南美玻利维亚重点盆地油气地质特征和勘探潜力评价

田纳新，姜向强，郭金瑞，曾昱昕

(1.中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083；2.中国地质大学(北京) 能源学院，北京 100083)

0 引 言

图1 玻利维亚重点盆地及油气田分布Fig.1 Distribution of key basins and oil & gas fields in Bolivia

玻利维亚是南美洲的一个内陆国家，地表条件复杂，东部和东北部大部分为亚马逊河冲积平原，中部为山谷，属安第斯山东麓，西部为玻利维亚高原，平均海拔超过3 000 m，是南美洲重要的天然气生产国，境内发育查科(Chaco)、马德雷德迪奥斯(Madre De Dios)和贝尼(Beni)等含油气盆地(图1)，拥有仅次于委内瑞拉的南美洲第二大天然气田(San Alberto)。截至2014年底，3个盆地累计发现油气藏140个，发现2P油气可采储量12 483.11 MMboe[1-3]，其中，石油1 760.92 MMbbl；天然气64 333.1 Bcf(表1)。油气资源比较丰富，勘探程度较低，具有很大的勘探潜力。

表1 玻利维亚重点盆地勘探概况Table 1 Survey of key basins in Bolivia

注：数据来源：参考文献[1-3]；—为未收集到相关资料；MMbbl为百万桶；Bcf为十亿立方英尺；MMboe为百万桶当量。

玻利维亚石油法律法规与相关政策比较好[4]，是中国油公司投资的目标区。本文以含油气盆地分析理论为指导，系统阐述了玻利维亚重点盆地的形成、构造-沉积演化特征、成烃和成藏特征，对比分析3个主要盆地油气成藏条件及其差异性，尤其是预测了马德雷德迪奥斯和贝尼两个低勘探程度盆地的重点勘探领域，为中国油公司开拓玻利维亚油气市场提供依据。

1 区域构造演化与沉积充填特征

玻利维亚位于安第斯褶皱系中段及其东侧，山脉宽度大，并向南北两端递减。主要含油气盆地位于褶皱山系与南美地台之间，沿安第斯山前延伸并平行于该山系，自西向东依次为冲断带、前渊带和斜坡带。冲断带为活动的“安第斯”岩浆弧和冲断褶皱带，以发育大致平行的叠瓦状高角度逆冲断层为主要特征；前渊带是强烈造山带的逆冲终止位置，发育少量近南北向高角度逆冲断层和走滑断层；东侧为前寒武纪的巴西地台[5]。各盆地西陡东缓，构造变形由西向东逐渐减弱(图2)。

安第斯造山带东侧的前陆盆地从古生代开始发育，普遍经历了古生代克拉通边缘盆地、三叠纪-白垩纪裂谷盆地和晚白垩世至今前陆盆地3个演化阶段[6-7]。但位于玻利维亚境内的前陆盆地，中生代发生区域抬升[8]，中生界地层保存较少甚至缺失(图3)，古生界烃源岩的发育情况决定了盆地的油气富集程度。

区内前寒武系基底为变质岩；寒武纪，现今盆地处于克拉通边缘；奥陶纪受西部板块边界活动的影响[9-10]，逐渐发育张扭性断裂，沉积了一套灰黑色较硬的层状页岩和砂岩；志留系以硅质黏土岩、厚层砂质页岩和冰碛岩为主；至泥盆纪，断层活动进一步增强，盆地沉降加剧[11]，沉积物分布广泛，由暗灰色泥岩、页岩、粉砂岩和砂岩组成，暗色泥岩是重要的烃源岩。早海西运动，劳亚大陆和冈瓦纳大陆碰撞、拼合，结束了盆地的沉降，受区域挤压作用影响，扭性断裂开始发育，控制了盆地边界。下石炭统由以粗砂岩和细砂岩夹粉砂岩、灰色页岩、富含煤和以陆相、浅海相、河流相沉积为代表的有机质夹层组成；上石炭统至二叠系在查科盆地为绿色砂岩、红色粉砂岩，向北部的贝尼和马德雷德迪奥斯盆地变为一套浅水碳酸盐岩沉积。晚海西造山运动的区域性抬升，造成该区三叠纪-早白垩世沉积间断。晚白垩世早期受大西洋张开等区域性拉张作用影响，研究区整体拗陷；晚白垩世末期，开始了安第斯挤压造山运动，早期控制盆地发育的断层发生反转，沉积了河流、湖泊相的砂泥岩，全区发育，与二叠系呈不整合接触(图3)。

新生代以来，随着安第斯造山带的形成，前陆盆地开始沉降并向东部迁移，古近系-新近系主要以红色河流相沉积为主。

2 油气地质特征与对比分析

2.1 烃源岩

区内发育泥盆系、石炭系和二叠系等多套烃源岩，以泥盆系最为重要[12-13](表2，图4)。

图2 过玻利维亚重点盆地典型地质剖面(剖面位置见图1)Fig.2 Typical geological profiles of key basins over Bolivia

图3 马德雷德迪奥斯盆地构造演化剖面示意图(剖面位置见图1)Fig.3 The tectonic evolution profiles of the Madre de Dios basin

(1)泥盆系烃源岩。马德雷德迪奥斯盆地泥盆系Cabanillas群的海相泥岩，主要分布在盆地南部的前渊带和冲断带内，干酪根类型以Ⅲ型为主，少量Ⅱ型。通过秘鲁境内Pariamanu 1x井、Los Amigo 2x井、Puerto Primo 2x井的埋藏史分析，生烃门限深度约2 500 m，存在两次生烃高峰期，分别为晚二叠世-晚侏罗世和晚白垩世至今。总体上，越靠近安第斯山前，TOC值越大，成熟度越高(图5)。

查科盆地中-下泥盆统Los Monos组烃源岩为一套浅海相-三角洲相沉积，盆地西侧厚度超过1 500 m，有机质类型以Ⅱ、Ⅲ型为主，平均总有机碳含量约为1%，最高的已知含氢指数超过500 mg HC/g TOC，以生气为主。盆地西部的Guanacos井，有机质含量3.5%，San Juan-x2井有机质含量2.5%。与马德雷德迪奥斯盆地泥盆系Cabanillas群烃源岩对比，有机质类型和丰度基本相同[14]，成熟度略高。也存在两次生烃高峰期：早二叠世-早侏罗世和新近纪。

(2)石炭系烃源岩。马德雷德迪奥斯盆地下石炭统Ambo组有机质类型以Ⅲ型为主，TOC在1.2%～15%之间，HI偏低，主要分布在盆地西南部，属沼泽和泛滥平原沉积。贝尼盆地安第斯褶皱带烃源岩资料显示，密西西比亚系和宾夕法尼亚系海相-过渡相地层有机质丰富，演化程度为不成熟-过成熟。

(3)二叠系烃源岩。马德雷德迪奥斯盆地二叠系Ene组有机质类型以Ⅰ型为主，TOC在2.5%～5.6%之间，HI高，达440～795 mg HC/g TOC，OI较低，为11～21 mg CO2/g TOC，属局限台地或泻湖环境沉积。油岩对比表明，盆地西北部Urubamba次盆的Candamo-1x井的凝析油气源自Ene组。

2.2 储集层

储集层发育层位跨度大，包括古生界的志留系、泥盆系、石炭系、二叠系和中生界的三叠系、侏罗系、白垩系以及新生界都有发育，以泥盆系-石炭系和白垩系砂岩储层为主(表3)。

表2 玻利维亚主要含油气盆地烃源岩特征Table 2 Characteristics of source rocks in major oil-bearing basins in Bolivia

(1)泥盆系储层。马德雷德迪奥斯盆地Cabanillas群虽以泥岩为主，但位于盆地中西部的Los Amigos-2x井钻遇砂岩，有效厚度约80 m，测井解释孔隙度6%～17%，渗透率10×10-3～80×10-3μm2，为一套海退三角洲沉积；东部的Pando井也发现净厚度11 m的物性良好的砂岩。查科盆地泥盆系Tarabuco组、Iquiri组和Santa Rosa组均为石英砂岩，孔隙度11%～15%，以产气为主，盆地内大部分天然气集中赋存于这3套砂岩中。

(2)石炭系储层。马德雷德迪奥斯盆地下石炭统Ambo组顶部发育一套滨海相砂岩，净厚度约52 m，净毛比0.4，孔隙度14%～21.4%，渗透率10×10-3～100×10-3μm2，分布广泛。上石炭统Tarma组为滨浅海相沉积，厚度100～150 m，净毛比50%～70%，砂岩有效厚度60～120 m，孔隙度6%～27.9%，平均14%，渗透率10×10-3～150×10-3μm2，横向展布较稳定，是盆地最主要的储层。查科盆地宾夕法尼亚系Tupambi组为中等粒度的石英砂岩，厚度200～400 m，孔隙度9%～15%。

(3)中生界储层。马德雷德迪奥斯盆地白垩系Chonta组和Vivian组砂岩也是较好的储层，为一套低位域的河流相沉积，逆冲带和前渊区厚度大，向斜坡区减薄。砂岩毛厚度50～90 m，孔隙度9%～30%，渗透率199×10-3～876×10-3μm2。查科盆地白垩系砂岩为次要储层。

图5 玻利维亚重点盆地主力烃源岩分布及Ro等值线图Fig.5 Distribution of main source rocks and Ro contours of Bolivian key Basins

表3 玻利维亚主要盆地储集层特征Table 3 Reservoir characteristics of main basins in Bolivia

(4)新生界储层。查科盆地渐新统-中新统Petaca组和Yecu组河流相砂岩厚度超过1 000 m，孔隙度18%～23%。

贝尼盆地自上而下发育多套砂岩储层，宾夕法尼亚亚系-下二叠统灰岩也是潜在的储层。

从目前发现油气储量较多的查科盆地看，从志留系-新近系不同层系均有油气发现，以上古生界泥盆系(占73.7%)为主，石炭系次之(13.4%)，其它层系发现较少(表4)。马德雷德迪奥斯盆地已发现油气主要分布于白垩系和二叠系，分别占59.5%和40.2%。从发现资源类型看，以天然气为主。

2.3 盖 层

马德雷德迪奥斯盆地发育多套区域性和局部盖层，区域性盖层包括Cabanillas群泥岩、石炭系Ambo组泥岩、二叠系Copacabana组碳酸盐岩以及古近系-新近系泥岩。局部盖层有二叠系Ene组泥岩和白垩系Chonta组泥岩。纵向上构成两套主要的储盖组合：上部白垩系Chonta组和Vivian组砂岩储层与古近系-新近系泥岩盖层；下部石炭系Ambo组、Tarma组和泥盆系Cabanillas群砂岩储层与二叠系Copacabana组碳酸盐岩、Ambo组和Cabanillas群泥岩盖层。

查科盆地发育4套区域盖层：志留系泥岩、泥盆系Los Monos组泥岩、二叠系Emborozu组泥岩和石灰岩、渐新统Vitiacua组泥岩。

2.4 圈 闭

盆地的圈闭主要形成于二叠纪末和白垩纪末。二叠纪末，盆地发生区域性抬升构造运动，古生界地层遭受剥蚀，可形成地层不整合圈闭；白垩纪末期以来的安第斯造山运动，形成一系列挤压背景下的构造圈闭，同时对早期已经形成的圈闭有着强烈的改造作用。盆地发育构造、构造-地层等多种类型的圈闭(图6)。不同构造单元，圈闭的发育类型和发育程度明显不同：盆地西部和西南部冲断带发育与逆冲褶皱带有关的构造圈闭，包括逆断弯、断展、断滑以及复合型断背斜和挤压背斜等；前渊带发育地层、低幅构造圈闭；斜坡带发育低幅构造、岩性和地层圈闭。

2.5 油气生成与聚集

3个盆地主力烃源岩均为泥盆系，且成熟烃源岩主要分布在冲断带和前渊区，油气必须通过垂向和侧向运移才能聚集成藏。具有晚期生烃、晚期成藏的特点。

马德雷德迪奥斯盆地目前发现的油气主要位于逆冲带白垩系砂岩，斜坡带石炭系仅有次经济油气发现，具有长距离运移的特征，运移距离50～200 km(图7)。

查科盆地西部生烃中心的上泥盆统Los Monos组烃源岩存在两个排烃期：第一期在早二叠世-早侏罗世，烃类主要以早期形成的断裂和泥盆系-石炭系砂岩为通道作垂向和侧向运移，并在早期形成的圈闭中聚集；第二为高峰期在新近纪，与安第斯造山运动同期或稍晚，强烈的造山运动形成沟通油源的深大断裂，构成油气垂向运移的通道，向上运移至第四系。

表4 玻利维亚主要盆地已发现油气储量层系分布Table 4 The distribution of oil and gas reserves has been found in major basins in Bolivia

注：数据来源参考文献[1-3]。

图6 研究区主要油气圈闭类型示意图Fig.6 Sketch of the main types of oil and gas traps in the study area

图7 马德雷德迪奥斯盆地油气聚集模式Fig.7 The accumulation model of oil and gas in the Madre de Dios basin

表5 玻利维亚重点盆地成藏地质条件评价表Table 5 Evaluation of geological condition of key basins in Bolivia

2.6 油气成藏差异性分析

由于盆地勘探程度低，资料分散且有限，笔者重点从烃源岩条件、圈闭条件和保存条件等方面对3个重点盆地的油气成藏地质条件进行对比分析(表5)。

2.6.1 烃源岩差异

均发育泥盆系主力烃源岩。马德雷德迪奥斯盆地还发育石炭系和二叠系次要烃源岩，前渊带生气，斜坡带生油；查科盆地烃源岩以生气为主；贝尼盆地构造剧烈，烃源岩演化差异大。

2.6.2 圈闭条件差异

马德雷德迪奥斯盆地逆冲带窄，前渊和斜坡带宽缓，古生界地层较厚，可形成大型地层圈闭和低幅构造圈闭；查科盆地逆冲带宽，可形成各类构造圈闭，斜坡带地层较薄，低幅构造和地层圈闭发育较少；贝尼盆地夹在高地和褶皱带之间，发育大型构造圈闭，斜坡带古生界地层保存较少，圈闭不发育。

2.6.3 保存条件差异

3个盆地都经历了较强的构造变形作用，马德雷德迪奥斯盆地逆冲褶皱带较窄且构造强度大，保存条件相对较差，前渊和斜坡带地层保存厚度大，变形弱，保存条件较好；查科和贝尼盆地逆冲褶皱带较宽、构造强度大，但古生界地层厚度也较大，保存条件较好，斜坡带地层保存较薄，保存条件稍差。

不同构造带油气成藏特征迥异。逆冲褶皱带发育大量的走滑压扭和逆冲推覆构造，其形成于晚白垩世-中新世以来的走滑挤压应力或逆掩推覆挤压作用，圈闭形成期与烃源岩主生排烃期一致，深大断裂构成油气运移的通道，有利于油气聚集成藏[15]。斜坡带优质砂岩输导层与断裂构成良好的油气运移通道和储集条件，断裂+不整合+良好的砂岩输导层为油气侧向长距离运移提供了良好的通道。

3 勘探潜力

从目前发现的油气储量看，查科盆地最多且已商业开发，马德雷德迪奥斯盆地发现储量较少，贝尼盆地由于海拔高、地表被热带雨林覆盖，施工难度大，仅开展了少量的勘探工作。3个盆地勘探程度均比较低，勘探潜力很大。盆地具有上下两层结构，下部古生代克拉通边缘时期的沉积物构成了主要的烃源岩和储层，主力烃源岩均为泥盆系，储层主要为泥盆系、石炭系砂岩；上部中新生代前陆盆地演化时期，为各类圈闭形成创造了条件。

马德雷德迪奥斯盆地西南部冲断带较窄，古生界抬升破坏严重，中生界白垩系较厚，保存条件相对较好，具有一定勘探潜力；前渊和斜坡带面积大，古生界保存厚度大，存在地层超覆、削蚀不整合和低幅度构造等多种类型圈闭，勘探潜力大。

查科盆地西部逆冲带较宽，发育各类构造圈闭，勘探程度相对较高，但在微构造和深层的志留系、泥盆系、石炭系和中生界砂岩储层所形成的地层-构造圈闭还具有相当的勘探潜力；中东部斜坡区勘探程度低，可能发育低幅构造和地层圈闭，具有一定的勘探潜力。

贝尼盆地西部褶皱带发育南北向古隆起带，各类构造圈闭发育，此外，可能形成构造+岩性复合圈闭，均为有利的目标区。

4 结 论

(1)玻利维亚境内主要发育3个富气盆地，位于褶皱山系与南美地台之间，经历了古生代克拉通边缘盆地、中生代区域抬升和晚白垩世至今的前陆盆地等演化阶段。盆内充填了泥盆纪-二叠纪海相砂泥岩和碳酸盐岩以及晚白垩世以来的陆相砂泥岩两大套地层。

(2)克拉通期形成了盆地主要的烃源岩和储集层，前陆期形成各类圈闭。发育泥盆系、石炭系和二叠系等多套烃源岩，以泥盆系为主。成熟烃源岩主要分布于山前逆冲带，以生气为主；储集层以泥盆系-石炭系和白垩系砂岩为主；发育古生界泥岩和碳酸盐岩及古近系泥岩等多套区域盖层。成熟烃源岩主要分布在冲断带和前渊区，油气必须通过垂向和侧向运移才能聚集成藏，具有晚期生烃、晚期成藏的特点。

(3)3个盆地在烃源岩、圈闭和保存条件等方面存在一定的差异性。马德雷德迪奥斯盆地逆冲带窄，保存条件相对较差，而前渊和斜坡带宽缓，石炭系和二叠系次要烃源岩可能生油，可形成大型地层油(气)藏和低幅构造油(气)藏；查科盆地逆冲带宽，构造强度大，但古生界地层厚度也较大，保存条件较好；贝尼盆地夹在高地和褶皱带之间，发育大型构造圈闭，保存条件稍差。

(4)在今后的勘探工作中，应重视以下勘探领域：①马德雷德迪奥斯盆地前渊和斜坡带低幅构造圈闭和地层圈闭；②查科盆地和贝尼盆地逆冲褶皱带较宽，地层厚度大，保存条件较好，以各类构造圈闭为勘探目标。尤其是贝尼盆地，与查科盆地具有类似的成藏条件，目前勘探程度很低，具有巨大的勘探潜力。

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