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乌干达Albert湖凹陷陡坡带成藏模式

陈经覃 韩文明 邱春光 贾屾

陈经覃, 韩文明, 邱春光, 贾屾. 乌干达Albert湖凹陷陡坡带成藏模式[J]. 海洋地质前沿, 2018, 34(1): 42-47. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.01007
引用本文: 陈经覃, 韩文明, 邱春光, 贾屾. 乌干达Albert湖凹陷陡坡带成藏模式[J]. 海洋地质前沿, 2018, 34(1): 42-47. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.01007
CHEN Jingtan, HAN Wenming, QIU Chunguang, JIA Shen. HYDROCARBON ACCUMULATION MODEL FOR THE EASTERN STEEP SLOPE OF LAKE ALBERT SAG, UGANDA[J]. Marine Geology Frontiers, 2018, 34(1): 42-47. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.01007
Citation: CHEN Jingtan, HAN Wenming, QIU Chunguang, JIA Shen. HYDROCARBON ACCUMULATION MODEL FOR THE EASTERN STEEP SLOPE OF LAKE ALBERT SAG, UGANDA[J]. Marine Geology Frontiers, 2018, 34(1): 42-47. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.01007

乌干达Albert湖凹陷陡坡带成藏模式

doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.01007
基金项目: 

国家科技重大专项子课题“非洲、中东重点勘探区油气地质评价及关键技术研究” 2011ZX05030-003

详细信息
    作者简介:

    陈经覃(1984—)男,硕士,工程师,主要从事非洲油气勘探方面的研究工作. E-mail:chenjt@cnooc.com.cn

  • 中图分类号: P618.13

HYDROCARBON ACCUMULATION MODEL FOR THE EASTERN STEEP SLOPE OF LAKE ALBERT SAG, UGANDA

图(5)
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-13
  • 刊出日期:  2018-01-28

乌干达Albert湖凹陷陡坡带成藏模式

doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.01007
    基金项目:

    国家科技重大专项子课题“非洲、中东重点勘探区油气地质评价及关键技术研究” 2011ZX05030-003

    作者简介:

    陈经覃(1984—)男,硕士,工程师,主要从事非洲油气勘探方面的研究工作. E-mail:chenjt@cnooc.com.cn

  • 中图分类号: P618.13

摘要: 乌干达Albert湖凹陷是世界上最年轻的生烃凹陷,至今仍处于断陷伸展阶段,特殊的地质背景使其具有独特油气富集特征。为了预测Albert湖西部陡坡带的勘探潜力,利用地震、钻井等资料开展了凹陷构造特征研究,系统分析了陡坡带石油地质条件和成藏模式。研究表明,板式陡坡带油气侧向运移,成藏条件优越;台阶式陡坡带以垂向运移为主,侧向运移为辅,成藏条件一般。运移和保存是Albert湖陡坡带油气富集的主控因素,西部陡坡带一台阶是有利勘探区带,资源潜力较大。此研究对非洲陆内裂谷油气勘探具有重要的指导作用。

English Abstract

陈经覃, 韩文明, 邱春光, 贾屾. 乌干达Albert湖凹陷陡坡带成藏模式[J]. 海洋地质前沿, 2018, 34(1): 42-47. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.01007
引用本文: 陈经覃, 韩文明, 邱春光, 贾屾. 乌干达Albert湖凹陷陡坡带成藏模式[J]. 海洋地质前沿, 2018, 34(1): 42-47. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.01007
CHEN Jingtan, HAN Wenming, QIU Chunguang, JIA Shen. HYDROCARBON ACCUMULATION MODEL FOR THE EASTERN STEEP SLOPE OF LAKE ALBERT SAG, UGANDA[J]. Marine Geology Frontiers, 2018, 34(1): 42-47. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.01007
Citation: CHEN Jingtan, HAN Wenming, QIU Chunguang, JIA Shen. HYDROCARBON ACCUMULATION MODEL FOR THE EASTERN STEEP SLOPE OF LAKE ALBERT SAG, UGANDA[J]. Marine Geology Frontiers, 2018, 34(1): 42-47. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.01007
  • Albert湖凹陷位于东非裂谷系西支北段Albertine地堑内,乌干达与刚果(金)接壤处(图 1)。凹陷油气勘探工作始于1913年,经过多轮勘探,直到2005年Tullow石油公司才在东部陡坡带钻探Mputa构造获得商业发现,测试日产原油1 120桶(bbl)。在此之前,中国石油勘探者对Albert湖凹陷开展了油气地质调查,结合国内和苏丹经验,认为该湖盆具备一定的生、储、盖条件,但是风险相当大,缺少盆地演化的“坳陷期”,难以形成大型油气田[1-4]。然而,勘探实践表明,Albert湖凹陷作为世界上最年轻的生烃凹陷,具有独特的油气富集特征和成藏模式,具备形成大型油气田的条件,如KF油田被列为2006年全球油气十大发现之一。

    图  1  Albertine地堑构造单元 (油田位置依据伍德麦肯兹数据库)

    Figure 1.  Structural elements map for the Albertine Graben (Oilfields location from Wood Mackzie)

    目前,油气勘探均位于Albert湖凹陷东部和北部的乌干达境内(图 1),西部陡坡带尚未钻探。前人已经对Albert湖凹陷北部缓坡带的成藏特点开展了大量研究[5-7],但对陡坡带油气成藏规律认识不清,制约了其下一步勘探评价。本文利用地震和测井资料,分析了凹陷陡坡带结构特征,建立了Albert湖凹陷陡坡带油气成藏模式,从而预测陡坡带勘探潜力。此研究深化了东非裂谷系油气成藏认识,对非洲陆内裂谷油气勘探具有指导意义。

    • Albertine地堑长约570 km,宽约45 km,面积为2.5×104 km2[8]。根据基底结构、区域断裂的展布,可以把地堑总体划分为4个凹陷、2个调节带和1个斜坡(图 1)。南部Edward湖凹陷走向为NNE—SSW向,呈西断东超半地堑结构;北部Rhino Camp凹陷走向与Edward湖凹陷相同,为东断西超的半地堑,而边界断层倾向与Edward湖凹陷相反;中部Albert湖凹陷和Semliki凹陷呈双断地堑结构。Albert湖凹陷面积为8 850 km2,最大沉积厚度为6 km,是地堑内最大的凹陷,走向NE—SW向,凹陷大部分被湖水覆盖,最大水深58 m。

      Albertine地堑形成于晚中新世(约12 Ma)[9, 10],已经历了从初始裂陷期、强裂陷期、裂陷后期的一个完整旋回的Ⅰ期裂陷演化,目前处于第Ⅱ期裂陷的初始期(图 2)。晚中新世早期,Albert湖凹陷断裂带开始活动,在主断层的下降盘,形成小型湖泊,湖泊周边陆源碎屑丰富,经短距离搬运,在湖泊周边形成了近岸扇、扇三角洲,以粗碎屑沉积为主,为初始裂陷期。晚中新世晚期—早上新世,Albert湖凹陷边界断层活动强,沉降速率大于沉积速率,气候温湿,雨量充沛,湖水变深,湖域面积增大,凹陷以半深—深湖相暗色泥岩沉积为主,并伴有长轴方向的大型三角洲、短轴方向的扇三角洲和湖底扇沉积。此阶段为强裂陷期,是凹陷烃源岩形成期。晚上新世—更新世,Rwenzori山开始不断隆升,Edward湖凹陷、Semliki凹陷和Rhino Camp凹陷也开始形成(图 1),整个地堑为湖水所覆盖。然而,Albert湖凹陷受Rwenzori山隆升影响产生压扭作用,边界断层拉张作用减弱,湖水变浅,以河流三角洲—滨浅湖沉积为主,属裂陷后期发展阶段。全新世,边界断层复活,湖水再次加深,处于第Ⅱ期裂陷的初始期。

      图  2  Albertine地堑综合地层柱状图

      Figure 2.  Stratigraphic column of the Albertine Graben

    • Albert湖凹陷由2条相向倾斜的基底主干断层控制,呈NE—SW向的条带状分布。凹陷南区紧邻Rwenzori山,断裂体系最复杂。Rwenzori山北边界断层F5延伸至该区中部,在地震剖面上显示负花状构造,具有走滑断层的特征。基底主干断层F1走向为NE—SW,断距约2 000 m,上盘伴生大量的小位移次级断层(图 3)。

      图  3  Albert湖凹陷联合剖面(剖面位置见图1)

      Figure 3.  Geological cross-sections of the Lake Albert Sag (see fig.1 for location)

      凹陷中部湖区构造简单,断层不发育,南洼和北洼地层产状呈水平状或近于水平状,无中央凸起(图 3)。在湖区南段,东部陡坡带由一条边界断层F1控制,形成板式陡坡带;西部陡坡带由2条平行的基底断层F3、F4控制,形成台阶式陡坡带。湖区北段则反向对称,东部为台阶式陡坡带,西部为板式陡坡带。东西两条主干断层断距大,落差达6 000 m,断面平直,倾角约60°。相比之下,东部二台阶比西部二台阶面积大,表现为南北两端高、中间低的“U型”特征。另外,湖区南段和北段断裂的差异,在两者交接处发育NW向垂直于边界断层的调节断层,形成了南北两洼之间的低凸起,地层扭动变形明显(图 3)。该低凸起东部受主干断层F1控制,向西倾没,G油田处于低凸起的东部。

      凹陷北区东侧边界断层F2断距变小,西侧边界断层F3转换成两条大断裂(图 1),由此形成西深东浅的半地堑结构(图 3)。半地堑的缓坡(又称北部缓坡带)地层埋深浅,<1 000 m。北部缓坡带断裂十分发育,断层陡,多数断层两盘地层厚度没有明显变化,为晚期断层。主要由NE—SW向及近乎S—N向2组断层相交形成断块圈闭。该构造带油气十分丰富,集中了凹陷内80%的油气储量。

    • 裂谷盆地油气聚集有许多基本规律是普遍适用的,可以借鉴这些规律进行油气勘探[11-17]。但是东非裂谷作为世界上最年轻的含油气盆地,有着自身特有的成藏模式。

    • 通过油源对比表明,目前发现的油气藏均来自上中新统和下上新统烃源岩(图 2)。钻井揭示有效烃源岩厚度约为900 m,为咖啡色中深湖相泥岩,有机质类型以藻类和菌类为主,TOC和HI均很高,TOC值为3.07%~9.8%,平均6%;HI值为392~555 mg/g TOC;平均469 mg/g TOC,Ⅰ—Ⅱ1型干酪根。地化分析显示,这套烃源岩生烃门限2 550 m,生烃高峰3 500 m,现今正处于生排烃高峰[8]

    • 东部陡坡带以牵引流扇三角洲沉积为主,前缘水下分流河道砂体较厚,规模较大[18-20],上中新统和下上新统为主要含油储层(图 2)。在湖区南段,板式陡坡带储层横向范围大,物性好。岩心分析显示砂岩储层孔隙度为20%~33%,平均值为25%,渗透率为(100~3 600)×10-3 μm2,平均值为1 553×10-3 μm2,地层砂地比为26%~48%,砂泥岩配置好;在北段,台阶式陡坡带扇三角洲沉积在二台阶之上,由于可容纳空间小,缺少滨浅湖相泥岩,砂地比高达81%,砂岩储层孔隙度为19%~28%,平均值为24%,渗透率为(51~1 650)×10-3 μm2,平均值为553×10-3 μm2。南段和北段均发育中高孔渗储层,砂岩储层呈夹层或互层状与各自的泥岩构造了良好的储盖组合,且全井段发育。二台阶上的基底风化壳为次要含油储层,但物性差,测试未获得商业油流。

    • 油气运移总是要更多地沿一个最省功的方向运移,这一方向就称为油气运移的优势方向[21]。Albert湖凹陷砂岩储层物性好,孔喉直径大,渗透性强,油气优先通过砂岩侧向运移。板式陡坡带紧邻生烃洼陷,砂岩与烃源岩直接接触,油气沿砂体快速侧向运移,路程短,散失量小(图 4)。南北洼之间的低凸起处于洼中隆的位置,南洼和北洼双向供烃,G-2井含油层段具有异常高压。油气在此聚集后,通过油源断层F1垂向运移至东部二台阶南部,最后沿基底之上不整合面和砂体侧向运移(图 5)。东部二台阶北部之下为一斜坡,缺少类似洼中隆这样的中转站,油气直接沿轴向曲流河三角洲砂体运移至北部缓坡带,因此,二台阶北部并非油气优势运移方向,故油气相对贫瘠。与此同时,东部二台阶油源断层F1对应的湖面漂浮着大量油膜,可见油气存在散失。因此,板式陡坡带运移条件最好,二台阶南部次之。

      图  4  Albert湖凹陷铲式陡坡带油气成藏模式

      Figure 4.  Oil accumulation patternin one-fault steep slope of the Lake Albert Sag

      图  5  Albert湖凹陷台阶式陡坡带油气成藏模式

      Figure 5.  Oil accumulation pattern in two-fault steep slope of the Lake Albert Sag

    • 陡坡带南北段圈闭类型相同,由长期活动的平面式高角度正断层控制形成正牵引断鼻、断块圈闭。板式陡坡带次级断层不发育,由于缺少有效疏导体系而难以接受下部油源供给。KF油田油层和油气显示砂层均在上中新统和下上新统,与有效烃源岩发育层位一致。值得一提的是,二台阶之上W油田虽然有F1断层沟通油源,油层也都在上中新统和下上新统,推测晚上新世—更新世处于裂陷后期,二台阶之上水体浅或出露地表,地层缺少有效泥岩盖层。

      烃柱高度对比显示,南段KF油田最大烃柱高度480 m,而北段W油田最大烃柱高度160 m。同时,二台阶南部沿边界断层出露油苗,而板式陡坡带无油苗(图 1),二台阶北部无油苗可能是油气充注不足,表明板式陡坡带保存条件优于台阶式陡坡带。陡坡带泥岩盖层差异小,以上中新统—下上新统储层层内泥岩作为局部盖层,厚度8~25 m。如前所述,南段具有优越的运聚条件,油气充注量大,现今正处于生排烃高峰,而没有油苗出露,推测边界断层的封堵能力强。前人研究认为断层的封闭性与断层类型、倾角、埋深和塑性岩石含量等有关[20]。中段和南段侧封边界断层均是高角度平面状正断层,倾角大致相同。不同之处,台阶式陡坡带二台阶之上可容纳空间小,地层以扇三角洲前缘和平原沉积为主,泥岩含量低,为19%~52%;板式陡坡带可容纳空间大,地层以扇三角洲相与滨浅湖相交互沉积,泥岩含量高,为52%~74%。板式陡坡带KF油田油藏埋深2 200~2 580 m,二台阶之上W油田油藏埋深920~1 800 m。通常埋藏越深,封闭性强,故板式陡坡带边界断层封堵能力强,保存条件好。台阶式陡坡带的一台阶运移条件和保存条件与板式陡坡带相同,然后砂岩储层欠发育,G油田探明储量低。可见,板式陡坡带的聚集条件也是最好,二台阶南部次之。

    • 综上所述,构造控制了陡坡带油气富集的差异。板式陡坡带由单条断层控制,比台阶式可容纳空间大,湖水较深,在相同量的物源供给下,地层泥岩含量高,因此,陡坡带南段油气成藏条件优越。板式陡坡带和台阶式陡坡带均为旁生侧储的油气成藏模式,油气并非主要靠断层运移聚集到后裂谷期层序中。油气运聚的方式有所不同,前者油气从生烃洼陷沿着砂体侧向运移,在边界断层下降盘圈闭内聚集成藏(图 4);后者油气从生烃洼陷汇聚至一台阶中转站,通过油源断层垂向运移至二台阶,再经风化壳不整合面和砂体侧向运移至圈闭中成藏(图 5)。

    • 西部陡坡带紧邻生烃洼陷,烃源条件优越。目前没有钻井和地震资料,依据其构造特征与东部陡坡带相同,推测发育扇三角洲砂岩储层,北段板式陡坡带泥岩含量高,储盖组合配置好,边界断层保存条件好,成藏条件优越;南段台阶式陡坡带成藏条件一般,但在低水位时期,南岸曲流河三角洲可能推进至一台阶,形成良好的储盖组合。考虑到西部陡坡带与东部东坡带对称性发育的特点,预测其可采资源量4~6亿桶(bbl),勘探潜力较大。

    • (1)Albert湖凹陷是由2条主干基底断层控制的双断式被动裂谷,内部构造简单。凹陷形成于晚中新世,已经历了从初始裂陷期、强裂陷期、裂陷后期的一个完整旋回的Ⅰ期裂陷演化,目前处于第Ⅱ期裂陷的初始期。

      (2)湖区东部和西部陡坡带反向对称。在南段,东部陡坡带由1条边界断层控制,形成板式陡坡带,而西部陡坡带由2条平行的基底断层控制,形成台阶式陡坡带。相反,在北段,东部为台阶式陡坡带,西部为板式陡坡带。

      (3)板式陡坡带和台阶式陡坡带均为旁生侧储的油气成藏模式,前者油气侧向运移,处于优势运移方向,成藏条件优越;后者以垂向运移为主,侧向运移为辅,油气散失量大,保存条件较差,成藏条件一般。据此推测,西部陡坡带一台阶是有利勘探区带,勘探潜力较大,而西部二台阶地质风险较大。

参考文献 (21)

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