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巴西塞尔希培阿拉戈斯盆地油气地质特征研究

2012-11-22饶轶群中石化华东分公司石油勘探开发研究院江苏南京210011

长江大学学报(自科版) 2012年25期
关键词:塞尔烃源泥岩

饶轶群,李 理 (中石化华东分公司石油勘探开发研究院,江苏 南京 210011)

饶轶群,李 理 (中石化华东分公司石油勘探开发研究院,江苏 南京 210011)

对巴西塞尔希培-阿拉戈斯盆地油气地质特征进行了探讨。盆地主要经历了裂谷期前、裂谷期、过渡期和漂移期4个构造演化阶段,并对应4套地层单元。盆地最主要烃源岩为Muribeca组Ibura段灰质泥岩。最主要的储层为阿普第阶Muribeca 组Carmopolis段砾岩和含砾砂岩。断层和不整合面作为油气运移通道。盆地发育4套油气系统,其中 Ibura-Carmopolis/Calumbi油气系统是最主要的油气系统。下一步的勘探方向为地层圈闭、成藏条件好的小型圈闭、更深层系和深水区域。

塞尔希培-阿拉戈斯盆地;含油气系统;勘探潜力

塞尔希培-阿拉戈斯盆地位于巴西东海岸,呈北东-南西展布,长约350km,宽约35km。陆上面积1.3×104km2,海上面积3.276×104km2(至水深3000m)。北面边界为Maragogi隆起,南部边界为Jacuipe隆起。盆地勘探始于上世纪30年代,1935年开始地震勘探,并钻探第1口井(2-AL-1),截止2010年盆地钻井4578口,其中勘探井996口,开发井3582口。二维地震3.9927×104km2,三维地震4.523×103km2。1957年取得油气发现,1963年发现了规模最大的Carmopolis油田,至今已发现104个油气田,可采储量14.908亿桶。下面,笔者对巴西塞尔希培-阿拉戈斯盆地油气地质特征进行了探讨。

1 构造特征

图1 塞尔希培-阿拉戈斯盆地地质剖面图

塞尔希培-阿拉戈斯盆地位于巴西东海岸东-南东区,主要经历了裂谷期前、裂谷期、过渡期和漂移期4个阶段[1]。裂谷期前地壳抬升,边缘形成坳陷。裂谷期开始于晚纽康姆期,早期裂谷受一系列南北和北-北东-南-南西向铲式正断层控制,形成地堑湖系。陆上和浅水区域为受相对较小规模的顺向和反向断层控制的地堑。过渡期沉积了盆地第1套海相地层和盐岩。漂移期盆地在大陆地壳边缘的抬升形成Aptian断崖,随后盐岩活动,形成生长断层和滚动背斜等。

塞尔希培-阿拉戈斯盆地自西向东以Aptian断崖为界划分为Aracaju隆起和Sao Francisco坳陷(见图1),主要发育北-北偏东向和东偏北向2组断层。北-北偏东向断层形成于纽康姆期裂谷阶段,主要呈铲式,断层下降盘地层厚度增大。东偏北向断层为走滑断层,连接北-北偏东向断层[2]。

2 地层特征

塞尔希培-阿拉戈斯盆地是巴西东海岸盆地中地层最全的盆地[3]。盆地基底主要为前寒武纪变质岩,在盆地东北部以石炭纪和二叠纪的沉积岩为基底。裂谷期前地层主要包括晚侏罗世Bananeiras组陆相红色泥岩和Serraria组砂岩。

裂谷期主要是河流相和湖相沉积[4]。早白垩世纽康姆期Barra de Itiuba组为灰绿色泥岩、粉砂岩和细-极细透镜体砂岩,显示低能量河流-湖相沉积环境。晚纽康姆期,盆地大部分地层为Barra de Itiuba组,余下部分地层为Rio Pitanga组砾岩和角砾岩以及Penedo组砂岩。纽康姆期地层沉积后,在盆地南部出现沉积间断,形成Muribeca不整合面。

Muribeca组为主要的产层,分为3段,即Carmopolis段、Ibura段和Oiteirinhos段。Carmopolis段岩性为粗碎屑岩夹灰绿色泥岩,向上粒度变细。Ibura段底部岩性主要为沥青页岩、白云质灰岩、白云岩和盐岩。与非洲加蓬海岸盆地不同的是,Ibura段发育2套盐岩层:第1套盐岩为阿普第早期,第2套盐岩为阿普第晚期。Oiteirinhos段为灰色-暗色泥岩、灰岩和粉砂岩互层。

塞尔希培-阿拉戈斯盆地第1套海相沉积为晚阿普第-晚阿尔比Riachelo组,可分为4段,即Angico段、Taquari段、Maruim段和Aguilhada段。Angico段为细粒-砾状砂岩夹粉砂岩、泥岩和介壳灰岩;Taquari段为浅灰色灰岩和泥岩互层;Maruim段为主要为鲕状-豆状灰岩和生物礁;Aguilhada段为糖粒状白云岩夹砂-泥岩。

土仑-桑托期Cotinguiba组与下覆Riachelo组之间存在一不整合面,该组主要为泥质灰岩和泥灰岩。盆地东南部为泥岩和粉砂岩。坎佩尼期-始新世Piacabucu组Calumbi段为砂岩和灰岩。

3 油气地质条件

3.1烃源岩

按沉积环境划分,该盆地发育5种类型烃源岩:湖相淡水型(纽康姆-巴列姆)、湖相盐水(阿普第)、海相蒸发(阿普第)、海相碳酸盐岩(阿尔比)、广海缺氧环境(晚白垩)。其中海相蒸发阿普第阶Muribeca组Ibura段灰质泥岩为主要烃源岩层系。

图2 Ibura段有效烃源岩和Ibura-Carmopolis油气系统分布图

Ibura段烃源岩平均厚度200m,最大700m。总有机碳平均3.5%,最高12%。有机质类型以Ⅰ型为主,局部Ⅱ型。在海上埋深超过2500m的区域,烃源岩已开始生烃。生烃中心位于海上(见图2)。

烃源岩热演化史研究发现,烃源岩中80%的有机质转换成油气[6]。晚马斯特里赫特期开始生烃,一直持续到现在,最主要的生排烃期为渐新世。

3.2储层特征

该盆地储层分布于侏罗到第三纪多套层系,以砂岩为主,局部有灰岩储层。盆地主要发育4套储层:①侏罗系Serraria组河流相粗粒砂岩;②贝里阿斯-巴列姆阶Barra de Itiuba组三角洲和风成砂岩;③阿普第阶Muribeca 组Carmopolis段砾岩和含砾砂岩;④晚白垩-早第三纪Calumbi组浊积砂岩。最主要的储层为阿普第阶Muribeca组Carmopolis段砾岩和含砾砂岩,在塞尔希培次盆分布广泛,其砾砂岩成分为石英(45%)、长石(11%)和岩屑(43%) ;储集岩的粒度和泥质含量变化很大,从而造成储集性变化也较大;孔隙度5%~33%,平均15%,渗透率(0.1~1000)×10-3μm-2。

现今埋深180~400m的储层中一半的孔隙为次生孔隙,埋深400~700m的储层中原生孔隙与次生孔隙比例为1∶4,埋深大于700m的储层因白云质胶结和压实作用,原生孔隙减少许多。

3.3盖层

图3 塞尔希培-阿拉戈斯盆地地层柱状图

该盆地盖层主要有Calumbi组、Muribeca组Ibura段和Barra de Itiuba组3套:Calumbi组泥岩作为下覆Cotinguiba组砂岩和层内浊积砂岩的盖层;Muribeca组Ibura段泥岩和盐岩作为区域盖层;Barra de Itiuba组泥岩作为下覆Serraria组河流相砂岩的盖层。

3.4运移条件

该盆地的的运移通道主要为断层和不整合面,运移方向有侧向和垂向2种[5]。生烃中心位于海上,烃源岩生成的油气侧向运移至烃源岩层系中储层聚集成藏,前期研究证实侧向运移可达到40km以上。Ibura段烃源岩生成的油气沿断层向上运移至不整合面,沿不整合面侧向运移,再向下运移至Carmopolis储层,向上运移至上白垩统-第三系储层。

3.5圈闭条件

4 油气系统

塞尔希培-阿拉戈斯盆地发育Ibura-Carmopolis/Calumbi、 Barra de Itiuba- Barra de Itiuba/Serraria、Coqueiro Seco-Coqueiro Seco 和Maceio-Maceio油气系统。

Ibura-Carmopolis/Calumbi油气系统是最主要的油气系统,该油气系统的烃源岩Ibura段灰质泥岩,主要的储层Carmopolis段砾岩-含砾砂岩和Calumbi组浊积砂岩,盐岩为区域盖层,层内的泥岩为局部盖层。油气侧向和垂向运移至阿普第阶Muribeca 组Carmopolis段砾岩-含砾砂岩和Calumbi组浊积砂岩聚集成藏。

5 典型油气藏分析

塞尔希培-阿拉戈斯盆地中最大的油田为Carmopolis 油田,储量3.3亿桶。该油田主要的产层是Carmopolis 段砂岩、含砾砂岩和砾岩;次要产层是Barra de Itiuba 组透镜状细粒砂岩和Serraria组中粒、分选差砂岩。油层埋深550~800m,油层累计厚度最大可达106m。Carmopolis 段顶构造形态为东西向椭圆形穹隆,含油高度250m。岩心和油样证据表明,Carmopolis油田烃源岩是Muribeca组Ibura段灰质黑色泥岩。油样和烃源岩的生物标志物特征基本一致:植烷含量大于姥鲛烷,无环异戊间二烯化合物含量高。Ibura段烃源岩生成的油气侧向和垂向运移至Carmopolis段砾岩-含砾砂岩聚集成藏。Carmop-olis段储层沉积环境为半地堑中的冲积扇。平面上以粒度划分为4种岩相,向东粒度逐渐变小。垂向上分为8个产层,上部6个为Carmopolis段,下部2个分别为Barra de Itiuba 组和Serraria组。盖层为阿普第阶-阿尔比阶盐岩和海相泥岩。圈闭从裂谷初期开始形成,于早第三纪定形。

6 结 语

由于前期勘探主要集中在陆上,经过研究认为该盆地海上也具有一定的油气资源潜力。海上烃源岩发育,盐下层系储集岩埋深较大,储层物性是成藏的关键,且海上盐上层系运移条件是成藏的主控因素。对全盆地而言,盆地绝大部分的大型构造型圈闭已勘探,下一步的勘探方向为地层圈闭、成藏条件好的小型圈闭、更深层系和深水区域。如2010年巴西国家石油公司在该盆地超深水实施1口井,勘探结果表明,其油气藏规模大,储层埋深5050~5400m,储集物性好,从而证实了该盆地深水区域具有一定的油气资源潜力。

[1]Mohriak W, Nemcok M,Enciso G.South Atlantic divergent margin evolution: rift-border uplift and salt tectonics in the basins of SE Brazil[A].West Gondwana: Pre-Cenozoic Correlations Across the South Atlantic Region[C].London:The Geological Society, 2008:365-398.

[2] Bradley M. A Geological and Geophysical Study of The Sergipe-Alagoas Basin[D]. Corpus Christi: Texas A&M University,2008.

[3] Eduardo A,Koutsoukos M. Structural Evolution of The Sergipe-Alagoas Basin[D].Houston:Rice University,1988.

[4] Mohriak W, Mello M. Crustal Architecture,Sedimentation,and Petroleum Systems in the Sergipre-Alagoas Basin,Northeastern Brazil[A].Petroleum Systems of South Atlantic Margins[C].Tulsa :American Association of Petroleum Geologists,2000:273-300.

[5] Mello M R,Mohriak W U.Selected Petroleum System in Brazil[A].The Petroleum system-From source to trap [C].Tulsa:American Association of Petroleum Geologists,1994:499-512.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.09.008

P618.13

A

1673-1409(2012)09-N021-04

2012-05-11

饶轶群(1978-),男,1999年大学毕业,硕士,工程师, 现主要从事石油地质综合方面的研究工作。

[编辑] 李启栋

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