于璇，侯貴廷，代雙河，韓宇春，謝結(jié)來

（1教育部造山帶與地殼演化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院）（3中國石油東方地球物理勘探公司地質(zhì)研究院）

巴西深水盆地對(duì)比及油氣成藏規(guī)律分析

于璇1，2，侯貴廷1，2，代雙河3，韓宇春3，謝結(jié)來3

（1教育部造山帶與地殼演化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院）（3中國石油東方地球物理勘探公司地質(zhì)研究院）

對(duì)巴西東部被動(dòng)大陸邊緣深水盆地群的構(gòu)造演化和石油地質(zhì)特征進(jìn)行了系統(tǒng)性的對(duì)比分析，研究表明，盆地群經(jīng)歷了4個(gè)演化階段：前裂谷階段、同裂谷階段、局限海過渡階段和被動(dòng)大陸邊緣漂移階段。受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場、膏鹽層、火山巖等方面的影響，各盆地表現(xiàn)出不同的盆地結(jié)構(gòu)和構(gòu)造樣式，而膏鹽層的發(fā)育對(duì)于油氣成藏起著關(guān)鍵作用。這些盆地中，主要發(fā)育了三套烴源巖、三套儲(chǔ)層和三套區(qū)域蓋層，并形成了三種油氣成藏類型：鹽下裂谷地塹內(nèi)的構(gòu)造油氣藏，膏鹽層上下的碳酸鹽巖油氣藏，以及鹽上的濁積巖構(gòu)造—地層復(fù)合油氣藏。根據(jù)成藏規(guī)律分析，并考慮各盆地的勘探現(xiàn)狀，按勘探潛力由好到差的順序?qū)⑴璧貏澐譃槿?，指出Ⅰ、Ⅱ類潛力區(qū)應(yīng)是主要勘探方向，具有廣闊的油氣資源前景。

巴西東部；深水盆地；油氣成藏；成藏規(guī)律；油氣潛力

巴西東部被動(dòng)大陸邊緣和北美墨西哥灣以及西非幾內(nèi)亞灣，一起被稱為深水油氣勘探的 “黃金三角”［1］。巴西被動(dòng)大陸邊緣盆地群是世界上最大的被動(dòng)大陸邊緣盆地群之一，并且其深水油氣資源量占巴西油氣總資源量的70%［2］。進(jìn)入21世紀(jì)以來，巴西東海岸深水盆地群不斷有重大發(fā)現(xiàn)，使其逐漸成為了世界油氣勘探的熱點(diǎn)領(lǐng)域［2-5］。這些大發(fā)現(xiàn)使得巴西石油儲(chǔ)量有望躍居世界第五，僅次于沙特、伊朗、伊拉克和科威特等四國，成為名副其實(shí)的“新中東”。截至2013年底，巴西石油總儲(chǔ)量已達(dá)22×108t，天然氣 6500×108m3［6］。

目前雖然在巴西東南部深水區(qū)已經(jīng)取得重大勘探進(jìn)展，但對(duì)于巴西東部陸緣從南到北的系統(tǒng)性油氣地質(zhì)研究則相對(duì)薄弱。本文將在前人研究的基礎(chǔ)上，就巴西東部被動(dòng)大陸邊緣盆地群的構(gòu)造演化和石油地質(zhì)特征進(jìn)行系統(tǒng)性的對(duì)比研究，并總結(jié)和評(píng)價(jià)巴西深水盆地的油氣富集規(guī)律和勘探潛力。這對(duì)促進(jìn)我國石油企業(yè)開展巴西深水油氣勘探領(lǐng)域的國際合作和深化了解被動(dòng)大陸邊緣盆地的油氣成藏規(guī)律具有一定參考意義。

1　區(qū)域概況

1.1盆地分布特征

巴西被動(dòng)大陸邊緣從北緯5°延伸至南緯35°，總長度超過8 000km，由北向南可劃分出12個(gè)含油氣沉積盆地（圖1），它們分別是：亞馬孫河口盆地（Foz do Amazonas）、帕拉—馬拉尼昂（Para-Maranhao，以下簡稱“帕馬盆地”）、巴雷里尼亞斯盆地（Barreirinhas）、皮奧伊—塞阿拉盆地（Piaui-Ceara，以下簡稱“皮塞盆地”）、波蒂瓜爾盆地（Potiguar）、塞爾希培-阿拉戈斯盆地（Sergipe-Alagoas，以下簡稱“塞阿盆地”）、卡瑪姆—奧馬達(dá)盆地（Camamu-Almada，以下簡稱“卡奧盆地”）、熱基蒂尼奧尼盆地（Jequitinhonha）、庫穆魯沙蒂巴盆地（Cumuruxatiba）、圣埃斯皮里圖桑托盆地（Espirito Santo，以下簡稱“北桑托盆地”）、坎波斯盆地（Campos）和桑托斯盆地 （Santos）盆地。這些盆地平行海岸延伸，被背斜隆起和巨大的基底突起隔開。已發(fā)現(xiàn)的大型油氣田主要位于北桑托盆地、坎波斯盆地和桑托斯盆地，這三大盆地合稱大坎波斯盆地（Big Campos），總面積達(dá)58.66×104km2，其中海上面積為55.97×104km2。

圖1　　巴西東部被動(dòng)大陸邊緣盆地分布圖

1.2構(gòu)造與沉積演化

巴西東部被動(dòng)大陸邊緣盆地的形成和演化與岡瓦納大陸的解體和隨后的巖石圈伸展有關(guān)［7-10］。侏羅紀(jì)末期—白堊紀(jì)早期，西岡瓦納大陸發(fā)育大陸裂谷系，隨后南美洲與非洲分離，伴隨著南大西洋擴(kuò)張而形成兩岸被動(dòng)大陸邊緣盆地群［11-12］。盆地演化經(jīng)歷了前裂谷階段、同裂谷階段、局限海過渡階段以及被動(dòng)大陸邊緣漂移階段［13］（圖2），發(fā)育了相應(yīng)的沉積層序。

前裂谷階段對(duì)應(yīng)于盆地基底的形成時(shí)期（圖2a），前寒武紀(jì)結(jié)晶基底以花崗巖和片麻巖為主，只有在塞阿盆地存在古生代地臺(tái)沉積蓋層［14-15］。

同裂谷階段的沉積是隨著西岡瓦納大陸在晚侏羅世—早白堊世期間的裂解開始的［11］?？膊ㄋ购蜕Ｍ兴古璧氐囊缌餍鋷r標(biāo)志著南美板塊最南端部分的裂谷作用的開始［16］，并在巴西陸緣形成了北東—南西向的裂谷系統(tǒng)，而位于赤道附近的帕馬盆地，直到晚白堊世才發(fā)生裂谷作用（圖3）［17］。同裂谷階段主要發(fā)育受正斷層控制而形成的半地塹，并充填了河流—三角洲相的陸相巨層序（圖2b），火山質(zhì)和火山碎屑巖常以夾層的形式在這套層序中出現(xiàn)［14］（圖3），形成了同裂谷沉積層序。

圖2　　巴西東部被動(dòng)大陸邊緣演化模式圖（據(jù)文獻(xiàn)［14］修改）

局限海過渡階段以巖石圈伸展減弱和海水向裂谷地塹的第一次海侵為特征，沉積了一套局限海相的碳酸鹽巖或膏鹽層，這套局限海過渡層序不整合于同裂谷層序之上，類似于現(xiàn)今的紅海（圖2c）。該套層系主要沉積在塞阿盆地至桑托斯盆地之間（圖1，圖3）。

被動(dòng)大陸邊緣漂移階段是局限海繼續(xù)擴(kuò)張成大洋，盆地因熱沉降而向海傾斜，從而導(dǎo)致差異壓實(shí)，誘發(fā)了含鹽盆地鹽體的流動(dòng)（圖2d）。從晚白堊世到新生代早期，被動(dòng)大陸邊緣層序從下至上相繼沉積了兩套海相層序，下部以碳酸鹽巖為主，上部以開闊海相碎屑巖為主［14］（圖3）。

2　盆地地質(zhì)特征對(duì)比與油氣富集規(guī)律

2.1盆地地質(zhì)特征對(duì)比

圖3　　巴西東部被動(dòng)大陸邊緣盆地綜合柱狀圖對(duì)比（據(jù)文獻(xiàn)［18］編繪）

巴西東部海域各深水盆地具有成因上的一致性，但從現(xiàn)有的油氣資源發(fā)現(xiàn)來看，各盆地的油氣富集規(guī)律存在著差異。由于受到區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場、火山巖、膏鹽層、局部隆起等方面的影響，從而造成了盆地間局部演化的差異。因此，進(jìn)行盆地間的地質(zhì)特征對(duì)比有利于摸清盆地油氣成藏規(guī)律。

2.1.1構(gòu)造特征與構(gòu)造樣式

在早白堊世大西洋裂解初期，即同裂谷階段初始，南美大陸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而非洲大陸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)［19］（圖4）。130Ma—107Ma以來非洲板塊相對(duì)于南美板塊的運(yùn)動(dòng)矢量顯示，以貝努埃裂谷為軸，該軸以北為擠壓應(yīng)力，該軸以南為拉張應(yīng)力，且越向南北兩側(cè)，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量越大。這表明在同裂谷階段的中后期，巴西東部的塞阿盆地至桑托斯盆地和西非各盆地受近東西向拉張作用的控制，非洲板塊西北部與巴西東北陸緣之間為擠壓狀態(tài)，而在非洲中部的尼日爾三角洲地區(qū)處在伸展與擠壓過渡的調(diào)節(jié)帶上，發(fā)育著貝努埃裂谷［20-21］。據(jù)此，將巴西被動(dòng)大陸邊緣劃分為巴西東部—西非伸展區(qū)、貝努埃剪切—伸展區(qū)以及赤道擠壓區(qū) （圖4）。隨著南大西洋的發(fā)育，海水由南向北灌入，巴西東部—西非伸展區(qū)最先張開，這有利于沉積物的率先充填和厚層烴源巖的發(fā)育。貝努埃剪切—伸展區(qū)在大陸裂解時(shí)受到轉(zhuǎn)換斷層的控制，在張裂變形中伴隨有較大的走滑剪切分量，因此陸架較窄［22］。而北部赤道擠壓區(qū)受北東—南西向擠壓應(yīng)力的控制，盆地形成較晚，并且易受到構(gòu)造破壞，客觀上不利于沉積物的充填和油氣的聚集保存［23］。

圖4　　巴西東部早白堊世（107Ma）區(qū)域應(yīng)力狀態(tài)示意圖（據(jù)文獻(xiàn)［21，24］編繪）

南大西洋擴(kuò)張的差異性導(dǎo)致在巴西陸緣發(fā)育寬窄不一的陸架（圖5）。位于伸展環(huán)境下的卡奧盆地以南的大陸邊緣裂谷較寬，坡度較緩，基底正斷層垂直斷距一般為0.5~2km，陸架寬度最大的可達(dá)600 km（如桑托斯盆地）［25］。處于剪切—伸展環(huán)境下的東北部則發(fā)育狹窄大陸邊緣，裂谷較窄，坡度較陡，從海岸線到3000m水深處不超過50km （如塞阿盆地）［25］。寬窄陸架之間通常以大型轉(zhuǎn)換斷裂帶作為調(diào)節(jié)，如皮塞盆地東部的Romanche斷裂帶和北桑托盆地東部的Vitoria-Trindade斷裂帶（圖5）。

大陸邊緣的構(gòu)造特征直接影響了盆地的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造樣式。巴西東部海域所有盆地的區(qū)域剖面都顯示了同裂谷層序和被動(dòng)大陸邊緣層序，但在塞阿盆地以南的各盆地還發(fā)育包括膏鹽層在內(nèi)的過渡層序（圖5），總體表現(xiàn)為“下伏裂谷盆地+上覆被動(dòng)大陸邊緣盆地”的模式。各盆地在同裂谷階段的構(gòu)造以簡單的階梯狀正斷層、地塹、半地塹和掀斜斷塊構(gòu)造等伸展構(gòu)造樣式為主（見圖5中的①—⑧剖面）。被動(dòng)大陸邊緣階段的構(gòu)造樣式表現(xiàn)為受差異壓實(shí)和重力滑塌而形成的生長斷層和滾動(dòng)背斜等擠壓構(gòu)造樣式，主要發(fā)育在膏鹽巖或泥頁巖發(fā)生滑動(dòng)的深水地區(qū)，稱為深水褶皺帶，多數(shù)位于盆地的深水區(qū)，例如：亞馬孫河口盆地、巴雷里尼亞斯盆地、坎波斯盆地、桑托斯盆地的深水區(qū)［26］（見圖5中的①、②、⑦、⑧剖面）；在塞阿盆地以南的各盆地還常發(fā)育底劈構(gòu)造等與鹽相關(guān)的構(gòu)造，主要表現(xiàn)為初期的鹽枕和充分發(fā)育的鹽丘（見圖5中的④—⑧剖面）。

2.1.2膏鹽巖發(fā)育特征

巴西陸緣含鹽盆地共有七個(gè)，呈南北向展布，因這些含鹽盆地中的鹽發(fā)育在116~110Ma的局限海過渡階段，地質(zhì)時(shí)期主要為阿普特期，故這些含鹽盆地又稱為“阿普特鹽盆”（Aptian Salt Basins）（圖5）。鹽盆中鹽的發(fā)育時(shí)間總體具有先北后南的規(guī)律，分布范圍具有南寬北窄的特點(diǎn)［17］（圖5，表1），發(fā)育厚度整體上表現(xiàn)為從北向南增厚的規(guī)律，桑托斯盆地的膏鹽層厚度可達(dá)2500m。各含鹽盆地內(nèi)的隆凹構(gòu)造格局導(dǎo)致了膏鹽層厚度和分布呈不規(guī)則狀，膏鹽巖主要聚集于盆地的凹陷內(nèi)，而且在鹽盆內(nèi)自西而東，膏鹽巖的厚度也是增大的［17］。

膏鹽巖的發(fā)育程度和分布特征對(duì)于油氣的生成、運(yùn)移、成藏和保存起著至關(guān)重要的作用。首先，在膏鹽巖形成的初期，下伏的暗色泥巖與氧氣隔絕，防止了早期沉積物的氧化分解，有利于有機(jī)物的保存，并且厚度大的膏鹽層可以形成熱流屏蔽，使其下伏的熱流值偏高，有利于有機(jī)質(zhì)的排烴轉(zhuǎn)化［27］。其次，膏鹽層為塑性的軟弱層，在差異壓實(shí)的情況下易形成鹽相關(guān)構(gòu)造，油氣可沿著膏鹽巖蠕變形成的塑性斷層運(yùn)移并聚集成藏。Adam等［28］通過對(duì)熱基蒂尼奧尼盆地鹽構(gòu)造的物理模擬得出：該盆地的演化和鹽構(gòu)造主要與被動(dòng)大陸邊緣層序的重力滑塌作用有關(guān)，鹽體流動(dòng)在深海地區(qū)形成的深水褶皺帶有利于形成良好的油氣藏圈閉；并且，膏鹽層巖性致密，穩(wěn)定的膏鹽層對(duì)鹽下的油氣具有極強(qiáng)的封蓋能力。

圖5　　巴西東部被動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造綱要及盆地結(jié)構(gòu)（據(jù)文獻(xiàn)［7，13，25］編繪）

2.1.3火山巖分布特征

巴西被動(dòng)大陸邊緣在性質(zhì)上屬于典型的火山型被動(dòng)大陸邊緣，在這種大陸邊緣發(fā)育過程中常伴隨有強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)［29］。巴西東部陸緣主要發(fā)育有兩期火山活動(dòng)：一期是在早白堊世的同裂谷階段，與岡瓦納大陸裂解有關(guān)；另一期是在新生代的被動(dòng)大陸邊緣階段，與南美板塊和非洲板塊的漂移有關(guān)［13］。在各盆地被動(dòng)大陸邊緣層序中，含有新生代火山巖地層的盆地有6個(gè)，分別是巴雷里尼亞斯、皮塞盆地、波蒂瓜爾盆地、熱基蒂尼奧尼盆地、庫穆魯沙蒂巴盆地和北桑托盆地?；鹕綆r發(fā)育在古新世到中新世（大致60～10Ma），整體上具有從南向北變年輕的趨勢（表1）。

表1　　巴西東部海域盆地地質(zhì)特征對(duì)比表（據(jù)文獻(xiàn)［18］總結(jié)）

這兩期火山巖的發(fā)育對(duì)于油氣的形成、儲(chǔ)集和成藏起到了積極的作用。在烴源巖成熟階段，與火山巖相鄰的暗色泥巖會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)酸性水，沿層間斷裂、裂縫滲入火山巖，發(fā)生溶蝕作用，產(chǎn)生溶蝕孔、縫，從而改善了火山巖的儲(chǔ)集性能，例如：坎波斯盆地的下白堊統(tǒng)瓦蘭今階Cabinunas組玄武巖儲(chǔ)集層。此外，火山巖的異常熱效應(yīng)提高了盆地的地溫梯度，加速了有機(jī)質(zhì)熱演化，可促使有機(jī)質(zhì)早熟排烴。在古新世至中新世期間發(fā)生的巖漿活動(dòng)事件可以促進(jìn)盆地的新生代變形，以庫穆魯沙蒂巴盆地為例，古新世至始新世期間發(fā)生的Abrolhos火山巖以整合的形式（巖床）出現(xiàn)在同構(gòu)造沉積物中，火山巖的發(fā)育引發(fā)的局部差異載荷可以誘發(fā)鹽構(gòu)造的形成［30］，從而在盆地深水區(qū)形成與逆沖斷層相關(guān)的滾動(dòng)背斜，有利于圈閉的形成。

2.2成藏條件對(duì)比分析

2.2.1烴源巖對(duì)比

大西洋兩側(cè)各含油氣盆地的儲(chǔ)層均十分發(fā)育，各盆地油氣富集程度的差異主要取決于烴源巖發(fā)育的厚度和烴源巖類型的差異，即“源控”，例如：坎波斯盆地、桑托斯盆地和西非的寬扎盆地、尼日爾三角洲盆地是厚層優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育區(qū)，因此成為南大西洋兩側(cè)最富集的含油氣盆地。南大西洋兩側(cè)盆地的烴源巖具有近源性［31］，例如：在坎波斯盆地和安哥拉的寬扎盆地同為一套以重碳同位素組分為特征的湖相A型烴源巖；在卡奧盆地、加蓬南部和安哥拉北部陸緣同為一套以低硫組分、中等到輕碳同位素組分為特征的湖相B型烴源巖；而塞阿盆地與加蓬盆地的烴源巖均屬于過渡相，可見兩岸盆地?zé)N源巖可以類比（圖6）。

巴西陸緣東部海域的各盆地主力烴源巖總有機(jī)碳含量TOC一般均大于1%（表2），主要發(fā)育有三套。第一套烴源巖為發(fā)育在同裂谷期的湖相泥頁巖，主要分布在桑托斯盆地、坎波斯盆地和北桑托盆地的下白堊統(tǒng)Lagoa Feia組。該套湖相烴源巖干酪根類型為I型或II型，平均總有機(jī)碳含量一般在1%～5%，鏡質(zhì)組反射率一般在0.5%～1.5%，主要處于成熟階段 （表2）。巴西海岸各盆地發(fā)現(xiàn)的原油中有95%來自于該套湖相烴源巖，而該套烴源巖的原油可采儲(chǔ)量有61.35×108t，是巴西深水盆地最重要的烴源巖［18，32］。

第二套烴源巖是在局限海過渡階段—被動(dòng)大陸邊緣漂移階段早期（阿普特期—晚白堊世晚期）河流三角洲、濱岸沼澤、淺海及半封閉環(huán)境中沉積的頁巖和泥灰?guī)r等，其干酪根類型為I型或II型，如：帕馬盆地的下白堊統(tǒng)Caju群以及巴雷里尼亞斯盆地的下白堊統(tǒng)Arpoador組（圖6，表2）。該套過渡環(huán)境下沉積的烴源巖質(zhì)量也很高，以塞阿盆地為例，其下白堊統(tǒng)阿普特階Ibura段黑色頁巖平均厚度達(dá)到200m，總有機(jī)碳含量平均為3.5%，最高可達(dá)12%［33］。

圖6　　巴西東部烴源巖類型分布特征及其與非洲西海岸烴源巖類型對(duì)比圖（據(jù)文獻(xiàn)［31］修改）

第三套烴源巖為被動(dòng)大陸邊緣漂移階段晚期（晚白堊世晚期—漸新世）的海相頁巖，該套烴源巖在各深水盆地均有廣泛的分布，其總有機(jī)碳含量TOC一般小于1%，干酪根為Ⅲ型，但是由于埋深不足，一般均未成熟，只有在埋深較大處的烴源巖才可能有生氣潛力［33］。

2.2.2儲(chǔ)集層對(duì)比

從巴西陸緣的東北部向南，大陸架的寬度逐漸增寬，沉積物的體量也隨之增大。到坎波斯盆地，陸架寬度超過了300km，沉積蓋層厚度可達(dá)6～7km，巨大的沉積體量也為油氣提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)和廣闊的儲(chǔ)集空間。總的來看，巴西東部被動(dòng)大陸邊緣深水盆地發(fā)育了三套主力儲(chǔ)層（表2）：

第一套為同裂谷階段發(fā)育的河流—湖泊相砂礫巖儲(chǔ)層。如卡奧盆地下白堊統(tǒng)Morro do Barro組湖相砂巖，平均孔隙度為26%，平均滲透率達(dá)到2 400×10-3μm2（表2）。

第二套為局限海過渡階段和被動(dòng)大陸邊緣漂移階段早期的臺(tái)地相或淺海相碳酸鹽巖儲(chǔ)層。該套儲(chǔ)層主要分布在亞馬孫河口盆地、帕馬盆地、坎波斯盆地、桑托斯盆地（表2）。以坎波斯盆地為例，阿爾布階—賽諾曼階Macae群碳酸鹽巖是一套淺水陸架碳酸鹽巖儲(chǔ)集層，沉積于高能環(huán)境的顆?；?guī)r的孔隙度為12%～15%，滲透率平均為120×10-3μm2［34］。在桑托斯盆地，近年來的重大油氣發(fā)現(xiàn)都是以鹽下碳酸鹽巖為儲(chǔ)集層，這套儲(chǔ)集層內(nèi)的油氣儲(chǔ)量占盆地油氣總儲(chǔ)量的76.6%［18］。

第三套為被動(dòng)大陸邊緣漂移階段晚期的三角洲相砂巖或海相濁積砂巖儲(chǔ)層。該套儲(chǔ)層在巴西東部各盆地海域中廣泛分布，以北桑托盆地為例，上白堊統(tǒng)—始新統(tǒng)Urucutuca組濁積砂巖是其主要的油氣產(chǎn)層，該套主力儲(chǔ)集層的油氣儲(chǔ)量占盆地油氣總儲(chǔ)量的93.4%。儲(chǔ)層孔隙度一般為15%～27%，滲透率介于（60～500）×10-3μm2之間（表2）。

從已發(fā)現(xiàn)的油氣田來看，油氣產(chǎn)層主要集中在阿爾布階—賽諾曼階Macae群或Guaruja組碳酸鹽巖和鹽上被動(dòng)陸緣漂移階段的上白堊統(tǒng)—始新統(tǒng)海相濁積砂巖中［35-37］。

2.2.3蓋層分布及生儲(chǔ)蓋組合

同裂谷層序的下白堊統(tǒng)Lagoa Feia組的湖相頁巖、局限海過渡層序的阿普特階膏鹽巖以及被動(dòng)大陸邊緣層序的上白堊統(tǒng)—始新統(tǒng)Ubarana組（或Carapebus組、或Ubatuba組）海相頁巖是巴西東部深水盆地三套穩(wěn)定的區(qū)域性蓋層，它們對(duì)于油氣的保存起到了至關(guān)重要的作用。

同裂谷層序內(nèi)的下白堊統(tǒng)Lagoa Feia組湖相頁巖既可以作為烴源巖，也可以作為蓋層。在坎波斯盆地，由于裂谷內(nèi)發(fā)育下白堊統(tǒng)歐特里夫階Cabiunas組玄武巖中的裂縫型儲(chǔ)層，故形成了新生古儲(chǔ)的生儲(chǔ)蓋組合。

局限海過渡層序內(nèi)的碳酸鹽巖和膏鹽巖形成了連續(xù)的生儲(chǔ)蓋組合，廣泛分布的高致密性的膏鹽巖直接覆蓋在碳酸鹽巖之上，在不發(fā)育鹽窗的地區(qū)就可以形成高效封堵。這一類的生儲(chǔ)蓋組合在桑托斯盆地最為常見，因?yàn)樵撆璧馗帑}層較厚，最厚可達(dá)2500m，可以有效封蓋鹽下儲(chǔ)集層［36］。

被動(dòng)大陸邊緣層序內(nèi)的海相深水濁積砂體本身就具有“泥包砂”的特征，砂巖儲(chǔ)層內(nèi)的油氣被多套海相頁巖所封存［38］，從而形成了以上白堊統(tǒng)—始新統(tǒng)Carapebus組濁積砂巖為儲(chǔ)集層、以層間的海相頁巖層為蓋層的下生上儲(chǔ)連續(xù)的生儲(chǔ)蓋組合。此外，同裂谷層序或局限海過渡層序中烴源巖形成的油氣也可以沿著斷層或不整合面向上運(yùn)移到第三系濁積砂體內(nèi)，并被海相頁巖封蓋，從而形成下生上儲(chǔ)不連續(xù)的生儲(chǔ)蓋組合［39］，該生儲(chǔ)蓋組合在巴西東北部不含鹽盆地或含鹽盆地中鹽構(gòu)造發(fā)育的地區(qū)較為常見，平面上主要分布在大陸架外圍的深水地區(qū)。

2.2.4圈閉類型與成藏模式

巴西東部被動(dòng)大陸邊緣盆地發(fā)現(xiàn)的油氣藏圈閉類型豐富，包括構(gòu)造圈閉、構(gòu)造—地層復(fù)合圈閉和地層圈閉，所占比例分別為42%、38%和16%［40］。其中構(gòu)造—地層復(fù)合圈閉是最重要的圈閉類型，近年來發(fā)現(xiàn)的巨型油氣田多為構(gòu)造—地層復(fù)合圈閉油氣藏。巴西深水盆地主要發(fā)育3種油氣成藏類型：鹽下同裂谷油氣藏、過渡層序碳酸鹽巖油氣藏以及被動(dòng)大陸邊緣濁積巖油氣藏。

同裂谷層序內(nèi)的圈閉類型主要為構(gòu)造圈閉，包括斷塊圈閉、基底披覆背斜圈閉和斷層遮擋圈閉，局部還可以形成玄武巖裂縫型油氣藏［41］（如圖7中的圈閉類型①—④）。過渡層序內(nèi)的油氣藏圈閉類型以碳酸鹽巖巖性圈閉為主（圖7b中的圈閉類型⑤），例如坎波斯盆地的Macae群碳酸鹽巖油氣藏。被動(dòng)大陸邊緣層序內(nèi)的油氣藏圈閉類型較為多樣：對(duì)于巴西東北部不含鹽盆地，圈閉類型主要以構(gòu)造—地層復(fù)合圈閉為主，地層圈閉為輔，常發(fā)育砂巖透鏡體圈閉、滾動(dòng)背斜圈閉和深水區(qū)與逆沖斷層相關(guān)的斷層圈閉等［42］（圖7a中的圈閉類型⑨—⑩）；對(duì)于巴西東部含鹽盆地，鹽構(gòu)造形成的鏟形斷層構(gòu)成了油氣垂向運(yùn)移通道，從而表現(xiàn)為“斷層+鹽刺穿”式的鹽上濁積巖油氣運(yùn)移成藏模式［43］，主要發(fā)育斷層遮擋型和鹽丘遮擋型鹽構(gòu)造圈閉（圖7b中的圈閉類型⑥—⑦）。此外，膏鹽層的厚度也直接影響了油氣成藏的位置。桑托斯盆地的油氣發(fā)現(xiàn)主要位于鹽下（巨厚的膏鹽層阻止油氣向上運(yùn)移），而北桑托盆地的大油氣田主要分布于鹽上，原因在于膏鹽層較薄地區(qū)更容易發(fā)育鹽構(gòu)造，其形成的鹽構(gòu)造窗可以有效溝通鹽下裂谷期的烴源巖，使得油氣順斷層向上運(yùn)移，在鹽上保存條件好的深水濁積砂體中富集成藏［44］。在深水地區(qū)，由于同裂谷層序和過渡層序的減薄和消失，圈閉類型主要轉(zhuǎn)為被動(dòng)大陸邊緣層序內(nèi)與深水沉積相關(guān)的濁積巖、古水道、遠(yuǎn)端扇等地層巖性圈閉［45］，主要發(fā)育地層不整合圈閉、透鏡體巖性圈閉以及滾動(dòng)背斜圈閉等（圖7b中的圈閉類型⑧—⑩）。由上述分析，建立了巴西東北部典型不含鹽盆地成藏模式（圖7a）和巴西東部典型含鹽盆地成藏模式（圖7b），從圖中可以看出，膏鹽巖的發(fā)育對(duì)于油氣成藏起到了關(guān)鍵性的作用。

圖7　　巴西東部深水盆地圈閉類型及油氣成藏模式對(duì)比圖

3　勘探潛力分析及方向

巴西深水盆地的油氣資源十分豐富，但油氣富集程度差異巨大。截至2013年底，12個(gè)盆地的石油和天然氣累積剩余可采儲(chǔ)量合計(jì)達(dá)到55 542.4 MMBOE （MMBOE：百萬桶油當(dāng)量），其中石油44102.2MMBOE，天然氣11440.2 MMBOE，油氣比為3.9：1［6］。而塞阿盆地及其以南的7個(gè)含鹽盆地的油氣剩余可采儲(chǔ)量54 720.8 MMBOE，占總剩余可采儲(chǔ)量的98.5%［38］，可見膏鹽層的發(fā)育對(duì)盆地油氣成藏具有十分重要的影響。結(jié)合上文對(duì)于巴西被動(dòng)大陸邊緣各盆地構(gòu)造沉積演化差異性的對(duì)比和石油地質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)盆地成藏規(guī)律的總結(jié)，并考慮各盆地的勘探現(xiàn)狀，現(xiàn)按勘探潛力由好到差將盆地劃分為三個(gè)類別（圖8）：

Ⅰ類潛力區(qū)坎波斯盆地、桑托斯盆地、北桑托盆地（圖8）。這三個(gè)盆地的大陸架最寬，石油地質(zhì)條件最為優(yōu)越，鹽上和鹽下都具備油氣成藏的有利條件?？紤]到該地區(qū)湖相烴源巖質(zhì)量很高，膏鹽層很厚，同裂谷層序體量較大，油氣保存條件非常好，故建議優(yōu)先勘探鹽下儲(chǔ)層。其中，北桑托盆地由于鹽構(gòu)造發(fā)育，建議重點(diǎn)勘探其深水區(qū)鹽構(gòu)造之上的上白堊統(tǒng)—漸新統(tǒng)濁積砂巖儲(chǔ)層。2002～2012年，僅坎波斯盆地就新發(fā)現(xiàn)15個(gè)油氣田，可采儲(chǔ)量超過7×108t（約51億桶）［37］，表明這類盆地仍然是未來優(yōu)先勘探的重點(diǎn)區(qū)域。

Ⅱ類潛力區(qū)塞阿盆地、卡奧盆地、熱基蒂尼奧尼盆地、庫穆魯沙蒂巴盆地、波蒂瓜爾盆地以及皮塞盆地（圖8）。前4個(gè)盆地都是含鹽盆地，鹽層厚度較薄，目前雖然只有少量的發(fā)現(xiàn)，但盆地具有多套含油氣系統(tǒng)，特別是同裂谷層序內(nèi)的油氣藏，生儲(chǔ)蓋配置較好，具有一定的勘探前景。建議重點(diǎn)關(guān)注位于掀斜斷塊中的構(gòu)造油氣藏、可能發(fā)育在砂巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)層中的白堊系油藏、以及可能發(fā)育在河流—三角洲河床砂以及礁灰?guī)r中的第三系油氣藏。波蒂瓜爾盆地的陸上部分是巴西最主要的產(chǎn)油區(qū)之一，但是海上部分勘探水平相對(duì)較低，潛在的靶區(qū)是海上上白堊統(tǒng)—第三系Ubarana組濁積巖。皮塞盆地?zé)N源巖質(zhì)量高，盆地在湖相頁巖初始生油之后形成了眾多的構(gòu)造圈閉；2012年12月，在塞阿盆地距離海岸85km、水深2583m的深水區(qū)鉆遇了67m厚的油柱，顯示了其廣闊的勘探前景。

圖8　　巴西深水盆地油氣潛力綜合評(píng)價(jià)圖

Ⅲ類潛力區(qū)亞馬孫河口盆地、帕馬盆地、巴雷里尼亞斯盆地（圖8）。這三個(gè)盆地處于構(gòu)造擠壓區(qū)，不利于烴源巖的發(fā)育。目前缺乏烴源巖的相關(guān)信息，已知的砂巖儲(chǔ)層物性較差，并且圈閉被分割破壞，這些都使得該類盆地具有極高的勘探風(fēng)險(xiǎn)。但勘探程度低并不表示該類盆地潛力小，在法屬圭亞那發(fā)現(xiàn)眾多石油資源后，與之相鄰的亞馬孫河口盆地的油氣資源潛力已得到了國際石油公司的重視。目前巴西陸緣赤道擠壓區(qū)（圖4）只有六口深水井［46］，因此加強(qiáng)深水勘探投入以建立近岸和深水地區(qū)的年代地層框架是提高對(duì)巴西東北部陸緣盆地石油地質(zhì)特征認(rèn)識(shí)和降低勘探風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。

致謝：在此感謝北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院鞠瑋博士在成文過程中的有益討論。

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編輯：黃革萍

Yu Xuan：DSc.degree in progress at Peking University.Add：Earth and Space Science College of Peking University，5 Yiheyuan Rd.，Beijing，100871，China

Comparison of Petroleum Geology Characteristics and Hydrocarbon Accumulation Regularity of Deep Water Basins in Eastern Part of Brazil

Yu Xuan，Hou Guiting，Dai Shuanghe，Han Yuchun，Xie Jielai

Based on systematic analysis of tectonic evolution and petroleum geology characteristics of deep water basins in the eastern part of Brazil，it is shown that these basins developed in passive continental margin mainly have gone through four evolution stages，i.e.，the pre-rifting，the syn-rifting，the restricted-sea transitional and the post-rifting stages.Due to influences of regional tectonic stress fields，salt beds and volcanism，different one in the basin group plays its own basinal structures and tectonic style，and the salt beds play a pivotal role in hydrocarbon accumulation.Three sets of source rocks，three sets of reservoir and three sets of regional cap rocks develop respectively in all of marginal basins and thus three types of hydrocarbon reservoirs are comprised：（1）pre-salt rifting structural reservoirs，（2）post-salt or pre-salt carbonate reservoirs and（3）post-salt turbidite structural-stratigraphic reservoirs.On the basis of the analysis of hydrocarbon accumulation regularity and taking account of exploration practice in every basin，these deep water marginal basins can be divided into three grades of exploration potential，the good（GradeⅠ），the common（GradeⅡ）and the poor（GradeⅢ）one.It is suggested that the GradesⅠandⅡof potential areas should be prospective.

Deep water basin；Hydrocarbon accumulation；Hydrocarbon potential；Brazil

盆地·構(gòu)造

TE122

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2016.01.009

1672-9854（2016）-01-0061-12

2014-05-06；改回日期：2015-07-14

本文受中國石油東方地球物理勘探公司“南美東部海域和非洲東部海域的盆地地質(zhì)與油氣地質(zhì)綜合分析”（編號(hào)：BGP201203564）資助于璇：1990年生，博士研究生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)。通訊地址：100871北京市海淀區(qū)頤和園路5號(hào) 北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院；E-mail：pkuyuxuan@pku.edu.cn