黄兴文，胡孝林，刘新颖，阳怀忠

(中海油研究总院，北京 10027)

西非Rio Muni盆地上白垩统小型深水扇沉积特征及勘探潜力

黄兴文，胡孝林，刘新颖，阳怀忠

(中海油研究总院，北京 10027)

西非沿岸除发育第三系大型深水扇体系外，在上白垩统时期还发育多个小型深水扇体系，至今还未引起足够重视。以Rio Muni盆地为例，在分析盆地宏观物源体系及切谷特征的基础上，选取盆地典型油气勘探区块，对上白垩统小型深水扇沉积特征、演化模式进行详细解剖，建立其沉积模式，明确西非上白垩统深水扇体系的特点及发育控制因素。在与第三系大型深水扇对比的基础上，探讨其成藏特征及勘探潜力。分析认为，Rio Muni盆地发育白垩系小型线物源深水扇体系，深水扇规模是影响其勘探层系、储层厚度及物性、圈闭类型、储量规模的主要因素，需在勘探研究中引起重视。

深水扇 上白垩统 沉积特征 勘探潜力 Rio Muni 西非

1 盆地深水扇沉积特征及模式

1.1物源体系及切谷

Rio Muni盆地的陆架具有西非被动陆缘典型的“窄陡”特点，平均宽度只有15 km，且坡度较大，不利于陆架之上三角洲沉积体系的发育，因而来自陆上多条河流的物源主要是通过横穿陆架的多条切谷体系同时供给深水扇体系(图1)，整体表现出线物源深水扇特征。

Rio Muni盆地在盆地规模，物源供给规律等均要明显小于西非中段其它被动陆缘盆地，主要物源供给河流为赤几中部的姆比尼河及北部恩特姆河，在河流长度、流域面积、输砂量等指标均远小于刚果河、尼日尔河等西非主要河流。如姆比尼河的长度只有360 km，流域面积小于26×104km2，不到刚果河、尼日尔河长度及流域面积的十分之一[8]，这直接限制了河流输砂及物源携带能力，导致盆地深水扇体系物源供给不充分，深水扇规模较小，从现今来看，SE-NW向平行展布的切谷体系宽度均小于10 km，深水扇体系向海推进也只有100 km左右，规模远小于尼日尔三角洲盆地深水扇及刚果扇[9]。

图1 Rio Muni盆地主要深水切谷

1.2上白垩统深水扇沉积特征及演化

从盆地中部某油气勘探区块(图1)上白垩统沉积体系分析来看，盆地上白垩统深水扇发育多种沉积类型，从切谷、水道及溢岸沉积、末端朵叶至块体搬运沉积均有发育，水道砂岩是该盆地最为主要的油气储层。

图2 Rio Muni盆地深水扇沉积相特征

切谷主要发育在陆架至陆坡上部，宽度一般大于4 km，地震剖面上表现为大切谷背景下的充填状地震相，为较强水动力条件下侵蚀形成的V型或U型低地，内部往往是多期水道相互侵蚀叠置充填，测井曲线为大型箱形、钟形，顶底突变特征。切谷内部发育的水道明显受切谷形态控制，散布于切谷内部，横向连续性很差，彼此相对孤立(图2)。

水道及溢岸沉积发育在切谷下倾方向，即陆坡中上部，为盆地主力的含油气储层类型，包括多种微相类型，如限制在底部侵蚀地形或盐活动相关负地形内的限制性水道和受天然堤限制的加积型水道，在地震剖面上多为透镜状连续强振幅，中部明显下切，主体宽度一般在1～2 km之间，规模相对较小。水道侧翼发育溢岸沉积，包括天然堤、决口朵叶等，其中决口朵叶也是盆地重要的油气储层类型之一，地震剖面上表现为水道侧翼的中强振幅楔形反射，测井曲线为中低幅度漏斗形或小型箱型特征，单层厚度多小于10 m。平面上决口朵叶呈明显的朵叶状，发育在水道的凸岸位置，单个扇体面积在10 km2左右(图2)。

末端朵叶位于水道的前方，发育于非限制的平缓地形区，平面上呈朵叶状，其上发育分布多条树枝状分支水道，通常与水道逐渐过渡。主要为不规则的砂泥岩交互层，测井曲线多为低平背景上的中—低幅小型箱状+指状、齿状，或中—低幅的齿化钟形。地震相主要为丘状，或集中分布的透镜状，局部也可能表现为弱充填状地震相，向海底平面方向逐渐减薄呈平行席状或为亚平行席状(图2)。

根据沉积旋回、沉积相垂向演化及及地层接触关系，可将区块上白垩统—渐新统划分为5个三级层序(图3)，其中SQ1对应三冬阶上部，SQ2和SQ3为坎潘阶，SQ4为始新统下部，SQ5为始新统中上部—渐新统下部。从沉积平面分析来看(图4)，SQ1沉积时期，区块主要为SE—NW展布的深水水道体系，水道延展方向受盐构造活动控制，在其边部发育溢岸及决口朵叶沉积，至SQ2水道规模及决口朵叶规模减小，在区块南部开始出现末端朵叶沉积，至SQ3沉积时期，海平面上升至最高，深水扇大幅度向海岸方向退积，区块内以末端朵叶沉积为主，至SQ4、SQ5海平面开始下降，区块内以大规模的水道沉积为主。总的来看，盆地深水扇体系受长期海平面升降影响，从上白垩统至第三系早期为先退积后进积的趋势，表现出从水道—溢岸—决口朵叶复合体至小型水道—末端朵叶至大规模进积水道的整体演化特征。

鉴于各水库工程的成本费用和所在地区经济发展水平、水资源紧缺程度各有不同的实际，按照“分期实施、逐步到位”和“区域基本同价”的原则，建议对30座大型水库和各区域典型中型水库工程的城镇供水（原水）价格作出调整。供水价格调整后，各水管单位要努力深化改革，强化内部管理，切实控制成本，降低费用，完善计量方式和水费使用办法，规范成本核算，实现良好的经营管理以促进水利行业发展。

图3 Rio Muni盆地上白垩统至渐新统层序地层划分

1.3沉积模式

由于Rio Muni盆地陆架的窄陡特点，其陆架上不发育大规模的三角洲沉积，因而深水扇体的物源直接来自于盆地东部的多条河流，由于这些河流的长度、流域面积、流量等均较小，因而直接影响了盆地深水扇体的规模。这些小型河流的物源经多条宽度在4 km左右的SE—NW深水切谷供给深水扇体，为典型的线物源供给特征(图5)。盆地陆坡中上部以切谷—水道体系为主，至陆坡下部及坡脚位置，发育多个小规模的末端朵叶沉积。同时，陆坡上也发育规模不等的块体搬运沉积。与深水扇沉积同期活动的盐拱及重力滑脱作用形成的局限性地形对深水扇体的展布方向及相带分布产生了非常重要的影响，例如研究区内水道延展方向、末端朵叶展布就与其东部盐岩活动相关的负地形有着密切关系。

图4 Rio Muni盆地某区块上白垩统至渐新统沉积相平面

图5 Rio Muni盆地及研究区上白垩统深水扇体系沉积模式

2 勘探潜力分析

从沉积相组成及平面分布特征来看，Rio Muni盆地上白垩统系小型深水扇与西非第三系大型深水扇无明显差别，两者的主要差别体现在沉积体系规模上，这也是造成两者勘探潜力差异的主要原因之一。以Rio Muni盆地为例，由于上白垩统系深水扇沉积时西非相对海平面处于整体上升时期，深水扇向海方向推进距离有限，主要的扇体集中在距离岸线100 km以内的范围内，这直接决定了上白垩统深水扇沉积体系的勘探范围。此外，由于上白垩统海平面长期上升，伴随物源供给减少，深水扇向岸退积，主要储层单元含砂率、砂体总厚度及单层厚度均相对减小，例如盆地主要的含油气构造上白垩统水道砂岩钻遇厚度50～219 m，单层砂岩厚度一般在1至38 m之间，含砂率10%～27.9%，平均砂层厚度为3.6至17.1 m(表1)，均要明显小于尼日尔三角洲盆地、刚果扇盆地相同构造位置的第三系水道储层，这在一定程度上也制约了白垩系深水扇体系的勘探潜力。

由于后期成岩作用和强烈重力滑脱作用的影响，Rio Muni盆地上白垩统深水扇储层物性要差于西非大型第三系深水扇，只有上白垩统坎潘阶和三冬阶发育的水动力较强的储层单元才具有相对较好的物性，如盆地内Ceiba油田和NBG油田的切谷水道、侵蚀水道或混合水道储层等储层，平均砂岩厚度达到10 m，单层砂岩也大多数在10 m以上(表1)，孔隙度一般在20%以上，最高可达30%，渗透率平均可达500×10-3μm2，虽然孔渗物性仍要差于西非第三系深水水道储层，但相对还是具备较好的物性特征。而G-13含油气构造的主力储层为水动力较弱的水道，以薄互层为主平均砂岩厚度小于5 m(表1)，钻井揭示储层物性较差，孔隙度小于15%，渗透率很低，影响了该含油气构造的商业价值。

与Rio Muni盆地类似的西非小型深水扇体系，尤其是在第三系以后沉积物供给有限，地层沉积厚度小、重力负载减小的情况下，盐变形相关构造一般只发育至上白垩统坎潘阶，对第三系古新统、始新统地层影响明显减弱，至中新统地层，基本无盐岩变形相关的构造。在第三系地层呈整体向东单斜抬升，地层缺乏盐拱变形影响的情况下，圈闭条件极差，大型构造圈闭基本不发育。此外，在深水扇整体富泥的沉积背景下，盐岩活动相关的断层、盐刺穿也是深水油气运移的主要通道，盐岩活动弱也限制了第三系深水扇体系的油气运移及充注。因此，第三系沉积物负载小导致的盐岩相关变形弱直接将Rio Muni盆地深水勘探层系限制在第三系古新统以下地层中，第三系受圈闭规模小及油气运移条件差的影响，基本无商业油气发现。

Rio Muni盆地上白垩统系深水扇沉积时期，盆地Aptain盐岩以开始活动或形成一系列近SN或NNE—SSW盐构造，盐构造对上白垩统深水扇沉积有一定的控制作用，深水扇局部走向和砂体分布受到盐构造影响，导致盐构造长轴走向往往与深水扇延展方向平行，因此盆地内盐构造低部位或者盐拱等的围斜部位往往沉积厚度较大的深水扇砂体，而构造顶部砂岩厚度普遍较薄。这种构造与砂体配置关系导致盆地以寻找低部位的岩性或构造—岩性油气藏为主，也在一定程度上限制油气藏规模和储量。而西非第三系大型深水扇沉积往往晚于盐(泥)构造形成期或最终定型期，在盆地整体向西倾斜的背景下，SN或NNE—SSW盐(泥)构造与东西向砂体垂直相交，形成东西下倾，南北尖灭的岩性—构造油气藏，构造高部位与厚层砂体叠合较好，易形成规模较大的油气藏。

表1 盆地某区块上白垩统水道砂体厚度统计

3 结论与探讨

Rio Muni盆地为典型的西非被动大陆边缘含盐盆地，受盆地规模及物源供给量控制，盆地发育白垩系及第三系小型深水扇体系，具备典型的小型线物源深水扇特征，且延展方向受同期发育的盐构造影响，同时，受上白垩统西非海平面长期上升影响，盆地上白垩统深水扇体系表现为向岸退积特征。

盆地深水扇体系发育深水水道、溢岸及决口朵叶、末端朵叶、滑塌体等多种沉积亚相类型。与西非第三系大型深水扇相比，在上白垩统深水扇沉积相组成特征上差别不大，差别主要体现在深水扇体系规模上，这也直接限制了盆地深水油气勘探潜力。

第三系深水扇沉积厚度较小而导致盐岩重力负载较弱，限制了盆地盐构造影响层系，决定了盆地深水勘探层系以上白垩统三冬阶和坎潘阶为主；深水扇延展规模决定盆地深水勘探范围为岸线以外100 km以内；储层厚度和物性也相对第三系大型深水扇要差，且储层多与构造长轴走向平行，构造高部位砂体往往较薄，盆地深水以寻找构造低部位的岩性或构造—岩性油气藏为主。

总的来看，虽然类似Rio Muni盆地这样的西非小型深水扇在扇体及储层规模、勘探层系、油气藏类型及储量等方面整体差于西非第三系大型深水扇，但还是能够发现一些油气储量，可以作为西非第三系大型深水扇油气勘探的补充和后备探区，沉积规模导致的成藏特征及勘探潜力差别也需在下一步勘探中引起重视。

[1] Broucke O，Temple F，rouby D，et al.The role of deformation processes on mud-dominated turbiditic systems，oligocene and lower-middle miocene of the Congo Basin(West African Margin) [J].Marine and Petroleum Geology，2004，21:327-348.

[2] Kolla V，Bourges P，Urrity J M，et al.Evolution of deepwater tertiary sinuous channels offshore，Angola(West Africa) and implications to reservoir architecture[J].AAPG Bulletin，2001，85:1373-1405.

[3] Mayall M，Stewart I.The architecture of turbidite slope channels[C]//Weimer P，Slatt R M，Coleman J L，Ret al.(Eds).Global deep-water reservoirs:Gulf Coast section SEPM foundation 20th Annual Bob F Perkins research conference.2000:578-586.

[4] Posamentier H W ，Kolla V.Seismic geomorphology and stratigraphy of depositional elements in deep-water settings[J].Journal of sedimentary research，2003，73:367-388.

[5] Weimer P，Slatt R M.Global overview of deepwater exploration and product ion[Z].Weimer P，Slatt R M.Petroleum systems of deepwater settings[C].Distinguished Instructor Series No.7，Tulsa:SEG，2004:21- 39.

[6] Popescu I，Lericolais G，Panin N，et al.Late quaternary channel avulsions on the danube deep-sea fan[J].Marine Geology，2001，179(12):25-37.

[7] 刘新颖．西非第三系深水扇沉积特征及发育演化规律[J].东北石油大学学报，2013,37(3)：24-31.

[8] Tuttle M L，Charpentie R R，Brownfield M E.The niger delta petroleum system:Niger delta province,Nigeria，Cameroon，and equatorial Guinea，Africa[R].Open-file report 99-50-H，1999:1-65.

[9] 胡孝林,于水,刘新颖．尼日尔三角洲盆地过路朵叶体特征及发育模式[J].东北石油大学学报，2014,38(5)：31-39.

(编辑 曹征远)

Depositional characteristics and exploration potential of the late Cretaceous small deep-water fan in Rio Muni Basin，West Africa

Huang Xingwen，Hu Xiaolin，Liu Xinying，Yang Huaizhong

(CNOOCResearchInstitute，Beijing100027,China)

Besides the large deep-water fan system，some small deep-water fan systems were developed in the West Africa，so far which have not been paid enough attention.In this paper，the small late Cretaceous deep-water fan in Rio Muni Basin was taken as an example.Based on the analysis of distribution of provenance system and main canyon，depositional type，distribution characteristics，and facies model，control factors of small late Cretaceous deep-water fan system have been studied.Compared with the large tertiary deep-water fan in West Africa，it was considered that the scale of deep-water fan is the main affecting factor on exploration layer，reservoir thickness and property，type of trap，and reserve scale，which need to be paid attention.

deep-water fan；late Cretaceous；depositional characteristics；exploration potential，Rio Muni；West Africa

10.16181/j.cnki.fzyqc.2015.04.003

TE121.1

A

2015-03-03；改回日期2015-05-06。

黄兴文(1979—)，工程师，主要从事石油地质相关研究工作。电话：13810907549，E-mail：daydreamrock@163.com。

“十二.五”国家科技重大专项(2011ZX05030-003)。