南蘇丹Melut盆地北部凹陷古進系及白堊系巖性地層油氣藏勘探潛力

南征兵，肖坤葉，張光亞，劉計國，史忠生，肖高杰

(中國石油勘探開發研究院, 北京 100083)

0 引 言

Melut盆地位于蘇丹東南部，面積超過6×104km2，具有典型的斷陷盆地特征，經歷了多期構造活動，形成了“多凸多凹”的構造格局，斷裂發育，凹陷間分割性強，沉積了自白堊系以來近上萬米的陸相碎屑巖，為蘇丹中新生代陸相裂谷盆地群中第二大盆地[1-4]。北部凹陷是已經證實的富油氣凹陷，具有巖性地層油氣藏形成的基本條件[5-10]。長期以來，Melut盆地北部凹陷勘探主要集中于古近系的Samma組和Yabus組，對深部的白堊系認識不夠。隨著勘探程度進一步提高，勘探方向逐漸由淺層向深層、從構造油藏向巖性地層油氣藏轉變，因此，需要加強對目前主力勘探層系之外地層的認識和勘探潛力評估。該文通過開展盆地北部凹陷層序地層學研究及沉積相分析，初步明確了北部凹陷巖性地層油氣藏可能發育的地層和有利沉積相帶，指出在有利構造背景下發育良好的儲蓋組合是Melut盆地白堊系成藏的關鍵因素。

1 北部凹陷構造演化及構造單元劃分

1.1 構造演化特征

Melut盆地北部凹陷基底之上主要發育：下白堊統Algayger、Alrenk組，上白堊統Galhak、Melut組，古近系Samma、Yabus、Adar、Lau組，新近系Jimidi、Miadol、Daga組以及第四系Agor組。凹陷的構造演化可分為3個裂陷階段[4](K1、K2—E2、E)和1個統一坳陷階段(N2—Q)，各階段的演化特點如下。

(1) 早白堊世(K1)強烈裂陷階段：盆地在強烈的裂陷作用下，Algayger、Alrenk組地層厚度差異巨大，裂陷活動形成多個沉積、沉降中心，北部凹陷主體在此時期形成。

(2) 晚白堊世—始新世(K2—E2)弱裂陷階段：裂陷作用相對較弱，在Galhak組和Melut組沉積時期主要繼承早白堊世的構造格局，沉積、沉降中心集中在北部凹陷的南部斷陷，各構造單元之間的地層厚度差異逐漸縮小。到Samma組和Yabus組沉積時期，盆地基本呈現坳陷沉積特征。

(3) 漸新世(E)強烈裂陷階段：該時期裂陷活動再次加強，Lau組地層厚度差異很大。盆地抬升，大部分背斜構造在Lau組沉積末期定型且其長軸方向與紅海的張裂方向近于垂直。

(4) 上新世—全新世(N2—Q)統一坳陷階段：區域研究表明，該時期裂陷活動微弱，斷層活動不明顯，沉積、沉降中心集中于北部凹陷，全盆地新近系Jimidi、Miadol、Daga組和第四系的Agor組沉積厚度穩定，盆地進入統一坳陷階段。

綜合上述研究可知：Melut盆地的裂陷演化整體上經歷了從強到弱2個旋回演變，在每一個旋回中，具有斷層活動由強變弱、凹陷數量由多變少、構造單元之間的分隔性由強變弱的特征，最后統一成盆。在盆地演變過程中，盡管發生多次沉積、沉降中心的變遷，但北部凹陷始終是盆地最大的沉積、沉降中心。

1.2 構造單元劃分

根據斷裂的展布、地層展布、圈閉的發育情況等因素，對北部凹陷進行3級構造單元劃分，北部凹陷整體上具有“三凹、一凸、兩斜坡”的構造格局[1-2]。三凹即Moleeta次凹、Ruman次凹和北部凹陷主力次凹，一凸即Ruman潛山低凸起，兩斜坡即北部斜坡帶和南部斜坡帶(圖1)。

圖1 北部凹陷三級構造單元劃分

2 北部凹陷Yabus組及白堊系層序地層學研究

2.1 北部凹陷Yabus組及白堊系層序劃分

Melut盆地白堊系—古近系以湖相淺水湖盆沉積作用為主，在充填演化過程中沖積河流相或辮狀河三角洲廣泛發育。根據Melut盆地北部凹陷陸相沉積特征，充分利用全區16口重點鉆井資料，在綜合分析鉆井、測井及地震資料的基礎上，以巖石特征、測井響應和地震反射特征的變化作為主要層序的界面標志，并綜合運用合成地震記錄、鉆井、測井相與地震相的轉換等各種信息進行井-震標定后，在白堊系—古近系共識別出SB1—SB9共9個層序界面，可劃分出3個二級層序，8個三級層序，2個最大湖泛面(Alrenk和Adar組內部)(圖2)。

2.2 北部凹陷白堊系沉積相研究

2.2.1 Melut組沉積相平面展布

Melut組地層的優勢相主要為辮狀河三角洲相，在工區內可以識別出辮狀河三角洲前緣和辮狀河三角洲平原2個亞相。辮狀河三角洲平原亞相主要分布在北部凹陷西北部和南部；辮狀河三角洲前緣亞相主要以條帶狀分布在Ruman次凹、主力次凹西北部和主力次凹東部。

2.2.2 Galhak組沉積相平面展布

Galhak組優勢相主要為辮狀河三角洲相，在工區內可以識別出濱湖、淺湖、辮狀河三角洲平原、辮狀河三角洲前緣4個亞相(圖3)。辮狀河三角洲平原亞相主要在北部凹陷北部和東北部、Ruman

潛山西側北部和主力次凹的西南部；辮狀河三角洲前緣亞相主要分布在北部凹陷中部和南部、主力次凹的大部和Ruman潛山西側的中部；濱湖亞相主要分布在潛山西側；淺湖亞相主要分布在北部凹陷的西部、Ruman潛山西側斷陷的西南部和主力次凹的西北部。

2.2.3 Alrenk組沉積相平面展布

Alrenk組優勢相主要為湖相，在工區內可以識別出半深湖—深湖、淺湖、辮狀河三角洲前緣和一些水下扇亞相。半深湖—深湖亞相主要分布在Moleeta次凹、Ruman次凹的西南部、主力次凹的西北部和東部；淺湖亞相在整個工區有大量分布；辮狀河三角洲前緣亞相主要分布在Moleeta次凹的北部和東部、主力次凹的西部；水下扇亞相主要發育于Ruman次凹西南部的深湖區(圖4)。

圖4 Melut盆地北部凹陷Alrenk組沉積相

3 白堊系油氣成藏主控因素

目前鉆遇白堊系的探井約90余口，16口井見油氣顯示，且主要是針對第三系油藏勘探時的兼探井，白堊系勘探雖有零星發現，但沒有形成規模儲量，屬于非主力勘探目的層。目前勘探實踐表明，Galhak組的油氣發現率最高，占到已發現白堊系油層的62.5%。

3.1 油氣成藏條件

Melut盆地存在3套生油層系，分別是下白堊統Algayger組上部暗色泥巖、Alrenk組暗色泥巖和上白堊統Galhak組下部暗色泥巖，主力烴源巖為下白堊統Alrenk組暗色泥巖，在北部凹陷廣泛分布，而上白堊統烴源巖主要分布于北部凹陷南部。油源對比表明，位于凹陷北部的Palogue和Moleeta兩大油田的原油均來自下白堊統Alrenk組，而Adar、Agordeed、Gasab油田的原油則是上、下白堊統的油源混源供給的結果。根據錄井、測井、地震和沉積綜合研究結果，上白堊統Galhak組的儲層主要形成于辮狀河三角洲平原、前緣亞相及其與淺湖亞相過渡環境之中，以中孔中滲及低孔低滲儲層為主，孔隙度為15%～20%，平均為18%。

白堊系以濱淺湖和辮狀河三角洲沉積為主，在辮狀河三角洲前緣沉積的泥巖可形成良好的局部蓋層。雖然缺乏穩定的區域蓋層，但在局部蓋層封蓋下，個別井在白堊系也獲得了高產?，F已發現的白堊系油層主要受局部蓋層控制，上白堊統區域蓋層不發育可能是制約白堊系大面積成藏的主要原因。因此，白堊系的勘探重點應放在局部蓋層的準確識別上。

3.2 有利儲蓋組合

Melut組主要發育辮狀河三角洲平原亞相，砂地比明顯偏高，不利于油氣成藏。Galhak組沉積時期辮狀河三角洲前緣亞相較為發育，砂巖含量為20%～40%，局部泥巖蓋層發育，為最主要勘探目的層，Moleeta—Palogue—Mishmish一帶是油氣運移主要方向，緩坡帶辮狀河三角洲前緣砂體多層疊置，為尋找構造-巖性油氣藏的最重點勘探地區。

Galhak組位于下白堊統Alrenk組生油巖之上，具有“近源成藏”優勢，應作為白堊系勘探的重點。該組合由于泥巖厚度分布不均，圈閉相對較小，目前尚未找到大的油氣藏。僅在Agordeed油田、Palogue油田和Moleeta油田發現小油藏。綜合分析認為，上白堊統Galhak組砂泥巖互層是白堊系有利儲蓋組合。

3.3 油氣成藏主控因素和分布規律

Melut盆地北部凹陷白堊系油氣分布規律和控制因素如下：①受控于生油凹陷，白堊系油藏主要分布于北部凹陷；②受構造影響，白堊系構造油藏主要分布于生油凹陷內構造相對比較高的背斜構造帶、大斷裂控制反向翹傾斷塊和白堊系泥巖發育或較為發育的反向斷塊，巖性地層油氣藏主要分布于凸起構造帶的斜坡上；③受儲蓋條件的影響，由于缺少區域蓋層，白堊系油藏規模較小，白堊系油藏以Galhak組為主，其次是Melut組；油層基本發育于白堊系砂地比相對比較低的部位，即濱淺湖及辮狀河沉積相帶中。

4 主要層序巖性地層油氣藏勘探潛力

4.1 源上層序勘探潛力

源上層序主要為Yabus上段—Adar—Lau高位域層序，Jimidi、Adar組地層砂層對比結果表明(圖5)，Jimidi組砂巖主要以河道砂體為主，Lau組以厚層塊狀砂巖為主，在Palogue構造帶地層尖滅線附近相變為薄層河道砂，Adar組以泥巖為主，局部發育透鏡狀砂體。測井和地震資料研究表明，Jimidi組主要存在2個河道砂體發育地區，即Moleeta-1井—Wengi-N-1井區和Jummeza-1井附近。地震屬性資料顯示，Jimidi組物源以東北方向為主，西北、西南方向的物源次之。Jimidi組雖然河道發育，但在盆地中心處缺乏溝通油源的斷層，不利于河道砂體成藏。Lau組總體上為較均一的沉積特征，僅在Abyat和Palogue地區發育扇三角洲河道砂體，但頂部Jimidi組泥巖發育較少，河道砂體較為發育，缺少有效的泥巖蓋層和油源斷層，不利于形成巖性地層油氣藏。

圖5 北部凹陷Jimidi、Adar組砂層對比剖面

Adar組為高位域下形成的厚層區域泥巖蓋層，在Palogue及其以北地區泥巖較純，砂體不發育，以孤立透鏡狀砂體為主，在Jamous-1井區東北部，向南一直延伸至Gumry和Geradon地區，且河道砂體發育，是尋找巖性油氣藏的有利地區。Adar組泥巖厚度大，縱向上發育有效的油源斷層是巖性地層油氣藏成藏的關鍵。

Yabus組上部形成于水進層序初期，砂體以孤立透鏡狀砂巖為主，砂地比適中，與油源斷層配置關系良好，但砂體規模有限。

4.2 源內層序勘探潛力

源內主要發育Galhak—Algayger組湖侵域，有利相帶為三角洲前緣、滑塌濁積扇和深湖濁積扇[8-9]。源內層序勘探可尋找Alrenk內最大湖泛面遮擋形成的巖性地層圈閉，如湖侵、湖退砂體和近岸陡坡扇。白堊紀時期，3個主要物源發育了3個三角洲，緩坡帶有利沉積相帶為辮狀河三角洲前緣亞相，主要分布在Moleeta—Palogue—Mishmish一帶和Adar-1井以東地區(圖3、4)。目前，在Palogue、Ruman地區緩坡帶扇三角洲前緣源內Galhak組已有巖性地層油氣藏發現，Abyet 地區Abyet NG-1井已發現陡坡帶近岸水下相關的巖性地層油藏。

5 結論及建議

(1) Melut盆地北部凹陷源上主要發育Yabus上段—Adar—Lau高位域，有利相帶為河流、三角洲和扇三角洲相，主要形成構造-巖性圈閉；源內主要發育Galhak—Algayger湖侵域，有利相帶為三角洲前緣、滑塌濁積扇和洪水濁積扇，主要形成巖性和構造-巖性圈閉。綜合分析認為，源內層序是尋找構造-巖性油氣藏的主要勘探目標。

(2) 有利構造背景下發育良好的儲蓋組合是Melut盆地北部凹陷白堊系成藏的關鍵因素。辮狀河三角洲前緣相帶是白堊系油氣成藏的優勢相帶，該相帶主要發育于上白堊統Galhak組內。上白堊統Galhak組是白堊系油氣成藏的主要目的層段，在有利沉積相帶內，凹陷內部應圍繞反向斷塊、滾動背斜等構造及構造-巖性圈閉開展工作。斷陷緩坡應尋找地層超覆及砂巖上傾尖滅等油藏，陡坡帶可尋找重力牽引背斜及陡坡扇油藏。

(3) Melut盆地北部凹陷目前已進入高成熟勘探階段，構造圈閉探明率超過70%，下步勘探應立足大面積連片三維地震資料，以富油氣凹陷成藏規律為指導，精細解剖古近系地層圈閉、深入挖潛白堊系巖性和構造圈閉的資源潛力，北部凹陷仍有望實現儲量穩步增長。