黎凡特盆地油气地质特征与勘探方向

田 琨，殷进垠，王大鹏，郭金瑞，陶崇智

(中国石化 石油勘探开发研究院，北京 100083)

2000年以来，全球油气勘探发现及新增储量集中于被动大陆边缘盆地的深水、超深水区[1-2]。东地中海为此类勘探新兴地区之一，油气勘探活动十分活跃，成果显著。自2009年以来，黎凡特盆地连续获得了Tamar、Leviathan气田等多个大发现。2015年，在与尼罗河三角洲盆地交界北端发现的Zohr大气田，为世界级重大发现，再度掀起了该地区勘探热潮。但黎凡特盆地作为东地中海重要盆地之一，勘探程度仍然较低，海域钻探井58口，钻井密度仅1 186 km2/口[3]。据美国地质调查局最新评价结果，盆地待发现石油和天然气可采资源量分别为1 689 MMbbl和122 Tcf(1 MMbbl = 1.37×105t; 1 Tcf = 2.83×1011m3)[4]，具有良好的油气勘探前景。随着海上经济专属区的厘定，在勘探新发现的带动下和周边国家天然气市场强烈需求的刺激下，黎凡特盆地周边资源国相继发布多轮油气区块招标，国际大型石油公司竞相参与投标，使黎凡特盆地成为全球勘探的热点。

虽然前人对东地中海及附近地区区域构造演化、盆地构造特征、沉积充填体系及地层发育特征等方面[5-18]进行了诸多的论述，但对黎凡特盆地油气成藏条件、成藏模式及勘探方向论述较少。本文基于国际油气商业数据库及最新油气勘探成果，结合区域地质背景和盆地构造沉积演化特征，分析了盆地油气成藏条件，划分了成藏组合，总结了不同成藏组合的油气成藏特征、富集规律和成藏模式，进一步探讨了盆地重点勘探领域和未来的勘探方向，旨在为石油公司针对该地区勘探战略选区提供借鉴和参考。

1 盆地地质特征

1.1 盆地概况

黎凡特盆地位于东地中海东南部，地处西亚、东南欧、北非的交会地带，东南侧为阿拉伯—努比亚地盾[6]，西北侧埃拉托色尼台地将黎凡特盆地与希罗多德盆地分隔，北部以拉塔基亚脊为界与塞浦路斯弧相隔[5]，西南侧紧邻尼罗河三角洲盆地。盆地面积约6.8×104km2，近95%的面积位于海域，主体水深为1～2 km，向西北方向水深加大，最深达2.3 km。盆地形态呈楔形，具有“下断上拗”的盆地结构，沉积地层以中、新生界为主，最大厚度达15 km(图1)。

盆地油气勘探主要经历3个阶段：1966—1997年，以陆上至浅水陆架区白垩系和侏罗系碳酸盐岩为勘探目标，发现的油气田储量规模较小；1998—2008年，国际石油公司参与盆地勘探，勘探领域转向陆架区上新统下切峡谷水道砂体，发现了一系列气藏，储量规模有所扩大；2009年后，在全球深水勘探趋势和工程技术进步的带动下，勘探向深水—超深水区中新统盆底扇浊积砂体转移，发现了Tamar、Leviathan等大型气田(表1)。

1.2 盆地构造—沉积演化特征

黎凡特盆地的形成演化与潘基亚大陆裂解、新特提斯洋的开启与关闭有关，主要经历三叠纪—中侏罗世裂谷期、晚侏罗世—晚白垩世早期被动大陆边缘期和晚白垩世—现今构造反转期3期构造演化阶段(图2)。

图1 黎凡特盆地地质综合图

表1 黎凡特盆地主要油气田基本特征

Table 1 Features of main oil and gas fields in Levant Basin

序号油气田名称发现年份水深/m储层层系资源类型已发现探明和控制可采储量石油/MMbbl天然气/Tcf凝析油/MMbbl合计/MMboe1Leviathan20101 805中新统天然气21.939.43 820.42Tamar20091 817中新统天然气10.012.91 737.03Aphrodite20121 700中新统天然气4.6790.04Gaza Marine2000653上新统天然气1.61.50277.45Karish20131 882中新统天然气1.313.7234.46Mari2000262上新统天然气1.0167.27Tamar SW20131 786中新统天然气0.91.20159.88Yam Yafo1994172侏罗系石油110.10.1129.19Tanin20121 682中新统天然气0.60.80102.510Dalit20091 494中新统天然气0.50.1086.3

注：据文献[19-20]整理汇总。

图2 黎凡特盆地综合地层柱状图

三叠纪，潘基亚大陆裂解导致欧亚与非洲—阿拉伯板块分离，新特提斯洋张开并向西扩张[6,8]。受南北向区域拉张影响，埃拉托色尼陆块从阿拉伯板块分离，两者之间陆壳减薄[5,9]，形成北东—南西向狭长的黎凡特裂谷盆地。盆地东部发育与大陆边缘近似平行、西倾的伸展断裂，内部为相间的地堑与地垒构造[10]。裂谷期沉积环境为海陆过渡—浅海环境[11]，下中侏罗统主要为浅海相碳酸盐岩，地堑内和局部凹陷沉积半深海相泥页岩，为潜在烃源岩。

晚侏罗世，裂谷作用减弱，地幔冷却。在差异热沉降作用下，由东向西陆架—斜坡—深海盆地格架初步建立[12]。早白垩世，中南大西洋开裂使区域海平面下降，周缘板块隆升、剥蚀，形成白垩系底部不整合。随后，海平面逐渐上升，被动大陆边缘期沉积环境以浅海—半深海为主，晚白垩世早期过渡为半深海环境。由陆至海，上侏罗统沉积了一套浅海相、礁滩相灰岩和半深海相泥灰岩；下白垩统下部由海退层序的滨浅海相砂岩和深海相碎屑岩组成，上部为浅海相灰岩和半深海相泥灰岩[9,13]。上侏罗统礁滩相灰岩和下白垩统深海相砂岩为潜在储层，半深海相泥灰岩为潜在烃源岩。

晚白垩世塞诺曼期，非洲—阿拉伯板块与欧亚板块会聚、新特提斯洋闭合。受近南北向挤压作用，盆地北侧板块俯冲、增生形成塞浦路斯弧和拉塔基亚冲断带[6]，东侧形成叙利亚弧型褶皱带。晚期构造活动对盆地影响最大。早、中中新世，基底断层活化并发生强烈反转，上覆地层褶皱变形，形成大量背斜和断背斜。陆上及浅水区以中小型高陡的紧闭背斜为主，深水区为大型宽缓开阔背斜[10,13](图3)。中新世末期，地中海与中大西洋隔断，成为孤立的内海，蒸发量大、补给中断，至上新世，海平面逐渐上升。构造反转期以半深海和深海沉积环境为主[11]。下白垩统—始新统充填了半深海相半远洋—远洋沉积，经历始新世末区域构造抬升后，渐新统—中新统沉积了厚层的深海相泥页岩夹席状浊积砂岩，中新世末期全区发育墨西拿阶盐岩，上新统为深海相泥页岩夹水道浊积砂岩[5,10,16]。渐新统—上新统海相泥页岩为主要烃源岩，中新统和上新统浊积砂岩为优质储层，墨西拿阶盐岩为区域盖层。

图3 黎凡特盆地构造单元划分及构造反转期背斜平面和剖面发育特征

2 油气地质特征

2.1 烃源岩

受勘探程度影响，盆地烃源岩资料较有限，尚无通过油源对比研究确定的烃源岩。基于区域构造演化、沉积地层发育和油气勘探成果，认为盆地发育2套烃源岩。渐新统、中新统和上新统半深海—深海相泥页岩为主力烃源岩，TOC含量0.5%～1.5%，有机质丰度较高，但埋深较浅、成熟度不高，在后期低温、还原环境下，生成生物成因气[21-22]；中侏罗统和下白垩统含沥青泥灰岩和页岩为次要烃源岩，分布于近岸和陆上。通过与邻区对比、盆地模拟及陆上勘探发现证实，深水区发育白垩系泥页岩和中侏罗统泥灰岩潜在成熟烃源岩，前者Ro在0.6%～1.4%，处于生油窗，后者可能处于生干气阶段[23]。

2.2 储层

盆地发育侏罗系至上新统多套储层，以中新统和上新统半深海—深海相碎屑岩为主力储层，次要储层为中生界浅海相碳酸盐岩，深水区白垩系碎屑岩和侏罗系生物礁为潜在储层。

中新统储层主要为下中新统Tamar组浊积砂岩，其发育及分布范围与古尼罗河大型水系相关。古尼罗河将大量陆源碎屑携带注入地中海并向希罗多德和黎凡特盆地搬运[24]，在陆架不断堆积并发生二次搬运，通过斜坡坡脚于深海平原形成盆底扇(图4)。Tamar组砂体呈席状或朵叶状，厚度大，在深水区分布广泛且稳定。储层净厚度为30～140m，平均孔隙度大于20%，渗透率大于500×10-3μm2[25]，侧向连通性好，是一套优质储层。

上新统储层主要为Yafo组浊积砂岩，其发育与陆架—斜坡中小型海底峡谷水系相关。上新世，东侧陆上河流发育，汇聚形成由南至北的El-Arish、Afiq等多条海底峡谷(图4)，峡谷水道中充填了Yafo组浊积砂岩[7]。砂体平面呈土豆状孤立分布，垂向上为透镜状，厚度超过150 m，粒度向上变粗，富含介壳碎屑，为优质储层。

中生界已证实的储层为下侏罗统Zohr组和白垩系Halal组鲕粒滩灰岩、球粒灰岩、含生物骨架颗粒灰岩及细粒碳酸盐岩，分布于陆上及近岸[22]。深水区尚无钻井钻至中生界，下白垩统斜坡海退旋回界面识别有下切现象，可能发育深水碎屑岩储层；晚侏罗世浅海环境适宜造礁生物生长，地垒之上可能发育生物礁。

2.3 盖层

中新统墨西拿阶盐岩为区域盖层，古近系、新近系等海相泥页岩可作为层间盖层。墨西拿阶盐岩在深水区广泛分布，厚度1 000～2 000 m，是非常优质的区域盖层(图2)，对下中新统大型气田的形成至关重要。白垩系、古近系和新近系发育斜坡相和盆地相泥灰岩、泥页岩，与储层侧向或垂向接触，形成良好的层间盖层。

2.4 圈闭

盆地发育构造、岩性、岩性—构造复合等多种类型圈闭。构造圈闭最为重要，主要形成于早、中中新世，为与高角度基底反转断层相关的背斜、断斜，形态呈狭长型，长轴方向为北西—南东向。岩性圈闭为新近系深海相浊积砂体与泥页岩互层形成，也发育砂体与背斜等构造共同控制的岩性—构造圈闭。

图4 黎凡特盆地中新世—上新世沉积模式

3 成藏组合特征

本研究利用最新的IHS、Tellus及Wood Mac-kenzie商业数据库油气田资料，在考虑油源条件的基础上，以中新统盆底扇浊积砂岩、上新统下切水道浊积砂岩和中生界碳酸盐岩储层为依据，将盆地划分为中新统、上新统和中生界成藏组合。利用成藏组合快速分析技术，总结不同成藏组合的油气成藏模式及主控因素[26]，并推测深水区发育潜在的中生界成藏组合。

3.1 中新统成藏组合

中新统成藏组合共发现11个气田，已发现探明和控制天然气储量为40.3 Tcf，凝析油为68.2 MMbbl，合计7 016.5 MMboe，占盆地油气总可采储量的91.2%，是最重要的成藏组合。油气发现主要分布于以色列和塞浦路斯深水区，典型代表为Leviathan和Tamar大气田。

中新统成藏组合烃源岩为渐新统—中新统深海相泥页岩，储层为Tamar组浊积砂岩，烃源岩自中新世晚期大量排烃，生物成因气沿浊积砂岩短距离运移，聚集于中—晚中新世构造反转期形成的背斜、断背斜构造中，上覆墨西拿阶厚层盐岩。该成藏组合总体特征为厚层砂体与大型背斜良好配置、盐层高效封盖。Tamar组浊积砂岩由3套连续砂层组成，厚度大、高孔渗且连通性好，如Tamar气田储层净厚度140 m，渗透率为1 000×10-3μm2，孔隙度为25%。深水区背斜形态宽缓、规模大，Leviathan和Tamar气田面积分别为324 km2和250 km2[25]。墨西拿阶盐岩盖层为大型气田形成提供了保障。

3.2 上新统成藏组合

上新统成藏组合共发现8个气田，已发现探明和控制天然气储量为3.2 Tcf，凝析油储量为1.9 MMbbl，合计551.9 MMboe，占盆地油气总可采储量的7.2%。这些油气发现主要分布于以色列浅水区，典型代表为Gaza Marine和Mari气田。

上新统成藏组合烃源岩为中新统—上新统深海相泥页岩，储层为上新统水道浊积砂岩，烃源岩于上新世晚期大量排烃，生物成因气沿晚期断层或浊积砂层短距离运移，聚集于斜坡相和深海相泥页岩包裹的透镜状浊积砂岩岩性圈闭，上覆下切谷间粒度较细的泥岩及退积海相厚层泥页岩为其盖层。

该成藏组合总体特征为近源供烃、水道浊积砂岩控藏，烃源岩与下切水道充填砂岩直接接触，砂岩厚度50～400 m，但分布不连续，海底峡谷系统浊积砂岩储层的分布控制了上新统气田的分布。

3.3 中生界成藏组合

中生界成藏组合共发现4个油气田，已发现探明和控制石油可采储量为113.5 MMbbl、天然气0.1 Tcf，合计132.4 MMboe，占盆地油气总可采储量的1.7%。油气发现主要分布于以色列浅水及陆上区，典型代表为Yam Yafo油田。另外，推测深水区发育中生界潜在成藏组合。

中生界成藏组合烃源岩为侏罗系泥质灰岩及泥页岩，晚白垩世大量排烃。储层为侏罗系和白垩系浅海陆棚相鲕粒、球粒灰岩、含生物骨架颗粒灰岩，经历白云岩化和岩溶作用，油气沿断裂运移至构造和地层圈闭。深水区中生界具有良好的油气成藏条件，是潜在的成藏组合。半深水相白垩系泥页岩和中侏罗统泥灰岩为潜在成熟烃源岩，白垩系深水碎屑岩、侏罗系生物礁与海侵期泥页岩组成中生界储盖组合。推测侏罗系烃源岩于白垩纪末排烃，油气由地堑沿基底断裂垂向运移至地垒之上侏罗系生物礁聚集。白垩系烃源岩于渐—中新世排烃，早、中中新世构造反转期背斜构造形成，油气沿浊积砂层运移至背斜圈闭白垩系储层成藏(图5)。

4 油气富集条件及勘探有利区优选

4.1 油气富集条件及分布特征

渐新世以来，深海相泥页岩生成大量生物成因气，奠定了丰富的物质基础。与古尼罗河大型水系及源自阿拉伯板块陆上中小型水系相关的浊积砂岩储集体和构造反转期形成构造圈闭为油气聚集提供有利场所，墨西拿阶盐岩及上新统半深海相泥页岩提供良好封堵条件。盆地累计发现油气田30个，已发现探明和控制石油、天然气和凝析油可采储量分别为127.1 MMbbl、43.6 Tcf和70.8 MMbbl，合计6 990.4 MMboe。盆地资源类型以天然气为主，占比97.2%。层系上，油气富集于中新统，储量占比为91.2%；其次是上新统，占比为7.2%。中新统发现以大型气田为主，分布于水深大于1 500 m的深水区，储层埋深在4 900～5 700 m。上新统发现为以中小型气田为主，分布于浅水区，埋深在1 900～2 300 m。中生界油气田规模较小，埋深变化较大，分布在陆上和浅水区。

4.2 勘探方向及有利区优选

基于盆地油气地质、成藏组合特征及油气分布规律分析，认为中新统、上新统成藏组合及深水区中生界潜在成藏组合是未来重点勘探方向(图6)，其中，深水区中新统成藏组合和深层中生界最具勘探潜力。

中新统天然气富集受浊积砂岩储层、大型构造圈闭及盐岩盖层控制。Tamar组浊积砂岩在井间及地震剖面中连续可追踪，物源来自古尼罗河，经过斜坡坡脚于深海平原不断堆积，但距离物源越远，储层物性可能变差。构造圈闭的形成与基底断裂反转相关，地震资料显示，受基底断裂分布控制，背斜构造在深水区呈北东—南西向展布。墨西拿阶盐岩盖层在斜坡—深水盆地广泛发育。深水区是中新统成藏组合的重点勘探区。

图5 黎凡特盆地油气成藏模式

图6 黎凡特盆地成藏组合分布

上新统天然气富集主要受海底峡谷系统浊积储层分布控制。基于盆地东部陆架区中小型水系分析，认为下切峡谷和水道发育的浅水陆架区储层条件最优，且与烃源岩直接接触，上覆泥岩盖层，为该成藏组合的有利成藏区。

中生界新领域的勘探潜力区为盆地深水区。该区域裂谷期堑垒相间结构奠定了侏罗系源储、通源断裂及构造圈闭的发育基础。白垩纪早期海退层序浊积砂岩储层在深水区分布较广，且构造圈闭发育，油气近源成藏。

目前，黎凡特盆地海域探井分布不均匀，已钻探井集中于以色列，黎巴嫩海域尚无钻井，勘探程度极低。黎巴嫩深水区的中新统成藏组合具有很大勘探潜力，储层物性是成藏的主要风险因素。另外，深水区钻井尚未钻遇中生界，白垩系深水浊积砂岩及侏罗系生物礁为深层勘探新领域，其勘探前景值得重视，是未来取得勘探突破的新领域。但深水区的中生界埋藏深度很大，需谨慎评估其工程技术风险。

5 结论

(1)黎凡特盆地处于非洲、欧亚等板块交界处，构造演化受板块间相对运动及新特提斯洋开合的控制，经历了裂谷、被动大陆边缘、构造反转3期构造演化阶段，盆地结构以“下断上拗”叠加后期构造反转为特征。

(2)盆地发育中新统、上新统和中生界3套成藏组合。其中，中新统成藏组合最重要，表现为厚层砂体与大型背斜良好配置、盐层高效封盖；其次是上新统成藏组合，表现为近源供烃、水道浊积砂岩控藏；以白垩系浊积砂岩及侏罗系生物礁储层为核心，构成中生界深水区潜在成藏组合。三者为盆地重点勘探方向。

(3)盆地整体勘探程度很低，特别是深水区，尚未钻遇深层侏罗系，北部黎巴嫩深海也无钻井。深水区中新统成藏组合和深层中生界勘探潜力很大，值得关注。储层的发育及物性是潜力领域的主要风险因素，同时，需兼顾工程技术风险。