何 斌 白國平 賀永紅 杜彥軍 王大鵬 王變陽 馬 浪 孫同英

（ 1陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究院；2中國石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室；3中國石化石油勘探開發(fā)研究院；4中國石化 中原油田分公司采油二廠 ）

加蓬海岸盆地處于西非被動大陸邊緣，是由南美板塊與非洲板塊分離形成的典型被動陸緣盆地，是西非被動陸緣盆地群中僅次于尼日爾三角洲盆地、下剛果盆地的第三大富油氣盆地，盆地面積為12.8×104km2，由非洲陸地部分延伸進(jìn)入大西洋，陸地面積為4.0×104km2，海上面積為8.8×104km2。美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）在2012年以含油氣系統(tǒng)為評價單元的油氣評價中，泛加蓬地區(qū)（包括加蓬海岸盆地、里約穆尼奧盆地、杜阿拉盆地）待發(fā)現(xiàn)石油可采資源量為15437×106bbl、天然氣可采資源量為34961×109ft3、凝析油可采資源量為1352×106bbl,合計為22615×106bbl[1]，具有較大的勘探潛力。

前人對加蓬海岸盆地構(gòu)造演化、沉積特征、油藏特征進(jìn)行了大量研究工作[2-9]，但是缺乏對油氣成藏組合特征的研究，對盆地資源潛力的認(rèn)識缺乏量化數(shù)據(jù)。本文通過加蓬海岸盆地已發(fā)現(xiàn)油氣田數(shù)據(jù)、結(jié)合石油地質(zhì)特征，以儲層為核心劃分了油氣成藏組合，總結(jié)了各成藏組合油氣成藏特征，并通過蒙特卡洛模擬對各個成藏組合進(jìn)行了油氣資源潛力評價，最后運用地質(zhì)—資源雙風(fēng)險評估法，結(jié)合油氣成藏特征，優(yōu)選出有利探區(qū)。

1 地質(zhì)特征及油氣分布

1.1 地質(zhì)特征

加蓬海岸盆地的形成與岡瓦納古陸裂解、大西洋的裂開與海底擴(kuò)張作用有關(guān)，經(jīng)歷了裂谷前期、同裂谷期、過渡期和漂移期4個構(gòu)造演化階段[7-9]，劃分為北加蓬次盆、南加蓬次盆、內(nèi)次盆，蘭巴雷內(nèi)隆起4個次級構(gòu)造單元（圖1）。地層沉積開始于晚侏羅世并持續(xù)至今，全盆范圍廣泛分布的下白堊統(tǒng)Ezanga組蒸發(fā)鹽巖將地層劃分為鹽下層系、鹽巖層以及鹽上層系。鹽下層系為同裂谷期盆地內(nèi)沉積的河流相、湖泊相碎屑巖，發(fā)育同裂谷期盆地斷裂活動形成的地塹和半地塹、掀斜斷塊等構(gòu)造[4]；鹽上層系沉積于盆地漂移期，表現(xiàn)為一個向海進(jìn)積的沉積序列，層系下部為封閉的淺海環(huán)境，在淺海陸架上沉積了向海進(jìn)積的臺地相碳酸鹽巖，向上變?yōu)閺V海環(huán)境，沉積了受古奧古河物源供給、向海進(jìn)積的三角洲相碎屑巖，并在三角洲末端發(fā)育多期濁積扇[10-11]。鹽上主要發(fā)育受晚白堊世鹽巖層構(gòu)造運動影響而形成的底辟、鹽丘以及伴生的斷層、背斜等構(gòu)造[12]（圖2）。

圖1 加蓬海岸盆地構(gòu)造單元劃分示意圖

圖2 加蓬海岸盆地構(gòu)造剖面圖（剖面位置見圖1）（據(jù)文獻(xiàn)[13]修改）

鹽下層系下白堊統(tǒng)Melania組深湖相頁巖是主力烴源巖，有機(jī)質(zhì)豐度高，目前處于生氣窗[14]；下白堊統(tǒng)Dentale組與Gamba組砂巖是鹽下層系主力儲層，與上覆鹽巖層形成良好的儲蓋組合。鹽上層系發(fā)育兩套主力烴源巖：下白堊統(tǒng)Madiela組海相頁巖與上白堊統(tǒng)Azile組深海相頁巖，目前處于生油高峰期[14-15]；上白堊統(tǒng)Anguille組濁積巖與Batanga組碎屑巖為鹽上層系主力儲層，與儲層上覆層間頁巖以及新近系頁巖層形成儲蓋組合（圖3）。

圖3 加蓬海岸盆地地層柱狀圖

1.2 油氣分布特征

截至2016年，加蓬海岸盆地已發(fā)現(xiàn)185個油氣田，探明和控制油氣當(dāng)量為5629.9×106bbl，石油發(fā)現(xiàn)占到總儲量的83.7%。南加蓬次盆和北加蓬次盆油氣發(fā)現(xiàn)分別占到總儲量的53.9%和46.0%，內(nèi)次盆油氣發(fā)現(xiàn)極少，僅占0.1%；主要含油氣層系為下白堊統(tǒng)阿普特階、上白堊統(tǒng)康尼亞克階—圣通階、上白堊統(tǒng)馬斯特里特赫階3個層系，分別占到全盆地總儲量的45.8%、19.3%和20.0%[13]。空間上，油氣分布表現(xiàn)為“南次盆鹽下，北次盆鹽上”的油氣分布特征（圖4）。

圖4 加蓬海岸盆地油氣層系分布圖[13]

2 油氣成藏組合劃分及特征

本文依據(jù)以儲層為核心的劃分原則，采用Allen等[16]和Doust[17]對于油氣成藏組合的定義進(jìn)行劃分，即：油氣成藏組合是從屬于同一個油氣系統(tǒng)的，且同時具有相近儲層、圈閉類型、沉積環(huán)境的一系列油氣藏或遠(yuǎn)景圈閉。

利用Tellus與IHS資料數(shù)據(jù)庫[13，15]，綜合前人對油源對比以及油氣系統(tǒng)等方面的研究[19-23]，首先確定源儲匹配關(guān)系，將盆地劃分為鹽下含油氣系統(tǒng)與鹽上復(fù)合含油氣系統(tǒng)（圖5）。鹽下含油氣系統(tǒng)Melania組烴源巖生成的油氣全部充注于鹽下地層的儲層內(nèi)，且并未穿越鹽巖層進(jìn)入鹽上層系，鹽下層系中的烴源巖、儲層、蓋層構(gòu)成了鹽下Melania組含油氣系統(tǒng)；而鹽上烴源巖、儲層、蓋層等要素也獨立于鹽下層系[24]，構(gòu)成了鹽上復(fù)合含油氣系統(tǒng)。然后，在各油氣系統(tǒng)內(nèi)部根據(jù)各儲層的油氣成藏特征差距劃分了6個成藏組合（表1）。

圖5 加蓬海岸盆地含油氣系統(tǒng)平面位置圖（烴源巖分布范圍據(jù)文獻(xiàn)[18]修改）

表1 加蓬海岸盆地油氣成藏組合劃分與已發(fā)現(xiàn)油氣儲量表（儲量數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)[13]）

2.1 鹽下含油氣系統(tǒng)

鹽下含油氣系統(tǒng)內(nèi)發(fā)育3套儲層，包括基底砂巖、Dentale組與Gamba組砂巖，根據(jù)油氣藏分布、儲蓋組合、圈閉類型、儲層沉積等劃分為貝利阿斯階砂巖成藏組合與阿普特階砂巖成藏組合。

貝利阿斯階砂巖成藏組合儲集層系為基底砂巖，目前發(fā)現(xiàn)油氣藏位于南加蓬次盆最北部，油氣來源于Melania組烴源巖，生成的油氣沿同裂谷期形成的近南北向斷裂運移，進(jìn)入圈閉內(nèi)受到Kissenda組頁巖封閉聚集成藏，形成上生下儲的模式，成藏組合內(nèi)圈閉類型全部為構(gòu)造圈閉[18]。儲層為沖積扇相—辮狀河相的粗碎屑巖，由鈣質(zhì)膠結(jié)的砂巖與富含黏土礦物的膠結(jié)致密的角礫巖層組成，儲層物性相對較差。目前勘探程度較低，具有良好的勘探潛力。

阿普特階砂巖成藏組合位于南加蓬次盆中部，油氣田主要分布于Melania組烴源巖生烴灶周邊，生成的油氣沿斷裂向上運移至Dentale組與Gamba組砂巖儲層內(nèi)[2]，在生烴灶周緣及凸起部位聚集成藏，形成下生上儲的模式，Ezanga組鹽巖層封蓋性良好，成藏條件優(yōu)越。Dentale組與Gamba組儲層同為河流相—三角洲相細(xì)砂巖，為不整合接觸關(guān)系，砂體最大厚度為50m，最大孔隙度為30%，最大滲透率為5000mD[2],以構(gòu)造—地層復(fù)合圈閉為主[13]，目前在該組合發(fā)現(xiàn)了盆地內(nèi)最大的油田拉比—康佳油田，是盆地內(nèi)主要勘探目標(biāo)。

2.2 鹽上復(fù)合含油氣系統(tǒng)

鹽上含油層系有：Madiela組、Cap lopez組、Anguille組、Pointe Clairette組、Batanga組、Ozouri組、Animba組、Mandrove組8層砂巖儲層，由儲層的油氣來源、儲集類型、沉積類型、油氣藏分布等的差異，劃分為阿爾布階—賽諾曼階砂巖、康尼亞克階—坎潘階濁積巖、馬斯特里赫特階碎屑巖、始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)河道砂巖4個成藏組合。其中阿爾布階—賽諾曼階砂巖成藏組合與馬斯特里赫特階碎屑巖成藏組合中油氣都來自于Madiela組烴源巖。而康尼亞克階—坎潘階濁積巖成藏組合、始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)河道砂巖成藏組合的油氣具有混源特征，油氣來自于Madiela組烴源巖與Azlie組烴源巖[13,19]。

阿爾布階—賽諾曼階砂巖成藏組合油氣分布于南加蓬次盆北部的近海區(qū)域。該區(qū)域靠近Madiela組烴源巖灶，Madiela組頂部烴源巖生成的油氣短距離運移進(jìn)入直接接觸的Madiela組中部與Cap Lopez底部砂巖的構(gòu)造圈閉內(nèi)聚集成藏，為自生自儲與下生上儲模式，Azile組海相頁巖為區(qū)域性蓋層。阿爾布階—賽諾曼階儲層為淺海陸棚環(huán)境下形成的碎屑巖，孔隙度為24%。同時儲層底部發(fā)育有物性良好的碳酸鹽巖儲層，具有一定勘探價值。

馬斯特里赫特階碎屑巖成藏組合位于Madiela組烴源巖灶內(nèi)，油氣沿鹽構(gòu)造隆升刺穿產(chǎn)生的破裂帶向上運移進(jìn)入Batanga組儲層中聚集。油氣分布局限于奧古河三角洲以南至恩科姆斷層區(qū)域內(nèi)，該區(qū)帶屬于鹽構(gòu)造中部鹽刺穿區(qū)[25]，形成了由鹽底辟、鹽隆升等伴生的構(gòu)造圈閉和構(gòu)造—地層復(fù)合圈閉[10]，同時上覆古近系頁巖層為油氣封蓋提供了有利條件。儲層為潮汐水道與濁積扇碎屑巖復(fù)合體，南部為潮汐水道沉積相，向北變?yōu)闈岱e扇沉積。

康尼亞克階—坎潘階濁積巖成藏組合油氣分布于北加蓬次盆奧古河三角洲及其以北的海域范圍內(nèi)。由Madiela組與Azile組生成的油氣沿鹽構(gòu)造形成的斷裂通道，向上運移至鹽構(gòu)造頂部及側(cè)翼的Pointe Clairette組與Anguille組儲層中，受到層間頁巖及古近系頁巖的封閉聚集成藏。Pointe Clairette組與Anguille組同為濁積砂巖儲層，Pointe Clairette組濁積扇發(fā)育于Anguille組濁積扇南部，在垂向上局部發(fā)生疊覆，最大厚度為100m，最大孔隙度為30%，滲透率為700mD[2]。

始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)河道砂巖成藏組合中Ozouri組、Animba組、Mandrove組為水退背景形成的河流相砂巖儲層，儲層物性好，儲層內(nèi)都未發(fā)生膠結(jié)作用，孔隙度達(dá)20%～30%，滲透率最高達(dá)1000mD[24]。由于分布于北加蓬次盆海域北部，距離生烴中心較遠(yuǎn)，層位淺，受鹽運動影響小，目前油氣發(fā)現(xiàn)較少。油氣可能運移路徑為：油氣沿高幅度鹽底辟構(gòu)造向上運移至古近系，后沿始新統(tǒng)不整合面進(jìn)行側(cè)向運移，進(jìn)入受斷層錯斷封閉而形成的構(gòu)造—地層復(fù)合圈閉中聚集成藏。

3 成藏模式

3.1 鹽下成藏組合

鹽下成藏組合具有陸相儲層、鹽巖封蓋、斷裂溝通源儲的特征。盆地內(nèi)陸湖盆時期沉積的濁積扇相、河流相砂巖構(gòu)成了鹽下成藏組合的儲層，在早白堊世同裂谷期裂谷作用下形成的斷層和斷裂帶為鹽下Melania組烴源巖生成的油氣運移提供通道[26]。同裂谷期斷層的形成以及在隨后阿普特期短暫隆升造成的地層剝蝕[4]，共同構(gòu)成了鹽下成藏組合的構(gòu)造圈閉與構(gòu)造—地層復(fù)合圈閉。自晚白堊世開始，鹽下烴源巖Melania組進(jìn)入生油高峰[14]，生成的油氣沿斷層運移充注進(jìn)入砂巖儲層內(nèi)，受到上覆鹽巖層封蓋，在圈閉內(nèi)油氣聚集成藏。而鹽巖層良好的塑性和封閉性，使鹽下油氣藏沒有受到后期鹽構(gòu)造運動的影響破壞，得以聚集保存（圖6）。

3.2 鹽上成藏組合

鹽上成藏組合具有海相儲層、鹽構(gòu)造控藏、鹽運動溝通源儲的特征。盆地在漂移期海洋環(huán)境下沉積的淺海砂巖、潮汐水道砂巖、濁積扇碎屑巖組成了鹽上成藏組合的主要儲層類型。自晚白堊世開始并持續(xù)至今的鹽構(gòu)造運動使Ezanga組蒸發(fā)鹽巖局部發(fā)生隆升，一方面中—低幅度的鹽構(gòu)造使上覆地層變形，在鹽構(gòu)造頂部與側(cè)翼形成斷層、背斜等圈閉；另一方面幅度較高的鹽構(gòu)造刺穿地層而伴生的斷層為油氣向上運移進(jìn)入儲層提供了運移通道。鹽上Madiela組與Azile組烴源巖在新近紀(jì)進(jìn)入生油高峰，大量生烴并持續(xù)至今[19]，生烴期晚于圈閉形成時期，為油氣成藏提供了有利條件。烴源巖生成的油氣沿鹽構(gòu)造形成的破裂帶向上運移，進(jìn)入上部的圈閉內(nèi)聚集成藏，鹽底辟構(gòu)造側(cè)面對儲層在上傾方向形成遮擋，古近系、新近系頁巖作為蓋層對油氣進(jìn)行封蓋（圖7）。

圖6 加蓬海岸盆地鹽下層系油氣成藏組合成藏模式圖(據(jù)文獻(xiàn)[15]修改)

圖7 加蓬海岸盆地鹽上層系油氣成藏組合成藏模式圖(據(jù)文獻(xiàn)[27]修改)

4 油氣資源潛力評價

4.1 評價方法及流程

本文以成藏組合為評價單元，采用油氣資源評價方法中的統(tǒng)計法，具體使用美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）2012年進(jìn)行全球油氣評價中所使用的蒙特卡洛模擬，計算未來30年內(nèi)加蓬海岸盆地各個成藏組合的待發(fā)現(xiàn)油氣資源量。該方法認(rèn)為待發(fā)現(xiàn)油氣藏規(guī)模的概率分布服從對數(shù)正態(tài)分布，待發(fā)現(xiàn)油氣藏個數(shù)服從三角分布，可以根據(jù)已發(fā)現(xiàn)油氣藏規(guī)模及個數(shù)估算出待發(fā)現(xiàn)油氣藏規(guī)模和數(shù)量的概率分布[28]。評價流程以康尼亞克階—坎潘階濁積巖成藏組合為例：①確定評價單元類型與劃分勘探階段。該組合已發(fā)現(xiàn)油藏45個、氣藏4個，屬于確定型成藏組合，結(jié)合該成藏組合的油氣藏年發(fā)現(xiàn)個數(shù)與規(guī)模（圖8），將勘探歷程分為3個階段：第一階段（1955—1972年）、第二階段（1973—1984年）、第三階段（1985—2013年）。②確定油氣藏發(fā)現(xiàn)規(guī)模與發(fā)現(xiàn)個數(shù)兩組參數(shù)。該組合在第一階段儲量發(fā)現(xiàn)高峰，之后的兩個階段中，年發(fā)現(xiàn)油氣藏個數(shù)雖然增加，但是年發(fā)現(xiàn)儲量規(guī)模分階段逐漸減小，說明該組合油氣儲量發(fā)現(xiàn)潛力有限，因此以各階段發(fā)現(xiàn)儲量最高值的均值、中值的均值為基數(shù)，確定未來30年油氣藏待發(fā)現(xiàn)規(guī)模參數(shù)；從油藏發(fā)現(xiàn)個數(shù)序列可以看出油藏發(fā)現(xiàn)個數(shù)較為平穩(wěn)，因此以階段年均發(fā)現(xiàn)率最高值、中值、最低值為基數(shù)，確定未來30年油氣藏待發(fā)現(xiàn)個數(shù)參數(shù)（表2）。③將盆地6個成藏組合未來30年待發(fā)現(xiàn)油氣藏規(guī)模的最小值（經(jīng)濟(jì)下限值）、中值、最大值，以及待發(fā)現(xiàn)油氣藏個數(shù)的最小值、中值、最大值分別輸入Crystal軟件，通過蒙特卡洛模擬進(jìn)行5萬次隨機(jī)模擬，最終獲得各個成藏組合的待發(fā)現(xiàn)油氣資源量的概率分布值。

圖8 加蓬海岸盆地康尼亞克階—坎潘階濁積巖成藏組合年油氣藏發(fā)現(xiàn)個數(shù)與油氣發(fā)現(xiàn)儲量

表2 加蓬海岸盆地不同成藏組合模擬參數(shù)

4.2 評價結(jié)果

經(jīng)過軟件模擬運算后，取待發(fā)現(xiàn)油氣資源概率分布的均值作為各油氣成藏組合的待發(fā)現(xiàn)油氣資源量，6個成藏組合待發(fā)現(xiàn)油氣資源量的總和即為加蓬海岸盆地未來30年的待發(fā)現(xiàn)油氣資源量，總量為6894×106bbl，其中石油資源量為5893×106bbl，天然氣資源量為6005×109ft3，凝析油資源量為34×106bbl（表 3）。

從預(yù)測勘探潛力的角度來看，阿普特階砂巖成藏組合待發(fā)現(xiàn)油氣資源量最大，占到全盆地的42.5%；康尼亞克—坎潘階濁積巖成藏組合與上白堊統(tǒng)Batanga組碎屑巖復(fù)合體成藏組合待發(fā)現(xiàn)資源量分別位于第二、第三位，共占到全盆地待發(fā)現(xiàn)資源量的35.5%，同樣具有較大的勘探潛力。

表3 加蓬海岸盆地成藏組合待發(fā)現(xiàn)資源量匯總

與美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）的評價結(jié)果[1]比較來看，本文評價結(jié)果明顯較低，原因出自以下3個方面：①美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）對加蓬海岸盆地的油氣評價范圍還包含了里約穆尼奧盆地、杜阿拉盆地，而本文僅針對加蓬海岸盆地，評價范圍更單一。②本文補(bǔ)充了最新的勘探發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)資料，使評價參數(shù)選取有所差異。③本文采用油氣成藏組合作為基礎(chǔ)評價單元，而美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）以鹽上與鹽下兩套層系作為評價單元，導(dǎo)致計算結(jié)果差異。

5 有利區(qū)優(yōu)選預(yù)測

基于前文對加蓬海岸盆地各石油地質(zhì)要素的分析，對各個成藏組合的儲層物性、圈閉類型、儲蓋組合匹配、油氣運移、保存等進(jìn)行地質(zhì)評價，并按相對優(yōu)劣進(jìn)行風(fēng)險概率賦值（表4），結(jié)合各成藏組合油氣資源潛力評價結(jié)果，應(yīng)用資源—地質(zhì)風(fēng)險概率雙因素法進(jìn)行勘探有利區(qū)評價優(yōu)選。將成藏組合地質(zhì)風(fēng)險概率分為3個等級：小于0.5為低風(fēng)險，0.50～0.75為中等風(fēng)險，大于0.75為高風(fēng)險；根據(jù)待發(fā)現(xiàn)油氣資源量相對大小，也將資源潛力分為3個等級，其中小于1000×106bbl為低資源潛力，（1000～2000）×106bbl為中等資源潛力，大于2000×106bbl為高資源潛力。綜合地質(zhì)風(fēng)險和資源潛力兩個因素，將成藏組合劃分為Ⅰ、Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅲ5類。應(yīng)用上述方法和評估結(jié)果，對加蓬海岸盆地6個成藏組合進(jìn)行了勘探有利區(qū)資源序列排隊，共劃分出Ⅰ類有利區(qū)1個，Ⅱa類有利區(qū)1個，Ⅱb類有利區(qū)2個，Ⅱc類有利區(qū)1個，Ⅲ類有利區(qū)1個（表4）。

表4 加蓬海岸盆地成藏組合地質(zhì)風(fēng)險評價和目標(biāo)優(yōu)選

綜合分析成藏組合資源潛力的結(jié)果及成藏要素特征，認(rèn)為阿普特階砂巖成藏組合為最有利的勘探區(qū)，特別是在斷裂帶區(qū)域的構(gòu)造高部位。該區(qū)域位于Melania組生烴灶范圍內(nèi)，儲層儲集物性良好，位于構(gòu)造高部，有利于構(gòu)造圈閉的形成和油氣聚集；另外蒸發(fā)巖作為區(qū)域性蓋層，分布連續(xù)，封閉性非常好。此外，康尼亞克階—坎潘階濁積巖成藏組合可以作為次級勘探有利區(qū)，該組合分布區(qū)域已經(jīng)明確濁積體儲層發(fā)育，且受兩套烴源巖Azile組和Madiela組的油源供給[20]，落實鹽構(gòu)造的發(fā)育特征及圈閉位置是該區(qū)勘探的關(guān)鍵（圖9）。

圖9 加蓬海岸盆地勘探有利區(qū)預(yù)測圖

6 結(jié)論

(1）加蓬海岸盆地含油氣系統(tǒng)背景下以儲層為核心，將加蓬海岸盆地劃分為貝利阿斯階砂巖、阿普特階砂巖、阿爾布階—賽諾曼階砂巖、馬斯特里赫特階碎屑巖、康尼亞克階—坎潘階濁積巖、始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)砂巖6個油氣成藏組合。

(2）位于鹽巖層下的成藏組合特征為：陸相儲層、斷裂溝通源儲、鹽巖上覆遮擋封蓋；位于鹽巖層上的成藏組合特征為：海相儲層、鹽運動溝通源儲、鹽構(gòu)造控藏。

(3）加蓬海岸盆地未來30年待發(fā)現(xiàn)油氣資源量為6895×106bbl，其中石油資源量為5893×106bbl，天然氣資源量為6005×109ft3，凝析油資源量為34×106bbl。應(yīng)用資源—地質(zhì)概率雙因素風(fēng)險法結(jié)合油氣成藏特征，認(rèn)為阿普特階砂巖成藏組合為最有利勘探區(qū)。

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