盧小新，劉厚武

(1.中化石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100031；2.中國石油長城鉆探工程公司)

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中馬格達(dá)雷納盆地地質(zhì)特征與油氣勘探有利區(qū)預(yù)測

盧小新1，劉厚武2

(1.中化石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100031；2.中國石油長城鉆探工程公司)

基于廣泛收集的數(shù)據(jù)資料，運用石油地質(zhì)學(xué)的理論與方法，對中馬格達(dá)雷納盆地油氣地質(zhì)特征、油氣富集規(guī)律進(jìn)行分析，結(jié)果表明，晚白堊世La Lula組海相灰?guī)r和泥頁巖為主力烴源巖，新生界陸相砂巖為主要儲集層，油氣成藏組合為下生上儲式，發(fā)育構(gòu)造圈閉及復(fù)合圈閉；盆地油氣主要富集于區(qū)域性古隆起、斷裂和不整合上下的始新統(tǒng)-漸新統(tǒng)Chorros-Chuspas群砂巖中，斷裂對油氣藏的形成與分布起著重要的控制作用；盆地南部和東部邊緣的逆沖褶皺帶、中部隆起斷裂帶具有良好的勘探前景，同時西部斜坡的地層、巖性尖滅圈閉也具有較大勘探潛力。

中馬格達(dá)雷納盆地；油氣地質(zhì)；油氣分布；富集規(guī)律；有利區(qū)

南美洲哥倫比亞油氣資源豐富，為南美第4大油氣生產(chǎn)國[1]。中馬格達(dá)雷納盆地位于哥倫比亞西北部中科迪勒拉山與東科迪勒拉山之間(圖1)，為一近南北走向狹長的新生代沉積盆地，長約550 km，最寬處約100 km，總面積約3.9×104km2。馬格達(dá)雷納河自南向北流經(jīng)整個盆地。

中馬格達(dá)雷納盆地地層厚度不對稱，總體上東厚西薄，西部邊緣地層厚度為0～3 000 m，東部區(qū)域東科迪勒拉山下則超過12 000 m。該盆地是哥倫比亞僅次于雅諾斯盆地的第二重要的產(chǎn)油氣盆地，截至2015年12月，盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)油氣田102個，石油(含凝析油)儲量(本文的儲量均指探明和控制儲量之和)520×106m3，天然氣儲量115×109m3，油氣儲量合計627×106m3(油當(dāng)量)[2]。

1　盆地基礎(chǔ)地質(zhì)特征

1.1盆地構(gòu)造特征

中馬格達(dá)雷納盆地發(fā)育于南美洲西北部安第斯俯沖帶上，是太平洋板塊向東俯沖至南美板塊之下的產(chǎn)物，為一個半地塹型山間盆地，盆地內(nèi)部主構(gòu)造線走向近于南北[3]。

依據(jù)地震剖面及地層發(fā)育情況，盆地內(nèi)劃分出的構(gòu)造單元主要包括西北斜坡、西南斜坡、中央隆起、東部逆沖帶。西北斜坡地層總體表現(xiàn)為向東南傾斜，地層發(fā)育較完整。西南斜坡白堊系地層遭受剝蝕，在白堊紀(jì)～古近紀(jì)發(fā)生沉積間斷。中央隆起位于盆地中部區(qū)域，由于受到東西兩個方向的逆沖擠壓作用，地層、斷層傾向相反，形成構(gòu)造會聚區(qū)[4]。

圖1　中馬格達(dá)雷納盆地位置及構(gòu)造格架

東部逆沖帶位于盆地東部東科迪勒拉山西側(cè)，發(fā)育大型的逆沖斷層，部分?jǐn)嗔鸦撔纬呻p重構(gòu)造和沖起構(gòu)造(圖2)。

1.2盆地構(gòu)造-沉積演化特征

白堊紀(jì)末至新近紀(jì)，太平洋板塊向南美大陸俯沖，科迪勒拉山迅速隆升，在南美西北部哥倫比亞境內(nèi)分為3個分支，即西科迪勒拉山、中科迪勒拉山和東科迪勒拉山。在這些山脈之間分布著北北東向的山間盆地，其中中馬格達(dá)雷納盆地、上馬格達(dá)雷納盆地位于中、東科迪勒拉山之間。其構(gòu)造-沉積演化史可劃分為弧后裂谷、裂后被動陸緣(熱沉降)和新生代前陸盆地3個發(fā)育階段(圖3)，對應(yīng)著3套不同的地層單元(圖4)。

圖2　中馬格達(dá)雷納盆地區(qū)域構(gòu)造特征剖面(剖面位置示于圖1)

圖3　中馬格達(dá)雷納盆地及鄰區(qū)構(gòu)造演化示意圖[5]

1.2.1 弧后裂谷發(fā)育階段

三疊紀(jì)-早白堊世，伴隨著古大陸的解體形成同生裂谷盆地。三疊紀(jì)裂谷初期，中-東科迪勒拉地區(qū)發(fā)育規(guī)模較小的正斷層，沉積以沖積扇相為主的砂礫巖[6]。侏羅紀(jì)，裂谷內(nèi)主要充填河流沉積，物源來自東部的圭亞那地盾，沉積被盆地內(nèi)的古隆起所分隔，區(qū)域沉積中心位于現(xiàn)今波哥大附近。該時期地層稱為Giron群，由礫巖、長石砂巖和粉砂巖以及火山巖組成，與上覆Tambor組呈不整合接觸。

早白堊世，伴隨著裂谷的進(jìn)一步擴大，海水逐漸侵入，沉積環(huán)境從陸相過渡到海相。自下而上依次沉積了河流相Tambor組砂巖，淺海陸架Rosa Blanca組灰?guī)r、Paja組頁巖。

圖4　中馬格達(dá)雷納盆地綜合地層柱狀圖[9]

1.2.2 裂后被動大陸邊緣階段

早白堊世末，伸展作用弱化停止，盆地進(jìn)入被動大陸邊緣演化階段，一直持續(xù)到白堊紀(jì)結(jié)束。區(qū)域上，海侵范圍擴大，整個中馬格達(dá)雷納盆地處于水深不斷增加的淺海壞境，沉積了以泥巖、泥灰?guī)r為主的Tablazo組、Simiti組和La Luna組。其中，La Luna組為賽諾曼-土倫期最大海泛期沉積。該套地層的巖性在區(qū)域上具有較為明顯的呈北東向條帶性特征。在中馬格達(dá)雷納盆地含碳酸鹽巖成分多，在東部的古科迪勒拉盆地和現(xiàn)今的雅諾斯盆地大部地區(qū)為泥頁巖，雅諾斯盆地東部邊緣則相變?yōu)闉I淺海砂巖[7]。

1.2.3 前陸盆地階段

中馬格達(dá)雷納盆地在白堊紀(jì)末、古近紀(jì)初進(jìn)入前陸盆地演化階段。該階段又分為早期前陸和晚期前陸兩個過程，分別主要對應(yīng)中科迪勒拉山和東科迪勒拉山的兩期造山隆升。

古新世-始新世，隨著中科迪勒拉山的進(jìn)一步隆升變形，區(qū)域上形成了一個包含中馬格達(dá)雷納盆地、東科迪勒拉盆地(古)和雅諾斯盆地的前陸盆地。在中馬格達(dá)雷納盆地內(nèi)沉積了Lisama組和La Paz組，二者之間發(fā)育了一個區(qū)域不整合。晚始新世-漸新世，造山前緣逐漸向東推進(jìn)，導(dǎo)致盆地中生代發(fā)育的伸展地塹發(fā)生反轉(zhuǎn)，區(qū)域上整體的前陸盆地發(fā)生破裂被分割為幾個部分，沉積了Esmeraldas組、Mugrosa組和Colorado組。盆地西部以沖積扇沉積環(huán)境為主，沉積物顆粒較粗；盆地東部主要為河流沉積，顆粒偏細(xì)。

中新世，東科迪勒拉山快速隆升，導(dǎo)致東科迪勒拉盆地整體抬升而沉積終止，區(qū)域上形成了現(xiàn)今的隆起和盆地分布格局。中馬格達(dá)雷納盆地位于兩山之間，轉(zhuǎn)入山間前陸盆地發(fā)育階段。南美北部的加勒比板塊相對南美板塊斜向俯沖，使北部的逆沖斷層兼具走滑性質(zhì)[8]。盆地內(nèi)河流和火山碎屑沉積物Real群發(fā)育，不整合覆蓋于強烈逆沖褶皺的白堊系-漸新統(tǒng)地層之上。

2　油氣地質(zhì)特征

2.1烴源巖

南美西緣在古生代和中生代白堊紀(jì)發(fā)生了兩次重要的海侵，其中第二次海侵自北往南，在北部地區(qū)其范圍、規(guī)模遠(yuǎn)超第一次海侵[9-10]。晚白堊世達(dá)到最大海侵，形成了高品質(zhì)的泥頁巖、泥灰?guī)r。盆地主力烴源巖為上白堊統(tǒng)土倫-三冬階La Luna組海相瀝青灰?guī)r和泥巖，顏色以灰-深灰-棕色-黑色為主，沉積環(huán)境為海侵期陸架海[11]。據(jù)已發(fā)現(xiàn)油氣田統(tǒng)計，盆地95%以上的油氣儲量源自該套烴源巖，現(xiàn)今主要分布在盆地東部和北部，在西南部由于后期隆升強烈而遭受剝蝕。干酪根類型以Ⅱ型為主，少量為Ⅰ型。TOC含量整體上2%～4%，生烴潛能S1+S2為29.39 mg/g。盆地大部分區(qū)域R0達(dá)到或超過0.6%，平均0.9%，東部局部深埋區(qū)可達(dá)高成熟-過成熟。成熟度總體上西北低東南高，以生油為主。盆地模擬顯示，位于沉積中心的古科迪勒拉盆地(今東科迪勒拉山)的烴源巖最先排烴(坎潘～馬斯特里赫特期)，其次為中馬格達(dá)雷納盆地東部(古新世～始新世)，這些區(qū)域的排烴強度也是非常大的；而盆地北部和西部La Luna組未成熟或遭受剝蝕，基本未發(fā)生排烴。古科迪勒拉盆地中新世開始構(gòu)造隆升形成東科迪勒拉山，導(dǎo)致烴源巖在25～20 Ma生排烴突然停止[12]。

2.2儲集層

據(jù)已發(fā)現(xiàn)油氣田統(tǒng)計，中馬格達(dá)雷納盆地油氣產(chǎn)層眾多，從白堊系到新近系均有發(fā)育，最主要的儲集層是古近系的Chorro群和Chuspas群河流相砂巖，次要儲集層為白堊系和古新統(tǒng)Lisama組(圖5)。其中，始新統(tǒng)Chorro群包含La Paz組和Esmeralds組地層；漸新統(tǒng)-中新統(tǒng)Chuspas群包含Mugrosa組和Colorado組地層。

圖5　中馬格達(dá)雷納盆地已發(fā)現(xiàn)油氣儲量的層系分布

2.3蓋層和圈閉

2.3.1 蓋層

中馬格達(dá)雷納盆地主要儲集層Chorro群和Chuspas群砂巖的蓋層為層內(nèi)泥頁巖，沉積于泛濫平原、河漫灘環(huán)境，為局部-半?yún)^(qū)域蓋層。

白堊系海侵期沉積的厚層Simiti組和Paja組海相頁巖為盆地的區(qū)域性蓋層，分別對Tablazo組和Rosablanca組的油氣起直接封蓋作用。

2.3.2 圈閉

中馬格達(dá)雷納盆地多期的構(gòu)造運動控制了盆地內(nèi)構(gòu)造圈閉的形成、調(diào)整和破壞，構(gòu)造圈閉包括背斜、斷背斜和斷塊圈閉。同時，新生代的淺海、湖泊、河流沉積環(huán)境為地層及巖性圈閉的發(fā)育提供了有利條件。據(jù)已發(fā)現(xiàn)油氣田分析，中馬格達(dá)雷納盆地圈閉類型主要概括為以下幾類：①斷背斜圈閉；②正斷層相關(guān)斷塊圈閉，主要分布在盆地西部斜坡；③逆沖背斜圈閉，在盆地中部隆起帶和東部逆沖褶皺帶廣泛發(fā)育；④地層超覆圈閉；⑤巖性尖滅圈閉；⑥不整合遮擋圈閉；⑦灰?guī)r裂縫圈閉。

3　油氣富集規(guī)律

La Luna組成熟烴源巖現(xiàn)今主要分布在中馬格達(dá)雷納盆地的中東部地區(qū)，因此中馬格達(dá)雷納盆地的油氣主要分布于盆地的中部和東部地區(qū)。而在盆地的北部和西部大部分地區(qū)，總體上由于烴源巖埋藏較淺或剝蝕，烴源條件較差，主要靠盆地東部的成熟源巖側(cè)向運移供烴，因此在這些地區(qū)找到的油氣藏相對較少。

整體上，中馬格達(dá)雷納盆地油氣成藏組合以新生界砂巖成藏組合為主，白堊系灰?guī)r成藏組合發(fā)現(xiàn)油氣藏數(shù)量和儲量規(guī)模均較小。新生界成藏組合主要又以構(gòu)造(早期拉張、后期擠壓)、地層-構(gòu)造、構(gòu)造-不整合為主；白堊系成藏組合以構(gòu)造為主，圈閉為背斜、斷背斜。由此可見，盆地內(nèi)的油氣主要聚集于構(gòu)造相關(guān)的成藏組合。

白堊系油氣成藏組合以自生自儲、運移距離短為特征，主要是在背斜上形成的構(gòu)造裂縫性灰?guī)r油氣藏。目前已發(fā)現(xiàn)該組合油氣藏主要分布在盆地北部區(qū)域，儲量規(guī)模一般較小，多為幾百萬桶油當(dāng)量，這與盆地碳酸鹽巖含泥質(zhì)較多而導(dǎo)致儲層物性較差有關(guān)。在盆地西南部，由于白堊系地層多遭受剝蝕而無該成藏組合油氣發(fā)現(xiàn)。

新生界油氣成藏組合以下生上儲為特征，盆地內(nèi)廣泛發(fā)育的早期裂谷期正斷層、后期反轉(zhuǎn)逆斷層和逆沖斷層是油氣垂向運移的主要通道，對油氣藏的形成與分布有著重要作用。盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多數(shù)油氣藏位于斷裂上下及其附近，在平面和垂向上均呈現(xiàn)出油氣藏沿斷裂成串狀分布的特征。斷裂輸導(dǎo)系統(tǒng)還可以與不整合面、連通砂體構(gòu)成復(fù)合輸導(dǎo)體系，使得油氣除了垂向運移外，還可進(jìn)行較長距離的側(cè)向運移。盆地西南斜坡缺乏成熟烴源巖，該區(qū)域油氣藏主要就是盆地東部生烴灶生成的油氣沿著斷裂和不整合、連通砂體經(jīng)垂向和側(cè)向運移而形成的。

長期繼承性發(fā)育的區(qū)域性古隆起是油氣的主要富集區(qū)。古隆起是盆地內(nèi)部最重要的油氣聚集單元，油氣關(guān)鍵成藏期的古隆起及其后期的發(fā)展演化影響著盆地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，制約著油氣的聚集與分布[13]。中馬格達(dá)雷納盆地中部地區(qū)發(fā)育凹陷內(nèi)古隆起-中央隆起區(qū)，隆起周圍發(fā)育有效烴源灶，具有多向供烴特征，是油氣運移的優(yōu)勢方向。同時，古隆起上容易形成規(guī)模較大的構(gòu)造相關(guān)圈閉，如果有充足的油氣充注，則往往聚集形成大中型油氣田。如Cachira古隆起，已發(fā)現(xiàn)最大的兩個油田L(fēng)a Cira、Casabe油田均位于該古隆起上。

4　勘探潛力及有利區(qū)預(yù)測

(1)勘探程度較低的南部和東部邊緣的逆沖斷裂帶，處于有利的烴源巖生排烴區(qū)域。該區(qū)域構(gòu)造發(fā)育，容易形成構(gòu)造面積大、幅度大的推覆背斜、斷背斜和斷塊等構(gòu)造圈閉。主斷裂一般傾角小，斷面在層間滑脫，與深部白堊系烴源巖溝通，有利于油氣的運聚。這些地區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)的油氣田主要位于逆沖斷裂的上盤。除了逆沖斷裂上盤，下一步對逆沖斷裂下盤的潛力也需要引起足夠的重視。據(jù)國內(nèi)油氣勘探經(jīng)驗，逆沖斷裂下盤如果封堵條件良好，也可以形成大型油氣田，如塔里木盆地庫車凹陷克拉2氣田和東海盆地西湖凹陷春曉油氣田，均位于逆沖斷裂帶的下盤[14-15]。

(2)盆地內(nèi)白堊紀(jì)-古近紀(jì)、中新世發(fā)育的兩個大型不整合，作為油氣側(cè)向運移的有利通道，如果有構(gòu)造因素的疊加，可形成構(gòu)造-不整合復(fù)合型圈閉。盆地內(nèi)Fortuna油田的Silfide油藏就是一個地層被不整合面削切而形成的構(gòu)造-不整合遮擋油藏[16]。在盆地西部斜坡和中央隆起的不整合面上下，此類圈閉仍有進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)油氣的潛力。

(3)盆地過去的油氣勘探多以構(gòu)造型圈閉勘探為主，該盆地在古近紀(jì)發(fā)育沖積扇-河流-湖泊沉積體系，具備形成地層、巖性圈閉的條件。已發(fā)現(xiàn)的Lisama油田就是一個古近系Colorado組、Mugrosa組河道砂體巖性圈閉油氣藏。推測在盆地西部的斜坡帶，存在類似的河道砂體、巖性尖滅以及地層超覆圈閉，是下一步勘探的目標(biāo)之一。

將不同層系已發(fā)現(xiàn)油氣藏、地層分布、斷裂分布在平面圖上疊加分析，并結(jié)合烴源巖、儲集層和蓋層分布特征，預(yù)測中馬格達(dá)雷納盆地不同層系的油氣勘探有利區(qū)(圖6)。從圖中可以看出，白堊系油氣藏及有利區(qū)分布于盆地中北部；古新統(tǒng)Lisama組油氣藏和有利區(qū)分布在盆地中部中央隆起區(qū)的兩側(cè)；始新統(tǒng)-漸新統(tǒng)Chorros-Chuspas群油氣藏和有利區(qū)范圍廣泛，但其在盆地中部和西南部的分布更為集中。

圖6　盆地不同層系已發(fā)現(xiàn)油氣分布及有利區(qū)預(yù)測

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編輯：李金華

1673-8217(2016)05-0022-05

2016-05-20

盧小新，工程師，1982年生,2011年碩士畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北京)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，目前主要從事國外油氣勘探、石油地質(zhì)綜合研究工作。

中化集團“全球重點區(qū)域油氣評價與優(yōu)選”項目(042010009k)。

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