北非古达米斯盆地石油地质特征及勘探方向

吴 洁 ，李 茗

（中国石化石油勘探开发研究院，北京100083）

古达米斯盆地是地处北非撒哈拉地台上的古生代盆地之一，属于近陆缘克拉通内坳陷盆地，总面积368 617 km2。盆地全部位于陆上，横亘阿尔及利亚、突尼斯和利比亚，主体位于利比亚境内。盆地北部与吉夫腊盆地相邻，南部是加尔加夫（Gargaf）隆起和伊利兹盆地，西部与哈西迈萨乌德（Hassi Messaoud）隆起相望，东部边界尚未确定，被锡尔特盆地的西翼所超覆［1］（图1）。

古达米斯盆地是北非重要的含油气盆地之一，盆地的勘探活动始于20世纪50年代中期。截止到2013年7月，共采集2D地震约17．8×104km，3D地震约6×104km2；共钻野猫井705口，获得油气发现275个，野猫井成功率为39%，2004～2013年间野猫井成功率达58．7%。目前盆地已证实的可采储量约119亿桶油当量，其中石油和凝析油82．9亿桶。现阶段盆地仍属于中等勘探程度，尚存大片未勘探区域及大量远景区带。近年勘探活动表明该盆地仍然具有很大的勘探潜力，加之前期国内对该盆地的研究较少，故本文对该盆地石油地质特征、油气分布特点进行了详细研究，进一步分析勘探潜力和方向，为未来我国石油公司在该盆地进行区块优选、开展油气勘探提供理论依据。

1 构造及地层特征

古达米斯盆地是在前寒武纪末－寒武纪早期泛非构造运动形成的前寒武结晶基底上发育的克拉通内坳陷盆地，盆地整体东高西低，南高北低，以北东－南西向低幅构造为主。在盆地的演化历程中，主要经历了4次大的构造运动，对盆地产生了不同程度的影响和改造：①志留纪末期－早泥盆世加里东运动，主要表现为东西向的挤压，形成南北向的低幅隆起构造体系，奠定了盆地东西向凹隆相间的基本构造格局；②晚石炭世－早二叠世海西造山运动，主要表现为北西－南东向的应力挤压，使盆地南北方向上发生反转，形成了北东－南西向构造体系，控制了盆地油气田的分布；③晚白垩世奥地利造山运动，主要表现为东西向的挤压，使得沿南北向的逆断层形成小部分高幅构造，古生界构造高点发生了横向变化；④始新世比利牛斯挤压运动，对盆地的构造演化影响有限。

盆地的沉积盖层以海西不整合面为界，自下而上可划分为2大沉积序列：①古生代冈瓦纳超旋回（寒武系－石炭系），为海相碎屑岩沉积，是古生代早寒武纪－中奥陶世、晚奥陶世－晚志留世、早泥盆世－中泥盆世、中泥盆世－早石炭世、中－晚石炭世总共5次海进－海退的沉积产物；②中－新生代特提斯超旋回（三叠系－新生界），以陆相和海相的碎屑岩－碳酸盐岩为主。盆地古生界和中生界沉积厚度超过6 000 m。强烈的海西构造运动造成盆地广泛抬升和严重剥蚀，使得盆地内二叠系普遍缺失。

图1 古达米斯盆地位置、构造格架及油气田分布

2 盆地石油地质特征

2．1 烃源岩

古达米斯盆地证实发育的烃源岩有2套：志留系Tanezzuft组和上泥盆统Aouinet Ouenine群的高放射性海相页岩，生烃门限埋深均为1 000 m。Tanezzuft组为晚奥陶世冰期以后古生代最大一次海进的产物，在盆地广泛分布，厚200～500 m，其底部富含有机质的黑色高放射性笔石热页岩是盆地内最主要最优质的烃源岩，平均厚度30 m，TOC最高能达20%，为腐殖－腐泥混合型干酪根，已普遍达到成熟－高成熟，生烃潜力巨大，是优质烃源岩［2－7］。Aouinet Ouenine群棕－灰黑色高放射性海相页岩沉积范围与Tanezzuft组的范围大致一致，厚约25～100 m，TOC为1%～14%，干酪根为Ⅰ－Ⅱ型，烃源岩品质向北部变好，成熟度稍低于志留系。

2．2 储层

古达米斯盆地多期海进－海退旋回形成了多套储层，已有6套碎屑岩储层被证实，主要分布在寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和三叠系中，均已发现油气。

（1）寒武系砂岩是盆地的次要储层，岩性为粗砂岩，在利比亚和阿尔及利亚具有良好的横向连续性，但由于砂岩内含高岭石且石英发生重结晶，孔隙度不高，一般为10%～12%。目前该套储层在盆地内仅阿尔及利亚有1个发现，证实的2P可采储量占盆地总储量的1%。

（2）奥陶系储层为盆地的次要储层，孔隙度为5%～15%，最高渗透率值达到1 000×10－3μm2。该套储层已证实的2P可采储量占整个盆地总储量的6%。

（3）志留系为盆地利比亚部分的主要储层，包含Tanezzuft组和Acacus组砂岩。目前盆地内有2个发现在Tanezzuft组砂岩中获得油气，孔隙度为8%～14%，渗透率为（10～50）×10－3μm2。Acacus组砂岩由细－粉砂岩组成，含泥岩薄夹层。砂层的厚度普遍能达10 m，孔隙度为20%～25%，局部地区达到30%。志留系储层已证实的2P可采储量占盆地总储量的16%。

（4）泥盆系为盆地内的主要储层，包含Tadrart组、Ouan Kasa组、Aouinet Ouenine群。Tadrart组砂岩由陆相中－粗粒石英砂岩组成，物性好，孔隙度一般超过20%，渗透率（500～1 000）×10－3μm2，产层总厚度为几十米到一百多米。Ouan Kasa组主要由泥岩内砂岩透镜体组成，孔隙度10%～15%，渗透率（3～135）×10－3μm2。Aouinet Ouenine群砂岩在盆地西南部潜力最好，孔隙度10%～20%，渗透率（10～1 000）×10－3μm2。泥盆系储层已证实的2P可采储量占盆地总储量的16%。

（5）石炭系为盆地阿尔及利亚部分的主要储层，主要为下石炭统M＇rar组三角洲砂岩，分布在盆地利比亚部分的南部及阿尔及利亚部分的西南部。该套储层向南变粗，孔隙度为10%～25%，渗透率为（10～250）×10－3μm2。目前已证实的2P可采储量占盆地总储量的6%。

（6）三叠系是盆地最重要的储层［8］，在盆地内广泛分布，包含Trias Argilo－Greseux群、Kirchaou组等河流－三角洲相砂岩，孔隙度多在15%～25%，平均渗透率几百个毫达西。该套储层已证实的2P可采储量占盆地总储量的55%。

2．3 盖层

上三叠统－下侏罗统的蒸发岩和泥页岩沉积是盆地最主要的区域盖层，厚度可达1 000 m。其次石炭系、泥盆系、奥陶系、志留系发育多套泥页岩，也可成为油气藏良好的直接盖层。

2．4 生储盖组合

盆地的生储盖组合类型包括古生新储、新生古储及自生自储三种类型。其中以志留系Tanezzuft黑色放射性页岩为烃源岩、三叠系砂岩为储层、上三叠统－下侏罗统蒸发岩为盖层的古生新储组合是盆地内最有利的成藏组合；其次，以上泥盆统Aouinet Ouenine群放射性页岩为烃源岩、泥盆系砂岩为储层、上覆海相泥页岩为盖层的自生自储组合也是盆地内较有利的成藏组合；同时，盆地内还发现了以志留系Tanezzuft黑色放射性页岩为烃源岩、寒武系和奥陶系砂岩为储层、上覆泥页岩为盖层的新生古储油气藏。

2．5 圈闭类型及分布

古达米斯盆地圈闭类型主要为构造圈闭、地层圈闭和构造－地层复合圈闭。

盆地的构造圈闭以北西－南东向低幅背斜、断背斜及低幅断块为主，多发育在盆地内隆起上，类型多样：①发育于志留纪和泥盆纪的平缓低幅背斜，形成于加里东造山运动和法门阶事件期，圈闭内断层不发育，多分布在盆地中部和利比亚部分的北部地区；②海西造山期形成的与正断层有关的圈闭，这类圈闭发育在盆地中部和利比亚部分北部的油田，在阿尔及利亚部分南部也可能存在；③奥地利和比利牛斯挤压期形成的转换断层圈闭，多发现于盆地阿尔及利亚部分的西翼和利比亚部分的南翼；④侏罗纪里阿斯世拉张运动形成的上倾断块，主要分布在盆地阿尔及利亚中部。

地层圈闭主要包括不整合面圈闭、不整合面之下的地层尖灭圈闭和岩性圈闭。目前主要在盆地利比亚部分的南部和北部边缘地区油田发现地层尖灭圈闭和岩性圈闭，但普遍认为在斜坡和隆起带仍有大量地层圈闭还有待发现。

2．6 含油气系统

古达米斯盆地各成藏要素之间的时空配置关系良好，已证实的含油气系统有2套：志留系－三叠系和上泥盆统－三叠系含油气系统［9］。其中，志留系－三叠系含油气系统更为重要，集中了盆地油气发现总量的66%。

（1）志留系－三叠系含油气系统。主要的烃源岩为下志留统Tanezzuft组放射性热页岩，沉积中心位于盆地中部，在盆地内广泛分布；储层主要为古生界和三叠系砂岩；最好的盖层为上三叠统－下侏罗统的蒸发岩和泥页岩，其次为古生界志留系、泥盆系和下志留统的泥岩。石炭纪－二叠纪Tanezzuft组开始生成油气并运移，海西构造运动之后，由于盆地内二叠系被完全剥蚀，生烃停止。早白垩世第二次进入生油窗，晚白垩世和古近纪达到排烃高峰期，油气可通过短距离的垂向、侧向传导层运移充注到寒武系至志留系储层，也可通过断层或海西不整合面经过长距离侧向运移充注至志留系Acacus组之上的储层。盆地大部分地区的构造圈闭形成于海西运动期及以前，故圈闭形成于第二次排烃高峰前，有利于聚集成藏。

（2）上泥盆统－三叠系含油气系统。主要的烃源岩为上泥盆统Aouinet Ouenine群放射性海相页岩，沉积中心位于盆地中部，在盆地内广泛分布；储层主要为泥盆系砂岩，其次是三叠系砂岩；最主要的盖层为泥盆系层内泥页岩，其次是上三叠统－下侏罗统的蒸发岩和泥页岩。第一次排烃可能发生在石炭纪，海西构造运动致二叠系遭受严重剥蚀，至烃源岩埋深小于1 000 m时停止生烃，直到早白垩世烃源岩再次进入生油窗，二次排烃一直持续到现在。生成的油气主要通过短距离的垂向运移充注到泥盆系储层，再经由石炭系和海西不整合面垂向和侧向扩散注入三叠系砂岩。捕捉油气的圈闭为形成于海西期和早白垩世的断块和断背斜。

3 油气勘探方向

3．1 油气分布特征

截止到2013年7月，古达米斯盆地共有275个油气发现，约119亿桶油当量（图1），其中105个油气田位于阿尔及利亚，聚集了盆地约69%的油气资源；110个油气田位于利比亚，聚集了盆地约19%的油气资源；60个油气田位于突尼斯，聚集了盆地约12%的油气资源。

平面上，盆地已发现的油气田展布方向受控于海西构造运动，与构造走向一致性较好，多呈北东－南西向展布，聚集在盆地东部、中部和西部一些低起伏的构造隆起上。单个油田规模普遍不大但油气分布相对集中，具有成群成带分布的特征。

纵向上，三叠系在盆地阿尔及利亚部分和突尼斯部分是最重要的储层，油田规模相对较大；志留系是盆地利比亚部分的主力产层，油田个数多但规模不大，约13．6亿桶油当量，占盆地利比亚部分总储量的62%。

3．2 油气勘探方向

古达米斯盆地圈闭发育，石油地质条件优越，早期勘探目标局限在埋深小于3 000 m的中浅层构造圈闭。经过大半个世纪的勘探开发，古达米斯盆地油气可采储量的采出程度仅为26．7%。随着地震资料品质的提高和3D地震资料的应用，对盆地研究的更为深入，特别是近年的勘探成果表明，盆地仍具有较大的勘探潜力。通过对盆地油气地质综合研究，认为未来的勘探方向为：在圈闭类型方面，需构造与地层圈闭并举，在低幅隆起边部以及多个区域不整合面，特别是海西不整合面上下，由储层岩相及物性的侧向变化等形成的岩性尖灭圈闭、边缘致密圈闭、不整合面圈闭及构造－地层复合圈闭等隐蔽圈闭可能成为盆地未来获得大突破、增储上产的重要勘探目标；在勘探层系方面，需深层和浅层并重，近10年阿尔及利亚和突尼斯发现数十套埋深大于3 300 m油气产层，足以证明盆地深部的勘探价值不容忽视；此外，需加强利比亚部分三叠系的研究和勘探。三叠系作为盆地最重要的富油气储层，在阿尔及利亚和突尼斯屡获突破，但该层系在盆地利比亚的勘探程度极低。由于在利比亚区域三叠系砂岩及其上的侏罗系膏盐岩盖层也较发育，故阿尔及利亚深层三叠系的成功勘探也进一步提升了盆地利比亚部分的勘探评价级别。

4 主要认识

（1）古达米斯盆地是地处北非地台的古生界盆地，属北非近陆缘克拉通内坳陷盆地，盆地整体东高西低，南高北低，经历了4次大的构造运动，充填了冈瓦纳超旋回（寒武系－二叠系）和特提斯超旋回（三叠系－始新统）两大沉积序列，由海西不整合面分隔。

（2）盆地石油地质条件优越，生储盖配置良好。主要的烃源岩为志留系和泥盆系放射性海相页岩；最主要的储层是三叠系陆相砂岩，其次是古生界砂岩；上三叠统－下侏罗统的蒸发岩和泥页岩沉积是盆地最主要的区域盖层。生储盖组合类型包括古生新储、新生古储及自生自储三种类型。志留系－三叠系是盆地最重要的含油气系统。

（3）强烈的海西造山运动使盆地整体抬升、强烈剥蚀并发生反转，确定了盆地北东－南西向的构造体系，并决定了盆地油气田呈北东－南西向的分布特征。盆地圈闭类型多样，主要为与各类断层有关的低幅度构造圈闭、地层圈闭和构造－地层复合圈闭。

（4）除了现阶段的勘探目标，盆地在深层及隆起带边部的岩性尖灭地层圈闭、边缘致密、不整合圈闭及构造－地层复合圈闭拥有很好的勘探前景，盆地利比亚部分三叠系储层也有望获得突破。

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