岩性油气藏  2020, Vol. 32 Issue (5): 23-33       PDF    
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南苏丹Melut盆地下组合近源白垩系成藏模式与勘探潜力
史忠生1,2, 庞文珠3, 陈彬滔1, 薛罗1, 赵艳军3, 马轮1    
1. 中国石油勘探开发研究院 西北分院, 兰州 730020;
2. 中国石油天然气集团公司 油藏描述重点实验室, 兰州 730020;
3. 中国石油国际勘探开发有限公司, 北京 100034
摘要: 为了研究Melut盆地下组合近源白垩系成藏模式与勘探潜力,开展有利储盖组合识别、重点油藏解剖、典型成藏模式建立及勘探潜力分析等石油地质条件分析工作。结果表明:①近源白垩系发育3套有利储盖组合,包括源上Galhak组内部砂泥互层储盖组合、Al Renk组生油岩内“自生自储”储盖组合、及Al Renk组生油岩与Al Gayger组砂岩形成的“上生下储”储盖组合;②湖泛泥岩是Galhak组内部储盖组合成藏的主要控制因素,辫状河三角洲内前缘发育厚层分流河道砂岩与厚层湖泛泥岩,是Galhak组高产断块油藏发育的有利相带区;③ Al Gayger组反向断块圈闭具有良好的油源和侧向遮挡条件,斜坡区大断距反向断块圈闭是Al Gayger组勘探的首选目标;④沉积相带控制扇体内部油藏的类型与分布,扇根与扇中砂体厚、物性好,是发育高产断块及断层-岩性油藏的有利相带;⑤北部富油凹陷远源古近系主力产层的勘探难度越来越大,近源白垩系是北部凹陷成熟探区深化勘探的重要领域;⑥盆地南部凹陷规模小,沉积充填粗,Adar组区域盖层质量差,远源古近系Samma+Yabus-Adar组储盖组合已不是中南部有利的储盖组合,近源白垩系在中南部具有良好的成藏条件,是中南部有利的勘探层系。该研究成果对Melut盆地北部成熟探区深化勘探及中南部低探区白垩系的区域勘探具有指导意义。
关键词: 成藏模式    远源    近源    白垩系    Melut盆地    南苏丹    
Hydrocarbon accumulation models and exploration potential of near-source Cretaceous in the lower assemblage of Melut Basin, South Sudan
SHI Zhongsheng1,2, PANG Wenzhu3, CHEN Bintao1, XUE Luo1, ZHAO Yanjun3, MA Lun1    
1. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development-Northwest, Lanzhou 730020, China;
2. Key Laboratory of Reservoir Description, CNPC, Lanzhou 730020, China;
3. China National Oil and Gas Exploration and Development Company Ltd., Beijing 100034, China
Abstract: In order to study the hydrocarbon accumulation models and exploration potential of the near-source Cretaceous in the lower assemblage of Melut Basin, the petroleum geological analyses of Cretaceous, such as identification of favorable reservoir-caprock assemblage, anatomy of key oil reservoirs, establishment of typical oil reservoir models and analysis of exploration potential, were carried out. The results show that:(1)Three sets of reservoircaprock assemblage were developed in the near-source Cretaceous, including interbedded reservoir-caprock assemblage of sandstones and mudstones in above-source Galhak Formation, inner-generation and inner-accumulation reservoir-caprock assemblage of Al Renk Formation, and upper-generation and lower-accumulation reservoircaprock assemblage of Al Renk and Al Gayger formations.(2)The flooding mudstones are the main controlling factor for the hydrocarbon accumulation of the inner reservoir-caprock assemblage of Galhak Formation, and the inner front of braided river delta is the favorable sedimentary facies for the development of high-production faulted blocks, with thick distributary channel sandstones and thick flooding mudstones.(3)The antithetic faulted blocks of Al Gayger Formation have good oil-source and lateral sealing conditions, and the antithetic faulted blocks with big fault throw in the slope are the preferred drilling targets.(4)The sedimentary facies determine the types and distribution of oil reservoirs in the fans, and the root and middle parts of the fans develop thick sandstones with good physical properties, which are the favorable zones for the development of high-production faultblock and fault-lithological reservoirs.(5)The exploration of the main producing layers in far-source Paleogene gets more and more difficult, and the near-source Cretaceous formations are the important targets for deepening exploration in the mature Northern Sub-basin.(6)The sub-basins in the south Melut Basin have small areas and coarse sediment infillings, which makes the regional caprocks of Adar Formation get worse, and the far-source Paleogene Samma, Yabus and Adar Formations not be favorable reservoir-caprock assemblage. The near-source Cretaceous formations have good accumulation conditions, and are the major exploration formations in the south Melut Basin. The research results have certain guiding significance for the fine exploration in the mature north Melut Basin and regional exploration of Cretaceous in the low-level south Melut Basin.
Key words: accumulation model    far-source    near-source    Cretaceous    Melut Basin    South Sudan    
0 引言

裂谷盆地是烃类聚集的有利场所[1-2],在全球877个已发现的大油气田中有271个发育在裂谷盆中,占大油气田总数的30.9%[3],可见裂谷盆地是重要的油气勘探领域。中国东部的渤海湾、松辽等裂谷盆地,在经过几十年的勘探开发后,相继发现了大庆、吉林、辽河、胜利等一批大中型油田,并形成了具有中国特色的石油地质理论,如陆相生油理论[4-5]、源控论[6-7]、复式油气聚集带[8-9]、满凹含油[10]、隐蔽性油气藏[11]、近凹勘探[12]、源外成藏[13]等。近年来,随着国内油气需求的增长,中国加快了海外油气勘探的步伐,中国的勘探家要解决众多与国内具有不同地质条件与成藏特征含油气盆地的勘探问题,如中西非被动裂谷盆地大套辫状河砂岩的勘探、印尼弧后裂谷盆地碳酸盐岩礁滩体的勘探等,深化海外含油气盆地石油地质特征与油气富集规律的认识、建立典型成藏模式,对资料缺乏、时效性强的海外项目实现快速评价与高效勘探具有重要意义。

Melut盆地为中非剪切带控制下的被动裂谷盆地,与我国东部主动裂谷盆地具有不同的成盆机制与沉积特征。前人虽然对主、被动裂谷盆地的形成机理、盆地演化及热流史的变化等有一定的研究[14-15],但对被动裂谷盆地沉积充填与储盖组合控制下的油气富集规律与成藏模式缺乏系统、深入的研究。目前公开发表的文献中,大部分都是对盆地主力勘探层系或主力成藏组合进行研究,缺乏对包括非主力层系在内的盆地系统的成藏规律研究与成藏模式总结[16-20]。本文以Melut被动裂谷盆地石油地质特征分析与典型油藏解剖为基础,在对上组合远源古近系主力产层建立的跨时代油气聚集成藏模式[21-22]调研分析基础上,对下组合近源白垩系新层系进行深入的成藏地质研究与成藏模式分析,以期拓展Melut盆地白垩系新层系的勘探对中、西非被动裂谷盆地成熟探区的深化勘探具有借鉴意义。

1 盆地概况

Melut盆地为中非剪切带控制下形成的被动裂谷盆地[23-24],位于非洲中部南苏丹境内,为中非裂谷系第二大沉积盆地,面积3.3万km2。中、西非裂谷系是世界上著名的裂谷系,发育众多的中—新生代含油气裂谷盆地[25-26],如西非裂谷系的Termit盆地、Bongor盆地,中非裂谷系的Muglad盆地、Melut盆地等,都发现了大量的油气资源。这些盆地与我国东部的主动裂谷盆地不同,均为区域走滑拉张背景下形成的被动裂谷盆地,由于成盆机制的不同,二者在沉积充填、储盖组合、油气富集规律及成藏模者在沉积充填、储盖组合、油气富集规律及成藏模式等方面存在差异[14],加强被动裂谷盆地石油地质特征与成藏规律的研究,对丰富和完善被动裂谷盆地石油地质理论,推动中、西非被动裂谷盆地深化勘探具有重要意义。

Melut盆地的勘探始于20世纪70年代,陆续完钻了4口探井和1口评价井,发现了Adar-Yale油藏[23, 27],勘探工作基本停滞。2000年11月中国石油天然气集团公司进入该区块,该区块成为中国石油公司在海外第1个以完整沉积盆地为对象的风险勘探项目,通过采取科学合理的勘探策略和技术手段,快速发现了地质储量达5亿t的Palogue世界级油田及其他一批大中型油田,并建立了古近系主力产层跨时代油气聚集成藏模式,指导了一批油田的勘探发现[21-22],然而,经过近20 a的勘探开发,古近系主力产层的勘探难度越来越大,大部分规模构造圈闭已钻探完毕,储量增长面临瓶颈。在此形势下,加强新层系、新类型油藏的成藏条件研究,对拓展盆地勘探领域至关重要。

2 地质特征 2.1 盆地格架与构造特征

Melut盆地具“五凹一凸”构造格局[21-22],包括北部凹陷、东部凹陷、中部凹陷、西部凹陷、南部凹陷和西部凸起,5个凹陷均为“西断东超”半地堑结构(图 1)。其中,北部凹陷面积最大,近1万km2,为

下载原图 图 1 Melut盆地油气勘探综合成果 Fig. 1 Comprehensive results of oil and gas exploration in the Melut Basin

Melut盆地主要发育各种伸展构造,包括斜坡区的各种反向与顺向断块、断垒、古隆起背斜披覆构造、以及受边界生长断层控制的滚动背斜等。此外,在盆地演化过程中,受盆地东侧东非裂谷系新生代张裂活动的横向压扭作用,盆地局部发育反转构造,如北部盆缘区的Kaka反转构造、北部凹陷内部的Ruman反转构造[图 1(c)]、盆地中部的Adar反转构造及盆地南部的Ghanam反转构造与Miyan反转构造等,这些伸展构造与反转构造构成了Melut盆地的主要构造样式。

2.2 构造演化与沉积充填

Melut盆地在其演化过程中共经历了3期裂陷与1期坳陷作用,相应形成了4个构造层[图 1(b)]。裂陷Ⅰ幕发生于早白垩世,形成了Al Gayger组与Al Renk组等2套地层。Al Gayger组为裂陷Ⅰ幕初期形成的一套粗碎屑沉积,是一套潜在的储层段。由于埋深较大,前期勘探关注较少,仅盆缘区个别探井有所钻遇,见到油气显示和低产油流。Al Renk组为Al Gayger组沉积之后形成的半深湖—深湖亚相暗色泥岩沉积,是盆地主力烃源岩发育段,凹陷中心厚度达1 000 m,有机质丰度为0.62%~ 2.92%,有机质类型以Ⅱ型为主,生烃潜力最高达19.53 mg/g[22]

裂陷Ⅱ幕发生于晚白垩世,相比于裂陷Ⅰ幕裂陷活动减弱,主要沉积了Galhak组和Melut组大套富砂地层。其中,Galhak组为早白垩世Al Renk组最大湖泛之后水退时期的产物,为厚达500~600 m的砂泥互层沉积,大部分地区砂岩含量较高。由于Galhak组紧邻Al Renk组烃源岩,同时中下部砂泥互层段的滨浅湖暗色泥岩也具有一定的生烃潜力,因此,Galhak组具有非常好的油源条件。目前一些探井已在Galhak组获得油气发现,且部分井产量较高,预示着Galhak组是Melut盆地一个重要的潜力勘探层系。Melut组位于Galhak组之上,其砂岩含量更高,由于缺乏区域性盖层,且内部局部盖层也不发育,因此Melut组不是有利的勘探层系,主要为油气输导层。

裂陷Ⅲ幕发生于古近纪,其初期裂陷作用较弱,在延续了晚白垩世弱裂陷作用后主要沉积了Samma组与Yabus组辫状河与辫状河三角洲沉积,储层发育、埋深浅、物性好,大部分地区的储层孔隙度大于25%,为主力产层发育段。古近纪中后期,盆地拉张作用增强,沉积了一套厚达400~600 m的Adar组泥岩,该套泥岩在盆地北部稳定分布。

新近纪—第四纪盆地进入坳陷阶段,其底部Jimidi组为一套坳陷初期的辫状河沉积,厚度达到500 m左右,也是盆地一套潜在的储层发育段,目前在局部地区有勘探发现。Jimidi组之上为Miadol组泛滥平原沉积,是一套厚度数百米的稳定泥岩。

2.3 储盖组合特征

在Melut盆地主要发育了5套储盖组合,从下往上依次为:①下白垩统Al Gayer组砂岩与Al Ren组烃源岩形成的“上生下储”储盖组合;②Al Renk组内部水下扇或扇三角洲砂体与Al Renk组烃源岩形成的“自生自储”储盖组合;③上白垩统Galhak组内部砂泥互层储盖组合;④古近系Adar组区域泥岩与Yabus和Samma组区域砂岩储盖组合;⑤新近系Miadol组泥岩与Jimidi组砂岩储盖组合。从储盖组合与烃源岩的距离关系,可将这5套储盖组合划分为近源白垩系储盖组合与远源古近系和新近系储盖组合;从储盖组合的空间分布上,可将远源储盖组合定义为上组合,近源储盖组合定义为下组合。

目前,Melut盆地的前期勘探主要集中在上组合远源Adar组区域泥岩与Yabus和Samma组区域砂岩形成的主力储盖组合,同时前人根据典型油藏的解剖建立了古近系主力产层跨时代油气聚集成藏模式[21-22],该模式成藏的关键控制要素是下白垩统烃源岩的供烃能力及沟通古近系储层与下白垩统烃源岩油源断裂的发育程度(图 2)。由于Melut盆地,特别是北部凹陷已证实为大型富油凹陷,油源充足;同时3期裂陷作用使得沟通下白垩统烃源岩与古近系目的层的油源断裂非常发育,且长期处于活动状态。因此,该模式成功指导了Melut盆地北部主力凹陷的勘探,其储量占盆地已发现储量的95%以上[21]

下载原图 图 2 Melut盆地古近系主力产层跨时代油气聚集成藏模式 Fig. 2 Far-source migration and accumulation model of Paleogene main production layers in the Melut Basin

其他4套储盖组合的勘探程度均较低,其中上组合远源新近系Jimidi+Miadol组储盖组合远离下白垩统Al Renk组烃源岩,且盆地裂陷期形成的油源断裂大部分都终止于Adar组区域盖层内,很少有断裂延伸到坳陷期的Jimidi组,因此油源问题是新近系储盖组合成藏的最大风险。目前,Jimidi组仅在多期持续活动的边界控盆断裂附近有少量发现,而凹陷内部没有发现,也证实了这一观点。同时,由于Jimidi组埋深只有几百米,受地表水影响原油的API非常低,开发难度大。因此,Jimidi组与Miadol组形成的远源新近系储盖组合不是Melut盆地有利的储盖组合。

与上组合远源新近系储盖组合相比,下组合近源白垩系储盖组合具有非常好的油源条件。由于Melut盆地前期勘探主要围绕北部凹陷古近系主力成藏组合进行,且北部凹陷白垩系埋深相对较深,因此揭示白垩系储盖组合的探井较少,白垩系储盖组合的成藏认识也不深入。随着远源古近系主力产层勘探难度的日益加大,深化下组合近源白垩系成藏地质认识,建立不同成藏组合典型成藏模式,对推动白垩系新层系的勘探具有重要意义。

3 下组合近源白垩系成藏模式

含油气盆地油气富集规律的研究与成藏模式的建立,是深化盆地成藏地质认识、科学预测油藏分布、有效指导井位部署与提高钻探成功率的重要保障。本文重点研究了Melut盆地下组合近源白垩系新层系的石油地质特征与成藏模式,包括下白垩统Al Renk组烃源岩、及紧邻Al Renk组烃源岩的上覆Galhak组与下伏Al Gayger组。由于近源白垩系紧邻烃源岩,因此具有良好的油源条件,主要形成Galhak组内部砂泥互层储盖组合、Al Renk+Al Gayger组“上生下储”储盖组合,以及Al Renk组内部水下扇、扇三角洲与Al Renk组烃源岩形成的“自生自储”储盖组合(图 3)。目前,近源白垩系储盖组合在Melut盆地还属于新的勘探领域,仅个别探井钻遇,在盆地的缓坡带和陡坡带都有良好的勘探发现。如北部凹陷东部缓坡区Palogue隆起深层Galhak组发现了日产数百桶的高产断块油藏,北部凹陷Abyat白垩系陡坡扇也获得了高产油气流。因此,无论是缓坡还是陡坡,近源白垩系均具有成藏条件和勘探潜力。以前期白垩系的勘探发现为基础,结合盆地区域石油地质条件分析,深化白垩系成藏地质认识,并建立典型成藏模式,以推动白垩系新层系的勘探部署。

下载原图 图 3 Melut盆地近源白垩系成藏模式 Fig. 3 Accumulation model of near-source Cretaceous formations in the Melut Basin
3.1 近源白垩系Galhak组内部砂泥互层储盖组合与成藏模式

Galhak组位于上白垩统下部,紧邻Al Renk组烃源岩,在近源白垩系3套储盖组合中埋深最浅,大部分地区的埋深为2 000~3 500 m,这也是目前Galhak组出油井比Al Renk组和Al Gayger组多的主要原因。Galhak组上覆的Melut组为区域性富砂地层,缺乏区域盖层,但Galhak组内部主要为辫状河三角洲砂泥互层沉积,特别是Galhak组中下部为Al Renk组湖泛之后水退初期的沉积,泥岩含量相对较高,可形成Galhak组内部砂泥互层储盖组合,在垂向油源断裂的沟通下,Galhak组内部形成各种断块及断层-岩性油藏。

Galhak组发育整体富砂、局部含泥的互层式储盖组合,使得不同期次、不同规模的湖泛泥岩控制Galhak组内部的油层分布与油层厚度(图 4)。垂向上,Galhak组油层主要发育于湖泛泥岩比较发育的中下部四级层序内(G1,G2,G3),Galhk组上部主要为水退后期的沉积产物,砂岩含量高,泥岩隔层不发育,盖层条件不好。横向上,Galhak组油层主要受沉积相带的控制,斜坡高部位主要为Galhak组辫状河三角洲平原沉积,分流河道砂岩发育,泥岩隔层少,难以形成有效的砂泥互层储盖组合;斜坡中下部主要为Galhak组辫状河三角洲前缘及前三角洲沉积。其中,广泛发育的辫状河三角洲前缘相带湖泛泥岩发育,与水下分流河道砂岩形成有效的储盖组合,目前Galhak组发现的大部分油层也都在这个相带[图 4(a)]。其中,Galhak组辫状河三角洲内前缘分流河道砂岩厚,砂体连续,主要形成块状底水油藏,而外前缘及前三角洲泥质含量高,砂岩厚度薄,砂地比低,主要形成层状边水油藏及砂岩透镜体油藏。所以,斜坡区中下部的Galhak组具有良好储盖组合与成藏条件,是Galhak组勘探的有利区带。

下载原图 图 4 Galhak组沉积相剖面与油层分布(a)和油层产量与油层厚度及孔隙度关系(b)(据史忠生等[28]) Fig. 4 Sedimentary facies and oil layer distribution of Galhak Formation(a)and relationship of daily production vs.thickness and porosity of reservoir in Galhak Formation(b)

出油井的产量分析显示,Galhak组油层产量与油层厚度和储层孔隙度呈明显的线性相关。厚度为10~30 m的储层,孔隙度也普遍大于20%,其原油日产量大于500桶,为高产油层;厚度小于10 m的储层,其孔隙度也偏低,一般小于20%,大部分小于15%,其原油日产量低于100桶,为低产油层[图 4(b)]。这说明高孔厚砂岩是Galhak组高产油层的储层特征。沉积相研究显示,在Galhak组辫状河三角洲内前缘发育较厚的分流河道砂岩和较厚的湖泛泥岩,是Galhak组寻找高产油层的有利相带区;外前缘虽然盖层发育,但储层薄,主要形成低产薄油层[图 4(a)]。

3.2 近源白垩系Al Gayger组上生下储储盖组合与成藏模式

Al Gayger组为一套富砂地层沉积,其内部岩性具上下两分性。下段发育大套厚层砂岩储层;上段发育砂泥互层,砂岩含量低,以几米到十几米的薄层砂岩为主,Al Gayger组砂岩与上覆Al Renk组生油岩形成“上生下储”型储盖组合。尽管该套储盖组合埋深较大,但仍具有成藏条件和勘探潜力,已在盆缘区钻遇良好的油气显示,预测斜坡高部位及盆缘区是Al Gayger组潜在的有利勘探区。

关于“上生下储”型成藏组合油气如何下排倒灌到下伏储层中成藏的问题,前人做了大量研究[29-30],总结起来主要有2种观点:①上覆烃源岩在生烃过程中发生超压作用,在沟通烃源岩与下伏储层油源断裂的幕式活动下,超压作用使油气幕式“注入”到下伏储层中,形成“上生下储”型油藏。②在斜坡区顺向断层的错断作用下,上盘烃源岩下掉与下盘储层侧向对接,油气通过侧向运移直接进入到下伏储层内,形成“上生下储”型油藏。笔者认为这2种成藏机理都可能存在,其共同特征是都离不开油源断裂。因此,油源断裂是“上生下储”型成藏组合成藏的关键因素,没有油源断裂的发育,上覆烃源岩内的油气就无法“倒灌”到下伏储层内。因此,Al Gayger组主要形成与断层有关的各种断块油藏

基于油气发现、沉积特征及上生下储型储盖组合的成藏特征,建立了斜坡区Al Gayger组成藏模式(图 5)。在断层控制成藏的大背景下,Al Gayger组的岩性特征、断层性质、断距大小及侧向对接等因素决定断块圈闭的含油气性及油藏类型。总的来看,斜坡区的Al Gayger组主要形成2类断块油藏:第1种为反向断层控制下的翘倾断块油藏(图 5)。在斜坡区反向断层的控制下,Al Gayger组侧向对接Al Renk组生油岩,Al Gayger组具有良好的油源和侧向封堵条件。对于这种反向断块圈闭,如果反向断层的断距较小,则只有Al Gayger组的上段对接Al Renk组烃源岩,形成薄的层状油藏;如果断距较大,Al Gayger组下段厚层块状砂岩与Al Renk组烃源岩对接,就会形成厚的块状油藏。目前,Melut盆地还没有钻遇到该类圈闭,因此Al Gayger组大断距反向断块圈闭是有利的潜在勘探目标。第2种为顺向断层控制下的断块油藏。如果顺向断层的断距较小,则上盘Al Gayger组与下盘Al Gayger组侧向对接,Al Gayger断块圈闭的侧向封堵条件整体不好,只有Al Gayger组上段的砂泥互层地层有形成层状油藏的可能;如果顺向断层的断距较大,则上盘Al Gayger组与下盘基岩侧向对接,Al Gayger组断块圈闭的成藏取决于基岩的侧向封堵性。因此,Al Gayger组反向断块圈闭具有良好的油源和侧向封堵条件,特别是大断距反向断块圈闭有形成厚层块状油藏的可能性,而Al Gayger组的顺向断块圈闭侧向封堵条件较差,不是Al Gayger组勘探的首选目标。

下载原图 图 5 Melut盆地Al Gayger组成藏模式 Fig. 5 Accumulation model of Al Gayger Formation in the Melut Basin
3.3 近源白垩系Al Renk组内部自生自储储盖组合与成藏模式

早白垩世初始裂陷期,在Melut盆地陡坡带也发育水下扇、扇三角洲沉积,这些沉积体与Al Renk组生油岩形成良好的“自生自储”储盖组合。Abyat陡坡扇三角洲商业油藏的发现证实了这种“自生自储”储盖组合在Melut盆地具有良好的勘探潜力。

通过对Abyat陡坡扇三角洲油藏的解剖表明,Abyat扇体油藏的油层分布主要受扇体沉积相带的控制,扇体的不同部位发育不同类型的油藏(图 6)。扇根主要为扇三角洲平原沉积,以大套厚层辫状河河道砂岩为主,泥岩不发育,主要形成厚层断块油藏,如A-1井;扇中主要发育扇三角洲前缘沉积,以砂泥互层沉积为主,水下分流河道砂岩是主要储层。与扇三角洲平原亚相比,前缘亚相水下分流河道砂岩厚度变薄,一般在几米到十几米,同时河道间泥岩厚度增加,储层的顶板及侧向遮挡条件变好,因此扇中主要形成与断层相关的各种层状断块与断层-岩性油藏,如S-1井、S-2井;扇端远离物源,泥质含量高,以“泥包砂”沉积为特征,主要形成砂岩透镜体等岩性油藏。总体来看,与烃源岩互层或被烃源岩包裹的陡坡扇,从扇根到扇端可形成多种类型的油藏,这些都是Melut盆地重要的勘探领域。

下载原图 图 6 Abyat扇三角洲沉积模式(a)与成藏模式(b)[31] Fig. 6 Depositional model(a)and accumulation model(b)of Abyat fan delta

目前,Melut盆地除了在Abyat地区识别出扇三角洲并取得商业发现外,在Ruman次凹陡坡带也识别出一系列水下扇沉积(图 7)[31-32]。这些扇体地震反射特征清晰,具有明显的外部轮廓和内部结构,垂向上与盆地初始裂陷期的Al Renk组烃源岩呈互层状接触,具有非常好的油源和封盖条件;平面上,扇体沿陡坡控凹断裂呈裙带状分布,与Al Renk组湖相烃源岩呈齿状接触,是一重要的潜力勘探领域。陡坡水下扇、扇三角洲等“自生自储”储盖组合的勘探,将进一步拓展Melut盆地近源白垩系的勘探潜力。

下载原图 图 7 Ruman近岸水下扇剖面及平面地震相特征 Fig. 7 Seismic facies features of Ruman subaqueous fans in section and attribute map
4 近源白垩系勘探潜力 4.1 近源白垩系是中南部低探区勘探的主力层系

Melut盆地中南部主要发育2 000~3 000 km2的小型断陷,受“小凹小隆”多点物源影响,南部地区的沉积充填相对较粗,Adar组砂岩含量增加,盖层质量变差[图 8(a)(b)],Yabus和Samma组与Adar组形成的远源古近系储盖组合已不是中南部地区最主要的储盖组合,这也是中南部大部分探井没有获得油气发现的主要原因。从中南部的油气发现与岩性组合特征来看,近源白垩系是中南部地区最有利的勘探层系。近源白垩系在中南部地区主要为砂泥互层沉积,具备形成白垩系内部储盖组合地质条件,如缓坡区的Galhak组、盆缘区的Al Renk组及近凹低部位的Al Gayger组均具备形成砂泥互层储盖组合的地质条件。此外,近源白垩系紧邻生油岩,油源条件好,保存条件好。目前,中南部已在Miyan地区的Galhak组和Al Renk组获得油气发现,也证实了近源白垩系储盖组合的存在和良好的勘探潜力[图 8(c)]。与北部白垩系相比,中南部地区由于凹陷规模较小,白垩系埋深浅;同时,盆地中南部与东非裂谷系较近,受东非裂谷系新生代张裂产生的横向压扭作用,反转构造发育,使得白垩系抬升变浅,成为有利的钻探目标,如Ghanam隆起和Miyan隆起的近源白垩系。因此,近源白垩系是盆地中南部有利的勘探层系。

下载原图 图 8 Melut盆地北部(a)与南部(b)Adar组岩性对比剖面及Miyan反转构造成藏模式(c) Fig. 8 Lithological correlation sections of Adar Formation in the north(a)and south(b)Melut Basin, and accumulation model of Miyan inversion structure(c)
4.2 近源白垩系是北部成熟探区深化勘探的重要领域

Melut盆地北部富油凹陷远源古近系主力产层的勘探难度越来越大,须要探索新的勘探层系和勘探领域以实现储量接替。近源白垩系具有油源风险低、保存条件好等有利条件,是北部成熟探区深化勘探的重要领域。北部凹陷近源白垩系的有利勘探领域包括:①斜坡区Galhak组内部储盖组合形成的断块及岩性地层油藏[33]。Galhak组内部储盖组合相对于其他2个近源白垩系储盖组合埋深最浅,可钻探的范围最大。大部分斜坡区的Galhak组位于2 000~3 500 m的可钻探范围内,因此Galhak组是北部凹陷近源白垩系最现实的勘探层系。②盆缘区下组合Al Gayger组反向断块及断层岩性圈闭。盆缘区Al Gayger组的埋深相对较浅,且已有探井获得低产油气发现。加强盆缘区Al Gayer大断距反向断块圈闭的识别与评价,是Al Gayer组勘探的关键。③与Al Renk组烃源岩相伴生的水下扇、扇三角洲等扇体勘探领域。扇体的发育主要沿陡坡控盆断裂发育,常与烃源岩伴生,具有较好的生储盖组合条件。就目前北部凹现陡坡扇的研究来看,主要集中在Ruman次凹的西侧陡坡区,该扇群地震反射特征清晰,与Al Renk组烃源岩呈交互式接触,是Al Renk组“自生自储”储盖组合勘探的重点。

5 结论

(1) Melut盆地北部为大型富油凹陷,远源古近系Adar组区域泥岩与下伏Samma和Yabus组砂岩形成了北部主力成藏组合。对于远源古近系跨时代油气聚集成藏模式,白垩系烃源岩的供烃能力及沟通古近系储层与白垩系烃源岩油源断裂的发育程度是古近系储盖组合能否成藏的关键。Melut盆地中南部与北部相比,凹陷多、规模小,Adar组区域泥岩盖层质量变差,远源古近系储盖组合已不是中南部最主要的储盖组合。近源白垩系具备形成砂泥互层储盖组合地质条件,且油源风险低、保存条件好,是中南部有利的勘探层系。

(2) 以近源白垩系沉积特征与成藏条件研究为基础,识别出3种近源白垩系储盖组合,包括Galhak组内部砂泥互层储盖组合、Al Renk组内部“自生自储”储盖组合及Al Renk组与Al Gayher组形成的“上生下储”储盖组合。

(3) Melut盆地中南部地区白垩系埋深浅于北部,且中南部反转构造发育,为盆地成藏提供了构造背景和圈闭条件,反转构造的抬升使得白垩系埋深变浅,便于钻探。因此,近源白垩系是中南部低探区区域勘探的主力层系,具有广阔的勘探前景。远源古近系虽然是北部凹陷的主力勘探层系,但勘探程度高,剩余潜力有限,近源白垩系是北部成熟探区深化勘探与储量接替的重要领域。

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