亞諾斯前陸盆地MM油田成藏規(guī)律及成藏模式

馮 方，王曉杰，呂本勛，吳小斌，李海燕

1.中石化國際石油勘探開發(fā)有限公司， 北京 1002692.新疆廣匯石油有限公司， 北京 1000553.延安大學能源與環(huán)境工程學院， 陜西 延安 7160004.中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102249

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亞諾斯前陸盆地MM油田成藏規(guī)律及成藏模式

馮 方1，王曉杰1，呂本勛2，吳小斌3，李海燕4

1.中石化國際石油勘探開發(fā)有限公司， 北京 1002692.新疆廣匯石油有限公司， 北京 1000553.延安大學能源與環(huán)境工程學院， 陜西 延安 7160004.中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102249

MM油田位于南美洲哥倫比亞境內(nèi)亞諾斯前陸盆地東部斜坡帶，遠離西部烴源灶，以微幅度、小規(guī)模巖性-構(gòu)造油藏為主。本文通過研究亞諾斯盆地構(gòu)造演化史并充分結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)、測井、地震等資料，總結(jié)出MM油田具有“遠源復(fù)合輸導(dǎo)，斷層遮擋式成藏”的油氣成藏規(guī)律，油氣遠源輸導(dǎo)控制油藏豐度，構(gòu)造位置控制油氣聚集，斷層側(cè)向封閉控制油藏分布，圈閉大小及儲層物性條件直接影響油藏規(guī)模。在研究區(qū)，卡沃內(nèi)拉組C7段儲層為油氣側(cè)向運移主要載體，斷層為油氣垂向運移主要通道，斷層斷距與蓋層厚度之間的匹配關(guān)系及圈閉條件共同控制MM油田成藏模式，形成了斷鼻、巖性-斷層及斷層-巖性等3種油藏類型。

亞諾斯前陸盆地；成藏規(guī)律；斷層遮擋；斷層側(cè)向封堵；成藏模式

0 前言

亞諾斯盆地位于南美洲北部哥倫比亞境內(nèi)，為富油氣前陸盆地。西部以東科迪勒拉褶皺帶為界，東部與圭亞那地盾毗鄰，南部及北部分別與沃佩斯隆起、阿普雷隆起相接，總面積為22.5 萬km2。盆地勘探活動于20世紀80年代達到高峰，近幾年又開始日趨活躍。MM油田位于亞諾斯盆地東部斜坡帶上(圖1)，總面積412 km2，三維地震資料覆蓋面積245 km2，目前已鉆井7口，其中4口獲油氣發(fā)現(xiàn)，主要含油層系為古近系卡沃內(nèi)拉組。油田圈閉面積小、幅度低，具有“一井一藏”的特點，在亞諾斯盆地東部斜坡帶上，同類型油藏較為常見。筆者期望通過對MM油田成藏規(guī)律及成藏模式的研究，能夠?qū)υ撆璧赝愋陀筒乜碧介_發(fā)起到一定借鑒作用[1]。

1 MM油田地質(zhì)特征

1.1 構(gòu)造演化與地層

亞諾斯盆地在構(gòu)造上位于南美板塊東北部，從屬安第斯期前陸盆地，大體經(jīng)歷了3個演化階段：三疊紀--早白堊世弧后裂谷盆地階段、晚白堊世--中新世早期巨前陸盆地階段和中新世--現(xiàn)今亞諾斯前陸盆地階段。

亞諾斯盆地基底為寒武紀巖漿巖和變質(zhì)巖，古生界沉積主要為被動大陸邊緣淺海相碳酸鹽巖，中生代亞諾斯弧后裂谷盆地屬縱貫?zāi)厦乐藁『罅压扰璧匾徊糠?，為陸?-濱淺海相沉積，沉積物源來自于東部的圭亞那地盾，地層由老到新分別為白堊系烏內(nèi)組、加切塔組及瓜達盧佩組，其中加切塔組海相頁巖是亞諾斯盆地的主要烴源巖。晚白堊世以來至中新世早期，形成了自中科迪勒拉山至東部圭亞那地盾的巨前陸盆地，沉積隆升幅度差異導(dǎo)致沉積間斷期自西向東減小，盆地西側(cè)為一系列沉積、沉降中心，地層向東部圭亞那地盾超覆減薄、尖滅。亞諾斯盆地為其東部斜坡一部分，主要沉積巴科組、洛斯庫埃沃斯組、米拉多爾組和卡沃內(nèi)拉組，屬淺海--河流--三角洲沉積。中新世中期全球海平面上升引起的海侵在亞諾斯盆地形成了萊昂組頁巖，伴隨著東科迪勒拉隆起造山，沉降中心持續(xù)東移，山前磨拉石建造在亞諾斯盆地形成了巨厚沖積扇--河流相的瓜亞沃組和尼賽西達德組沉積。構(gòu)造演化史決定了亞諾斯盆地具有西厚東薄、不對稱的結(jié)構(gòu)特征，地層沉積經(jīng)歷了陸相--海相--陸相的演變過程[1-8]。

圖1 亞諾斯盆地MM油田位置Fig.1 Location of MM oilfield in LIanos basin

MM油田地層發(fā)育不全，缺失古生界和部分中生界的地層，上白堊統(tǒng)直接超覆于結(jié)晶基底上，新生界缺失古新統(tǒng)。地層厚度由北向南逐漸增加，厚度變化范圍一般為30～60 m，主要含油層系為新生界卡沃內(nèi)拉組,其特征具體如圖2。

圖2 亞諾斯盆地MM油田層序地層柱狀圖Fig.2 Sequence stratigraphic column of MM oilfield in LIanos basin

1.2 構(gòu)造特征

MM油田油藏埋深較淺，一般為1 000～1 100 m，總體呈南低北高、西低東高的構(gòu)造格局。主要發(fā)育北東--南西走向的東傾、高角度正斷層，斷距6～12 m，在斷層的上升盤發(fā)育一系列小規(guī)模斷鼻、斷背斜構(gòu)造圈閉，圈閉幅度低，閉合高度3～9 m，面積小，最大不超過3 km2，最小的僅0.2 km2。

1.3 儲層特征

MM油田主要目的層為卡沃內(nèi)拉組，進一步細分為C1--C8八個段(圖2)，C1、C3、C5、C7段以三角洲前緣水下分支河道或河口壩沉積砂體為主，橫向變化快，具有高孔、高滲的特點，孔隙度一般為27%～31%，滲透率一般為(0.987～2.961)×10-3μm2。C2、C4、C6、C8段由前三角洲-陸棚泥組成，厚度變化明顯,向陸方向逐漸減薄,向海方向逐漸增厚。油田主要含油層系為C5段，C5a和C5b為主要含油砂體，單個油層厚度不超過4 m，最薄僅1 m。

2 MM油田成藏規(guī)律及模式

MM油田油氣成藏主要受油氣充注豐度、斷層封閉條件、構(gòu)造位置、圈閉規(guī)模及儲層物性等要素共同控制。

2.1 遠源輸導(dǎo)控制油藏豐度

“另外一點還需要注意的是，假如，中國對美國的豬肉增加關(guān)稅，這并不代表中國以后就完全不會從美國進口豬肉，中國從美國的豬肉進口量可能會減少，但是中國可能會轉(zhuǎn)向其他國家進口更多的豬肉?！薄耙虼?，這并不意味著貨物運輸就一定會減少，而是貨物運輸?shù)姆较蚩赡軙l(fā)生改變。”

白堊系加切塔組沉積的深--淺海相頁巖為亞諾斯盆地主要烴源巖，最大厚度600 m，但其生烴潛力在平面上變化較大。在盆地西部，烴源巖有機碳體積分數(shù)為1.5%～3.0%，鏡質(zhì)體反射率為0.6%～1.2%，有機質(zhì)處于大量生油階段，自西向東烴源巖成熟度漸降低，烴源灶位于盆地西部[9-13]。

MM油田位于盆地東部，遠離烴源灶，盆地西部的油氣需經(jīng)輸導(dǎo)體系遠距離運移，運移距離超過100 km，致使油源不充足，直接影響MM油田在垂向上的成藏范圍及規(guī)模。MM油田卡沃內(nèi)拉組8個層段形成了4套儲蓋組合，由下自上分別為C7-C6段組合、C5-C4段組合、C3-C2段組合、C1-萊昂組組合。油氣主要在C5段的C5a、C5b砂體聚集成藏；C3、C1段雖然儲層發(fā)育、圈閉及蓋層條件良好，但由于油源不充足，均未成藏。表1為C5段圈閉閉合高度與油柱高度對比表，圈閉油氣充滿度為65.6%～92.1%。

2.2 斷層封閉條件控制油藏分布

MM油田全區(qū)發(fā)育北東--南西走向的正斷層，含油氣圈閉均沿斷層呈串珠狀分布，圈閉面積小，基本一口井控制一油藏。斷層是控制油氣垂向運移的主要通道。已鉆井資料表明，斷層側(cè)向封堵性是控制研究區(qū)油氣分布的重要因素。

在研究區(qū)，斷層的側(cè)向封堵性受斷距大小控制。在主要含油層系C5段，上部C4段泥巖蓋層平均厚度約15 m， F1、F2斷層(圖3)斷距7～10 m。較小的斷距未能將C4泥巖完全斷開，造成C5段頂部目標盤砂巖與對置盤的泥巖對接(圖4)，使得進入目標盤儲層的油氣在欲向上傾方向運移時被上盤泥巖遮擋聚集成藏[14]，如MM3井、MM1井、MM4井均在C5段頂發(fā)現(xiàn)了斷層遮擋式背斜油藏及斷層遮擋巖性油藏等油藏類型。Kinpe圖解(圖5)計算的MM3、MM4井在C5段上升盤砂巖與下降盤泥巖對接處的深度分別為：884.8 m、885.0 m，與各油藏的油水邊界深度(OWC)相當(表1)，表明各油藏的油水分布受斷層兩盤巖性并置關(guān)系控制。而在C7段，C6段泥巖蓋層平均厚度約6.7 m，基本小于斷層斷距，C6段泥巖被完全斷開，使得斷層兩盤形成砂巖、砂巖并置，斷層在側(cè)向上是完全開啟的，油氣不能聚集成藏(圖4)，實際鉆井在C7段未能獲油氣發(fā)現(xiàn)[9-14]。

表1 MM 油田C5段圈閉幅度與油柱高度對比

圖3 MM油田C5段頂面構(gòu)造(局部)Fig.3 Top structure of C5 formation in MM oilfield (part)

圖4 MM油田過F1(a)、F2(b)斷層剖面Fig.4 Profiles of fault F1 (a) and fault F2 (b) in MM oilfield

2.3 構(gòu)造位置控制油氣聚集

2.4 圈閉規(guī)模及儲層物性控制油藏規(guī)模

圈閉的大小及儲層物性是控制MM油田油藏規(guī)模的關(guān)鍵因素;通過統(tǒng)計MM油田圈閉閉合面積及油層平均孔隙度與油藏充滿度之間的關(guān)系(圖7)可知，圈閉規(guī)模越大，物性越好，油藏油氣充滿度越高。例如MM3圈閉規(guī)模最大，油藏充滿度也最高，相反MM5圈閉規(guī)模最小，油藏豐度最低(圖7a)。MM1圈閉與MM5圈閉規(guī)模相近，處于同一構(gòu)造帶，但兩圈閉油藏油氣充滿度差異較大，MM1圈閉油藏油氣充滿度達到70%，而MM5圈閉油藏油氣充滿度僅為50%；這主要是兩圈閉儲層物性差異所引起，MM1圈閉油藏儲層平均孔隙度高達30%，MM5井圈閉油藏儲層物性變差，平均孔隙度約21%，物性差異直接導(dǎo)致油藏充滿度不同(圖7b)。

圖5 斷層 F1(a)、F2(b)Kinpe圖Fig.5 Kinpe maps of fault F1 (a) and fault F2 (b)

圖6 MM油田油藏分布特征Fig.6 Distribution of oil reservoirs in MM oilfield

2.5 油氣成藏模式

成藏模式是研究區(qū)油氣成藏條件、成藏機理和成藏過程的綜合體現(xiàn)。通過綜合MM油田油藏形成的構(gòu)造背景、油源特征、油氣運移輸導(dǎo)體系，結(jié)合其組合特征及油藏的分布規(guī)律，建立了MM油田的油氣成藏模式。

源于亞諾斯盆地西部烴源灶的油氣主要運移期發(fā)生在中新世以后，一直持續(xù)至今。油氣主要沿白堊系和第三系內(nèi)的骨架砂巖及加切塔組之上的不整合面進行側(cè)向運移，輔之以斷裂組合的形式進行垂向運移，原油運移的距離越遠，其聚集成藏的層位越淺(圖8)。

MM油田的油氣運移聚集始于晚始新世，控制油氣側(cè)向運移的主要輸導(dǎo)體為C7段厚層砂巖，斷層是油氣進行垂向運移的主要通道，具有“遠源復(fù)合輸導(dǎo)，斷層遮擋式成藏”的特點。由于斷層的遮擋作用，油氣主要在C5段頂部形成斷層遮擋式油藏。這是由于C4段泥巖厚度與斷層斷距的大小恰好使斷層兩盤砂巖-泥巖對接，形成斷層側(cè)向封堵，油氣在與斷層相關(guān)的斷背斜、斷鼻、斷塊以及局部的圈閉處聚集成藏，形成巖性-斷鼻、巖性-斷層、斷層-巖性等3種類型油藏(圖9)。 但由于遠源輸導(dǎo)， 油藏表現(xiàn)為油氣豐度不足，圈閉充滿度一般未達到100%，并且在C5段以上地層均未能聚集成藏；而在C7段，由于C6段泥巖厚度與斷層斷距的配置關(guān)系直接導(dǎo)致斷層兩盤砂巖-砂巖對接，使得斷層在C7段側(cè)向不具封堵性，油氣很難聚集成藏。

圖7 MM油田圈閉閉合面積(a)及油層平均孔隙度(b)與油藏充滿度之間的關(guān)系Fig.7 Relationships among closed area (a), average porosity (b) and abundance of reservoirs in MM oilfield

圖8 亞諾斯盆地油氣成藏模式Fig.8 Migration model of oil & gas in LIanos foreland basin

圖9 MM油田油氣成藏模式Fig.9 Migration model of oil & gas in MM oilfield

3 結(jié)論

1)MM油田位于亞諾斯盆地東部斜坡帶，主要含油層系為卡沃內(nèi)拉組C5段，圈閉幅度低，面積小，含油圈閉均沿斷層分布。

2)油氣從亞諾斯盆地西部烴源灶沿不整合-斷層-砂體的復(fù)式輸導(dǎo)體系運移至東部斜坡帶后，斷層則成為油氣垂向運移的主要通道。

3)油氣在運移的過程中，在工區(qū)內(nèi)的斷背斜、斷層遮擋的斷鼻、斷塊以及構(gòu)造隆起處聚集成藏，形成巖性-斷鼻、巖性-斷層、斷層-巖性等復(fù)合油藏，具有“遠源復(fù)合輸導(dǎo)，斷層遮擋式成藏”的特點。

4)油氣遠源輸導(dǎo)控制油藏豐度，構(gòu)造位置控制油氣聚集，斷層側(cè)向封閉控制油藏分布，圈閉大小及儲層物性條件直接影響油藏規(guī)模。

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Oil and Gas Pool-Forming Law and Reservoir Model of LIanos Foreland Basin

Feng Fang1, Wang Xiaojie1, Lü Benxun2, Wu Xiaobin3, Li Haiyan4

1.SinopecInternationalPetroleumExplorationandProductionCorporation,Beijing100269,China2.XinjiangGuanghuiPetroleumCo.,Ltd,Beijing100055,China3.SchoolofEnergyandEnvironmentalEngineering,Yan’anUniversity,Yan’an716000,Shaanxi,China4.CollegeofGeosciences,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China

The MM oilfield is located in the eastern slope of LIanos foreland basin in Colombia, South America. It is made up of many micro amplitude, small scale lithologic-structural reservoirs far away from the western hydrocarbon source. A comprehensive analysis is conducted for the history of tectonic evolution of LIanos basin with full integration of geological logging and seismic data. The results show that the oil and gas pool was formed through “hydrocarbon migrated long distance through a complex transport system and accumulated by faults sheltered”. The long distance transport system controls abundance of reservoirs, and lateral sealing faults control oil and gas distribution, while the size of trap and reservoir physical properties directly affect the reservoir scale. In the study area, for the hydrocarbon migration, the C7 formation of Carbonera group is the main lateral passage，and the faults are vertical passages. The matching relationship between the fault throw and the thickness of cap rock as well as the trap conditions jointly control MM oilfield reservoir model, fault nose, lithologic-fault， and fault-lithologic reservoir types.

LIanos foreland basin; oil and gas pool-forming law; fault sheltertd; fault lateral sealing; reservoir model

10.13278/j.cnki.jjuese.201505101.

2014-04-09

國家自然科學基金項目(41202181)；中石油科技創(chuàng)新基金項目(2012D-5006-0106)

馮方(1972--)，男，高級工程師，主要從事石油地質(zhì)綜合研究，E-mail：ffeng.sipc@sinopec.com

王曉杰(1973--)，女，滿族，高級工程師，博士，主要從事石油地質(zhì)綜合研究，E-mail:xiaojiewang.sipc@sinopec.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201505101

P613.8

A

馮方，王曉杰，呂本勛，等. 亞諾斯前陸盆地MM油田成藏規(guī)律及成藏模式.吉林大學學報:地球科學版,2015,45(5):1269-1277.

Wang Xiaojie, Feng Fang, Lü Benxun, et al. Oil and Gas Pool-Forming Law and Reservoir Model of LIanos Foreland Basin.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(5):1269-1277.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201505101.