南盘江盆地油气资源潜力分析

南盘江盆地油气资源潜力分析

南盘江盆地位于云南、贵州和广西（区）交界处。油气资源评价区域位于南盘江断裂带，西南为邱北-阿诺凡断裂带。南界以中三叠纪碎屑岩连接线为边界，东界以天峨一凌云角以西的断裂为边界（图1），面积为3.3.14km2。1油气资源评价方法资源评价是石油地质科学发展程度和油气勘探技术的综合反映,也就是说代表了人们对地下油气分布规律的认识程度。由于沉积盆地中油气资源的多少和分布受到多种因素的影响,因此一百多年来产生了许许多多预测、评价油气资源的方法。地质学家努力从不同的角度、针对各地区不同的地质条件,力图尽可能准确解决油气资源的预测问题。但是,到目前为止还没有一种方法能够确切无误地计算出某个盆地或某个地区的油气资源数量,即使是勘探程度很高的盆地,也还有未被发现的油气资源,从而也无法验证资源预测结果的准确程度。美国在百余年的油气勘探史上,不断有人进行油气资源评价工作,也创造了很多种资源评价方法。由于美国油气勘探的工作量很大,积累了丰富的资料和数据,因此类比法一直为大多数地质家和美国地质局及一些著名的学术机构,如美国石油地质家协会等所采用,并不断加以改进和完善。美国大多数研究人员在进行油气资源预测时,均主张采用类比法或从已有的勘探、生产数据外推法,较少采用地球化学方法。这是因为:①他们认为地球化学方法中,由于对烃类在地下形成、运移机理还有很多问题不够清楚,需要进一步研究;有的参数受主观因素影响很大,难于准确确定,如生成烃类的运移系数、聚集系数等;②美国已钻了大量的油气探井和开发井,积累了大量的资料,用统计外推法或类比法时,有比较可靠的基础。现有的各种评价方法各有优、缺点,它们在认识问题角度和评价结果可信度方面都存在较大的差异,因此,为了使资源评价结果具有更高的参考价值,在具体盆地油气资源评价中通常是几种方法同时进行。常用的资源评价方法大致可以分为五类:①历史趋势外推法;②以地质类比为基础的面积法和体积法;③地球化学物质平衡方程法;④综合分析法(如数学地质方法等);⑤对目标的直接估计法(通常使用的是特尔菲法)。本文所采用的类比法就是其中的一种,类比法是指以地质类比为基础的面积法和体积法:对已进行过大量油气勘探的地区,即所谓油气勘探成熟的地区内,计算出不同地质条件下,其单位面积或单位沉积岩体积中已发现的油气权量,然后将这些比率用于地质条件类似而勘探程度较低或未勘探的新区,对其资源前景进行预测。使用该方法时,主要是在类比参数中,必须是真正控制类比地区内油气分布规律的关键参数。南盘江盆地勘探程度很低,至今尚未获得油气勘探的突破,还属于早期评价阶段,因此以地质类比为基础的面积法适合评价其油气资源量。2盆地类型2.1不同类型盆地含油气分布规律的差别沉积盆地中油气是否丰富,关键是油气生成、聚集和保存三大要素,控制这些要素的基础是盆地的沉降和沉积关系以及后来构造变动的强烈程度和上升剥蚀条件,也就是含油气区的大地构造位置是影响油气田储量或油气田大小分布的一个重要因素,美国不同大地构造类型盆地含油气分布规律的差别即反映了这一规律。应该看到,由于影响油气分布的因素很多,大地构造只是其中之一,因而同一大地构造类型的含油气盆地,其含油气情况是有差别的,在某些类型中,其差异甚至非常大。总的看来,不同构造类型含油气区之间的差别比同一类型含油气区之间的差别则更为明显。按美国著名的板块大地构造学家克列姆(Klemme)的盆地分类,美国的盆地大致分为两大类8种类型(表1)。其中陆内复合、复杂型(克拉通边缘型)特征是:盆地一般呈长形至椭圆形,面积较大,剖面不对称。盆地早期为古生代台地型沉积,在晚古生代时出现了第二个沉积旋回,沉积物来源于克拉通外缘的隆起区,这一类盆地还可细分为浅内陆亚型、深内陆亚型以及落基山北部和西部亚型三种。该类型盆地已知油气可采储量占全美国的43%。2.2盆地地质格局南盘江盆地位于克拉通的边缘,在早古生代位于被动大陆边缘,志留系中期发生的广西运动导致其抬升遭受剥蚀,晚古生代早期的海侵开始了第二沉积旋回,此后在古生代盆地的基础上叠置了中生代的浊流盆地,按照克列姆(Klemme)的盆地分类,属于内陆类盆地(分布在克拉通板块内部)中的复合、复杂型(克拉通边缘型)盆地。经过进一步的细分对比,认为南盘江盆地属于陆内复合型盆地,其油气资源背景与世界上同类的盆地具有一定的可比性。(1)构造:南盘江盆地位于扬子准地台西南边缘,与华南板块西端紧相邻,是晚震旦一加里东构造扬子板块经裂谷阶段进入被动大陆边缘向东南方向增生,与华南板块多次碰撞拼合为一体,导致在加里东晚期形成大隆大坳沉积格局,为南盘江盆地构造演化奠下基底。海西一印支期,是以地质裂陷断块为特征,经历了泥盆纪的槽一台一盆一丘沉积格局;东吴地裂运动、二叠纪礁相带的形成至印支期的弧后盆地的挤压、裂陷、反向浊流沉积以及印支一燕山运动的构造回返、挤压、褶皱形成盆地。(2)沉积:早泥盆世由南向北广泛海侵,普遍沉积滨岸碎屑岩,台盆并未形成。中泥盆世早期,海侵继续向北扩展,在高部位发育了浅水碳酸盐岩沉积物,在低部位则为槽(盆)泥质岩、砂岩、硅质岩等沉积物,台间槽(盆)的沉积格局开始明显并随时间的推移而加剧。至早二叠世早期海平面迅速上升,此时海盆相对稳定,沉积了一套陆棚相碳酸盐岩。晚二叠世出现的东吴运动,导致西部地区断裂深切,多处出现火山爆发,形成巨厚的峨眉玄武岩。早三叠世的台盆沉积基本继承了晚二叠世的台盆格局,海侵向西北方向有所扩大,碳酸盐岩台地与深水碎屑盆地相泾渭分明。中三叠世末一晚三叠世初发生了早印支运动,促使南盘江浊流盆地开始回返,褶皱隆升。三叠纪末发生大规模的海退,结束了碳酸盐岩的沉积环境。(3)烃源岩:南盘江盆地烃源岩主要分布在盆地相区,其中中泥盆统和下二叠统为主力烃源岩,其余为辅助烃源岩。烃源岩类型有碳酸盐岩、泥质岩以及火山碎屑岩。中泥盆统烃源岩岩性为黑灰色一深灰色含灰质或含粉砂质泥岩,最厚达641m;下二叠统烃源岩岩性为中一厚层状深灰色一黑灰色泥一粉晶石灰岩,厚度在700m以上,其中忻城最厚达1069m,向四周减薄。(4)储层:南盘江盆地石油地质格局基本上是盆生隆储,储层的分布受沉积相的控制较严,在平面上分布于台地边缘和盆地中的丘台相区;储层纵向上分布于中泥盆统、中上石炭统以及二叠茅口组至长兴组地层。均以碳酸盐岩(灰岩、白云岩)储层为主。发育在台地边缘相和槽盆相中的碳酸盐岩丘台的生物礁灰岩是本区最理想的储层。最富盛名的广西南丹大厂泥盆系古油藏和册亨板街二叠系古油藏就是礁灰岩储油的典型。(5)盖层:区内盖层可分为泥质岩类、致密碳酸盐岩类、凝灰岩类。泥质岩类包括泥岩、页岩、粉砂质泥岩,它们往往以不等厚与砂岩、粉砂岩组成碎屑岩一泥质岩岩系,构成区域盖层或直接盖层。在本区三叠系泥页岩盖层分布最为广泛,虽经后期褶皱抬升、剥蚀,现今保留厚度仍达1800～2500m,平面上连片保存面积达6000km2。致密碳酸盐岩盖层主要存在于石炭系,它是泥盆系储层的直接盖层和区域盖层。石炭系碳酸盐岩盖层基本分布于全区,厚度约700m。凝灰岩盖层主要为沉积火山碎屑岩类,包括沉凝灰岩和凝灰质泥岩。(6)油气显示:南盘江坳陷广泛分布着油、气、沥青显示点,多见于泥盆系和二叠系,少数为三叠系和石炭系。其中沥青和油苗多为地面显示,气苗为井下显示。全区共计油苗4处,气显示2处,古油藏6个及大量沥青点。此外,在二叠系的礁灰岩中,多期方解石胶结物中发现较多的烃类包裹体,这些显示都足以证明南盘江坳陷在地质历史的发展中有过规模性的油气生成、运移和聚集的过程。2.3构造、地层及油气在美国西部、南部和东部,发育了许多陆内复合型盆地,从大地构造的角度来看,这一类盆地与南盘江盆地是一致的。经过具体对比分析,发现位于美国落基山油气区的帕拉多盆地和位于美国南部的二叠盆地内次一级构造单元的特拉华盆地与南盘江盆地在许多方面非常相似。以帕拉多盆地为例作一简介:帕拉多盆地地处科罗拉多高原的中东部,位于美国落基山油气区的中南部高原区,最大埋深8000m,面积5×104km2。1907年开始发现油气,主要油气田在20世纪50年代发现,产层为泥盆系、密西西比系、宾夕法尼亚系、二叠系,到1969年累计产油0.57×108t、天然气1500×108m3。(1)构造:帕拉多盆地的基底为前寒武系,其构造格局在晚寒武纪已基本定型,经历了早古生代隆起和中生代末的拉腊米块断运动。发育有一系列NE向断裂,在整个古生代,盆地内的构造活动均在进行,沿基底断裂的纵向运动影响了寒武纪、泥盆纪和密西西比纪的沉积相分布,中生代末的拉腊米运动奠定了目前的构造特征,第三纪出现了火山活动、伴生区域正断层,形成科罗拉多高原。(2)地层:前寒武系的碳酸盐岩构成了盆地的基底,基底之上发育了寒武纪、泥盆一侏罗纪地层,其中寒武系为陆棚碎屑岩和碳酸盐岩沉积,之上缺失奥陶一志留系,到晚泥盆世才又开始新的海侵,沉积了砂岩、页岩和碳酸盐岩。密西西比系为陆棚相,沉积了灰岩和白云岩,晚密西西比世发生区域性隆起遭受风化剥蚀,改善了储集条件,并形成了与不整合有关的地层圈闭。宾夕法尼亚纪早期开始海侵,在古岩溶地貌上发育了红色页岩、海相砂岩和大量的碳酸盐岩,形成储层的岩石类型包括藻丘灰岩、鲕粒灰岩和珊瑚灰岩,构成了许多大油气田的主要储层。二叠系为厚层碳酸盐岩、砂岩和页岩。三叠一侏罗系为陆相页岩、冲积和风成砂岩沉积。(3)油气分布:帕拉多盆地油气大多产于密西西比系和宾夕法尼亚系的碳酸盐岩之中,泥盆系和二叠系砂岩也产少量油气。密西西比系的圈闭以构造为主,宾夕法尼亚系的圈闭以地层圈闭为主,发育许多藻丘油藏。在宾夕法尼亚系发育的藻丘油藏是帕拉多盆地的一大特点,它形成了许多大的油田(如Aneth、Ismay、Tohonadla等),藻丘基本受古构造控制,呈北西向分布,大都发育在背斜脊上,与背斜轴基本一致。藻丘陆棚相互孤立,呈椭圆形,岩石类型包括藻屑灰岩、砾屑灰岩、有孔虫一球粒灰岩、纹层粘结灰岩、海百合灰岩,蒸发白云岩等,形成于极浅水正常海陆棚环境。淋滤作用和白云化作用使其孔隙发育和渗透性变好,藻丘周围发育黑色页岩,所生成的油气可直接运移入藻丘中。盖层为宾夕法尼亚系厚层蒸发岩。2.4盆地构造环境以下从盆地的大地构造类型、构造发展演化、沉积环境、生储盖、油气演化等五个方面对这几个盆地进行类比:(1)大地构造类型相同,三个盆地都是位于克拉通的边缘,同属于陆内复合型盆地,三个盆地都是以古生代沉积为主的盆地,均在古生代盆地之上叠置了中生代盆地以及更新的地层,构成了两个或更多的旋回。(2)构造发展基本相同,帕拉多盆地和特拉华盆地是在前寒武系基底之上发展起来的沉积盆地,南盘江盆地基底是前震旦系,从石油地质角度出发多把寒武系及以前的地层作为盆地的基底。在构造发展过程中形成的几个主要的不整合面(包括平行不整合和角度不整合)数量基本接近,其中南盘江盆地的构造发展史与帕拉多盆地更为近似,它们的部分地区都缺失奥陶一志留系,泥盆系直接覆盖在寒武系之上。在盆地的构造发展史上,帕拉多和特拉华盆地后期的构造改造作用较弱,保存条件好。而南盘江盆地后期经历了较为强烈的构造变动,导致其保存条件变差,但是笔者选择了南盘江盆地中保存条件较好的田林保存区进行类比,它的保存条件虽不如美国的这两个盆地,但已经比较接近。(3)沉积环境基本一致,都是被生物礁(藻丘)带所环绕的以碳酸盐岩为主的沉积盆地,帕拉多和特拉华盆地以陆棚环境为主,南盘江盆地则为浅海槽、台相间的沉积环境。沉积岩的厚度以南盘江盆地最大,约10000m,帕拉多盆地沉积岩厚度约4000～6000m,最大厚度8000m;特拉华盆地沉积岩厚度约8000m左右。(4)以碳酸盐岩油气藏为主,帕拉多盆地和特拉华盆地的生油岩以黑色泥岩为主,南盘江盆地生油岩也是以盆地相的黑色泥岩为主,深色碳酸盐岩为辅。帕拉多盆地储集岩以密西西比系及宾夕法尼亚系的碳酸盐岩为主,其中宾夕法尼亚系的碳酸盐岩藻丘是最重要的储层,泥盆系及二叠系的砂岩也产少量油气;特拉华盆地储层以二叠系、宾夕法尼亚系及寒武—奥陶系的埃伦伯格统的碳酸盐岩为主,其中生物礁、颗粒碳酸盐岩及埃伦伯格统的白云岩为最重要的储层;南盘江盆地储层以泥盆系及二叠系丘台相的生物礁及颗粒碳酸盐岩为主,生物礁是其中最重要一类储层。帕拉多和特拉华盆地的盖层均以蒸发岩和泥岩为主,尤其是特拉华盆地二叠系巨厚的膏岩构成了极好的区域性盖层,南盘江盆地区域盖层为中三叠统泥岩。总的来说,南盘江盆地的生油岩和储集岩性质与帕拉多和特拉华盆地类似,盖层因缺少蒸发岩而稍逊一筹。(5)从油气演化方面对比,帕拉多盆地大多处于成熟阶段,埋藏较深部位处于成熟后期到高成熟期,因此已发现的油藏占主要位置,气藏较少且分布于盆地较深部位。特拉华盆地处于成熟—过成熟阶段,盆地内地层埋深3000m以内以油藏为主,埋深3000m以下以气藏为主,其中主要的大气田的产层都是埃伦伯格统的白云岩,其天然气性质为油型裂解气。南盘江盆地基本处于高—过成熟阶段,以寻找天然气藏为主,演化程度高于帕拉多盆地,与特拉华盆地的深部地层近似。3计算石油和天然气资源的数量3.1合型盆地天然气运移特征据统计,陆内盆地大约占世界盆地面积的27%,而其油气资源也大约占世界油气资源的25%。世界上大约14%的石油总量主要存在于复合型盆地;而世界上48%天然气总量则主要存在于复合型盆地中。最好的陆内盆地在每立方千米的沉积物中采油3010t(或等量的气)以上,现今最好的采油量为8300t/km3,平均盆地产油量为2006～3010t/km3之间。较差的盆地产量为669t/km3以下。因为大约有75%的陆内盆地是有产能的,并且67%都含有大油田,因此,这种类型的待勘探盆地被认为有50%以上的商业发现率。3.2世界主要陆内复合型盆地资源丰度世界上陆内复合型含油气盆地中,由于演化程度较高,大多数盆地都以产气为主。南盘江盆地演化程度同样较高,已处于高一过成熟阶段,分析认为油资源很少,而以含气为主,因此,资源评价中以天然气作为计算标准,把油资源换算成气资源,按照中国石化集团公司油气资源评价研究实施细则规定的标准,1t油约相当于600m3天然气。统计数据表明,陆内复合型盆地中有75%是有产能的,67%的盆地有大油气田,同时也有25%的盆地不存在产能,因而其资源量可视为为零。笔者选用了表2中已发现油气资源量的6个沉积盆地进行类比法资源量计算,如果考虑只有75%同类型沉积盆地有油气产能的话,那么,还应当约有2个油气资源量为