尼日尔三角洲盆地海陆过渡区油气成藏规律

尼日尔三角洲盆地海陆过渡区油气成藏规律
刘喜玲;于水;陶维祥;韩文明;范洪耀
【摘要】从区域地质着手,通过对比分析,总结了尼日尔三角洲盆地海陆过渡区石油地质特征及其油气成藏规律与成藏主控因素,认为:尼日尔三角洲盆地是伴随冈瓦那
古大陆解体与大西洋扩张发育形成的典型被动大陆边缘型盆地,主要经历了早白垩
世晚期-晚白垩世桑托期的裂谷阶段以及晚白垩世坎佩尼期以来的漂移期2个主要演化阶段.盆地主体是新生代三角洲,沉积厚度达到12 km以上,包括Akata组、Agbada组和Benin组3个穿时的岩性地层单元.其中最下部的Akata组为大陆架-大陆坡的前三角洲、浅海-深海相厚层泥页岩,亦是研究区主要烃源岩；中部Agbada组主要是三角洲前缘砂体、海底扇砂体等,是区域油气藏储集层发育层段；上部Benin组则主要是陆相河流及岸后沼泽沉积,多发育互层泥岩,构成区域的主要油气藏盖层.由于Akata组塑性泥岩段主要以流动构造为特点,引起上覆地层发育重力构造,构造样式在平面上具有明显的分带性,陆地和陆架浅海区发育大型伸展构造.研究区发育区域性生长断裂,其控制的构造格局与圈闭样式是油气聚集与成藏的主
控因素.%According to the comprehensive analysis of regional hydrocarbon geological features,hydrocarbon accumulation law and main control factors of hydrocarbon accumulation in the sea-onshore transitional zone,it is held that Niger Delta Basin is a typical pas-sive continental margin basin, which was developing with the disintegration of the ancient Gondwana continent and the expansion of the Atlantic. Its development includes two main evolution periods,the rifting period from the late stage
of early Cretaceous to Santo stage of late Cretaceous and the following drifting period since Campanian of late Cretaceous. Cenozoic delta is the
main part of the basin,and its biggest depositional thickness is about 12 km. The deposit includes three diachronic lithostratigraphic units of Akata Formation, Agbada Formation and Benin Formation, Akata Formation in the lower is mainly the prodelta of continental shelf and continental slope and the thick shallow-deep marine mud shale,which is the main hydrocarbon source rock in the studied area, Agbada Formation in the middle mainly includes the delta front sand and submarine fan sandbodies, which is the regional reservoir. Benin Formation on the top is the continental fluvial deposit and swamp depositi which is the main regional cap rock. The plastic mudstone layer in Akata Formation is characterized flow structure, which will cause that overlying strata, such as Agbada Formation, developed gravity structures. And the structural style presents obvious zonality,and large extensional tectonics developed in land and shallow sea zone. Regional growth faults developed in the studied area, by which the tectonic framework and the trap style controlled are main control factors of the hydrocarbon accumulation.
【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2012(027)005
【总页数】5页(P27-31)
【关键词】尼日尔三角洲盆地;海陆过渡区;油气成藏;伸展构造;生长断层
【作者】刘喜玲;于水;陶维祥;韩文明;范洪耀
【作者单位】中海油研究总院,北京100027;中海油研究总院,北京100027;中海油
研究总院,北京100027;中海油研究总院,北京100027;中海油研究总院,北京100027
【正文语种】中文
【中图分类】TE121.1+3
尼日尔三角洲位于中非西海岸的几内亚湾(图1)，是世界级富油气盆地之一［1-5］.随着深水勘探的不断突破，尼日尔三角洲深水区逐渐成为全球油气勘探的热衷之地;而勘探相对成熟的海陆过渡区域具有勘探风险相对较低、易于挖潜等特点，
可作为石油天然气勘探区域.因此，尼日尔三角洲盆地海陆过渡区油气成藏规律研
究对选择优越的勘探区域具有重要意义.本文从区域地质着手，通过对比分析，总
结海陆过渡区石油地质特征及其油气成藏规律与成藏主控因素，旨在剖析这一领域的潜力与方向.
尼日尔三角洲盆地是伴随冈瓦那古大陆解体和大西洋扩张发育形成的典型被动大陆边缘型盆地［1-4］.盆地的发育最早始于中生代晚期，主要发育期为晚白垩世至新近纪中新世［3-7］.盆地演化经历了2个主要阶段:第一阶段是始于早白垩世晚期，终止于晚白垩世桑托期的裂谷期，发育一套湖相沉积.第二阶段是晚白垩世坎佩尼
期以来的漂移期，发育海陆交互相与海相沉积地层.与构造演化对应，盆地纵向上
沉积了一套以退覆式近海三角洲为特色的地层，其在岩性(相)特征上具有明显的三元结构(图2)，下部的Akata组主要为大陆架、大陆坡的前三角洲和半深海-深海
相厚层泥页岩沉积，沉积时代为始新世-古新世，最厚可达7 km以上，富含有机质，具有较大生烃潜力，在陆上及浅水区演化程度较高，深水区演化程度低，但也进入成熟门限深度，是研究区的主要烃源岩.中部Agbada组为进积三角洲前缘沉积，地层厚度在3～4 km之间，其沉积的三角洲砂体和海底扇砂体是主要的区域
储层.上部以砂岩为主，夹少量泥岩，下部泥页岩含量增加.由多个退覆沉积韵律组成，其间以大段稳定泥岩为标志，将Agbada组划分成若干个砂组，同时，这些稳定泥岩段也是区域主要盖层.上部Benin组为陆相河流及岸后沼泽沉积，砂砾岩特别发育，地层厚度小于3 km，一般为1～2 km，与下伏Agbada组呈平行不整合接触［8-10］.
伴随着三角洲沉积的持续快速堆积，沿沉积斜坡的下倾方向，在巨厚沉积物的重力作用下和深部巨厚塑性泥岩滑脱作用下发生重力滑动，产生了一系列同生断裂和与之相关的变形褶皱构造［1］(图3).Akata组以下地层主要发育伸展构造系统，Akata组塑性泥岩段主要以流动构造为特点;Akata组以上地层发育重力构造，其构造样式平面上具有明显的分带性，陆地和陆架浅海区发育伸展构造，为张性带，发育区域性生长断裂;上大陆坡主要发育底辟构造，为过渡带，其规模、形状、埋深及分布变化较大，构造起伏大，之间形成一系列坡内盆地，充填沉积层序厚达数公里;下大陆坡和陆隆则发育底辟和收缩构造，为挤压带，发育一系列叠瓦状推覆构造，3种构造系统通过Akata组超压泥岩连锁在一起(图3).目前油气勘探和地质研究主要集中在Akata组上覆地层 Agbada组中［8-10］.
根据沉积层序与同生断裂耦合关系的时序性，已识别出了5个沉积-构造带，由北而南依次为:三角洲北部、大乌盖利、中部沼泽、滨岸沼泽和海上沉积带(图1).这5个沉积带相当于盆地的二级构造单元，形成时代从北向南逐一变新，断裂体系和构造特征也自陆向海由简单变的复杂.研究区处于滨岸沼泽沉积带内的2个次级单元的转换带上，构造与沉积均有较强的多样性和复杂性，由此也决定其油气成藏条件和规律及模式具有独特性［11-15］.
如前所述，伴随2期构造演化尼日尔三角洲盆地沉积了一套巨厚的生储盖匹配良好的三角洲地层.研究区处于尼日尔三角洲盆地腹部(图1)，在继承了盆地优越成藏条件的同时，也具有自身成藏条件的特性.
2.1 烃源岩
尼日尔三角洲盆地共发育3套有效烃源岩.其中下白垩统湖相烃源岩目前仅盆地西南和东北部边缘钻遇;上白垩统—下古新统的海相烃源岩和始新统—中新统的前三角洲近海相烃源岩已被证实广泛分布且叠合发育，研究区位于二者叠合区域.自晚始新世，尼日尔三角洲盆地部分地区的烃源岩即开始进入门限，至渐新世全区基本都有烃源岩进入成熟门限.门限深度最浅约2 km，最深达5 km，一般在3 km以下，与古地温场的分布有关.区内已钻井样品实验室分析显示，区内前三角洲近海相泥岩烃源岩各项指标较好，已经成熟(图4).综上，各类资料和研究结果均证实研究区处于较优越的烃源区中.
2.2 储盖组合
尼日尔三角洲盆地自晚古新世末期开始持续发育的退覆式三角洲沉积，形成了陆区和陆堋区重要的储盖组合与成藏组合.这套沉积具有明显的反旋回特征，即岩性自下而上由细变粗(图2).下部Akata组前三角洲泥岩发育，但缺乏储层.上部Benin 组河流相砂岩较发育，但缺乏盖层.唯有中部阿格巴达组为三角洲前缘相的砂泥岩互层，储盖配置最佳，是区域性目的层.该组地层平均厚度2.5 km，最大可逾4 km，分布稳定，纵向上由多个反旋回组成多套储盖组合.储层为高孔高渗型，孔隙度22% ～32%，平均25%，渗透率(500～1000)×10-3μm2，砂层单层厚度20～50 m，砂泥比率25% ～35%，向上砂泥比增加.目前发现的油气田基本都分布在这套地层中［7］.钻井与地震资料综合研究表明，研究区也存在与区域类似的优越储盖组合条件.
在研究区范围内至少可以识别和划分出7个层序，每个层序沿沉积方向厚度急剧增加，具有明显的前积特征(图5).已钻井单井层序地层学与沉积相研究表明研究区发育三角洲前缘和三角洲平原沉积亚相，以及分流河道、分流间、决口扇和砂坝等沉积微相，组成多套配置良好的储盖组合.自下而上，砂岩含量逐渐增加，砂、泥
岩的分异性变好，厚度适中的砂泥互层型、薄砂厚泥型逐渐变为浅层的厚砂薄泥型，显示出明显的反旋回沉积响应.测井综合评价地层中部层序砂岩孔隙度约是31% ～32%，储集物性良好.
长期的勘探实践和研究证实，尼日尔三角洲盆地陆区和近海地区的油气分布受三角洲沉积体系与断裂构造体系的双重控制，具有很强的规律性和明显的差异性［1-7］.已发现油气藏主要分布在5个油气富集带，与 5 个主要三角洲分支体系对应［1，5］.因此，油气分布的这种规律性受三角洲沉积体系的发育和演化控制.在同一三角洲体系中也存在贫富差异性，大多数油气田，尤其是规模较大的油气田往往分布在紧邻大型断裂附近，明显受断裂构造体系控制.
同时，尼日尔三角洲具有纵横向双重复合运移作用的特点，即在区域砂体的横向输导下油气差异运移途经断裂发生垂向分异.已发现油气田显示:在一个沉积-构造带中，靠近同生主断裂一侧的圈闭中普遍聚积油气，气油比相对较低;远离同生主断裂，
即向南或大型构造的远端，含油气性变差，形成一些边际油气藏，气油比偏高.这
种向南或远离同生主断裂及沉积中心的方向气油比增大的特征说明油气成藏具有差异聚集的特点.大多数具有商业价值的重要油气藏处在大型构造的最高部位，而且
气油比高，说明油气运聚成藏具有垂向分异.
目前所发现的油气田尤其是较大型油气田，绝大部分以与生长断层相关的滚动背斜构造类型为主［1］.整个尼日尔三角洲盆地的圈闭类型可谓多种多样，但在陆棚以上地区主要发育与断裂活动相关的构造类型圈闭，如滚动背斜构造、塌陷构造、穹隆构造及断鼻断块构造.
研究区北部紧邻大断裂的油田可采储量规模在2亿桶以上，而那些远离边界性大
断层的油气田储量规模普遍较小;南部邻区形成于边界性主控大断层下降盘滚动背
斜构造中的油藏，其圈闭类型和运聚条件优越，储量规模较大.与之相对，西部次
级沉积-构造带中所发现的油气田规模较小，钻井失利较多.究其原因，是由于该带
的断裂构造体系特征发生变化，油气聚集条件变差，仅发育一些小规模的断块、断鼻构造，很难形成大滚动背斜圈闭.因此，构造条件不佳是导致该区油气不够富集，甚至难以成藏的主要原因.综上所述，断裂体系主导下的区域构造格局、背景和位
置及局部构造样式与圈闭类型是控制油气富集的主要因素.大型生长断层直接控制
的构造圈闭最有利于油气成藏，其所在构造带是最有利的油气聚集带［15］.
通过研究区区域地质背景和石油地质特征分析，以及周边已发现油气成藏与已钻井失利原因分析，对尼日尔三角洲盆地海陆过渡区沉积-构造带的油气富集规律和成
藏模式取得以下几点认识:
(1)同生断裂控制的滚动背斜构造有利于油气聚集;
(2)边界性主控断裂形成的背斜构造油气最富集;
(3)构造样式和圈闭类型及封堵性控制油气富集程度;
(4)广泛分布的三角洲砂体为油气运移提供了优越的通道条件，但油气充注方向和
聚集部位受断裂控制，大型同生断裂是最佳油气聚集构造带.
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