哥倫比亞雅諾斯盆地油氣地質(zhì)特征及勘探方向

張雪峰，姚長(zhǎng)華，謝英剛，王彬，齊海燕，姜?jiǎng)P禧

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哥倫比亞雅諾斯盆地油氣地質(zhì)特征及勘探方向

張雪峰1，姚長(zhǎng)華1，謝英剛1，王彬1，齊海燕2，姜?jiǎng)P禧1

（1.中海油能源發(fā)展非常規(guī)技術(shù)研究院，天津 300457；2.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所，山東青島 266071）

雅諾斯盆地是哥倫比亞最重要的產(chǎn)油盆地，也是世界著名的含油氣盆地。盆地經(jīng)歷了古生代裂谷發(fā)育期、中生代弧后裂谷和拗陷發(fā)育期、古近紀(jì)前陸盆地發(fā)育期以及新近紀(jì)擠壓活動(dòng)發(fā)育期4個(gè)階段。受構(gòu)造、沉積演化控制，盆地具有獨(dú)特的油氣地質(zhì)特征，發(fā)育有3套含油氣系統(tǒng)。平面上油氣主要分布于盆地西部沉積中心雅諾斯逆掩前緣帶附近；垂向上油氣主要儲(chǔ)集于白堊系Guadalupe組和古近系Mirador組。通過(guò)油氣地質(zhì)綜合研究，認(rèn)為盆地西部雅諾斯逆掩前緣帶和盆地北部地塹雖然勘探程度較高，仍具有較好的勘探前景；盆地中部雅諾斯坳陷可能存在重油勘探機(jī)會(huì)。

油氣；成藏條件；勘探方向；雅諾斯盆地

雅諾斯盆地位于哥倫比亞?wèn)|部，是南美著名含油氣區(qū)次安第斯前陸盆地群之一，地理位置跨南緯1°~ 6°30′，西經(jīng)70°~77°30′，總面積達(dá)23.5×104km2。該盆地在構(gòu)造上受安第斯褶皺帶和圭亞那地盾的共同控制，是安第斯褶皺帶東側(cè)的中新生代含油氣前陸盆地[1]。

雅諾斯盆地油氣資源豐富，油氣勘探活動(dòng)始于1948年，Sliverstre是第一個(gè)油氣發(fā)現(xiàn)，截至2012年，已鉆井2 900余口，共發(fā)現(xiàn)大小油氣田235個(gè)，探明石油儲(chǔ)量18.4×108t，約占哥倫比亞油氣資源量的60%左右[2]。最大的油氣發(fā)現(xiàn)是1983年的Cano Limon大油氣田，地質(zhì)儲(chǔ)量1.73×108t，該油氣田的發(fā)現(xiàn)使Eastern 雅諾斯盆地成為南美洲一個(gè)勘探熱點(diǎn)區(qū)域。

2013年，中海油公司通過(guò)招標(biāo)獲得了雅諾斯盆地4個(gè)區(qū)塊的權(quán)益，然而，國(guó)際上對(duì)于該盆地的研究大多集中于上世紀(jì)90年代末期[3-6]，而中文文獻(xiàn)相對(duì)較少[1][7-9]，無(wú)法滿足當(dāng)前形勢(shì)下勘探需要。鑒于此，本文在前人研究基礎(chǔ)上，系統(tǒng)收集以往公開發(fā)表的資料文獻(xiàn)和咨詢公司提供的盆地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，利用石油地質(zhì)綜合分析的原理和方法，分析了雅諾斯盆地的油氣地質(zhì)特征，油氣分布、運(yùn)移規(guī)律，并指出其勘探潛力，為中國(guó)公司進(jìn)一步參與該盆地的油氣勘探開發(fā)提供決策參考。

圖1雅諾斯盆地構(gòu)造演化模式圖（據(jù)McCourt, 1984修改）[12]

1 盆地地質(zhì)特征

1.1 盆地構(gòu)造與演化

雅諾斯盆地具有典型的安第斯山弧后前陸盆地的演化特征，反映了納茲卡板塊向南美板塊俯沖以及新生代以來(lái)加勒比板塊快速東移共同作用的大地作用背景[10]。 其構(gòu)造演化經(jīng)歷了古生代裂谷發(fā)育期、中生代弧后裂谷和拗陷發(fā)育期、古近紀(jì)前陸盆地發(fā)育期以及新近紀(jì)擠壓活動(dòng)發(fā)育期4個(gè)階段[1]（圖1）。

1.2 地層與沉積特征

Eastern 雅諾斯盆地沉積演化特征主要受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和海平面升降變化的顯著控制，沉積中心位于盆地西部，地層填充總體上經(jīng)歷了海相—陸相—海相—陸相的演變過(guò)程[8]。中生代之前盆地內(nèi)各套地層的沉積物源主要來(lái)自盆地S-ES方向的圭亞那地盾；自始新世東科迪勒拉山隆起，成為Carbonera組、Leon組、Guayabo組地層的物源，但主要局限于山前一帶。

盆地基底由巖漿巖和變質(zhì)巖組成，古生界主要為被動(dòng)大陸邊緣海相碳酸鹽巖沉積；中生代裂谷發(fā)育于三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)，為陸相濱淺海相沉積[8]；在白堊系與老地層之間存在一個(gè)主不整合面。受科迪勒拉山隆起和盆地拉張作用的影響，在盆地西緣形成了一個(gè)地塹，在該地塹中沉積了厚達(dá)3 000m的晚白堊世海相沉積巖Gacheta組和Guadalupe組地層，為盆地主要烴源巖地層[11]。剖面上該階段可見四次海進(jìn)-海退交互的沉積旋回；古近紀(jì)碰撞作用進(jìn)一步加劇，海平面下降，該階段發(fā)育的Mirador和Carbonera主要為海陸過(guò)渡相地層，為盆地主要儲(chǔ)層；中新世科迪勒拉山進(jìn)一步抬升，將整個(gè)前陸盆地分割為雅諾斯盆地和西部的馬格達(dá)萊納盆地，來(lái)自科迪勒拉山的剝蝕物質(zhì)成為盆地沉積來(lái)源，形成了Leon組地層，為盆地的區(qū)域性蓋層；隨后晚中新世的磨拉石建造形成的Guayabo地層將盆地快速埋藏。

2 油氣成藏條件

2.1 烴源巖

盆地內(nèi)主要烴源巖為上白堊統(tǒng)Gacheta海相頁(yè)巖，深埋于東科迪勒拉山東側(cè)，在科迪勒拉山前沉積厚度最大，向東逐漸變薄，在盆地中部趨于尖滅，厚度30~100m。Gacheta組包括II 型和 III型干酪根，總有機(jī)碳（TOC）質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于1%~3%，總體呈現(xiàn)西高東低，北高南低的特點(diǎn)，最大值出現(xiàn)在盆地北部Cano Limon油氣田附近，可達(dá)4%左右，向南向東逐漸降低（圖2）。在生烴中心鏡質(zhì)體反射率（Ro）最高約1%，向西沉積物粒度變粗，烴源巖品質(zhì)逐漸變差（圖3）。

圖2 Gacheta地層TOC等值線

圖3 Gacheta地層Ro等值線

古新統(tǒng)Barco 組和Los Cuervos為次要烴源巖，其分布較為局限，僅對(duì)科迪勒拉山前Cusiana 和Cupiagua等大型油氣田附近區(qū)域進(jìn)行油氣充注。

另外，以往勘探活動(dòng)中在盆地古生代地層內(nèi)時(shí)常發(fā)現(xiàn)有一些零星分布的天然氣、凝析油甚至是輕質(zhì)油，因此推測(cè)盆地可能還存在有多套古生代潛在烴源巖[13]，但直到目前為止具有商業(yè)價(jià)值的烴源巖還沒有被發(fā)現(xiàn)。

2.2 儲(chǔ)集層

盆地主要儲(chǔ)層為古近系始新統(tǒng)Mirador地層。Mirador地層為一套碎屑性石英砂巖，上覆于一套區(qū)域性不整合，該不整合是從新近系至全新世地層和老地層（中生代、上白堊、古近紀(jì)）的分界線[6][14]。Mirador地層分布范圍極廣，主要分布于盆地西部，厚度在科迪勒拉山前最大超過(guò)120m，向東變薄直至尖滅，在盆地北部也較為發(fā)育（圖4）。

圖4 Mirador地層厚度等值線

雅諾斯逆掩前緣帶廣泛分布的Mirador地層為海陸過(guò)渡相沉積，主要發(fā)育有河道砂體、三角洲沖積扇體及海岸平原[6][14-15]（圖5），作為儲(chǔ)集層物性良好，孔隙度10%~25%，滲透率100~2 000mD，為典型的高孔高滲類儲(chǔ)集層。從已發(fā)現(xiàn)情況看，Mirador層占盆地總探明儲(chǔ)量的71%左右，哥倫比亞最大的油氣田Cano Limon油氣田和Cusiana油氣田均以Mirador層為主力儲(chǔ)層[5-6][16]。

盆地次要儲(chǔ)層為上白堊統(tǒng)Guadalupe組河流-三角洲相砂巖和古近系Carbonera組河流—三角洲及海岸平原相砂巖。Guadalupe層分布于全盆地，儲(chǔ)集物性好，孔隙度15%～22%，滲透率100～2 000mD，分選很好，其中一些磷酸鹽巖屑被溶蝕，產(chǎn)生了很好的次生空隙[1]；Carbonera組在盆地中東部Mirador地層尖滅區(qū)域成為主要儲(chǔ)層。

2.3 蓋層與圈閉

盆地分布多套蓋層，其中中新統(tǒng)-更新統(tǒng)Leon組泥頁(yè)巖為盆地區(qū)域性蓋層，平均厚度超過(guò)60m；漸新統(tǒng)Carbonera組層間泥頁(yè)巖，為盆地西部的半?yún)^(qū)域性蓋層；上白堊統(tǒng)主要為層間或?qū)觾?nèi)泥頁(yè)巖，為盆地中西部的區(qū)域性蓋層[1]，對(duì)油氣的垂向運(yùn)移起到了封堵作用；區(qū)域性或半?yún)^(qū)域性的蓋層對(duì)油氣的橫向運(yùn)移起加強(qiáng)作用，可將盆地西部沉積中心生成的油氣運(yùn)移至盆地中部，運(yùn)距超過(guò)100km。

圖5 Mirador地層沉積相平面圖

盆地經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的改造，不僅形成了眾多的不整合面，同時(shí)有利于各種類型圈閉的形成。主要發(fā)育有構(gòu)造圈閉和構(gòu)造-地層圈閉。構(gòu)造圈閉中斷鼻與斷背斜圈閉在橫向上和縱向上受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的控制，依附于斷裂和不整合面存在，主要分布于盆地西部和南部，具有沿構(gòu)造帶、斷裂和地層剝蝕線走向方向排列，呈帶狀的分布特征；盆地中部和北部主要發(fā)育微幅構(gòu)造圈閉和構(gòu)造-地層類圈閉。

2.4 含油氣系統(tǒng)

雅諾斯盆地已證實(shí)存在三套含油氣系統(tǒng)，分別是“Gacheta-Guadalupe自生自儲(chǔ)式”以及“Gacheta-Mirador和Gacheta-Carbonera下生上儲(chǔ)式”含油氣系統(tǒng)。其中Gacheta-Mirador是該盆地最重要的一套含油氣系統(tǒng)（圖6），通過(guò)已發(fā)現(xiàn)資源量情況統(tǒng)計(jì)，Gacheta-Mirador含油氣系統(tǒng)占盆地總發(fā)現(xiàn)資源量的60%左右。

圖6 雅諾斯盆地油氣系統(tǒng)剖面圖[13]

3 成藏主控因素

3.1 油氣分布受構(gòu)造的控制

盆地油氣分布主要受構(gòu)造和斷裂控制，比如，Cano Limon油氣田為一處走滑構(gòu)造，斷層即為油氣田邊界；Cusiana和Apiay油氣田位于雅諾斯逆掩帶上；Cabiona區(qū)塊發(fā)育的圈閉在平面上沿?cái)鄬映蚀疇钫共?，油氣藏分布于斷層兩?cè)[8]；油氣的聚集受構(gòu)造位置的控制，構(gòu)造高部位含油氣性普遍好于構(gòu)造低部位。

3.2 油氣富集程度與沉積環(huán)境關(guān)系密切

盆地已發(fā)現(xiàn)的大中型油氣田普遍位于河流-三角洲相或者海岸平原相沉積區(qū)，儲(chǔ)層具有較好的物性，如Cano Limon油氣田主要儲(chǔ)集層Mirador組為高孔高滲儲(chǔ)層。但也有例外，Cusiana油氣田主要儲(chǔ)集層Mirador層，雖然孔隙度不及白堊系Guadalupe層，但因?yàn)槁癫剌^淺，壓實(shí)作用和膠結(jié)作用不明顯，地層成份以石英砂屑巖為主，所以即使孔隙度較低（8%）時(shí)仍能保持較高的滲透率（100～1 000mD），該油氣田為典型的低孔高滲油氣田。

3.3 能否成藏與是否靠近沉積中心有關(guān)

盆地內(nèi)油氣田多位于盆地西部雅諾斯逆掩前緣帶范圍內(nèi)，或盆地北部——阿勞卡地塹區(qū)域，以上區(qū)域位于沉積中心，或同時(shí)存在多個(gè)油源區(qū)，油源供給充足。而位于盆地中部的Cabiona區(qū)塊，測(cè)井解釋孔隙度大于25%的層段才為油層，而小于20%的砂層多為干層，這與該區(qū)塊遠(yuǎn)離生烴中心，油氣充注動(dòng)力不足有關(guān)[8]。

4 有利方向及勘探風(fēng)險(xiǎn)分析

盡管在上世紀(jì)80年代中期至90年代初經(jīng)歷了一系列大規(guī)模的勘探活動(dòng)，在盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)了數(shù)個(gè)優(yōu)質(zhì)、大型油氣田，但據(jù)HIS咨詢公司和美國(guó)石油協(xié)會(huì)（API）資料顯示[2][17]，雅諾斯盆地仍有8.43×108t待探明資源量，按構(gòu)造單元?jiǎng)澐?，盆地油氣勘探有利區(qū)大致可分為3類：①盆地西部雅諾斯逆掩前緣帶狹長(zhǎng)區(qū)域。該區(qū)域?yàn)榕璧爻练e中心，烴源巖成熟度高，儲(chǔ)層厚度大且物性良好，構(gòu)造性圈閉相對(duì)發(fā)育，具有良好的儲(chǔ)蓋組合，已發(fā)現(xiàn)的巨型油氣田Cusiana和Apiaya均位于該區(qū)域，已有大型油氣田斷裂構(gòu)造周邊為勘探有利方向。主要風(fēng)險(xiǎn)為勘探程度較高，獲得大型商業(yè)發(fā)現(xiàn)難度較大；②盆地北部地塹。該區(qū)域靠近盆地生烴中心，另有研究表明可能獲得盆地北部巴里納斯坳陷油源供給[1]，生烴條件好，油源供給充足，但圈閉多為微幅構(gòu)造，圈閉有效性為最大風(fēng)險(xiǎn)；③盆地中部雅諾斯坳陷。該區(qū)域盆地勘探程度較低，目前發(fā)現(xiàn)眾多中小型油田組成的Casanara油氣田群和Rubiales重油田。具有優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)集層（Carbonera組河流-三角洲相砂巖），地震解釋證實(shí)微幅構(gòu)造較為發(fā)育，但因距離生烴中心較遠(yuǎn)，油源供給成為最大風(fēng)險(xiǎn)。

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Petroleum Geological Features and Prospecting Directions in the Llanos Basin, Colombia

ZHANG Xue-feng1YAO Chang-hua1XIE Ying-gang1WANG Bin1QI Hai-yan2JIANG Kai-xi1

（1- CNOOC Energy Development of Unconventional Institute of Technology, Tianjin 300457; 2-Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences）

The Llanos basin is one of the most important oil-producing basins in Colombia and is also a very famous petroliferous basin in the world. The basin underwent 4 development stage such as Paleozoic lifting, Mesozoic back-arc rifting and depression, and Paleogene foreland development and Neogene compression stages. Controlled by structural-sedimentary evolution this basin has a special petroleum geological feature where three sets of petroleum system were found out during the past 60 years in the basin. Oil and gas resources are distributed along the Llanos overthrust belt in the west of the basin. The Guadalupe and Mirador Formations are the most important reservoirs. A comprehensive research on petroleum geological characteristics indicate that the Llanos overthrust belt and graben area in the north of the basin show the best exploration potential, while the Llanos Depression in the middle of the basin may has heavy oil exploration opportunities.

petroleum geology; accumulation conditions; prospecting direction; Llanos basin

P618.13

A

1006-0995（2016）03-0394-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.009

2015-11-10

張雪峰（1979—），男，吉林延吉人，博士，工程師，主要從事石油天然氣地質(zhì)勘探研究