擠壓背斜，成型于新近紀。

中部前陸軸部構(gòu)造帶大致介于大型逆沖斷層和東邊的M1地層剝蝕線之間，主要發(fā)育NNE-SSW斷層，斷層規(guī)模小，一般延伸長度不超過40 km。斷層擠壓運動導致白堊紀地層褶皺，常形成低幅背斜圈閉。盆地中、西部地區(qū)還可能存在巖漿巖相關(guān)背斜。

盆地東部的前陸斜坡帶主要發(fā)育兩組走滑性質(zhì)正反轉(zhuǎn)斷層，主要為NNE-SSW向斷層，其次為NNW-SSE向斷層。這兩組斷層是在裂谷期正斷層基礎(chǔ)上，受兩期安第斯擠壓運動反轉(zhuǎn)形成正反轉(zhuǎn)斷層上盤斷背斜圈閉。正斷層的反轉(zhuǎn)有兩期，第一期正反轉(zhuǎn)（晚白堊世晚期）形成了背斜構(gòu)造的雛形，一般圈閉垂向閉合高度不大，而第二期正反轉(zhuǎn)（新近紀）活動將背斜構(gòu)造定形，垂向閉合高度被增大。逆斷層下盤單斜構(gòu)造在盆地中東部也有所發(fā)現(xiàn)，這類構(gòu)造通常與正反轉(zhuǎn)斷層上盤或擠壓逆斷層上盤形成的褶皺背斜構(gòu)造相伴生。另外，Napo組M1段砂體薄，橫向變化快，容易形成構(gòu)造—巖性復合圈閉，M1段砂巖與上覆Tena組不整合面形成構(gòu)造—地層復合圈閉。

4 成藏模式

導致油氣藏特征差異較大的主要因素是圈閉樣式及其演化、儲層發(fā)育特征、烴源巖生成和充注程度、保存條件等，它們直接控制著油氣運移和聚集特征以及油氣藏成藏格局。筆者以此為依據(jù)，對Ori?ente盆地不同構(gòu)造帶的油氣成藏模式進行了分析。

4.1 安第斯逆沖褶皺帶

西部安第斯逆沖褶皺帶主要發(fā)育垂向幅度大的逆沖擠壓背斜，圈閉初次形成于白堊紀末期，新近紀經(jīng)受強烈擠壓，圈閉幅度增大，主要儲層為Hollin組。西部和西北部灶區(qū)古近系中期成熟的G型石油沿斷層和砂體運移至此，形成逆沖擠壓背斜油氣藏，但是由于新近紀構(gòu)造活動劇烈，油氣后期容易被破壞。因此該區(qū)油氣藏規(guī)模較小，僅發(fā)現(xiàn)油田11個，占總控制儲量的5.8%。

4.2 前陸軸部帶

在中部前陸軸部帶，主要發(fā)育低幅背斜、披覆構(gòu)造圈閉，局部地區(qū)發(fā)育正反轉(zhuǎn)斷層上盤背斜、巖漿巖相關(guān)背斜等圈閉，圈閉發(fā)育條件好。儲層砂體發(fā)育廣泛，以Napo組T、U段為最優(yōu)質(zhì)儲層。盆地西南部灶區(qū)新近系成熟的F型石油向東北上傾方向運移，圈閉形成和油氣運移時間匹配良好，形成大量的油氣藏，Napo組的泥頁巖和上覆的Tena組泥巖為良好的蓋層。由于成藏條件優(yōu)越，該區(qū)已發(fā)現(xiàn)油田82個，占總控制儲量的66.8%。

4.3 前陸斜坡帶及前隆帶

在東部前陸斜坡帶，構(gòu)造樣式相對簡單，儲層以M1砂巖為主，受其沉積特征影響，橫向變化快，圈閉類型以構(gòu)造 — 巖性復合圈閉為主，局部發(fā)育低幅構(gòu)造圈閉和正反轉(zhuǎn)斷層上盤背斜圈閉。圈閉主要定型于新近系晚安第斯造山運動階段。盆地西南部灶區(qū)的新近系成熟的F型石油向東北上傾方向運移，通過斷層和砂體進入圈閉成藏。由于砂體變薄，連片性變差，加之距離烴源巖較遠，如果油源斷層不發(fā)育，油氣充注程度就可能不足，后期發(fā)育起來的自東向西的強水流也會對油氣成藏有破壞作用。該區(qū)已發(fā)現(xiàn)油田47個，占總控制儲量的27.4%。

5 結(jié)論

1） Oriente盆地烴源巖條件較好，儲層以白堊系砂巖為主，生儲蓋組合有利。對3個構(gòu)造帶上的圈閉特征進行了分析：西部安第斯逆沖褶皺帶主要發(fā)育逆沖擠壓背斜圈閉，中部前陸軸部帶主要發(fā)育低幅度背斜及披覆背斜圈閉，東部前陸斜坡及前隆帶則以構(gòu)造—巖性復合圈閉為主。

2）根據(jù)3個構(gòu)造帶上圈閉類型、構(gòu)造樣式及儲集層的差異，結(jié)合目前已發(fā)現(xiàn)油氣田特征，對Orien?te盆地內(nèi)的成藏條件進行了分析，并總結(jié)了各構(gòu)造帶的成藏模式，對該地區(qū)的油氣勘探具有一定的促進作用。

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