非洲石油天然气开发之2104区

天地子

2007年，我受公司派遣，来到非洲岛国——马达加斯加，开启了我职业生涯中最珍贵和最有意义的岁月之旅。其中苦与乐、悲与喜、成与败，交织着所有的滋味，沉淀于生命的年轮中了。

我们在马国，巳成功地开发出天然气，但我必须完成的最重要的一个使命，就是把有价值的资料和经验整理出来，为延续的工作给予一个参考，当然，因涉及企业的商业机密，论证的过程和数据，在此不予展示，我告诉你的是结论和成果，这些都是至关重要的资料。

2007年5月马达加斯加石油国际有限公司与中石油东方地球物理国际公司，在河北省涿州市签订了马达加斯加2104勘探区块重力和MT数据采集、处理、 解释等地球物理物探服务项目合同，合同的最低工作量为:重力数据采集物理点 12500个，MI数据采集物理点425个，备用约150个物理点。实际部署为:重力数据采集物理点13800个，MT数据采集物理点460个。

为了运作好本项目中石油东方地球物理国际公司东非项目经理部成立了马达加斯加项目部来负责运作管理该项目，同时派出BGP9639G 队来执行项目。

本次重力、MT勘探的主要地质任务为:

●基底起伏、 断裂展布

●勘探目的层分布

●构造单元划分 与有利区选择

●构造区带划分

●发现构造目标

●为石油地质综合研究评价提供资料

●为地震勘探部署提供方向、 依据

1.自然地理概况

1.1工区的位置

2014区块位于Madigscar西北部，属于万圣加(Majing)省，区块面积约20200 km'.区内主要涉及了Soalala 和Bealbmp两个较大的地方行政管理区。

1.2工区的气候

工区属热带草原气候，天气炎热，没有明显的季节，主要分为雨季和旱季。

雨季时雨水丰富，旱季也时有阵雨或大雨。施工期间最高温度高达50度以上。施工期间，Bestamp东南部山区于11月中旬起已逐渐进入雨季。给施工带来很大的困境，尤其是有时在下午接作业组回营地时下大雨，直升机则无法起飞，而使作业组滞留在野外，影响下步的生产 安排和总体的生产进度。

1..3工区的交通情况

工区内的交通情况差别不同。由于雨水的冲刷，缺乏及时的维护，较多相对路况稍好的双线路都无法通车，唯一能进入工区道路也是后勤补给路线从到Majunga Katsepy 有10km左右的海尚需1.5小时的轮渡。从Katsepy到Mitsinjo的80Km路段路况相对较好，从Mirsinjo到Andronamavo约100公里。其中在接近Andronomavo时有长达40公里的路况十分恶劣，经修复后。从Katsepy到Andronamavo四驱车辆仍需7小时的行程。

为了保障后勤与生产支持将从Andrononavo到Anjirabe营地一段原来汽车无法通行的乡间牛车道进行了重修。完成后，该段约50公里的简易路段四驱车用大约2个多小时就可跑完。为了作业方便，在Antsinabe营地南又修了一段简易路。但是很短约20公里左右，对生产支持不大，远没有完成预定的修路计划。严重制约了野外采集，从9月5日后基本没有什么工作量可以用道路支持进行采集了。尤其是在工区东部Mahavay河以东以南地区几乎就没有道路可言。且由于该河河宽岸陡水深，人员也无法涉水通过，因此在施工中后期时只有选择直升机支持生产才使得采集工作得以维续。

2.马达加斯加西部盆地的基本地质概况

2.1 工区概况

马达加斯加岛位于非洲大陆架东南、印度洋西南部，是世界第四大岛，面积约62.7万km2，海岸线长4000km；全岛南北长1600km（南纬12°～26°），东西宽600km；地貌上中部高、东西两侧低，近似对称（图1-1）。

按区域地质特征马达加斯加岛可分为三块：东部为基岩出露的高原区，约占全岛面积的75％，主要由前寒武系结晶基岩组成（图1-2），并有白垩纪－第四纪火山岩；东海岸为山麓断崖区，分布白垩系火山岩，上覆Campanian阶（白垩纪末期）石灰岩；西部为沉积区，地面出露上古生界－新生界，向西朝着莫桑比克海峡方向依次变新（图1-3）。

中国石油大学教授专家赴现场考查

2.2 沉积盆地及沉积盖层

马达加斯加现有5个沉积盆地，Morondava盆地和Majunga盆地是岛上两个主要的沉积盆地。Ambilobe、Ile St. Marie和Cap St. Marie等是位于北部、东部和南部的小盆地（图1-3）。Morondava盆地位于马达加斯加西南部，面积18.7(104km2（陆上14.1(104km2，海上4.6(104km2）；Majunga盆地位于西北海岸，面积6.23(104km2（陆上1.38(104km2，海上4.85(104km2）；两者间以岛中部的Bekodoka基岩隆起以西的Bongolava断层为界。它们经历的演化过程相似，Morondava盆地形成得更早些，但由于盆地位置以及与盆地演化过程中起重要作用的一系列剪切断裂带的关系等方面的差异，两个盆地在沉积特征、地层展布及构造形式等方面仍存在明显的不同。

马达加斯加西部盆地的沉积盖层主要包括Karoo期和后Karoo期两套地层，Karoo期地层包括石炭系-上三叠统的Sakoa组、Sakamena组、Isalo I组、Isalo IIa组以陆相为主的碎屑岩地层，后Karoo期包括下侏罗统—中下白垩统的Isalo IIb组、Bemaraha组、Dualia组以及上白垩统、第三系和第四系海相和海陆交互相的灰岩、碎屑岩沉积地层。

1）Beravina断裂、Maromandia断裂和Antsohihy断裂分别构成了Majunga盆地西南部、北部和东南部的边界断裂，盆地的形成和演化明显受边界断裂的控制。

2）总体看，盆地基底受NE向断层的控制作用较大，盆地基底西深东浅、北深南浅，呈现出“东西分带，南北向隆凹相间”的构造格局，可划分为西部侏罗纪断陷带、中部隆起带、东部晚卡鲁期断陷带和东部断阶带。

3）在北东向Antsohihy断裂的根部发育六个深凹区，埋深均在6000m以上，凹陷中间被多个凸起所隔，在这些凹陷中，推测发育Sakamena组。从现今地层的分布看，Isalo 期沉积越过Antsohihy断裂向南东方向延伸，可以解释为Isalo期盆地热沉降阶段盆地范围延伸的结果，也就是说，在Isalo之下，掩藏着一个真正的卡鲁晚期的断陷盆地，其中沉积了Sakamena组，沿Antsohihy断裂带串珠状分布的小型半地堑正是这一断陷盆地的内在表现方式

4）BEL-1井断裂和SOF-1井断裂从早侏罗世开始发育，是侏罗纪被动裂谷盆地演化阶段侏罗纪裂谷盆地的控制性断层，其地位相当于Morondava盆地的中央断裂带，但其规模和影响程度要小得多，是隐式的侏罗纪被动裂谷盆地与卡鲁期主动裂谷盆地的分界，但由于BEL-1井断裂和SOF-1井断裂以东盆地的古地形地貌形态比较平缓，在Bemaraha水进期，海水范围东扩，沉积范围扩大，掩盖了侏罗纪被动裂谷盆地的形态。

5）Majunga盆地的发育较Morondava盆地晚，未经历卡鲁早期陆内走滑拉分盆地演化阶段（C3－P1），仅经历了三个构造沉积演化阶段：a)卡鲁晚期主动裂谷盆地演化阶段（P2－T3）,沉积了Sakamena组和Isalo I组及Isalo IIa组以陆相为主的碎屑岩，Sakamena组主要局限于北东向Antsohihy断裂根部发育的六个深凹区，Isalo I组和Isalo IIa组在盆地范围内广泛沉积；b)侏罗纪被动裂谷-被动边缘盆地演化阶段（J）,沉积了Isalo IIb组、Bemaraha组和L.Duvalia组以海相和海陆交互相为主的灰岩和碎屑岩，其中，Bemaraha组在台地边缘发育生物礁滩相，对寻找生物礁油气藏有重要意义；c)白垩纪以来被动大陆边缘盆地演化阶段（K—Q）,Majunga盆地的构造格局和沉积模式发生了明显的转化，随着盆地的整体西倾和单斜背景的不断形成，沉积了白垩系、第三系和第四系以海相和海陆交互相为主的灰岩和碎屑岩，沉积和沉降中心不断向北西方向迁移。

3. 2104区块资源潜力分析

根椐大量的油田储量与生油强度关系资料的统计可知，生油强度大于40×104t/km2的地区可以形成大中型油气田。

根据中国含油气盆地成藏体系内油气运移距离与大型油气田个数关系的统计结果，烃类在运移距离≤40km时所形成的大油田数量较多，所以本次在计算向2104区块提供有效生烃量时，只考虑与2104区块相距≤40km的烃源灶的贡献。

考虑以上两个原则，只有2104区块东南角凹陷中的M.Sakamena烃源岩可能向该区块供烃，可提供的有效生烃量为：油49.68×108t，气66240×108m3。根据国内外经验，通常取运距系数油：5﹪-10﹪，气:5‰-10‰，推算2104区块远景资源量为：油2.484-4.968×108t，气331.2-662.4×108m3；油气资源总量为2.82-5.63×108t。而Isalo Ⅱb组、Bemaraha组—L.Duvalia组和U.Duvalia组烃源岩都难以为2104区块供烃。

M.Sakamena烃源岩镜质体反射率Ro均大于0.5%，最大值可达1.1%以上，都处于成熟阶段，生油强度较大。由附图可知, M.Sakamena烃源岩的生油强度在大部分地区在20×104t/km2以上。该组有多个生烃中心，其中只有2104区块东南部的烃源岩能为2104区块供烃。该生烃中心的生油强度最高值可达140×104t/km2以上，可以为2104区块提供了大量的烃类。

Isalo Ⅱb组烃源岩镜质体反射率仅在盆地西北部大于0.5%，最大值达1.6%以上，处于成熟-过成熟阶段，生油强度最高值可达120×104t/km2以上。虽然此生烃中心位于盆地的西北部。虽然该组烃源岩的生油强度普遍较大，大部分地区大于40×104t/km2，但于2104区块相距较远，难以对该区块供烃。

Bemaraha组—L.Duvalia组烃源岩只在盆地的西北部镜质体反射率大于0.5%，这套烃源岩分布区约只有一半的面积处于成熟阶段，因此，其生烃量相对较小。该套烃源岩的生油强度与下伏两套相比也相对较小，最大值仅为7×104t/km2以上，很难对2104区块的烃类聚集有所贡献。

U.Duvalia组烃源岩也只在盆地西北部镜质体反射率大于0.5%，该套烃源岩也只有约一半的面积处于成熟阶段，生烃量也较小，但生油强度略大于Bemaraha组-L.Duvalia组烃源岩，介于10×104t/km2～50×104t/km2之间。生油强度最大处位于盆地西北部，离2104区块较远，难以为该区块供烃

4. 成果和认识

在马达加斯加西部盆地形成的动力学背景和盆地类型分析的基础上，从钻井、露头、地震和地球化学等原始资料入手，系统地研究了Majunga盆地的层序地层、构造、沉积、烃源岩质量和分布等，计算了盆地的生烃量，对2104区块的远景资源量进行了预测，对盆地内的有利勘探区带进行了预测，最终，在2104区块综合评价的基础上，对区块内的有利勘探构造带进行了预测，并提出2104区块的勘探部署建议方案。

4.1 Majunga盆地层序地层、构造和沉积研究成果和认识

1）Majunga盆地自晚石炭世以来可以分为3个演化阶段，即卡鲁晚期主动裂谷盆地演化阶段（P2－T3）、侏罗纪被动裂谷盆地－被动边缘盆地演化阶段（J）和白垩纪以来被动大陆边缘盆地演化阶段（K－Q），对应着不同的沉积盆地类型。盆地演化过程中经历2个不同类型盆地的叠合，即卡鲁晚期主动裂谷盆地（P2－T3）和侏罗纪以来的被动裂谷－被动边缘－被动大陆边缘盆地（J－Q）。

2)通过对前人地层工作的总结，结合研究区的露头、钻井、地震情况确定了此次研究工作的岩石地层划分方案和基本的时代归属。Karoo期地层包括石炭系-上三叠统的Sakoa组、Sakamena组、Isalo I组、Isalo IIa组以陆相为主的碎屑岩地层，后Karoo期包括下侏罗统-中下白垩统的Isalo IIb组、Bemaraha组、Duvalia组以及上白垩统、第三系和第四系海相和海陆交互相的灰岩、碎屑岩地层。

3)通过Majunga盆地区域地震剖面的对比和追踪，识别出五个不整合面（基底和盖层之间，Isalo I组和Isalo IIa 组之间，侏罗系和白垩系之间，U.Duvalia组和上白垩统之间，白垩系和第三系之间），以此为主要依据，结合钻井、露头确定了Majunga盆地层序和体系域划分方案，把Majunga盆地二叠系-第三系自下而上划分为6个层序（对应Sakoa组的SQ1层序缺失）、11个体系域，建立了Majunga盆地的层序地层格架。

4)通过钻井、露头与地震的综合标定，结合零散的古生物分析资料，建立了盆地的层序地层系统与岩石地层、年代地层的对比关系：SQ1层序相当于下二叠统Sakoa组（缺失），SQ2层序相当于上二叠统Sakamena组下段-上三叠统Isalo I组， SQ3层序相当于上三叠统Isalo II组-中上侏罗统L.Duvalia组，SQ4层序相当于中、下白垩统U.Duvalia组，SQ5层序相当上白垩统，SQ6层序相当于第三系。

5）Beravina断裂、Maromandia断裂和Antsohihy断裂分别构成了Majunga盆地西南部、北部和东南部的边界断裂，盆地的形成和演化受边界断裂的控制。

6）总体看，盆地基底受NE向断层的控制作用较大，盆地基底西深东浅、北深南浅，呈现出“东西分带，南北向隆凹相间”的构造格局，可划分为西部深坳带、中部隆起带、东部断坳带和东部断阶带。

7）在北东向Antsohihy断裂的根部发育六个深凹区，埋深均在6000m以上，凹陷中间被多个凸起所隔，在这些凹陷中，推测发育Sakamena组。从现今地层的分布看，Isalo 期沉积越过Antsohihy断裂向南东方向延伸，可以解释为Isalo期盆地热沉降阶段盆地范围延伸的结果，也就是说，在Isalo之下，掩藏着一个真正的卡鲁晚期的断陷盆地，其中沉积了Sakamena组，沿Antsohihy断裂带串珠状分布的小型半地堑型断陷正是这一断陷盆地的内在表现方式。

8）BEL-1井断裂－SOF-1井断裂从早侏罗世开始发育，是侏罗纪被动裂谷盆地演化阶段侏罗纪裂谷盆地的控制性断层，其地位相当于Morondava盆地的中央断裂带，但其规模和影响程度要小得多，是隐式的侏罗纪被动裂谷盆地与卡鲁期主动裂谷盆地的分界，但由于BEL-1井断裂－SOF-1井断裂以东盆地的古地形地貌形态比较平缓，在Bemaraha水进期，海水范围东扩，沉积范围扩大，掩盖了侏罗纪被动裂谷盆地的形态。

9）Majunga盆地的发育较Morondava盆地晚，未经历卡鲁早期陆内走滑拉分盆地演化阶段（C3－P1），仅经历了三个构造沉积演化阶段：a)卡鲁晚期主动裂谷盆地演化阶段（P2－T3）,沉积了Sakamena组和Isalo I组和Isalo IIa组以陆相为主的碎屑岩，Sakamena组主要局限于北东向Antsohihy断裂根部发育的六个深凹区，Isalo I组和Isalo IIa组在盆地范围内广泛沉积；b)侏罗纪被动裂谷-被动边缘盆地演化阶段（J）,沉积了Isalo IIb组、Bemaraha组和L.Duvalia组以海相和海陆交互相为主的灰岩和碎屑岩，其中，Bemaraha组在台地边缘发育生物礁滩相，对寻找生物礁油气藏有重要意义；c)白垩纪以来被动大陆边缘盆地演化阶段（K—Q）,Majunga盆地的构造格局和沉积模式发生了明显的转化，随着盆地的整体西倾和单斜背景的不断形成，沉积了白垩系、第三系和第四系以海相和海陆交互相为主的灰岩和碎屑岩，沉积和沉降中心不断向北西方向迁移。

4.2 Majunga盆地烃源岩评价和成藏条件研究成果和认识

1）莫桑比克地堑相关盆地发现活跃的油气显示，说明存在烃源岩，而且这些烃源岩已成熟并且提供过具有工业价值的油气流。因而在此更大的范围内具有较大的油气勘探远景。

2）Majunga盆地主要有四套烃源岩层系，即M.Sakamena、Isalo Ⅱb组、Bemaraha组—L.Duvalia组和U.Duvalia组。这四套烃源岩的总生烃量为：油181.29×108t，气260842×108m3。其中只有M.Sakamena可以向2104区块供烃，提供的有效生烃量为：油49.68×108t，气66240×108m3；远景资源量为：油2.484-4.968×108t，气331.2-662.4×108m3；远景资源总量为2.82-5.63×108t。

3）M.Sakamena烃源岩为灰色泥岩，分布面积约为17914km2，厚度一般为200～800m，最大厚度达1100m以上，发育于陆相碎屑岩沉积环境。M.Sakamena烃源岩的有机碳含量较高，均值都大于1.0%；干酪根为Ⅱ—Ⅲ型；处于成熟阶段。M.Sakamena烃源岩的德总生烃量为：油81.69×108t，气108774×108m3。

4）Isalo Ⅱb组烃源岩亦为灰色泥岩，分布面积约为31470km2，厚度一般为50～600m，最大厚度达800m以上。该组烃源岩的沉积环境较复杂，发育有陆相、海相的多种环境，以浅海相和滨岸平原相为主。Majunga盆地Isalo Ⅱb组烃源岩的有机碳含量一般为0.5%～1.0%，干酪根为Ⅲ型，演化程度较高，处于成熟阶段（Ro一般为0.5%～1.6%），Isalo IIb组的总生烃量为：油72.96×108t，气109440×108m3。

5）Bemaraha组—U.Duvalia组烃源岩为灰色泥岩，分布面积约为31713km2，源岩厚度较薄，一般为20～100m，最大达120m以上。该组烃源岩为海相沉积环境，主要发育开阔台地相，其次还有边缘相等。Bemaraha组—L.Duvalia组烃源岩有机碳含量较低，一般为0.2%～1.0%，干酪根为Ⅲ型，演化程度较低，一般为0.5%～1.1%，处于成熟阶段。该组的总生烃量为：油5.66×108t,气9056×108m3。

6）U.Duvalia组烃源为灰色泥岩，分布面积约为19000km2，源岩厚度较大，一般为50～600m，最大为800m以上。该组烃源岩也为海相沉积环境，主要发育半深海相、浅海相和前三角洲—三角洲前缘相。U.Duvalia组烃源岩的有机碳含量较低，一般为0.1%～0.9%之间，干酪根以Ⅲ型为主，演化程度低，一般为0～0.6%。U.Duvalia组的总生烃量为：油20.98×108t，气33572×108m3。

7）Majunga盆地有四套主要的储盖组合，即IsaloⅠ组－IsaloⅡa组储盖组合，IsaloⅡb组－Bemaraha组储盖组合、Bemaraha组－U.Duvalia组下部储盖组合、U.Duvalia组上部储盖组合。IsaloⅠ组－IsaloⅡa组属于冲积扇－三角洲－滨浅湖沉积体系，储层不缺乏，盖层是关键，浅湖、滨浅湖相沉积区是盖层比较有利的地区，储盖组合整体评价为一般－较有利。对于IsaloⅡb组－Bemaraha组储盖组合，IsaloⅡb组主要发育滨岸、滨浅海、浅海沉积的砂岩储集体，储层评价为较有利-有利，储盖组合整体评价为一般-较有利。对于Bemaraha组－U.Duvalia组下部储盖组合，Bemaraha组在盆地中央发育的生物礁体及山前的边缘相是储集条件比较有利的地区，盖层较有利，储盖组合整体评价为一般-有利。对于U.Duvalia组上部储盖组合，储层较好，关键是盖层的发育，储盖组合整体评价为一般-较有利。

8）为IsaloⅠ组－IsaloⅡa组储盖组合供烃的主要是M.Sakamena烃源岩，中部隆起带上的基底披覆构造，东部卡鲁晚期断陷带的断块、断鼻、滚动背斜等是有利成藏部位。为IsaloⅡb组－Bemaraha组组合供烃的有M.Sakamena、Isalo Ⅱb组两套烃源岩，中部隆起带、东部卡鲁晚期断陷带上的断块、断鼻、滚动背斜等圈闭，西部侏罗纪断陷带、东部卡鲁晚期断陷带上的低缓背斜、断背斜等是有利成藏部位。为Bemaraha组－U.Duvalia组下部组合供烃的主要是Isalo Ⅱb组烃源岩，西部侏罗纪断陷带发育的生物礁体，中部隆起带、东部卡鲁晚期断陷带上的低缓背斜、断背斜等是有利成藏部位。为U.Duvalia组上部组合供烃的主要是U.Duvalia组烃源岩，西部侏罗纪断陷带沉积的深水扇体、地层超覆不整合圈闭等是有利成藏部位。

4.3 2104区块综合评价成果和认识及勘探部署建议

1）类比中国陆相断陷盆地的成藏特征，预测2104区块东南部可能存在的沉积洼陷区内可能存在的油藏类型有断块油气藏、地层油气藏、岩性油气藏等。

2）2104区块内5口探井中的3口浅井，但未找到商业油气流，其失利原因，可以归结为：a）本区构造活动强烈，Isalo Ⅰ组被剥蚀殆尽，Isalo Ⅱa组直接与U.Sakamena接触，第三系直接与Isalo Ⅱb组接触，强烈的构造运动使Isalo Ⅱa组以上地层中的油气藏被破坏的可能性大，因而，在目的层选择上缺乏针对性；b）地震资料差，圈闭不落实；c）本地区在白垩纪时，火山及岩浆活动频繁，造成地层中夹有多层岩浆侵入体，一方面这有利于地层升温，烃源岩成熟度提高；另一方面也会造成靠近这些岩层的一些烃类被破坏或蒸发；d）烃源条件不落实，钻探比较盲目。

3）2104区块可能有以下三套储盖组合，三套储盖组合皆以M.Sakamena烃原岩为供烃层系：a）M/U.Sakamena储盖组合；b）Isalo Ⅰ组- Isalo Ⅱa组储盖组合；c）Isalo Ⅱb组-Bemaraha组储盖组合，以Isalo Ⅱb组为储层，以Bemaraha组灰岩为盖层。

4）预测2104区块存在两个有利勘探构造带：a）2104区块东南角为Ⅰ号最有利勘探构造带；b）2104区块西北角为Ⅱ号有利勘探构造带，根据该构造带的石油地质条件，初步判断M/U.Sakamena为相对有利的储盖组合，IsaloⅡa及以上层系由于构造活动强烈，不利于油气的保存。

5）建议在2104区块东南部重力负异常区，先进行大地电测深勘探，布几条大地电测深剖面，以搞清重力负异常区的基岩深度，确定是否有凹陷存在，在2104区块的西北角，应先部署一条穿过CSA-2和CDA-1井且平行于区块西南边界延伸至老山附近的地震测线，以了解深部Sakamena组沉积时的盆地结构和Sakamena组的地层层序。