阿尔及利亚三叠盆地油气差异成藏的控制因素分析

赵红岩，胡孝林，于水

刘琼，郝立业，陈全红 （中海油研究总院，北京100027）

1 概 况

三叠盆地位于阿尔及利亚东北部，该盆地是在撒哈拉地台前寒武系结晶基底上发育的古生界克拉通盆地与中生界坳陷盆地的叠合盆地。主要包括了哈西迈萨伍德隆起、古德米斯次盆、韦德迈阿次盆、蒂尔赫姆特隆起，陶高特隆起和达马哈隆起共6个构造单元 （图1）。三叠盆地油气资源富集，阿尔及利亚国内的大型油气田都集中分布在盆地内，油气资源累计占到该国的76%左右，因此分析三叠盆地油气成藏条件与成藏主控因素对指导中国石油公司在该区油气勘探具有重要意义。

图1 阿尔及利亚三叠盆地油气田分布与构造带叠合图

2 构造演化与沉积充填

盆地的形成经历了多期构造演化，其中对盆地构造格局的形成及对油气成藏影响较大的主要包括加里东构造运动、海西构造运动、三叠纪－早白垩世拉张运动和新近系的奥地利、阿尔卑斯造山运动 （图2）。

图2 三叠盆地综合柱状图

1）加里东构造运动引起南部霍加尔地块隆升，EW向挤压沿基底薄弱带形成盆地内近SN向构造。

2）海西构造运动使得阿尔及利亚发生区域性抬升，古生代地层遭受强烈剥蚀，盆地二叠系地层普遍缺失，局部隆起区剥蚀至寒武系地层，形成了现今残余的古生代克拉通盆地，其中在哈西迈萨伍德隆起中部剥蚀量最大［1～3］，剥蚀厚度超过2500m。海西构造运动是对盆地构造格局改造强度最大的一次构造运动，海西期形成撒哈拉地台区盆地EW西向隆坳相间的构造格局，形成了现今盆地的雏形，构造走向主要为NE－SW向。海西构造运动与盆地的油气成藏密切相关，对烃源岩的有效分布、中－古生代储层分布、油气运移等成藏条件都有比较大的影响。

3）三叠纪－早白垩世拉张运动，新特提斯洋开启，盆地进入大规模的拉张伸展阶段。早三叠世主要以河流－三角洲沉积环境为主，发育盆地内最重要的TAGI组砂岩储层，期间由于古地中海由北向南侵入，形成局限海盆，沉积了很厚的蒸发岩，是区域油气成藏的有效盖层。

4）新近纪造山运动，即后期的奥地利、阿尔卑斯造山运动，对三叠盆地的构造格局影响作用较小，主要影响了圈闭发育类型与圈闭的定型时间，在盆地内发育大量低幅度构造圈闭。

三叠盆地以海西不整合面为界主要发育2大沉积旋回［3］。第1旋回为古生界克拉通盆地沉积旋回，主要发育在前寒武系结晶基底之上的古生代地台沉积，至海西运动结束，由寒武系、奥陶系、志留系和下泥盆统地层组成。强烈的海西期造山运动，使得石炭系、二叠系地层在三叠盆地内普遍缺失。第2旋回为中新生界坳陷盆地沉积旋回，主要为中生代陆相夹海相沉积，大部分区域沉积物厚度在4000～5000m左右。

3 油气成藏条件

3．1 烃源条件

三叠盆地主力烃源岩是下志留统Tanezzuft组油页岩，并且北非古生界80%～90%的油气都是来这套油页岩，也是阿拉伯半岛、亚马逊与俄罗斯地台等富油气聚集区的重要烃源岩［4，5］，聚集的油气占世界油气储量的9%。这套烃源岩是在晚奥陶世末冰期后大规模海侵时沉积的黑色笔石页岩，有机碳质量分数通常1%～11%，部分高达17%，有机质类型以Ⅰ、Ⅱ型干酪根为主，其生烃潜力大，氢指数平均值为达600mg／g，是一套世界级优质的烃源岩。研究表明烃源岩从早白垩世晚期至新近纪开始进入大规模的成熟排烃阶段。

这套烃源岩特征清楚，容易识别，岩心观察上主要为黑色纹层状泥岩，易碎且染手，层面见黄铁矿、笔石化石与双壳类化石。电测曲线特征上表现为 “高自然伽马、高电阻率、低声波时差”的特点，其自然伽马测井曲线值通常大于200API，高值段对应的有机碳质量分数也较大，一般大于6%。在钻井、录井过程中具有较高的气测异常值。

3．2 储层条件

三叠盆地的勘探证实主要发育3套重要储层，分别为三叠系、奥陶系和寒武系砂岩储层。三叠系TAGI组在盆地内主要为辫状河砂岩沉积，除在哈西迈萨伍德隆起区缺失外，盆地内均有分布，在隆起的东南与西北方向其砂体的厚度呈增大的变化趋势，最厚可达100m左右。TAGI组储层主要为石英砂岩，石英含量高，平均可达97%。砂岩受沉积环境、成岩作用的影响，储层物性差异较大。孔隙度一般在5%～20%之间，平均为8%；但渗透率变化较大，从0．01～530．3mD均有分布［6，7］。因此，TAGI组储层在三叠盆地分布相对较稳定，储层物性的差异是影响储层有效性的一个关键因素。

奥陶系滨浅海及河流－冰川砂岩与寒武系河流相砂岩储层整体上物性较差，孔隙度只有6%～9%，渗透率平均不超过25mD，很难成为有效储层。只有在盆地内古隆起处经过多期构造运动改造，特别是海西构造运动，经历了长达100Ma以上的剥蚀、风化、淋滤作用，使得古生代寒武系和奥陶系储层物性得以改善，通常裂缝较为发育。寒武系、奥陶系油田集中分布在哈西迈萨伍德古地貌高点周围。

3．3 盖层条件

三叠盆地在三叠系－侏罗系发育的蒸发盐岩是区域上的有效盖层，厚度一般可达1000m左右，封盖条件极其优越。另外奥陶系泥岩、志留系泥岩和三叠系火山岩和泥岩均可以作为盆地内古生界和中生界储层的直接盖层。

3．4 圈闭条件

三叠系已发现的油气藏主要以构造圈闭为主，在古德米斯次盆与哈西迈萨伍德隆起上多发育NESW向低幅度的背斜、断背斜和低幅度断块为主；在蒂尔赫姆特隆起、韦德迈阿次盆多以低幅度的构造－岩性圈闭为主。奥陶系已发现油气藏整体上以与断层相关类型圈闭为主，成藏储量占整个奥陶系发现储量的80%。寒武系已发现油气藏主要以构造－不整合圈闭类型为主。

4 油气差异分布的特征

截至2011年，在三叠盆地内共计发现油可采储量258亿桶，占整个阿尔及利亚全国可采储量的80%；发现气可采储量1498TCF（1TCF＝1012ft3），占全国可采储量70%。可见三叠盆地油气资源富集，是阿尔及利亚的主要油气聚集区和重点勘探区。

油气成藏几乎遍布了整个盆地，已发现的油气分布总体表现出沿主构造带聚集的特征，多呈NESW向展布，与构造带走向一致性较好 （图1）。并且已发现油气呈现出沿着海西不整合界面上、下分布的特征，但油气聚集的层系和规模呈差异性分布。

平面上盆地内的各构造单元油气聚集成藏的层系具有明显的差异性。由东向西，古德米斯次盆油气主要聚集在三叠系、泥盆系储层内成藏为主，哈西迈萨伍德隆起以寒武系、奥陶系储层聚集成藏为主；韦德迈阿次盆以三叠系、奥陶系储层成藏为主。

纵向上盆地从古生代寒武系到中生代三叠系发育多套储层，均已发现油气，但各层系成藏的规模差异性较大。油气主要集中分布在三叠系、寒武系和奥陶系3个层系，其中三叠系TAGI组砂岩储层发现油气可采储量达283．8亿桶，占三叠盆地总可采储量的60．3%；寒武系石英砂岩储层发现油气可采储量为150．4亿桶，占32%；奥陶系砂岩储层占3．64%，其他泥盆系、石炭系和志留系等多个层系共占4．06%。

5 油气差异成藏的控制因素分析

5．1 海西不整合面上、下的有效储层最有利捕获油气

三叠盆地已发现的油气有沿海西不整合界面上、下成藏的特征，可见海西不整合面是油气横向运移输导的主要路径。以海西不整合面和上覆三叠系TAGI组砂岩叠加形成有效输导体，下伏的或临近成熟的志留系油页岩直接与不整合接触，或是通过断层与不整合面搭接，生成的油气沿着 “不整合面＋砂体”以横向运移为主 （图3（a）），垂向运移为辅 （图3（b）），在低幅构造圈闭内优势聚集成藏。不整合面上、下的有效储层最有利捕获油气。

图3 三叠盆地油气运聚成藏模式图

盆地内已发现的大型油气田证实了海西不整合面的输导能力强，横向运移距离远。其中哈西勒迈勒气田，含气面积达2400km2。储层为不整合面上的三叠系砂岩，直接与下伏的海西不整合面接触 （图4（a））。储层物性相对较好，孔隙度15%～19%，平均渗透率达260～500mD，最大可达5000mD。哈西迈萨伍德油田，含油面积达2000km2。储层为寒武系砂岩，受海西构造运动的影响遭受剥蚀，储集物性得到改善，并直接位于海西不整合面之下 （图4（b））。这2个大型油气田其下伏的志留系油页岩均被剥蚀，但是周缘临近的成熟志留系油页岩生成的油气通过不整合面这一有效的输导体系，横向运移在构造圈闭中成藏［8］，其横向运移的距离约20～50km。

5．2 断裂体系的发育程度是油气在纵向上形成多层系成藏的主控因素

古生界已发现油气藏除直接与海西不整合面搭接成藏外，其他主要是以断层垂向运聚成藏的油气田。这里的古生界储层往往是没有直接遭受到海西运动的改造，储层物性普遍较差，渗透率低，因此油气在砂体中的横向运移距离较为有限。统计发现80%奥陶系油气藏均与断裂密切相关，并且在露头剖面上也观察到了裂缝的存在，断裂可以改善储层的物性，也可以沟通低部位的上覆志留系烃源岩，形成“上生下储”式成藏组合。主要通过断层＋储层砂岩构成 “阶梯”式的有效输导体系，其下伏低部位的成熟志留系油热页岩生成的油气沿着 “阶梯”以垂向运移为主，在近源、构造高部位形成有效聚集（图3（b））。通常断裂体系的发育程度是 “上生下储”式成藏组合与古生代储层成藏的关键因素，是油气在纵向上形成多个层系成藏的主控因素。

图4 三叠盆地典型油气田成藏特征

6 结 论

1）三叠系盆地勘探的重点仍为中生界三叠系砂岩储层，储集物性较好，并位于 “不整合面＋砂体”的油气大规模横向运移的有效路径之上，构造隆起带将是油气聚集的最佳位置。但由于研究区构造圈闭幅度较低，因此面积较大的低幅构造才会具有一定的储量规模，才能获得商业性的油气发现。

2）海西构造运动时期的古隆起发育带是寻找古生界油藏的有利位置，储层可以受到不整合面的改善，储集物性会变好，并直接位于不整合面之下。除此之外，古生界往往由于埋藏较深，储层物性较差，但与断裂相伴的构造圈闭是油气成藏的较好位置，既改善了储层物性，又可以通过 “断层＋砂体”的垂向运移模式，为 “上生下储”式的成藏组合提供较充足的油气，也是控制纵向上形成多层系成藏的关键因素。

［1］陈霞，何雨丹，于慧玲 ．阿尔及利亚三叠盆地Hadjira区块油气勘探潜力 ［J］．天然气工业，2008，28（8）：22～24．

［2］Ma Khons M，Galush K Y I．Burial history and thermal evolution of the northern and eastern Saharan basins［J］ ．AAPG Bulletin，2003，87 （10）：1623～1651．

［3］汪孝芝，李发荣 ．阿尔及利亚三叠盆地成藏主控因素和勘探潜力 ［J］．国外油田工程，2007，23（10）：1～3．

［4］Luning S，Craig J，Loydell D K，et al．Lower Silurian ‘hot shales’in North Africa and Arabia：regional distribution and depositional model［J］．Earth Science Reviews，2000，49 （1）：122～123．

［5］Boote D R D，Clark－Lowes D D，Traut M W．Palaeozoic petroleum systems of North Africa ［J］ ．Geol Soc，1998，132：7～68．

［6］翁望飞，李争，季红军，等 ．阿尔及利亚A区块三叠系砂岩储层特征及其影响因素 ［J］．天然气勘探与开发，2010，33（2）：6～10．

［7］杨丽 ．阿尔及利业G合同区三叠系储层评价 ［J］．江汉石油科技，2006，16（3）：9～12．

［8］李大荣，黎发文，唐红 ．阿尔及利亚三叠盆地、韦德迈阿次盆地石油地质特征及油气勘探中应注意的问题 ［J］．海相油气地质，2006，11 （3）：19～25．