南美地區(qū)油氣地質(zhì)特征及常規(guī)油氣資源潛力

劉亞明, 馬中振, 田作基

(中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院, 北京 100083)

南美洲(South America)是南亞美利加洲的簡(jiǎn)稱(chēng),位于西半球南部,東面是大西洋,西為太平洋。陸地以巴拿馬運(yùn)河為界與北美洲相分,南面隔海與南極洲相望,總面積1 797×104km2(含島嶼),占世界陸地總面積的12%。南美洲大陸地形可分為東、西兩個(gè)縱向分布地帶:西部為狹長(zhǎng)的安第斯山脈,東部為廣袤的平原(約占全洲面積的60%)。

南美地區(qū)(包括加勒比地區(qū),下同)油氣資源豐富,是近年來(lái)全球油氣勘探開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)地區(qū)。范旭強(qiáng)等[1]對(duì)全球近10年的重大發(fā)現(xiàn)及趨勢(shì)進(jìn)行了分析,指出了深水的重大勘探潛力,張功成等[2]和劉知鑫等[3]對(duì)深水領(lǐng)域尤其是南美東緣深水盆地的勘探潛力進(jìn)行了深入分析,明確其為未來(lái)全球油氣勘探的潛力區(qū)域。文獻(xiàn)[4-5]商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)IHS等對(duì)南美含油氣盆地分布及油氣特征進(jìn)行了初步分析指出前陸盆地和被動(dòng)陸緣盆地為勘探潛力區(qū)。文獻(xiàn)[4-6]對(duì)南美板塊構(gòu)造演化尤其是南大西洋兩岸三段式構(gòu)造演化特征進(jìn)行了總結(jié)。文獻(xiàn)[7-9]對(duì)南美重點(diǎn)盆地進(jìn)行了常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià),認(rèn)為南美地區(qū)帶發(fā)現(xiàn)可采資源量為212 777.3 MMBOE(million barrels of oil equivalent)。

“十一五”規(guī)劃期間,中石油對(duì)南美地區(qū)進(jìn)行了常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià),涉及13個(gè)國(guó)家28個(gè)盆地,但覆蓋的面不夠,還有很大部分有油氣發(fā)現(xiàn)盆地未能涉及。在基礎(chǔ)研究方面,前期研究偏重于熱點(diǎn)地區(qū)如南大西洋兩岸、熱點(diǎn)盆地類(lèi)型如前陸盆地或被動(dòng)陸緣盆地,未能對(duì)所有盆地類(lèi)型進(jìn)行詳細(xì)分析。2020年以來(lái),本課題組對(duì)南美地區(qū)所有5類(lèi)盆地進(jìn)行了新一輪基礎(chǔ)地質(zhì)研究和常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià),共涉及20個(gè)國(guó)家65個(gè)盆地,基本做到了有油氣資源潛力盆地的全覆蓋。

在兩次評(píng)價(jià)研究的基礎(chǔ)上,現(xiàn)詳細(xì)分析南美地區(qū)油氣地質(zhì)特征,以成藏組合為核心對(duì)南美主要含油氣盆地進(jìn)行常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià),總結(jié)待發(fā)現(xiàn)油氣資源分布特征,探討其未來(lái)勘探方向,為南美地區(qū)未來(lái)常規(guī)油氣勘探提供參考。

1 油氣地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

南美大陸地處南美板塊、納斯卡板塊、科科斯板塊和加勒比板塊4大板塊交匯處,構(gòu)造環(huán)境復(fù)雜[10-13]。可分為弧前、弧后、前陸、克拉通、被動(dòng)陸緣區(qū)5個(gè)構(gòu)造單元,相應(yīng)發(fā)育弧前盆地、弧后盆地、前陸盆地、克拉通盆地、被動(dòng)陸緣盆地5種類(lèi)型盆地,如圖1所示[14-17]。

圖1 南美地區(qū)構(gòu)造背景及盆地分布Fig.1 The tectonic environment and basin distribution in South America

南美地區(qū)5類(lèi)盆地可進(jìn)一步劃分為297個(gè)沉積盆地,其中有油氣發(fā)現(xiàn)盆地35個(gè),有油氣資源潛力盆地30個(gè)。截至2022年底,累計(jì)探明油氣可采儲(chǔ)量為1 081 751.1 MMBOE,年產(chǎn)量3 511.7 MMBOE,剩余可采儲(chǔ)量804 012.5 MMBOE,儲(chǔ)采比229,如表1所示,在全球處于領(lǐng)先地位。

表1 南美地區(qū)(包括加勒比)油氣儲(chǔ)量概況

南美西部為活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境,主要為中、新生代科迪勒拉褶皺山系。科迪勒拉褶皺山從北美洲向南,經(jīng)墨西哥至危地馬拉分為兩支:一支經(jīng)中美洲從巴拿馬進(jìn)入南美洲,直到南美最南端,形成向東凸出的弧形,也稱(chēng)安第斯褶皺山系[18];另一支從危地馬拉向東凸出,經(jīng)大、小安德列斯群島,至委內(nèi)瑞拉北部沿岸山脈與安第斯褶皺山系匯合[19-21]。南美西部可分為弧前、弧后、前陸區(qū)3個(gè)構(gòu)造單元,相應(yīng)發(fā)育弧前盆地、弧后盆地和前陸盆地3類(lèi)盆地。

中部為穩(wěn)定地盾環(huán)境,主要為前寒武系的圭亞那-巴西-烏拉圭地盾,由前寒武系結(jié)晶巖系組成,內(nèi)部發(fā)育一系列克拉通盆地,沉積了古生界及部分中、新生界[22]。南美克拉通包含亞馬孫、圣弗朗西斯科、圣路易斯、帕拉納帕內(nèi)瑪4個(gè)克拉通。巨大的亞馬孫克拉通由一個(gè)太古宇核心構(gòu)成,其邊界為東北和西南方向的古元古界和中元古界的地質(zhì)體。圣弗朗西斯科克拉通由超過(guò)1 800 Ma(Megayear)的太古宇-古元古界基底和包括元古宇和顯生宇地層的沉積蓋層組成。圣路易斯克拉通由古元古界花崗巖-綠巖組成,為西非克拉通的一小塊碎片。帕拉納帕內(nèi)瑪克拉通是通過(guò)地球物理研究推斷存在于巴西南部帕拉那盆地之下的克拉通體。

東部為被動(dòng)陸緣的伸展構(gòu)造環(huán)境[23-24],處于地盾的大西洋沿岸,由于非洲和南美板塊分離,發(fā)育由南向北演化復(fù)雜的、相互連接的裂谷系統(tǒng),形成了許多中、新生代被動(dòng)陸緣盆地。這些盆地的裂谷相是由一系列尼歐科姆階湖沉積組成。隨后的過(guò)渡階段為阿普特階的陸源沉積物和碳酸鹽巖沉積。之后的漂移階段從晚白堊世一直持續(xù)到新近紀(jì),從桑托斯到舍吉佩-阿拉戈斯盆地,形成了巨大的含鹽盆地,從巴西中東部海域的波蒂瓜爾盆地向北,一直到圭亞那盆地,發(fā)育一系列以深海濁積砂巖為主要儲(chǔ)層的含油氣盆地,是南美海上僅次于鹽下碳酸鹽巖的第二大重要的含油氣盆地。

1.2 區(qū)域構(gòu)造演化特征

南美地區(qū)構(gòu)造演化整體上可分為3個(gè)階段:西部的克拉通邊緣、裂谷盆地和前陸盆地階段,和東部的裂谷、過(guò)渡和被動(dòng)陸緣階段[25-28]。

南美西部大多數(shù)盆地在晚三疊紀(jì)Pangea古陸破裂時(shí)才開(kāi)始形成。在侏羅紀(jì)-晚白堊紀(jì)坎潘期間,可簡(jiǎn)單分為弧前和弧后兩部分,相應(yīng)發(fā)育弧前和弧后兩類(lèi)裂谷盆地區(qū)。此時(shí)現(xiàn)今的弧后盆地區(qū)和前陸盆地區(qū)還屬于一個(gè)巨型弧后裂谷盆地區(qū),幾何形態(tài)由于坎潘期和中新世碰撞運(yùn)動(dòng)而發(fā)生巨大改變。坎潘期-馬斯特里赫特期西部洋殼碰撞造成了前陸盆地體系的隆升和發(fā)育,在中新世,由中美洲島弧碰撞而造成第二期大的轉(zhuǎn)換擠壓運(yùn)動(dòng),安第斯運(yùn)動(dòng)興起,科迪勒拉山隆起,使廣泛分布的前陸盆地體系破碎而形成了破碎弧后盆地,從而基本形成了南美西部現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)(圖2)[29-30]。

圖2 南美西部構(gòu)造演化Fig.2 The tectonic evolution in Western South America

南美東部構(gòu)造演化受南美大陸與非洲大陸開(kāi)裂的直接影響。裂谷階段始于早白堊紀(jì),此時(shí)南美東部處于張性應(yīng)力環(huán)境,產(chǎn)生區(qū)域隆升-拱弧,區(qū)域溝槽-地塹和正斷層、傾斜斷塊,造成火山巖噴發(fā)。在被斷塊包圍的地塹周?chē)?鐵鎂質(zhì)火山巖之上發(fā)育礫巖和斷層角礫巖,期間夾雜發(fā)育火山碎屑巖,地塹中心發(fā)育湖相沉積的碎屑巖和碳酸鹽巖。過(guò)渡階段,大陸殼開(kāi)裂停止,基底相關(guān)斷層活動(dòng)也基本終止,盆地進(jìn)入構(gòu)造靜止期,局部地區(qū)發(fā)生海侵,如在巴西東緣形成了巨厚的蒸發(fā)鹽巖和碳酸鹽巖。阿爾布期后,南美東部處于被動(dòng)陸緣階段,巖石圈開(kāi)始熱收縮,形成了兩個(gè)不同應(yīng)力區(qū)[31-33],一個(gè)為南大西洋沿岸的近岸張性應(yīng)力區(qū),其特點(diǎn)是上覆地層發(fā)育共軛正斷層,同時(shí)發(fā)育生長(zhǎng)斷層、褶皺-背斜;另一個(gè)是中大西洋沿岸遠(yuǎn)岸擠壓應(yīng)力區(qū),其特點(diǎn)是形成褶皺、生長(zhǎng)褶皺和反轉(zhuǎn)斷層。該階段形成了巨厚濁積巖沉積,同時(shí)由于鹽體活動(dòng)性促成了豐富的鹽底劈等相關(guān)構(gòu)造的形成,如圖3所示。

圖3 南美東部被動(dòng)陸緣區(qū)構(gòu)造演化Fig.3 The tectonic evolution in Eastern South America

1.3 主要盆地構(gòu)造區(qū)石油地質(zhì)特征

南美地區(qū)自西向東可分為5個(gè)盆地構(gòu)造區(qū):弧前盆地區(qū)、弧后盆地區(qū)、前陸盆地區(qū)、克拉通盆地區(qū)和被動(dòng)陸緣盆地區(qū),相應(yīng)發(fā)育5類(lèi)盆地(圖1)。油氣地質(zhì)特征各異,發(fā)育“兩個(gè)”時(shí)代、“兩種”類(lèi)型的烴源巖,前陸盆地區(qū)以古生代、中生代海相烴源巖為主,被動(dòng)陸緣區(qū)以中生代湖相烴源巖為主。“兩個(gè)”層系“兩類(lèi)”儲(chǔ)層擁有絕大多數(shù)油氣資源,前陸盆地區(qū)以第三系和白堊系砂巖儲(chǔ)層為主,年代由中間向南北變新,被動(dòng)陸緣區(qū)第三系和白堊系濁積砂巖和碳酸鹽巖并重。蓋層多樣,前陸盆地區(qū)缺乏區(qū)域性蓋層,主要為層間泥頁(yè)巖作為局部蓋層,被動(dòng)陸緣區(qū)發(fā)育以膏鹽巖和第三系海相泥巖為主的優(yōu)質(zhì)區(qū)域性蓋層(圖4)[5]。

1.3.1 弧前盆地區(qū)

以主要分布在南美西部沿岸的弧前盆地為典型特征,構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,油氣成藏條件相對(duì)較差,資源潛力相對(duì)較小。新生代以來(lái)太平洋板塊持續(xù)向南美大陸俯沖削減,形成了海溝-島弧-弧后前陸盆地的安第斯山型大陸邊緣體系。在發(fā)生B型俯沖時(shí),下插的洋殼及其上覆的沉積物在深部重熔并向上侵入、噴發(fā),形成島弧,在島弧向海溝一側(cè)形成弧前盆地。

沉積較薄,缺失白堊系以前地層,主要充填第三系海相成因鈣質(zhì)和硅質(zhì)碎屑沉積物,上覆于白堊系火山質(zhì)海相沉積層序之上[5,26]。這類(lèi)盆地包括塔拉拉、普羅雷素和阿勞科等8個(gè)盆地。生儲(chǔ)蓋層皆以第三系碎屑巖為主,白堊系沉積厚度小。由于地層沉積時(shí)代新,埋藏相對(duì)較淺,烴源巖成熟度較低。在圈閉類(lèi)型上,由于構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,以小型斷塊構(gòu)造圈閉為主。目前,除秘魯塔拉拉盆地取得了規(guī)模的油氣發(fā)現(xiàn)外,只在瓜亞基爾和普羅雷素盆地有少量天然氣發(fā)現(xiàn)。

1.3.2 弧后盆地區(qū)

處于擠壓構(gòu)造環(huán)境,以?xún)缮綂A一盆為典型特征,東、西科迪勒拉山夾持南北走向的一系列山間盆地,如哥倫比亞的上馬格萊德、中馬格萊德、東科迪勒拉和卡塔通博盆地,在加勒比地區(qū)還包括南古巴、北古巴盆地等,共14個(gè)盆地。這些盆地沉積古生界海相、三疊-白堊系陸相和海相泥巖、灰?guī)r和砂巖,以及第三系陸相-過(guò)渡相沉積物,加勒比地區(qū)的弧后盆地沉積地層以第三系為主。烴源巖為晚白堊世海侵期形成的海相泥巖,儲(chǔ)層第三系河流-三角洲相砂礫巖為主,蓋層為第三系局部泥巖[34-35]。由于整體處于擠壓構(gòu)造環(huán)境,圈閉以擠壓構(gòu)造、地層-構(gòu)造復(fù)合圈閉為主,規(guī)模相對(duì)較小,目前在第三系取得了以哥倫比亞上、中、下馬格萊德盆地群為代表工業(yè)油氣發(fā)現(xiàn)。

1.3.3 前陸盆地區(qū)

介于圭亞那-巴西地盾和安第斯山脈東緣之間,西部處于擠壓構(gòu)造環(huán)境,東部超覆于圭亞那地盾,構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定,共有13個(gè)盆地。盆地沉積地層發(fā)育齊全,主要為下古生界、三疊系-侏羅系、上白堊統(tǒng)和第三系硅質(zhì)碎屑巖沉積。沉積相類(lèi)型包括海相、過(guò)渡相和陸相,主要為碎屑巖沉積,碳酸鹽巖較少。前淵帶地層發(fā)育齊全,向東逐漸超覆于圭亞那地盾,裂谷階段沉積以海相碎屑巖為主,陸相和過(guò)渡相碎屑巖為輔,伴有少量碳酸鹽巖和火山巖(圖4)[36-38]。

前陸盆地區(qū)具有緩坡長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)移和陡坡短距離垂向運(yùn)移兩種成藏模式(圖5)。烴源巖以白堊系海相泥巖為主,生烴潛力大。南美西部發(fā)生了2次重要海侵,包括三疊紀(jì)-晚白堊世西部中段的海侵和中侏羅世-始新世西部北段和南段的海侵,相應(yīng)形成了西部中段古生界生氣烴源巖和西部南、北段白堊系生油氣烴源巖。該套烴源巖富含有機(jī)質(zhì),生烴潛力大[39-42]。如上白堊統(tǒng)La Luna / Cansonna組為南美北部主要含油氣盆地最主要烴源巖,被稱(chēng)作“世界級(jí)”烴源巖,該套烴源巖在晚白堊世處于同一個(gè)海侵背景,由于第三紀(jì)安第斯運(yùn)動(dòng)將其分割在各個(gè)盆地中。儲(chǔ)層白堊系和第三系砂巖并重,北部以第三系為主,南部以白堊系為主。圈閉類(lèi)型多樣,油氣資源潛力巨大,具有北油、中氣、南部油氣并舉的特征。

圖5 南美前陸盆地區(qū)油氣成藏模式Fig.5 Hydrocarbon accumulation model in foreland basins of South America

1.3.4 克拉通盆地區(qū)

內(nèi)克拉通盆地主要分布在南美中部地盾區(qū),構(gòu)造活動(dòng)弱,包括上亞馬遜、亞馬遜、巴納伊巴、圣弗朗西斯科、帕雷希斯、巴拉納和查考-巴拉納7個(gè)盆地。克拉通盆地由早古生代、石炭二疊紀(jì)和中生代的沉降作用而形成,古生代盆地形成的驅(qū)動(dòng)機(jī)制為熱沉降和沉積負(fù)載,或者由于克拉通整體沉降,造成廣泛海侵,形成內(nèi)克拉通盆地。克拉通盆地區(qū)發(fā)育2個(gè)方向的斷裂發(fā)育帶:一組從帕拉-馬拉尼昂盆地向亞馬遜和上亞馬遜盆地方向延伸,近東西向展布;一組從帕拉-馬拉尼昂盆地向巴納伊巴、圣弗朗西斯科和巴拉納盆地方向延伸,近東北-西南向展布。遠(yuǎn)離兩個(gè)斷裂帶的其他區(qū)域,斷層普遍不發(fā)育,伴隨有一定量的小規(guī)模正斷層。

沉積地層差異較大,以東部的圣弗朗西斯科盆地地層最為古老,以元古宙海相和海陸過(guò)渡相沉積為主,中古生代僅發(fā)育石炭系、泥盆系和白堊系,其他時(shí)代地層缺失。北部的亞馬遜和上亞馬遜盆地沉積地層更薄,以泥盆系、石炭系和第三系淺海相和陸相沉積為主,中生代地層大多缺失。南部克拉通以巴拉納盆地為代表,顯生宙地層發(fā)育較齊全,從寒武系到第四系地層皆有發(fā)育,以陸相和過(guò)渡相沉積為主,中間伴有短時(shí)期的海相沉積,形成了盆地主要的烴源巖和蓋層。克拉通盆地區(qū)地層充填還有一個(gè)典型的特點(diǎn)是火成巖普遍較發(fā)育,各時(shí)期地層中發(fā)育厚度不等的同期噴發(fā)巖和晚期侵入巖,對(duì)各盆地的油氣成藏和勘探帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。

克拉通盆地的含油氣系統(tǒng)普遍古老,圣弗朗西斯科盆地以新元古代含油氣系統(tǒng)為主,其他克拉通盆地以古生代含油氣系統(tǒng)為主。由于克拉通構(gòu)造區(qū)長(zhǎng)時(shí)間的遭受抬升暴露,各盆地成藏條件普遍較差,儲(chǔ)層整體較好,但烴源巖普遍較古老,保存較差,且以生氣為主,加上各盆地缺乏區(qū)域性的蓋層,影響了油氣成藏,成藏模式為正常的天然氣下生上儲(chǔ)模式。目前僅在上亞馬遜、亞馬遜、巴納伊巴、巴拉納4個(gè)盆地有極少量油氣發(fā)現(xiàn),以天然氣為主,可采儲(chǔ)量?jī)H16.9億桶[5,26]。

1.3.5 被動(dòng)陸緣盆地區(qū)

被動(dòng)陸緣盆地主要分布在巴西東海岸,處于拉張構(gòu)造環(huán)境,共有23個(gè)盆地。受地殼-地幔深部軟流圈中熱點(diǎn)活動(dòng)和地幔熱對(duì)流活動(dòng)影響,南美大陸分別與北美大陸和非洲大陸分離。伴隨著海底擴(kuò)張活動(dòng),大陸邊緣離大洋擴(kuò)張脊越來(lái)越遠(yuǎn),形成被動(dòng)陸緣盆地。該區(qū)整體經(jīng)歷了白堊紀(jì)早期同裂谷期、白堊紀(jì)阿爾比期過(guò)渡期以及晚白堊世和第三紀(jì)漂移期3大演化階段。

被動(dòng)陸緣盆地先后沉積陸相、過(guò)渡相、海相地層,依次形成了下白堊統(tǒng)陸相烴源巖和上白堊統(tǒng)碳酸鹽巖儲(chǔ)層、過(guò)渡相鹽巖蓋層和第三系濁積巖的生儲(chǔ)蓋組合[43-45]。其中以7個(gè)含鹽盆地鹽下油氣資源潛力最大,發(fā)育鹽下“下生上儲(chǔ)巖蓋”碳酸鹽巖成藏和鹽上“斷層+鹽刺穿”濁積砂巖成藏兩種成藏模式(圖6)。由于鹽巖優(yōu)越的封堵、熱傳導(dǎo)效應(yīng),鹽下成藏條件優(yōu)越,尤其是桑托斯鹽下碳酸鹽巖油藏,發(fā)現(xiàn)了以L(fǎng)ula、Buzios、Mero等為代表的巨型油氣田。在鹽巖不連續(xù)或有天窗的地區(qū),鹽下生成的油氣穿過(guò)鹽層運(yùn)移到鹽上濁積砂巖中成藏,如巴西坎坡斯盆地的鹽上濁積砂巖,已取得眾多大的油氣發(fā)現(xiàn)。圭亞那-蘇里南海域上白堊統(tǒng)濁積砂巖亦是近年來(lái)深海勘探發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn),埃克森美孚等公司在圭亞那盆地發(fā)現(xiàn)了以L(fǎng)iza為代表的一系列濁積砂巖油氣田,巴西東北部海域的福杜斯-亞馬遜盆地亦有類(lèi)似成藏條件,限于環(huán)保問(wèn)題,勘探工作推進(jìn)緩慢,目前還處于勘探早期。

圖6 南美被動(dòng)陸緣盆地區(qū)油氣成藏模式Fig.6 Hydrocarbon accumulation model in passive continental margin basins of South America

2 待發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)

南美地區(qū)整體上具有優(yōu)越的成藏條件,油氣資源豐富。由于受其所處的大地構(gòu)造背景、烴源巖、儲(chǔ)集層和蓋層的差異,各盆地構(gòu)造區(qū)油氣富集程度不同,以前陸盆地區(qū)和被動(dòng)陸緣區(qū)最為富集,弧后盆地區(qū)次之。為準(zhǔn)確把握南美地區(qū)油氣資源規(guī)模和潛力,本次以成藏組合為核心對(duì)南美地區(qū)主要含油氣盆地進(jìn)行了常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)。

2.1 資源評(píng)價(jià)

2.1.1 資源評(píng)價(jià)方法及實(shí)例

成藏組合是相似地質(zhì)背景下的一組遠(yuǎn)景圈閉或油氣藏,它們?cè)谟蜌獬渥ⅰ?chǔ)蓋組合、圈閉類(lèi)型和結(jié)構(gòu)等方面具有一致性。成藏組合劃分以?xún)?chǔ)層為核心,是否同一油氣來(lái)源不是劃分成藏組合的必要條件[46-49]。成藏組合劃分有6項(xiàng)基本原則,以含油氣儲(chǔ)層為核心、一套成藏組合內(nèi)部存在盆地級(jí)別不整合、最多一套區(qū)域性蓋層、儲(chǔ)層巖性基本相同、僅一套主要儲(chǔ)層、二級(jí)儲(chǔ)層組合數(shù)3～5個(gè)為宜[50]。根據(jù)成藏組合分析理論、劃分方法和原則,對(duì)南美地區(qū)(包括加勒比地區(qū))有油氣發(fā)現(xiàn)或有資源潛力的65個(gè)盆地進(jìn)行了成藏組合劃分,共劃分出152個(gè)成藏組合,單盆地成藏組合數(shù)2～6個(gè),平均為2.3個(gè)/盆地。南美西緣白堊系和第三系成藏組合并重,東緣以白堊系成藏組合為主(圖4)。在評(píng)價(jià)方法上,通過(guò)統(tǒng)計(jì)成藏組合內(nèi)已發(fā)現(xiàn)油氣藏個(gè)數(shù)確定采用哪種計(jì)算方法[51-55]。當(dāng)成藏組合內(nèi)發(fā)現(xiàn)的油氣藏個(gè)數(shù)≥6個(gè)時(shí)選用發(fā)現(xiàn)過(guò)程法,當(dāng)成藏組合內(nèi)發(fā)現(xiàn)的油氣藏個(gè)數(shù)小于6個(gè)時(shí)選用主觀(guān)概率法,當(dāng)成藏組合內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)油藏時(shí)選用類(lèi)比法[56-62]。

南美前陸盆地區(qū)亞諾斯盆地為典型的安第斯前陸盆地,已發(fā)現(xiàn)油氣可采儲(chǔ)量6 993 MMBOE,主要集中于古近系(55%),其次為上白堊統(tǒng)(45%)。根據(jù)成藏組合劃分方法和原則,可將盆地劃分為3個(gè)一級(jí)成藏組合和4個(gè)二級(jí)成藏組合。其中上部和下部一級(jí)成藏組合為潛在、目前未發(fā)現(xiàn)油氣的組合,中部一級(jí)成藏組合為證實(shí)成藏組合。中部一級(jí)成藏組合可進(jìn)一步劃分為漸新統(tǒng)、始新統(tǒng)、古新統(tǒng)合上白堊統(tǒng)4個(gè)二級(jí)成藏組合(圖7)。然后以二級(jí)成藏組合為基本單元開(kāi)展盆地的帶發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)。由于Llanos盆地各成藏組合已發(fā)現(xiàn)油氣藏?cái)?shù)超過(guò)6個(gè),因此采用發(fā)現(xiàn)過(guò)程法進(jìn)行各成藏組合資源評(píng)價(jià)。經(jīng)計(jì)算,亞諾斯盆地內(nèi)待發(fā)現(xiàn)可采資源量為3 403.5 MMBOE,其中石油2 673 MMBOE,天然氣4 383BCF(表2)。以古近系資源潛力最大,古新統(tǒng)、始新統(tǒng)和漸新統(tǒng)三個(gè)成藏組合待發(fā)現(xiàn)可采資源量為,占盆地總量的66.9%。石油主要集中在上白堊統(tǒng)和漸新統(tǒng)成藏組合,占比67.2%,天然氣主要集中在始新統(tǒng)和古新統(tǒng)成藏組合,占比68.8%。

圖7 南美前陸盆地區(qū)亞諾斯盆地成藏組合劃分Fig.7 Play division of Llanos Basin in foreland basin belt of South America

表2 南美前陸盆地區(qū)亞諾斯盆地成藏組合劃分原則與資源量評(píng)價(jià)

2.1.2 南美常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)以上成藏組合劃分原則和評(píng)價(jià)方法,對(duì)南美地區(qū)(包括加勒比地區(qū))的65個(gè)盆地152個(gè)成藏組合進(jìn)行了待發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)。預(yù)測(cè)待發(fā)現(xiàn)可采待發(fā)現(xiàn)可采資源量為364.3 BBOE,其中石油263 715.8 MMB,凝析油7 405.1 MMB,天然氣559 019.5 BCF,整體上氣油比為1∶2.9,如表3所示。

表3 南美地區(qū)主要含油氣盆地待發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣資源表

本次評(píng)價(jià)待發(fā)現(xiàn)可采資源量比“十一五”規(guī)劃增加71%,一期已評(píng)價(jià)過(guò)的28個(gè)復(fù)評(píng)盆地增加55%(表4)。資源量變化的原因有3個(gè):首先是由于新發(fā)現(xiàn)例證盆地資源潛力增加,前陸盆地區(qū)如馬德雷德迪奧斯盆地、被動(dòng)陸緣盆地區(qū)的桑托斯和坎坡斯盆地等,分別在沖斷帶和鹽下取得規(guī)模發(fā)現(xiàn),顯示出巨大的資源潛力。其次是由于盆地?cái)?shù)量增加導(dǎo)致資源量增大,37個(gè)新增盆地待發(fā)現(xiàn)可采資源量為33.8 BBOE,占總量的9.3%,主要盆地有特里尼達(dá)、多巴哥、烏卡亞利、庫(kù)約、上亞馬遜等。最后是成藏組合細(xì)分詳評(píng)導(dǎo)致資源量增加,如亞諾斯盆地,“十一五”規(guī)劃劃分出第三系、白堊系兩個(gè)成藏組合,待發(fā)現(xiàn)可采資源量為2 156 MMBOE;本次劃分出漸新統(tǒng)、始新統(tǒng)、古新統(tǒng)、白堊系4個(gè)成藏組合,待發(fā)現(xiàn)可采資源量為3 404 MMBOE,比“十一五”規(guī)劃增加58%。

表4 南美地區(qū)待發(fā)現(xiàn)可采資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)對(duì)比

2.2 分布規(guī)律

在待發(fā)現(xiàn)油氣可采資源的盆地類(lèi)型分布上,前陸和被動(dòng)陸緣兩類(lèi)盆地?fù)碛薪^大部分資源,前陸盆地區(qū)占比25%;被動(dòng)陸緣盆地區(qū)占比66%,是最主要的油氣富集盆地類(lèi)型,弧后盆地占比7%,克拉通盆地和弧前盆地資源潛力相對(duì)較小(表3)。從單個(gè)盆地比較來(lái)看,桑托斯(29.92%)和坎波斯(28.26%)是兩個(gè)超級(jí)盆地,其次是東委內(nèi)瑞拉(7.87%)、馬拉開(kāi)波(6.52%)、特立尼達(dá)(5.34%)和瑪?shù)氯R德迪奧斯盆地(2.62%),這6個(gè)盆地是主要的富集盆地,占比達(dá)80.52%,其他盆地中待發(fā)現(xiàn)油氣可采資源相對(duì)較少(圖8)。

圖8 南美待發(fā)現(xiàn)油氣可采資源量盆地分布Fig.8 Distribution of undiscovered recoverable hydrocarbon resources by basin in South America

從油氣資源類(lèi)型上來(lái)看,在待發(fā)現(xiàn)石油可采資源中,前陸盆地占23%,被動(dòng)陸緣盆地占74%,是主要的石油富集盆地類(lèi)型。與“十一五”規(guī)劃評(píng)價(jià)結(jié)果相比,被動(dòng)陸緣盆地的占比從64%增加到74%,前陸盆地則從35%下降到23%(表5),反映了南美未來(lái)石油勘探應(yīng)以被動(dòng)陸緣盆地為主。坎坡斯和桑托斯是主要石油富集盆地,其次是東委內(nèi)瑞拉和馬拉開(kāi)波盆地。在待發(fā)現(xiàn)凝析油可采資源中,前陸盆地占58%,是主要的含凝析油盆地類(lèi)型,瑪?shù)氯R德迪奧斯盆地是主要凝析油富集盆地,其次是烏卡亞利和特里尼達(dá)盆地。在待發(fā)現(xiàn)天然氣可采資源中,被動(dòng)陸緣盆地占49%,前陸盆地占27%,是主要的含天然氣盆地類(lèi)型。桑托斯盆地是主要天然氣富集盆地,其次是坎坡斯和特立尼達(dá)盆。

表5 各盆地類(lèi)型待發(fā)現(xiàn)油氣可采資源量分布

在油氣的平面分布上,南美地區(qū)待發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣資源呈“兩區(qū)”展布、“兩中心”富集的特征。兩區(qū)是指油氣主要富集在前陸盆地區(qū)和被動(dòng)陸緣盆地區(qū)。兩中心是指委內(nèi)瑞拉境內(nèi)以東委內(nèi)瑞拉和馬拉開(kāi)波盆地為主的“北部中心”和巴西境內(nèi)以坎波斯盆地和桑托斯盆地為主的“東部中心”,占比分別為14.39%和58.18%,可見(jiàn)南美地區(qū)油氣富集程度非常高。在油氣的國(guó)家分布上,巴西和委內(nèi)瑞拉兩國(guó)擁有南美地區(qū)絕大部分待發(fā)現(xiàn)油氣可采資源(77.52%),其中巴西占62%,委內(nèi)瑞拉占15.52%,其次是阿根廷-智利和加勒比地區(qū),其他國(guó)家待發(fā)現(xiàn)油氣可采資源量相對(duì)較小(圖9)。

圖9 南美待發(fā)現(xiàn)油氣可采資源量國(guó)家分布Fig.9 Distribution of undiscovered recoverable hydrocarbon resources by country in South America

在油氣的縱向分布上,待發(fā)現(xiàn)油氣可采資源主要富集在第三系和白堊系,占比分別為53%和40%,其次為古生界和侏羅系,占比分別為5%和2%。前陸盆地中油氣主要富集在第三系中,其次為白堊系;而被動(dòng)陸緣盆地中油氣主要富集在白堊系,其次為第三系。

南美油氣資源差異性富集特征與各盆地所處的大地構(gòu)造背景、構(gòu)造演化歷史、沉積過(guò)程、成藏背景等密切相關(guān)。前陸盆地區(qū)和被動(dòng)陸緣區(qū)盆地由于構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定,構(gòu)造背景最為有利,成藏條件優(yōu)越,資源規(guī)模整體較大;而弧前和弧后盆地區(qū)由于構(gòu)造活動(dòng)劇烈,沉積地層較新,成藏背景相對(duì)較差,資源規(guī)模相對(duì)較小;克拉通盆地區(qū)由于長(zhǎng)期抬升暴露,且構(gòu)造活動(dòng)過(guò)于平緩,不利于沉積物的形成和油氣成藏,難以形成規(guī)模的油氣聚集。

3 勘探方向及啟示

南美地區(qū)油氣資源潛力巨大,勘探前景廣闊。整體上應(yīng)側(cè)重于前陸盆地區(qū)和被動(dòng)陸緣盆地區(qū)“兩區(qū)”,重點(diǎn)關(guān)注委內(nèi)瑞拉和巴西東緣“兩中心”,層位上集中于白堊系和第三系。在盆地選擇上,陸上重點(diǎn)關(guān)注南美西部的東委內(nèi)瑞拉、馬拉開(kāi)波、查考和瑪格萊德迪奧斯盆地,海上重點(diǎn)關(guān)注南美東部海域的坎波斯、桑托斯和圭亞那盆地,這7個(gè)盆地不論在已發(fā)現(xiàn)油氣可采儲(chǔ)量、剩余油氣可采儲(chǔ)量,還是待發(fā)現(xiàn)油氣可采資源量都非常可觀(guān),為第一類(lèi)有利勘探盆地。亞諾斯、普?qǐng)D馬約、內(nèi)烏肯、烏卡亞利、馬拉農(nóng)、巴里納斯-阿普爾、福斯杜亞馬遜為第二類(lèi)勘探盆地,從待發(fā)現(xiàn)可采資源量上來(lái)看,仍具有較大的勘探潛力,有望繼續(xù)取得眾多中型規(guī)模的油氣發(fā)現(xiàn)。在國(guó)家選擇上,巴西為首選,其東緣7深海含鹽盆地鹽下碳酸鹽巖近年來(lái)取得了眾多油氣發(fā)現(xiàn)、東北部海域如福斯杜亞馬遜盆地與圭亞那盆地有相似成藏背景,深海濁積砂巖具有形成規(guī)模油氣聚集的條件,亦應(yīng)給予足夠重視。其次是委內(nèi)瑞拉、秘魯、哥倫比亞、厄瓜多爾和玻利維亞,以前陸盆地常規(guī)油氣勘探為主,沖斷帶勘探程度相對(duì)較低,是下一步工作的重點(diǎn)。

南美是中國(guó)石油走出國(guó)門(mén)的第一站,以秘魯塔拉拉盆地六七區(qū)成功運(yùn)營(yíng)為代表的項(xiàng)目,為中石油在南美資源國(guó)奠定了良好的聲譽(yù)和發(fā)展基礎(chǔ)。中國(guó)和南美國(guó)家良好的國(guó)際關(guān)系和密切的經(jīng)貿(mào)往來(lái),為中國(guó)石油企業(yè)繼續(xù)深耕南美打下了良好的政治基礎(chǔ)。另外南美國(guó)家的油氣合作環(huán)境相對(duì)較好,稅費(fèi)條款相對(duì)優(yōu)越,如巴西鹽下依然提供產(chǎn)品分成合同,厄瓜多爾提供的固定桶油報(bào)酬的服務(wù)合同亦為低油價(jià)下保障作業(yè)者利益提供了合同保障。隨著中國(guó)石油消費(fèi)快速增長(zhǎng),在穩(wěn)定國(guó)內(nèi)油氣生產(chǎn)的同時(shí),必須加快拓展國(guó)際市場(chǎng),持續(xù)實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略,多種方式保障國(guó)家能源安全[63-64]。南美巨大的資源潛力、廣闊的勘探領(lǐng)域、成熟的前陸盆地勘探和前沿的深海被動(dòng)陸緣盆地風(fēng)險(xiǎn)勘探給中國(guó)石油企業(yè)繼續(xù)深耕南美提供了良好的資源基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

系統(tǒng)梳理了南美區(qū)域地質(zhì)特征,南美地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)受南美板塊、納茲卡板塊、加勒比板塊科科斯板塊和加勒比板塊4大板塊碰撞影響,西部經(jīng)歷了克拉通邊緣、裂谷和前陸3個(gè)演化階段,東部經(jīng)歷了裂谷、過(guò)渡和被動(dòng)陸緣3個(gè)演化階段。可分為弧前、弧后、前陸、克拉通和被動(dòng)陸緣5個(gè)盆地構(gòu)造區(qū),相應(yīng)發(fā)育5類(lèi)盆地,油氣成藏條件優(yōu)越。

應(yīng)用成藏組合評(píng)價(jià)方法,以?xún)?chǔ)層為核心,對(duì)南美所有65個(gè)含油氣盆地進(jìn)行了系統(tǒng)的常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)。將65個(gè)盆地劃分為152個(gè)成藏組合,預(yù)測(cè)待發(fā)現(xiàn)可采待發(fā)現(xiàn)可采資源量為364.3 BBOE,其中石油263 715.8 MMB,凝析油7 405.1 MMB,天然氣559 019.5 BCF。待發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣資源呈“兩區(qū)”展布、“兩層位”“兩中心”富集特征。被動(dòng)陸緣盆地區(qū)和前陸盆地區(qū)擁有絕大部分待發(fā)現(xiàn)油氣資源,占比分別為66%和25%。在層位上主要集中在第三系和白堊系,占比分別為53%和40%。巴西和委內(nèi)瑞拉兩國(guó)待發(fā)現(xiàn)油氣資源潛力最大,占比分別為62%和15.52%。

南美地區(qū)油氣地質(zhì)條件獨(dú)特,油氣資源潛力巨大,油氣合作環(huán)境良好、勘探前景廣闊。中國(guó)石油企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇,進(jìn)一步加大南美油氣合作力度。重點(diǎn)關(guān)注“兩區(qū)”(前陸盆地區(qū)和被動(dòng)陸緣盆地區(qū))、“兩中心”(北部和東部)、“兩個(gè)層位”(白堊系和第三系)和7大盆地(坎波斯、桑托斯、東委內(nèi)瑞拉、馬拉開(kāi)波、圭亞那、查考、瑪格萊德迪奧斯盆地)。