哥伦比亚西努-圣哈辛托盆地油气地质特征

张波，袁炳强，宋立军，张春灌

（西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安710065）

西努-圣哈辛托盆地位于哥伦比亚西北部加勒比海沿岸。1956年在盆地内发现了奇努油田，随后又发现了卡塔赫纳气田，显示了该盆地较好的油气勘探潜力［1］。以前的研究多是针对盆地内某一局部区块进行评价，缺乏对盆地整体的系统分析。本文利用该盆地油气地质和相关地球物理资料，运用盆地分析及石油地质学的理论与方法，系统分析了其沉积构造演化和油气地质特征，并对盆地有利区进行了讨论，为我国石油公司海外勘探开发提供石油地质参考。

1 区域地质背景

西努-圣哈辛托盆地处于加勒比海板块、南美板块和纳兹卡板块的交会部位［2］，总体呈NNE 向条带状展布，长约150 km，宽30～50 km，面积约4×104km2［1］。如图1所示，盆地东北部以NNW 向Santa Marta 断裂带为界，东以罗拉梅尔断裂带为界，西南以Uramita 断裂带为界，北部及西北部以加勒比海哥伦比亚海岸线为界，南部则以西科迪勒拉山脉火山岩出露为界［3］。

盆地内火成岩、变质岩与沉积岩均有发育。基底由前白垩系变质岩组成，沉积盖层主要发育白垩系和新生界，厚约7 000 m，白垩系主要为海相碳酸盐岩，新生界主要为硅质碎屑岩，局部地区发育碳酸盐岩［1，4］。

2 沉积构造演化

2.1 构造特征

西努-圣哈辛托盆地总体上为西倾不对称背斜，以边缘逆冲推覆构造为特征［2］，发育大量的断裂系统；同时由于海相沉积发育，塑性地层多，易形成底辟侵入和泥火山［5-7］。以西努断裂带为界，可以将研究区分为东部的San Jacinto 次盆和西部的Sinu 次盆。东部San Jacinto 次盆自始新世开始发育，地层高度反转，褶皱变形剧烈，局部地区有基岩出露［2，7］。西部Sinu 次盆形成于中新世，发育很厚的海相沉积物，断裂相对欠发育。

2.2 演化特征

西努-圣哈辛托盆地是在古新世—始新世增生楔上发展起来的古近纪和新近纪沉积盆地（见图2）。

晚白垩世，加勒比板块沿罗拉梅尔断裂带向南美板块北部俯冲削减，哥伦比亚西北部由之前的被动大陆边缘变为活动大陆边缘［2-7］。期间，东部次盆作为哥伦比亚北部大陆边缘，广泛发育Cansona 组深海沉积［8］。

古新世—始新世中期，受加勒比板块斜向俯冲影响，西努-圣哈辛托盆地加勒比海地区逐渐弯曲隆起形成增生楔，并在增生楔顶发育San Cayetano 组厚层浊积岩。之后，受强烈的压应力影响，该地区地层隆升、沉积间断，与下伏San Cayetano 组形成不整合面。始新世中期，隆起造成Chengue 组沉积发育。晚始新世，San Jacinto 组地层在Chengue 组之上不整合沉积。始新世末期，由于东部次盆隆起，西部次盆右边界Sinu 海槽变成板块汇聚边缘，Sinu 海槽将深海大陆架与已经隆起的东部次盆隔离，西部次盆地区变成深海大陆架，并发育Manantail 组沉积［8］。

渐新世，西部次盆作为大陆边缘，连续沉积，发育Pavo 组厚层沉积。东部次盆西部地层发生倾斜，沉积较少，局部发育Cienaga de Oro 组和Carmen 组沉积。

中新世，由于加勒比板块和南美板块之间的持续挤压汇聚，东部次盆持续隆起，先前沉积的地层逐渐插入南美板块之下［8-9］。受马格达莱纳河与考卡河携带的大量沉积物影响，南美板块西缘发育大量的海底扇。除中中新世期间研究区沉积间断，形成区域性不整合面之外，整个中新世研究区都有大量的沉积地层发育，西部次盆发育Pajuil 组与Floresanto 组，东部次盆局部发育Cienaga de Oro 组、Porquero 组和Carmen 组沉积［8］。

图1 西努-圣哈辛托盆地地表地质图

上新世至今，南美北部处于强挤压环境，深海大陆架迁移到西部次盆以西。受安第斯造山运动影响，盆地内隆起、褶皱和断裂大量发育，东部次盆内局部有基岩出露，而西部次盆继续遭受侧向挤压。底辟活动强烈，增加了上述楔形的倾角，西努-圣哈辛托盆地持续隆起，西部山区广泛发育逆冲断裂，中间发育几个较小的沉积中心。

图2 西努-圣哈辛托盆地演化

3 油气地质条件

西努-圣哈辛托盆地主要发育古近系和新近系，局部地区有中生界地层发育（见图3）。受多期次构造运动影响，盆地内地层之间接触关系复杂［9］。

3.1 烃源岩

上白垩统Cansona 组海相页岩是西努-圣哈辛托盆地很有潜力的一套烃源岩。Cansona 组主要在东部次盆发育，是西努-圣哈辛托盆地最老的地层，为海相沉积。Cansona 组页岩的特点是有机质质量分数高，总有机碳质量分数为2.0%～11.0%，平均5.6%，干酪根类型为Ⅰ，Ⅱ型，烃指数HI 最高可达200 mg/g，非常适合油气生成［9-13］。

San Cayetano 组页岩形成于古新世晚期—始新世早期，是具有相当潜力的烃源岩，为海相沉积。San Cayetano 组页岩TOC 值约为2%，HI 值较低［9-11］。

始新统Candelaria 组硅质岩、渐新统Cienaga de Oro 组泥岩、中新统Floresanto 组页岩和Porquero 组页岩较有利于天然气生成，干酪根类型为Ⅰ，Ⅲ型［11］。

图3 西努-圣哈辛托盆地地层柱状图

3.2 储集条件

西努-圣哈辛托盆地具有储集性的地层主要是硅质碎屑岩和钙质灰岩。

San Cayetano 组砂岩形成于古新世晚期，储集物性好，主要发育在东部次盆；砂岩孔隙度最高可达24%，渗透率达1×10-3μm2［11］，是东部次盆非常有希望的储集层。Pavo 组砂岩形成于渐新世末期—中新世早期，主要分布在西部次盆的西南部，是西部次盆的主要储集层［14］。

渐新统Cienaga de Oro 组砂岩是下马格达莱那盆地发育非常好的储集岩，有效储层厚度最大可达120 m，孔隙度12%～22%［11］。如果将下马格达莱那盆地和西努-圣哈辛托盆地中的Cienaga de Oro 组砂岩认为是同一套砂岩，则东部次盆中Cienaga de Oro 组砂岩也有可能成为很好的储层。

Cansona 组砂岩及Toluviejo 组灰岩也具有作为储集岩的潜力。Cansona 组砂岩及灰岩形成于上白垩统末期，砂岩孔隙度可以达到15.7%～20.0%，灰岩孔隙度可以达到1%～8%［15］。Toluviejo 组灰岩形成于始新世中期到始新世晚期，几乎完全由生物碎屑颗粒灰岩组成，孔隙度3%～14%［12-13］。

3.3 盖层

Floresanto 组泥岩形成于中新世中期，为海相沉积，是西部次盆最主要的盖层。东部次盆发育良好的古新统San Cayetano 组顶部页岩常常作为下伏砂岩的盖层［14］。此外，由于西努-圣哈辛托盆地构造活动期次多，横向上广泛分布的不整合面通常也作为盖层出现［15］。

3.4 生储盖组合

按照目前对西努-圣哈辛托盆地的研究，该盆地主要存在3 套生储盖组合。一是以上白垩统Cansona 组海相页岩为生油层、Cansona 组砂岩和灰岩及San Cayetano 组砂岩为储层、San Cayetano 组顶部页岩为盖层的生储盖组合，该组合分布在东部次盆；二是以San Cayetano 组页岩为生油层、Toluviejo 组碳酸盐岩为储层、San Jacinto 组页岩为盖层的生储盖组合，该组合在东部次盆发育［14］；三是以渐新统Maralu 组页岩及Candelaria 组硅质岩为生油层、渐新统Pavo 组砂岩为储层、中新统Floresanto 组泥岩为盖层的生储盖组合，该组合主要分布在西部次盆。

4 油气有利区讨论

西努-圣哈辛托盆地已生产的油气田并不多，但是良好的构造条件及相邻盆地大量的油气发现说明该盆地具有很好的勘探前景。从流体类型来看，西努-圣哈辛托盆地主要为气藏、凝析油气藏，盆地发现大型油气田的可能性不大，多为中小型油气田，勘探开发成本可能较高［15-16］。

4.1 盆地基底特征

一般而言，布格重力异常反映基底起伏特征，场值大，则高密度基底埋深相对较浅；场值小，则基底埋深相对较深，上覆沉积盖层较厚。图4所示为西努-圣哈辛托盆地布格重力异常，该数据来源于哥伦比亚国家油气局（ANH）2006年对哥伦比亚加勒比海地区航空重力和航空磁力（飞行测网7.5 km×10.0 km）调查报告，数据比例尺为1∶500 000。由图4可见，巴兰基亚西南部、辛塞莱霍北部、辛塞莱霍西部以及蒙特利亚周围均为重力高值区，说明这些地区的基底隆起较高，可成为构造高点。

图4 西努-圣哈辛托盆地布格重力异常

4.2 圈闭特征

西努-圣哈辛托盆地主要发育构造圈闭和地层-岩性圈闭。古新世以来，哥伦比亚西北部以侧向挤压推覆作用为主，西努-圣哈辛托盆地所有已发现的构造圈闭油气藏，几乎都与该地区逆冲推覆运动有关［17］。

西努-圣哈辛托盆地发育的背斜一般为不对称背斜，两翼地层倾角较高，圈闭的闭合高度大，而闭合面积小，常成排成带出现，走向大致与主要断裂带平行。受压扭力作用，西努-圣哈辛托盆地产生的断裂多具有紧密性，使断层面具封闭性质。研究区内背斜与断层常常组合形成构造圈闭，可以分为2 种：逆断层上盘形成的背斜，如图5中Ⅲ区（剖面位置见图1中AA′）；逆断层下盘形成的逆牵引背斜，如图5中Ⅰ区和Ⅱ区。这类圈闭多分布在构造高部位，并且沿断裂分布趋势明显，盆地内各大断裂带均有数量可观的油气苗发现。Ⅰ，Ⅲ圈闭均处于构造高部位，同时均属于断层和背斜共同控制下的圈闭。

地层-岩性圈闭是西努-圣哈辛托盆地非常有远景的圈闭类型，区内浊积岩岩性圈闭、礁滩相灰岩岩性圈闭均有油气发现。值得一提的是，西努-圣哈辛托盆地可充注构造圈闭一般都形成于中新世，在有效油气圈闭形成之前产生的油气很大一部分沿断裂带散逸到地面，形成油气苗，一部分油气聚集在不整合面附近，形成与不整合面有关的油气藏［18］。如图3所示，研究区主要的不整合面是中始新世、中—上始新世、下渐新世、中中新世及上上新世，其中，中始新世不整合面代表西努-圣哈辛托盆地第一次挤压事件，中中新世不整合面代表南美西北部第二次区域不整合，上上新世不整合面反映研究区从海相到陆相的沉积环境急剧变化［8］。因此，这些不整合面形成的有效油气藏潜力很大。

图5 西努-圣哈辛托盆地南部地震剖面解释

结合图1西努-圣哈辛托盆地地表地质图，巴兰基亚西南部、辛塞莱霍西部表现为海相碳酸盐岩沉积，而蒙特利亚西部则表现为过渡相的砂岩； 同时综合上述西努-圣哈辛托盆地油气地质条件、基底特征、圈闭特征、断裂分布规律以及钻井资料，可以认为，西部次盆中部（蒙特利亚西南、西部以及北部）、东部次盆中部（辛塞莱霍以西）以及东部次盆北部（巴兰基亚以南），具有较好的油气勘探潜力。

5 结论

1）西努-圣哈辛托盆地可分为东部San Jacinto 次盆和西部Sinu 次盆2 个次级构造单元，并且以逆冲推覆为构造特征，断裂、褶皱发育。

2）西努-圣哈辛托盆地内主要存在3 套生储盖组合，上白垩统Cansona 组海相页岩是西努-圣哈辛托盆地发育最好的一套烃源岩，有机质含量高；中新统San Cayetano 组砂岩储集物性最好，是东部次盆主要的储集岩；中新统Floresanto 组泥岩可作盖层。

3）与逆冲断层相关的构造圈闭和地层圈闭、与不整合面相关的地层圈闭是西努-圣哈辛托盆地内主要圈闭类型，地层圈闭勘探潜力大。西部次盆中部、东部次盆中部以及东部次盆北部为主要有利区。

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