阿尔及利亚东西部盆地油气地质差异性探讨

刘 琼，胡孝林，于 水，郝立业，张英德，彭佳勇

(中海油研究总院，北京 100027)

阿尔及利亚东西部盆地油气地质差异性探讨

刘 琼，胡孝林，于 水，郝立业，张英德，彭佳勇

(中海油研究总院，北京 100027)

勘探实践表明，阿尔及利亚的油气产量主要来自撒哈拉地台东部的含油气盆地区，而西部含油气盆地区勘探程度较低，勘探前景广阔。东西部盆地两者从盆地沉积充填、烃源岩、储层、圈闭、油气性质和油气成藏模式等方面均表现出明显的差异性。勘探潜力分析认为，西部盆地区油气勘探程度低，应以天然气为主攻方向，瞄准断裂带附近发育的大型背斜构造圈闭；东部盆地区油气勘探程度相对较高，油气勘探应以找油为主，寻找中小型的构造圈闭或岩性—构造复合圈闭。

成藏条件；成藏模式；油气勘探方向；含油气盆地区；撒哈拉地台；阿尔及利亚

阿尔及利亚位于非洲的北部，油气资源丰富，据BP公司2010年统计[1]，阿尔及利亚石油储量15.4×108t，居非洲第4位，天然气储量4.5×1012m3，居非洲第2位，其中石油年产量7 760×104t，天然气年产量814×108m3，是欧洲的主要天然气供应国和世界第2大液化天然气出口国。从2000年开始，阿尔及利亚进行国际油气勘探招标，至2010年中石化、中石油和中海油等中国石油公司相继获得勘探许可合同并进入该国进行油气勘探活动[2]，为中阿两国的石油能源合作打下坚实的基础。

阿尔及利亚区域上由北部阿特拉斯褶皱带、中部撒哈拉地台和南部霍加尔地盾等3大构造单元组成[3]。勘探实践表明，已有油气发现主要分布在撒哈拉地台区[4]，以阿拉尔高和艾杰兰高为界可以将撒哈拉地台分为东部和西部含油气盆地区，其中东部盆地区包括古德米斯盆地、伊利兹盆地、韦德迈阿盆地、莫伊代尔盆地等，西部盆地区包括蒂米蒙盆地、阿赫奈特盆地、雷甘盆地、廷杜夫盆地和贝沙尔盆地等(图1)。目前阿尔及利亚的油气产量主要来自东部的含油气盆地区，相比而言西部含油气盆地区勘探程度较低，勘探前景广阔。因此，对比分析东西部盆地的油气地质差异，对于深入认识阿尔及利亚含油气盆地油气勘探潜力，明确该国的油气勘探战略方向具有重要意义。

1 东、西部盆地沉积特征的差异性

撒哈拉地台区的各沉积盆地是泛非运动后在前寒武系结晶基底上发育形成的[5-6]。古生代时期撒哈拉地台属于大型稳定的克拉通沉积，地处冈瓦纳大陆和古特提斯洋的边缘，由于受到全球海平面升降变化的控制，先后经历了早寒武世—早奥陶世早期、早奥陶世晚期—中奥陶世、中晚奥陶世—早志留世、晚志留世—中泥盆世、晚泥盆世—晚石炭世等5次海进—海退沉积旋回[7]，寒武纪发育以河流相沉积为主的砂岩、石英砂岩和砾岩，早奥陶世早期自西向东发生海侵，发育海相泥页岩沉积；早奥陶世晚期海退发育滨浅海相砂岩，中奥陶世再次海侵发育海相泥岩；中—晚奥陶世发生海退，沉积滨海—浅海相石英砂岩，晚奥陶世进入冰川发育，末期冰川融化海平面上升，早志留世海侵范围达到最大，发育北非地区最主要的烃源岩；志留系晚期—早泥盆世受加里东造山运动的影响发生海退，形成碎屑砂岩沉积，中泥盆世的海侵发育北非重要的烃源岩；晚泥盆—早石炭世发育碎屑岩沉积，中—晚石炭世海侵沉积海相泥岩。该时期构造格局整体表现为东高西低的特征[8]，导致东、西部盆地间古生界地层沉积厚度差异较大，其中东部盆地区古生界地层厚度在2 000～3 500 m，而西部盆地区古生界厚度则在5 000 m以上(图2)。

图1 阿尔及利亚构造单元及盆地分布

石炭纪末—二叠纪时期，冈瓦纳大陆和劳亚大陆碰撞发生海西造山运动，撒哈拉地台产生区域性挤压抬升[9]，形成东西向隆坳相间的构造格局，同时使古生界地层遭受强烈剥蚀，致二叠系地层普遍缺失，局部隆起区出露至基底。三叠纪，冈瓦纳大陆和劳亚大陆开始分离，新特提斯洋开启，撒哈拉地台的东北部发生再次沉降从而进入坳陷沉积阶段[10]。

中新生代的差异沉降导致东、西盆地间沉积特征具有明显的区别。东部盆地区的东北部在海西不整合面之上发育完整的中新生代沉积序列，沉积厚度可达3 000～4 000 m。其中在早三叠世以河流—三角洲相沉积为主；后期古地中海由北向南侵入，在晚三叠世—早侏罗世沉积厚层蒸发岩；早白垩世发生海侵形成广泛的碳酸盐岩沉积；之后发生海退，晚白垩世末期为局限海的蒸发岩沉积；新生代受阿尔卑斯造山运动的影响以陆相碎屑沉积为主。而西部盆地区在中新生代长期暴露地表成为较稳定的物源供给区，仅接受少量的侏罗纪—新近纪陆相沉积，沉积厚度小于200～300 m。

图2 阿尔及利亚撒哈拉地台区东西部盆地地层对比

2 东、西部盆地烃源岩特征的差异性

撒哈拉地台东西部盆地主要发育有2套烃源岩，分别为下志留统热页岩和中上泥盆统页岩。下志留统热页岩是撒哈拉地台区的主力烃源岩[11]，所生成的油气占到北非古生界已发现油气储量的80%以上。该套烃源岩为志留系底部发育的灰色—黑色笔石页岩，与下伏奥陶系地层呈突变接触，页岩富含放射性铀在测井曲线上表现为高伽马特征，是晚奥陶世冰期以后最大规模海侵所形成滞流环境的沉积产物，有机质来自于海相母源，包括藻类、几丁虫类、笔石类、无定型腐泥质等，主要为Ⅰ/Ⅱ型干酪根。中上泥盆统页岩是撒哈拉地台区的重要烃源岩[12]，为中泥盆世海侵所形成的海相黑色泥岩，所生成的油气占到北非古生界已发现油气储量的10%以上。

受古生代沉积格局、烃源岩后期埋藏及古地温场的控制，东、西部盆地区古生代烃源岩整体表现出“烃源岩厚度西厚东薄、烃源岩成熟度西高东低”的明显差异性(图3)。西部盆地区志留系泥岩地层厚度在500～1 000 m，据测井曲线高伽马特征(GR值大于200 API)识别高丰度热页岩厚度在10～30 m，有机碳含量一般为1%～4%，烃源岩热演化处于高成熟—过成熟阶段，盆地沉积中心镜煤反射率Ro可达3%以上，整体以生气为主；而东部盆地区志留系泥岩地层厚度在200～500 m[13]，热页岩(GR值大于200 API)厚度在10～30 m，有机碳含量一般为4%～16%，烃源岩处于成熟—高成熟阶段，Ro一般低于1.3%，仅在盆地中心局部高于1.3%，处于液态生烃窗内，整体以生油为主。对于泥盆系烃源岩而言，西部盆地区泥盆系泥岩地层厚度在400～800 m，据测井曲线高伽马特征(GR值大于150 API)识别高丰度热页岩厚度在50～300 m，有机碳含量一般为1%～3%，烃源岩热演化程度相对较高，Ro多在1.0%以上，盆地沉积中心可达3%以上，整体也以生气为主；而东部盆地区泥盆系泥岩地层厚度在200～800 m，热页岩(GR值大于150 API)厚度在20～200 m，有机碳含量一般为2%～14%，烃源岩热演化程度相对较低，Ro一般在0.5%～1.0%，仅在盆地中心局部大于1.0%，整体以生油为主。

图3 阿尔及利亚撒哈拉地台区志留系和泥盆系烃源岩特征

3 东、西部盆地储层特征的差异性

撒哈拉地台经历古生代克拉通盆地和中新生代坳陷盆地2大构造旋回[14]。由于受到中新生代沉积范围的影响，东部盆地区在早期古生代沉积之上叠加中新生代地层构成多构造旋回叠合盆地，发育古生界和中生界2大套含油气储层；而西部盆地区属于单构造旋回原生盆地，以古生界含油气储层为主(表1)。

古生代多次海进—海退旋回形成东西部盆地纵向多套层系多种沉积环境的含油气储层[15]。西部盆地区主要发育寒武系河流相、奥陶系滨浅海—冰川相、泥盆系浅海—三角洲相和石炭系浅海相等多套碎屑岩储层。其中寒武系—奥陶系埋深大，成岩作用强，储层致密，平均孔隙度一般小于5%，平均渗透率一般小于1×10-3μm2，但局部因断层裂缝的改造，储层物性将得以改善；泥盆系是西部含油气盆地区的主力储层，平均孔隙度一般在5%～15%，平均渗透率一般在(1～100)×10-3μm2，绿泥石包壳阻止石英次生加大有利于原生孔隙的保存；石炭系浅海相砂岩储层埋藏浅，物性好，平均孔隙度在10%～25%，平均渗透率一般在(10～500)×10-3μm2。对比而言，东部盆地区古生界储层沉积环境相似，但沉积薄、埋藏浅，经历后期成岩改造作用较弱，物性条件整体要优于西部盆地区，尤其是在志留系发育三角洲相—浅海相储层。寒武系河流相储层普遍较为致密，但盆地隆起区因抬升剥蚀出露地表受到淋滤改造，储层孔隙度可达10%左右，渗透率一般在(5～15 )×10-3μm2；奥陶系储层平均孔隙度一般在5%～15%，平均渗透率一般小于1×10-3μm2，裂缝作用成为改善储层质量的关键因素；志留系砂岩储层发育在层序的顶部，平均孔隙度一般在10%～20%，平均渗透率一般在(10～200)×10-3μm2；泥盆系储层分布在层序的中下部，平均孔隙度一般在15%～20%，平均渗透率一般在(100～500)×10-3μm2；石炭系储层平均孔隙度一般在20%～25%，平均渗透率一般在(100～500)×10-3μm2。

表1 阿尔及利亚撒哈拉地台区东西部盆地储层特征

中生界三叠系储层为海西侵蚀面上沉积发育的河流—三角洲相石英砂岩，主要分布在撒哈拉地台的东部沉积盆地区，目前已发现油气储量占到阿尔及利亚全国储量的44%。三叠系储层平均孔隙度一般在10%～20%，平均渗透率一般在(10～500)×10-3μm2，胶结物主要为石英次生加大，孔隙以残余粒间孔为主，沉积微相及压实胶结作用控制着储层物性的优劣。

4 东、西部盆地圈闭特征的差异性

受到撒哈拉地台基底性质的不均一性和区域构造应力强度差异的影响，导致东西部盆地圈闭类型和发育演化具有明显的差异。

西部盆地区圈闭类型较为单一，以背斜和断背斜圈闭为主，圈闭幅度普遍较大，石炭纪末—二叠纪的海西运动期是西部盆地区圈闭形成的主要时期，该时期冈瓦纳大陆和劳亚大陆相互碰撞在撒哈拉地台西部构造变形强烈，沿早期基底薄弱部位发生构造挤压反转，从而形成平行于基底断裂呈带状分布的构造圈闭。

东部盆地区圈闭类型具有多样性[16]，包括构造圈闭、岩性—构造复合圈闭、岩性圈闭、地层圈闭及水动力圈闭等，圈闭的形成具有多期性，不同类型的圈闭具有不同的形成时间和分布范围。其中构造圈闭以低幅度背斜圈闭和断块圈闭为主且主要分布在盆地中心，三叠纪—侏罗纪拉张作用期和晚白垩世奥地利挤压构造运动期是该类圈闭的主要形成期；古隆起区及周缘是海西造山运动所形成潜山型圈闭发育的有利部位；地层超覆圈闭、岩性圈闭和水动力圈闭主要发育在盆地周缘的斜坡带，古斜坡是古—中生代不同层系河流相—三角洲相砂体发育的地区，有利于形成地层超覆圈闭和岩性圈闭，同时因盆地边缘地层出露,地表大气淡水沿斜坡向盆地内部流动注入,形成油水界面倾斜的水动力圈闭。

5 东、西部盆地油气成藏模式的差异性

撒哈拉地台区东西部盆地均属于志留系—泥盆系含油气系统，烃源岩成熟度的不同导致东西部盆地所发现油气性质具有明显的差异，其中西部盆地区以天然气发现为主，而东部盆地区则为油气兼有。结合烃源岩的生烃演化和油气运移方式，撒哈拉地台区东西部盆地分别属于以下2种不同的成藏模式：西部盆地区主要为早期成藏后期破坏—断层垂向运移成藏模式；东部盆地区则为二次生烃晚期成藏为主—不整合断层复合运移成藏模式(图4)。

西部盆地区志留系—泥盆系在石炭纪—二叠纪迅速进入高成熟—过成熟阶段，烃源岩生成的天然气沿断层发生垂向运移进入同期形成的挤压背斜构造中，石炭纪末的海西运动抬升造成生烃作用终止和已形成气藏的调整破坏，后期中新生代沉积厚度薄，已形成气藏持续散失，故保存条件是该地区获得商业发现的关键地质因素。总体来看，西部盆地区油气勘探程度低，应以天然气为主攻方向，瞄准断裂带附近发育的早期运聚好且后期保存佳的大型背斜构造圈闭。

图4 阿尔及利亚撒哈拉地台区东西部盆地油气成藏模式

东部盆地区部分志留系—泥盆系在石炭纪—二叠纪进入成熟—高成熟阶段，从而形成古生代早期油气藏，海西运动抬升造成生烃停滞和油气藏的调整破坏，中新生代再次深埋发生二次生烃并在白垩纪—第三纪相继进入生烃高峰，烃源岩生成的油气主要沿海西不整合面发生长距离侧向运移，并在不整合面附近的有利圈闭部位聚集成藏[17]，古隆起和斜坡区是油气运移的有利指向区，同时三叠纪—侏罗纪拉张期形成的断层作为油气垂向运移通道，有利于在断层两侧的新老多套层系形成复式油气聚集区。从勘探潜力讲，东部盆地区油气勘探程度相对较高，油气勘探应以找油为主，寻找中小型的构造圈闭或岩性—构造圈闭。

6 结论

1)阿尔及利亚已有油气发现主要分布在撒哈拉地台区，可以将其分为东部和西部2个含油气盆地区。无论是沉积充填、烃源岩、储层和圈闭特征等油气地质条件，还是油气性质和油气成藏模式，东、西部盆地区均表现出较明显的差异性。

2)古生代时期撒哈拉地台属于大型稳定的克拉通沉积，沉积环境相似，构造格局整体表现为东高西低的特征，导致古生界沉积东部盆地薄而西部盆地厚；中新生代的差异沉降，导致东部盆地区的东北部发育完整的中新生代沉积，西部盆地区仅接受少量的侏罗纪—新近纪陆相沉积。

3)撒哈拉地台主要发育2套古生界烃源岩：下志留统热页岩和中上泥盆统页岩，其中下志留统热页岩为主力烃源岩。受古生代沉积格局、烃源岩后期埋藏及古地温场的控制，东、西部盆地区古生界烃源岩整体表现出“厚度西厚东薄、成熟度西高东低”的差异性。

4)东部盆地区在早期古生代沉积之上叠加中新生代地层构成多构造旋回叠合盆地，发育古生界和中生界2大套含油气储层；而西部盆地区属于单构造旋回原生盆地，以古生界含油气储层为主。

5)西部盆地区圈闭类型较为单一，圈闭幅度普遍较大，圈闭的主要形成时期为海西运动期；东部盆地区圈闭类型具有多样性且圈闭的形成具有多期性。

6)撒哈拉地台区东、西部盆地成藏模式不同，西部盆地区主要为早期成藏后期破坏—断层垂向运移成藏模式；东部盆地区则为二次生烃晚期成藏为主—不整合断层复合运移成藏模式。

7)从勘探潜力看，西部盆地区油气勘探程度低，应以天然气为主攻方向，瞄准断裂带附近发育的大型背斜构造圈闭。东部盆地区油气勘探程度相对较高，油气勘探应以找油为主，寻找中小型的构造圈闭或岩性—构造圈闭。

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(编辑徐文明)

DifferencesofpetroleumgeologicalconditionsbetweeneasternandwesternbasinsinAlgeria

Liu Qiong, Hu Xiaolin, Yu Shui, Hao Liye, Zhang Yingde, Peng Jiayong

(CNOOCBeijingResearchInstitute,Beijing100027,China)

Based on several years of petroleum exploration and development in Algeria, the most of petroleum production are from the eastern basins on the Saharan Platform, while the western basins have large prospecting potential but with low exploration degree. The eastern and western basins are evidently different from each other in their sedimentary fillings, source rocks, reservoirs, traps, petroleum properties and accumulation models. Analysis suggests that large anticline traps related to fault belts are advantageous to find natural gas accumulation in the western basins with low exploration degree. By comparison, due to high exploration degree and exploration difficulties, oils in middle and small size structural traps or lithologic-structural traps should be targeted in the eastern basins.

accumulation condition; accumulation model; petroleum exploration orientation; petroliferous basin; Saharan Platform; Algeria

1001-6112(2013)02-0167-07

10.11781/sysydz20130210

TE121.1

A

2012-03-13；

2013-01-29。

刘琼(1981—)，男，博士，工程师，从事海外油气勘探综合地质研究。E-mail：ddzylq@163.com。

国家油气重大专项“西非被动大陆边缘盆地海底扇等勘探目标评价与优选”(2008ZX05030-003)资助。