下刚果盆地盐下构造特征及其对油气成藏的控制作用

刘亚雷

(北京博达瑞恒科技有限公司，北京 100101)

下刚果盆地盐下构造特征及其对油气成藏的控制作用

刘亚雷

(北京博达瑞恒科技有限公司，北京 100101)

通过对下刚果盆地不同构造部位地震剖面的解释，总结了下刚果盆地盐下构造特征，认为下刚果盆地盐下发育一中央隆起带，该隆起带将下刚果盆地划分为内裂谷带和外裂谷带，大西洋枢纽断裂(带)是中央隆起带和外裂谷带的分界线。内、外裂谷带均发育次级凸起和凹陷，呈“两凸三凹”的构造格局。下刚果盆地盐下隆坳格局控制着烃源岩、储层、盖层的类型和分布范围，控制着油气成藏组合和成藏模式。在上述研究的基础上，指出下刚果盆地盐下油气成藏的主要控制因素为断裂控制的基底构造高部位，下一步勘探方向应以寻找基底构造高垒块为主。

下刚果盆地；盐下构造；油气成藏；勘探方向

1 概 述

下刚果盆地属西非被动大陆边缘盆地，北邻加蓬盆地，南接宽扎盆地(图1)；盆地面积15.7×104km2，其中海上面积约占90%。下刚果盆地从陆向海、从浅水向深水、由深层的白垩系到浅层新近系都获得了大量的油气发现，尤其是盐下地层勘探，近几年来得到了勘探者越来越多的重视[1-8]。本文从下刚果盆地盐下构造研究出发，在理清下刚果盆地盐下构造格局的前提下，分析其对油气成藏的影响，进而指出下刚果盆地下一步的勘探方向。

图1 下刚果盆地裂陷期构造格局(根据地震解释成果编制)Fig.1 Structure framework of the rift stage in the Lower Congo Basin

2 区域地质背景

下刚果盆地的演化与西非海岸其他盆地类似，主要经历了裂谷阶段(包括裂陷阶段和坳陷阶段)、过渡阶段和被动大陆边缘阶段[3-7,9-15]，可划分为4个时期：裂陷期(早白垩世纽康姆期)、坳陷期(早白垩世巴列姆阶)、过渡期(阿普第期)和漂移期(晚白垩世阿尔必期—现今，详见图2)。

下刚果盆地主要发育有中生代晚侏罗世—新生代地层，可分为盐下层序、盐岩层和盐上层序三个充填序列(图2)。盐下层序不整合上覆于前寒武纪基底之上，岩性为砾岩、长石石英砂岩和泥岩，之上为灰岩、砂岩和泥岩互层，横向相变明显，为早白垩世纽康姆期和巴列姆期沉积，构成了盐下层序的主体[2,4-5,7-8,11]。

在古坳陷发育半深湖-深湖相富含有机质的泥岩、页岩，为有利烃源岩发育场所；在古隆起及斜坡部位发育碳酸盐岩及砂岩，为有利储层发育部位。可见，盐下隆坳格局决定着盐下地层分布，决定着有利烃源岩、储集层的发育部位。因此，为分析下刚果盆地盐下成藏条件，指明盐下油气勘探的区带，首先需理清下刚果盆地盐下构造格局。

图2 下刚果盆地综合地层柱状图(据IHS[2])Fig.2 Comprehensive stratigraphic column of the Lower Congo Basin (modified after IHS[2])

3 盐下构造格局

3.1 地震地质剖面特征

经过对过下刚果盆地不同构造位置不同地震剖面的解释，认为下刚果盆地存在一中央隆起带，该隆起带将下刚果盆地划分为内裂谷带和外裂谷带，大西洋枢纽线是中央隆起带和外裂谷带的界线[2，16]，在内、外裂谷带内部发育次级凸起。

剖面AA’是过下刚果盆地外裂谷带的一条二维地震测线，从剖面上可以看出，下刚果盆地外裂谷带裂陷期隆坳格局清楚(图3，剖面位置见图1)。剖面最右(东)侧为中央隆起带，因剖面向东未延至中央隆起带，结合内裂谷带盆地范围以及地震剖面反射特征，在剖面上能大致推断中央隆起带的位置。中央隆起带西侧为大西洋枢纽断层的下降盘，属外裂谷带次级凹陷。在外裂谷带两个次级凹陷之间，发育一次级凸起。剖面最左(西)侧，为洋壳发育位置，亦为一凸起带。这两个凸起带在裂陷早期可能出露地表，向两侧凹陷提供物源。在裂陷晚期，该凸起带被淹没在水下，接收裂陷期沉积。从地层厚度变化特征也能识别出古凸起、古凹陷，裂陷期、坳陷期地层岩性以碎屑岩为主，地层厚度大的地方一般为古凹陷，地层厚度小的地方为古凸起。

图3 过下刚果盆地的AA’剖面Fig.3 Seismic profile AA’ in the Lower Congo Basin

图4 过下刚果盆地的BB’剖面(据IHS[2]修改)Fig.4 Seismic profile BB’ in the Lower Congo Basin (modified after IHS[2])

剖面BB’是过下刚果盆地内、外裂谷带的一条二维地震测线，该剖面展示了下刚果内、外裂谷带的特征(图4，剖面位置见图1)。中央隆起带(力库拉高地)将盆地分为内裂谷带和外裂谷带，与剖面AA’相比，该剖面展示的中央隆起带更靠近大陆方向，这是NE—SW向转换断层影响的结果[2]。过中央隆起带向西(深海方向)，为大西洋枢纽断裂带(粉色断层)，大西洋枢纽带为地壳和减薄地壳的界线，在下刚果盆地靠陆一侧，大西洋枢纽线为一断裂带，断裂倾向深海方向，下降盘逐级地掉向深海。该断裂带的下降盘即为外裂谷带，裂陷期地层厚度明显增加。在外裂谷带，发育小型次级凸起，推测向深海方向仍有次级凸起(详见剖面DD’描述)；在内裂谷带，亦发育两个小型次级凸起，分隔开三个次级凹陷。剖面最右(东)侧，基底出露地表，为前寒武纪变质褶皱基底[17]。剖面上可以看出，下刚果盆地内裂谷带内部呈“两凸三凹”的构造格局。

剖面CC’是过下刚果盆地内、外裂谷带的另一条二维地震测线，该剖面大部分在内裂谷带，代表了内裂谷带典型的构造特征(图5，剖面位置见图1)。中央隆起带(卡巴高地)向西以大西洋枢纽带(粉色断裂带)为界与外裂谷带隔开，受转换断层的影响[2]，该剖面展示的中央隆起带更靠近陆地。中央隆起带西侧，外裂谷带裂陷期地层厚度明显增加，推测向深海方向，亦发育次级凸起(详见剖面DD’描述)；中央隆起带以东，为内裂谷带，中间发育两个明显次级凸起(奴比高地和莫奈恩高地)，将三个凹陷(车博塔地堑、奎卢地堑和库拉地堑)分隔开，测线最右(东)侧，基底出露地表，为前寒武纪变质褶皱基底[17]。在该剖面上，内裂谷带内部亦展示出“两凸三凹”的构造格局。

剖面DD’是过下刚果盆地北部的一条二维地震测线，该剖面主要反映外裂谷带构造特征(图6，剖面位置见图1)。测线东侧，中央隆起带将内、外裂谷带分开，由于测线长度原因，只能识别出内裂谷带的些许特征；大西洋枢纽断层(粉色断层)将中央隆起带和外裂谷带分隔开，断层下降盘，裂陷期地层厚度明显增加，为外裂谷带。在外裂谷带坳陷中，能识别出两个明显的次级凸起，凸起两侧各有一次级凹陷，使得外裂谷带亦呈现“两凸三凹”的隆坳格局。该剖面代表了下刚果盆地外裂谷带的隆坳特征。

图5 过下刚果盆地的CC’剖面(据IHS[2]修改)Fig.5 Seismic profile CC’ in the Lower Congo Basin (modified after IHS[2])

图6 过下刚果盆地的DD’剖面Fig.6 Seismic profile DD’ in the Lower Congo Basin

3.2 裂陷期构造演化特征简述

通过上述几条过下刚果盆地不同构造部位的地震地质剖面分析可得出，下刚果盆地盐下构造格局清楚：中央隆起带将盆地划为内裂谷带和外裂谷带，大西洋枢纽断裂为中央隆起带和外裂谷带的界线。裂陷作用初期，研究区主要发生陆内裂谷作用，此时，中央隆起带已然存在，为一基底古隆起。在该古隆起的西侧(即现今深海方向)，受裂谷作用的影响，块体被急剧拉开，快速沉降接收裂陷期沉积物，在基底隆起和快速沉降的块体之间，形成断距很大的断裂或是逐级下降的断裂带，此即为大西洋枢纽断裂(带)，断裂的下隆盘，即为外裂谷带。在隆起带东侧，受裂谷作用影响，也形成一系列断陷盆地，接收裂陷期沉积物，此即为内裂谷带。内裂谷带—中央隆起带—外裂谷带呈东西相间排列，此为下刚果盆地一级构造单元；在内、外裂谷带内部，受裂谷作用和盆地基底隆坳影响，发育次一级的凸起和凹陷，凸起和凹陷呈条带状展布。内、外裂谷带均呈现出“两凸三凹”的隆坳格局。

4 盐下成藏特征

综合前人对西非的研究成果及已有油田认识[1,3-7，14-15]，同时对比南美的研究成果[18-19]，分析了下刚果盆地的油气地质特征，认为下刚果盆地盐下隆坳特征与各成藏要素、成藏组合和成藏模式息息相关，盐下凸起和凹陷对烃源岩、储集层的控制作用，以及对油气成藏的影响主要体现在以下几个方面。

4.1 烃源岩

烃源岩的有利发育部位为不同构造部位的次级凹陷。下刚果盆地最重要的盐下烃源岩为下白垩统纽康姆阶—下阿普第阶深湖相页岩，主要以Bucomazi组(安哥拉)、Marnes Noires组(刚果)为代表，TOC平均值可达7%，最高可达30%，主要为Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ型干酪根，烃源岩的厚度可达1 800 m，是区域上一套优质烃源岩[1-6,9,15，20-21]。浅水区Takula、Emeraude等油田钻探资料揭示，下白垩统纽康姆阶—巴列姆阶的湖相泥页岩有效厚度约为430 m，TOC值为5%～11%，有机质类型为Ⅰ型干酪根，含Ⅱ型[6]。盆地成熟度研究表明，盐前烃源岩生烃门限在2 000～3 000 m之间，整个盆地都已达到成熟，部分深水区已具备生气能力[4-8]。

4.2 储集层

下刚果盆地发育盐下和盐上两套储层，盐下主要发育碎屑岩储层，碳酸盐岩储层也有一定的储量发现。盐下碎屑岩主要为裂谷期早期Luculla组、Vandji组和Erva组。盐下碳酸盐岩储层主要为巴列姆期-阿普第期的Toca组，以藻丘或湖泊边缘建造形式出现，由石灰岩、白云岩和泥灰岩以及稍少的页岩和砂质碳酸盐岩组成[4-5]，主要发育在凸起带或斜坡带等构造相对高部位。盐上储层主要为阿尔布阶碳酸盐岩和中新统碎屑岩。第三系河道浊积砂体储层主要发育于下刚果盆地深水区。近年来下刚果盆地主要的油气大发现便集中于渐新统—中新统浊积岩储层中[1，8]。

4.3 盖层

Loeme组盐层是下刚果盆地重要的区域盖层，可以为盐下提供极好的封盖条件。盐下裂谷层系中，Bucomazi组湖相页岩广泛分布，其厚度也足以形成封闭，可以作为封盖夹层。盐上盖层包括白垩系和第三系海相页岩。另外，盐底辟形成过程中移动的盐也为盐顶封闭的形成提供了有利条件[1，4]。

4.4 盐下裂谷期成藏组合

图7 下刚果盆地盐下成藏模式(据文献[15，22]修改)Fig.7 Pre-salt hydrocarbon accumulation model of the Lower Congo Basin (modified after references of [15] and [22])

下刚果盆地盐下成藏组合的源岩为Bucomazi组湖相有机质页岩，储层为盐下的Luculla、Vandji、Toca和Chela组，盖层为盐岩和湖相页岩。圈闭类型主要与裂谷期断层活动相关，包括早期裂谷系翘倾断块、垒块、断背斜、断鼻、基底隆起及低幅度背斜圈闭等构造高部位。其中，断块圈闭储层为Luculla/Vandji组砂岩，早、中裂谷期发育的页岩为其源岩和盖层；基底隆起的储层为早白垩世中、晚裂谷期Toca组湖相碳酸盐岩；低幅度背斜主要发育于过渡阶段，储层为Chela组砂岩，盖层为阿普特阶盐岩[5]。

4.5 盐下成藏模式及成藏主控因素分析

根据上述生储盖分析和已知油田资料，可总结下刚果盆地盐下成藏模式如图7所示。对于盐下油气藏，以盐下纽康姆阶—阿普第阶凹陷内的湖相泥页岩为烃源岩，油气沿裂陷期形成的断裂和不整合面运移，在盐下湖相碎屑岩和碳酸盐岩储层中运聚成藏，盐岩及盐下湖相泥岩为盖层。大陆裂谷作用形成的构造高垒块是主要的油气聚集场所，是油气成藏的主控因素，盐下隆坳格局是控制基底高垒块分布的关键。受裂谷期拉伸构造运动控制，盐下地层形成由正断层引起的一系列地垒、地堑、半地堑等，圈闭类型较多，可以形成多种与伸展构造有关的油气藏类型[7]。盐下油气主要分布于裂谷构造的陡坡带和地垒上，地垒发育区是形成多层系油气富集的有利地区(见图7)。

5 未来勘探方向

下刚果盆地油气勘探经历了多个阶段，浅水区和深水区均有所发现[8]，对于盐下勘探来说，主要集中在靠陆一侧的浅水区，有利目标为断层控制的基底高垒块(图7)。下刚果盆地勘探实践已经证实，盐下浅水区有良好的裂陷期烃源岩和储集层，以及盖层封盖条件，所以浅水区仍会持续成为盐下勘探的重点。由前文对生储盖和成藏模式的分析可得，盐下有利勘探部位为裂陷期断裂控制的盐下基底高部位，即本文所描述的次级凸起；对深水区盐下勘探来说，由于地层较深，圈闭落实存在风险，勘探费用较高等原因，导致深水区盐下尚未取得大的突破。但本文研究已证实，下刚果盆地深水区亦存在有利构造高部位，同时有来自盐下的烃源岩、储层，有上覆盐岩作为良好的区域盖层，有断层沟通油气源，因此深水区盐下地层仍然存在一定的勘探潜力[3，8]，盐下基底高垒块可作为有利勘探目标，因此，深水区可作为下刚果盆地盐下勘探的潜在突破区。

6 结 论

(1)下刚果盆地盐下隆坳格局清楚，中央隆起带将其划分为外裂谷带和内裂谷带。内裂谷带—中央隆起带—外裂谷带呈东西向隆坳相间排列。内、外裂谷带发育次级凸起，均呈现“两凸三凹”的隆坳格局。

(2)下刚果盆地盐下构造特征控制着烃源岩、储集层、盖层类型的分布范围，控制着盐下油气成藏组合和成藏模式。

(3)对下刚果盆地盐下勘探来说，重点勘探区带应放在内裂谷带和外裂谷带靠陆一侧的浅水区，有利勘探部位为断裂控制的构造高垒块；外裂谷带深水区亦具备油气成藏条件，有一定的勘探潜力，可作为下刚果盆地盐下勘探的潜在突破区。

[1] 丁汝鑫，陈文学，熊利平，等.下刚果盆地油气成藏主控因素及勘探方向[J].特种油气藏，2009,16(5)：32-35.

[2] IHS Energy. Lower Congo Basin[R].IHS Energy,2010.

[3] 范洪耀，陶维祥，于水，等.下刚果盆地油气成藏条件及勘探潜力分析[J].海洋石油，2012,32(2)：16-20.

[4] 邬长武，熊利平，陈焕杰，等.下刚果—刚果扇盆地油气藏分析及有利区评价[J].石油天然气学报，2012,34(7)：17-21.

[5] 杨晓娟，李军，于炳松.下刚果盆地构造特征及油气勘探潜力[J].地球物理学进展，2012,27(6)：2583-2593.

[6] 赵红岩，陶维祥，于水，等.下刚果盆地烃源岩对油气分布的控制作用分析[J]. 中国海上油气, 2012,24(5)：16-20.

[7] 赵红岩，陶维祥，于水，等.下刚果盆地深水区油气成藏要素特征及成藏模式研究[J]. 中国石油勘探, 2013(1)：75-79.

[8] 张树林，邓运华.下刚果盆地油气勘探策略[J].海洋地质动态，2009,25(9)：24-29.

[9] SCHIEFELBEIN C F, ZUMBERGE J E, CAMERON N C, et al. Geochemical comparison of crude oil along the South Atlantic margins[J]. AAPG Memoir, 2000,73, p. 15-26.

[10] KATZ B J, MELLO M R. Petroleum systems of South Atlantic Marginal Basins: an overview [J]. AAPG Memoir, 2000, 73:1-13.

[11] 熊利平，王骏，殷进垠，等. 西非构造演化及其对油气成藏的控制作用[J].石油天然气地质，2005，26(5)：641-646.

[12] 林卫东，陈文学，熊利平，等.西非海岸盆地油气成藏主控因素及勘探潜力[J].石油实验地质. 2008,30(5)：450-455.

[13] 马君，刘剑平，潘校华，等.西非被动大陆边缘构造演化特征及动力学背景[J].中国石油勘探，2008(3):60-64.

[14] 袁圣强，吴时国，马玉波，等.南大西洋深水盆地的构造沉积演化及含油气系统[J].天然气地球科学，2008,19(2)：216-220.

[15] 胡湘瑜.西非被动大陆边缘盆地群大油气田形成条件与成藏模式[J].现代地质，2013,27(1)：133-142.

[16] MATRIN P Jackson, MICHAEL Huder. Interplay of Basement Tectonics, Salt Tectonics, and Sedimentation in the Kwanza Basin, Angola[M]// AAPG. AAPG International Conference and Exhibition. Cape Town: AAPG, 2009:1-2.

[17] MICHAEL R Lentini, SCOT I Fraser, SUMJNER H Scott, et al. Geodynamics of the central South Atlantic conjugate margins[J].Petroleum Geosciences,2010, 16:217-229

[18] 郭建宇，郝洪文，李晓萍.南美洲被动大陆边缘盆地的油气地质特征[J].现代地质，2009,23(5)：916-921.

[19] 庞正炼，樊太亮，何辉，等.巴西陆上盆地类型及油气地质特征[J].现代地质，2013,27(1)：143-151.

[20] MCHARGUE T R. Stratigraphic development of proto-south Atlantic rifting in Cabinda, Angola-A petroliferous lake basin[J]. AAPG Memoir, 1990, 50:307-326

[21] BRACCINI E, DENISON C N, SCHEEVEL J R, et al. A revised chrono litho stratigraphic framework for the per-salt in Cabinda, Angola[J]. Bulletin Centrede Recherches Exploration-Production E If Aquitaine, 1997,21(1):125-151

[22] 朱伟林，陈书平，王春修，等.非洲含油气盆地[M].北京:科学出版社，2013:205-262.

Pre-salt Structure Characteristics and Its Control on Hydrocarbon Accumulation in the Lower Congo Basin

LIU Yalei

(PST Service Corp., Beijing 100101, China)

Based on the seismic interpretation of different structural profiles, the pre-salt structure characteristics of the Lower Congo Basin is studied and summarized, which can be divided into two sub basins by a central uplift,i.e. the inner and the outer rift-basins, while the Atlantic hinge line is the boundary fault between the central uplift and the outer rift-basin. In both outer and inner rift-basins, the structure characteristics can be described as two humps developed in three sags. The structure framework controls the type and distribution of the source rocks, reservoir rocks and the cap rocks, as well as the source-reservoir-cap combination and accumulation model. Based on the above-mentioned research, this paper points out that the uplift controlled by faults is the clear goal for the next exploration of the pre-salt layer in the Lower Congo Basin.

the Lower Congo Basin; pre-salt structure; petroleum accumulation; exploring strategy

2015-11-16；改回日期：2016-10-10；责任编辑：潘令枝。

“西非深水盐下成藏条件分析与勘探区带优选”项目(1021-2013-EM-PS-0025)。

刘亚雷，男，高级工程师，博士，1984年出生，矿物学、岩石学、矿床学专业，主要从事区域构造和石油地质等方向的研究工作。Email：liuyalei@ldocean.com.cn。

P618.13；TE121.1

A

1000-8527(2016)06-1311-07