东尼日尔盆地群上白垩统Donga组沉积体系及勘探潜力_袁圣强.pdf

第 48 卷 第 2期2 0 2 3 年 2 月Vol.48 No.2Feb.2 0 2 3地球科学 Earth Sciencehttp:/https:/doi.org/10.3799/dqkx.2022.464东尼日尔盆地群上白垩统Donga组沉积体系及勘探潜力袁圣强1，姜虹1，汤戈2，肖坤叶1，刘邦1，3，潘春浮3，王海荣4，毛凤军1*，郭郁3，周川闽11.中国石油勘探开发研究院，北京 1000832.中国石油大港油田分公司勘探开发研究院，天津 3002803.中国石油国际勘探开发有限公司，北京 1000344.中国地质大学能源学院，北京 100083摘要：东尼日尔盆地群属于西非裂谷系.基于地震、钻井、井壁取心和地球化学分析数据等资料，针对下组合新层系 Donga组，从沉积体系分析入手，探讨其成藏组合和勘探潜力.Donga组为晚白垩世海侵背景下发育的一套正旋回沉积层序，下粗-中上部细，顶部发育薄层碳酸盐岩.该层序在东尼日尔盆地群跨多个盆地广泛发育和连续沉积，预示着晚白垩世盆地群形成了暂时统一盆地.海侵事件显著影响了晚白垩世的沉积体系，控制了其含油气系统发育和油气成藏.Donga组广泛沉积的泥岩为有效烃源岩和盖层.Donga组主要发育侧向对接供烃“上生下储”和“自生自储”成藏模式.储层是 Donga组成藏主控因素，盆地群埋藏适中、近物源的北部和东南部边缘相带储层发育，具备较好勘探潜力.关键词：东尼日尔；Termit盆地；上白垩统；沉积体系；油气潜力；Donga组；石油地质.中图分类号：TE121 文章编号：1000-2383(2023)02-705-14 收稿日期：2022-11-21The Sedimentary System and Hydrocarbon Potential of Upper Cretaceous Donga Formation,East Niger Basin GroupYuan Shengqiang1，Jiang Hong 1，Tang Ge2，Xiao Kunye1，Liu Bang1，3，Pan Chunfu3，Wang Hairong4，Mao Fengjun1*，Guo Yu3，Zhou Chuanmin11.Research Institute of Petroleum Exploration&Development，PetroChina，Beijing 100083，China2.Research Institute of Petroleum Exploration and Development of Dagang Oilfield，PetroChina，Tianjin 300280，China3.China National Oil and Gas Exploration and Development Corporation，Beijing 100034，China4.School of Energy Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，ChinaAbstract:The East Niger basin group belongs to the West African Rift System.Based on seismic,drilling,side wall core,and geochemical analysis data of Donga formation,this paper analyses its depositional system,play and exploration potential.Donga formation is a normal cycle sequence formed in late Cretaceous transgression,and the top is developed with thin carbonate rocks.基金项目：中国石油股份有限公司科学研究与技术开发项目“海外复杂裂谷盆地精细勘探关键技术研究”（No.2021DJ3103）.作者简介：袁圣强（1982-），男，博士，高级工程师，从事非洲地区石油地质和沉积储层研究工作.ORCID：0000000187143706.Email：*通讯作者：毛凤军,ORCID:0000000292840853.Email：引用格式：袁圣强，姜虹，汤戈，肖坤叶，刘邦，潘春浮，王海荣，毛凤军，郭郁，周川闽，2023.东尼日尔盆地群上白垩统 Donga组沉积体系及勘探潜力.地球科学，48（2）：705-718.Citation：Yuan Shengqiang，Jiang Hong，Tang Ge，Xiao Kunye，Liu Bang，Pan Chunfu，Wang Hairong，Mao Fengjun，Guo Yu，Zhou Chuanmin，2023.The Sedimentary System and Hydrocarbon Potential of Upper Cretaceous Donga Formation，East Niger Basin Group.Earth Science，48（2）：705-718.第 48 卷地球科学 http:/This sequence is widely developed in the Upper Cretaceous of the East Niger Basin Group,which indicates that seawater flooded these basins during the Late Cretaceous and forms a temporarily unified basin.The transgression event significantly affected the sedimentary system of the Late Cretaceous basin and controlled its petroleum system and hydrocarbon accumulation.The widely deposited mudstone can be a good hydrocarbon source rock and cap rock.There are two plays in Donga formation,upper generation and lower reservoir,supply hydrocarbon laterally,and selfgenerated and selfstored.Reservoir is the control factor of Donga formation hydrocarbon accumulation,the moderate buried and near provenance area in the north and southeast margin could develop good reservoir and has good exploration potential.Key words:Eastern Niger;Termit basin;Upper Cretaceous;sedimentary system;hydrocarbon potential;Donga Formation;petroleum geology.近些年，东尼日尔盆地群勘探成效显著，发现多个亿吨级油田群（图 1a和 1b，窦立荣等，2022）.在晚白垩世全球高海平面时期，东尼日尔盆地群遭受海侵，西部和北部与大西洋和新特提斯洋连通，形成撒哈拉海道（Guiraud et al.，2001，2005；汤戈等，2015；毛凤军等，2016；图 1c），该时期 Donga 组中上部沉积了巨厚的泥岩，被证实为 Termit盆地的有效烃源岩（图 2；吕明胜等，2012；Wan et al.，2014；Liu et al.，2019；程顶胜等，2020；Dou et al.，2022）.Termit盆地（尼日尔境内）主力成藏是古近系 Sokor1组（吕明胜等，2012；周立宏等，2017），乍得湖盆地（乍得境内，属于 Termit 盆地南延部分）上白垩统为主力成藏组合（黄先雄等，2008），Tenere和 Grein盆地古近系剥蚀严重（刘邦等，2012），也以上白垩统为主力成藏组合.目前东尼日尔盆地群钻遇或钻穿Donga组的井有 20余口，成功率约 15%，在 Kafra盆地、Termit盆地东缘和乍得湖地区的 Donga 组有商业油气流发现，以稀油为主，部分井试油获高产（折合日产超千桶）.工业油气流的发现证实了 Donga组具备成藏条件，低成功率也反映其勘探的难度大.目前尚未见关于东尼日尔盆地群 Donga组研究的文献报道.Donga组作为一个新的、可供勘探的潜力层系，很有必要开展深入研究，本文从东尼日尔盆地群 Donga 组沉积层序研究入手，通过分析该时期盆地的充填演化异同和油气地质条件，探讨其勘探潜力和勘探方向.1 地质概况 东尼日尔盆地群位于尼日尔东南部，属于中西非裂谷系的西支（图 1），是发育于前寒武纪-侏罗纪基底之上的中、新生代裂谷盆地，包括 Termit、Tenere、Tefidet、Grein、Bilma、Kafra、乍得湖等盆地（Genik，1992；刘邦等，2011；图 1a）.总体上，盆地群经历了两期裂谷和两期坳陷，早白垩世裂谷阶段，随着冈瓦纳大陆解体及大西洋和印度洋的开启，非洲-阿拉伯板块内部处于 NESW 向伸展应力环境，东尼日尔盆地群发育一系列 NWSE 向断层，与基底构造薄弱带的走向一致，发生强烈的裂谷作用，形成一系列地堑和半地堑.晚白垩世以坳陷作用为主，遭受海侵，三冬阶晚期挤压构造运动使盆地整体抬升，区域上白垩统地层遭受不同程度的剥蚀，形成了区域不整合面，其特征与南海北部盆地陆相-海相演化类似，推测其在凹陷部位也发育水下 扇 体（王 家 豪 等，2022；张 青 林 等，2022）.其 中Termit盆地保留相对完整，只在盆地边缘有少量剥蚀，其它盆地上白垩统和古近系普遍遭受较大程度的剥蚀.古近纪裂谷发育于非洲-阿拉伯板块内大规模伸展活动构造背景，区域伸展应力方向为 NEESWW 向或近 WE 向，表现为斜向伸展作用.新近纪-第四纪以热沉降为主，发育河流及冲积平原沉积体系，地层展布不受早期断层控制（Genik，1992，1993；万仑坤等，2012；图 1）.Termit 盆地是东尼日尔盆地群最大的沉积和含油气盆地，地层保留最全（毛凤军等，2016，2019；袁圣强等，2018；图 1b）.其主要沉积地层包括白垩系、古近系、新近系和第四系（图 2）.白垩系的下白垩统以陆相沉积为主，沉积相包括粗粒扇三角洲、水下扇、三角洲和湖相；上白垩统从下到上发育Donga、Yogou和 Madama组.其中，Donga组下部主要发育砂岩，向上变细，Yogou组中下部以灰-黑色厚层泥页岩为主，向上变粗，Madama 组为盆地广泛分布的厚层河流相砂岩，顶、底部夹少量泥质砂岩薄层（含煤线）；古近系包括 Sokor 1 和 Sokor 2 组，Sokor 1 组为砂泥岩互层，Sokor 2 组以湖相泥岩为主，上部夹薄层砂岩；新近系和第四系岩性主要为河流相和冲积平原相砂砾岩（刘邦等，2011；汤戈等，2015）.Sokor 1组作为 Termit盆地主要的勘探层系勘探程度较高，Yogou 组上部作为次要勘探层系706第 2 期袁圣强等：东尼日尔盆地群上白垩统 Donga组沉积体系及勘探潜力也具有较高勘探程度，且因为上覆 Madama 大套砂岩，缺乏区域盖层，潜力有限.Donga 组作为潜在新层系，发育了区域盖层、烃源岩和储层，是未来油气勘探重要和现实的接