范國章，史卜慶，楊柳，王朝鋒，邵大力，王紅平，左國平

1 中國石油杭州地質(zhì)研究院；2 中國石油國際勘探開發(fā)公司

0 前 言

巴西桑托斯盆地是迄今全球深水領(lǐng)域石油資源最為富集的大陸邊緣盆地，油氣發(fā)現(xiàn)主要集中在深水區(qū)圣保羅高地厚層鹽巖之下［1］。自2006年盧拉（Lula）油田發(fā)現(xiàn)以來，巴西國家石油公司集中力量加大桑托斯盆地深水鹽下的勘探開發(fā)投入，至2013年共獲得30 余個油氣發(fā)現(xiàn)，其中15 個為大油田。2013年以來，巴西國家能源署實施鹽下油氣勘探開發(fā)區(qū)塊招標，桑托斯盆地深水鹽下油氣成為國際大油公司高度關(guān)注并積極拓展的勘探熱點，中國油公司參與了約10個油氣田的勘探開發(fā)活動。

關(guān)于桑托斯盆地鹽下的油氣地質(zhì)特征，總體上，生儲蓋組合發(fā)育在早白堊世盆地裂谷期的斷陷和拗陷階段，烴源巖為湖相頁巖，儲層為湖相碳酸鹽巖，蓋層為連續(xù)厚層鹽巖。國外學(xué)者注重盆地演化和油氣系統(tǒng)研究，已經(jīng)發(fā)表了大量關(guān)于盆地形成演化［2-5］、成藏要素［6-8］、油氣勘探方向［9-12］等方面的論文，指出已獲得大量油氣發(fā)現(xiàn)的圣保羅高地（亦稱外部隆起區(qū)）是最有利的油氣聚集帶，但對于盆地鹽下的油氣分布特征缺少系統(tǒng)的論述。國內(nèi)學(xué)者關(guān)注盆地隆坳格局［13-14］、生儲蓋組合［15-19］及油氣分布特征［20-24］等研究，但基礎(chǔ)資料不足與研究領(lǐng)域局限，造成提出的盆地構(gòu)造單元劃分方案存在明顯的分歧，勘探區(qū)帶的評價存在較大的差異，而且對油氣分布規(guī)律及其主控因素的探討較少。隨著鹽下油氣發(fā)現(xiàn)從外部隆起區(qū)（國內(nèi)部分學(xué)者稱為東部隆起帶）向全盆地拓展，現(xiàn)有研究成果因較少探討鹽下油氣富集規(guī)律及主控因素，對有利油氣勘探區(qū)帶優(yōu)選和圈閉目標評價的指導(dǎo)作用顯現(xiàn)出諸多不足。

在前人關(guān)于桑托斯盆地基本油氣地質(zhì)條件與油氣分布特征研究的基礎(chǔ)上，本文從回顧桑托斯盆地勘探歷程與統(tǒng)計已發(fā)現(xiàn)油氣藏出發(fā)，結(jié)合鹽下構(gòu)造單元劃分等最新研究成果，提出了桑托斯盆地鹽下油氣分布特征及富集規(guī)律，并從盆地演化和油氣成藏過程的角度探討了構(gòu)造活動等因素對油氣藏的控制作用，以期更客觀、合理地闡明鹽下油氣聚集的有利區(qū)帶及其差異性，進一步指導(dǎo)桑托斯盆地鹽下的油氣勘探開發(fā)及新領(lǐng)域拓展。

1 桑托斯盆地鹽下油氣勘探歷程

桑托斯盆地的油氣勘探發(fā)現(xiàn)始于20世紀80年代，受到地質(zhì)認識和勘探技術(shù)的限制，當時的主要勘探目標為淺水區(qū)構(gòu)造圈閉，以中小型天然氣藏和凝析油藏為主，只有少量油藏。直到21世紀初期，隨著深水鹽下地震成像技術(shù)和深水厚層鹽巖安全快速鉆井技術(shù)的進步，以及鹽下儲層與成藏等關(guān)鍵成藏要素認識的深化，桑托斯盆地鹽下勘探進入實施階段，至2021年共發(fā)現(xiàn)41 個油氣藏（圖1），獲油氣地質(zhì)儲量約190×108t 油當量。其中，包括6 個地質(zhì)儲量10 億噸級（≥10×108t）的發(fā)現(xiàn)，6 個地質(zhì)儲量5 億噸級（（5~10）×108t）的發(fā)現(xiàn)，7 個地質(zhì)儲量1 億噸級（（1~5）×108t）的發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)儲量共計184×108t油當量，占總地質(zhì)儲量的96%。在6 個10 億噸級的油氣發(fā)現(xiàn)中，5 個位于外部隆起區(qū)及向北延伸帶，1 個位于外部隆起區(qū)西緣外圍。3 個最大的油氣發(fā)現(xiàn)地質(zhì)儲量分別為42×108t、30×108t 和18×108t，占已發(fā)現(xiàn)總地質(zhì)儲量的47%，均位于外部隆起區(qū)及向北延伸帶。

圖1 桑托斯盆地鹽下已發(fā)現(xiàn)油氣藏分布與主要目的層頂界構(gòu)造圖Fig.1 Distribution of discovered pre-salt oil and gas fields and top boundary structure of main target layer in Santos Basin

根據(jù)桑托斯盆地油氣地質(zhì)特征、鹽下油氣勘探思路與策略、油氣藏發(fā)現(xiàn)時間序列（圖2）等綜合分析，將桑托斯盆地鹽下油氣勘探歷程劃分為3 個階段，分別是外部隆起區(qū)主體勘探階段、外部隆起區(qū)周緣勘探階段、鹽下招標區(qū)塊勘探階段。

圖2 桑托斯盆地鹽下油氣藏地質(zhì)儲量與發(fā)現(xiàn)時間序列圖Fig.2 Geological reserves and discovery time sequence of pre-salt oil and gas reservoirs in Santos Basin

1.1 外部隆起區(qū)主體勘探階段（2005—2009年）

2005年，桑托斯盆地第1 口深水鹽下探井揭示了有效的油氣系統(tǒng)；2006年，第2口深水鹽下探井獲得超大型石油發(fā)現(xiàn)，確定了外部隆起區(qū)為有利的油氣聚集帶，其占據(jù)了鹽下勘探的主體地位。借助高精度三維地震構(gòu)造解釋，鹽下目的層頂界構(gòu)造圖顯示大構(gòu)造圈閉面積達1.2×104km2，其中包含10 余個局部高點，最大的兩個局部構(gòu)造圈閉面積分別約為4 000 km2（蘇格洛夫構(gòu)造）和1 050 km2（盧拉構(gòu)造）。該階段的鉆探主要集中在這些局部構(gòu)造上，共獲得14個油氣發(fā)現(xiàn)，包括2個地質(zhì)儲量10億噸級的發(fā)現(xiàn)，2個地質(zhì)儲量5億噸級的發(fā)現(xiàn)，4個地質(zhì)儲量1億噸級的發(fā)現(xiàn)。所有局部構(gòu)造圈閉充滿度為100%，為中質(zhì)原油（API 密度約26~28），氣油比中等（約1 100~1 700 scf/bbl），普遍含有CO2，最大含量可達20%，證實了外部隆起區(qū)具備極佳的油氣成藏條件。

1.2 外部隆起區(qū)周緣勘探階段（2010—2013年）

自2010年開始，超深水鹽下油氣勘探向外部隆起區(qū)周緣拓展，共獲得20 個油氣發(fā)現(xiàn)，包括3 個地質(zhì)儲量10億噸級的發(fā)現(xiàn)（最大發(fā)現(xiàn)超過40×108t），4個地質(zhì)儲量5 億噸級的發(fā)現(xiàn)，3 個地質(zhì)儲量1 億噸級的發(fā)現(xiàn)。外部隆起區(qū)北緣的構(gòu)造圈閉充滿度為100%，為中質(zhì)原油（API 密度約26~34），氣油比高（約1 700~2 500 scf/bbl），普遍含有CO2，最大含量可達45%；外部隆起區(qū)東緣的部分構(gòu)造圈閉充滿度約為70%，為重質(zhì)原油，氣油比高，且出現(xiàn)氣頂及高含CO2，最大含量可達78%；外部隆起區(qū)西緣的構(gòu)造圈閉充滿度為100%，為中質(zhì)原油，氣油比高，CO2含量小于5%，存在異常高壓，壓力系數(shù)約為1.5?？碧綄嵺`證實了外部隆起區(qū)的周緣存在有效的油氣系統(tǒng)，但不同區(qū)帶油氣成藏條件存在較大的差異，特別是東緣的構(gòu)造圈閉存在油氣源不足及強CO2充注的風(fēng)險。

1.3 鹽下招標區(qū)塊勘探階段（2014年—現(xiàn)今）

經(jīng)過外部隆起區(qū)及周緣油氣勘探，桑托斯盆地鹽下展示了巨大的油氣資源潛力和極高的油氣富集度，同時顯示了油氣地質(zhì)條件由外部隆起區(qū)向外圍存在較大變化，地質(zhì)風(fēng)險因素增多。為了規(guī)避獨擔鹽下油氣勘探投資大的風(fēng)險，巴西國家能源署于2013年啟動鹽下區(qū)塊對外招標，引進國際油公司實施聯(lián)合勘探開發(fā)。

鹽下招標區(qū)塊勘探共獲得7 個油氣發(fā)現(xiàn)。其中，1個為地質(zhì)儲量10億噸級的發(fā)現(xiàn)，位于外部隆起區(qū)西緣，為中質(zhì)原油（API 密度約32~34），氣油比高（約1 797 scf/bbl），CO2含量約為5%，目的層存在異常高壓，壓力系數(shù)為1.45。其他勘探發(fā)現(xiàn)為中小型油氣藏，特別是外部隆起區(qū)東緣鉆遇的氣藏CO2含量高達96%，推測氣柱高度超過500 m，顯示了外部隆起區(qū)東緣復(fù)雜的成藏條件。鹽下招標區(qū)塊勘探總體效果低于預(yù)期，基于高精度三維地震解釋的構(gòu)造圈閉目標落實可靠，儲蓋組合匹配較好，但油氣充注強度、CO2含量等存在較大的不確定性。

2 桑托斯盆地鹽下油氣分布特征

從桑托斯盆地鹽下超大型和大型油氣藏類型、面積、油柱高度、圈閉充滿度、儲量規(guī)模、油氣性質(zhì)、氣油比、CO2含量等信息的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)（表1），鹽下油氣分布具有明顯的東西分帶、南北分段、CO2含量分區(qū)、油氣藏分布符合帕萊托模型等特征。

表1 桑托斯盆地鹽下前10大油氣藏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表Table 1 Basic data of top ten pre-salt oil and gas reservoirs in Santos Basin

2.1 油氣分布東西分帶特征

從桑托斯盆地鹽下裂谷期構(gòu)造單元與油氣藏分布疊合圖（圖3）來看，鹽下油氣主要分布在阿-烏隆起、中央坳陷、盧-蘇隆起和東部坳陷等4 個構(gòu)造帶上，而國外文獻中常用來描述鹽下油氣勘探核心區(qū)的外部隆起區(qū)橫跨了盧-蘇隆起的中段和中央坳陷的中段東緣，裂谷期構(gòu)造格局可以合理地解釋外部隆起區(qū)不同部位油氣藏特征存在的巨大差異。

圖3 桑托斯盆地鹽下構(gòu)造單元分布與已發(fā)現(xiàn)油氣田疊合圖Fig.3 Superimposition map of distribution of pre-salt tectonic units and discovered oil and gas fields in Santos Basin

在盧-蘇隆起上，油氣具有原油密度中—大、氣油比中等、圈閉規(guī)模大、油氣充滿度高等特征；在阿-烏隆起上，油氣具有原油密度中等、氣油比中等、圈閉規(guī)模大、油氣充滿度高等特征；在中央坳陷的次級凸起上，油氣具有原油密度低—中等、氣油比低—中等、圈閉規(guī)模小、油氣充滿度高等特征；在東部坳陷，油氣主要分布在低凸起上，油氣具有原油密度大、氣油比高、圈閉規(guī)模大、油氣充滿度低等特征。

從構(gòu)造圈閉規(guī)模來看，盧-蘇隆起和阿-烏隆起上構(gòu)造圈閉規(guī)模大，且油氣藏儲量大；東部坳陷低凸起上構(gòu)造圈閉規(guī)模大，但油氣藏儲量中等—??；中央坳陷低凸起上發(fā)育的構(gòu)造圈閉規(guī)?？傮w上小于其他3個構(gòu)造帶，多數(shù)油氣藏儲量規(guī)模較小。

從原油性質(zhì)來看，原油密度由西向東存在變大的趨勢，氣油比存在東高西低的特征，部分數(shù)據(jù)顯示阿-烏隆起和中央坳陷西緣的油氣藏存在異常高壓且油藏溫度較高，盧-蘇隆起和東部坳陷油氣藏以常溫常壓為主。

2.2 油氣分布南北分段特征

從桑托斯盆地鹽下裂谷期構(gòu)造單元與油氣藏分布疊合圖（圖3）分析，油氣分布在東西分帶的基礎(chǔ)上，表現(xiàn)出明顯的南北分段特征。在盧-蘇隆起上，構(gòu)造圈閉規(guī)模南大北小，油氣充滿度北大南小，原油密度南大北小，氣油比南北大中部??；在阿-烏隆起上，構(gòu)造圈閉規(guī)模南大北小，南部油氣充滿度高，原油密度中等，氣油比中等，地層壓力為超壓；在中央坳陷中，構(gòu)造圈閉規(guī)模南北相當，南部構(gòu)造圈閉數(shù)量較多，油氣充滿度高，原油密度中等；在東部坳陷中，構(gòu)造圈閉規(guī)模南大北小，油氣充滿度南低北高，原油密度南大北小，氣油比南高北低。

從油氣富集程度來看，盧-蘇隆起中北段的油氣藏單儲系數(shù)大，如梅羅（Mero）油田單儲系數(shù)約為3 400×104t/km3，布茲奧斯（Buzios）油田單儲系數(shù)約為1 900×104t/km3，且大油氣田數(shù)量多，已發(fā)現(xiàn)6 個地質(zhì)儲量10 億噸級油田中的5 個分布在這個帶上。從油氣藏數(shù)量來看，中央坳陷中段數(shù)量最多，已發(fā)現(xiàn)13 個地質(zhì)儲量5 億噸級和1 億噸級油田中的10個分布在這個帶上。從油氣藏地質(zhì)儲量來看，盧-蘇隆起中北段和中央坳陷中段油氣藏累計約150×108t油當量，占鹽下已發(fā)現(xiàn)總油氣地質(zhì)儲量的79%。

在桑托斯盆地鹽下主要油氣藏發(fā)現(xiàn)區(qū)，結(jié)合裂谷期構(gòu)造單元特征，以走滑斷裂I-1、I-3、I-4 和I-5為界劃分出5 個（北1—北5）油氣區(qū)（圖3）。北1 區(qū)油氣藏主要分布在東部坳陷；北2 區(qū)油氣藏主要分布在盧-蘇隆起和東部坳陷，是發(fā)現(xiàn)巨型油氣藏最多的油氣區(qū)；北3 區(qū)油氣藏主要分布在盧-蘇隆起，少量分布在中央坳陷；北4 區(qū)油氣藏主要分布在中央坳陷；北5 區(qū)油氣藏主要分布在阿-烏隆起，少量分布在中央坳陷。這樣的分布特征是裂谷期構(gòu)造-沉積充填與被動陸緣期構(gòu)造活動共同作用控制的，裂谷期構(gòu)造格局對油氣分布與富集具有主導(dǎo)作用，被動陸緣期構(gòu)造活動對油氣運聚成藏和改造具有重要控制作用。

2.3 油氣藏CO2含量分區(qū)特征

桑托斯盆地鹽下油氣藏的CO2含量分布（圖3）總體上具有東高西低、南高北低的特征，高強度CO2充注趨向于盆地東區(qū)和南區(qū)。東高西低是指東部坳陷油氣藏CO2含量高，盧-蘇隆起次之，中央坳陷再次之，阿-烏隆起最低。南高北低是指大多數(shù)構(gòu)造帶中南部油氣藏CO2含量高于北部：東部坳陷由南向北，佩羅巴、朱比特、里貝拉中區(qū)3 個油氣藏CO2含量分別為96%、78%和67%；盧-蘇隆起由南向北，盧拉、愛他普、梅羅3個油氣藏CO2含量分別為8%、11%和45%；中央坳陷由南向北，艾拜爾西、卡瑞奧卡、卡卡拉3個油氣藏CO2含量分別為79%、16%和0%。

從單個油氣藏來看，不同部位鉆井揭示的油氣層中CO2含量存在較大的變化，具有東高西低的特征，如盧拉油田東部油氣層中的CO2含量為18%，而西部油氣層中的CO2含量小于1%。有的油氣藏中CO2含量分布較為均一，如梅羅油田中不同部位油氣層中CO2含量均處于44%~46%之間。

2.4 油氣藏分布帕萊托模型

廣義帕萊托模型是研究油藏在自然總體中的分布特征的有效方法［25-27］，是客觀描述和預(yù)測油氣藏分布規(guī)律的重要手段。桑托斯盆地鹽下勘探程度較高，但仍然存在大量尚未鉆探的構(gòu)造圈閉和潛在的構(gòu)造-巖性圈閉，推測具有較大的資源潛力和較好的勘探前景。利用地質(zhì)帕萊托分布法研究剩余油氣資源潛力，對于桑托斯盆地鹽下選區(qū)選帶、拓展勘探領(lǐng)域有著重要的意義。

將桑托斯盆地鹽下第1個勘探階段的油藏數(shù)據(jù)根據(jù)地質(zhì)帕萊托分布模型進行擬合，發(fā)現(xiàn)效果很好，說明當前研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)的油藏分布適合地質(zhì)帕萊托分布模型（圖4）。將這種方法應(yīng)用第2 個和第3 個勘探階段的驗證，取得了與實際勘探效果高度吻合的結(jié)果，證實廣義帕萊托分布模型有效。

圖4 桑托斯盆地鹽下油氣藏帕萊托概率分布圖Fig.4 Pareto probability distribution of pre-salt oil and gas reservoirs in Santos Basin

地質(zhì)帕萊托分布法預(yù)測桑托斯盆地鹽下剩余油氣資源結(jié)果顯示：桑托斯盆地鹽下油氣地質(zhì)儲量約為224.16×108t，待發(fā)現(xiàn)地質(zhì)儲量為18.97×108t；預(yù)測研究區(qū)可發(fā)現(xiàn)總的油藏個數(shù)為61個（地質(zhì)儲量大于2 000×104t）（圖5），其中已發(fā)現(xiàn)41 個，待發(fā)現(xiàn)油藏20個（大型6個，中小型14個）。綜合分析認為桑托斯盆地鹽下仍然具有相當大的勘探潛力。

圖5 桑托斯盆地鹽下已發(fā)現(xiàn)油氣藏與預(yù)測總體油氣藏地質(zhì)資源量分布圖Fig.5 Geological resources distribution of discovered and predicted pre-salt oil and gas reservoirs in Santos Basin

3 桑托斯盆地鹽下油氣富集規(guī)律

桑托斯盆地形成與演化過程中，伸展構(gòu)造作用占據(jù)主導(dǎo)地位。裂谷期構(gòu)造格局決定了鹽下基本的油氣地質(zhì)條件，被動陸緣期西沉降東隆升作用決定了鹽下構(gòu)造圈閉形成與分布特征，兩期構(gòu)造作用疊合決定了鹽下油氣運移方向和聚集成藏，進一步?jīng)Q定了不同構(gòu)造單元油氣成藏條件的差異性、油氣藏分布的獨特性、油氣富集的規(guī)律性。

3.1 超大型和大型油氣藏分布特征

桑托斯盆地鹽下已發(fā)現(xiàn)的6 個地質(zhì)儲量10 億噸級的油氣藏，全部分布在盧-蘇隆起和阿-烏隆起的構(gòu)造圈閉中，這兩個隆起帶最大構(gòu)造圈閉的面積和閉合幅度相當，構(gòu)造圈閉油氣充滿度高，所不同的是盧-蘇隆起的最大構(gòu)造圈閉在中北段，而阿-烏隆起的在中南段，并且盧-蘇隆起上的規(guī)模大的構(gòu)造圈閉數(shù)量遠大于阿-烏隆起。從基本油氣地質(zhì)條件分析，兩個隆起共同的特點是裂谷期開始發(fā)育，被動陸緣期繼承性隆起定型，早期有利于大規(guī)模湖相碳酸鹽巖儲層的形成，晚期為有利的油氣運移聚集指向區(qū)，而且分布于盆地最大的主力生烴坳陷兩側(cè)。但在被動陸緣期，兩個隆起經(jīng)歷的構(gòu)造活動存在明顯的差異，阿-烏隆起的構(gòu)造活動相對較弱，以整體沉降為主，發(fā)育少量的構(gòu)造圈閉；盧-蘇隆起的構(gòu)造活動相對較強，以整體隆升和差異沉降作用為主，造就了大量的構(gòu)造圈閉。

桑托斯盆地鹽下已發(fā)現(xiàn)的6 個地質(zhì)儲量5 億噸級的油氣藏主要分布在中央坳陷和東部坳陷凸起帶的構(gòu)造圈閉中。中央坳陷中的構(gòu)造圈閉相對較小，但油氣充滿度高；東部坳陷中的構(gòu)造圈閉相對較大，但油氣充滿度略低。從基本油氣地質(zhì)條件分析，兩個坳陷帶存在較大的差異。中央坳陷裂谷期具有“整體大坳陷、局部小凸起”的特征，被動陸緣期表現(xiàn)為整體沉降為主、差異隆升為輔；早期水體較深的沉積環(huán)境使得湖相碳酸鹽巖儲層分布范圍僅局限于凸起高部位，雖然晚期油氣供應(yīng)極其充足，但由于儲集空間不足，從而限制了油氣藏的規(guī)模。而東部坳陷裂谷期具有窄凸窄凹相間排列的特征，凸起幅度較大，被動陸緣期以整體隆升、差異沉降為主；早期有利于厚層碳酸鹽巖沉積，儲層條件相對較好，晚期構(gòu)造圈閉幅度大，有利于油氣運聚成藏，但凸緣窄凹供烴能力有限，低圈閉充滿度限制了油氣藏的規(guī)模。

桑托斯盆地鹽下已發(fā)現(xiàn)的7 個地質(zhì)儲量1 億噸級的油氣藏主要分布在中央坳陷凸起帶的構(gòu)造圈閉中。這些構(gòu)造圈閉較小，但油氣充滿度高，其油氣規(guī)模主要決定于儲層發(fā)育程度和構(gòu)造圈閉大小。雖然中央坳陷在裂谷期以整體沉降為主，但在多級走滑斷裂作用下，斷陷階段的坳陷中發(fā)育多個與主走滑斷裂斜交的凸起帶。拗陷階段的走滑斷裂再活動為湖相碳酸鹽巖儲層發(fā)育創(chuàng)造了良好的古地貌條件，丘灘體的發(fā)育促成了構(gòu)造圈閉的形成和保存，為油氣藏的形成提供了有效的容納空間。

3.2 鹽下油氣富集規(guī)律與主控因素

桑托斯盆地鹽下油氣資源量大、油氣藏單體規(guī)模大、大中型油氣藏占比高，大中型油氣田在不同構(gòu)造帶均有分布，但油氣分布極不均衡，而且油氣藏特征差異極大。基于桑托斯盆地油氣地質(zhì)特征和成藏過程分析認為，桑托斯盆地鹽下油氣富集條件可以概括為4個方面：在盧-蘇隆起和阿-烏隆起，繼承性大構(gòu)造圈閉是超大型和大型油氣藏形成的關(guān)鍵條件；在東部坳陷，大規(guī)模構(gòu)造圈閉周緣凹陷的供烴能力是超大型和大型油氣藏形成的決定性因素；在中央坳陷，繼承性凸起規(guī)模是超大型和大型油氣藏形成的決定性因素；連續(xù)分布的厚層鹽巖和CO2弱充注改造作用是桑托斯盆地鹽下大規(guī)模油氣發(fā)現(xiàn)的重要前提。鹽下油氣成藏模式（圖6）為近源構(gòu)造圈閉運聚成藏，油氣運移方式以近源斷裂垂向運移和目的層頂界不整合面?zhèn)认蜻\移為主，CO2充注改造和火山作用是油氣藏保存的風(fēng)險因素。

綜合分析認為，構(gòu)造和成藏之間的匹配關(guān)系決定了油氣富集規(guī)律，油氣分布與裂谷期構(gòu)造格局具有極強的相關(guān)性。構(gòu)造格局既是湖相碳酸鹽巖儲層形成和分布的主控因素，又決定油氣運移的指向區(qū)和聚集場所，也是烴源灶規(guī)模與分布的關(guān)鍵控制因素。桑托斯盆地鹽下構(gòu)造圈閉是否成藏、油氣是否富集主要取決于5 個方面的控制因素，分別為古構(gòu)造控制儲層規(guī)模和質(zhì)量、今構(gòu)造控制油氣運移方向、鹽蓋層控制油氣聚集成藏、主烴源灶控制油氣富集區(qū)帶、CO2充注改造油氣性質(zhì)。

3.2.1 古構(gòu)造控制儲層規(guī)模和質(zhì)量

古構(gòu)造是指桑托斯盆地裂谷期的構(gòu)造活動及其形成的正向古地貌。裂谷期構(gòu)造活動以伸展作用為主，可以劃分為斷陷和拗陷兩個階段。斷陷階段構(gòu)造活動確定了桑托斯盆地“兩隆三坳”構(gòu)造格局的雛形，形成了3 個湖區(qū)夾持2 個臺地、主湖居于中央坳陷的古地理特征。在2個臺地和湖區(qū)的眾多島嶼及其周緣，早白堊世沉積了以介殼灰?guī)r為代表的淡水湖相碳酸鹽巖，沉積厚度從十幾米到數(shù)百米不等，是鹽下油氣重要的儲集體。拗陷階段構(gòu)造活動減弱，“兩隆三坳”構(gòu)造格局繼承性發(fā)育，構(gòu)造幅度變小，桑托斯盆地演化為淺水咸化湖盆，沉積了以球?；?guī)r和藻灰?guī)r為代表的湖相碳酸鹽巖，沉積厚度從幾十米到數(shù)百米不等，是鹽下油氣主要的儲集體，其儲層分布范圍遠大于介殼灰?guī)r。

單斜斷塊、斷隆、斷壘和火山凸起等正向古地貌控制了碳酸鹽巖沉積的厚度和規(guī)模，進而控制了湖相碳酸鹽巖有利儲層發(fā)育區(qū)（圖7）。單斜斷塊和斷隆是厚層大面積碳酸鹽巖儲層發(fā)育的主要正向地貌單元，在盧-蘇隆起、阿-烏隆起和東部坳陷皆有分布，整個盧-蘇隆起上碳酸鹽巖儲層分布總面積超過12 000 km2。在單斜斷塊和斷隆上，碳酸鹽巖沉積以加積和進積為主，常見丘狀灘體縱向疊置、橫向遷移連片發(fā)育，有利儲層分布廣、厚度大。布茲奧斯油田早期構(gòu)造背景為斷隆，介殼灰?guī)r、球粒灰?guī)r和藻灰?guī)r儲層分布面積約為800 km2，平均厚度約為200 m，最大厚度約為500 m。斷壘和火山凸起是碳酸鹽巖儲層發(fā)育的重要正向地貌單元，主要分布在中央坳陷和東部坳陷，以獨立構(gòu)造為特征，碳酸鹽巖沉積以加積為特征，儲層單體面積通常小于200 km2，儲層厚度幾十米到400 m不等，橫向變化大。

圖7 桑托斯盆地裂谷期正向構(gòu)造控儲模式圖Fig.7 Reservoir controlled models by positive structure during rift period in Santos Basin

介殼灰?guī)r、球?；?guī)r和藻灰?guī)r3類儲層為中孔中滲儲層，儲集空間以原生孔隙為主，常見粒間孔、粒內(nèi)孔和格架孔，平均孔隙度介于8%~15%，最大孔隙度超過25%，平均滲透率幾十到數(shù)百毫達西（10-3μm2）不等，目的層段凈毛比高，具有相控儲層的特征。梅羅油田為單斜斷塊型，布茲奧斯油田為斷隆型，沙濱霍油田為斷壘型，里貝拉中區(qū)油田為火山凸起型，這些不同類型油田的儲層厚度大、分布面積大、連通性好，單井穩(wěn)定產(chǎn)能可達3 000 t/d 到7 000 t/d 不等，是桑托斯盆地鹽下規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲層的直接證據(jù)。

3.2.2 今構(gòu)造控制油氣運移方向

桑托斯盆地鹽下主要目的層頂界構(gòu)造圖（圖1）反映了現(xiàn)今裂谷層序構(gòu)造特征，即“東西高、中部一隆分兩坳”的特征，中部隆起區(qū)即國外學(xué)者所稱的“外部隆起區(qū)”，這樣的特征與裂谷期構(gòu)造單元分布特征存在明顯的差異。

從盆地演化過程分析，5 個方面的構(gòu)造作用控制了盆地裂谷期層序現(xiàn)今的構(gòu)造特征:①陸緣差異沉降作用導(dǎo)致盆地向陸地方向沉降量減小，形成西部構(gòu)造高;②東部陸殼伸展，新生洋殼發(fā)育，地幔隆升，火山作用活躍，形成東部構(gòu)造高;③北部大型走滑斷裂持續(xù)活動，火山作用活躍，造成構(gòu)造抬升;④南部大型走滑斷裂持續(xù)活動及火山作用形成盆地邊界部位隆升，但東南部老洋中脊停止活動;⑤整體沉降作用使得盆地主體區(qū)整體低于北部。斷陷期控坳斷裂再活動，加之差異壓實沉降，使得裂谷期隆坳格局進一步凸顯，形成數(shù)十個面積大于100 km2的大型構(gòu)造圈閉，如蘇格洛夫構(gòu)造圈閉面積可達6 000 km2，盧拉構(gòu)造圈閉面積約為1 100 km2，阿拉姆構(gòu)造圈閉面積約為1 300 km2，布茲奧斯和烏拉普魯構(gòu)造圈閉面積為400~500 km2，特別是盆地東部拉張作用強，先期控坳斷裂在被動陸緣期斷距大，約為1 500~3 000 m，因此東部構(gòu)造圈閉幅度普遍較大。

在被動陸緣期多種構(gòu)造作用下，盆地鹽下裂谷期層序的中部隆起區(qū)包含了盧-蘇隆起、部分中央坳陷和東部坳陷，成為鹽下油氣運移的最為有利的指向區(qū)，中央坳陷和東部坳陷的烴源灶均可直接供烴。中部隆起區(qū)周緣大部分局部構(gòu)造圈閉為沉積凹陷所圍繞，形成天然的油氣生成和運聚組合，特別是中央坳陷及西緣阿-烏隆起上的構(gòu)造圈閉，因具備充足的油源條件，所以油氣藏規(guī)模取決于構(gòu)造圈閉規(guī)模和儲層分布；而東部坳陷中的構(gòu)造圈閉面積大、閉合幅度大、儲層厚度大，油氣藏規(guī)模主要取決于油源條件。

3.2.3 鹽巖蓋層控制油氣聚集成藏

桑托斯盆地下白堊統(tǒng)鹽巖厚度大，最大鹽層厚度超過4 000 m，分布范圍廣，覆蓋了盧-蘇隆起、阿-烏隆起、中央坳陷和東部坳陷的大部分區(qū)域，是最優(yōu)質(zhì)的油氣封蓋層，成為鹽下大規(guī)模油氣聚集的天然屏障。鹽下大型油氣藏?zé)o一例外地上覆厚層鹽巖，而且在厚層鹽巖覆蓋區(qū)，鹽上幾乎無油氣發(fā)現(xiàn)。相反地，在鹽巖缺失的西部坳陷帶、中央坳陷帶北段以及桑托斯盆地南部地區(qū)，對應(yīng)于鹽上的地層獲得大量的油氣發(fā)現(xiàn)，而鹽下地層幾乎無油氣發(fā)現(xiàn)。

由于鹽巖熱導(dǎo)率高，厚層鹽巖大幅降低了鹽下地層溫度。相對于無鹽區(qū)砂泥巖地層，同樣的4 000 m左右的地層埋深下，含鹽地層底部地層溫度同比低約30%，使得厚層鹽巖發(fā)育區(qū)的裂谷期湖相烴源巖現(xiàn)今仍然處于生油窗，大部分鹽下油氣發(fā)現(xiàn)以油藏為主，特別是超大型發(fā)現(xiàn)全部為油藏；而在鹽巖缺失的西部坳陷，鹽上油氣發(fā)現(xiàn)大部分為氣藏，反映烴源巖普遍進入生氣窗。同時，較低的地層溫度延緩了鹽下湖相碳酸鹽巖的成巖作用，原生孔隙得以大量保存，大部分儲層具有中孔中滲特征，有利于油氣富集成藏。

3.2.4 主烴源灶控制油氣富集區(qū)帶

桑托斯盆地主要烴源巖為早白堊世盆地裂谷期湖相黑色頁巖，厚100~300 m，全盆地廣泛分布。烴源巖干酪根類型為I 型，TOC介于2%~6%。中央坳陷和東部坳陷的烴源巖成熟度（Ro）大部分介于0.7%~1.3%，處于生油高峰階段。鹽下已發(fā)現(xiàn)油氣約190×108t油當量，且分布在盆地的盧-蘇隆起、阿-烏隆起、中央坳陷、西部坳陷和東部坳陷5 個構(gòu)造單元中，證明了盆地?zé)N源巖極大的生烴潛力和巨大的資源基礎(chǔ)。

從盆地構(gòu)造演化、沉積充填、鉆井取樣及地震綜合解釋推測，桑托斯盆地裂谷期烴源巖在中央坳陷連續(xù)分布，沉積厚度大，有機質(zhì)豐度高，以生油為主，供烴能力強，其兩側(cè)隆起上的構(gòu)造圈閉油氣全充滿。而在東部坳陷和西部坳陷中，凸起帶和凹陷帶相間排列，凹陷分布不連續(xù)，烴源巖沉積厚度變化大，東部坳陷以生油為主，西部坳陷以生氣為主，供烴能力遠不及中央坳陷。東部坳陷中鹽下構(gòu)造圈閉油氣充滿度普遍低于中央坳陷及周緣，部分構(gòu)造圈閉存在高含CO2氣頂，反映了其周緣凹陷供烴能力不足。

從烴源灶規(guī)模、油氣分布、圈閉充滿度等因素分析，中央坳陷為桑托斯盆地主生烴灶，由其供烴的油氣藏地質(zhì)儲量占總發(fā)現(xiàn)儲量的90%以上，最大油氣藏布茲奧斯石油地質(zhì)儲量超過40×108t 油當量，第二大油氣藏盧拉圈閉面積超過1 000 km2，閉合幅度超過500 m，石油地質(zhì)儲量約為30×108t，反映了中央坳陷烴源巖超強的油氣供給能力，緊鄰主生烴灶是油氣富集的必要條件。

3.2.5 CO2充注改造油氣藏性質(zhì)

桑托斯盆地鹽下大部分油氣藏中普遍含有CO2，CO2含量從5%到96%不等。由于CO2注入后，油藏將發(fā)生輕烴組分萃取作用，使得原油性質(zhì)以中質(zhì)油為主，API密度從17 到34 不等，具有西高東低、北高南低的變化趨勢。已發(fā)現(xiàn)4 個高含CO2氣頂油藏，其中3個位于東部坳陷，1個位于中央坳陷，油環(huán)的原油性質(zhì)均為重油，為CO2充注改造作用的結(jié)果。

從油氣藏規(guī)模分析，已發(fā)現(xiàn)6 個地質(zhì)儲量10 億噸級油田中CO2含量從5%到45%不等，6 個地質(zhì)儲量5 億噸級油田中CO2含量從0%到79%不等，7 個地質(zhì)儲量1 億噸級油田中CO2含量從5%到28%不等。多因素綜合分析認為，CO2含量及其油氣改造作用取決于油氣藏規(guī)模、油氣與CO2充注的相對強度及其充注先后順序等，推測油氣藏規(guī)模越大、油氣充注強度越大、油氣聚集成藏時間越早，油氣藏出現(xiàn)高含CO2氣頂?shù)娘L(fēng)險越小。

從油氣富集的角度分析，中央坳陷及其周緣的盧-蘇隆起和阿-烏隆起上的超大型和大型油氣藏發(fā)育高含CO2氣頂?shù)娘L(fēng)險較小，中小型油氣藏存在發(fā)育高含CO2氣頂?shù)娘L(fēng)險；而東部坳陷中無論大型還是中小型油氣藏發(fā)育高含CO2氣頂?shù)娘L(fēng)險均較大，特別是東部坳陷南端走滑大斷裂兩側(cè)具有極高的強CO2充注風(fēng)險。

4 結(jié)論與建議

（1）桑托斯盆地鹽下油氣勘探歷程分為外部隆起區(qū)主體勘探、外部隆起區(qū)周緣勘探和鹽下招標區(qū)塊勘探等3 個階段，發(fā)現(xiàn)超大型和大型油氣藏19個，油氣藏分布符合廣義帕萊托模型，預(yù)測未來勘探發(fā)現(xiàn)以大—中型油氣藏為主。

（2）桑托斯盆地鹽下油氣分布具有東西分帶、南北分段、CO2含量分區(qū)的總體特征，與裂谷期構(gòu)造格局、被動陸緣期構(gòu)造作用密切相關(guān)，盧-蘇隆起上油氣藏總地質(zhì)儲量最大，中央坳陷中油氣藏數(shù)量最多，東部坳陷中油氣藏CO2含量普遍較高。

（3）構(gòu)造和成藏之間的匹配關(guān)系決定了油氣富集規(guī)律，主要表現(xiàn)為古構(gòu)造控制儲層規(guī)模和質(zhì)量、今構(gòu)造控制油氣運移方向、鹽蓋層控制油氣聚集成藏、主烴源灶控制油氣富集區(qū)帶、CO2充注改造油氣性質(zhì)等5個方面的控制因素。

（4）桑托斯盆地大規(guī)模構(gòu)造圈閉勘探接近尾聲，對低勘探程度區(qū)帶構(gòu)造圈閉的油氣和CO2充注過程的認識仍然存在較大的不確定性，需要隨著資料的補充和認識深化不斷完善評價，并考慮開展構(gòu)造-巖性圈閉的識別和評價，拓展勘探新領(lǐng)域。

致謝：感謝中國石化石油勘探開發(fā)研究院解國軍博士、徐忠美博士，在油氣藏帕萊托分布研究中給予的幫助，提供了地質(zhì)認識和數(shù)據(jù)分析圖件；感謝中國石油勘探開發(fā)研究院王兆明博士、劉亞明博士等巴西技術(shù)支持組成員，在共同討論鹽下油氣地質(zhì)與勘探中給予的諸多啟示。