墨西哥Sureste盆地油氣成藏模式

周浩瑋，于 水，盧景美，李愛山，孔國英

(中海油研究總院，北京 100028)

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墨西哥Sureste盆地油氣成藏模式

周浩瑋，于 水，盧景美，李愛山，孔國英

(中海油研究總院，北京 100028)

Sureste盆地處于墨西哥灣南部，目前相關的研究資料較少，為探討該研究區的油氣成藏模式，基于一手的鉆井、油田資料，對典型油氣藏進行解剖，并結合區域構造沉積演化，建立了油氣成藏模式。研究表明：盆地內油氣藏主要包括斷塊、擠壓背斜、鹽刺穿相關和滾動背斜4種類型。建立了“斷層+儲層”溝通側生旁儲、斷層溝通下生上儲、“鹽巖+斷層”溝通下生上儲、“斷層+儲層”溝通自生自儲4種油氣成藏模式。指出盆地未來主要的勘探潛力包括位于盆地深層的“斷層+儲層”溝通側生旁儲的斷塊油氣藏和深水區的“鹽巖+斷層”溝通下生上儲的鹽刺穿相關油氣藏。該研究結果為后期油氣勘探指明了方向。

成藏模式；油氣藏類型；勘探潛力；鹽；Sureste盆地；墨西哥

0 引 言

墨西哥灣油氣資源豐富，為世界著名的深水“金三角”之一[1-2]。前人研究多集中在墨西哥灣北部，對南部的盆地研究甚少[3-6]。2014年，墨西哥啟動了1976年來的首次招標，引起了世界各大石油公司的關注[7]。其中一輪招標區塊多位于墨西哥灣南部的Sureste盆地。據Woodmac統計，目前該盆地共發現油氣探明+控制可采儲量為8.7×109m3油當量，占到整個墨西哥油氣總量的近70%。但是由于其構造多期次疊加、勘探層系多樣、鹽巖活動強烈，給油氣勘探帶來了極大的挑戰[8-10]。基于一手的鉆井、油田資料，系統總結了盆地油氣藏類型，并建立了成藏模式。

1 地質背景

Sureste盆地位于墨西哥東南部，橫跨墨西哥灣南部海岸平原及Campeche灣，東側為Yucatan臺地，西側為Veracruz盆地，南至Chiapas褶皺帶，北至深水洋盆，為受前陸改造的被動陸緣盆地[11]。其同時受到環太平洋構造域和大西洋構造域的影響，經歷了晚三疊世—中侏羅世裂谷期、晚侏羅世—晚白堊世漂移期、晚白堊世之后碰撞改造期3個構造演化階段[2，11-12]。盆地共發育上侏羅統牛津階、上侏羅統提塘階、白堊系、第三系4套烴源巖[13]，其中上侏羅統提塘階主力烴源巖貢獻了近94%的油氣儲量。縱向上可劃分為深部、中部、淺部3套成藏組合[14]。深部成藏組合以上侏羅統牛津階風成砂巖、上侏羅統基末利階鮞粒灰巖儲層為主，中部成藏組合以下白堊統裂縫型灰巖、上白堊統碳酸鹽巖角礫巖儲層為主，淺部成藏組合以新近系的碎屑巖為主。

2 油氣藏類型

2.1 斷塊油氣藏

以Ek-Balam油田為代表。油田為一個NW—SE向鹽核背斜，中間被斷層及鹽巖分割，成為2個獨立的斷塊油藏。主要儲層為上侏羅統牛津階風成砂巖，厚度為230 m，孔隙度平均為21%，滲透率平均為400×10-3μm2。頂部由上侏羅統提塘階泥巖作為區域蓋層，由牛津階膏巖、泥巖作為局部蓋層。其烴源巖為上部的牛津階泥巖。油氣順斷層及砂巖儲層從下降盤側向運移至上升盤，受中間分割斷層的側向遮擋作用得以保存。

2.2 擠壓背斜油氣藏

以Ku-Maloob-Zaap復合油氣田為代表。油氣田由一系列W—E到NW—SE走向的斷背斜構造組成。主要儲層為上白堊統碳酸鹽巖角礫巖，構造裂縫發育，孔隙度為8%～10%，滲透率為7 000×10-3μm2。次要儲層為上侏羅統基末利階鮞粒灰巖，孔隙度為3%～5%，滲透率為800×10-3μm2。蓋層分別為區域分布的古近系厚層泥巖及上侏羅統提塘階泥巖。其烴源巖以上侏羅統提塘階泥巖為主，上侏羅統牛津階泥巖次之。油氣沿著底部斷層向上運移，分別在上白堊統、上侏羅統基末利階的圈閉中成藏。

2.3 鹽刺穿相關油氣藏

以Amoca油田為代表。油田受鹽刺穿活動的控制，發育多套含油層系，淺層為斷塊油藏，深層為鹽側翼遮擋油藏。主要儲層為中、下上新統斜坡扇濁積砂巖。儲層橫向連續性強，孔隙度平均為25%，淺層滲透率為650×10-3μm2，深層滲透率為21×10-3～43×10-3μm2。蓋層為第三系深水沉積的層間泥巖。其烴源巖為深部上侏羅統提塘階泥巖。生成的油氣沿著鹽邊界向上運移，在鹽巖的側翼遮擋作用下成藏。部分油氣通過斷層繼續向上運移，在淺層斷塊圈閉中成藏。

2.4 滾動背斜油氣藏

以Shishito氣田為代表。該氣藏為一個NW—SE向長軸對稱背斜，西北邊緣受正斷層控制，下盤發育逆牽引構造形成滾動背斜。其儲層為中新統三角洲相砂巖，孔隙度平均為26%。蓋層為三角洲相泥巖。甲烷碳同位素分析表明，該氣田具有混源的特征。深部上侏羅統烴源巖高成熟形成熱成因氣，甲烷含量低，小于95%。淺層第三系三角洲相泥巖，埋深小于1 500 m，形成生物氣，甲烷含量大于99%[15]。油氣沿著斷層垂向運移，第三系優質砂巖儲層提供橫向疏導體系。

3 成藏模式

3.1 “斷層+儲層”溝通側生旁儲成藏模式

晚牛津期—早白堊世時期，墨西哥灣海底擴張誘發區域拉張作用，以鹽巖為滑脫面形成西傾的南北走向生長斷層，發育一系列的斷塊圈閉[16]。左側斷層上盤上侏羅統牛津階烴源巖、提塘階烴源巖生成的油氣沿斷層和優質儲層疏導，分別在右側斷層下盤的牛津階砂巖、基末利階鮞粒灰巖中成藏。少量來自牛津階的油氣也可沿斷層向上運移到基末利階鮞粒灰巖中(圖1)。該模式得到Bacab-1井油源對比的證實[13]。該井顯示牛津階烴源巖已進入生油階段，在其周邊的Lum、Ek-Balam油田牛津階砂巖中均獲得發現。該模式的主控因素是儲層橫向連續性差，非均質性強。如Sihil油田，3026D井鉆到中新世形成的反轉構造圈閉上，但是未見侏羅系基末利階的鮞粒灰巖儲層，主要原因是鉆到旋轉斷塊的下降盤低能環境泥巖，圈閉的發育部位并非有利儲層的發育部位。

圖1 “斷層+儲層”溝通側生旁儲成藏模式

3.2 斷層溝通下生上儲成藏模式

晚白堊世之后，盆地進入碰撞改造期。隨著南部加勒比板塊的楔入，盆地受到SSW—NNE向擠壓，發育一系列NW—SE走向的背斜、斷背斜、龜背斜圈閉，部分與鹽巖活動相伴生。下部上侏羅統牛津階、提塘階烴源巖生成的油氣順斷層向上運移，分別在上侏羅統基末利階鮞粒灰巖、白堊系灰巖中成藏(圖2)。該模式在Ku-Maloob-Zaap油氣田得到證實。

晚期的擠壓作用，可以使早期的拉張正斷層發生反轉，圈閉被同時改造。以Cantarell復合油田為

圖2 斷層溝通下生上儲成藏模式

例，受晚牛津期—早白堊世拉張作用的影響，在斷層下盤形成了Chac油田雛形；受中新世擠壓作用的影響，上盤發生反轉逆沖，形成了Akal油田雛形；隨著擠壓作用的增強，形成雙重構造，在Akal油田之下形成了Sihil油田。該模式中構造擠壓造成的地層重復導致烴源巖埋深加大，成熟度高。同時由于構造裂縫發育，對儲層物性具有極大的改善作用。

3.3 “鹽巖+斷層”溝通下生上儲成藏模式

中新世之后，Chiapas造山運動為盆地提供大量的碎屑巖物源。沉積負載作用使盆地的鹽巖發生強烈形變，刺穿到淺部第三系地層，在重力滑脫和鹽巖的共同作用下形成拉張背景的斷背斜、斷塊及鹽相關圈閉。此時，上侏羅統提塘階烴源巖埋深大，以生氣和凝析油為主。鹽刺穿作用貫穿中生界、第三系地層，在鹽巖邊界產生裂縫作為溝通深層烴源巖的油氣運移通道。油氣向上運移至淺層鹽遮擋圈閉中成藏。當第三系斷層與鹽巖溝通時，油氣可繼續向上運移成藏。優質的砂巖儲層可以作為油氣橫向疏導體系(圖3)。該模式得到Amoca等多個油田的證實，是墨西哥灣北部重要的成藏模式之一，主控因素是油氣的保存和運移。鹽巖的封堵作用對其側翼的鹽遮擋圈閉至關重要，通常鹽蓬越大，保存作用越強。油氣能否繼續向上運移是鹽上油氣成藏的關鍵。在Salina次盆西部的Colhua-1井、Luhua-1井鉆探斷背斜圈閉皆鉆遇了優質的儲層，但未獲得油氣發現，其失利的主要原因是淺層第三系斷層未與鹽巖有效搭接，油氣無法繼續運移造成鹽上圈閉失利。

3.4 “斷層+儲層”溝通自生自儲成藏模式

受第三系沉積負載作用的影響，鹽巖撤離，形成第三系沉積中心，中生界地層部分缺失。在同一沉積背景下，圈閉類型以滾動背斜、斷塊為主。其烴源巖主要為第三系的三角洲相泥巖，因埋深淺，以生成生物氣為主。油氣沿著斷層及優質砂巖儲層發生運移，儲層主要為中新統和上新統的三角洲相砂巖，蓋層為三角洲相層間泥巖，形成了自生自儲自蓋的結構(圖4)。

該模式得到Shisito氣田的證實，主控因素是烴源巖。由于古近系厚層的泥巖作為第三系重力滑脫構造的滑脫層，第三系斷層多數終止于此。同時該類盆地鹽巖撤離，無鹽刺穿作用，因此，深層的油氣多不能運移上來。第三系烴源巖埋藏淺，可形成生物氣田，但與常規氣田相比條件更為苛刻。由此可見，生物氣能否大面積分布并有效聚集成藏是關鍵。

圖3 “鹽巖+斷層”溝通下生上儲成藏模式

圖4 “斷層+儲層”溝通自生自儲成藏模式

4 對勘探的指導意義

Sureste盆地歷經150多年的勘探，共發現321個油氣田。其中斷層溝通下生上儲的擠壓背斜油氣藏廣泛發育于Reformal帶上，其在盆地內油氣發現最多，勘探風險低，是鉆探首選目標。“斷層+儲層”溝通側生旁儲的斷塊油氣藏主要發育于盆地深層，目前僅發現6個油田，值得后期重點關注。“鹽巖+斷層”溝通下生上儲的鹽刺穿相關油氣藏主要發現于盆地西側的Salina次盆，是深水區的潛在勘探目標。“斷層+儲層”溝通自生自儲的滾動背斜油氣藏主要發現于Macuspana次盆，潛力一般。

5 結 論

(1) Sureste盆地油氣藏主要包括斷塊、擠壓背斜、鹽刺穿相關及滾動背斜4種類型。

(2) 最終在研究區建立了4種油氣成藏模式：“斷層+儲層”溝通側生旁儲成藏模式、斷層溝通下生上儲成藏模式、“鹽巖+斷層”溝通下生上儲成藏模式、“斷層+儲層”溝通自生自儲成藏模式。

(3) 盆地未來主要的勘探潛力包括位于盆地深層的“斷層+儲層”溝通側生旁儲的斷塊油氣藏和深水區的“鹽巖+斷層”溝通下生上儲的鹽相關油氣藏。

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編輯 王 昱

20160119；改回日期：20160510

中國海洋石油國際有限公司項目“墨西哥第一輪招標項目評價”(2014-HW-12)；國家科技重大專項“大陸邊緣盆地類比與油氣成藏規律研究”(2011ZX05030-001)

周浩瑋(1986-)，男，工程師，2008年畢業于中國石油大學(華東)地質學專業，2011年畢業于中國地質大學(北京)礦產普查與勘探專業，獲碩士學位，現從事海外油氣勘探研究相關工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.04.012

TE121

A

1006-6535(2016)04-0055-05