袁井菊，丁一萍，蘇玉山，陳占坤，哈 里

(中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

喀麥隆里奧—德雷(Rio del Rey)盆地油氣資源十分豐富，已有30余年油氣勘探開發(fā)歷史。本文較系統(tǒng)地介紹和分析了里奧—德雷盆地的構(gòu)造特征，特別是泥巖底辟構(gòu)造與油氣分布的規(guī)律，以期為該地區(qū)的油氣勘探開發(fā)提供指導(dǎo)。

1 里奧—德雷盆地地質(zhì)概況

根據(jù)IHS數(shù)據(jù)庫對盆地的劃分，里奧—德雷盆地位于尼日爾三角洲(Niger Delta)盆地的東北緣，嚴格來講應(yīng)稱為尼日爾三角洲盆地次盆，是尼日爾三角洲盆地位于喀麥隆境內(nèi)的那一部分[1-2]，水深0～60 m，面積約2 500 km2，因其在喀麥隆重要的油氣勘探開發(fā)地位，又被單獨稱為里奧—德雷盆地(圖1)。其構(gòu)造演化特征與尼日爾三角洲盆地非常一致，是古新世以來至現(xiàn)今一直持續(xù)發(fā)育的新生代三角洲盆地。里奧—德雷盆地內(nèi)地層發(fā)育也與尼日爾三角洲盆地相同，自下而上發(fā)育3套地層：阿卡塔(Akata)組泥巖、阿格巴達(Agbada)組砂—泥巖和貝寧(Benin)組砂巖，均為穿時地層單元，發(fā)育時代為古新世—現(xiàn)代。

圖1 里奧—德雷盆地位置據(jù)IHS(2015)。

盆地內(nèi)的主要油氣發(fā)現(xiàn)位于中部阿格巴達組。其沉積厚度大，為長期海退型三角洲前緣沉積，由多套進積韻律的砂泥交互層組成，其中砂巖非常發(fā)育，孔隙度一般為19%～35%，滲透率0.5～10 μm2，屬于高孔—高滲的優(yōu)質(zhì)儲集層。交互的泥巖作為層間蓋層，與砂巖一起形成優(yōu)質(zhì)配套的儲—蓋組合，單砂層厚度一般在5～50 m，層間泥巖厚度約30～60 m。下部阿卡塔組是所有油氣發(fā)現(xiàn)的主要烴源巖，由厚層海相泥巖以及濁積砂巖和粉砂巖組成，為前三角洲和淺海陸架沉積，有機質(zhì)豐富，內(nèi)部偶爾在局部地區(qū)發(fā)育濁積砂巖。上部貝寧組平行不整合于下伏的阿格巴達組之上，全部由砂巖及紅層組成，埋藏較淺，上部泥巖蓋層不發(fā)育，在貝寧組只獲得少量次生氣藏和天然瀝青。

圖2 里奧—德雷盆地已發(fā)現(xiàn)油氣田構(gòu)造區(qū)帶劃分

2 盆地構(gòu)造特征與區(qū)帶劃分

里奧—德雷盆地的形成與岡瓦納大陸裂解和南大西洋、赤道大西洋張開有關(guān)[2]。自古新世以來長期海退形成了現(xiàn)今的被動大陸邊緣盆地，由于大陸邊緣的重力作用和三角洲泥巖的塑性推覆作用，從盆地向海，也即自北向南，依次形成了伸展構(gòu)造區(qū)、泥巖底辟區(qū)和趾狀逆沖推覆區(qū)(圖2)。

筆者通過約2 500 km2面積的三維地震資料構(gòu)造、斷層解釋與成圖，識別三維地震剖面上不同帶的典型構(gòu)造特征和構(gòu)造樣式，劃分出3個構(gòu)造區(qū)的邊界(圖3)。伸展構(gòu)造區(qū)以發(fā)育生長斷層、滾動背斜構(gòu)造及反向正斷層為特征，下降盤地層厚度明顯大于上升盤地層厚度，同時由于下降盤地層的重力牽引作用，形成滾動背斜構(gòu)造[3-6]；泥巖底辟區(qū)以發(fā)育泥巖底辟(包括刺穿泥底辟和非刺穿泥底辟)、泥底辟上部穹隆與垮塌正斷層構(gòu)造、泥巖脊及側(cè)向超覆地層構(gòu)造為特征，在泥巖底辟或泥巖脊之間形成迷你/微盆地，地層在泥巖底辟或泥巖脊翼部沉積形成上超，當微盆地被填平補齊之后，后期地層則披覆于泥巖底辟穹隆之上，形成披覆構(gòu)造；趾狀逆沖推覆區(qū)以發(fā)育疊瓦狀逆沖沖斷斷層和褶皺構(gòu)造為特征，是深海陸坡區(qū)和深海平原受重力滑動作用而產(chǎn)生的擠壓前沿變形帶，結(jié)果是塑性阿卡塔組泥巖地層被推覆逆沖到老地層上面，形成疊瓦狀褶皺構(gòu)造[7-11]。

圖3 里奧—德雷盆地北西—南東向區(qū)帶劃分地震剖面剖面A-A’位置見圖2。

3 油氣田分布規(guī)律與成藏模式

根據(jù)IHS(2015)數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計，里奧—德雷盆地迄今為止已發(fā)現(xiàn)68個油氣田，其中43個位于中部泥巖底辟構(gòu)造區(qū)，占已發(fā)現(xiàn)油氣田的63%。該數(shù)據(jù)說明泥巖底辟構(gòu)造區(qū)是里奧—德雷盆地主要油氣田分布區(qū)。同時，根據(jù)油氣田與盆地構(gòu)造區(qū)帶疊合平面圖(圖2)可以看出，在泥巖底辟構(gòu)造區(qū)已發(fā)現(xiàn)油氣田主要圍繞著泥巖底辟分布。縱向上油氣發(fā)現(xiàn)層位從上至下主要位于阿格巴達組S0、S1、S4和S5等砂巖組中。

油氣成藏模式主要為下生上儲式。前期勘探和研究證實，盆地主要產(chǎn)層阿格巴達組油源來自于阿卡塔組泥巖。自中新世以來，三角洲地層快速大量沉積并伴隨著泥巖底辟活動形成斷裂和相關(guān)構(gòu)造，此時埋藏較深的阿卡塔組已進入生烴門限，巨大的地層壓力使得油氣沿著斷層或活動底辟邊部向阿格巴達組運移，加上阿格巴達組內(nèi)部層間泥巖蓋層的封蓋作用，在高部位的辟頂背斜、斷背斜、斷塊構(gòu)造圈閉或辟邊巖性遮擋圈閉中聚集成藏。

油氣成藏模式可主要歸納為2種類型：一種是高陡泥巖底辟刺穿式，泥巖底辟刺穿了S5或更上部地層，主要形成辟頂斷背斜或辟邊斷塊油藏(圖4)；另一種是低緩泥巖底辟隱伏未刺穿式，主要發(fā)育在伸展構(gòu)造區(qū)向泥巖底辟的過渡區(qū)，泥巖底辟未刺穿S5地層，上部構(gòu)造主要受生長斷層及其反向斷層控制，在斷層的上、下盤形成的斷鼻或斷背斜中聚集成藏(圖5)。

泥巖底辟為何對油氣分布具有如此重要的控制作用，筆者認為可以從該區(qū)泥巖底辟成因和泥巖底辟對油氣成藏的影響2個方面來探討。

首先，從泥巖底辟成因角度分析。部分學(xué)者認為泥巖底辟形成的主要動力是由于上覆負荷差異，兩側(cè)壓迫泥巖，中央釋放上拱，產(chǎn)生泥巖底辟[12-16]。另有部分學(xué)者認為，底辟發(fā)育的背景是因為斷層，由于斷裂區(qū)產(chǎn)生許多潛在的薄弱面，為塑性物質(zhì)上辟突入形成應(yīng)力環(huán)境[17]。從里奧—德雷盆地區(qū)域地質(zhì)背景可知，在晚白堊世—始新世早期斷層不發(fā)育，底辟的形成并未受斷層太大影響。從地震剖面泥巖底辟兩側(cè)地層的厚度差異及地震上超的特征可以看出，在下部阿卡塔組泥巖主要突入的阿格巴達組地層整個沉積階段，泥巖底辟一直伴隨著活動，并控制了兩側(cè)地層沉積厚度差異。泥巖底辟上突剌穿層位從S5至S0.7不等，有的甚至活動至今，刺穿了現(xiàn)今仍在沉積的貝寧組(如圖4右側(cè)的阿卡塔泥巖底辟)。這些現(xiàn)象表明，該區(qū)泥巖底辟主要為同生構(gòu)造性質(zhì)。

圖5 里奧—德雷盆地泥巖底辟未刺穿式成藏模式

圖4 里奧—德雷盆地泥巖底辟刺穿式成藏模式

其次，從泥巖底辟對油氣成藏的影響方面來分析。儲集條件方面，王芝堯等[18-20]對相似地區(qū)實驗室底辟模型的研究表明，在底辟發(fā)育位置，由于動力因素較強，主要沉積大顆粒砂質(zhì)沉積物，泥質(zhì)沉積物較少，儲層條件優(yōu)越。圈閉條件方面，由于底辟的上突，頂部地層中產(chǎn)生許多環(huán)底辟的放射狀斷層(圖2)，形成辟頂背斜或斷背斜構(gòu)造圈閉；同時在側(cè)翼，由于塑性泥巖在上拱過程完成后，內(nèi)部飽含的流體排出，形成較為致密的泥巖，是良好的側(cè)向遮擋條件，可形成辟邊巖性遮擋圈閉。運移條件方面，底辟上升通道和上升過程中形成的側(cè)向斷層，均可作為溝通下部阿卡塔烴源巖和上部阿格巴達儲層的通道，增強油氣垂向輸導(dǎo)能力[21-25]，促使油氣富集高產(chǎn)。如帕都克油田，為泥巖底辟頂部斷背斜構(gòu)造圈閉，單井日產(chǎn)高達6 000桶(圖4)。

由于圈閉、儲層和運聚條件如此優(yōu)越，因此形成了泥巖底辟構(gòu)造區(qū)油氣聚集的優(yōu)勢。

4 結(jié)論

里奧—德雷盆地是一個長期海退形成的三角洲盆地，擁有厚層前三角洲泥巖和多套三角洲前緣砂體，生、儲、蓋條件都非常優(yōu)越。自北向南可劃分為3個構(gòu)造區(qū)帶：伸展構(gòu)造區(qū)、泥巖底辟構(gòu)造區(qū)和趾狀逆沖推覆構(gòu)造區(qū)。其中，泥巖底辟區(qū)與現(xiàn)今已發(fā)現(xiàn)油氣田緊密相關(guān)，63%的油氣田位于底辟周圍，并與底辟形成的圈閉有關(guān)。由于底辟活動形成的圈閉、儲集和運移3個方面的優(yōu)勢條件，促使油氣在底辟構(gòu)造區(qū)富集高產(chǎn)。因此，未來泥巖底辟構(gòu)造區(qū)以及與泥巖底辟相關(guān)的圈閉，仍然是里奧—德雷盆地進一步尋找勘探潛力的主要地區(qū)。