張波，袁炳強(qiáng)，宋立軍，張春灌

（西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安710065）

西努-圣哈辛托盆地位于哥倫比亞西北部加勒比海沿岸。1956年在盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)了奇努油田，隨后又發(fā)現(xiàn)了卡塔赫納氣田，顯示了該盆地較好的油氣勘探潛力［1］。以前的研究多是針對(duì)盆地內(nèi)某一局部區(qū)塊進(jìn)行評(píng)價(jià)，缺乏對(duì)盆地整體的系統(tǒng)分析。本文利用該盆地油氣地質(zhì)和相關(guān)地球物理資料，運(yùn)用盆地分析及石油地質(zhì)學(xué)的理論與方法，系統(tǒng)分析了其沉積構(gòu)造演化和油氣地質(zhì)特征，并對(duì)盆地有利區(qū)進(jìn)行了討論，為我國(guó)石油公司海外勘探開發(fā)提供石油地質(zhì)參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

西努-圣哈辛托盆地處于加勒比海板塊、南美板塊和納茲卡板塊的交會(huì)部位［2］，總體呈NNE 向條帶狀展布，長(zhǎng)約150 km，寬30～50 km，面積約4×104km2［1］。如圖1所示，盆地東北部以NNW 向Santa Marta 斷裂帶為界，東以羅拉梅爾斷裂帶為界，西南以Uramita 斷裂帶為界，北部及西北部以加勒比海哥倫比亞海岸線為界，南部則以西科迪勒拉山脈火山巖出露為界［3］。

盆地內(nèi)火成巖、變質(zhì)巖與沉積巖均有發(fā)育?；子汕鞍讏紫底冑|(zhì)巖組成，沉積蓋層主要發(fā)育白堊系和新生界，厚約7 000 m，白堊系主要為海相碳酸鹽巖，新生界主要為硅質(zhì)碎屑巖，局部地區(qū)發(fā)育碳酸鹽巖［1，4］。

2 沉積構(gòu)造演化

2.1 構(gòu)造特征

西努-圣哈辛托盆地總體上為西傾不對(duì)稱背斜，以邊緣逆沖推覆構(gòu)造為特征［2］，發(fā)育大量的斷裂系統(tǒng)；同時(shí)由于海相沉積發(fā)育，塑性地層多，易形成底辟侵入和泥火山［5-7］。以西努斷裂帶為界，可以將研究區(qū)分為東部的San Jacinto 次盆和西部的Sinu 次盆。東部San Jacinto 次盆自始新世開始發(fā)育，地層高度反轉(zhuǎn)，褶皺變形劇烈，局部地區(qū)有基巖出露［2，7］。西部Sinu 次盆形成于中新世，發(fā)育很厚的海相沉積物，斷裂相對(duì)欠發(fā)育。

2.2 演化特征

西努-圣哈辛托盆地是在古新世—始新世增生楔上發(fā)展起來(lái)的古近紀(jì)和新近紀(jì)沉積盆地（見圖2）。

晚白堊世，加勒比板塊沿羅拉梅爾斷裂帶向南美板塊北部俯沖削減，哥倫比亞西北部由之前的被動(dòng)大陸邊緣變?yōu)榛顒?dòng)大陸邊緣［2-7］。期間，東部次盆作為哥倫比亞北部大陸邊緣，廣泛發(fā)育Cansona 組深海沉積［8］。

古新世—始新世中期，受加勒比板塊斜向俯沖影響，西努-圣哈辛托盆地加勒比海地區(qū)逐漸彎曲隆起形成增生楔，并在增生楔頂發(fā)育San Cayetano 組厚層濁積巖。之后，受強(qiáng)烈的壓應(yīng)力影響，該地區(qū)地層隆升、沉積間斷，與下伏San Cayetano 組形成不整合面。始新世中期，隆起造成Chengue 組沉積發(fā)育。晚始新世，San Jacinto 組地層在Chengue 組之上不整合沉積。始新世末期，由于東部次盆隆起，西部次盆右邊界Sinu 海槽變成板塊匯聚邊緣，Sinu 海槽將深海大陸架與已經(jīng)隆起的東部次盆隔離，西部次盆地區(qū)變成深海大陸架，并發(fā)育Manantail 組沉積［8］。

漸新世，西部次盆作為大陸邊緣，連續(xù)沉積，發(fā)育Pavo 組厚層沉積。東部次盆西部地層發(fā)生傾斜，沉積較少，局部發(fā)育Cienaga de Oro 組和Carmen 組沉積。

中新世，由于加勒比板塊和南美板塊之間的持續(xù)擠壓匯聚，東部次盆持續(xù)隆起，先前沉積的地層逐漸插入南美板塊之下［8-9］。受馬格達(dá)萊納河與考卡河攜帶的大量沉積物影響，南美板塊西緣發(fā)育大量的海底扇。除中中新世期間研究區(qū)沉積間斷，形成區(qū)域性不整合面之外，整個(gè)中新世研究區(qū)都有大量的沉積地層發(fā)育，西部次盆發(fā)育Pajuil 組與Floresanto 組，東部次盆局部發(fā)育Cienaga de Oro 組、Porquero 組和Carmen 組沉積［8］。

圖1 西努-圣哈辛托盆地地表地質(zhì)圖

上新世至今，南美北部處于強(qiáng)擠壓環(huán)境，深海大陸架遷移到西部次盆以西。受安第斯造山運(yùn)動(dòng)影響，盆地內(nèi)隆起、褶皺和斷裂大量發(fā)育，東部次盆內(nèi)局部有基巖出露，而西部次盆繼續(xù)遭受側(cè)向擠壓。底辟活動(dòng)強(qiáng)烈，增加了上述楔形的傾角，西努-圣哈辛托盆地持續(xù)隆起，西部山區(qū)廣泛發(fā)育逆沖斷裂，中間發(fā)育幾個(gè)較小的沉積中心。

圖2 西努-圣哈辛托盆地演化

3 油氣地質(zhì)條件

西努-圣哈辛托盆地主要發(fā)育古近系和新近系，局部地區(qū)有中生界地層發(fā)育（見圖3）。受多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，盆地內(nèi)地層之間接觸關(guān)系復(fù)雜［9］。

3.1 烴源巖

上白堊統(tǒng)Cansona 組海相頁(yè)巖是西努-圣哈辛托盆地很有潛力的一套烴源巖。Cansona 組主要在東部次盆發(fā)育，是西努-圣哈辛托盆地最老的地層，為海相沉積。Cansona 組頁(yè)巖的特點(diǎn)是有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%～11.0%，平均5.6%，干酪根類型為Ⅰ，Ⅱ型，烴指數(shù)HI 最高可達(dá)200 mg/g，非常適合油氣生成［9-13］。

San Cayetano 組頁(yè)巖形成于古新世晚期—始新世早期，是具有相當(dāng)潛力的烴源巖，為海相沉積。San Cayetano 組頁(yè)巖TOC 值約為2%，HI 值較低［9-11］。

始新統(tǒng)Candelaria 組硅質(zhì)巖、漸新統(tǒng)Cienaga de Oro 組泥巖、中新統(tǒng)Floresanto 組頁(yè)巖和Porquero 組頁(yè)巖較有利于天然氣生成，干酪根類型為Ⅰ，Ⅲ型［11］。

圖3 西努-圣哈辛托盆地地層柱狀圖

3.2 儲(chǔ)集條件

西努-圣哈辛托盆地具有儲(chǔ)集性的地層主要是硅質(zhì)碎屑巖和鈣質(zhì)灰?guī)r。

San Cayetano 組砂巖形成于古新世晚期，儲(chǔ)集物性好，主要發(fā)育在東部次盆；砂巖孔隙度最高可達(dá)24%，滲透率達(dá)1×10-3μm2［11］，是東部次盆非常有希望的儲(chǔ)集層。Pavo 組砂巖形成于漸新世末期—中新世早期，主要分布在西部次盆的西南部，是西部次盆的主要儲(chǔ)集層［14］。

漸新統(tǒng)Cienaga de Oro 組砂巖是下馬格達(dá)萊那盆地發(fā)育非常好的儲(chǔ)集巖，有效儲(chǔ)層厚度最大可達(dá)120 m，孔隙度12%～22%［11］。如果將下馬格達(dá)萊那盆地和西努-圣哈辛托盆地中的Cienaga de Oro 組砂巖認(rèn)為是同一套砂巖，則東部次盆中Cienaga de Oro 組砂巖也有可能成為很好的儲(chǔ)層。

Cansona 組砂巖及Toluviejo 組灰?guī)r也具有作為儲(chǔ)集巖的潛力。Cansona 組砂巖及灰?guī)r形成于上白堊統(tǒng)末期，砂巖孔隙度可以達(dá)到15.7%～20.0%，灰?guī)r孔隙度可以達(dá)到1%～8%［15］。Toluviejo 組灰?guī)r形成于始新世中期到始新世晚期，幾乎完全由生物碎屑顆?；?guī)r組成，孔隙度3%～14%［12-13］。

3.3 蓋層

Floresanto 組泥巖形成于中新世中期，為海相沉積，是西部次盆最主要的蓋層。東部次盆發(fā)育良好的古新統(tǒng)San Cayetano 組頂部頁(yè)巖常常作為下伏砂巖的蓋層［14］。此外，由于西努-圣哈辛托盆地構(gòu)造活動(dòng)期次多，橫向上廣泛分布的不整合面通常也作為蓋層出現(xiàn)［15］。

3.4 生儲(chǔ)蓋組合

按照目前對(duì)西努-圣哈辛托盆地的研究，該盆地主要存在3 套生儲(chǔ)蓋組合。一是以上白堊統(tǒng)Cansona 組海相頁(yè)巖為生油層、Cansona 組砂巖和灰?guī)r及San Cayetano 組砂巖為儲(chǔ)層、San Cayetano 組頂部頁(yè)巖為蓋層的生儲(chǔ)蓋組合，該組合分布在東部次盆；二是以San Cayetano 組頁(yè)巖為生油層、Toluviejo 組碳酸鹽巖為儲(chǔ)層、San Jacinto 組頁(yè)巖為蓋層的生儲(chǔ)蓋組合，該組合在東部次盆發(fā)育［14］；三是以漸新統(tǒng)Maralu 組頁(yè)巖及Candelaria 組硅質(zhì)巖為生油層、漸新統(tǒng)Pavo 組砂巖為儲(chǔ)層、中新統(tǒng)Floresanto 組泥巖為蓋層的生儲(chǔ)蓋組合，該組合主要分布在西部次盆。

4 油氣有利區(qū)討論

西努-圣哈辛托盆地已生產(chǎn)的油氣田并不多，但是良好的構(gòu)造條件及相鄰盆地大量的油氣發(fā)現(xiàn)說(shuō)明該盆地具有很好的勘探前景。從流體類型來(lái)看，西努-圣哈辛托盆地主要為氣藏、凝析油氣藏，盆地發(fā)現(xiàn)大型油氣田的可能性不大，多為中小型油氣田，勘探開發(fā)成本可能較高［15-16］。

4.1 盆地基底特征

一般而言，布格重力異常反映基底起伏特征，場(chǎng)值大，則高密度基底埋深相對(duì)較淺；場(chǎng)值小，則基底埋深相對(duì)較深，上覆沉積蓋層較厚。圖4所示為西努-圣哈辛托盆地布格重力異常，該數(shù)據(jù)來(lái)源于哥倫比亞國(guó)家油氣局（ANH）2006年對(duì)哥倫比亞加勒比海地區(qū)航空重力和航空磁力（飛行測(cè)網(wǎng)7.5 km×10.0 km）調(diào)查報(bào)告，數(shù)據(jù)比例尺為1∶500 000。由圖4可見，巴蘭基亞西南部、辛塞萊霍北部、辛塞萊霍西部以及蒙特利亞周圍均為重力高值區(qū)，說(shuō)明這些地區(qū)的基底隆起較高，可成為構(gòu)造高點(diǎn)。

圖4 西努-圣哈辛托盆地布格重力異常

4.2 圈閉特征

西努-圣哈辛托盆地主要發(fā)育構(gòu)造圈閉和地層-巖性圈閉。古新世以來(lái)，哥倫比亞西北部以側(cè)向擠壓推覆作用為主，西努-圣哈辛托盆地所有已發(fā)現(xiàn)的構(gòu)造圈閉油氣藏，幾乎都與該地區(qū)逆沖推覆運(yùn)動(dòng)有關(guān)［17］。

西努-圣哈辛托盆地發(fā)育的背斜一般為不對(duì)稱背斜，兩翼地層傾角較高，圈閉的閉合高度大，而閉合面積小，常成排成帶出現(xiàn)，走向大致與主要斷裂帶平行。受壓扭力作用，西努-圣哈辛托盆地產(chǎn)生的斷裂多具有緊密性，使斷層面具封閉性質(zhì)。研究區(qū)內(nèi)背斜與斷層常常組合形成構(gòu)造圈閉，可以分為2 種：逆斷層上盤形成的背斜，如圖5中Ⅲ區(qū)（剖面位置見圖1中AA′）；逆斷層下盤形成的逆牽引背斜，如圖5中Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)。這類圈閉多分布在構(gòu)造高部位，并且沿?cái)嗔逊植稼厔?shì)明顯，盆地內(nèi)各大斷裂帶均有數(shù)量可觀的油氣苗發(fā)現(xiàn)。Ⅰ，Ⅲ圈閉均處于構(gòu)造高部位，同時(shí)均屬于斷層和背斜共同控制下的圈閉。

地層-巖性圈閉是西努-圣哈辛托盆地非常有遠(yuǎn)景的圈閉類型，區(qū)內(nèi)濁積巖巖性圈閉、礁灘相灰?guī)r巖性圈閉均有油氣發(fā)現(xiàn)。值得一提的是，西努-圣哈辛托盆地可充注構(gòu)造圈閉一般都形成于中新世，在有效油氣圈閉形成之前產(chǎn)生的油氣很大一部分沿?cái)嗔褞⒁莸降孛?，形成油氣苗，一部分油氣聚集在不整合面附近，形成與不整合面有關(guān)的油氣藏［18］。如圖3所示，研究區(qū)主要的不整合面是中始新世、中—上始新世、下漸新世、中中新世及上上新世，其中，中始新世不整合面代表西努-圣哈辛托盆地第一次擠壓事件，中中新世不整合面代表南美西北部第二次區(qū)域不整合，上上新世不整合面反映研究區(qū)從海相到陸相的沉積環(huán)境急劇變化［8］。因此，這些不整合面形成的有效油氣藏潛力很大。

圖5 西努-圣哈辛托盆地南部地震剖面解釋

結(jié)合圖1西努-圣哈辛托盆地地表地質(zhì)圖，巴蘭基亞西南部、辛塞萊霍西部表現(xiàn)為海相碳酸鹽巖沉積，而蒙特利亞西部則表現(xiàn)為過(guò)渡相的砂巖； 同時(shí)綜合上述西努-圣哈辛托盆地油氣地質(zhì)條件、基底特征、圈閉特征、斷裂分布規(guī)律以及鉆井資料，可以認(rèn)為，西部次盆中部（蒙特利亞西南、西部以及北部）、東部次盆中部（辛塞萊霍以西）以及東部次盆北部（巴蘭基亞以南），具有較好的油氣勘探潛力。

5 結(jié)論

1）西努-圣哈辛托盆地可分為東部San Jacinto 次盆和西部Sinu 次盆2 個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，并且以逆沖推覆為構(gòu)造特征，斷裂、褶皺發(fā)育。

2）西努-圣哈辛托盆地內(nèi)主要存在3 套生儲(chǔ)蓋組合，上白堊統(tǒng)Cansona 組海相頁(yè)巖是西努-圣哈辛托盆地發(fā)育最好的一套烴源巖，有機(jī)質(zhì)含量高；中新統(tǒng)San Cayetano 組砂巖儲(chǔ)集物性最好，是東部次盆主要的儲(chǔ)集巖；中新統(tǒng)Floresanto 組泥巖可作蓋層。

3）與逆沖斷層相關(guān)的構(gòu)造圈閉和地層圈閉、與不整合面相關(guān)的地層圈閉是西努-圣哈辛托盆地內(nèi)主要圈閉類型，地層圈閉勘探潛力大。西部次盆中部、東部次盆中部以及東部次盆北部為主要有利區(qū)。

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