加蓬盆地鹽下油氣成藏特征與勘探潛力分析

黃興文

(中海油研究總院，北京 100028)

加蓬盆地鹽下油氣成藏特征與勘探潛力分析

黃興文

(中海油研究總院，北京 100028)

[摘要]加蓬盆地是一個典型的中新生代被動大陸邊緣含鹽盆地，以下白堊統(tǒng)鹽巖為界分為鹽上、鹽下2個構造層系，其鹽下層系是近年世界油氣勘探的熱點。在盆地構造演化與沉積充填特征分析的基礎上，通過對鹽下內裂谷帶、外裂谷帶烴源巖以及儲、蓋層特征的深入研究，系統(tǒng)地總結了加蓬盆地鹽下油氣成藏特征，并指出了有利勘探區(qū)帶和勘探方向。分析認為，加蓬盆地鹽下呈兩坳夾一隆格局，自東向西依次為內裂谷帶、中央凸起帶、外裂谷帶。其生儲蓋組合配置優(yōu)越，發(fā)育優(yōu)質的Melania組湖相烴源巖以及Gamba/Dentale組砂巖-Ezanga組鹽巖、Basal Sand/Lucina組砂巖-Melania組泥巖共2套儲、蓋組合。加蓬鹽下具有內裂谷帶找油、外裂谷帶找氣；內裂谷帶易形成塊狀油氣藏、外裂谷帶易于形成多層疊置層狀油氣藏的特征。其油氣具有成藏早、充滿度高，以垂向運移為主、近源成藏的特征。并最終指出南加蓬外裂谷帶中-南部深水區(qū)、北加蓬外裂谷帶淺水區(qū)為加蓬鹽下有利勘探區(qū)帶；Gamba組、Dentale組是其有利勘探目的層段；深大斷裂附近的掀斜構造是其有利勘探目標類型；且以尋找大氣田為主。

[關鍵詞]加蓬盆地；鹽下；下白堊；石油地質條件；油氣成藏特征；有利區(qū)帶；勘探方向

加蓬盆地位于西非海岸，是一個典型的南大西洋被動邊緣含鹽盆地。盆地被下白堊統(tǒng)Aptian階鹽巖劃分為鹽上、鹽下2個構造層序。2006年以來，隨著巴西桑托斯盆地深水鹽下陸續(xù)獲得多個巨型油氣田，南大西洋兩岸鹽下巨大的勘探潛力逐漸引起了全球主要油田公司的重視。西非以加蓬、寬扎為代表的含鹽盆地，經(jīng)歷了與巴西鹽盆類似的構造-沉積演化歷史，具備類似的油氣地質條件，且勘探程度低，成為了繼巴西之后的又一個勘探熱點。加蓬盆地尤其是外裂谷帶鹽下勘探程度極低，烴源巖、儲層等基本石油地質條件不清，油氣成藏特征不明。筆者在對盆地烴源巖、儲層等石油地質特征分析的基礎上，結合內、外裂谷帶鹽下油氣成藏條件、成藏特征的對比研究，探討了盆地鹽下油氣聚集規(guī)律及下階段勘探的有利區(qū)帶與方向。

1區(qū)域地質特征

1.1盆地概況與構造單元劃分

注:1mGal=10-3cm/s2?！　D1　加蓬盆地構造單元分布圖

加蓬盆地是一個典型中新生代被動大陸邊緣含鹽盆地。盆地東部為前寒武系基底，西部邊界為洋、陸殼過渡帶，南部以Mayumb斷層為界與下剛果盆地相鄰，北部以Ascension轉換斷裂帶與里奧穆尼盆地相隔。盆地面積約12.8×104km2[1～6]。盆地整體呈“東西分帶、南北分塊”的構造格局(圖1)。以N’Komi斷裂帶和蘭巴雷內隆起將盆地劃分為南加蓬次盆、北加蓬次盆和內次盆共3個二級構造單元(圖1)[6]。而在東西方向上，受早期NWW-SEE向裂谷作用的影響，盆地鹽下形成了由“內裂谷帶-中央凸起帶-外裂谷帶”組成的東西向隆坳相間的構造格局。

1.2鹽下構造演化與沉積充填

加蓬盆地是在前寒武結晶基底和前白堊褶皺基底上，通過早期裂谷作用而發(fā)展起來的，其形成、演化與岡瓦納大陸裂解，非洲板塊與南美、印度、澳大利亞和南極板塊的分離密切相關。非洲板塊與南美板塊裂解早、中期在現(xiàn)今的南大西洋兩側形成了一系列拉張型裂谷盆地，之后隨著南大西洋的打開、擴張，轉化為典型的被動大陸邊緣盆地。加蓬盆地發(fā)育始于晚侏羅世，經(jīng)歷了晚侏羅世-早白堊世裂谷、早白堊世晚期的過渡、晚白堊世-新近紀漂移3個構造演化階段[7，8]，形成了現(xiàn)今裂谷期陸相沉積充填、過渡期鹽巖沉積、漂移期海相沉積充填的3層結構，以鹽巖為界劃分為鹽上、鹽下2個勘探領域。盆地沉積厚度可達12km[9]，且具有北加蓬次盆以鹽上沉積為主、南加蓬次盆以鹽下沉積為主的特點(圖2)。

盆地裂谷階段經(jīng)歷了2期伸展斷陷(圖3)。早期伸展裂陷始于早白堊世Neocomian期，伸展中心位于南加蓬陸上-淺水區(qū)域，NE向拉伸形成了Vera Graben、Dianago Trough等近海內裂谷帶沉積中心，主要沉積了以Kissenda、Lucina為代表的細粒湖相沉積；晚期伸展始于Barremian期，伸展中心向西遷移，主要位于海上深水區(qū)，形成Atlantic Dentale Trough等外裂谷帶沉積中心，主要沉積了Melania組湖相富有機質泥巖和Dentale組河流-三角洲。2期伸展之間為一次裂谷抬升調整，伴隨裂谷肩剝蝕，形成Gamba High等中央凸起帶正向構造單元；而早Aptian的破裂不整合面標志著裂陷作用的結束，盆地進入過渡階段。在破裂不整合面之上覆蓋了一套準平原背景的Gamba組砂質沉積和Vembo組泥巖沉積。之后盆地轉為局限海蒸發(fā)環(huán)境，形成巨厚的Aptian鹽巖。2期伸展對應形成了內、外2個裂谷帶[10～13]，奠定了南加蓬鹽下總體兩坳夾一隆的構造特征。內裂谷帶鹽下沉積厚度可達5km[14]，外裂谷帶鹽下沉積厚度可達6km[15]。

圖2　加蓬盆地區(qū)域地質剖面圖

2鹽下石油地質條件

圖3　加蓬盆地綜合地層柱狀圖

2.1烴源巖

加蓬盆地鹽下發(fā)育2套湖相烴源巖，即下白堊統(tǒng)Barremian階的Melania組湖相黑色頁巖和Neocomian階的Kissenda組頁巖，其中Melania組是鹽下的主要烴源巖層系(圖3)。

內裂谷帶：鉆井揭示Melania組湖相黑色頁巖有機質豐度高，總有機碳質量分數(shù)(w(TOC))平均為6.1%，最高可達20%。干酪根類型好，以Ⅰ型為主，少量Ⅱ型，是一套優(yōu)質的油源巖，厚度可達200～600m[9]。Melania組大部分仍處于生油窗，僅部分深洼地區(qū)進入生氣窗(圖4)。

外裂谷帶：推測以Melania組烴源巖為主力源巖。目前該套烴源巖埋深大，普遍大于3500m，受深水區(qū)巨厚鹽巖降溫的作用，現(xiàn)今該套烴源巖主體在深水仍處于高熟-過熟階段(圖5)，以生氣為主, 僅局部高隆起區(qū)還處于生油窗。

注:K1m、K1k、K1d分別為下白堊統(tǒng)的Melania組、Kissenda組、Dentale組?！　D4　加蓬盆地Melania組烴源巖成熟度分布圖　　　　圖5　加蓬盆地深水某區(qū)塊Melania組烴源巖成熟度分布圖

2.2儲層

與其他西非鹽盆不同，加蓬盆地鹽下以砂巖儲層為主，各個地層均有油氣發(fā)現(xiàn)，其中主要儲層為Aptian階的Gamba組砂巖和Dentale組砂巖(圖3)[16]。

Gamba組儲層：鹽下主力儲層之一，準平原化背景沉積的一套河流-三角洲相砂巖(圖6)。內裂谷帶鉆井揭示以細粒-粗粒砂巖為主，具有下粗上細、交錯層理發(fā)育的特點。該砂巖在內裂谷帶具有席狀展布特征，厚度普遍小于60m，平均約為23m；內裂谷帶儲層埋深普遍偏淺，多為1000～2000m(如Rabi、Etame油田)，成巖作用弱，砂巖未固結，物性較好，孔隙度可達20%～30%，滲透率可高達5000mD。外裂谷帶鉆井揭示以細砂巖為主，厚度大，儲層埋深普遍超過2500m，儲層物性較好，孔隙度可達19%～23%。

Dentale組儲層：鹽下另一套主力儲層，晚裂陷期伸展背景形成的河流-三角洲相砂巖(圖7)。內裂谷帶以辨狀水道、扇三角洲沉積為主，粒度粗；內裂谷帶儲層埋深淺(1500～2500m)，孔隙度最高可達29%，滲透率最高1000mD。外裂谷帶是Dentale組沉積中心，厚度大。鉆井揭示外裂谷帶以中-細粒砂巖為主，三角洲前緣亞相為主，儲層埋深普遍超過3000m，孔隙度15%～20%，且非均質性強。

圖6　南加蓬次盆Gamba組沉積相平面圖　　　　　　　　　圖7　南加蓬次盆Dentale組沉積相平面圖

2.3蓋層

加蓬盆地鹽下蓋層條件優(yōu)越，發(fā)育多套區(qū)域性蓋層，包括Ezanga組鹽巖、Vembo組泥巖、Melania組泥巖。此外，Dentale組層間泥巖可作為局部蓋層，而上白堊統(tǒng)巨厚的海相泥巖可作為深水區(qū)鹽下儲層的有效蓋層。

Ezanga組蒸發(fā)巖是鹽下儲層最重要的一套區(qū)域性蓋層，為過渡期局限海環(huán)境產物[7]，主要由鹽巖組成，厚度普遍在200～1000m。內裂谷帶厚度相對薄而穩(wěn)定，外裂谷帶厚度變化大，最厚可達3000m以上。

3加蓬鹽下油氣成藏特征

加蓬盆地油氣勘探始于20世紀50年代，截至2013年10月共有160余個油氣藏被發(fā)現(xiàn)，可采儲量約56×108桶[1]。其中鹽上發(fā)現(xiàn)約113個，可采儲量約28×108桶，主要分布在北加蓬次盆。鹽下發(fā)現(xiàn)49個，可采儲量達到28.4×108桶，以油為主，主要分布在南加蓬次盆的內裂谷帶和中央凸起帶。加蓬盆地鹽下油氣成藏具有以下4方面特點：

3.1鹽下油氣具有內油外氣的特征

加蓬盆地內、外裂谷帶構造演化特征不同，造成烴源巖之上沉積充填差異顯著，從而影響烴源巖的熱演化程度。

內裂谷帶Melania組烴源巖沉積之后，其構造演化以多期強烈擠壓為顯著特征，造成地層大量被剝蝕，烴源巖之上殘留地層厚度薄。加之晚裂陷期及漂移期的沉積中心均位于外裂谷帶，造成內裂谷帶鹽下烴源巖大部分處于生油窗，少數(shù)深洼進入生氣窗，故內裂谷帶以找油為主。外裂谷帶是晚期裂谷和漂移階段的沉積中心，Melania組烴源巖沉積之后以持續(xù)沉積為主，構造抬升剝蝕不顯著，造成上覆沉積巨厚，烴源巖處于高熟-過熟階段，以生氣為主，故外裂谷帶以找氣為主。

3.2鹽下油氣藏具有成藏早、充滿度高的特征

圖8　南加蓬次盆Dianongo Trough某井埋藏史模擬

早白堊世裂谷期盆地具有高熱流的特點，以Ⅰ型干酪根為主的優(yōu)質Melania組湖相泥巖，在沉積后進入快速深埋階段，于早白堊世末Aptian時期即進入成熟生油階段(圖8)。裂谷末期(Aptian期末)的擠壓，一方面形成了盆地鹽下主要儲油圈閉(擠壓反轉或基底披覆)，另一方使深大油源斷裂活化溝通油源。因此，鹽下油氣具有快速生烴、早期成藏的特點，且烴源充足、油氣藏充滿度高，據(jù)陸上-淺水區(qū)域內裂谷帶的Rabi、Gamba等26個鹽下油氣藏統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，含油氣構造均被充滿。圈閉的規(guī)?？刂屏藘攘压葞}下油氣藏的儲量規(guī)模。

3.3鹽下油藏類型具有內帶塊狀、外帶層狀特征

Dentale組、Gamba組沉積期盆地整體為河流-三角洲相沉積環(huán)境，物源自北向南沿著內裂谷帶Dianago Trough向外裂谷帶輸送(圖6、7)，因此整體上，內裂谷帶具有近源沉積的特征，以辮狀河-扇三角洲粗粒碎屑巖沉積為主(Rabi油田)，表現(xiàn)為大套砂夾薄泥的巖性組合特征，且內裂谷帶圈閉閉合幅度普遍偏低，多數(shù)小于200m，易于形成塊狀油藏，例如加蓬鹽下最大油田Rabi和Etame油田。

外裂谷帶整體以遠源特征為主，主體表現(xiàn)為三角洲前緣-湖相沉積為主，主力目的層段以砂泥巖互層為特征。勘探實踐表明，20m的泥巖在加蓬盆地即可起到有效封蓋作用，加之深水外帶圈閉閉合幅度普遍較高，因此外裂谷、特別是遠離物源的區(qū)域易于形成多套疊置的層狀氣藏。

3.4鹽下油氣具有垂向運移為主、近源成藏的特點

加蓬盆地的油氣在縱向上具有明顯的垂向分割性，以巨厚的Aptian階鹽巖為界分為鹽上、鹽下2個油氣系統(tǒng)。與其他鹽盆不同[17～20]，加蓬鹽下烴源巖生成的油氣全部聚集在鹽下成藏，暫未發(fā)現(xiàn)鹽下油氣穿越巨厚鹽巖在鹽上層系形成規(guī)模聚集的實例。

已發(fā)現(xiàn)鹽下油氣多位于裂谷中反轉構造或坳間隆上，具有典型近源油氣成藏的特點(圖9)。廣泛發(fā)育的深大斷裂是溝通深部Melania組烴源巖與淺部Dentale/Gamba組儲層的主要通道。湖相烴源巖生烴灶的展布主要受裂谷形態(tài)控制，成熟的生烴灶多位于裂谷中。成熟的Melania組湖相烴源巖生成油氣主要沿裂谷期深大斷裂向上運移到裂谷中央的擠壓反轉構造、掀斜構造或周邊隆起的披覆構造中成藏。

圖9　加蓬盆地鹽下油氣成藏模式圖

4加蓬鹽下勘探潛力分析

加蓬盆地鹽下油氣資源潛力豐富。據(jù)USGS (美國地質勘探局，United States Geological Survey)2000年估計，加蓬盆地鹽下待發(fā)現(xiàn)油氣資源量約14×108桶，其中陸上待發(fā)現(xiàn)油氣資源量7.92×108桶，海上待發(fā)現(xiàn)油氣資源量6.12×108桶。近年來的油氣勘探進一步證實了加蓬鹽下巨大的勘探潛力，尤其是海上的外裂谷帶勘探潛力巨大。

4.1鹽下有利區(qū)帶

1)南加蓬次盆外裂谷帶中-南部深水區(qū)地震資料顯示南加蓬次盆外裂谷帶中-南部深水區(qū)鹽下地層厚度大，最大可達6000m，鹽下物質基礎雄厚。剩余均衡布格重力異常顯示該區(qū)域發(fā)育大范圍的低重力異常區(qū)，且鹽上地層厚度薄，綜合分析認為發(fā)育鹽下裂谷期沉積中心，是湖相烴源巖最有利的發(fā)育場所；最新鉆井揭示該區(qū)Gamba組和Dentale組儲層發(fā)育、物性均較好；鹽巖和鹽上巨厚的海相泥巖作為蓋層條件優(yōu)越；與斷層相關的掀斜構造、反轉構造發(fā)育。整體油氣成藏條件好，且勘探程度極低。2013～2014年，該區(qū)域新鉆探2口鹽下探井Dianman-1B井、Leopard-1B井均獲成功，顯示該區(qū)帶鹽下具有良好的油氣勘探前景。

2)北加蓬次盆外裂谷帶中-北部淺水區(qū)北加蓬次盆外裂谷帶中-北部淺水區(qū)勘探程度低，2014年才在鹽下獲得突破。鉆井證實，該區(qū)域鹽下烴源巖條件優(yōu)越，烴源充足，烴柱高度可達320m；鹽下儲層條件好，Gamba組砂巖儲層發(fā)育。綜合分析認為，該區(qū)域鹽下勘探潛力巨大。

4.2鹽下有利勘探方向

1)以尋找大型氣田為主南加蓬次盆外裂谷帶中-南部深水區(qū)和北加蓬次盆外裂谷帶中-北部淺水區(qū)均位于外裂谷帶。外裂谷帶Melania組烴源巖具有埋深大的特征，現(xiàn)今處于高熟-過熟階段，以生氣為主，故上述2個有利勘探區(qū)帶均以找氣為主。

2)Gamba組、Dentale組為主要目的層Gamba組、Dentale組砂巖儲層在沉積時處于湖平面下降階段，湖盆碎屑供給量大，廣泛發(fā)育河流-三角洲等有利儲集相帶類型，加之埋深相對較淺，儲層物性較好。而鹽下其他儲層，如早裂陷期Kissenda組、Lucina組儲層，在其沉積時處于湖平面快速上升階段，以細粒沉積為主，粗碎屑相對不發(fā)育，僅在局部發(fā)育濁積砂巖儲層，規(guī)模相對小，加之埋深大，物性相對差。因此，Gamba組和Dentale組是現(xiàn)階段上述2個有利區(qū)帶最現(xiàn)實、最有利的主力勘探目的層系。

3)深大斷裂附近的掀斜構造是有利勘探目標斷層相關構造是外裂谷帶最有利的成藏圈閉類型，而加蓬鹽下油氣具有近源成藏的特征。因此，生烴灶內及周邊緊鄰深大斷裂的掀斜構造是最有利的勘探目標類型。

5結論

1)加蓬盆地鹽下呈兩坳夾一隆格局，自東向西依次為內裂谷帶、中央凸起帶、外裂谷帶。

2)加蓬鹽下生、儲、蓋組合配置優(yōu)越，發(fā)育優(yōu)質的Melania組湖相烴源巖，Gamba/Dentale組砂巖-Ezanga組鹽巖、Basal Sand/Lucina組砂巖-Melania組泥巖2套儲蓋組合。

3)加蓬鹽下具有內裂谷帶找油、外裂谷帶找氣，內裂谷帶易形成塊狀油氣藏、外裂谷帶易于形成多層疊置層狀油氣藏的特征；鹽下油氣具有成藏早、充滿度高、垂向運移為主、近源成藏的特征。

4)南加蓬次盆外裂谷帶中-南部深水區(qū)、北加蓬次盆外裂谷帶中-北部淺水區(qū)是加蓬盆地鹽下最有利的勘探區(qū)帶；Gamba組、Dentale組是其主要勘探目的層段；深大斷裂附近的掀斜構造是其最有利勘探目標類型，且以尋找大氣田為主。

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[編輯]鄧磊

[引著格式]黃興文.加蓬盆地鹽下油氣成藏特征與勘探潛力分析[J].長江大學學報(自科版) ,2015,12(17):1～7.

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2015)17-0001-07

[中圖分類號]TE121.1

[作者簡介]黃興文(1979-)，男，博士，工程師，現(xiàn)主要從事海外油氣勘探工作，huangxw2@cnooc.com.cn。 張金偉 (1967-)，男，博士，高級工程師，現(xiàn)主要從事地震資料解釋及綜合研究工作，jwzhang.sipc@sinopec.com。

[基金項目]國家科技重大專項(2011ZX05030-003)。 國家科技重大專項(2008ZX05028)。

[收稿日期]2014-11-20 2015-01-10