鄧運(yùn)華 賈懷存 劉 瓊

(1. 中海油研究總院有限責(zé)任公司 北京 100028； 2. 中國海洋石油國際有限公司 北京 100028)

隨著人類社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對石油需求的增加，全球在陸地和海域淺水區(qū)(水深小于500 m海域)油氣勘探程度提高，新增探明儲量變少，不得不向海域深水和超深水區(qū)(水深大于1 500 m海域)擴(kuò)展，據(jù)統(tǒng)計近十年全球新發(fā)現(xiàn)的油氣儲量有40%～58%來自深水和超深水海域[1]。目前全球有5個深-超深水重點(diǎn)勘探區(qū)(西非、南美、墨西哥灣、東非和澳大利亞西北陸架)，其中2個(西非、南美海域)屬大西洋被動大陸邊緣盆地。深-超深水區(qū)油氣勘探是真正的高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險行業(yè)，一口探井的作業(yè)費(fèi)一般為5億～15億元人民幣，是淺水區(qū)的5～10倍，淺水區(qū)探井費(fèi)用又是陸地的5～10倍，且目前全球探井商業(yè)成功率約為25%，可見投資之巨大，投資風(fēng)險之高。

從全球已發(fā)現(xiàn)油氣儲量的分布來看，大西洋是五大洋中油氣最富集的洋盆，大西洋中南段的桑托斯、坎波斯、寬扎、剛果和加蓬盆地，中段的塞阿拉、圭亞那、尼日爾三角洲和科特迪瓦盆地，北段的大淺灘、設(shè)德蘭、摩爾和伏令盆地，都富含油氣[2-6]。20世紀(jì)大西洋兩岸淺水區(qū)及鄰近陸地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量油氣田，進(jìn)入21世紀(jì)在深-超深水區(qū)又發(fā)現(xiàn)了不少大中型油氣田。目前南美洲東面大西洋深水區(qū)的圭亞那盆地、蘇里南盆地、坎波斯盆地和桑托斯盆地，西非西面大西洋深水區(qū)的塞內(nèi)加爾盆地、科特迪瓦盆地、尼日爾三角洲盆地、加蓬盆地和剛果盆地，都是全球深水油氣勘探的重點(diǎn)盆地。

大西洋被動陸緣盆地深水區(qū)也是中國公司在海外油氣勘探的重點(diǎn)地區(qū)之一，本文將結(jié)合10年的勘探實(shí)踐，探索大西洋被動陸緣盆地油氣地質(zhì)特征，油氣藏形成機(jī)理及主控因素，加深對該盆地油氣成藏條件及規(guī)律的認(rèn)識，期望為中國公司今后在該區(qū)的勘探提供參考。

1 油氣地質(zhì)特征

1.1 地質(zhì)背景

大西洋是板塊構(gòu)造理論的誕生地，德國氣象學(xué)家兼地球物理學(xué)家魏格納在生病住院期間，觀察墻上掛的世界地圖，發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸的陸地形態(tài)具有凹-凸互補(bǔ)關(guān)系，由此猜想美洲大陸與非洲-歐洲大陸早期可能是連為一體的一個大陸，之后經(jīng)過他及其他科學(xué)家的大量研究，于1915年出版了《海陸的起源》，由此誕生了大陸漂移-板塊構(gòu)造學(xué)說。但是，直到20世紀(jì)60年代，魏格納去世30年后，大陸漂移-板塊構(gòu)造學(xué)說才席卷全球，得到學(xué)界的普遍認(rèn)可。

大西洋的裂開在北、中、南段的時間各不相同，具有北早、南次、中間晚的特點(diǎn)，北段(利比里亞盆地以北)是早侏羅世開始裂開，南段(寬扎盆地以南)是早白堊世裂開，中間段是在中白堊世裂開。在裂開之前，兩大板塊的接合處發(fā)育了一排北西向湖泊，共有13個，這些中生代湖泊，面積5×103～5×105km2不等，其內(nèi)普遍沉積半深—深湖相泥巖，是優(yōu)質(zhì)烴源巖。在蘊(yùn)藏著豐富石油的巴西桑托斯和坎波斯盆地內(nèi)，95%探明儲量來自這套湖相生油巖。因裂陷湖盆內(nèi)斷層很發(fā)育，地層破碎，巖石圈強(qiáng)度變?nèi)?，地幔物質(zhì)沿此薄弱帶上拱，使兩大板塊逐漸分離，并向兩側(cè)漂移，形成大西洋。因此，大西洋巨型盆地(面積9 336萬 km2)在剖面上具有明顯的三層結(jié)構(gòu)(圖1)。下部為裂谷湖相沉積，呈半地塹-地塹結(jié)構(gòu)；中間為過渡期局限海沉積，形成一層鹽巖；上部為被動陸緣盆地，淺海—半深海相沉積。

圖1 大西洋兩岸盆地地質(zhì)剖面結(jié)構(gòu)示意圖Fig .1 Geological profile schematic map of basins on both sides of the Atlantic

1.2 烴源巖

大西洋被動大陸邊緣盆地是一個典型的疊合盆地，其下部為數(shù)個湖相裂谷盆地，其上為統(tǒng)一的被動陸緣盆地。這兩類盆地形成了各自的生儲蓋組合，當(dāng)然下部湖相裂谷盆地生成的油氣也可以沿斷層垂向運(yùn)移至上部海相儲層中聚集。因此，上部陸緣海相盆地內(nèi)油氣藏形成時有下部湖相和上部海相兩套烴源巖。下部湖相烴源巖分布廣，只要有半深—深湖沉積的地方就有這套烴源巖存在，并且品質(zhì)優(yōu)良，干酪根類型Ⅰ—Ⅱ1型，無定型組分可達(dá)90%，有機(jī)碳含量(TOC)一般2%～20%。目前鉆探證實(shí)的這套烴源巖主要分布在大西洋中南部，北部因埋藏太深，勘探程度低，尚無鉆井揭示。在中南部的桑托斯和坎波斯盆地近10年發(fā)現(xiàn)了大量石油，發(fā)現(xiàn)的石油90%來自下部湖相生油巖；在西非的寬扎、剛果、加蓬、貝寧和科特迪瓦等盆地，也揭示了湖相烴源巖，并發(fā)現(xiàn)了許多大中型油氣田。

漂移期海相烴源巖分布廣，但有機(jī)質(zhì)類型和豐度變化較大，整體上北段優(yōu)于南段[7-8]。在南段(坎波斯-納米比亞盆地以南)，烴源巖形成時為較開闊的海洋環(huán)境，不利于藻類和水生生物生長，而三角洲平原內(nèi)高等植物發(fā)育，形成的烴源巖干酪根類型Ⅱ2—Ⅲ型，以生天然氣為主，有機(jī)質(zhì)豐度(TOC)為0.6%～3.3%，發(fā)現(xiàn)了Kudu氣田。在北段，中—晚白堊世烴源巖形成期為相對局限海灣，藻類等水生生物繁盛，保存條件好，有機(jī)質(zhì)豐度(TOC)一般為3.8%～8.72%，干酪根類型Ⅱ1型，以生油為主，在剛果、加蓬、尼日爾三角洲、科特迪瓦、圭亞那和特里尼達(dá)等盆地發(fā)現(xiàn)了大量以此為烴源的石油[9-10]。

1.3 儲層

大西洋被動陸緣巨型盆地發(fā)育碳酸鹽巖和砂巖兩大類儲層。砂巖儲層分布非常廣泛，幾乎每個盆地內(nèi)都存在這類儲層，但在每個盆地內(nèi)、每個區(qū)帶上的分布一般很不均一。砂巖儲層成因類型以深水扇為主，其次為三角洲。在圭亞那、坎波斯、科特迪瓦和下剛果盆地，以白堊系—第三系深水扇砂巖為儲層，發(fā)現(xiàn)了許多大中型油氣田，儲層孔隙度一般為15%～27%，滲透率一般為60～500 mD。在尼日爾三角洲盆地和坎波斯盆地，以白堊系—第三系三角洲砂巖為主要儲層發(fā)現(xiàn)了豐富的油氣，儲層孔隙度一般為18.5%～33%，滲透率一般為100～5 250 mD[11-12]。

碳酸鹽巖儲層分布較局限，因盆地邊緣斜坡翹傾運(yùn)動，過渡期形成的鹽巖發(fā)生流動，形成了“鹽筏”，在鹽筏高部位形成淺水臺地，于漂移早期沉積了鮞粒、粒屑碳酸鹽巖儲層，儲層孔隙度一般為14%～25%，滲透率一般為5～1 000 mD。在西非的寬扎盆地、剛果盆地和加蓬盆地，在南美的坎斯盆地，以此類碳酸鹽巖為儲層發(fā)現(xiàn)了許多大-中型油氣田。

1.4 運(yùn)移

大西洋被動陸緣盆地中構(gòu)造層漂移期陸緣海相地層內(nèi)油氣藏形成時有下伏湖相及本層內(nèi)海相兩套烴源巖，油氣源豐富，但該構(gòu)造層的油氣運(yùn)移條件并不好。因漂移期構(gòu)造活動并不強(qiáng)，主要以水平移動為主，差異的垂向運(yùn)動不強(qiáng)，有斷層，但斷層并不多，活動強(qiáng)度較小，影響了油氣的充分運(yùn)移。漂移期是持續(xù)整體沉降，區(qū)域不整合面也不發(fā)育，也對油氣運(yùn)移不利。因此，漂移期烴源巖生成油氣形成的油氣藏主要運(yùn)移通道是砂體，也有的是斷層、微裂縫。與成熟烴源巖接觸的砂體是大西洋盆地油氣運(yùn)移的重要通道之一，在科特迪瓦盆地不少大中型油田是靠砂體運(yùn)移石油；雖然漂移期斷層活動較弱、斷距也不大，但與烴源巖接觸的斷層依然是重要的運(yùn)移通道，使下部生成的油氣運(yùn)移至上部砂體內(nèi)聚集，在坎波斯盆地內(nèi)許多油氣田是靠斷層垂向運(yùn)移成藏；另外，烴源巖內(nèi)往往存在異常高壓，上覆地層中有微裂縫發(fā)育，也能將下部油氣運(yùn)移至上部儲層中聚集成藏，在毛塞幾比盆地就有靠微裂縫運(yùn)移形成的油氣藏。

1.5 圈閉

深水扇巖性圈閉及鹽相關(guān)構(gòu)造圈閉是大西洋被動陸緣盆地主要的儲油氣圈閉類型，因斷層活動較弱，與斷層相關(guān)的背斜、斷塊等構(gòu)造型圈閉較少。大西洋深水沉積泥巖厚度大，形成了優(yōu)良的巖性圈閉頂、底板，深水重力流砂巖分布較廣，這些為深水扇巖性圈閉的形成創(chuàng)造了條件。因此，該類儲油圈閉較多，在圭亞那、科特迪瓦和剛果等盆地發(fā)現(xiàn)許多深水扇巖性油氣田。在南美一側(cè)的桑托斯和坎波斯盆地，西非一側(cè)的寬扎、剛果和加蓬盆地，鹽相關(guān)的底劈背斜、鹽側(cè)遮擋半背斜和鹽筏斷鼻是重要的儲油氣圈閉類型。另外，在許多盆地內(nèi)，斷層-巖性復(fù)合圈閉也是重要的圈閉類型，并發(fā)現(xiàn)了不少油氣田。

2 漂移期油氣成藏模式

通過對大西洋兩岸被動陸緣盆地深水區(qū)漂移期一些典型油氣田的解剖分析，根據(jù)油氣來源與儲層配置關(guān)系、油氣運(yùn)移通道類型、油氣成藏機(jī)理的差異，提出該區(qū)主要發(fā)育3類成藏模式：自生自儲—層內(nèi)砂體運(yùn)移輸導(dǎo)成藏、下生上儲—層間斷裂運(yùn)移輸導(dǎo)成藏和下生上儲—層間超壓微斷裂運(yùn)移成藏(圖2)。

圖2 大西洋兩岸被動陸緣盆地漂移期油氣成藏模式類型Fig .2 Classification of oil and gas accumulation models of passive continental margin basins on both sides of the Atlantic

2.1 自生自儲—層內(nèi)砂體輸導(dǎo)成藏

該類成藏特征表現(xiàn)為：烴源巖與砂巖儲集體直接接觸，層內(nèi)砂體輸導(dǎo)，油氣運(yùn)移距離相對較短。油氣運(yùn)移通道主要為砂體，成熟烴源巖生成的油氣直接側(cè)向運(yùn)移到附近砂體聚集成藏，砂體分布范圍以及橫向連通性對油氣運(yùn)移起到至關(guān)重要作用。因此，發(fā)育大型砂體是油氣成藏的關(guān)鍵，大型砂體往往分布廣、橫向連通性好，與烴源巖接觸面積大，有利于烴源巖生成的油氣大規(guī)模在砂體內(nèi)橫向運(yùn)移。西非科特迪瓦盆地深水區(qū)Jubilee油田的成藏特征即屬于此類型(圖3)。

Jubilee油田位于科特迪瓦盆地東部加納國家海域，水深1 530 m，可采儲量約1 000 MMbbl。圈閉為上傾方向受斷裂遮擋的構(gòu)造-巖性圈閉，儲層為上白堊統(tǒng)土倫階(Turo)濁積水道砂巖。通過對該油田原油生物標(biāo)志化合物分析，油氣主要來源于下伏塞諾曼—土倫階(Ceno-Turo)海相烴源巖。

盆地模擬結(jié)果表明，塞諾曼—土倫階海相烴源巖在始新世開始大量生排烴。但是，斷層活動性分析表明，Jubilee油田上傾方向的F1斷層主要活動期為晚白堊世馬斯特里赫特期，斷層最大活動速率17 m/Ma，到白堊紀(jì)末期F1斷層基本停止活動，此時斷層最大活動速率不足5 m/Ma，表明該斷層在始新世末油氣主要成藏期處于封閉狀態(tài)。另外，斷層南側(cè)鉆井已證實(shí)的Jubilee砂體，地震相表現(xiàn)為強(qiáng)振幅連續(xù)反射，而斷層北側(cè)為弱振幅斷續(xù)反射，預(yù)測為泥巖，造成F1斷層兩盤為砂-泥對接，進(jìn)一步表明斷層起到遮擋油氣的作用，油氣運(yùn)移通道不是斷層，而是砂體。同時，鉆井儲層流體包裹體分析結(jié)果顯示，氣油比(GOR)隨深度變淺而降低，由1 316 scf/stb逐漸降低到1 119 scf/stb，進(jìn)一步證實(shí)下部塞諾曼—土倫階烴源巖生成的油氣先就近運(yùn)移至上部緊鄰的砂體中，再在砂體內(nèi)自下傾部位向上傾部位運(yùn)移并聚集成藏(圖3)。

圖3 西非科特迪瓦盆地Jubilee油田油氣成藏模式Fig .3 Oil and gas accumulation model of Jubilee field,Cote d'Ivoire basin in West Africa

2.2 下生上儲—層間斷裂輸導(dǎo)成藏

下生上儲—層間斷裂輸導(dǎo)成藏表現(xiàn)為：下伏烴源巖與砂巖儲集體不直接接觸，主要靠層間斷裂輸導(dǎo)油氣，縱向油氣運(yùn)移距離相對較長。下伏成熟烴源巖生成的油氣經(jīng)斷裂垂向向上運(yùn)移至上部的圈閉中聚集成藏，斷層產(chǎn)狀一般較陡，斷層的平面延伸距離相對較短。

通過對大西洋兩岸重點(diǎn)盆地9個典型油氣田的解剖分析表明，該類斷層多為陡立小斷層，斷距一般為20～280 m，普遍小于100 m，斷層傾角為40°～85°，平面延伸距離1～50 km，普遍小于20 km；該類斷層主要形成期較晚，多為晚白堊世—中新世。因此，油氣垂向運(yùn)移距離(烴源巖到油氣藏的垂向距離)較短，一般在0.6～3.1 km，普遍小于2 km(圖4)。

圖4 大西洋兩岸重點(diǎn)被動陸緣盆地典型油氣田油氣縱向運(yùn)移距離統(tǒng)計圖Fig .4 Statistical diagram of vertical migration distance of typical oil and gas fields on both sides of the Atlantic

具有下生上儲—層間斷裂輸導(dǎo)成藏模式的較為典型油氣田有南美巴西塞爾西培盆地東部坳陷帶的Barra氣田。該氣田所在海域水深2 321 m，于2010年發(fā)現(xiàn)，2P可采儲量為220 MMboe，是目前這個盆地在海域的最大發(fā)現(xiàn)。Barra氣田的圈閉為凸起背景上發(fā)育的巖性圈閉，為儲集體上傾方向巖性遮擋；儲層為漂移晚期馬斯特里赫特階Calumbi組濁積砂巖，孔隙度為20.5%，滲透率為5.34 mD；蓋層為Calumbi組深海相泥巖。

Barra氣田的油氣來自于下部漂移期阿普特階—阿爾比階海相頁巖。該氣田位于東部坳陷帶烴源巖埋深較大地區(qū)(埋深可達(dá)4 200 m左右)，阿爾比階海相烴源巖處于熱裂解生氣階段，可以為該氣田供烴。持續(xù)活動的近Y字形組合斷裂是油氣發(fā)生運(yùn)移的主要通道。該斷裂深切至基底，斷裂活動期主要為中新世，斷層產(chǎn)狀較陡，傾角大于70°，斷距相對較小，普遍在50～60 m，斷層平面延伸距離約2 km。因此，Barra氣田具有下生上儲—層間斷裂輸導(dǎo)近距離運(yùn)移成藏的特征。該氣田下伏為漂移早期阿普特階—阿爾比階海相烴源巖發(fā)育的生烴洼陷，生成的油氣可以直接通過斷層向上運(yùn)移至馬斯特里赫特階Calumbi組濁積砂巖儲層成藏，垂向運(yùn)移距離約1.8 km(圖5)。

圖5 南美巴西塞爾西培盆地Barra氣田成藏模式Fig .5 Oil Accumulation model of Barra field,Sergipe basin

2.3 下生上儲—層間超壓微斷裂輸導(dǎo)成藏

下生上儲—層間超壓微斷裂輸導(dǎo)成藏主要表現(xiàn)為：烴源巖與砂巖儲層不直接接觸，下伏烴源巖生成的油氣靠層間微斷裂輸導(dǎo)，油氣垂向輸導(dǎo)距離較長。該類油氣藏主要發(fā)育在具有異常高壓系統(tǒng)的構(gòu)造高部位，下伏成熟烴源巖生成的油氣沿構(gòu)造高部位的一系列微斷裂向上運(yùn)移至上部圈閉聚集成藏。微斷裂產(chǎn)狀相對較陡，斷距小，斷裂一般下切至烴源巖內(nèi)。微斷裂在地震剖面上表現(xiàn)為同相軸輕微的扭曲，并無明顯的錯斷，主要是由于異常高壓造成的。

位于西非毛塞幾比盆地北部毛里塔尼亞海上的Cormoran氣田的成藏就具有下生上儲—超壓微斷裂輸導(dǎo)的特征(圖6)。該氣田所在海域水深1 630 m，儲層為上白堊統(tǒng)土倫—馬斯特里赫特階濁積水道砂巖，天然氣可采儲量816 Bcf，圈閉類型為構(gòu)造背景上發(fā)育的巖性圈閉，剖面上不發(fā)育具有明顯斷距的斷層。

圖6 西非毛塞幾比盆地Cormoran氣田成藏模式Fig .6 Oil accumulation model of Cormoran field,West Africa

通過對Cormoran氣田的原油生物標(biāo)志化合物分析，烴源巖為下伏塞諾曼—土倫階海相泥巖。Cormoran氣田地層壓力系數(shù)隨深度增大而增大，下部土倫階烴源巖層段地層壓力系數(shù)高達(dá)1.6。據(jù)郝芳 等[13-14]2003年的研究，在超壓系統(tǒng)的高部位容易產(chǎn)生小斷裂和裂縫，是流體重要的釋放點(diǎn)。這些超壓成因的微斷裂和裂縫是油氣運(yùn)移的重要通道類型，下伏上白堊統(tǒng)塞諾曼—土倫階的成熟烴源巖生成的油氣正是沿這些微斷裂和裂縫系統(tǒng)向上運(yùn)移至圈閉中聚集成藏(圖6)。

3 勘探實(shí)踐

大西洋兩側(cè)深水區(qū)是全球近10年勘探熱點(diǎn)地區(qū)，也是中國海油海外勘探重點(diǎn)地區(qū)。從21世紀(jì)初開始，中國海油投入了大量科研力量，對大西洋兩側(cè)深水區(qū)進(jìn)行了區(qū)域地質(zhì)和油氣地質(zhì)研究，開展了盆地、區(qū)帶及區(qū)塊評價工作，及時放棄了一些油氣成藏條件差的高風(fēng)險區(qū)塊，也在此基礎(chǔ)上通過招投標(biāo)進(jìn)入了許多新區(qū)塊，開展風(fēng)險勘探，并取得了豐碩的勘探成果。下面將以西南非海岸盆地、利比里亞盆地和南美北部圭亞那盆地的勘探實(shí)踐為例，簡述中國海油如何基于研究認(rèn)識及時規(guī)避了勘探風(fēng)險，以及研究認(rèn)識如何指導(dǎo)勘探實(shí)踐獲得了重大勘探發(fā)現(xiàn)。

3.1 西南非海岸盆地

西南非海岸盆地位于Walvis海嶺以南，納米比亞和南非國家以西海域。近20年來全球許多石油公司投入了較多力量進(jìn)行了研究和勘探。中國海油在對該盆地構(gòu)造-沉積演化、油氣地質(zhì)條件和勘探潛力研究后，認(rèn)為中白堊世以后的過渡期和漂移期為開闊海相沉積，不利于藻類等水生生物生長和有機(jī)質(zhì)保存，烴源巖形成條件欠佳，而河流—三角洲伴生的煤系烴源巖僅在局部發(fā)育。西南非海岸盆地?zé)N源巖形成條件不同于Walvis海嶺以北的寬扎、剛果和加蓬盆地，這3個盆地為半封閉局限海沉積，鹽巖及腐泥型烴源巖發(fā)育。另外，在漂移期西南非海岸盆地構(gòu)造活動弱、斷層少，也不利于油氣垂向運(yùn)移，勘探風(fēng)險大。

從2008—2018年中國海油評價了西南非海岸盆地內(nèi)16個區(qū)塊，認(rèn)為油源及運(yùn)移條件較差，建議公司不要進(jìn)入。最近10年一些國際石油公司在西南非海岸盆地盆地鉆探了8口深水探井，僅有1口井見油氣顯示，其他全部為干井，證實(shí)了中國海油前期的勘探研究認(rèn)識。由于采納了研究人員的選區(qū)建議，中國海油也及時規(guī)避了在這一地區(qū)的投資風(fēng)險。

3.2 利比里亞盆地

利比里亞盆地位于西北非利比里亞國家西部海域，該盆地也是近10年全球勘探熱點(diǎn)區(qū)。中國海油研究人員在對盆地油氣地質(zhì)條件和勘探潛力進(jìn)行了系統(tǒng)評價后認(rèn)為：中—上白堊統(tǒng)烴源巖條件較好，深水扇砂巖巖性圈閉發(fā)育，構(gòu)造運(yùn)動以橫向漂移為主，蓋層條件優(yōu)越；但是，也由于垂向上差異構(gòu)造活動弱，斷層較少，在一些區(qū)帶油氣垂向運(yùn)移是主要風(fēng)險，建議公司重點(diǎn)關(guān)注，謹(jǐn)慎進(jìn)入。

曾經(jīng)在利比里亞盆地有一個區(qū)塊，一家大型國際石油公司選定了一口預(yù)探井位，鉆探目標(biāo)是一個地層巖性圈閉，開鉆前邀請中國海油參入，中海油勘探技術(shù)人員基于研究認(rèn)識，認(rèn)為這個目標(biāo)閉雖然儲層較可靠、蓋層優(yōu)越、圈閉落實(shí)、烴源巖也存在，但是儲層與有效烴源巖之間被厚層泥巖隔開，且缺少運(yùn)移斷層，含油氣風(fēng)險大，建議公司不要進(jìn)入。這口井鉆后沒有獲得油氣顯示，證實(shí)了中國海油科研人員的研究認(rèn)識，也使公司再次及時規(guī)避了投資風(fēng)險。

3.3 圭亞那盆地

受西非加納國家發(fā)現(xiàn)Jubilee深水大油田的勘探啟示[16]，中國海油研究指出南美被動陸緣盆地具有相似的油氣地質(zhì)條件，是下一步有望獲得勘探大發(fā)現(xiàn)的有利區(qū)，并最終將目標(biāo)鎖定在尚未取得勘探突破的圭亞那盆地深水區(qū)。

圭亞那盆地位于南美洲北部，橫跨圭亞那和蘇里南兩國，盆地面積約24×104km2，其中海域面積約18×104km2(圖7)。2008年以前盆地內(nèi)鉆井主要分布在陸上和淺水區(qū)，僅20世紀(jì)80年代在蘇里南陸上獲得5個重質(zhì)油油田的發(fā)現(xiàn)[17]，而深水區(qū)無鉆井，勘探前景廣闊。

圖7 圭亞那盆地地理位置和分布圖Fig .7 Geographical location and distribution map of Guyana Basin

圭亞那盆地深水區(qū)漂移期沉積厚度大，具有深水碎屑巖和碳酸鹽巖兩大勘探領(lǐng)域。盆地的形成和發(fā)育受到南美板塊、北美板塊和非洲板塊等三大板塊相互作用的影響，主要經(jīng)歷侏羅紀(jì)的裂谷期和早白堊世的漂移I期和晚白堊世—新近紀(jì)的漂移II期等3期構(gòu)造演化[17]。其中侏羅世的裂谷分布局限，規(guī)模較小，主要發(fā)育火山巖和火山碎屑巖；而漂移期最大沉積厚度超過6 000 m，主要發(fā)育早白堊世碳酸鹽巖和晚白堊世—新近紀(jì)深水碎屑巖沉積(圖8)。

圖8 圭亞那盆地上白堊統(tǒng)沉積相圖(據(jù)IHS數(shù)據(jù)庫，2021年，修改)[16]Fig .8 Sedimentary facies map of Upper Cretaceous in Guyana Basin(IHS database,2021，modified)[16]

中國海油海外勘探以區(qū)域地質(zhì)研究認(rèn)識為指導(dǎo)，以獲得優(yōu)質(zhì)勘探機(jī)會為抓手，以尋找大中型油田為目標(biāo)。在圭亞那盆地保持戰(zhàn)略定力，堅持長期關(guān)注，從2008年開始堅持在該盆地開展區(qū)域地質(zhì)研究和多輪次的新機(jī)會評價工作，在2014年抓住某大型國際石油公司退出的機(jī)會，獲得圭亞那國家Stabroek區(qū)塊25%的勘探權(quán)益，區(qū)塊面積2.7×104km2，水深500～3 000 m。當(dāng)時該國際大型石油公司通過研究認(rèn)為，這一區(qū)塊雖然發(fā)育上白堊統(tǒng)深水碎屑巖沉積，但目標(biāo)儲層附近烴源巖未成熟，目的層與成熟烴源巖垂向距離超過1 000 m，而地震資料顯示該區(qū)塊漂移期構(gòu)造平緩，斷裂特征不明顯，缺少油氣向上運(yùn)移的通道，運(yùn)移存在巨大風(fēng)險，從而在區(qū)塊內(nèi)第一口探井開鉆前選擇退出。中國海油在新項目評價過程中，通過深入細(xì)致的分析認(rèn)為，這一區(qū)塊面積大，勘探程度低，淺水區(qū)鉆井已經(jīng)證實(shí)了生油巖品質(zhì)較好，發(fā)育深水巖性圈閉，巖性圈閉下部雖然斷層特征不明顯，但是研究認(rèn)為存在陡斷層，這些陡斷層及其伴生的裂縫系統(tǒng)可以作為油氣垂向運(yùn)移通道，建議公司進(jìn)入該區(qū)塊，決策者聽取了技術(shù)人員建議。

2015年圭亞那Stabroek區(qū)塊Liza油田取得勘探重大突破。該油田水深1 500～2 000 m，離岸距離約200 km，圈閉類型為上白堊統(tǒng)多期深水沉積形成的巖性圈閉(圖9)，儲層為坎潘期—馬斯特里赫特期(Campanian-Maastrichtian)深水碎屑巖，平均孔隙度25%，DST測試產(chǎn)量6 000～7 000 bbl/d，油氣藏類型為邊水油藏，石油可采儲量2 400 MMboe，列為當(dāng)年全球油氣勘探最大的發(fā)現(xiàn)。Liza油田的發(fā)現(xiàn)揭開了圭亞那盆地深水區(qū)油氣大發(fā)現(xiàn)的序幕，該區(qū)塊至今已發(fā)現(xiàn)25個商業(yè)性油氣田，共計可采儲量約10 Bboe，成為全球油氣勘探的熱點(diǎn)和儲量增長最快的地區(qū)。

圖9 圭亞那盆地Liza油田成藏模式圖Fig .9 Accumulation model of Liza Oilfield in Guyana Basin

4 結(jié)束語

大西洋兩岸被動陸緣盆地深水區(qū)是近十年全球油氣勘探的重點(diǎn)地區(qū)，中國海油研究人員基于系統(tǒng)的基礎(chǔ)油氣地質(zhì)研究和大量油氣藏解剖分析，認(rèn)識到該類盆地漂移期構(gòu)造層油氣成藏的關(guān)鍵因素為烴源巖與運(yùn)移，并總結(jié)出3類主要油氣成藏模式：自生自儲—層內(nèi)砂體輸導(dǎo)成藏、下生上儲—層間斷裂輸導(dǎo)成藏和下生上儲—層間超壓微斷裂輸導(dǎo)成藏。研究認(rèn)識指導(dǎo)中國海油在大西洋被動陸緣盆地深水區(qū)的勘探實(shí)踐，及時規(guī)避了在西南非海岸盆地和利比里亞盆地的勘探風(fēng)險，成功優(yōu)選出圭亞那盆地等優(yōu)質(zhì)勘探潛力區(qū)，并與國際石油公司合作獲得Liza油田等重大發(fā)現(xiàn)，為海外增儲上產(chǎn)奠定了儲量基礎(chǔ)。對大西洋被動陸緣盆地深水區(qū)油氣成藏地質(zhì)條件及規(guī)律的認(rèn)識，也將為中國的石油公司今后在該區(qū)的勘探?jīng)Q策提供參考。