地质特点论文：盆地石油地质特点浅析

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本文作者：庞正炼1樊太亮2何辉1王进财1林琳2作者单位：1.中国石油勘探开发研究院2.中国地质大学（北京）能源学院

石油地质特征

圣弗朗西斯科盆地经历了复杂构造演化，地质条件复杂，由于形成年代久远，盆地中烃源岩经历了长期热演化。此外，盆地最终演化为前陆盆地，因此石油地质特征也部分呈现出前陆盆地的特点。

1生烃潜力分析

圣弗朗西斯科盆地主要烃源岩为Bambui群和Macaubas群中富含有机质的黑色浅海相页岩以及Macaubas群中富含有机质的叠层石碳酸盐岩，这些生烃层位于Bambui群和Macaubas群顶部[11-13]。Macaubas群和Bambui群中的2套烃源岩在形成时代上分别属于被动大陆边缘沉积期和前陆坳陷期，2套烃源岩为典型前陆盆地烃源岩系[14]。Bambui群和Macaubas群中黑色页岩的有机碳含量平均值为4%—6%，最大值可达15%，而叠层石碳酸盐岩的有机碳含量也较高[12]。Bambui群沉积过程中，盆地在巴西利亚造山运动作用下处于前陆负载阶段。Macaubas群和Bambui群底部的烃源岩在上覆地层仍接受沉积时即进入生烃门限，而生烃高峰则在巴西利亚构造运动发生期间达到[1]。这是因为受前陆挠曲作用的影响，Bambui群沉积厚度巨大，在该群尚未完全形成时下伏烃源岩已具有足够的埋深。由于烃源岩进入生烃门限的年代很早，因此必然经历长时期的热演化。盆地中烃源岩的镜质体反射率约为2%，说明盆内烃源岩的成熟度已非常高，基本上处于深部高温生气阶段[14]。

2储盖特征

圣弗朗西斯科盆地中主要的储层有2套：Bambui群的碳酸盐岩和Macaubas群粗粒的硅质碎屑岩[15]。Bambui群储层形成于浅海相沉积环境，可分为2类：一类为白云石化碳酸盐岩，原生鲕粒灰岩和内碎屑被白云石化，形成中粒结晶白云石；另一类为破碎的碳酸盐岩，发育近水平的裂缝，部分裂缝被溶蚀成溶蚀孔洞。Macaubas群的粗碎屑岩储层受构造运动的影响发生破碎，形成大量裂缝，储集物性得到极大提高。研究区发育2套盖层：一套为Bambui群厚层浅海相页岩和致密碳酸盐岩，另一套为盆地顶部的白垩系盖层的泥岩。此外，一些层内的页岩夹层亦可提供一定的封堵作用。

3生储盖组合

盆地中可划分出Bambui和Macaubas两套生储盖组合。Bambui群下部发育黑色浅海相页岩烃源岩，破碎碳酸盐岩和白云石化碳酸盐岩则为有利储层，上覆于储层的页岩及致密碳酸盐岩构成了封堵层（图3）。因此，在该群可构成“自生自储自盖”组合特征。在Macaubas群中还发育有一套烃源岩和储层（图3），该群烃源岩和Bambui群储层可构成“古生新储、下生上储”的源储组合类型，该群内部储层则形成“自生自储”的组合类型。

4圈闭特征

盆地中圈闭类型多样，包括构造圈闭、地层圈闭以及地层-构造复合型圈闭。由于圣弗朗西斯科盆地最终为前陆盆地，因此盆内由构造冲断作用控制的背斜圈闭和各种断层相关褶皱是盆地内最普遍也最重要的一类圈闭，在这些圈闭中，蛇头构造最为有利[15]。除蛇头构造外，Bambui群和Macaubas群还均具备形成地层圈闭的条件。Bambui群SeteLagoa组生物礁（如叠层石）发育良好，呈条带状展布，向盆地西南部逐渐变薄，形成一些透镜体，这些透镜体在盆地西北部的MinasGerais连接成片，且生物礁多被白云石化，形成中粗晶白云岩[11]。这些呈条带状展布的白云石化生物礁亦可形成有利的生物礁圈闭。

5油气成藏特征

圣弗朗西斯科盆地烃源岩在新元古代Bambui群沉积时期进入生烃门限，具有较高的成熟度，镜质体反射率可达2.0%[15]。虽然确切的主生烃期无法确定，但目前普遍认为在巴西利亚构造运动挤压作用最强烈时盆内烃源岩进入生烃高峰。烃源岩生成的烃类在构造挤压应力的辅助下，发生初次运移，排出烃源岩。此外，构造运动的强烈挤压还使烃源岩在生烃的同时遭受强烈的挤压破碎作用，形成大量断裂，这些裂缝为烃类在烃源岩内的初次运移提供了更多的运移通道，进一步促进烃类的初次运移，从而极大地提高了盆内烃源岩的排烃效率。在圣弗朗西斯科盆地中，不同情况下存在不同优势运移通道（图4）。当储层与烃源岩同属于一套地层且直接上覆于烃源岩层时，烃类排出后可直接向与其接触的储层运移；此外，烃源岩内部还发育储层夹层，烃源岩生成的烃类直接向夹层储集体充注。当储层离烃源岩较远时，烃类可通过Macaubas群和Bambui群中渗透性碳酸盐岩和砂岩等疏导层，以及Macaubas群和Bambui群之间的区域不整合面或盆地中的断层进行运移。烃类沿区域不整合面作远距离的横向运移，沿高角度逆断层进行垂向运移。Bambui群中构成薄皮构造的高角度逆断层和Macaubas群中发育的基底卷入逆断层，这2类逆断层构成了盆内主要的垂向运移通道（图4）。在Bambui群中，烃类通过薄皮构造中的逆断层向上下2个方向垂向运移；在Macaubas群中，上部烃源岩排出的烃类可在构造应力作用下形成异常高压，使烃类流体通过基底卷入逆断层向下部储层中运移。

勘探远景分析

从地表发现气苗推断，圣弗朗西斯科盆地中烃源岩具备生烃能力。盆地中的储集条件优越，物性好的有利储层并不缺乏，圈闭发育较好，不但形成了大量以蛇头构造为代表的构造圈闭，还形成了地层圈闭和地层-构造复合型圈闭。其中，蛇头构造和不整合面附近的地层圈闭是烃类聚集的最有利场所。由于蛇头构造往往在前陆挠曲带较为发育，因此推测盆地西侧的巴西利亚构造带周围是可能的油气富集有利区。就烃类成分而言，由于盆地年代久远，盆地中的烃源岩和已生成的烃类长时期受热，盆内液态石油储量可能不高，寻找天然气的潜力更大。综上所述，若后期盆地的勘探程度和井震资料能继续丰富，在圣弗朗西斯科盆地西侧取得工业气流的可能性较大。