中马格达雷纳盆地地质特征与油气勘探有利区预测

卢小新，刘厚武

(1.中化石油勘探开发有限公司，北京 100031；2.中国石油长城钻探工程公司)



中马格达雷纳盆地地质特征与油气勘探有利区预测

卢小新1，刘厚武2

(1.中化石油勘探开发有限公司，北京 100031；2.中国石油长城钻探工程公司)

基于广泛收集的数据资料，运用石油地质学的理论与方法，对中马格达雷纳盆地油气地质特征、油气富集规律进行分析，结果表明，晚白垩世La Lula组海相灰岩和泥页岩为主力烃源岩，新生界陆相砂岩为主要储集层，油气成藏组合为下生上储式，发育构造圈闭及复合圈闭；盆地油气主要富集于区域性古隆起、断裂和不整合上下的始新统-渐新统Chorros-Chuspas群砂岩中，断裂对油气藏的形成与分布起着重要的控制作用；盆地南部和东部边缘的逆冲褶皱带、中部隆起断裂带具有良好的勘探前景，同时西部斜坡的地层、岩性尖灭圈闭也具有较大勘探潜力。

中马格达雷纳盆地；油气地质；油气分布；富集规律；有利区

南美洲哥伦比亚油气资源丰富，为南美第4大油气生产国[1]。中马格达雷纳盆地位于哥伦比亚西北部中科迪勒拉山与东科迪勒拉山之间(图1)，为一近南北走向狭长的新生代沉积盆地，长约550 km，最宽处约100 km，总面积约3.9×104km2。马格达雷纳河自南向北流经整个盆地。

中马格达雷纳盆地地层厚度不对称，总体上东厚西薄，西部边缘地层厚度为0～3 000 m，东部区域东科迪勒拉山下则超过12 000 m。该盆地是哥伦比亚仅次于雅诺斯盆地的第二重要的产油气盆地，截至2015年12月，盆地内发现油气田102个，石油(含凝析油)储量(本文的储量均指探明和控制储量之和)520×106m3，天然气储量115×109m3，油气储量合计627×106m3(油当量)[2]。

1　盆地基础地质特征

1.1盆地构造特征

中马格达雷纳盆地发育于南美洲西北部安第斯俯冲带上，是太平洋板块向东俯冲至南美板块之下的产物，为一个半地堑型山间盆地，盆地内部主构造线走向近于南北[3]。

依据地震剖面及地层发育情况，盆地内划分出的构造单元主要包括西北斜坡、西南斜坡、中央隆起、东部逆冲带。西北斜坡地层总体表现为向东南倾斜，地层发育较完整。西南斜坡白垩系地层遭受剥蚀，在白垩纪～古近纪发生沉积间断。中央隆起位于盆地中部区域，由于受到东西两个方向的逆冲挤压作用，地层、断层倾向相反，形成构造会聚区[4]。

图1　中马格达雷纳盆地位置及构造格架

东部逆冲带位于盆地东部东科迪勒拉山西侧，发育大型的逆冲断层，部分断裂滑脱形成双重构造和冲起构造(图2)。

1.2盆地构造-沉积演化特征

白垩纪末至新近纪，太平洋板块向南美大陆俯冲，科迪勒拉山迅速隆升，在南美西北部哥伦比亚境内分为3个分支，即西科迪勒拉山、中科迪勒拉山和东科迪勒拉山。在这些山脉之间分布着北北东向的山间盆地，其中中马格达雷纳盆地、上马格达雷纳盆地位于中、东科迪勒拉山之间。其构造-沉积演化史可划分为弧后裂谷、裂后被动陆缘(热沉降)和新生代前陆盆地3个发育阶段(图3)，对应着3套不同的地层单元(图4)。

图2　中马格达雷纳盆地区域构造特征剖面(剖面位置示于图1)

图3　中马格达雷纳盆地及邻区构造演化示意图[5]

1.2.1 弧后裂谷发育阶段

三叠纪-早白垩世，伴随着古大陆的解体形成同生裂谷盆地。三叠纪裂谷初期，中-东科迪勒拉地区发育规模较小的正断层，沉积以冲积扇相为主的砂砾岩[6]。侏罗纪，裂谷内主要充填河流沉积，物源来自东部的圭亚那地盾，沉积被盆地内的古隆起所分隔，区域沉积中心位于现今波哥大附近。该时期地层称为Giron群，由砾岩、长石砂岩和粉砂岩以及火山岩组成，与上覆Tambor组呈不整合接触。

早白垩世，伴随着裂谷的进一步扩大，海水逐渐侵入，沉积环境从陆相过渡到海相。自下而上依次沉积了河流相Tambor组砂岩，浅海陆架Rosa Blanca组灰岩、Paja组页岩。

图4　中马格达雷纳盆地综合地层柱状图[9]

1.2.2 裂后被动大陆边缘阶段

早白垩世末，伸展作用弱化停止，盆地进入被动大陆边缘演化阶段，一直持续到白垩纪结束。区域上，海侵范围扩大，整个中马格达雷纳盆地处于水深不断增加的浅海坏境，沉积了以泥岩、泥灰岩为主的Tablazo组、Simiti组和La Luna组。其中，La Luna组为赛诺曼-土伦期最大海泛期沉积。该套地层的岩性在区域上具有较为明显的呈北东向条带性特征。在中马格达雷纳盆地含碳酸盐岩成分多，在东部的古科迪勒拉盆地和现今的雅诺斯盆地大部地区为泥页岩，雅诺斯盆地东部边缘则相变为滨浅海砂岩[7]。

1.2.3 前陆盆地阶段

中马格达雷纳盆地在白垩纪末、古近纪初进入前陆盆地演化阶段。该阶段又分为早期前陆和晚期前陆两个过程，分别主要对应中科迪勒拉山和东科迪勒拉山的两期造山隆升。

古新世-始新世，随着中科迪勒拉山的进一步隆升变形，区域上形成了一个包含中马格达雷纳盆地、东科迪勒拉盆地(古)和雅诺斯盆地的前陆盆地。在中马格达雷纳盆地内沉积了Lisama组和La Paz组，二者之间发育了一个区域不整合。晚始新世-渐新世，造山前缘逐渐向东推进，导致盆地中生代发育的伸展地堑发生反转，区域上整体的前陆盆地发生破裂被分割为几个部分，沉积了Esmeraldas组、Mugrosa组和Colorado组。盆地西部以冲积扇沉积环境为主，沉积物颗粒较粗；盆地东部主要为河流沉积，颗粒偏细。

中新世，东科迪勒拉山快速隆升，导致东科迪勒拉盆地整体抬升而沉积终止，区域上形成了现今的隆起和盆地分布格局。中马格达雷纳盆地位于两山之间，转入山间前陆盆地发育阶段。南美北部的加勒比板块相对南美板块斜向俯冲，使北部的逆冲断层兼具走滑性质[8]。盆地内河流和火山碎屑沉积物Real群发育，不整合覆盖于强烈逆冲褶皱的白垩系-渐新统地层之上。

2　油气地质特征

2.1烃源岩

南美西缘在古生代和中生代白垩纪发生了两次重要的海侵，其中第二次海侵自北往南，在北部地区其范围、规模远超第一次海侵[9-10]。晚白垩世达到最大海侵，形成了高品质的泥页岩、泥灰岩。盆地主力烃源岩为上白垩统土伦-三冬阶La Luna组海相沥青灰岩和泥岩，颜色以灰-深灰-棕色-黑色为主，沉积环境为海侵期陆架海[11]。据已发现油气田统计，盆地95%以上的油气储量源自该套烃源岩，现今主要分布在盆地东部和北部，在西南部由于后期隆升强烈而遭受剥蚀。干酪根类型以Ⅱ型为主，少量为Ⅰ型。TOC含量整体上2%～4%，生烃潜能S1+S2为29.39 mg/g。盆地大部分区域R0达到或超过0.6%，平均0.9%，东部局部深埋区可达高成熟-过成熟。成熟度总体上西北低东南高，以生油为主。盆地模拟显示，位于沉积中心的古科迪勒拉盆地(今东科迪勒拉山)的烃源岩最先排烃(坎潘～马斯特里赫特期)，其次为中马格达雷纳盆地东部(古新世～始新世)，这些区域的排烃强度也是非常大的；而盆地北部和西部La Luna组未成熟或遭受剥蚀，基本未发生排烃。古科迪勒拉盆地中新世开始构造隆升形成东科迪勒拉山，导致烃源岩在25～20 Ma生排烃突然停止[12]。

2.2储集层

据已发现油气田统计，中马格达雷纳盆地油气产层众多，从白垩系到新近系均有发育，最主要的储集层是古近系的Chorro群和Chuspas群河流相砂岩，次要储集层为白垩系和古新统Lisama组(图5)。其中，始新统Chorro群包含La Paz组和Esmeralds组地层；渐新统-中新统Chuspas群包含Mugrosa组和Colorado组地层。

图5　中马格达雷纳盆地已发现油气储量的层系分布

2.3盖层和圈闭

2.3.1 盖层

中马格达雷纳盆地主要储集层Chorro群和Chuspas群砂岩的盖层为层内泥页岩，沉积于泛滥平原、河漫滩环境，为局部-半区域盖层。

白垩系海侵期沉积的厚层Simiti组和Paja组海相页岩为盆地的区域性盖层，分别对Tablazo组和Rosablanca组的油气起直接封盖作用。

2.3.2 圈闭

中马格达雷纳盆地多期的构造运动控制了盆地内构造圈闭的形成、调整和破坏，构造圈闭包括背斜、断背斜和断块圈闭。同时，新生代的浅海、湖泊、河流沉积环境为地层及岩性圈闭的发育提供了有利条件。据已发现油气田分析，中马格达雷纳盆地圈闭类型主要概括为以下几类：①断背斜圈闭；②正断层相关断块圈闭，主要分布在盆地西部斜坡；③逆冲背斜圈闭，在盆地中部隆起带和东部逆冲褶皱带广泛发育；④地层超覆圈闭；⑤岩性尖灭圈闭；⑥不整合遮挡圈闭；⑦灰岩裂缝圈闭。

3　油气富集规律

La Luna组成熟烃源岩现今主要分布在中马格达雷纳盆地的中东部地区，因此中马格达雷纳盆地的油气主要分布于盆地的中部和东部地区。而在盆地的北部和西部大部分地区，总体上由于烃源岩埋藏较浅或剥蚀，烃源条件较差，主要靠盆地东部的成熟源岩侧向运移供烃，因此在这些地区找到的油气藏相对较少。

整体上，中马格达雷纳盆地油气成藏组合以新生界砂岩成藏组合为主，白垩系灰岩成藏组合发现油气藏数量和储量规模均较小。新生界成藏组合主要又以构造(早期拉张、后期挤压)、地层-构造、构造-不整合为主；白垩系成藏组合以构造为主，圈闭为背斜、断背斜。由此可见，盆地内的油气主要聚集于构造相关的成藏组合。

白垩系油气成藏组合以自生自储、运移距离短为特征，主要是在背斜上形成的构造裂缝性灰岩油气藏。目前已发现该组合油气藏主要分布在盆地北部区域，储量规模一般较小，多为几百万桶油当量，这与盆地碳酸盐岩含泥质较多而导致储层物性较差有关。在盆地西南部，由于白垩系地层多遭受剥蚀而无该成藏组合油气发现。

新生界油气成藏组合以下生上储为特征，盆地内广泛发育的早期裂谷期正断层、后期反转逆断层和逆冲断层是油气垂向运移的主要通道，对油气藏的形成与分布有着重要作用。盆地内已发现多数油气藏位于断裂上下及其附近，在平面和垂向上均呈现出油气藏沿断裂成串状分布的特征。断裂输导系统还可以与不整合面、连通砂体构成复合输导体系，使得油气除了垂向运移外，还可进行较长距离的侧向运移。盆地西南斜坡缺乏成熟烃源岩，该区域油气藏主要就是盆地东部生烃灶生成的油气沿着断裂和不整合、连通砂体经垂向和侧向运移而形成的。

长期继承性发育的区域性古隆起是油气的主要富集区。古隆起是盆地内部最重要的油气聚集单元，油气关键成藏期的古隆起及其后期的发展演化影响着盆地的地质结构，制约着油气的聚集与分布[13]。中马格达雷纳盆地中部地区发育凹陷内古隆起-中央隆起区，隆起周围发育有效烃源灶，具有多向供烃特征，是油气运移的优势方向。同时，古隆起上容易形成规模较大的构造相关圈闭，如果有充足的油气充注，则往往聚集形成大中型油气田。如Cachira古隆起，已发现最大的两个油田La Cira、Casabe油田均位于该古隆起上。

4　勘探潜力及有利区预测

(1)勘探程度较低的南部和东部边缘的逆冲断裂带，处于有利的烃源岩生排烃区域。该区域构造发育，容易形成构造面积大、幅度大的推覆背斜、断背斜和断块等构造圈闭。主断裂一般倾角小，断面在层间滑脱，与深部白垩系烃源岩沟通，有利于油气的运聚。这些地区目前已发现的油气田主要位于逆冲断裂的上盘。除了逆冲断裂上盘，下一步对逆冲断裂下盘的潜力也需要引起足够的重视。据国内油气勘探经验，逆冲断裂下盘如果封堵条件良好，也可以形成大型油气田，如塔里木盆地库车凹陷克拉2气田和东海盆地西湖凹陷春晓油气田，均位于逆冲断裂带的下盘[14-15]。

(2)盆地内白垩纪-古近纪、中新世发育的两个大型不整合，作为油气侧向运移的有利通道，如果有构造因素的叠加，可形成构造-不整合复合型圈闭。盆地内Fortuna油田的Silfide油藏就是一个地层被不整合面削切而形成的构造-不整合遮挡油藏[16]。在盆地西部斜坡和中央隆起的不整合面上下，此类圈闭仍有进一步发现油气的潜力。

(3)盆地过去的油气勘探多以构造型圈闭勘探为主，该盆地在古近纪发育冲积扇-河流-湖泊沉积体系，具备形成地层、岩性圈闭的条件。已发现的Lisama油田就是一个古近系Colorado组、Mugrosa组河道砂体岩性圈闭油气藏。推测在盆地西部的斜坡带，存在类似的河道砂体、岩性尖灭以及地层超覆圈闭，是下一步勘探的目标之一。

将不同层系已发现油气藏、地层分布、断裂分布在平面图上叠加分析，并结合烃源岩、储集层和盖层分布特征，预测中马格达雷纳盆地不同层系的油气勘探有利区(图6)。从图中可以看出，白垩系油气藏及有利区分布于盆地中北部；古新统Lisama组油气藏和有利区分布在盆地中部中央隆起区的两侧；始新统-渐新统Chorros-Chuspas群油气藏和有利区范围广泛，但其在盆地中部和西南部的分布更为集中。

图6　盆地不同层系已发现油气分布及有利区预测

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编辑：李金华

1673-8217(2016)05-0022-05

2016-05-20

卢小新，工程师，1982年生,2011年硕士毕业于中国石油大学(北京)矿产普查与勘探专业，目前主要从事国外油气勘探、石油地质综合研究工作。

中化集团“全球重点区域油气评价与优选”项目(042010009k)。

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