地質特點論文：盆地石油地質特點淺析

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本文作者：龐正煉1樊太亮2何輝1王進財1林琳2作者單位：1.中國石油勘探開發研究院2.中國地質大學（北京）能源學院

石油地質特征

圣弗朗西斯科盆地經歷了復雜構造演化，地質條件復雜，由于形成年代久遠，盆地中烴源巖經歷了長期熱演化。此外，盆地最終演化為前陸盆地，因此石油地質特征也部分呈現出前陸盆地的特點。

1生烴潛力分析

圣弗朗西斯科盆地主要烴源巖為Bambui群和Macaubas群中富含有機質的黑色淺海相頁巖以及Macaubas群中富含有機質的疊層石碳酸鹽巖，這些生烴層位于Bambui群和Macaubas群頂部[11-13]。Macaubas群和Bambui群中的2套烴源巖在形成時代上分別屬于被動大陸邊緣沉積期和前陸坳陷期，2套烴源巖為典型前陸盆地烴源巖系[14]。Bambui群和Macaubas群中黑色頁巖的有機碳含量平均值為4%—6%，最大值可達15%，而疊層石碳酸鹽巖的有機碳含量也較高[12]。Bambui群沉積過程中，盆地在巴西利亞造山運動作用下處于前陸負載階段。Macaubas群和Bambui群底部的烴源巖在上覆地層仍接受沉積時即進入生烴門限，而生烴高峰則在巴西利亞構造運動發生期間達到[1]。這是因為受前陸撓曲作用的影響，Bambui群沉積厚度巨大，在該群尚未完全形成時下伏烴源巖已具有足夠的埋深。由于烴源巖進入生烴門限的年代很早，因此必然經歷長時期的熱演化。盆地中烴源巖的鏡質體反射率約為2%，說明盆內烴源巖的成熟度已非常高，基本上處于深部高溫生氣階段[14]。

2儲蓋特征

圣弗朗西斯科盆地中主要的儲層有2套：Bambui群的碳酸鹽巖和Macaubas群粗粒的硅質碎屑巖[15]。Bambui群儲層形成于淺海相沉積環境，可分為2類：一類為白云石化碳酸鹽巖，原生鮞粒灰巖和內碎屑被白云石化，形成中粒結晶白云石；另一類為破碎的碳酸鹽巖，發育近水平的裂縫，部分裂縫被溶蝕成溶蝕孔洞。Macaubas群的粗碎屑巖儲層受構造運動的影響發生破碎，形成大量裂縫，儲集物性得到極大提高。研究區發育2套蓋層：一套為Bambui群厚層淺海相頁巖和致密碳酸鹽巖，另一套為盆地頂部的白堊系蓋層的泥巖。此外，一些層內的頁巖夾層亦可提供一定的封堵作用。

3生儲蓋組合

盆地中可劃分出Bambui和Macaubas兩套生儲蓋組合。Bambui群下部發育黑色淺海相頁巖烴源巖，破碎碳酸鹽巖和白云石化碳酸鹽巖則為有利儲層，上覆于儲層的頁巖及致密碳酸鹽巖構成了封堵層（圖3）。因此，在該群可構成“自生自儲自蓋”組合特征。在Macaubas群中還發育有一套烴源巖和儲層（圖3），該群烴源巖和Bambui群儲層可構成“古生新儲、下生上儲”的源儲組合類型，該群內部儲層則形成“自生自儲”的組合類型。

4圈閉特征

盆地中圈閉類型多樣，包括構造圈閉、地層圈閉以及地層-構造復合型圈閉。由于圣弗朗西斯科盆地最終為前陸盆地，因此盆內由構造沖斷作用控制的背斜圈閉和各種斷層相關褶皺是盆地內最普遍也最重要的一類圈閉，在這些圈閉中，蛇頭構造最為有利[15]。除蛇頭構造外，Bambui群和Macaubas群還均具備形成地層圈閉的條件。Bambui群SeteLagoa組生物礁（如疊層石）發育良好，呈條帶狀展布，向盆地西南部逐漸變薄，形成一些透鏡體，這些透鏡體在盆地西北部的MinasGerais連接成片，且生物礁多被白云石化，形成中粗晶白云巖[11]。這些呈條帶狀展布的白云石化生物礁亦可形成有利的生物礁圈閉。

5油氣成藏特征

圣弗朗西斯科盆地烴源巖在新元古代Bambui群沉積時期進入生烴門限，具有較高的成熟度，鏡質體反射率可達2.0%[15]。雖然確切的主生烴期無法確定，但目前普遍認為在巴西利亞構造運動擠壓作用最強烈時盆內烴源巖進入生烴高峰。烴源巖生成的烴類在構造擠壓應力的輔助下，發生初次運移，排出烴源巖。此外，構造運動的強烈擠壓還使烴源巖在生烴的同時遭受強烈的擠壓破碎作用，形成大量斷裂，這些裂縫為烴類在烴源巖內的初次運移提供了更多的運移通道，進一步促進烴類的初次運移，從而極大地提高了盆內烴源巖的排烴效率。在圣弗朗西斯科盆地中，不同情況下存在不同優勢運移通道（圖4）。當儲層與烴源巖同屬于一套地層且直接上覆于烴源巖層時，烴類排出后可直接向與其接觸的儲層運移；此外，烴源巖內部還發育儲層夾層，烴源巖生成的烴類直接向夾層儲集體充注。當儲層離烴源巖較遠時，烴類可通過Macaubas群和Bambui群中滲透性碳酸鹽巖和砂巖等疏導層，以及Macaubas群和Bambui群之間的區域不整合面或盆地中的斷層進行運移。烴類沿區域不整合面作遠距離的橫向運移，沿高角度逆斷層進行垂向運移。Bambui群中構成薄皮構造的高角度逆斷層和Macaubas群中發育的基底卷入逆斷層，這2類逆斷層構成了盆內主要的垂向運移通道（圖4）。在Bambui群中，烴類通過薄皮構造中的逆斷層向上下2個方向垂向運移；在Macaubas群中，上部烴源巖排出的烴類可在構造應力作用下形成異常高壓，使烴類流體通過基底卷入逆斷層向下部儲層中運移。

勘探遠景分析

從地表發現氣苗推斷，圣弗朗西斯科盆地中烴源巖具備生烴能力。盆地中的儲集條件優越，物性好的有利儲層并不缺乏，圈閉發育較好，不但形成了大量以蛇頭構造為代表的構造圈閉，還形成了地層圈閉和地層-構造復合型圈閉。其中，蛇頭構造和不整合面附近的地層圈閉是烴類聚集的最有利場所。由于蛇頭構造往往在前陸撓曲帶較為發育，因此推測盆地西側的巴西利亞構造帶周圍是可能的油氣富集有利區。就烴類成分而言，由于盆地年代久遠，盆地中的烴源巖和已生成的烴類長時期受熱，盆內液態石油儲量可能不高，尋找天然氣的潛力更大。綜上所述，若后期盆地的勘探程度和井震資料能繼續豐富，在圣弗朗西斯科盆地西側取得工業氣流的可能性較大。