南苏丹Melut盆地北部凹陷古进系及白垩系岩性地层油气藏勘探潜力

南征兵，肖坤叶，张光亚，刘计国，史忠生，肖高杰

(中国石油勘探开发研究院, 北京 100083)

0 引 言

Melut盆地位于苏丹东南部，面积超过6×104km2，具有典型的断陷盆地特征，经历了多期构造活动，形成了“多凸多凹”的构造格局，断裂发育，凹陷间分割性强，沉积了自白垩系以来近上万米的陆相碎屑岩，为苏丹中新生代陆相裂谷盆地群中第二大盆地[1-4]。北部凹陷是已经证实的富油气凹陷，具有岩性地层油气藏形成的基本条件[5-10]。长期以来，Melut盆地北部凹陷勘探主要集中于古近系的Samma组和Yabus组，对深部的白垩系认识不够。随着勘探程度进一步提高，勘探方向逐渐由浅层向深层、从构造油藏向岩性地层油气藏转变，因此，需要加强对目前主力勘探层系之外地层的认识和勘探潜力评估。该文通过开展盆地北部凹陷层序地层学研究及沉积相分析，初步明确了北部凹陷岩性地层油气藏可能发育的地层和有利沉积相带，指出在有利构造背景下发育良好的储盖组合是Melut盆地白垩系成藏的关键因素。

1 北部凹陷构造演化及构造单元划分

1.1 构造演化特征

Melut盆地北部凹陷基底之上主要发育：下白垩统Algayger、Alrenk组，上白垩统Galhak、Melut组，古近系Samma、Yabus、Adar、Lau组，新近系Jimidi、Miadol、Daga组以及第四系Agor组。凹陷的构造演化可分为3个裂陷阶段[4](K1、K2—E2、E)和1个统一坳陷阶段(N2—Q)，各阶段的演化特点如下。

(1) 早白垩世(K1)强烈裂陷阶段：盆地在强烈的裂陷作用下，Algayger、Alrenk组地层厚度差异巨大，裂陷活动形成多个沉积、沉降中心，北部凹陷主体在此时期形成。

(2) 晚白垩世—始新世(K2—E2)弱裂陷阶段：裂陷作用相对较弱，在Galhak组和Melut组沉积时期主要继承早白垩世的构造格局，沉积、沉降中心集中在北部凹陷的南部断陷，各构造单元之间的地层厚度差异逐渐缩小。到Samma组和Yabus组沉积时期，盆地基本呈现坳陷沉积特征。

(3) 渐新世(E)强烈裂陷阶段：该时期裂陷活动再次加强，Lau组地层厚度差异很大。盆地抬升，大部分背斜构造在Lau组沉积末期定型且其长轴方向与红海的张裂方向近于垂直。

(4) 上新世—全新世(N2—Q)统一坳陷阶段：区域研究表明，该时期裂陷活动微弱，断层活动不明显，沉积、沉降中心集中于北部凹陷，全盆地新近系Jimidi、Miadol、Daga组和第四系的Agor组沉积厚度稳定，盆地进入统一坳陷阶段。

综合上述研究可知：Melut盆地的裂陷演化整体上经历了从强到弱2个旋回演变，在每一个旋回中，具有断层活动由强变弱、凹陷数量由多变少、构造单元之间的分隔性由强变弱的特征，最后统一成盆。在盆地演变过程中，尽管发生多次沉积、沉降中心的变迁，但北部凹陷始终是盆地最大的沉积、沉降中心。

1.2 构造单元划分

根据断裂的展布、地层展布、圈闭的发育情况等因素，对北部凹陷进行3级构造单元划分，北部凹陷整体上具有“三凹、一凸、两斜坡”的构造格局[1-2]。三凹即Moleeta次凹、Ruman次凹和北部凹陷主力次凹，一凸即Ruman潜山低凸起，两斜坡即北部斜坡带和南部斜坡带(图1)。

图1 北部凹陷三级构造单元划分

2 北部凹陷Yabus组及白垩系层序地层学研究

2.1 北部凹陷Yabus组及白垩系层序划分

Melut盆地白垩系—古近系以湖相浅水湖盆沉积作用为主，在充填演化过程中冲积河流相或辫状河三角洲广泛发育。根据Melut盆地北部凹陷陆相沉积特征，充分利用全区16口重点钻井资料，在综合分析钻井、测井及地震资料的基础上，以岩石特征、测井响应和地震反射特征的变化作为主要层序的界面标志，并综合运用合成地震记录、钻井、测井相与地震相的转换等各种信息进行井-震标定后，在白垩系—古近系共识别出SB1—SB9共9个层序界面，可划分出3个二级层序，8个三级层序，2个最大湖泛面(Alrenk和Adar组内部)(图2)。

2.2 北部凹陷白垩系沉积相研究

2.2.1 Melut组沉积相平面展布

Melut组地层的优势相主要为辫状河三角洲相，在工区内可以识别出辫状河三角洲前缘和辫状河三角洲平原2个亚相。辫状河三角洲平原亚相主要分布在北部凹陷西北部和南部；辫状河三角洲前缘亚相主要以条带状分布在Ruman次凹、主力次凹西北部和主力次凹东部。

2.2.2 Galhak组沉积相平面展布

Galhak组优势相主要为辫状河三角洲相，在工区内可以识别出滨湖、浅湖、辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘4个亚相(图3)。辫状河三角洲平原亚相主要在北部凹陷北部和东北部、Ruman

潜山西侧北部和主力次凹的西南部；辫状河三角洲前缘亚相主要分布在北部凹陷中部和南部、主力次凹的大部和Ruman潜山西侧的中部；滨湖亚相主要分布在潜山西侧；浅湖亚相主要分布在北部凹陷的西部、Ruman潜山西侧断陷的西南部和主力次凹的西北部。

2.2.3 Alrenk组沉积相平面展布

Alrenk组优势相主要为湖相，在工区内可以识别出半深湖—深湖、浅湖、辫状河三角洲前缘和一些水下扇亚相。半深湖—深湖亚相主要分布在Moleeta次凹、Ruman次凹的西南部、主力次凹的西北部和东部；浅湖亚相在整个工区有大量分布；辫状河三角洲前缘亚相主要分布在Moleeta次凹的北部和东部、主力次凹的西部；水下扇亚相主要发育于Ruman次凹西南部的深湖区(图4)。

图4 Melut盆地北部凹陷Alrenk组沉积相

3 白垩系油气成藏主控因素

目前钻遇白垩系的探井约90余口，16口井见油气显示，且主要是针对第三系油藏勘探时的兼探井，白垩系勘探虽有零星发现，但没有形成规模储量，属于非主力勘探目的层。目前勘探实践表明，Galhak组的油气发现率最高，占到已发现白垩系油层的62.5%。

3.1 油气成藏条件

Melut盆地存在3套生油层系，分别是下白垩统Algayger组上部暗色泥岩、Alrenk组暗色泥岩和上白垩统Galhak组下部暗色泥岩，主力烃源岩为下白垩统Alrenk组暗色泥岩，在北部凹陷广泛分布，而上白垩统烃源岩主要分布于北部凹陷南部。油源对比表明，位于凹陷北部的Palogue和Moleeta两大油田的原油均来自下白垩统Alrenk组，而Adar、Agordeed、Gasab油田的原油则是上、下白垩统的油源混源供给的结果。根据录井、测井、地震和沉积综合研究结果，上白垩统Galhak组的储层主要形成于辫状河三角洲平原、前缘亚相及其与浅湖亚相过渡环境之中，以中孔中渗及低孔低渗储层为主，孔隙度为15%～20%，平均为18%。

白垩系以滨浅湖和辫状河三角洲沉积为主，在辫状河三角洲前缘沉积的泥岩可形成良好的局部盖层。虽然缺乏稳定的区域盖层，但在局部盖层封盖下，个别井在白垩系也获得了高产。现已发现的白垩系油层主要受局部盖层控制，上白垩统区域盖层不发育可能是制约白垩系大面积成藏的主要原因。因此，白垩系的勘探重点应放在局部盖层的准确识别上。

3.2 有利储盖组合

Melut组主要发育辫状河三角洲平原亚相，砂地比明显偏高，不利于油气成藏。Galhak组沉积时期辫状河三角洲前缘亚相较为发育，砂岩含量为20%～40%，局部泥岩盖层发育，为最主要勘探目的层，Moleeta—Palogue—Mishmish一带是油气运移主要方向，缓坡带辫状河三角洲前缘砂体多层叠置，为寻找构造-岩性油气藏的最重点勘探地区。

Galhak组位于下白垩统Alrenk组生油岩之上，具有“近源成藏”优势，应作为白垩系勘探的重点。该组合由于泥岩厚度分布不均，圈闭相对较小，目前尚未找到大的油气藏。仅在Agordeed油田、Palogue油田和Moleeta油田发现小油藏。综合分析认为，上白垩统Galhak组砂泥岩互层是白垩系有利储盖组合。

3.3 油气成藏主控因素和分布规律

Melut盆地北部凹陷白垩系油气分布规律和控制因素如下：①受控于生油凹陷，白垩系油藏主要分布于北部凹陷；②受构造影响，白垩系构造油藏主要分布于生油凹陷内构造相对比较高的背斜构造带、大断裂控制反向翘倾断块和白垩系泥岩发育或较为发育的反向断块，岩性地层油气藏主要分布于凸起构造带的斜坡上；③受储盖条件的影响，由于缺少区域盖层，白垩系油藏规模较小，白垩系油藏以Galhak组为主，其次是Melut组；油层基本发育于白垩系砂地比相对比较低的部位，即滨浅湖及辫状河沉积相带中。

4 主要层序岩性地层油气藏勘探潜力

4.1 源上层序勘探潜力

源上层序主要为Yabus上段—Adar—Lau高位域层序，Jimidi、Adar组地层砂层对比结果表明(图5)，Jimidi组砂岩主要以河道砂体为主，Lau组以厚层块状砂岩为主，在Palogue构造带地层尖灭线附近相变为薄层河道砂，Adar组以泥岩为主，局部发育透镜状砂体。测井和地震资料研究表明，Jimidi组主要存在2个河道砂体发育地区，即Moleeta-1井—Wengi-N-1井区和Jummeza-1井附近。地震属性资料显示，Jimidi组物源以东北方向为主，西北、西南方向的物源次之。Jimidi组虽然河道发育，但在盆地中心处缺乏沟通油源的断层，不利于河道砂体成藏。Lau组总体上为较均一的沉积特征，仅在Abyat和Palogue地区发育扇三角洲河道砂体，但顶部Jimidi组泥岩发育较少，河道砂体较为发育，缺少有效的泥岩盖层和油源断层，不利于形成岩性地层油气藏。

图5 北部凹陷Jimidi、Adar组砂层对比剖面

Adar组为高位域下形成的厚层区域泥岩盖层，在Palogue及其以北地区泥岩较纯，砂体不发育，以孤立透镜状砂体为主，在Jamous-1井区东北部，向南一直延伸至Gumry和Geradon地区，且河道砂体发育，是寻找岩性油气藏的有利地区。Adar组泥岩厚度大，纵向上发育有效的油源断层是岩性地层油气藏成藏的关键。

Yabus组上部形成于水进层序初期，砂体以孤立透镜状砂岩为主，砂地比适中，与油源断层配置关系良好，但砂体规模有限。

4.2 源内层序勘探潜力

源内主要发育Galhak—Algayger组湖侵域，有利相带为三角洲前缘、滑塌浊积扇和深湖浊积扇[8-9]。源内层序勘探可寻找Alrenk内最大湖泛面遮挡形成的岩性地层圈闭，如湖侵、湖退砂体和近岸陡坡扇。白垩纪时期，3个主要物源发育了3个三角洲，缓坡带有利沉积相带为辫状河三角洲前缘亚相，主要分布在Moleeta—Palogue—Mishmish一带和Adar-1井以东地区(图3、4)。目前，在Palogue、Ruman地区缓坡带扇三角洲前缘源内Galhak组已有岩性地层油气藏发现，Abyet 地区Abyet NG-1井已发现陡坡带近岸水下相关的岩性地层油藏。

5 结论及建议

(1) Melut盆地北部凹陷源上主要发育Yabus上段—Adar—Lau高位域，有利相带为河流、三角洲和扇三角洲相，主要形成构造-岩性圈闭；源内主要发育Galhak—Algayger湖侵域，有利相带为三角洲前缘、滑塌浊积扇和洪水浊积扇，主要形成岩性和构造-岩性圈闭。综合分析认为，源内层序是寻找构造-岩性油气藏的主要勘探目标。

(2) 有利构造背景下发育良好的储盖组合是Melut盆地北部凹陷白垩系成藏的关键因素。辫状河三角洲前缘相带是白垩系油气成藏的优势相带，该相带主要发育于上白垩统Galhak组内。上白垩统Galhak组是白垩系油气成藏的主要目的层段，在有利沉积相带内，凹陷内部应围绕反向断块、滚动背斜等构造及构造-岩性圈闭开展工作。断陷缓坡应寻找地层超覆及砂岩上倾尖灭等油藏，陡坡带可寻找重力牵引背斜及陡坡扇油藏。

(3) Melut盆地北部凹陷目前已进入高成熟勘探阶段，构造圈闭探明率超过70%，下步勘探应立足大面积连片三维地震资料，以富油气凹陷成藏规律为指导，精细解剖古近系地层圈闭、深入挖潜白垩系岩性和构造圈闭的资源潜力，北部凹陷仍有望实现储量稳步增长。