南大西洋含盐盆地油气富集规律及勘探潜力

邬长武

（中国石化勘探开发研究院，北京100083）

南大西洋含盐盆地油气富集规律及勘探潜力

邬长武

（中国石化勘探开发研究院，北京100083）

南大西洋含盐盆地油气资源丰富，各盆地具有相同的构造演化历史和相似的地层发育特征，但油气分布极不均衡。研究了这些盆地构造演化、地层、油气成藏条件及油气分布特征后指出，南大西洋盆地经历了裂谷、过渡和被动大陆边缘3个演化阶段，发育盐下、盐岩和盐上3套层序，盐下、盐上2套烃源岩，盐下、盐上碳酸盐岩和盐上碎屑岩3套储集层，形成3套成藏组合。盐上成藏组合油气富集主要取决于盐上浊积砂岩储集层的发育程度和盐上烃源岩的成熟度，在下刚果—刚果扇盆地最为富集；盐下-盐上成藏组合油气富集主要取决于油气运移通道、盐上储集层的发育程度，在坎波斯盆地最为富集；盐下成藏组合油气富集主要取决于裂谷盆地规模、基底隆起和盐岩盖层，在桑托斯盆地最为富集。宽扎盆地的盐下层系、桑托斯盆地和坎波斯盆地的外部高地带和中部低凸带盐下碳酸盐岩、各盐盆伸展区盐上碳酸盐岩层系是极具勘探潜力的新领域。

南大西洋；含盐盆地；构造演化；地层特征；成藏特征；富集条件；勘探潜力

西非及南美东岸中段含盐盆地统称为阿普第盐盆，主要包括西非的宽扎、下刚果—刚果扇、加蓬、穆尼河等盆地，南美的桑托斯、坎波斯、埃思皮里图桑托等盆地。阿普第盐盆油气成藏条件优越，油气资源丰富，勘探潜力巨大[1-3]。截至2013年3月，阿普第盐盆共发现油气可采储量141×108t油当量，其中油116× 108t，气31 586×108m3[4]；而待发现油气资源量为273× 108t油当量。自2006年以来，阿普第盐盆，特别是巴西东岸桑托斯盆地盐下层系，不断获得巨型油气发现[5-6]。据伍德麦肯锡数据库统计，2010—2012年巴西新发现的石油储量，相当于同期全球其他地区新发现石油储量的总和。

阿普第盐盆具有相同的构造演化历史和相似的地层发育特征，但油气分布极不均衡。桑托斯盆地、坎波斯盆地和下刚果—刚果扇盆地储量达123.5×108t油当量，占阿普第盐盆总储量的87.6%.不同盆地主要富油气成藏组合也各不相同，下刚果—刚果扇盆地盐上成藏组合的油气最富集，桑托斯盆地大部分油气分布在盐下成藏组合，而坎波斯盆地油气藏基本属于盐下-盐上成藏组合。本文旨在研究南大西洋含盐盆地油气成藏条件，明确控制油气分布的主要因素，确定该区的油气勘探潜力及勘探方向。

1　区域地质背景及构造演化特征

组成阿普第盐盆的各个盆地具有相同的构造演化历史，形成于中生代以来冈瓦纳大陆解体、大西洋开裂和持续扩张，属于典型的大陆裂谷和被动大陆边缘叠合盆地。这些盆地主要经历了3个演化阶段：①早白垩世凡兰吟期—巴雷姆期的裂谷阶段，产生陆内裂谷作用，形成了大量与基底活动相关的垒堑式构造，地堑区发育裂谷期优质湖相烃源岩；②早白垩世阿普第期—早阿尔必期的过渡阶段，南大西洋的裂张，形成阿普第期重要的区域性蒸发盐层序；③早白垩世阿尔必期—现今的被动大陆边缘阶段（分为初始拉开和大规模拉开阶段），发育上白垩统坎潘阶—马斯特里赫特阶富有机质海相页岩和始新统—渐新统深水浊积扇，盐岩重力流在盐上地层中形成大量与盐岩相关的构造[7-10]。

南大西洋裂开南早北晚，在裂开时南美板块发生顺时针旋转，造成阿普第盐盆裂谷盆地的总体宽度南宽北窄（图1）。同时南大西洋两侧不均衡裂开，南部的裂开中间线偏向西非一侧，纳米比亚盆地和桑托斯盆地的裂谷期沉积几乎全部被带到南美桑托斯盆地一侧，向北逐渐向南美一侧偏移。这两种因素叠加，造成两侧相应部位裂谷盆地发育宽度的差异，西非阿普第盐盆裂谷盆地自南向北呈现窄—宽—窄发育，而南美东部盐盆则呈南宽北窄的特点。

裂谷期构造演化以基底断裂活动为特征，发育2组基底断裂：垂直于海岸线的基底转换断层，分割盆地和盆地内的次级构造单元；平行于海岸线的基底断裂，将盆地分割成一系列断陷、断垒相间构造格局。持续发育的古隆起所形成的浅水、高能、清洁的沉积环境有利于盐下碳酸盐岩优质储集层的发育[11]。过渡期以盐岩等蒸发岩沉积为特征，在鲸海岭和喀麦隆脊之间约100×104km2范围形成了阿普第盐盆，盐岩是盐下油气藏的优质区域性盖层，盐岩流动是盐上圈闭形成的主要动力。现今盐岩分布与盆地宽度密切相关，宽阔的裂谷盆地坡度较缓，向海延伸较远，缓坡区盐岩分布均匀，厚度巨大，可以作为优质的盖层；狭窄裂谷盆地坡度较陡，斜坡区的盐岩流动到深海区形成巨厚的盐墙，浅海区盐岩厚度小且不连续。被动大陆边缘期以盐岩活动为特征，大陆边缘的翘倾以及上覆地层的厚度不均匀造成盐岩活动，形成大量的盐相关构造圈闭，盐运动始于晚白垩世赛诺曼期，渐新世—中新世达到高峰，上新世—现今定型。

2　地层发育特征

阿普第盐盆相同的盆地演化历史，形成了相似的地层序列和沉积组合，均发育盐下裂谷层系、盐岩过渡层系和盐上被动大陆边缘层系。盐下裂谷期主要为河流—湖泊—三角洲沉积体系，过渡期主要为蒸发盐岩层系，被动大陆边缘期主要发育海相碳酸盐岩和深水碎屑岩沉积体系。

由于南大西洋拉张南早北晚，阿普第盐盆南部盆地裂谷层系发育时间长、厚度大，而北部裂谷期发育时间短、厚度小。另外，由于裂谷盆地发育宽度的差异，造成裂谷期地层在不同盆地发育规模的不同。过渡期盐岩沉积范围的差异，以及后期由于盆地坡度的不同，造成盐岩分布范围不同，西非沿岸除纳米比亚盆地外，盐岩分布总体上长而窄，但宽度稳定，从宽扎盆地到杜阿拉盆地均有分布。而南美东部沿岸分布短而宽，主要分布桑托斯、坎波斯盆地，向北急剧变窄或不发育（图1）。在坡度较缓的盆地，如桑托斯盆地深水区，盐岩分布均匀且厚度巨大；而在坡度较陡的盆地，如埃思皮里图桑托盆地，盐岩分布极不均匀，斜坡区盐岩不发育，在狭窄的深海缓坡区或基底隆起区盐岩厚度巨大（图2）。被动大陆边缘期，南大西洋盆地完全分开，是阿普第盐盆的分异期。不同盆地古河流发育的差异，造成盆地物源供应的差异，被动大陆边缘层系沉积厚度在各个盆地变化较大，造成盐上烃源岩的成熟度和储集层发育程度的差异。

图2　不同盆地盐岩分布特征（援引自文献［12］）

3　油气成藏模式

阿普第盐盆主要发育盐下裂谷期湖相页岩、盐上被动大陆边缘期海相页岩2套烃源岩，盐下裂谷期碳酸盐岩、盐上初始拉张阶段碳酸盐岩、盐上大规模拉张阶段碎屑岩3套储集层[12]。过渡期盐岩和盐上被动大陆边缘期层间泥岩可作为良好的盖层[13]（图3）。形成盐下、盐下-盐上、盐上3套成藏组合[14-15]。

盐上成藏组合烃源岩为被动大陆边缘期海相页岩，储集层主要为被动大陆边缘期三角洲砂岩、浊积砂岩，盖层为同期的层间泥页岩层。盐上浊积砂岩叠合各种盐相关构造，形成大量的构造-岩性复合圈闭。油气沿着盐岩活动形成的断层、储集层运移到有利的圈闭中聚集成藏（图4）。

盐下-盐上成藏组合烃源岩为盐下湖相页岩，储集层主要为盐上浊积砂岩、碳酸盐岩，盖层为盐上层间泥页岩。与盐岩相关构造提供了大量的圈闭，油气沿着断层窗、盐窗从盐下烃源岩运移到盐上储集层中聚集成藏（图5）。

盐下成藏组合烃源岩为盐下湖相泥页岩，储集层为盐下湖相砂岩及碳酸盐岩，盖层为过渡期盐岩层或盐上泥页岩层。盐下基底隆起区是圈闭和优质碳酸盐岩储集层的发育区，也是油气运移的指向区，地堑区生成的油气沿着断层、储集层运移到与基底隆起相关的圈闭中聚集（图6）。

4　油气富集规律研究

阿普第盐盆油气主要分布在下刚果—刚果扇盆地、桑托斯盆地和坎波斯盆地，其次为埃思皮里图桑托和加蓬盆地。桑托斯盆地储量主要分布在盐下，加蓬盆地盐下和盐上储量相当，下刚果—刚果扇盆地、坎波斯盆地、埃思皮里图桑托盆地储量主要分布在盐上。从烃源岩来看，桑托斯盆地、坎波斯盆地盐下烃源岩贡献了绝大多数的油气，埃思皮里图桑托盆地盐上烃源岩占主导地位，下刚果—刚果扇盆地、加蓬盆地盐上、盐下烃源岩都有一定的贡献[15]。

4.1盐上成藏组合

盐上成藏组合油气富集主要取决于被动大陆边缘期物源供应，物源供应决定了盐上浊积砂岩储集层的发育程度。盐上成藏组合在下刚果—刚果扇盆地最富集，大型古刚果河在被动大陆边缘期长期发育，提供了丰富的物质，形成了大规模的浊积砂体，充足的物源供应同时也为盐上烃源岩成熟演化提供了巨厚的沉积盖层。在盐上浊积砂岩同样十分发育的坎波斯盆地，盐上烃源岩大部分地区未成熟，该成藏组合潜力有限。其他盆地不仅盐上烃源岩成熟范围有限，且盐上三角洲砂体、浊积砂体欠发育，潜力有限。

4.2盐下-盐上成藏组合

在盐下-盐上成藏组合中，盐下烃源岩生成的油气需要穿过盐岩地层才能运移到盐上地层中聚集成藏。其油气富集主要取决于油气运移通道、盐上储集层的发育程度。该成藏组合的有利区主要分布在盐窗发育的盐拉张区和过渡区，同时这2个区也是浊积砂体的分布区，成藏条件最为有利。

坎波斯盆地盐拉张区和过渡区盐上浊积砂体发育，该成藏组合最为有利。桑托斯、埃思皮里图桑托、宽扎、加蓬、穆尼河等盆地盐上浊积砂体欠发育，该成藏组合潜力一般。下刚果—刚果扇盆地盐上浊积砂体主要分布在大西洋枢纽带向深海方向，在这一地区盐上烃源岩已经成熟，油气藏在部分地区具混源特点[16-17]。

图3　阿普第盐盆构造、沉积演化及生、储、盖发育特征（援引自文献［14］）

图4　盐上成藏组合油气成藏模式（援引自文献［14］）

图5　盐下-盐上成藏组合油气成藏模式（援引自文献［14］）

4.3盐下成藏组合

裂谷盆地规模、基底隆起和盐岩盖层决定了盐下成藏组合油气富集。盐下裂谷期盆地规模决定了烃源岩的发育规模，桑托斯、坎波斯、宽扎、下刚果—刚果扇等裂谷盆地规模最大，盐下烃源岩贡献的油气储量最多；宽扎盆地尽管目前发现的储量较少，但潜力巨大。基底隆起发育程度决定了盐下圈闭和储集层的发育，远离物源区的基底隆起，形成的干净、浅水高能环境，有利于叠层石灰岩储集层的发育[14-15]；同时基底隆起区是圈闭发育的有利场所；断陷区供烃；桑托斯盆地、坎波斯盆地盐下成藏组合均发现于与基底隆起相关的圈闭。厚度大且连续分布的盐岩盖层为盐下油气成藏提供了良好的保存条件，盐下成藏组合中发现的巨型油气藏，都有厚层盐岩封盖；桑托斯盆地外部高地带、坎波斯盆地外部高地带、宽扎盆地靠近裂开中间线的部位，盐岩厚度大，盐下成藏组合发现最多。

桑托斯盆地外部高地带盐岩厚度大，分布均匀，盐下存在大量的与基底隆起相关的构造，该组合成藏条件最有利。坎波斯盆地外部高地带窄，其中部低凸带盐下同样存在大量的与基底隆起相关的构造，但盐岩厚度变化较大，该组合具有良好的勘探潜力，寻找盐岩盖层发育良好的与基底隆起相关的构造圈闭是关键。埃思皮里图桑托盆地坡度大，盐岩流动到深海区形成巨厚的盐墙，盐下缺少基底隆起，盐下烃源岩从陆上未成熟阶段向深海区埋深迅速增大达过成熟阶段，该组合成藏条件不利。宽扎盆地盐下成藏组合成藏条件与坎波斯盆地类似，大西洋枢纽带向海的位置基底隆起发育，成藏条件良好。下刚果—刚果扇盆地、加蓬盆地成藏组合主要发现于大西洋枢纽带向陆的位置，有碳酸盐岩和碎屑岩储集层；枢纽带向海方向盐下烃源岩埋深迅速增大达过成熟，缺少大型与基底隆起相关的圈闭，勘探价值不大。

图6　盐下成藏组合油气成藏模式（援引自文献［14］）

5　勘探潜力及未来勘探方向

阿普第盐盆目前已发现141×108t油气储量，现有的富油气领域勘探程度较高。据美国地质调查局最新成果，阿普第盐盆仍具有极大的勘探潜力，待发现油气资源量达273×108t油当量，桑托斯、宽扎、加蓬、坎波斯、下刚果—刚果扇等盆地待发现资源量巨大（表1），勘探前景广阔。

表1　阿普第盐盆主要含油气盆地待发现资源量分布（据美国地质调查局）

通过盆地间对比研究认为，宽扎盆地盐下、坎波斯盆地外部高地带、中部低凸带盐下以及伸展区上白垩统盐上碳酸盐岩是阿普第盐盆的极具勘探潜力的新领域。

在桑托斯盆地和坎波斯盆地外部高地带，基底隆起发育，周边凹陷供烃，盐盖层厚度大且连续，已发现大量巨型油气田，是盐下勘探的最有利区。这2个盆地的中部低凸带，基底隆起发育，周边凹陷供烃，但盐岩盖层不连续，盐岩盖层条件好的与基底隆起相关的圈闭，是极具潜力的新领域。桑托斯盆地和坎波斯盆地外部高地带及中部低凸带盐下领域，尽管已有可采储量大于1.5×108t的巨型油气发现，但其勘探程度仍然不高，近期仍不断在发现巨型油气田。

在阿普第盐盆的伸展区，盐窗和断层窗发育，形成了良好的油气运移通道；盐岩流动形成了大量的盐相关圈闭；在该区域盐上碳酸盐岩中，已经获得了大量的油气发现，储集层质量制约了该层系大规模的勘探开发。寻找裂缝发育带和优质储集层发育带，是该成藏组合油气勘探的关键。

宽扎盆地盐下裂谷期与坎波斯盆地属于同一个盆地，盐下盆地发育宽度大，沉积厚度大，其油气勘探潜力预计与坎波斯盆地盐下层系相当。宽扎盆地临近大西洋枢纽带西部的位置盐下储集层发育，识别出了大量与基底隆起相关的盐下未钻圈闭，临近成熟烃源岩，几口盐下钻井均获得了油气发现，是盐下油气成藏的有利区。

6　结论

（1）阿普第盐盆经历了裂谷、过渡和被动大陆边缘等3个构造演化阶段，主要沉积了盐下裂谷层系、盐岩过渡层系和盐上被动大陆边缘层系3套地层。发育了2套烃源岩、3套储集层，形成盐下、盐下-盐上和盐上3套成藏组合。

（2）盐上成藏组合油气富集主要取决于盐上浊积砂岩储集层的发育程度和盐上烃源岩的成熟度，下刚果—刚果扇盆地盐上烃源岩埋深大，烃源岩成熟度适中，古近纪—新近纪大型古河流注入造成浊积砂体异常发育，这套成藏组合最为富集，寻找浊积砂岩-盐构造叠合圈闭、岩性圈闭是关键；盐下-盐上成藏组合油气富集主要取决于油气运移通道、盐上储集层的发育程度，坎波斯盆地盐下烃源岩有机质丰度高，目前大多仍处于生油阶段，盐上浊积砂体发育，这套成藏组合最为有利，但勘探程度较高，未来发现巨型油气田的可能性较小；盐下成藏组合油气富集主要取决于裂谷盆地规模、基底隆起和盐岩盖层，桑托斯盆地盐下裂谷盆地宽度最大，烃源岩沉积规模大、丰度高，盐岩的强导热性能造成这些烃源岩目前大多仍处于生油阶段，该盐岩层厚度大且连续，在中部低凸带和外部高地带基底隆起十分发育，基底隆起部位盐下构造圈闭、碳酸盐岩储集层有利，这套成藏组合在桑托斯盆地最富集，寻找上覆盐岩该层厚度较大的基底隆起相关的圈闭是该成藏组合的关键。

（3）南大西洋含盐盆地盐下领域勘探前景广阔，寻找上覆盐岩盖层厚度较大的基底隆起是勘探的关键；宽扎盆地的盐下成藏条件与巴西坎波斯盆地类似，近期获得一些重要的油气发现，具有良好的勘探潜力；桑托斯盆地和坎波斯盆地的外部高地带和中部低凸带盐下成藏条件优越，目前勘探程度仍然不高，勘探潜力巨大。盐上碳酸盐岩领域是极具勘探潜力的新领域，阿普第盐盆伸展区盐上碳酸盐岩层系比古近系—新近系砂岩更临近烃源岩，发育大量的盐筏构造，勘探程度低，是阿普第盐盆极具勘探潜力的新领域，寻找优质碳酸盐岩储集层发育带是勘探的关键。

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Hydrocarbon Enrichment Characteristics and Exploration Potentials in Salt Basins of South Atlantic

WU Changwu
(Research Institute of Petroleum Exploration and Development,Sinopec,Beijing 100083,China)

The salt basins in the South Atlantic are characterized by rich hydrocarbon resources,same tectonic evolution history and simi⁃lar stratigraphic features as well as very uneven distribution of oil and gas.This paper suggested from studies of the tectonic evolutions,stra⁃ta,hydrocarbon accumulation conditions and petroleum distribution characteristics that these basins had experienced three evolution stages of rifting,transition and passive continental margin,with corresponding development of pre⁃salt,salt and post⁃salt sequences.And the pre⁃salt and post⁃salt source rocks,pre⁃salt and post⁃salt carbonate rocks and post⁃salt clastic rocks as reservoir rocks formed three sets of hy⁃drocarbon accumulation combinations.The development of post⁃salt turbidite sand reservoir and the maturity of post⁃salt source rocks con⁃trolled the hydrocarbon enrichment of the post⁃salt combination,which is found in Lower Congo⁃Congo Fan basin;the oil⁃gas migration channels and the development of post⁃salt reservoir rocks controlled the hydrocarbon enrichment of the pre⁃salt to post⁃salt combination, which appears in Campos basin;and the rift basin scale,basement uplift and salt cap rock controlled the pre⁃salt combination,which oc⁃curs in Santos basin.Hence,the Kwanza basin’s pre⁃salt sequence,the Santos basin’s and the Campos basin’s pre⁃salt carbonate rocks in their outside high⁃swell zones and middle low⁃swell zones as well as the post⁃salt carbonate rock sequences in extending areas of each salt basin are all new domains with great exploration potentials.

South Atlantic;salt basin;tectonic evolution;stratigraphy;hydrocarbon accumulation characteristic;enrichment condition; exploration potential

TE111.1

A

1001-3873（2015）01-0121-06DOI：10.7657/XJPG20150125

2014-09-19

2014-11-10

中石化科技攻关项目（P11063）

邬长武（1971-），男，河南新县人，高级工程师，博士，石油地质，（Tel）13661178657（E-mail）wuchw.syky@sinopec.com.