丁 峰 王光付 孫建芳 孫 鈺 李發(fā)有薛明喜 吳 潔 班舒悅 鮑志東
1 中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院,北京 102206
2 中國(guó)石油大學(xué) (北京)地球科學(xué)學(xué)院,北京 102249
3 油氣資源與工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)石油大學(xué) (北京),北京 102249
厄瓜多爾奧連特盆地是南美一個(gè)重要的富油氣盆地 (謝寅符等,2010;田納新等,2017),總2P(Proved+Probable,即證實(shí)加概算)原油可采儲(chǔ)量超過(guò)87億桶 (據(jù)HIS數(shù)據(jù)庫(kù),2022)。盆地唯一的1套含油氣系統(tǒng)是發(fā)育于白堊系阿普第—坎潘階的Napo-Hollin/Napo組含油氣系統(tǒng)。Hollin組和Napo組這2套地層發(fā)育于弧后局限海環(huán)境,可整體劃分為1個(gè)二級(jí)層序和5個(gè)三級(jí)層序 (劉暢等,2014;Gutiérrezetal.,2019)。白堊紀(jì)坎潘階中期為該二級(jí)層序的最大海泛期,穩(wěn)定海相環(huán)境下沉積了厚層的泥巖和灰質(zhì)泥巖的Napo Shale,為盆地最重要的烴源巖(Mathalone and Montoya,1995;馬中振等,2014)。而Napo Shale上部則在高位域沉積了1套河口灣和三角洲相砂巖沉積Main-M 1砂巖,是盆地重要的儲(chǔ)集層段之一 (Dashwood and Abbotts,1990;Vallejoetal.,2017)。
自古生代以來(lái),南美板塊西緣一直受到太平洋Nazca板塊的碰撞俯沖 (Christophouletal.,2002;Vallejoetal.,2021)。奧連特盆地位于該碰撞帶的弧后帶,在白堊紀(jì)整體處于弧后局限海環(huán)境,構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)平靜。而在白堊紀(jì)馬斯特里赫特階后期島弧開(kāi)始整體擠壓抬升,即科迪勒拉造山運(yùn)動(dòng)。奧連特盆地則在造山運(yùn)動(dòng)中轉(zhuǎn)變?yōu)榍瓣懎h(huán)境,在新生代以反轉(zhuǎn)擠壓和陸相環(huán)境為主(Babyetal.,2013;Vallejoetal.,2019)。由于南美板塊與Nazca板塊的俯沖碰撞是一個(gè)貫穿顯生宙的板塊活動(dòng),科迪勒拉造山運(yùn)動(dòng)在馬斯特里赫特階主要抬升階段之前是否存在早期擠壓抬升,以及這類抬升對(duì)盆地?zé)N源巖和Main-M1儲(chǔ)集層沉積是否造成影響,一直缺乏研究關(guān)注。目前對(duì)Napo Shale烴源巖和Main-M1儲(chǔ)集層的沉積規(guī)律研究均假定早期造山運(yùn)動(dòng)不存在或者影響很小,而缺乏實(shí)際論證(Vallejoetal.,2021)。
研究區(qū)位于現(xiàn)今盆地中軸的中段,周邊鉆井證實(shí)在坎潘階Napo Shale發(fā)育穩(wěn)定厚層的頁(yè)巖 (Maetal.,2021),指示Napo Shale發(fā)育的環(huán)境為遠(yuǎn)離古岸線的陸棚、相對(duì)深水環(huán)境。區(qū)內(nèi)發(fā)育1個(gè)在盆地范圍內(nèi)南北向延伸的、受走滑斷裂控制的長(zhǎng)軸背斜構(gòu)造。此類構(gòu)造在奧連特盆地的中軸附近前淵帶發(fā)育較廣泛,一般認(rèn)為是在馬斯特里赫特后期造山運(yùn)動(dòng)以來(lái)開(kāi)始逐步形成的隆升 (Canfieldetal.,1982)。但是,本次研究認(rèn)為該構(gòu)造抬升的歷史可以提前到Napo Shale沉積的坎潘階早期,基于以下觀察:首先,通過(guò)地震和測(cè)井資料分析,在該構(gòu)造的坎潘階地層內(nèi)識(shí)別了一個(gè)小型碳酸鹽巖建隆。由于碳酸鹽巖建隆為生物成因,必須在相對(duì)狹窄的有光帶內(nèi)及水面附近生長(zhǎng),因此指示建隆發(fā)育區(qū)位于局部的淺水或者海平面附近,不同于周邊頁(yè)巖發(fā)育的陸棚和相對(duì)深水環(huán)境。造成這一局部深水環(huán)境最有可能的原因?yàn)檠芯繀^(qū)長(zhǎng)軸背斜的形成和隆升。同時(shí),也指示了背斜的早期抬升幅度相對(duì)有限,不足以形成大規(guī)模的建隆發(fā)育帶或者抬升剝蝕。因此,該建隆發(fā)育于一個(gè)不高不低 “臨界條件”式的環(huán)境,對(duì)理解科迪勒拉運(yùn)動(dòng)在晚白堊世早期擠壓構(gòu)造活動(dòng)的幅度和范圍具有較好的指示意義。從地震和周邊鉆井的測(cè)井特征等方面,描述該碳酸鹽巖建隆發(fā)育特征,探討其形成演化過(guò)程以及對(duì)后期的Napo M 1砂巖沉積的控制作用。
奧連特盆地西臨科迪勒拉造山帶,東側(cè)為圭亞那地盾,北鄰哥倫比亞境內(nèi)的普?qǐng)D馬約盆地 (Putumayo Basin),南部是延伸至秘魯?shù)鸟R拉儂盆地(Maranon Basin),這3個(gè)盆地共同組成1個(gè)次安第斯 (sub-Andes)(Dashwood and Abbotts,1990;Christophoul,2002)前陸盆地群(圖1)。盆地大致經(jīng)歷了晚古生代—中生代侏羅紀(jì)同裂谷期,白堊紀(jì)裂谷后熱沉降期和晚白堊世—新生代前陸盆地3個(gè)演化階段 (Babyetal.,2013;Vallejoetal.,2019)。白堊紀(jì)熱沉降期,盆地整體屬于弧后局限海環(huán)境(馬中振,2014;Vallejoetal.,2019),該時(shí)期盆地西側(cè)島弧為現(xiàn)今科迪勒拉造山帶的前身。由于構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)平靜,因此弧后海相和海陸交互相沉積在幾乎整個(gè)晚白堊世長(zhǎng)期較穩(wěn)定,沉積了阿普第至阿爾必階的Hollin組和阿爾必至馬斯特里赫特階的Napo組碎屑沉積。物源主要來(lái)自盆地的東側(cè)圭亞那地盾 (Shanmugametal.,2000;Vallejoetal.,2021)。在馬斯特里赫特階末期至新生代的前陸階段,盆地經(jīng)歷了多期擠壓反轉(zhuǎn)、整體抬升和隨后的前陸沉降,形成馬斯特里赫特階的Napo組頂面、古新統(tǒng)Tena組頂面、始新統(tǒng)Tiyuyacu組頂面、漸新統(tǒng)Orteguaza組頂面和Chalcana頂面5套盆地不整合面。沉積環(huán)境以陸相河流為主,西部的科迪勒拉造山帶提供主要物源。
圖1 奧連特盆地區(qū)域構(gòu)造圖Fig.1 Regional structure map of Oriente Basin
圖2 奧連特盆地地層柱狀圖 (據(jù)Ma et al.2017;有修改)Fig.2 Stratigraphic column of the Oriente Basin(modified from Ma et al.,2017)
由于奧連特盆地白堊紀(jì)末期以來(lái)的前陸改造,因此現(xiàn)今盆地可劃分為西部逆沖褶皺帶、中部前淵帶和東部斜坡帶。但是,科迪勒拉造山運(yùn)動(dòng)對(duì)奧連特盆地、特別是盆地北部的構(gòu)造形變和抬升比較有限,除西部的逆沖褶皺帶外,其前淵帶和斜坡帶整體上保留了白堊紀(jì)熱沉降期構(gòu)造面貌 (Gutiérrezetal.,2019)。前淵帶晚白堊世—古近紀(jì)構(gòu)造反轉(zhuǎn)和抬升變形較弱的特征還有其他證據(jù)支持,比如:前淵帶的反轉(zhuǎn)斷層大部分未穿過(guò)始新統(tǒng)Tiyuyacu頂面,斷背斜構(gòu)造幅度均在200m以內(nèi),斷層和擠壓活動(dòng)幅度較有限。前陸盆地早期的Tena組頁(yè)巖沉積范圍較廣,為區(qū)域蓋層,Tena組以來(lái)的新生界厚度2000~3500m,沉積厚度適中。
盆地內(nèi)唯一已證實(shí)的生儲(chǔ)蓋組合是白堊系熱沉降期的Hollin組和Napo組,相對(duì)穩(wěn)定的海相和海陸交互環(huán)境保證了盆地最重要的烴源巖Napo Shale的沉積 (Maetal.,2017;張志偉等,2021)以及上下多套海陸交互相碎屑巖儲(chǔ)集層的發(fā)育,如:Hollin組、Napo組T段、U段和Main-M1段砂巖(劉暢等,2014)。Hollin組為河流相和三角洲相沉積,砂巖厚度較大、全盆地發(fā)育廣泛,為油氣運(yùn)移重要的疏導(dǎo)層。Napo組各個(gè)儲(chǔ)集層段為海進(jìn)域河口灣、河口灣遠(yuǎn)端和陸棚沉積 (Shanmugametal.,2000)。前淵帶Napo組Main-M1段儲(chǔ)集層為河口灣外側(cè)、河口灣遠(yuǎn)端或陸棚沉積環(huán)境 (Vallejoetal.,2017)。砂體橫向變化快易于形成巖性油藏(Tangetal.,2019),是目前盆地構(gòu)造—巖性圈閉勘探的重要目的層系。由于研究區(qū)新生界前陸盆地沉積地層厚度適中,使得Napo組也處于適中的埋深,既有利于Napo Shale烴源巖的成熟,也使得Napo組各段砂巖儲(chǔ)集層的物性未遭受深埋破壞。上覆的Tena組下段的泥巖為區(qū)域蓋層,因此新生界陸相沉積中基本未見(jiàn)油氣。
奧連特盆地中部前淵帶受NNE-SSW 向剪切斷裂控制發(fā)育一系列位于斷裂上升盤的、與斷層相同走向的長(zhǎng)軸背斜(圖3)。研究區(qū)所在的背斜屬于該類型的長(zhǎng)軸背斜其中的一段。背斜核部的地層為Hollin組和Napo組,其上披覆有馬斯特里赫特階至新生界Tena組(圖4)。擠壓褶皺的形態(tài)一直向上延伸至始新統(tǒng)Tiyuyacu組及其上部,但抬升幅度逐漸降低,至Orteguaza組頂面以上完全消失。從地震剖面中可以發(fā)現(xiàn),在背斜的最高部位、在Napo Shale和M1灰?guī)r的相應(yīng)地層內(nèi)發(fā)育了1套異常反射體,可能為碳酸鹽巖建隆(圖5)。Napo Shale和M 1灰?guī)r地層中發(fā)育灰?guī)r段在該地區(qū)很常見(jiàn),但是該建隆與周邊井在測(cè)井和地震上的差異均非常明顯,可以較明確地識(shí)別(圖6)。
圖3 奧連特盆地中部M 1層構(gòu)造圖Fig.3 Structure map of M 1 section in center of Oriente Basin
圖4 奧連特盆地過(guò)建隆南北向地震剖面Fig.4 N-S seismic profile across the build-up in Oriente Basin
圖5 奧連特盆地過(guò)建隆東西向地震剖面Fig.5 W-E seismic profile across the build-up in Oriente Basin
首先,在地震剖面中,該建隆與周邊的M2灰?guī)r、Napo Shale和M 1灰?guī)r的連續(xù)強(qiáng)軸明顯不同。內(nèi)部可識(shí)別1~2個(gè)相對(duì)弱振幅、低頻、水平方向相對(duì)連續(xù)的反射軸,反映了內(nèi)部物性相對(duì)均一,沒(méi)有明顯的橫向變化且地層相對(duì)連續(xù)。建隆的頂部和周原有明顯的邊界反射,與周邊地層相分隔。從地震上可識(shí)別南北2個(gè)建隆發(fā)育區(qū),北部的相對(duì)較大,南北向長(zhǎng)度和東西向?qū)挾染鶠榇蠹s2.6 km,南部的臺(tái)地相對(duì)較小,長(zhǎng)寬均為1 km左右(圖3)。相對(duì)水平弱反射有別于相對(duì)雜亂或者高角度的典型建隆型反射,但是由于本區(qū)發(fā)育建隆范圍較小,且呈現(xiàn)丘狀特征,因此識(shí)別為碳酸鹽巖建隆而非臺(tái)地。由于該建隆的邊界反射直接截?cái)嗔酥苓叺貙虞^連續(xù)的反射軸,而非超覆或者披覆的地震相,可能指示了該建隆的生長(zhǎng)與周邊泥巖沉積同步發(fā)育。也就是說(shuō)在生長(zhǎng)的同時(shí),底部即被逐漸填埋,并最終在Napo Shale頂部附近被周邊泥巖填埋,停止生長(zhǎng)。由于其生長(zhǎng)和填埋的同步,也可以解釋建隆周邊只有少量坡積體或者垮塌體的地震反射特征。
其次,穿過(guò)建隆的所有井的測(cè)井資料,均顯示該段為低GR和低電阻率的大套、連續(xù)地層,與周邊同時(shí)期自上而下的低電阻M1灰?guī)r、Napo Shale的高GR段較厚層的泥巖和高阻M2灰?guī)r以及灰?guī)r—泥巖互層的地層特征明顯不同。指示建隆內(nèi)部發(fā)育相對(duì)連續(xù)厚層的碳酸鹽巖,中間基本沒(méi)有泥巖夾層,整個(gè)灰?guī)r段厚度達(dá)到120~150m(圖6)。
由于該地層并非油氣勘探目的層,沒(méi)有取心資料直接觀察其巖心特征,無(wú)法明確該沉積體的類型和巖性特征,但是基于錄井信息可以證實(shí)地層為生物灰?guī)r。此外,從區(qū)域背景認(rèn)識(shí)也可以排除其他可能性:比如剝蝕殘余的潛山或者大套低GR的砂巖。因?yàn)檫@套地質(zhì)體發(fā)育時(shí)期為Napo shale發(fā)育的最大海泛面 (劉暢等,2014;Maetal.,2021),盆地范圍內(nèi)特別是處于盆地中心前淵帶和大部分斜坡帶,幾乎沒(méi)有可能發(fā)育大套砂體沉積,也未見(jiàn)文獻(xiàn)和油氣勘探中發(fā)現(xiàn)有類似大套厚層的砂巖沉積。同理,由于位于最大海泛時(shí)期,缺乏發(fā)育區(qū)域不整合和剝蝕殘丘的條件,可以排除其為剝蝕殘余的潛山。最后,Napo組沉積末期,奧連特盆地前淵帶的整體沉積環(huán)境為穩(wěn)定的海相及海陸過(guò)渡相,適合頁(yè)巖和碳酸鹽巖發(fā)育 (Vallejoetal.,2021),包括M 2灰?guī)r和M 1灰?guī)r均為淺海灰?guī)r沉積(圖6中A-1和A-7的M 2和M 1背景沉積),同時(shí)期完全有可能在局部發(fā)育建隆。因此,盡管缺乏直接巖心證據(jù),但是綜合地震形態(tài)、測(cè)井特征和區(qū)域地質(zhì)背景認(rèn)識(shí),可以確認(rèn)該地質(zhì)體為一個(gè)碳酸鹽巖建隆。
通過(guò)測(cè)井解釋劃分地層的橫向?qū)Ρ群偷卣鸾忉寣游痪幹频群駡D等方法,都可發(fā)現(xiàn)研究區(qū)的長(zhǎng)軸背斜在Napo組LU層(圖2中大致對(duì)應(yīng)土倫階)以上的地層已經(jīng)出現(xiàn)了背斜高部位減薄的特征,說(shuō)明背斜在LU層沉積以后已經(jīng)開(kāi)始抬升發(fā)育。但是地層厚度圖等方法無(wú)法反映背斜在各個(gè)時(shí)期具體抬升幅度,特別是Napo組M 1頁(yè)巖和Main-M 1砂巖沉積期的抬升幅度,無(wú)法明確構(gòu)造抬升是否對(duì)于建隆形成和Main-M1砂體沉積產(chǎn)生了直接的影響。
作者利用Trinity軟件,采用壓實(shí)恢復(fù)的方法重建古地貌抬升演化過(guò)程。首先對(duì)研究區(qū)以及周邊地區(qū)的3D地震的LU層至新近系Chalcana地層的7個(gè)地層頂面的進(jìn)行了解釋。發(fā)現(xiàn)這些地層頂面雖然在理論上存在剝蝕的歷史,但是在研究區(qū)周邊地震剖面上顯示這些地層相對(duì)水平連續(xù),無(wú)明顯剝蝕特征(圖7)。因此可以假設(shè)沒(méi)有顯著剝蝕,不需要?jiǎng)兾g厚度補(bǔ)償。最后將這些地層采用典型的碎屑巖壓實(shí)恢復(fù)公式和參數(shù)模擬壓實(shí)的厚度變化,從而進(jìn)行壓實(shí)恢復(fù)建模。
圖7 奧連特盆地Napo組LT層以上的主要地層Fig.7 Main formation above LT level of the Napo Formation in Orient Basin
模擬恢復(fù)結(jié)果顯示,研究區(qū)長(zhǎng)軸背斜在Main-M1砂巖沉積前(圖8;74Ma)就已經(jīng)開(kāi)始抬升,但是抬升幅度較小,僅為現(xiàn)今構(gòu)造相對(duì)于相鄰向斜抬升幅度的10%左右,厚度7~10m。主要的構(gòu)造隆升期為始新世Tiyuyacu末和漸新世Orteguaza早期 (50~60 Ma BP),抬升幅度約73m。因此主要的抬升期發(fā)生在古近紀(jì),白堊紀(jì)Napo沉積末期的抬升幅度非常有限。如果單根據(jù)壓實(shí)恢復(fù)模擬的古地貌恢復(fù)結(jié)果,無(wú)法排除Napo組沉積末期7~10m的小幅度隆升是否為模擬過(guò)程中層位解釋、定年和時(shí)深轉(zhuǎn)換等方面造成的誤差。但是本次研究的碳酸鹽巖建隆的識(shí)別,可以確定在建隆發(fā)育時(shí)期,其古水深必然在海平面附近。如三角洲前緣或者局限海陸棚的深度在20~30m之間,則7~10m的抬升幅度恰好可以將背斜的最高點(diǎn)抬升至建隆適合生長(zhǎng)的有利深度,而背斜走向上的其他地區(qū)則水深仍然太大,無(wú)法發(fā)育建隆,從而繼續(xù)沉積Napo Shale泥巖和M 1陸棚灰?guī)r。
圖8 奧連特盆地碳酸鹽巖建隆所在長(zhǎng)軸背斜段構(gòu)造演化模擬結(jié)果Fig.8 Structure uplift reconstruction of anticline where the build-up is located in Oriente Basin
綜合這些觀察和分析,可以判斷科迪勒拉造山運(yùn)動(dòng)應(yīng)該在圣通階或者坎潘階早期即開(kāi)始活動(dòng),背斜抬升使得研究區(qū)的背斜構(gòu)造高部位隆升至接近海平面。由于該時(shí)期為Hollin-Napo二級(jí)層序的最大海泛期,即M2、Napo Shale和M1灰?guī)r的沉積期,前淵帶碎屑物源相對(duì)缺乏,因此在背斜局部隆升最高部位發(fā)育了碳酸鹽巖建隆。而在周邊地區(qū),包括背斜走向上的其他抬升幅度較低的部位,則因?yàn)樗钐蠖鵁o(wú)法發(fā)育碳酸鹽巖,而是沉積正常的M 2、Napo Shale和M 1灰?guī)r等頁(yè)巖和碳酸鹽巖地層。建隆的生長(zhǎng)與周邊地層基本同步,屬于邊沉積邊填埋。Napo Shale沉積末期以及Main-M 1砂巖沉積前,由于水深進(jìn)一步加深,建隆上部形態(tài)愈發(fā)變得狹窄而以加積生長(zhǎng)為主,直至發(fā)育條件消失而停止生長(zhǎng),并被碎屑沉積披覆,但仍然是周邊最高的地貌(圖9),因此具備影響緊隨其后沉積的Main-M1沉積展布的條件。
圖9 奧連特盆地碳酸鹽巖建隆演化示意圖 (基于圖5地震剖面)Fig.9 Sketch of evolution of the carbonate build-up(based on seismic profile in Fig.5)in Oriente Basin
研究區(qū)內(nèi)鉆井密度相對(duì)較高,因此可以對(duì)建隆周邊的Main-M1砂巖的有效砂巖厚度分布進(jìn)行較精細(xì)地統(tǒng)計(jì)(圖3;圖8)。結(jié)果表明,建隆發(fā)育區(qū)頂部的Main-M 1砂巖厚度明顯偏薄或者缺失,而建隆北側(cè)Napo Shale正常發(fā)育、背斜構(gòu)造相對(duì)較低的地區(qū),和建隆東側(cè)面向陸源物源的方向則砂體厚度較大,遠(yuǎn)大于周邊陸棚的極薄砂巖或者砂巖缺失的背景。因此研究區(qū)Main-M 1砂巖整體厚度較大,但是在建隆頂部厚砂缺失,表觀上相當(dāng)于Main-M1砂巖的分布繞開(kāi)了碳酸鹽巖建隆的最高處。
該盆地沉積研究表明,Main-M 1砂巖沉積時(shí)期前淵帶的屬于河口灣或者三角洲的前緣局部,發(fā)育潮汐控制的陸架沙壩 (Vallejoetal.,2017;Tangetal.,2019)。砂體沿大致W-E向的水道方向沉積。規(guī)模和幾何尺寸的統(tǒng)計(jì)較少,但在研究區(qū)東北側(cè)約80 km處、且屬于斜坡帶和前淵帶交界處的T區(qū)塊河口灣研究發(fā)現(xiàn)潮汐沙壩的寬度一般為2~3 km,而長(zhǎng)度為超過(guò)10 km (Tangetal.,2019)。所有的沙壩沉積均比較直,不存在彎曲形態(tài)。由于該地區(qū)相比T區(qū)塊處于盆地的更西側(cè)遠(yuǎn)端的位置,潮汐沙壩的寬度可能更窄。但是只要是潮汐水道的沙壩沉積,在不受地形影響的情況下,一般沒(méi)有機(jī)制形成彎曲的砂體 (Shanmugametal.,2000;Dalrymp le and Choi,2007;Cumm ingsetal.,2016)。因此,研究區(qū)砂體發(fā)育區(qū)的彎曲形態(tài),非常有可能是受到建隆古地貌的影響而發(fā)生折彎繞道(圖10)。
圖10 碳酸鹽巖建隆周邊Main-M 1砂體厚度圖Fig.10 Main-M 1 sand thickness distribution around the carbonate build-up
砂體在建隆古地貌中心未沉積的現(xiàn)象表明,即使10m左右的相對(duì)高差,仍然可以影響河口灣或者三角洲前緣砂體的輸送和沉積。由于該建隆在Main-M 1砂巖沉積前應(yīng)該仍然為背斜中相對(duì)構(gòu)造位置最高的區(qū)域,很可能因?yàn)槠漭^高的古地貌阻擋了砂體沉積,并使得沙壩向北側(cè)折彎。而建隆北部的背斜,雖然在Main-M 1砂巖沉積時(shí)有也小幅度的隆升,但是對(duì)砂體沉積基本沒(méi)有影響,沙壩沉積仍然穿越古構(gòu)造并且沉積(圖8)。
Main-M 1砂巖沉積前古地貌抬升雖然整體有限,但是在該盆地前淵帶砂體沉積分布的影響并不限于研究區(qū)內(nèi),在研究區(qū)以外同一背斜構(gòu)造的南部延伸背斜上,構(gòu)造現(xiàn)今的幅度比背斜的構(gòu)造幅度更低(圖3-b),在Main-M 1砂巖沉積前應(yīng)該隆升更加有限,也沒(méi)有相似的建隆沉積。但是,在該背斜上的Main-M 1砂體極薄或缺失,并而在背斜東側(cè)下傾方向逐漸增厚(圖11)。Main-M 1砂體顯然未能在古構(gòu)造高部位沉積,而被阻擋在古構(gòu)造的東翼。這表明在前淵帶,Main-M 1砂巖的分布受沉積前古地貌的影響是較普遍的,并且受古構(gòu)造抬升幅度、物源規(guī)模和搬運(yùn)能力的綜合影響。
圖11 奧連特盆地M 1儲(chǔ)集層在長(zhǎng)軸背斜東斜坡不同段(圖3-a和3-b)的分布模式對(duì)比Fig.11 M 1 reservoir distribution in different sectors of the long-axis anticline(Figs.3-a and 3-b)in Oriente Basin
首先奧連特盆地前淵帶的背斜在坎潘階隆升至水面附近,在Napo Shale沉積的高水位期,陸源碎屑相對(duì)較少的時(shí)期發(fā)育建隆,且該建隆的生長(zhǎng)發(fā)育恰好與周邊的泥巖沉積保持基本同步,早期生長(zhǎng)略快于周邊泥巖沉積,因此有少量側(cè)向進(jìn)積(圖9-b)。在生長(zhǎng)的過(guò)程中,其邊緣被周邊的泥巖填埋,因此缺乏垮塌邊坡沉積。而在Main-M 1砂巖沉積前(圖9-c,9-d)則因水位上升幅度大或者碎屑物質(zhì)逐漸增多而停止生長(zhǎng),被陸棚泥巖披覆式填埋,仍然為背斜上相對(duì)高度最高的位置。該高點(diǎn)仍然對(duì)緊接的Main-M 1砂巖沉積具有一定的控制作用。
建隆沉積因其生長(zhǎng)發(fā)育必須位于深度范圍狹窄的有光帶、接近海面的位置,因此建隆對(duì)該盆地前淵帶的古水深、科迪勒拉早期抬升的幅度、盆地古地貌對(duì)Main-M 1砂體沉積控制等均具有 “臨界狀態(tài)”的指示意義。首先,如果科迪勒拉早期抬升幅度過(guò)大,前淵帶的背斜隆升幅度過(guò)大,則而該背斜將高于古水面成為物源剝蝕區(qū),建隆不可能發(fā)育,或者至多沿著抬升出露區(qū)周邊發(fā)育;其次,如果現(xiàn)今前淵帶的古水深太大,或者早期隆升不足以使得研究區(qū)的背斜隆升至古水面附近,則建隆也不可能發(fā)育,整體仍然為陸棚碎屑沉積。本次研究剝蝕恢復(fù)顯示建隆發(fā)育段在Napo Shale沉積時(shí)期科迪勒拉運(yùn)動(dòng)的抬升幅度在10m左右,因此盆地中部現(xiàn)今前淵帶位置的古水深必定在數(shù)十米。
最后,Main-M1砂體的沉積受到科迪勒拉早期抬升的古地形、砂巖物源強(qiáng)度和動(dòng)力的共同控制。從古地貌而言,古建隆高點(diǎn)代表了研究區(qū)及其周邊在Main-M1砂體沉積前局部最高點(diǎn),而古建隆北側(cè),以及圖3-b所在的長(zhǎng)軸背斜段則抬升幅度更小,均沒(méi)有發(fā)育建隆。從物源強(qiáng)度角度來(lái)看,研究區(qū)圖3-a的Main-M 1砂巖的物源相對(duì)豐富,砂體可以 “爬上”當(dāng)時(shí)小幅抬升的背斜,在構(gòu)造頂部沉積,僅構(gòu)造最高的古建隆頂部可以阻擋砂體的沉積。推測(cè)該背斜向東的構(gòu)造下傾方向應(yīng)該存在部分被古高所阻擋的Main-M1砂體(圖10)。而圖3-b所在的長(zhǎng)軸背斜段,盡管抬升幅度更小,但是物源強(qiáng)度更小。因此,Main-M1砂巖仍然在圖3-b的構(gòu)造側(cè)翼尖滅。推測(cè)砂巖在構(gòu)造的東斜坡側(cè)翼沉積,并且形成相對(duì)富砂帶。
總之,科迪勒拉造山運(yùn)動(dòng)的早期活動(dòng)對(duì)盆地前淵帶長(zhǎng)軸背斜的抬升幅度有限,最高僅7~10m,但對(duì)于Main-M 1砂體沉積已經(jīng)形成一定的影響。在物源強(qiáng)度相對(duì)較小的地區(qū),小幅的抬升即可阻擋砂體運(yùn)移,使其在背斜構(gòu)造的東翼斜坡沉積。而在富砂區(qū),砂體沉積可能不受構(gòu)造抬升影響,在其頂部沉積,但如果抬升幅度達(dá)到10m以上,仍然可以阻擋砂體搬運(yùn)沉積。由于背斜抬升具備阻擋部分砂體的自東向西的運(yùn)移能力,有利于背斜東部側(cè)翼下傾方向的Main-M 1砂體沉積,并形成翼部上傾尖滅型構(gòu)造—巖性圈閉。
科迪勒拉抬升在奧連特盆地內(nèi)形成多個(gè)與研究區(qū)背斜相同性質(zhì)的背斜和走滑背斜,包括了Auca背斜、Sacha背斜、Shushufindi背斜等 (Canfieldetal.,1982)。如果研究區(qū)的背斜在坎潘期已經(jīng)開(kāi)始抬升,則處于相同的前淵帶構(gòu)造單元的其他背斜也應(yīng)在相同的區(qū)域應(yīng)力控制下有所抬升。由于這些背斜構(gòu)造現(xiàn)今的抬升幅度都相似,可以推測(cè)在坎潘階Main-M1砂巖沉積前抬升的幅度也相似,因此已經(jīng)可以對(duì)Main-M 1砂巖沉積產(chǎn)生影響,可能形成東部側(cè)翼的構(gòu)造—巖性圈閉,從而成為新的勘探領(lǐng)域。
此外,研究發(fā)現(xiàn)壓實(shí)恢復(fù)的方法能較好地恢復(fù)盆地前淵帶的古地貌高度。最有可能的原因是上覆的新生界中潛在的剝蝕時(shí)期均見(jiàn)連續(xù)沉積或者平行不整合,沒(méi)有重大的構(gòu)造調(diào)整。至少是在前淵帶該盆地剝蝕程度有限,不需要進(jìn)行剝蝕恢復(fù)。如果壓實(shí)恢復(fù)發(fā)現(xiàn)古地貌相對(duì)抬升的區(qū)域,則有可能會(huì)影響Main-M1砂體的橫向展布方向,甚至上傾尖滅形成構(gòu)造—巖性圈閉。
1)綜合測(cè)井和地震特征分析發(fā)現(xiàn),奧連特盆地前淵帶的1個(gè)長(zhǎng)軸背斜頂部發(fā)育有碳酸鹽巖建隆,該建隆在測(cè)井中表現(xiàn)為連續(xù)、近箱型的低GR段,明顯區(qū)別于周邊地層的灰泥交互特征,而地震剖面上則表現(xiàn)為弱振幅、低頻但是較連續(xù)的內(nèi)部反射,以及與周邊地層反射分離的邊界包絡(luò)反射。建隆的識(shí)別說(shuō)明在其發(fā)育的坎潘階時(shí)期背斜的頂部已經(jīng)位于至古水面附近,局部形成有利于建隆生長(zhǎng)的條件。而建隆的地震特征則表明其生長(zhǎng)與周邊地層Napo Shale和M 1灰?guī)r的沉積基本同步,體現(xiàn)邊生長(zhǎng)邊埋藏的特征。
2)奧連特盆地在晚白堊世為熱沉降的弧后拗陷盆地,而在馬斯特里赫特階及新生代則受科迪勒拉造山運(yùn)動(dòng)影響演變?yōu)榍瓣懪璧?。在坎潘階,盆地前淵帶為弧后拗陷盆地的遠(yuǎn)端陸棚,水深較大,一般不發(fā)育碳酸鹽巖建隆。該建隆的識(shí)別說(shuō)明坎潘階遠(yuǎn)端陸棚存在古水面附近的局部高點(diǎn),進(jìn)而揭示科迪勒拉造山運(yùn)動(dòng)的擠壓在該時(shí)期已經(jīng)開(kāi)始,形成現(xiàn)今長(zhǎng)軸背斜構(gòu)造的雛形,并將構(gòu)造頂部部分推至古水面附近。壓實(shí)恢復(fù)方法進(jìn)一步證實(shí)背斜在坎潘階Main-M1砂巖沉積前已經(jīng)開(kāi)始抬升,且最大抬升幅度為7~10 m。
3)盡管研究區(qū)長(zhǎng)軸背斜在坎潘階的抬升幅度有限,對(duì)于Main-M1砂巖沉積已經(jīng)具有一定的控制作用。Main-M 1砂巖沉積主要為河口灣或者三角洲遠(yuǎn)端至陸棚的沙壩沉積,理論上為狹長(zhǎng)條帶狀分布的砂體。但是研究區(qū)的古建隆高部位砂巖明顯缺失,表觀上繞開(kāi)了該高部位,而在其周邊沉積。長(zhǎng)軸背斜的南部延伸段,Main-M1砂巖在背斜高點(diǎn)缺失,也同樣指示了背斜抬升對(duì)Main-M 1砂巖沉積的控制。
4)前淵帶背斜在坎潘階抬升后具有阻擋或影響Main-M 1砂巖沉積的能力,使砂巖在構(gòu)造東翼下傾方向富集,從而形成上傾尖滅型構(gòu)造—巖性圈閉。盆地中類似背斜構(gòu)造以及研究區(qū)長(zhǎng)軸背斜沿走向的其他部位均可能存在東斜坡側(cè)翼的富砂區(qū)和上傾尖滅的構(gòu)造—巖性圈閉,可作為該盆地巖性圈閉勘探的新領(lǐng)域。