東非裂谷Kerio Valley盆地石油地質(zhì)特征與勘探潛力

胡 濱，張世鑫，賈 屾

（中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京 100028）

東非裂谷位于非洲東部陸上，南北全長約3 500 km，寬50 km～300 km，在平面上分為東西兩支。裂谷東支自北向南經(jīng)過埃塞俄比亞、肯尼亞和坦桑尼亞等國家，共17個(gè)盆地（見圖1）。2012年以來，由Tullow和Africa Oil公司組成的作業(yè)團(tuán)體在東支South Lokichar盆地取得油氣勘探突破。據(jù)作業(yè)者Tullow公司公布，盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)8個(gè)油田，合計(jì)2C可采儲(chǔ)量達(dá)5.6×108bbl[1]。

Kerio Valley盆地鄰近South Lokichar盆地（見圖1），具有相似的盆地演化背景。目前該盆地的勘探程度很低，國際上相關(guān)研究少，而國內(nèi)處于研究空白區(qū)。本文基于最新地震地質(zhì)綜合研究成果，闡述Kerio Valley盆地的石油地質(zhì)特征與油氣勘探潛力，這對(duì)該地區(qū)未來油氣勘探評(píng)價(jià)具有重要意義。

圖1 東非裂谷東支各盆地位置圖

1 區(qū)域地質(zhì)概況

現(xiàn)今東非裂谷全貌的形成受到了元古代造山帶的影響[2]。漸新世開始，受到Afar地幔柱活動(dòng)（約31 Ma），促使東非裂谷系整體進(jìn)入新生代裂谷演化階段，阿拉伯板塊從非洲板塊分離，形成紅海-亞丁灣-東非裂谷系三叉裂谷[3，4]。東非裂谷系是其中的夭折支[5]，并逐步演化成現(xiàn)今世界上最年輕的裂谷盆地群[6，7]。

裂谷東支主要發(fā)育兩期裂谷[8]，西早東晚。第一期裂谷：South Lokichar[9]和Kerio Valley盆地為裂谷沉降中心（見圖2），主要發(fā)育漸新統(tǒng)-中中新統(tǒng)地層[10]，厚度可達(dá)6 000 m，中中新世之后盆地整體抬升，沉積厚度小。第二期裂谷：晚中新世之后，沉降中心由South Lokichar盆地向東向北遷移，Kerio、North Lokichar和Turkana盆地沉積厚度大。

圖2 東非裂谷東支漸新世-中新世裂谷發(fā)育圖

2 盆地概況

2.1 勘探現(xiàn)狀

Kerio盆地位于東非裂谷東支中南段，South Lokichar盆地南部約60 km（見圖2）。盆地為南北走向，長約65 km，東西寬約15 km，面積約1 000 km2。該盆地于20世紀(jì)80～90年代采集了重磁資料，可用于斷裂與盆地結(jié)構(gòu)的識(shí)別，并且在80年代采集了二維地震測(cè)線約450 km，測(cè)網(wǎng)密度為1.5 km×2 km～3 km×4.5 km。地震資料信噪比低、同相軸連續(xù)性和地震波組特征整體也較差。2016年鉆探的C-1井在700 m地層段內(nèi)獲得較好的油氣顯示[3]，證實(shí)了油氣系統(tǒng)，但作業(yè)者Tullow公司未公布鉆井細(xì)節(jié)。

2.2 盆地結(jié)構(gòu)與沉積充填

Kerio盆地呈典型的半地塹結(jié)構(gòu)，西陡東緩。F1為控盆地的邊界斷層，產(chǎn)狀陡，斷距大（見圖3b），平面上呈近南北走向（斷層南部折轉(zhuǎn)為北西-南東方向）（見圖3a），延伸長度超過70 km（研究區(qū)范圍內(nèi)）。次級(jí)斷層不發(fā)育，斷距也較小。

盆地的勘探程度低，參考地質(zhì)圖和地表露頭確定盆地的地層年代。盆地北部有上新統(tǒng)火山巖出露，并且有測(cè)線通過（圖3b中DD’測(cè)線）；盆地東部Kamasia地區(qū)有中新統(tǒng)Ngorora組砂泥巖出露（見圖4），年代為8.5 Ma～13.1 Ma，圖3b中BB’測(cè)線延長線可與露頭相接；盆地西部有漸新統(tǒng)Kimrwaer組砂巖地層沿F1邊界斷層出露。通過露頭標(biāo)定可知，Kerio Valley盆地發(fā)育漸新世以來的5套地層，即漸新統(tǒng)、下中新統(tǒng)、中中新統(tǒng)、上中新統(tǒng)和上新統(tǒng)-更新統(tǒng)（圖3b），各地層之間為整合沉積，界面呈較強(qiáng)連續(xù)強(qiáng)反射特征（多為火成巖反射）。地層厚度整體西厚東薄，沉積中心受控于F1邊界斷層，位于盆地西南部（圖3a），最大沉積厚度約3.5s（約5 000 m）。其中，中中新統(tǒng)和上中新統(tǒng)地層較厚，分別約1 500 m。

3 石油地質(zhì)特征

盆地東部Kamasia地區(qū)Ngorora組泥巖露頭樣品顯示烴源指標(biāo)好（見圖4）。有機(jī)碳含量（TOC）值為0.74%～5.38%，平均值 2.7%，氫指數(shù)（HI）值為131 mg/g～830 mg/g，平均值 530 mg/g，以 I-II1型干酪根類型為主，與South Lokichar盆地發(fā)現(xiàn)的中新統(tǒng)主力烴源巖的指標(biāo)相似。樣品顯示Tmax值438℃～445℃，處于低熟-成熟階段。通過露頭位置標(biāo)定盆地內(nèi)Ngorora組地層，地震剖面上呈低頻、較強(qiáng)連續(xù)性、較強(qiáng)振幅反射特征。參考South Lokichar盆地1 500 m的生烴門限，預(yù)測(cè)Kerio Valley成熟烴源巖面積約為260 km2。

圖3 Kerio Valley盆地中中新統(tǒng)頂面構(gòu)造圖（a）和地質(zhì)剖面圖（b）

Kerio Valley周邊如South Lokichar盆地證實(shí)以湖泊-河流-三角洲沉積為主，鉆井揭示砂地比高（40%～50%），單砂層厚度可達(dá)20 m。儲(chǔ)層物性較好，巖心實(shí)測(cè)和測(cè)井解釋孔隙度15%～30%，滲透率可達(dá)1 000 mD。Kerio Valley與South Lokichar盆地具有相似的構(gòu)造演化和沉積背景，應(yīng)具有相似的儲(chǔ)層條件。另一方面，Kerio Valley盆地受火山的控制相對(duì)較明顯，火山巖也較發(fā)育，儲(chǔ)層的物性等方面可能存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

Kerio Valley盆地?cái)鄬硬话l(fā)育，圈閉類型均為F1邊界斷層遮擋的半背斜圈閉，圈閉面積一般較小（5 km2～20 km2），閉合幅度一般為 50 m～300 m。由于測(cè)網(wǎng)稀疏，圈閉落實(shí)存在一定不確定性。2016年鉆探的C-1井在700 m地層段內(nèi)獲得較好的油氣顯示，證實(shí)了該盆地的油氣系統(tǒng)。

圖4 Kerio Valley盆地東部露頭樣品有機(jī)質(zhì)類型和指標(biāo)圖

4 結(jié)論

（1）Kerio Valley盆地為東非裂谷東支的第一期裂谷，呈典型的半地塹結(jié)構(gòu)，西陡東緩。發(fā)育漸新世以來的地層，最大沉積厚度約5 000 m，以中新統(tǒng)地層為主。

（2）盆地東部露頭揭示了盆地內(nèi)存在中新統(tǒng)優(yōu)質(zhì)烴源巖，并且已經(jīng)成熟。盆地發(fā)育河流和三角洲相砂巖，孔滲物性較好，油氣系統(tǒng)已被鉆井證實(shí)，具有一定的勘探潛力。盆地內(nèi)斷層少，圈閉不夠發(fā)育，可能是盆地勘探存在的主要問題。