哥倫比亞雅諾斯盆地油氣地質特征及勘探方向

張雪峰，姚長華，謝英剛，王彬，齊海燕，姜凱禧

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哥倫比亞雅諾斯盆地油氣地質特征及勘探方向

張雪峰1，姚長華1，謝英剛1，王彬1，齊海燕2，姜凱禧1

（1.中海油能源發展非常規技術研究院，天津 300457；2.中國科學院海洋研究所，山東青島 266071）

雅諾斯盆地是哥倫比亞最重要的產油盆地，也是世界著名的含油氣盆地。盆地經歷了古生代裂谷發育期、中生代弧后裂谷和拗陷發育期、古近紀前陸盆地發育期以及新近紀擠壓活動發育期4個階段。受構造、沉積演化控制，盆地具有獨特的油氣地質特征，發育有3套含油氣系統。平面上油氣主要分布于盆地西部沉積中心雅諾斯逆掩前緣帶附近；垂向上油氣主要儲集于白堊系Guadalupe組和古近系Mirador組。通過油氣地質綜合研究，認為盆地西部雅諾斯逆掩前緣帶和盆地北部地塹雖然勘探程度較高，仍具有較好的勘探前景；盆地中部雅諾斯坳陷可能存在重油勘探機會。

油氣；成藏條件；勘探方向；雅諾斯盆地

雅諾斯盆地位于哥倫比亞東部，是南美著名含油氣區次安第斯前陸盆地群之一，地理位置跨南緯1°~ 6°30′，西經70°~77°30′，總面積達23.5×104km2。該盆地在構造上受安第斯褶皺帶和圭亞那地盾的共同控制，是安第斯褶皺帶東側的中新生代含油氣前陸盆地[1]。

雅諾斯盆地油氣資源豐富，油氣勘探活動始于1948年，Sliverstre是第一個油氣發現，截至2012年，已鉆井2 900余口，共發現大小油氣田235個，探明石油儲量18.4×108t，約占哥倫比亞油氣資源量的60%左右[2]。最大的油氣發現是1983年的Cano Limon大油氣田，地質儲量1.73×108t，該油氣田的發現使Eastern 雅諾斯盆地成為南美洲一個勘探熱點區域。

2013年，中海油公司通過招標獲得了雅諾斯盆地4個區塊的權益，然而，國際上對于該盆地的研究大多集中于上世紀90年代末期[3-6]，而中文文獻相對較少[1][7-9]，無法滿足當前形勢下勘探需要。鑒于此，本文在前人研究基礎上，系統收集以往公開發表的資料文獻和咨詢公司提供的盆地數據庫，利用石油地質綜合分析的原理和方法，分析了雅諾斯盆地的油氣地質特征，油氣分布、運移規律，并指出其勘探潛力，為中國公司進一步參與該盆地的油氣勘探開發提供決策參考。

圖1雅諾斯盆地構造演化模式圖（據McCourt, 1984修改）[12]

1 盆地地質特征

1.1 盆地構造與演化

雅諾斯盆地具有典型的安第斯山弧后前陸盆地的演化特征，反映了納茲卡板塊向南美板塊俯沖以及新生代以來加勒比板塊快速東移共同作用的大地作用背景[10]。 其構造演化經歷了古生代裂谷發育期、中生代弧后裂谷和拗陷發育期、古近紀前陸盆地發育期以及新近紀擠壓活動發育期4個階段[1]（圖1）。

1.2 地層與沉積特征

Eastern 雅諾斯盆地沉積演化特征主要受構造運動和海平面升降變化的顯著控制，沉積中心位于盆地西部，地層填充總體上經歷了海相—陸相—海相—陸相的演變過程[8]。中生代之前盆地內各套地層的沉積物源主要來自盆地S-ES方向的圭亞那地盾；自始新世東科迪勒拉山隆起，成為Carbonera組、Leon組、Guayabo組地層的物源，但主要局限于山前一帶。

盆地基底由巖漿巖和變質巖組成，古生界主要為被動大陸邊緣海相碳酸鹽巖沉積；中生代裂谷發育于三疊紀和侏羅紀，為陸相濱淺海相沉積[8]；在白堊系與老地層之間存在一個主不整合面。受科迪勒拉山隆起和盆地拉張作用的影響，在盆地西緣形成了一個地塹，在該地塹中沉積了厚達3 000m的晚白堊世海相沉積巖Gacheta組和Guadalupe組地層，為盆地主要烴源巖地層[11]。剖面上該階段可見四次海進-海退交互的沉積旋回；古近紀碰撞作用進一步加劇，海平面下降，該階段發育的Mirador和Carbonera主要為海陸過渡相地層，為盆地主要儲層；中新世科迪勒拉山進一步抬升，將整個前陸盆地分割為雅諾斯盆地和西部的馬格達萊納盆地，來自科迪勒拉山的剝蝕物質成為盆地沉積來源，形成了Leon組地層，為盆地的區域性蓋層；隨后晚中新世的磨拉石建造形成的Guayabo地層將盆地快速埋藏。

2 油氣成藏條件

2.1 烴源巖

盆地內主要烴源巖為上白堊統Gacheta海相頁巖，深埋于東科迪勒拉山東側，在科迪勒拉山前沉積厚度最大，向東逐漸變薄，在盆地中部趨于尖滅，厚度30~100m。Gacheta組包括II 型和 III型干酪根，總有機碳（TOC）質量分數介于1%~3%，總體呈現西高東低，北高南低的特點，最大值出現在盆地北部Cano Limon油氣田附近，可達4%左右，向南向東逐漸降低（圖2）。在生烴中心鏡質體反射率（Ro）最高約1%，向西沉積物粒度變粗，烴源巖品質逐漸變差（圖3）。

圖2 Gacheta地層TOC等值線

圖3 Gacheta地層Ro等值線

古新統Barco 組和Los Cuervos為次要烴源巖，其分布較為局限，僅對科迪勒拉山前Cusiana 和Cupiagua等大型油氣田附近區域進行油氣充注。

另外，以往勘探活動中在盆地古生代地層內時常發現有一些零星分布的天然氣、凝析油甚至是輕質油，因此推測盆地可能還存在有多套古生代潛在烴源巖[13]，但直到目前為止具有商業價值的烴源巖還沒有被發現。

2.2 儲集層

盆地主要儲層為古近系始新統Mirador地層。Mirador地層為一套碎屑性石英砂巖，上覆于一套區域性不整合，該不整合是從新近系至全新世地層和老地層（中生代、上白堊、古近紀）的分界線[6][14]。Mirador地層分布范圍極廣，主要分布于盆地西部，厚度在科迪勒拉山前最大超過120m，向東變薄直至尖滅，在盆地北部也較為發育（圖4）。

圖4 Mirador地層厚度等值線

雅諾斯逆掩前緣帶廣泛分布的Mirador地層為海陸過渡相沉積，主要發育有河道砂體、三角洲沖積扇體及海岸平原[6][14-15]（圖5），作為儲集層物性良好，孔隙度10%~25%，滲透率100~2 000mD，為典型的高孔高滲類儲集層。從已發現情況看，Mirador層占盆地總探明儲量的71%左右，哥倫比亞最大的油氣田Cano Limon油氣田和Cusiana油氣田均以Mirador層為主力儲層[5-6][16]。

盆地次要儲層為上白堊統Guadalupe組河流-三角洲相砂巖和古近系Carbonera組河流—三角洲及海岸平原相砂巖。Guadalupe層分布于全盆地，儲集物性好，孔隙度15%～22%，滲透率100～2 000mD，分選很好，其中一些磷酸鹽巖屑被溶蝕，產生了很好的次生空隙[1]；Carbonera組在盆地中東部Mirador地層尖滅區域成為主要儲層。

2.3 蓋層與圈閉

盆地分布多套蓋層，其中中新統-更新統Leon組泥頁巖為盆地區域性蓋層，平均厚度超過60m；漸新統Carbonera組層間泥頁巖，為盆地西部的半區域性蓋層；上白堊統主要為層間或層內泥頁巖，為盆地中西部的區域性蓋層[1]，對油氣的垂向運移起到了封堵作用；區域性或半區域性的蓋層對油氣的橫向運移起加強作用，可將盆地西部沉積中心生成的油氣運移至盆地中部，運距超過100km。

圖5 Mirador地層沉積相平面圖

盆地經歷了多期構造運動的改造，不僅形成了眾多的不整合面，同時有利于各種類型圈閉的形成。主要發育有構造圈閉和構造-地層圈閉。構造圈閉中斷鼻與斷背斜圈閉在橫向上和縱向上受多期構造運動的控制，依附于斷裂和不整合面存在，主要分布于盆地西部和南部，具有沿構造帶、斷裂和地層剝蝕線走向方向排列，呈帶狀的分布特征；盆地中部和北部主要發育微幅構造圈閉和構造-地層類圈閉。

2.4 含油氣系統

雅諾斯盆地已證實存在三套含油氣系統，分別是“Gacheta-Guadalupe自生自儲式”以及“Gacheta-Mirador和Gacheta-Carbonera下生上儲式”含油氣系統。其中Gacheta-Mirador是該盆地最重要的一套含油氣系統（圖6），通過已發現資源量情況統計，Gacheta-Mirador含油氣系統占盆地總發現資源量的60%左右。

圖6 雅諾斯盆地油氣系統剖面圖[13]

3 成藏主控因素

3.1 油氣分布受構造的控制

盆地油氣分布主要受構造和斷裂控制，比如，Cano Limon油氣田為一處走滑構造，斷層即為油氣田邊界；Cusiana和Apiay油氣田位于雅諾斯逆掩帶上；Cabiona區塊發育的圈閉在平面上沿斷層呈串狀展布，油氣藏分布于斷層兩側[8]；油氣的聚集受構造位置的控制，構造高部位含油氣性普遍好于構造低部位。

3.2 油氣富集程度與沉積環境關系密切

盆地已發現的大中型油氣田普遍位于河流-三角洲相或者海岸平原相沉積區，儲層具有較好的物性，如Cano Limon油氣田主要儲集層Mirador組為高孔高滲儲層。但也有例外，Cusiana油氣田主要儲集層Mirador層，雖然孔隙度不及白堊系Guadalupe層，但因為埋藏較淺，壓實作用和膠結作用不明顯，地層成份以石英砂屑巖為主，所以即使孔隙度較低（8%）時仍能保持較高的滲透率（100～1 000mD），該油氣田為典型的低孔高滲油氣田。

3.3 能否成藏與是否靠近沉積中心有關

盆地內油氣田多位于盆地西部雅諾斯逆掩前緣帶范圍內，或盆地北部——阿勞卡地塹區域，以上區域位于沉積中心，或同時存在多個油源區，油源供給充足。而位于盆地中部的Cabiona區塊，測井解釋孔隙度大于25%的層段才為油層，而小于20%的砂層多為干層，這與該區塊遠離生烴中心，油氣充注動力不足有關[8]。

4 有利方向及勘探風險分析

盡管在上世紀80年代中期至90年代初經歷了一系列大規模的勘探活動，在盆地內發現了數個優質、大型油氣田，但據HIS咨詢公司和美國石油協會（API）資料顯示[2][17]，雅諾斯盆地仍有8.43×108t待探明資源量，按構造單元劃分，盆地油氣勘探有利區大致可分為3類：①盆地西部雅諾斯逆掩前緣帶狹長區域。該區域為盆地沉積中心，烴源巖成熟度高，儲層厚度大且物性良好，構造性圈閉相對發育，具有良好的儲蓋組合，已發現的巨型油氣田Cusiana和Apiaya均位于該區域，已有大型油氣田斷裂構造周邊為勘探有利方向。主要風險為勘探程度較高，獲得大型商業發現難度較大；②盆地北部地塹。該區域靠近盆地生烴中心，另有研究表明可能獲得盆地北部巴里納斯坳陷油源供給[1]，生烴條件好，油源供給充足，但圈閉多為微幅構造，圈閉有效性為最大風險；③盆地中部雅諾斯坳陷。該區域盆地勘探程度較低，目前發現眾多中小型油田組成的Casanara油氣田群和Rubiales重油田。具有優質的儲集層（Carbonera組河流-三角洲相砂巖），地震解釋證實微幅構造較為發育，但因距離生烴中心較遠，油源供給成為最大風險。

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Petroleum Geological Features and Prospecting Directions in the Llanos Basin, Colombia

ZHANG Xue-feng1YAO Chang-hua1XIE Ying-gang1WANG Bin1QI Hai-yan2JIANG Kai-xi1

（1- CNOOC Energy Development of Unconventional Institute of Technology, Tianjin 300457; 2-Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences）

The Llanos basin is one of the most important oil-producing basins in Colombia and is also a very famous petroliferous basin in the world. The basin underwent 4 development stage such as Paleozoic lifting, Mesozoic back-arc rifting and depression, and Paleogene foreland development and Neogene compression stages. Controlled by structural-sedimentary evolution this basin has a special petroleum geological feature where three sets of petroleum system were found out during the past 60 years in the basin. Oil and gas resources are distributed along the Llanos overthrust belt in the west of the basin. The Guadalupe and Mirador Formations are the most important reservoirs. A comprehensive research on petroleum geological characteristics indicate that the Llanos overthrust belt and graben area in the north of the basin show the best exploration potential, while the Llanos Depression in the middle of the basin may has heavy oil exploration opportunities.

petroleum geology; accumulation conditions; prospecting direction; Llanos basin

P618.13

A

1006-0995（2016）03-0394-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.009

2015-11-10

張雪峰（1979—），男，吉林延吉人，博士，工程師，主要從事石油天然氣地質勘探研究