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西非毛塞几比盆地油气成藏差异性分析

孔令武 赵红岩 韩文明 赵佳奇 陈亮 喻英梅 王嘉

孔令武, 赵红岩, 韩文明, 赵佳奇, 陈亮, 喻英梅, 王嘉. 西非毛塞几比盆地油气成藏差异性分析[J]. 海洋地质前沿, 2019, 35(5): 66-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.05008
引用本文: 孔令武, 赵红岩, 韩文明, 赵佳奇, 陈亮, 喻英梅, 王嘉. 西非毛塞几比盆地油气成藏差异性分析[J]. 海洋地质前沿, 2019, 35(5): 66-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.05008
KONG Lingwu, ZHAO Hongyan, HAN Wenming, ZHAO Jiaqi, CHEN Liang, YU Yingmei, WANG Jia. DIFFERENCE OF HYDROCARBON ACCUMULATION CONDITIONS IN SENEGAL BASIN IN WEST AFRICA[J]. Marine Geology Frontiers, 2019, 35(5): 66-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.05008
Citation: KONG Lingwu, ZHAO Hongyan, HAN Wenming, ZHAO Jiaqi, CHEN Liang, YU Yingmei, WANG Jia. DIFFERENCE OF HYDROCARBON ACCUMULATION CONDITIONS IN SENEGAL BASIN IN WEST AFRICA[J]. Marine Geology Frontiers, 2019, 35(5): 66-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.05008

西非毛塞几比盆地油气成藏差异性分析

doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.05008
基金项目: 

国家“十三五”科技重大专项“非洲重点区油气勘探潜力综合评价” 2017ZX05032-002

详细信息
    作者简介:

    孔令武(1986—),男,硕士,高级工程师,主要从事海外石油勘探方面的研究工作.E-mail:416160680@qq.com

  • 中图分类号: P736.2

DIFFERENCE OF HYDROCARBON ACCUMULATION CONDITIONS IN SENEGAL BASIN IN WEST AFRICA

图(9)
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-15
  • 刊出日期:  2019-04-28

西非毛塞几比盆地油气成藏差异性分析

doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.05008
    基金项目:

    国家“十三五”科技重大专项“非洲重点区油气勘探潜力综合评价” 2017ZX05032-002

    作者简介:

    孔令武(1986—),男,硕士,高级工程师,主要从事海外石油勘探方面的研究工作.E-mail:416160680@qq.com

  • 中图分类号: P736.2

摘要: 从毛塞几比盆地构造演化特征分析入手,明确中大西洋的演化控制了毛塞几比盆地的形成,盆地经历了裂陷期、过渡期和漂移期3个演化阶段。受过渡期和漂移期构造和沉积差异演化的控制,盆地划分为南次盆和北次盆,南次盆具有“宽陆架、陡陆坡”、北次盆具有“窄陆架、缓陆坡”的结构特征。漂移期发育Cenomanian—Turonian和Aptian—Albian 2套海相烃源岩,其热演化程度具有“北高南低”的分布特征。盆地发育多种有利沉积储层类型,盆地结构控制了沉积储层的差异分布,南次盆以陆架边缘三角洲砂岩和浊积扇砂岩储层为主,北次盆以浊积水道和浊积扇砂岩储层为主。盆地主要发育3种典型的油气成藏模式,北次盆主要发育“自生自储、近源成藏”和“下生上储、盐相关断裂运移”2种成藏模式,而南次盆主要发育“旁生侧储、断裂+不整合面运移”和“自生自储、近源成藏”2种成藏模式。

English Abstract

孔令武, 赵红岩, 韩文明, 赵佳奇, 陈亮, 喻英梅, 王嘉. 西非毛塞几比盆地油气成藏差异性分析[J]. 海洋地质前沿, 2019, 35(5): 66-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.05008
引用本文: 孔令武, 赵红岩, 韩文明, 赵佳奇, 陈亮, 喻英梅, 王嘉. 西非毛塞几比盆地油气成藏差异性分析[J]. 海洋地质前沿, 2019, 35(5): 66-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.05008
KONG Lingwu, ZHAO Hongyan, HAN Wenming, ZHAO Jiaqi, CHEN Liang, YU Yingmei, WANG Jia. DIFFERENCE OF HYDROCARBON ACCUMULATION CONDITIONS IN SENEGAL BASIN IN WEST AFRICA[J]. Marine Geology Frontiers, 2019, 35(5): 66-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.05008
Citation: KONG Lingwu, ZHAO Hongyan, HAN Wenming, ZHAO Jiaqi, CHEN Liang, YU Yingmei, WANG Jia. DIFFERENCE OF HYDROCARBON ACCUMULATION CONDITIONS IN SENEGAL BASIN IN WEST AFRICA[J]. Marine Geology Frontiers, 2019, 35(5): 66-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.05008
    • 西非海岸盆地是世界油气勘探的重点区之一。2014年,Cairn公司在毛塞几比盆地发现SNE油田,可采储量达6.5亿桶,随后Kosmos公司又陆续获得Teranga、Totue等多个大型气田,总可采储量高达40 Tcf,这些新发现展现出盆地良好的勘探潜力,Total、Shell等国际大型石油公司纷纷进入该盆地,掀起了盆地油气勘探的热潮,使得毛塞几比盆地成为西非海岸的新兴热点盆地。截至目前,盆地勘探程度依然很低,仍然具有很大的勘探空间,前人对该盆地的研究较为零散,不够系统,主要集中在对成藏条件的阐述上[1-7],而对于油气成藏特征差异和成藏模式等问题认识不清,严重制约了对该盆地勘探潜力的研究。

      本次研究立足于中大西洋的构造演化,从毛塞几比盆地构造演化分析入手,划分了盆地构造演化阶段,明确了盆地结构和沉积特征的平面差异,重点分析了盆地内油气成藏特征,建立了不同的油气成藏模式,并指出了油气成藏的主控因素。

    • 毛塞几比盆地位于西非海岸的北部,为典型的被动大陆边缘盆地。盆地整体呈南北向分布,自南向北横跨几内亚、几内亚比绍、冈比亚、塞内加尔和毛里塔尼亚5个国家,包括陆上和海域两大部分,总面积91.6×104 km2,其中陆地面积31.1×104 km2,海域面积为60.5×104 km2,海域面积约占70%。盆地北部以毛里塔尼亚北部Cap Blanc断裂带为界,其南部以Guinea断裂带为界(图 1)。

      图  1  毛塞几比盆地位置

      Figure 1.  Location of Senegal Basin

      毛塞几比盆地勘探程度低,其勘探始于20世纪50年代。截至2018年底,累计钻探井257口,获得油气发现32个,获可采储量90.37亿桶油当量,其中油为1 517.8 MMbbl、气为45 112.5 Bcf。

    • 毛塞几比盆地的形成与演化与中大西洋密切相关[9]。晚二叠世,盆地伴随着中大西洋的裂开而形成的。盆地构造演化主要经历了3个阶段:裂陷阶段(晚二叠世—早三叠世)、过渡阶段(晚三叠世—侏罗纪)、漂移阶段(早白垩世—现今)(图 2)。

      图  2  毛塞几比盆地综合柱状图

      Figure 2.  Integrated stratigraphic column of Senegal Basin

      (1) 裂陷阶段(晚二叠世—早三叠世)

      晚二叠世Pangaea大陆开始解体,张裂活动开始进行,非洲板块与北美板块开始分离,沿着北美东岸、非洲西北岸发生强烈的陆内断陷作用,在西北非边缘形成了一系列近S—N向的裂谷盆地,毛塞几比盆地就是其中之一。这一时期盆地发生强烈的裂陷作用,断裂发育,形成一系列地堑或半地堑,且以陆相的河、湖相沉积充填为主。

      (2) 过渡阶段(晚三叠世—晚侏罗世)

      这一时期北美洲板块和非洲板块完全分离,裂陷作用基本停止,洋壳虽然已经产生,但洋壳扩张速度较小。受干旱气候和物源供应不足影响,毛塞几比盆地主要处于蒸发相的沉积环境,此阶段以大范围的碳酸盐岩沉积为主,早期发育盐岩的沉积,但盐岩分布局限,主要集中在盆地的北部和南部的地区(图 1)。

      (3) 漂移阶段(早白垩世—现今)

      此阶段随着洋壳的逐渐扩张,盆地范围越来越大,沉积地层厚度也逐渐增大,局部盐岩发育由于上覆沉积负荷作用发生盐刺穿。该时期全球海平面进入快速上升阶段,晚白垩世Turonian期到达最大,随后海平面开始逐渐下降。这一时期盆地深水区广泛发育深水浊积,陆架浅水区沉积由早期的早白垩世浅水碳酸盐沉积逐渐过渡到后期的陆架边缘三角洲沉积,呈现典型的被动大陆边缘盆地特征。

    • 受盆地构造演化控制,毛塞几比盆地形成时间早,沉积持续时间长,沉积了厚层的过渡期和漂移期地层,最厚可达8 km。受上部厚层过渡期和漂移期地层的影响,目前的地震资料仅在局部地区能够识别出裂陷期地层的发育,严重制约裂陷期盆地结构的识别。因此,本次研究主要对裂后期(漂移期和过渡期)盆地结构进行详细的阐述。

      相对于裂陷期,盆地过渡期和漂移期构造活动较弱。前人主要依据盆地内部的转换断层对盆地进行了构造单元的划分,研究表明盆地内部的转换断层两侧的构造特征和沉积特征变化并不明显,难以反映盆地的不同构造单元的差异。本次盆地结构划分主要基于丰富的2D地震资料解释成果,依据过渡期和漂移期构造特征,并结合地层变化以及岩性变化特征,将盆地划分南次盆和北次盆,Dakar以南为南次盆,Dakar以北为北次盆,受局部构造活动及沉积差异演化的控制,南次盆呈“宽陆架、陡陆坡”、北次盆呈“窄陆架、缓陆坡”的结构特征。Juassic—Aptian期,南次盆地由于几内亚高原的隆升作用发生了差异抬升作用,发育近南北向展布的大型正断层,断层上升盘缓慢抬升,加之物源供应很弱,水体较浅,适于碳酸盐岩的生长和发育,进而形成了以正断层为边界的宽阔碳酸盐岩台地,在正断层的下降盘由于水体深,碳酸盐岩台地阻挡了沉积物的供给,主要以泥岩沉积为主,地层厚度明显小于碳酸盐岩地层厚度(图 3);而北次盆构造活动较弱,仅后期在陆架坡折位置由于差异负荷作用发育次生正断层,碳酸盐岩的发育范围较为局限,并不发育明显的碳酸盐岩台地(图 4)。

      图  3  南次盆典型地质剖面图(剖面位置见图 1)

      Figure 3.  A geological profile of Southern Sub-basin (See fig. 1 for location))

      图  4  北次盆典型地质剖面图(剖面位置见图 1)

      Figure 4.  A geological profile of northern Sub-Basin (See fig. 1 for location)

      受早期碳酸盐岩沉积范围的控制,晚白垩世以后到现今的沉积呈现良好的继承性,使得现今大陆架呈现“南宽北窄”的特征。南次盆发育宽缓的大陆架,现今陆架(水深≤200 m)宽度为100~200 m,而北次盆大陆架较窄,现今陆架(水深≤200 m)宽度为30~120 m(图 1)。

    • 毛塞几比盆地在Albian、Cenomanian—Turonian、Senonian、Miocene等多个漂移期层系获得油气发现,盆地含油气系统得到证实。通过对盆地油气成藏条件、典型油气藏以及失利井的分析认为,烃源岩热演化程度、储层发育类型及油气成藏模式等在南、北次盆具有明显的差异性。

    • 烃源岩是油气生成的物质基础,其质量和热演化程度决定了一个盆地的勘探潜力和勘探方向。钻井证实,毛塞几比盆地发育Cenomanian—Turonian和Aptian—Albian 2套海相烃源岩。Cenomanian—Turonian烃源岩指标最优,为一套广泛分布的优质的倾油型烃源岩。南次盆F-1井揭示Cenomanian—Turonian阶烃源岩的TOC平均为2.0%,HI值介于400~800 mg/g,干酪根类型主要为I和Ⅱ1型;北次盆地的V-1井揭示TOC为1%~3.8%,平均为2%,氢指数为212~547 mg/g,平均为359,干酪根类型主要为Ⅱ1,含Ⅱ2。Aptian—Albian烃源岩指标相对Cenomanian—Turonian较差,且南次盆略好于北次盆。南次盆地深水区F-1井揭示Albian阶烃源岩TOC值为1.0%~4.0%,平均为2.0%,有机质丰度高,HI值为200~350 mg/g,干酪根类型主要为Ⅱ2型;而北次盆V-1井揭示烃源岩TOC为0.5%~1.3%,平均为1%,HI为198~272 mg/g,平均为247 mg/g,干酪根类型主要为Ⅱ2

      盆地模拟表明,2套烃源岩的热演化呈现“北高南低”的分布特征(图 5)。基于对已钻井的地温梯度、Ro等参数的分析,毛塞几比盆地除在局部火山活动区存在大地热流异常,大部分地区为正常大地热流,烃源岩的热演化主要受控于烃源岩层的埋藏深度。从烃源岩上覆地层展布规律来看,南、北次盆古近—新近系沉积地层厚度差异是造成烃源岩热演化程度“北高南低”的主要原因。古近—新近系沉积时期,北次盆地沉积体系发育,可容纳空间大,沉积中心主要位于北次盆,北次盆沉积厚度为800~3 400 m,而南次盆厚度为600~1 600 m。

      图  5  毛塞几比盆地烃源岩成熟度分布

      Figure 5.  Map of source rock maturity in Senegal Basin

    • 钻井证实毛塞几比盆地发育陆架边缘三角洲砂岩、浊积扇砂岩和浊积水道砂岩3种有利的沉积储层类型,3种沉积储层类型在南、北次盆发育和分布具有明显的差异(图 6)。

      图  6  毛塞几比盆地Albian阶不同次盆地沉积模式

      Figure 6.  Albian depositional models for sub-basins of Senegal Basin

      盆地南部受Juassic—Aptian阶“宽陆架、窄陆坡”的控制,主要发育Albian阶陆架边缘三角洲砂岩和Albian阶浊积扇砂岩2种类型。Albian期,南次盆发育Gambia河和Casamance河等多个大型物源水系[10],受宽阔、平坦的碳酸盐岩台地的古地貌的控制,在台地之上发育多期进积三角洲,南部的SNE-1井揭示不断向海推进的多期进积三角洲,三角洲沉积储层分布范围广,储层物性好,具有中—高孔、中—高渗的物性特征,孔隙度主要介于22%~34%,渗透率主要介于(100~1 000)×10-3 μm2,是南次盆的主力沉积储层。由于碳酸盐岩台地边缘形成的陆坡较陡,碳酸盐岩台地之上沉积的碎屑物经台地边缘在坡脚处堆积形成浊积扇,Fan-1井揭示了该种类型的浊积扇由于搬运距离较短,分选较差,碎屑物中夹有碳酸盐岩颗粒和泥岩颗粒,储层物性一般。

      盆地北部受“窄陆架、宽陆坡”控制,主要发育Albian—Miocene阶浊积水道砂岩和浊积扇砂岩2种类型。相对于南次盆,北次盆碳酸盐岩台地不发育,呈现典型的宽缓的陆坡特征,这种古地形有利于浅水区的碎屑物进行长距离的搬运,在搬运过程中容易形成典型的浊积水道-浊积扇沉积体系。由于沉积物搬运距离长,分选好,储层物性质量良好,北部Teranga、Totue、Chinguetti等钻井证实Cenomanian—Miocene阶广泛发育多套优质的浊积砂岩储层,储层物性好,孔隙度平均为20%,最高达32%,渗透率平均为几百毫达,最高达1.8 μm2,该类储层是盆地北部的主力产层。

    • 通过对盆地典型油气藏的解剖,盆地主要发育3种典型的油气成藏模式,北次盆主要发育“自生自储、近源成藏”和“下生上储、盐相关断裂运移”2种成藏模式,而南次盆主要发育“旁生侧储、断裂+不整合面运移”和“自生自储、近源成藏”2种成藏模式。

      (1)“下生上储、盐相关断裂运移”油气成藏模式

      该类油气藏主要分布在盆地北部的含盐区,由于盆地含盐范围较小,该类油气藏的分布也较为局限。代表油气藏为Chinguetti油气田[11],储层为新生代Miocene浊积水道砂岩,圈闭类型为盐岩作用而形成的背斜圈闭,烃源岩为Cenomanian—Turonian阶优质海相烃源岩,盐岩后期活动形成了盐相关断裂,盐相关断裂是油气运移的主要通道,Cenomanian—Turonian阶成熟烃源岩生成的油气沿断裂运移至上部Miocene浊积砂体聚集成藏(图 7)。对于该类油气藏来说,盐岩与浊积砂体耦合是油气成藏的主控因素,该类油气藏的勘探方向是在盐岩发育区寻找与之耦合的大型浊积体。

      图    盐相关油气藏成藏模式

      Figure .  Accumulation model for salt-related reservoir

      (2)“自生自储、近源成藏”油气成藏模式

      该类油气藏在盆地南次盆和北次盆均有分布。代表油气藏为Teranga、Tortue、Fan等,储层为典型的下Cenomanian和Albian阶浊积水道复合体或浊积扇,圈闭为具有构造背景的构造-岩性圈闭,油气主要来源于下部Albian阶成熟烃源岩,由于烃源岩与储层直接接触,Albian阶成熟烃源岩生成直接就近运移至Albian阶或下Cenomanian阶圈闭中聚集成藏。该类油气藏成藏的主控因素是在烃源岩灶内构造与砂体的有效配置(图 8)。

      图  8  深水浊积砂岩油气成藏模式

      Figure 8.  Accumulation model of deep-water turbidite sandstone reservoir

      (3)“旁生侧储、断裂+不整合面运移”成藏模式

      该类油气藏主要分布在盆地南部,代表油气田为SNE油田,储层为Albian阶三角洲砂岩,西部紧邻Cenomanian—Turonian阶和Albian阶成熟烃源岩灶,油气沿断裂和不整合运移,在上部的构造圈闭中聚集成藏,失利井分析表明,南部多口钻井失利原因是储层,因此,储层是该类油气藏成藏的主控因素(图 9)。

      图  9  Albian阶三角洲砂岩油气成藏模式

      Figure 9.  Accumulation Model of Albian Deltaic Sandstone reservoir

    • (1) 毛塞几比盆地的形成与中大西洋的裂开密切相关,盆地经历了裂陷期、过渡期和漂移期3个演化阶段,过渡期和漂移期地层沉积厚度大,是盆地目前重要的勘探层系。

      (2) 受过渡期和漂移期构造和沉积差异演化的控制,盆地划分为南次盆和北次盆,南次盆具有“宽陆架、陡陆坡”、北次盆具有“窄陆架、缓陆坡”的结构特征。

      (3) 漂移期发育Cenomanian—Turonian和Aptian-Albian 2套海相烃源岩,其热演化程度具有“北高南低”的分布特征。

      (4) 盆地发育多种有利沉积储层类型,盆地结构控制了沉积储层的差异分布,南次盆以陆架边缘三角洲砂岩和浊积扇砂岩储层为主,北次盆以浊积水道和浊积扇砂岩储层为主。

      (5) 盆地主要发育3种典型的油气成藏模式,北次盆主要发育“自生自储、近源成藏”和“下生上储、盐相关断裂运移”2种成藏模式,而南次盆主要发育“旁生侧储、断裂+不整合面运移”和“自生自储、近源成藏”2种成藏模式。

参考文献 (10)

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