被动大陆边缘四大含油气盆地石油聚集的地质环境被动大陆边缘四大含油气盆地/7一石油聚集的地质环境何炳文p~S-i3o|r—b7'/4摘要本文介绍被动太陆边缘四十着名的古油气量麓的形—k囊层,||质构造.石油囊曩的主要因素.油气储量等.墨西哥湾盆地面积9o万1.以盐丘型气藏和藏动青料壹油气藏者主.其次是珊瑚磙油藏.北I卑盆地面积62万袖气燕粪童多种多样.但以四种为主.■断囊青聋I气藏盐背斟油藏,披复构造油蕞悻罗系潜山油藏.尼日尔三角锎盘奠面积7-5万h^以藏动青料油气藏为主.珠江IZl盆地面积l4.7万t.m.1,油气藏类童比较多,但以与基岩膏蕊隆起有关的第三系背斟和半背斟油气藏为主,其次是古措山油气藏.关键词气地质被动大陆边缘墨西哥湾盆地戈海盆地尼日尔三角锎月JJ舌璩江口盐地互塑彩厥锚四大含油气盆地是指墨西哥湾盆地,北海盆地尼日尔三角湘盆地璩江口盐地.前三者是大西洋扩张形成的.后者是南海扩张形成的.它们具有各自的特点.分别是美洲.欧洲,非洲和亚洲的被动大陆边缘较为出名的含油气盆地.从它们的石油毡质情况来看.也许能反映出被动大陆边缘的油气分布与地质构造的关系,同时有助于我I丁进一步深人研究珠江El盆地的石油地质以及对南海的找油找气提供一点参考的线索.墨西哥湾盆地墨西哥湾盆地位于美国南部.是一个形成时代较早的小洋盐.从宾夕法尼亚中期.北美板块开始与南美分离.到三叠纪,板块之问的分离己盔比较充分.在晚三叠世和早侏罗世.海底扩张加快.新形成的大西洋海水进人翻这一扩张带范围内,祝积了很厚的盐层.到中侏罗世.发展成为蕾的小洋盆地,祝积了巨厚的中新生代地层.一地层特点墨西哥湾盆地广泛分布中,新生代海相殖层.沉积厚度根大,最大的可达二万米.在沉积剖ill@有两个不整合.一是白垩系和下第三系之问的不整合.二是上,下第三系?7?l/二问的不整合.整个地层划分为三大套:1)上第三系为碎屑岩沉积.呈向海盆中央倾斜的单斜层;2)下第三系沉积,以砂岩,页岩为主.夹有石灰岩.在海盆中央下第三系和白垩系沉积是连续的,海盆边缘,由于中生代岩层发生摺曲和断裂,被海流侵蚀而成峡谷盆地,其中充填了很厚的早第三纪浊流岩;3)中生代碳酸盐沉积.中生代碳酸盐沉积,可分为三部分:下都为三叠系,以膏盐沉积为主,分布范围局限.是海盆开始阶段.中部为中,下徕罗统,在海盆内.广泛发育碳酸盐地层,夹有少量膏盐和页岩,在海盆边缘形成碳酸盐迪台,如南佛罗里迭地台.其上部为晚侏罗世和白垩纪碳酸盐沉积,以白云岩,白云岩化灰岩,砾屑灰岩,生物灰岩为主.夹有砂岩和页岩.在海盆内碳酸盐沉积可分为盆地边缘相,前缘斜坡相,盆地中心相,台地边缘相和礁后泻湖相等.在斜坡相地带往往发育有巨型珊瑚碓带.二,地质构造特点墨西哥湾盆地的地壳类型,中部为洋壳,周围是陆壳,二者之间为过渡带(图1).盆地北部边界从西阿东为拉诺隆起,沃希托褶皱带和阿巴拉契亚褶皱带.以前寒武纪结晶岩,古生代变质岩和部分沉积岩为基底.全区在向海湾方向倾斜的总趋势下,为?8?图1墨西哥湾盐地的地壳分布图次一级盆地,隆起和断裂带所复杂化.在北缘弧形断层带内的北部是盐盆地与隆起相问排列,由早白垩世隆趁形成的萨宾和门罗隆起分隔为东得克萨斯,北路易斯安那和密西西比三十盐盆地,中部是一条与海岸线平行的同生断层带,伴生滚动构造,南部主要是盐盆地,各个盆地普遍发育刺穿和深埋盐丘构造.三,石油聚集的主要因素1.沉积中心沉积中心是指沉积物最厚的地区,墨西哥湾盆地各时代沉积中心轴线大致与各时代陆架边缘平行,沉积中心靠近陆架边缘,从油气田分布状态来看,沉积中心对应着油气田分布带.2.沉积相墨西哥湾盆地第三系沉积相可划分为三个大相,即砂岩大相,砂岩一页岩大相,页岩大相.油气田分布带位于砂岩一页岩大相带内.3.同生断层同生断层是指在沉积过程中发育的边沉积,边断裂,向海湾或辣凹陷的方向下掉的正断层.墨西哥湾盆地同生断层很发育,在中部形成一条与海岸线平行的同生断层带,同生断层是连通生油层与储油层的通道,同时同生断层伴生的滚动构造又是极好的聚油圈闭,因此,墨西哥湾盆地不少油气聚集带都是沿着区域性同生断层带分布的.由于区域性同生断层主要分布在断层活动时期的磕架边缘,所以随着陆架边缘向海推进,同生断层的时代也向海渐次变新.4.生储条件墨西哥湾盆地有机质丰富,中新统海相页岩的有机碳含量为0.7%一1%.据路易斯安那州近代沉积的资料.陆架外带有机碳古量为0.47%,陆坡上倾部分为0.61%,下倾部分为0.59%,陆隆地区为0.63%.普遍大于0.4%(生油最低界线),而且海生有机质向海增多,因此,墨西哥湾盆地有良好的生油层.生油层为上慷罗统至更新统海相暗色页岩.由于本区新生代各时期的沉积条件与近代十分相似,可以推测新生代生油区是陆架外带和陆坡区.油气藏差不多都分布在生油带顶界以上,而上新统和更新统的油气藏离顶界更远.这说明油气藏由其下面的生油带中的油气经过断面或其它通道向上运移而形成的.储油层为更新统,上新统和中新统的砂岩,上侏罗统的黉I状灰岩和砂岩.白垩系的生物礁.5.盐丘和三角洲盐丘和三角洲的分布是油气聚集的重要规律,墨西哥湾有大量盐丘分布.侏罗纪的岩盐受到挤压,刺穿到上覆地层中,有的一直穿透上覆地层,到达海底,形成山丘.这些盐丘一直在活动,有的大约每年长7cm.盐丘活动对油气形成有三种影响:一是产生地热,使上第三系地层中有机质转化为石油;二是形成圈闭有利石油的聚积;三是由于盐丘不断活动.使上覆地层产生裂隙,提高岩石渗透率约50%.在墨西哥湾北部的油田,大多数分布在密西西比河古河道内的盐丘上.密西西比型三角洲.河流人海成指状分布,三角洲沿着古河道分布.在历史上由于河道不断变迁,在海湾地区形成互相重叠的三角洲.所以,酱查工作首先发现古河道,在古河道中寻找盐丘,就能找到大油田.6.珊瑚礁墨西哥湾周围分布着巨型珊瑚礁带,从珊瑚礁中找到许多大油田,因此得出规律,在珊瑚礁附近若有生油层存在,则可能形成大型油田,例如金巷环礁油?9?.7.油藏圈闭类型与墨西哥湾海岸平行的深部埋藏的侏罗纪盐丘向上刺穿上覆岩层(白垩系和第三系),在盐丘构造顶部第三纪地层形成地堑构造,而在翼部形成同生断层.即在同生断层下降盘形成滚动背斜.因此,墨西哥湾盆地油气藏类型主要是盐丘型油气藏和滚动背斜型油气藏(图2),其次是珊瑚碾油藏.西北图2美国墨西哥湾油蕞类型^.滚动背斜型B.盐丘扮造堑美国墨西哥湾盆地面积90万km,从1901年发现第一个油田以来,已开发了几千个油气田.据统计,1954--1980年在陆架区已经生产石油45亿桶,天然气1.2亿m,尚剩石油储量25亿桶和天然气储量9056万m'.现在美国海上油气勘探与开发,开始从陆架区向陆坡区发展.如康乃格工程,是在距密西西比河口24.14kin,水深312m的构造上施工,证实墨西哥湾陆坡区石油资源也是非常丰富的.估计陆坡区石油储量57亿桶,天然气储量1.4亿m.北海盆地北海位于英国,挪威,丹麦,西德荷兰之间,盆地面积62万km.根据地质.地球物理和钻井资料,欧湘一些地质学家认为北海盆地的形成是与大西洋的扩张和北海深部上地幔物质的隆起有关.地层特点北海盆地的基底比较复杂,大致在东北部为前寒武纪变质岩基底,西北部为加里东褶皱基底.南部为海西褶皱基底.盆地基底上覆石炭纪到第三纪的沉积岩.厚度超过?l0?7000m.石炭系为海相砂岩,页岩,石灰岩,白云岩和近海煤系.二叠系分另不整合在前寒武系或石炭系之上.叠系分上.下两部分,下统称赤底统,由砾岩砂岩粉砂岩和页岩组成.以红层为特征;上统称镁灰统,由石灰岩,白云岩和巨厚的石膏和岩盐组成.三叠系为红色砂岩页岩,夹有白云岩和盐,石膏.侏罗系分为三部分:下部里阿斯统在南部盆地为海相页岩,北部盆地为砂岩和页岩互层;中侏罗道格统由牙状灰岩,介壳灰岩,砂岩和页岩组成;上侏罗麻姆统为一套黑色富古有机质的海相泥岩,称为启奠里阶页岩.白垩系分上下两部分:下白垩统为一套灰色海耜泥岩,其厚度在维京地堑可达到上千米,在盆地边缘地区变为三角相和渤相砂岩,糟砂岩和泥岩;上白垩统以着名的白色细粒白垩层为主要沉积相,这是一套很纯的碳酸盐岩,不含泥质和砂质,白垩层厚度很稳定,一般在300-600m之间.下第三系:古新统下部为达宁组白垩质灰岩,中,上部为砂岩和泥岩:始新统为海相灰岩,棕色泥岩,粉砂岩,夹薄层泥质灰岩组成:渐新统为灰绿色海相泥岩夹一些钙质条带.上第三系主要为海相泥岩.中新世是海退环境,到上新世又海浸到目前的海岸线.第四系为泥岩,粉砂岩和冰川沉积砂层砾石层冰碛层及冰水冲积的砂体分布在整个北海海底的表层沉积层内.二,地质构造特点北海盆地的形成开始于二叠纪,在二叠纪—三叠纪为克拉通内部盆地,侏罗纪启莫运动期发生强烈块断活动,形成许多长形的断陷盆地,每个断陷盆地长度约300km.宽度约50-100km.断陷盆地内充填着侏罗一白垩纪沉积地层.各中生界断陷盆地被沉积盖层很薄的地垒构造或隆起台地所分隔.第三纪拗陷期的沉积层则普遍覆盖在断陷盆地和隆起台地之上.形成统一的北海拗路盆地.每个断路一拗路系统的边缘.一值是断层,另一侧是单斜挠曲.或者两德都是断层.三,油气聚集的主要因素1.生储盖组台北海盆地是一个多旋回多油气层系的油气区.重要的生储盖组台自下面上共有三套:'(1)石炭系煤系为生气源岩,下二叠系赤底统砂岩为储气层,上二叠系镁灰统膏盐层为盖层.台气构造一般都是平缓而获长的背斜或穹窿.(2)侏罗系富含有机质的黑色页岩为生油层.中,下侏罗统的高渗透性砂岩为储油层,上侏罗统或下白垩统的泥岩为盖层.上侏罗统启奠里阶黑色页岩.富含有机质.富含放射性物质,具有高的地温梯度和超高压力,公认是北海盆地最好的生油岩.(3)下第三系古新统,始新统,渐新统巨厚的暗色泥岩为生油层和盖层,古新统底部达宁组白垩质灰岩或古新统砂岩组为储油层,例如中央地堑的油气田属于这套生储盖组合(图3).厚度地质时代岩性和主要的油气分布情况姨尺】更新坑上新统辩蓥砂岩储集层:.31)oD-晒中新统蠢1咖∞"渐新统辩蓥,福蒂斯,蘩特罗新.辑始新统二二—蠡奠林-浩蘩譬等油气田古新统▲J选宁静_白垩储集层:O—l960JIk疑抖孳斯克.典达.西埃辩非¨2O0马斯特里瓣■一斯克.埃尔特菲斯克,托尔,制毒坦新阶丹.阿豁布斯吉尔等油气田1640-'Ⅲ上统360oO一23∞下统i;:弦帕砂宕储集层:O—39oo上统;≥专●I弦帕.克莱莫尔法尔马口气田蛙中统l600三叠系;?中启莫里不整合0-370D藜希斯坦群幂翻.蔡希斯坦储集层:上r●Fr臭克.A/1,阿盖尔油气田瑚l_赤底统■/O一1600下石炭系0-l9oo泥盆系萏≥-老红层砂岩储集层:巴肯油田Iif-l啪加里束基底图3田分布情况图2?油气藏圈闭类型北海盆地的油气藏圈闭类型多种多样,这是因为自二叠纪以来的张性块状断裂活动使北海盆地分割成许多长形的斯路～拗脑盆地和隆起一台地.弪历过多期的构造运动,特别是三叠纪末早启奠里运动,晚侏罗世的晚启奠里运动,早晚白垩世之间的奥斯特里运动和白垩纪末的拉拉米运动,形成了重要的不整合面和下部地层的剥蚀-上二叠统岩盐J昙的塑性运动,对上覆地层的构造和岩性影响程大.自二叠纪至第三纪盆地内厚达10km的沉积物具有多旋。