南蘇丹境內(nèi)裂谷盆地源上構(gòu)造-巖性油藏成藏主控因素與成藏模式

馬 峰，龐文珠，趙文光，張 斌，趙艷軍，薛 羅，鄭 茜，陳彬滔

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，蘭州 730020；2.中國石油國際勘探開發(fā)有限公司，北京 100034）

0 引言

南蘇丹境內(nèi)的2 個裂谷盆地Melut 和Muglad盆地是中國石油最早進入海外勘探的區(qū)塊之一［1-3］，歷經(jīng)二十余年的勘探評價與部署，油氣勘探程度整體進入成熟構(gòu)造勘探階段，新的規(guī)模構(gòu)造油藏發(fā)現(xiàn)的難度越來越大。在向深層新層系、源內(nèi)新類型、盆緣新區(qū)帶探索的同時，裂谷期烴源巖層段之上的源上構(gòu)造-巖性油藏具有埋深淺、物性好、產(chǎn)量高等優(yōu)點，是成熟盆地勘探轉(zhuǎn)型和增儲上產(chǎn)的現(xiàn)實領(lǐng)域與關(guān)鍵領(lǐng)域［4］。近年來，隨著效益勘探理念逐步深入，源上規(guī)模效益構(gòu)造-巖性油藏勘探成為各油田的研究熱點和重點攻關(guān)方向［5-8］。例如，徐長貴等［5］分析了渤海海域新近系源上構(gòu)造-巖性油藏的形成條件，提出雙向供烴、繼承性構(gòu)造脊、廣布連片砂體是成藏主控因素；周心懷等［6］系統(tǒng)研究了環(huán)渤中淺層源上規(guī)模巖性油藏，認為富集主控因素為“脊-斷-砂-帶”四要素耦合；薛永安等［7］以億噸級墾利油田為例，建立了新近系“遠源匯聚-斷裂輸導、淺層大型復合河道型巖性圈閉成藏”的高效成藏模式；王德英等［8］剖析了渤海灣盆地億噸級巖性油氣藏成藏的關(guān)鍵因素，建立了“脊-斷-砂”三元控藏模式?？傮w而言，源上構(gòu)造-巖性油藏和巖性油藏的研究重點聚焦于物質(zhì)基礎(chǔ)（烴源巖條件）、源上層系規(guī)模砂體發(fā)育程度與儲-蓋組合配置關(guān)系以及油氣運移通道等方面。目前對南蘇丹境內(nèi)Melut 和Muglad 裂谷盆地早期的構(gòu)造-巖性和巖性油藏勘探聚焦于源內(nèi)和近源層系［9-11］，且多是針對單個盆地或盆地內(nèi)局部區(qū)域，對2 個盆地的源上構(gòu)造-巖性油藏缺乏關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)認識。

基于Melut 和Muglad 這2 個裂谷盆地300 多口探井的鉆井、測井及大面積連片三維地震資料，從烴源巖條件、儲-蓋組合和油氣運移通道3 個方面開展源上層系規(guī)模構(gòu)造-巖性油藏成藏條件分析，對源上構(gòu)造-巖性油藏富集主控因素進行分析，建立成藏模式，以期為源上規(guī)模效益構(gòu)造-巖性油藏勘探提供參考。

1 地質(zhì)概況

1.1 Melut盆地

Melut 盆地面積為3.3×104km2（其中約90%的面積位于南蘇丹境內(nèi)），是中非裂谷系第二大沉積盆地，地理位置上處于中非剪切帶東段南側(cè)。該盆地具有“五坳兩隆”的構(gòu)造格局（圖1a），分別為北部坳陷、中部坳陷、東部坳陷、西部坳陷、南部坳陷、Adar 隆起和中央隆起［1-3］。目前盆地內(nèi)幾乎所有的已發(fā)現(xiàn)油田都位于勘探程度較高的北部坳陷和Adar 隆起。受中非剪切帶的誘導和影響，Melut 盆地于早白堊世開始形成，盆地演化共經(jīng)歷了3 期裂陷和1 期坳陷，早白堊世第Ⅰ期裂陷作用最強，沉積了Renk 組烴源巖；晚白堊世—古新世第Ⅱ期裂陷作用相對較弱，初期沉積了Galhak 組砂泥互層，后續(xù)沉積了大套富砂地層（包括上白堊統(tǒng)Melut 組、古近系Samma 組和Yabus 組）；始新世—漸新世第Ⅲ期裂陷作用再次增強，沉積了Adar 組厚層泥巖；自中新世開始，盆地進入坳陷階段，沉積了新近系Jimidi 組砂巖和Miadol 組泥巖。上新世，盆地進入萎縮階段，以新近系Daga 組和第四系A(chǔ)gor 組砂礫巖沉積為主（圖1b）。

圖1 南蘇丹Melut 盆地構(gòu)造綱要（a）及地層綜合柱狀圖（b）Fig.1 Tectonic unit division（a）and stratigraphic column（b）of Melut Basin，South Sudan

Melut 盆地發(fā)育2 套烴源巖，主力烴源巖為下白堊統(tǒng)Renk 組湖相泥巖，次要烴源巖為上白堊統(tǒng)Galhak 組湖相/前三角洲亞相泥巖?？v向上發(fā)育源下（Gayger 組儲層-Renk 組蓋層）、源內(nèi)（Renk 組和Galhak 組砂泥互層內(nèi)部儲-蓋組合）、源上（Yabus 組儲層-Adar 組蓋層、Jimidi 組儲層-Miadol 組蓋層）3種類型4 套儲-蓋組合，其中源上Yabus 組-Adar 組儲-蓋組合是一套廣覆式厚層高孔高滲儲層與厚層優(yōu)質(zhì)泥巖蓋層構(gòu)成的“教科書式”成藏組合［12］，為盆地勘探開發(fā)的首要層系，已發(fā)現(xiàn)儲量占盆地總儲量90%以上。

1.2 Muglad盆地

Muglad 盆地面積約為11.2×104km2，位于非洲蘇丹和南蘇丹境內(nèi)，處于非洲板塊中部的中非巨型走滑斷裂帶端部，其形成和演化與非洲板塊（尤其是中非剪切帶）的演化密切相關(guān)［12］。盆地總體呈北寬南窄琵琶狀，向北西方向截止于中非剪切帶，向南東方向收斂于非洲板塊內(nèi)部，是典型的白堊紀伸展裂陷盆地（或稱陸內(nèi)裂谷）。1/2/4 區(qū)位于Muglad盆地中南部，整體具有“兩坳一隆”（Kaikang 坳陷、Keilak-Bamboo-Unity 坳陷、Kaikang 隆起）、“兩斷階兩斜坡”（Kaikang 東斷階帶、Kaikang 西斷階帶、東部斜坡帶、西部斜坡帶）的構(gòu)造格局［13］（圖2a）。Muglad 盆地經(jīng)歷了早白堊世、晚白堊世及古近紀—新近紀早期3 次大型裂陷活動及相應(yīng)的坳陷活動，形成3 套裂陷-坳陷沉積旋回，分別為AG 組裂陷沉積和Bentiu—Aradeiba 組坳陷沉積、Zarqa—Ghazal—Baraka 組裂陷沉積和Amal 組坳陷沉積、Nayil—Tendi 組裂陷沉積和Adok 組—第四系坳陷沉積（圖2b）。第Ⅰ裂陷期沉積的AG 組是研究區(qū)內(nèi)唯一一套已證實烴源巖，與上覆坳陷期Bentiu 組砂巖儲層和Aradeiba 組泥巖蓋層共同構(gòu)成生-儲-蓋組合，使Bentiu 組砂巖成為全區(qū)最為重要的產(chǎn)層。

圖2 南蘇丹Muglad 盆地構(gòu)造綱要（a）及巖性地層綜合柱狀圖（b）Fig.2 Tectonic unit division（a）and stratigraphic column（b）of Muglad Basin，South Sudan

2 構(gòu)造-巖性油藏成藏主控因素

2.1 裂陷期優(yōu)質(zhì)烴源巖

Melut 和Muglad 盆地均發(fā)育白堊紀裂陷期優(yōu)質(zhì)烴源巖，其中Melut 盆地發(fā)育下白堊統(tǒng)Renk 組和上白堊統(tǒng)Galhak 組2 套烴源巖，Muglad 盆地發(fā)育下白堊統(tǒng)AG 組烴源巖。

Melut 盆地Renk 組沉積于早白堊世第Ⅰ裂陷期（強裂陷階段），廣泛分布于各個坳陷，是一套湖相厚層暗色泥巖，坳陷中心厚度約為1 000 m，高部位厚度為100～200 m（圖3a）。巖心分析結(jié)果顯示，該套烴源巖有機質(zhì)類型以Ⅱ型為主［14］，含少量Ⅰ型，總有機碳含量（TOC）為0.62%～2.92%，生烴潛量（S1+S2）高達19.53 mg/g，鏡質(zhì)體反射率（Ro）普遍大于0.5%，坳陷中心演化程度高，Ro值超過2.0%，是一套高豐度、中—高成熟度、以生油為主的優(yōu)質(zhì)烴源巖。Galhak 組是晚白堊世第Ⅱ裂陷期水體上升過程中形成的淺湖相和三角洲前緣亞相砂泥互層沉積，坳陷中心暗色泥巖厚度約360 m，高部位厚度為20～50 m（圖3b）；烴源巖有機質(zhì)以Ⅱ和Ⅲ型為主，TOC值為0.50%～5.02%，Ro普遍大于0.5%，在坳陷中心近2.0%，是一套中等豐度、中—高成熟度、油氣兼生的中等烴源巖。Melut 盆地具有“晚期增溫”的特點，其地溫梯度相對主動裂谷盆地較低［14］，生排烴時間相對較晚。在北部坳陷3 個主要生烴凹陷中，Jamous 凹陷烴源巖埋深最大，生排烴時間相對較早；Renk 組生排烴史模擬結(jié)果顯示，Jamous凹陷于89 Ma（晚白堊世中期）開始排烴，在55 Ma（早古近紀）開始大量排烴并一直持續(xù)到現(xiàn)今，而Moleeta 凹陷和Ruman 凹陷烴源巖埋藏深度相對較小，生排烴時間略晚于Jamous 凹陷，在50～44 Ma開始大規(guī)模排烴。Galhak 組烴源巖熱演化過程較Renk 組稍晚，但現(xiàn)今也處于大規(guī)模生排烴階段?？傮w上講，Melut 盆地2 套烴源巖的大量生排烴期時間前后相接，自晚白堊世一直持續(xù)到現(xiàn)今，持續(xù)大規(guī)模生排烴為源上構(gòu)造-巖性圈閉的成藏提供了良好的油源條件。

圖3 南蘇丹Melut 盆地2 套烴源巖厚度分布Fig.3 Source rock thickness distribution in Melut Basin，South Sudan

Muglad 盆地AG 組烴源巖發(fā)育于早白堊世第Ⅰ裂陷期，此期裂陷具有強烈斷陷、控坳斷層強烈活動、可容納空間快速增長的特點。該時期湖平面快速擴張，湖盆面積擴大，半深湖—深湖亞相廣泛發(fā)育，為優(yōu)質(zhì)烴源巖的形成提供了良好的構(gòu)造-沉積環(huán)境。AG 組烴源巖平均厚度約700 m，Unity 凹陷和Kaikang 坳陷2 個生烴中心的烴源巖厚度為850～1 450 m；有機質(zhì)類型以Ⅰ和Ⅱ型為主，TOC值為1.00%～5.00%，生烴潛量（S1+S2）為5.00～20.00 mg/g，鏡質(zhì)體反射率（Ro）普遍大于0.8%，Kaikang 坳陷演化程度高，Ro大于2.0%（圖4）。AG 組烴源巖從Bentiu 組沉積期（120 Ma）開始生烴，到Ghazal沉積末期（68 Ma）開始大面積加速生烴，目前以成熟—高成熟為主［15］。

圖4 南蘇丹Muglad 盆地下白堊統(tǒng)AG 組烴源巖厚度及有機質(zhì)類型Fig.4 Thickness and organic matter types of source rocks of Lower Cretaceous AG Formation in Muglad Basin，South Sudan

2.2 多套源上儲蓋組合與垂向沉積演化

Melut 盆地源上層段發(fā)育Yabus-Adar 和Jimidi-Miadol 共2 套儲-蓋組合，Adar 組和Miadol 組發(fā)育的連續(xù)厚層泥巖層分別為其下伏Yabus 組和Jimidi組構(gòu)造-巖性圈閉的形成提供了必要的區(qū)域蓋層條件。規(guī)模構(gòu)造-巖性圈閉形成的前提條件之一是既要有規(guī)模砂體發(fā)育，又必須存在砂體垂向演化與橫向尖滅［16］，Yabus 組和Jimidi 組的沉積體系及其垂向沉積演化為規(guī)模構(gòu)造-巖性圈閉形成提供了良好條件。

Melut 盆地古近系Yabus 組沉積時期存在Gasab西、Assel、Kaka 和Ruman 等4 個大型物源區(qū)，加之該時期區(qū)域地形緩、水體淺，形成了盆地內(nèi)廣覆式分布的三角洲沉積體系。Yabus 組沉積時期可劃分出3 個三級層序（自下而上依次為Y-SQ1，Y-SQ2 和Y-SQ3），不同層序內(nèi)三角洲前緣水下分流河道河型存在垂向演化（圖5）。Y-SQ1 沉積時期砂體的含砂率總體偏高，為60%～90%，具有“砂包泥”的特征，三角洲前緣表現(xiàn)為辮狀水下分流河道與河道內(nèi)心灘壩垂向疊置、側(cè)向拼接，構(gòu)成泛連通砂巖層。YSQ2 沉積時期砂體含砂率中等，為20%～50%，具有砂泥互層特征，三角洲前緣表現(xiàn)為辮狀和曲流狀水下分流河道與河道內(nèi)心灘壩或點壩局部垂向疊置、側(cè)向拼接，形成一套砂體局部連通、局部封隔的沉積單元。Y-SQ3 沉積時期砂體含砂率低，僅為10%～25%，具有“泥包砂”的特征，三角洲前緣表現(xiàn)為曲流狀水下分流河道邊緣點壩呈孤立新月狀鑲嵌于彎曲樹枝狀分布的水下分流河道內(nèi)，形成一套砂體孤立、側(cè)向封隔的沉積單元。Y-SQ1 沉積期發(fā)育的辮狀河型水下分流河道層段砂體垂向疊置、側(cè)向拼接，厚度大、連通性好，構(gòu)成側(cè)向高速運移通道層。Y-SQ2 沉積期發(fā)育的樹枝狀辮-曲轉(zhuǎn)換層段含砂率和砂巖的厚度均適中，具有部分連通與局部封隔的特點，緊鄰下伏泛連通砂巖高速運移層，是形成規(guī)模構(gòu)造-巖性圈閉的有利層段。Y-SQ3 沉積期發(fā)育的砂體孤立、側(cè)向封隔性好，是斷層切割型構(gòu)造-巖性圈閉發(fā)育層段。

圖5 南蘇丹Melut 盆地古近系Yabus 組層序劃分方案與垂向沉積演化Fig.5 Sequence division scheme and vertical sedimentary evolution of Paleogene Yabus Formation in Melut Basin，South Sudan

Melut 盆地新近系Jimidi 組以河流沉積為主，可識別出辮狀河和曲流河2 類河型［17］。辮狀河沉積為厚層中—粗砂巖夾薄層泥巖，泥巖顏色為棕紅色或雜色，單層砂體厚度為5～12 m，測井相為高幅鋸齒箱形或漏斗形，在地震剖面上表現(xiàn)為“U”型下切，具有寬度大、下切深度中等和近似對稱的特點。曲流河沉積為中—厚層、中—細砂巖與厚層泥巖互層，其中泥巖顏色以灰綠色為主，單層砂體厚度為5～10 m，測井相為高幅鋸齒鐘形，在地震剖面上表現(xiàn)為“W”型下切，河道不對稱。Jimidi 組河流相沉積厚度約為200 m，可劃分為3 個三級層序（自下而上依次為J-SQ1，J-SQ2 和J-SQ3），受構(gòu)造作用、基準面變化、沉積物供給及氣候條件等因素的影響，從J-SQ1—J-SQ3，具有“曲-辮-曲”河型垂向演化的特征［18］（圖6）。J-SQ1 層序內(nèi)單砂體具有二元結(jié)構(gòu)，平面砂體呈彎曲長條狀展布，河道曲率大，厚層砂體（邊灘）呈透鏡狀分布于河道邊部（圖7a）。J-SQ2層序內(nèi)單砂體呈箱形，內(nèi)部常發(fā)育多期沖刷面，平面砂體形態(tài)復雜，具網(wǎng)狀和樹枝狀特征，厚層心灘砂體多發(fā)育于河道中部（圖7b）。J-SQ3 層序內(nèi)單砂體具有典型的二元結(jié)構(gòu)，平面砂體呈彎曲長條狀展布，但河道曲率大于J-SQ1 沉積期發(fā)育的河道曲率，邊灘規(guī)模略小，呈點狀或新月狀分布（圖7c）。J-SQ1 和JSQ3 發(fā)育近連續(xù)分布的北西—南東向河漫灘相對低孔封隔帶，為形成規(guī)模構(gòu)造-巖性圈閉提供了條件。

圖6 南蘇丹Melut 盆地A 地區(qū)新近系Jimidi 組連井砂體剖面（據(jù)文獻［18］修改）Fig.6 Sandstone correlation profile of Neogene Jimidi Formation in A area，Melut Basin，South Sudan

圖7 南蘇丹Melut 盆地A 地區(qū)新近系Jimidi 組不同三級層序的砂體厚度分布特征Fig.7 Sand body thickness distribution for different third-order sequences of Neogene Jimidi Formation in A area，Melut Basin，South Sudan

Muglad 盆地Aradeiba 組沉積時期構(gòu)造穩(wěn)定，地勢平緩，古氣候濕熱，物源充足，古水體淺且動蕩，整體發(fā)育淺水三角洲前緣—湖相沉積。Aradeiba組上段主要發(fā)育淺湖亞相大套厚層泥巖，測井相為低幅平直加細齒形及低幅平直形；下段主要為淺水三角洲前緣沉積（圖8），測井相包含齒化箱形、鐘形以及少量漏斗形3 種，沉積微相為水下分流河道、河口砂壩和水下分流間灣等，泥巖顏色以棕紅色為主，砂體厚度小，橫向連續(xù)性好，隨著向盆地內(nèi)部延伸，分流河道水動力減弱、湖泊水動力增強，轉(zhuǎn)而發(fā)育遠砂壩和席狀砂等微相。

圖8 南蘇丹Muglad 盆地白堊系A(chǔ)radeiba 組巖性地層綜合柱狀圖（a）及Aradeiba 組下段沉積相分布（b）Fig.8 Stratigraphic column（a）and sedimentary facies distribution of the lower member（b）of Cretaceous Aradeiba Formation in Muglad Basin，South Sudan

2.3 油源斷裂與輸導脊耦合的控制作用

油源是源上層系構(gòu)造-巖性油藏能否成藏的關(guān)鍵因素之一，雖然發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖是基本物質(zhì)條件，但是生烴灶生成的油氣能否運移并聚集于源上層段的構(gòu)造-巖性圈閉還取決于垂向油源斷裂和側(cè)向輸導體系的發(fā)育情況。對于原地有效烴源巖發(fā)育的構(gòu)造-巖性圈閉而言，砂體能否與垂向油源斷裂溝通直接影響油氣充注度與成藏效率，但對于平面上遠離生烴中心的構(gòu)造-巖性圈閉來說，油氣成藏是由垂向油源斷裂和側(cè)向輸導條件共同決定的。多個油田的實例研究表明，優(yōu)勢運移路徑（輸導脊）是源上構(gòu)造-巖性圈閉油氣成藏的關(guān)鍵條件，沿著油氣運移的“高速公路”就可以實現(xiàn)“源上”找油，而位于油氣輸導脊周緣的構(gòu)造-巖性圈閉是源上層段油氣成藏的有利區(qū)［5-8，19］。

Melut 盆地古近系源上儲-蓋有利配置層系與白堊系烴源巖的垂向距離大于1 000 m，Renk 組主力烴源巖生成的原油要運聚至源上構(gòu)造-巖性圈閉成藏，斷裂的垂向輸導起著至關(guān)重要的作用。盆地內(nèi)主要發(fā)育4 類斷裂，即邊界控盆斷裂、盆緣斜坡區(qū)局部控凹斷裂、古近紀第Ⅲ裂陷期形成的晚期斷裂及僅第Ⅰ和Ⅱ裂陷期活動的早期斷裂（圖9）。其中，邊界控盆斷裂與盆緣斜坡區(qū)局部控凹斷裂從第Ⅰ裂陷期到第Ⅲ裂陷期長期持續(xù)活動，是溝通Renk組烴源巖與源上目的層的主要油氣垂向運移通道。形成于第Ⅲ裂陷期的斷裂數(shù)量多，是盆地斷裂的主體，該類斷裂控制了盆地源上大部分斷塊、斷鼻等含油氣圈閉的形成，同時部分斷裂晚期活動強烈，向下延伸至烴源巖發(fā)育的層位，也可為源上構(gòu)造、構(gòu)造-巖性油藏的形成提供油氣垂向運移通道。僅第Ⅰ和第Ⅱ裂陷期活動的早期斷裂主要控制著盆地早期的古地貌與沉積充填，大部分斷裂終止于下白堊統(tǒng)，對油氣成藏的控制作用不明顯。除了垂向油源斷裂直接溝通的源上構(gòu)造-巖性圈閉成藏之外，垂向油源斷裂與側(cè)向輸導體系聯(lián)合控制的構(gòu)造-巖性圈閉也具備勘探潛力。以Yabus 組為例，其上覆地層為Adar 組區(qū)域厚層泥巖，垂向及側(cè)向封堵條件均為良好，油氣從Renk 組生成以后，優(yōu)先通過油源斷裂輸導至Samma 組與Yabus 組富砂地層，受Adar 組厚層泥巖封堵影響，沿Yabus 組砂體側(cè)向輸導，從構(gòu)造低部位逐漸運移至盆緣構(gòu)造高部位。盆緣Jammam 地區(qū)Yabus 組油氣運聚模擬結(jié)果顯示（圖10），凹陷中心生成的油氣沿Jammam 斜坡運移，斜坡部位優(yōu)勢運移路徑周緣發(fā)育上傾方向具有遮擋封堵條件的構(gòu)造-巖性圈閉，則油氣進入構(gòu)造-巖性圈閉聚集成藏。

圖9 南蘇丹Melut 盆地斷裂發(fā)育情況與油氣成藏關(guān)系Fig.9 Relationship between fault development and hydrocarbon accumulation in Melut Basin，South Sudan

圖10 南蘇丹Melut 盆地Jammam 地區(qū)輸導脊發(fā)育情況與油氣成藏關(guān)系（據(jù)文獻［23］修改）Fig.10 Relationship between migration ridge development and hydrocarbon accumulation in Jammam area of Melut Basin，South Sudan

Muglad 盆地斷陷期以拉張應(yīng)力為主，坳陷期斷層活動弱或停止，正斷層按活動開始時間及持續(xù)期可分為早白堊世到古近紀持續(xù)活動的斷層、白堊紀持續(xù)活動斷層、晚白堊世到古近紀活動斷層以及古近紀活動斷層4 類［20］。烴源巖演化史研究表明，盆地油氣充注主要發(fā)生于晚白堊世Darfur 群沉積中后期［21］，因此溝通AG 組油源的前2 類斷層為Aradeiba 組源上構(gòu)造-巖性圈閉成藏提供了重要的油氣運移通道，形成早期油氣聚集（圖11）。古近紀斷層整體活動強度較弱，但在活動較強的局部地區(qū)，早期油氣藏被破壞并重新運移，受控于早期圈閉類型、晚期斷層活動特征及斷層側(cè)向封堵能力，在古近系局部形成次生油氣藏［22］。由于盆地東部斜坡帶近物源區(qū)Aradeiba 組砂巖發(fā)育，而AG 組有效烴源巖不發(fā)育，該區(qū)域不具備形成構(gòu)造-巖性成藏的條件。因此，Muglad 盆地Aradeiba 組構(gòu)造-巖性油氣藏主要發(fā)育在Toma-South 隆起帶，Kaikang 東斷階帶以及東部斜坡帶的近凹地區(qū)。

圖11 南蘇丹Muglad 盆地1 區(qū)白堊系A(chǔ)radeiba 組構(gòu)造-巖性油藏成藏模式Fig.11 Hydrocarbon accumulation model of structural-lithologic reservoirs of Cretaceous Aradeiba Formation in block 1，Muglad Basin，South Sudan

3 構(gòu)造-巖性油藏實例與成藏模式

3.1 古近系Yabus組

Melut 盆地古近系Yabus 組發(fā)育大型三角洲沉積，盆地南、北發(fā)育多個三角洲沉積體系，且不同層序內(nèi)三角洲前緣水下分流河道的河型變化明顯，河型的轉(zhuǎn)換造成不同層段儲層的物性、砂體連通性及圈閉類型均存在差異。

以Melut 盆地北部坳陷東部的Abyat 凹陷斜坡區(qū)為例，Y-SQ1 層序以發(fā)育辮狀河型水下分流河道為特征，砂體垂向疊置、側(cè)向拼接，厚度大且連通性好，是構(gòu)造圈閉的主力勘探層段，同時，當構(gòu)造圈閉不發(fā)育時，也可作為良好的油氣運移輸導層。該區(qū)主要排烴時期的油氣運聚模擬結(jié)果（圖12a）表明，白堊系Renk 組主力烴源巖生成的油氣首先沿斷裂帶垂向運移，隨后在Y-SQ1 層序辮狀河型水下分流河道厚層連通砂體的控制下（圖12b）沿斜坡區(qū)的3 個輸導脊側(cè)向運移，形成輸導脊控制下的厚層砂體高速運移通道。這3 個高速運移通道呈近南北走向，與Y-SQ2 層序（辮-曲轉(zhuǎn)換層段）近北西—南東走向的三角洲前緣主力砂體相交，油氣沿Y-SQ1連通砂體側(cè)向運移時，只要局部接觸上覆的Y-SQ2層序砂體，就會在浮力的控制下垂向輸導至Y-SQ2層序，并充注受構(gòu)造等值線和水下分流間灣泥巖側(cè)向封隔帶共同控制的構(gòu)造-巖性圈閉（圖12c），構(gòu)成“斷裂-辮狀河型連通砂體共同控運，辮-曲轉(zhuǎn)換層段構(gòu)造-巖性圈閉聚集成藏”的成藏模式。Y-SQ3 層序以曲流河型水下分流河道為主，含砂率低，泥巖厚度大且橫向穩(wěn)定，側(cè)向遮擋和垂向封蓋條件好，是形成構(gòu)造-巖性圈閉的有利層段，但因遠離烴源巖層和側(cè)向油氣運移層，需借助斷層垂向運移方可充注成藏。

圖12 南蘇丹Melut 盆地Abyat 凹陷斜坡區(qū)古近系Yabus 組構(gòu)造-巖性油藏成藏模式Fig.12 Hydrocarbon accumulation model of structural-lithologic reservoirs of Paleogene Yabus Formation in Abyat Sag of Melut Basin，South Sudan

3.2 新近系Jimidi組

Melut 盆地新近系Jimidi 組河流相的垂向演化導致不同層段儲層的物性和砂體連通性發(fā)生變化。J-SQ1 層序受溝谷地貌控制，以曲流河砂體為主，單砂體厚度為5～10 m，孔隙度為18%～24%，砂體橫向連通性差，發(fā)育呈北西—南東向展布且近連續(xù)分布的河漫灘相對低孔封隔帶。J-SQ2 沉積時期地形變陡，轉(zhuǎn)換為辮狀河沉積，單砂體厚度為5～12 m，孔隙度為22%～28%，厚層砂體垂向疊置、橫向連通。J-SQ3 層序再次轉(zhuǎn)換為曲流河沉積，單砂體厚度為5～8 m，孔隙度為18%～22%，砂體呈條帶狀展布，發(fā)育多個北西—南東走向的河漫灘相對低孔封隔帶。

研究區(qū)內(nèi)油藏解剖及稠油油藏成藏規(guī)律研究結(jié)果顯示，J-SQ1 和J-SQ3 層序發(fā)育構(gòu)造背景與河漫灘相對低孔封隔帶聯(lián)合控制的源上構(gòu)造-巖性油藏，即相對低孔封隔帶控制構(gòu)造-巖性圈閉的邊界，高孔隙度曲流河砂巖控制著稠油油藏的富集程度。Jimidi 組在垂向上遠離Renk 組主力烴源巖，油氣從白堊系烴源巖層系運移至新近系Jimidi 組需穿越上白堊統(tǒng)及古近系數(shù)千米的地層，因此，運移條件是油氣成藏的關(guān)鍵因素。Jimidi 組底面為區(qū)域不整合面，是良好的油氣側(cè)向運移通道，Jimidi 組油氣成藏必須要有油源斷裂溝通至不整合面，將深層白堊系烴源巖層系生成的原油運移至淺層，繼而通過不整合面運移至Jimidi 組有利圈閉成藏。以Mulet盆地Gandool 地區(qū)Jimidi 組稠油油藏為例［23］，鄰區(qū)Jamous 凹陷生成的原油通過斷裂垂向運移至Jimidi 組底的區(qū)域不整合面，隨后通過不整合面?zhèn)认蜻\移至有利圈閉成藏，垂向運移距離超過3 km，側(cè)向運移距離至少為25 km，屬于“斷層垂向運移-不整合面?zhèn)认蜉攲汀痹瓷蠘?gòu)造-巖性成藏模式（圖13）。依據(jù)該成藏模式，在北部坳陷Ruman 凹陷斜坡區(qū)的構(gòu)造下傾方向部署了RL-1 井，在J-SQ1 和J-SQ3 層序的構(gòu)造圈閉溢出點之外獲得了工業(yè)油流，進一步探索了源上規(guī)模構(gòu)造-巖性油藏勘探新層系（圖14）。

圖13 南蘇丹Melut 盆地Gandool 地區(qū)新近系Jimidi 組源上構(gòu)造-巖性油藏運聚成藏模式Fig.13 Migration and accumulation patterns of structural-lithologic reservoirs above source kitchen of Neogene Jimidi Formation in Gandool area，Melut Basin，South Sudan

圖14 南蘇丹Melut 盆地Ruman 凹陷斜坡區(qū)新近系Jimidi 組源上構(gòu)造-巖性油藏剖面（據(jù)文獻［18］修改）Fig.14 Structural-lithologic reservoir profile above source kitchen of Neogene Jimidi Formation in the slope zone of Ruman Sag，Melut Basin，South Sudan

3.3 白堊系A(chǔ)radeiba組

Muglad 盆地K 地區(qū)發(fā)育溝通AG 組烴源巖的繼承性活動斷層，Aradeiba 組為大套泥巖夾薄層砂巖，砂體微相類型為淺水三角洲前緣水下分流河道和河口壩，地震相表現(xiàn)為透鏡狀、丘狀不連續(xù)特征，砂巖大部分對應(yīng)波谷或峰/谷轉(zhuǎn)換面。對Aradeiba組內(nèi)部含油砂巖進行追蹤解釋，通過屬性及反演刻畫出砂體分布，可知砂體橫向變化快，存在巖性尖滅。基于構(gòu)造與砂體分布疊合圖，優(yōu)選構(gòu)造圈閉外與油源斷裂溝通的有利砂體部署了KNE-8 井，在構(gòu)造圈閉溢出點之外獲得油氣發(fā)現(xiàn)（圖15），揭示了Aradeiba 組“斷裂垂向運移型”源上構(gòu)造-巖性油藏的勘探潛力。

圖15 南蘇丹Muglad 盆地K 地區(qū)白堊系A(chǔ)radeiba組砂巖分布與構(gòu)造疊合圖Fig.15 Sandstone distribution and structural superposition map of Cretaceous Aradeiba Formation in K area，Muglad Basin，South Sudan

4 結(jié)論

（1）Melut 和Muglad 盆地均發(fā)育受中非剪切帶影響的早白堊世第Ⅰ裂陷期主力烴源巖，具有厚度大、面積廣、有機質(zhì)類型好、成熟度適中的特點，為源上構(gòu)造-巖性圈閉成藏提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

（2）Melut 和Muglad 盆地源上層系發(fā)育多套儲-蓋組合，弱裂陷期Yabus 組和坳陷期Jimidi 組與Aradeiba 組三角洲相和河流相垂向沉積演化，形成“河道/水下分流河道含砂率和砂巖厚度適中、泛濫平原/水下分流間灣局部封隔帶發(fā)育”的有利沉積層段，為形成規(guī)模構(gòu)造-巖性圈閉提供了必要條件。

（3）Melut 和Muglad 盆地均發(fā)育早白堊世、晚白堊世和古近紀3 期裂陷，3 期裂陷持續(xù)活動的邊界控盆斷裂與盆緣斜坡區(qū)控凹斷裂是溝通第Ⅰ裂陷期主力烴源巖與源上目的層的主要油氣垂向運移通道。源上層段發(fā)育多期不整合和富砂地層，形成多個側(cè)向優(yōu)勢運移路徑（輸導脊），油源斷裂與輸導脊耦合控制源上構(gòu)造-巖性油藏有利區(qū)帶。

（4）Melut 和Muglad 盆地的勘探實踐揭示了“斷裂垂向運移型”、“斷裂垂向運移、不整合面?zhèn)认蜉攲汀薄ⅰ皵嗔汛瓜蜻\移、連通砂體側(cè)向輸導型”3 類源上構(gòu)造-巖性油藏成藏模式。