2016, Vol. 38
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2. 中海油国际公司勘探部, 北京 东城 100010;
3. 中国地质大学(北京)能源学院, 北京 海淀 100083
2. International Exploration Department, CNOOC, Dongcheng, Beijing 100010, China;
3. School of Energy Resources, China University of Geosciences, Haidian, Beijing 100083, China
从世界范围看，前陆盆地的含油气资源量是十分丰富的。这主要是源于前陆盆地发育优越的构造条件。前渊带的快速沉降有助于烃源岩的形成，逆冲带和前隆带有助于大型构造圈闭的形成[1-4]。近年来，东地中海黎凡特盆地大型生物气田的发现，进一步证实了前陆盆地优越的油气聚集条件[5-7]。位于中地中海的亚平宁地区是欧洲重要的油气生产区。该地区2P 石油储量大于 1.0×108 bbl（1 bbl=0.159 m3）的油田有8 个，分布相对比较均匀，从南至北均有分布；石油2P 储量大于1.0×107 bbl小于1.0×108 bbl的油田有19 个，主要在大油田周边分布。天然气2P 储量大于1 tcf（1 tcf=283.17×108 m3）的气田有7 个，大于 100 bcf（1 bcf=2 831.7×104 m3）、小于1 tcf 的气田有124 个，主要集中在北亚平宁地区；整体上看，亚平宁地区的勘探现状是油田少、气田多，勘探程度北亚平宁高、南亚平宁低（图 1）。
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| 图1 亚平宁地区及研究区位置 Fig. 1 The study area and location of the Basins |
南亚平宁地区位于中北地中海，西北紧邻北亚平宁地区，东部为亚德里亚海，南部为艾奥尼亚海，西部为第勒尼安海（图 1）。区域上受欧洲板块和非洲阿拉伯板块汇聚背景的影响，是在北东南西向挤压应力的控制下，形成的北西南东向前陆盆地。本文重点分析的是有油气勘探的3个盆地：南亚平宁盆地（Southern Apennine Basin）、库拉通盆地（Sibari-Crotone Basin）、东南佩里宁盆地（Southeast Peri-Apenninic Basin）。
本文从构造角度着手，重点分析了勘探程度相对较低的南亚平宁地区构造对油气成藏要素的控制作用，为未来有利勘探区域的选择提供参考。
1 区域地质概况中北地中海地区区域构造演化和盆地的生长、消亡与阿尔卑斯造山运动密切相关。具体可划分为 4 个阶段：初始期、早阿尔卑斯期、主阿尔卑斯期、晚阿尔卑斯期。
在以上构造演化的控制下，区域地块不断拼合，形成了亚平宁地区典型的前陆盆地，平面上由西至东可以划分为逆冲推覆褶皱带、前渊带和前隆带（图 1）。在北东南西向挤压应力的控制下形成了2 组断裂系统：一组为北西南东向逆冲主断裂系统，从西向东逆冲；另一组为北东南西向走滑调节断裂系统[8]。
亚平宁地区的复杂构造条件是一把双刃剑，一方面，大量逆冲构造为亿吨级油田的发育创造了优越的构造条件；另一方面，复杂的逆冲构使地震成像质量差、圈闭落实难度大。这就迫切要求在该地区以构造为切入点对地质模式和油气成藏模式进行深入的分析，以指导区域油气勘探。
南亚平宁盆地中生代以来地层沉积厚度可达10 km，基底为前三叠系，沉积盖层为三叠系更新统。三叠纪早侏罗世晚期为裂陷期，这一时期发育的地层以海相碳酸盐岩为主。中侏罗世早渐新世为漂移期，沉积地层也以碳酸盐岩沉积为主。晚中新世以后盆地进入到碰撞阶段，以碎屑岩沉积为主[9]。
区域地层柱状图揭示，纵向上油气主要集中发育在白垩世中新世碳酸盐岩地层和上新世更新世碎屑体系中，具有多层系含油、储层类型多样的特征（图 2）。
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| 图2 区域地层综合柱状图[9]（有修改） Fig. 2 Generalised stratigraphies of the Apennine and main tectonic stage[9]（Modified） |
意大利的油气95% 来源于石灰岩、泥灰岩和与之互层的黏土岩，烃源岩以碳酸盐岩为主[10]。南亚平宁地区主力烃源岩有4 套，分别为中晚三叠世、白垩世、中新世（南亚平宁）、上新世更新世（黏土岩），次要烃源岩有1 套为侏罗世碳酸盐岩。从参数上看，主力烃源岩的ⅠTOC 为1.92%～7.71%，生烃潜力为17～62 mg/g，干酪根Ⅰ/Ⅱ 为主[11-12]。具体参数见表 1。
| 表1 亚平宁地区烃源岩参数表 Table 1 The parameter of source rock in Apennines |
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从烃源岩参数和分布制约因素上分析，南亚平宁地区构造对优质烃源岩展布的控制主要体现在3个方面。
（1）源岩非均质性强，富有机层厚度薄，局部逆冲叠置可致使富有机层重复出现。从中三叠世烃源岩有机碳含量变化可见，ⅠTOC 大于20% 的富有机层的厚度只有3～4 m[13] （图 3），受沉积相的纵向变化控制。
大量露头的分析数据揭示，富有机层在1～20 m（表 2），生烃潜力6～70 mg/g。总体上厚度较薄，但在前陆逆冲构造的控制下，局部地区的富有机层由于逆冲推覆重复出现，一定程度上弥补了厚度较薄的缺陷。
（2）油气排烃时间短，受前陆盆地构造快速沉降时间晚控制（排烃高峰期上新世更新世）。南亚平宁地区盆地的快速沉降期为渐新世之后，高速沉降期为上新世更新世，这一时期对应烃源岩排烃高峰期，大量烃类生成。
（3）热演化程度低（大量低熟油聚集），受构造沉降持续时间短控制。从研究区油气的碳同位素分析情况可见，大量低熟油的发育主要是受控于构造沉降持续时间短。在烃源岩广泛成熟前，大部分地史时期位于未熟低熟的门限内，因此，低熟油的聚集是在优质烃源岩广泛发育的前提下形成的。
根据以上3 点，认为构造对烃源岩起双重控制作用，一方面抑制了烃源岩的质量，另一方面在关键时刻增加了烃源岩的排烃强度（上新世更新世）。因此认为，南亚平宁地区富有机层地层发育厚薄是烃源岩能否产生商业性聚集量的关键因素。
区域上烃源岩的发育受控于不同的构造演化阶段，在三叠纪裂陷期，亚平宁地区的断陷呈现出小而散的特征，厌氧盆地分布零星[14]。在白垩纪漂移期，沉积凹陷则呈现出大而聚的特征，半深水深水沉积集中连片。这样的古构造地理沉积格局导致了亚平宁地区烃源岩在北部地区分布“大而广”，南部则具有“小而肥”的特征。
同时，不同构造带主力烃源岩时代有所不同。逆冲带以三叠纪断陷期烃源岩为主，前渊带以白垩纪凹陷期烃源岩为主。古近纪以来，由于盆地的快速沉降致使渐新世中新世烃源岩可局部供烃。因此，可以判定在南亚平宁地区烃源岩具有“区域混源”供烃的特征，烃源岩的潜力不容小觑（图 4）。
2.2 构造带控制着储层和圈闭的类型
南亚平宁地区储层类型具有多样性，其分布样式和范围受构造带的控制。区域上共发育4 套主力储层，分别为上新统砂岩、中新统砂岩、中新统碳酸盐岩和白垩系碳酸盐岩。
（1）上新统砂岩：该套储层为深水砂岩沉积，储层深度在1 000～2 200 m，孔隙度为20.0%～27.0%，平均值为26.0%。渗透率为10～80 mD[15-16]。主要分布在内前渊带。
（2）中新统碳酸盐岩：该套储层为浅海相砂屑灰岩沉积，储层深度为1 200～1 400 m，孔隙度为 5.0%～12.0% ，渗透率为1～100 mD。主要分布于外前渊带前隆带。
（3）中新统砂岩：该套储层岩性为深海浊积砂岩沉积，主要分布在库拉通盆地，储层深度在 1 600～2 000 m ，孔隙度为9.0%～22.0%，渗透率平均值500 mD，油层最大厚度183 m[17] （Luna 1）。主要分布在外前渊带。
（4）白垩系碳酸盐岩：该套储层岩性为陆架裂缝性灰岩白云岩，储层深度在500～5 000 m，孔隙度为1.2%～9.0%，渗透率为80～1 000 mD。主要分布在逆冲褶皱带和前隆带上，受古隆起带的控制。
从整体上分析，不同的构造带上主力储层存在明显差异，由西向东，储层的地层时代由老到新再到老变化。逆冲褶皱带上主力储集层为白垩系碳酸盐岩，内前渊带主力储集层为上新统更新统的浊积砂岩，外前渊带储层以上新统浊积砂岩和中新统碳酸盐岩为主，最东侧的前隆带主力储层则为中新统白垩系碳酸盐岩（图 5）。
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| 图5 不同构造带储层和圈闭类型分布样式 Fig. 5 不同构造带储层和圈闭类型分布样式 |
不同的构造带上圈闭类型存在差异。逆冲褶皱带圈闭类型以褶皱和不整合控制的为主，内前渊带圈闭类型以褶皱断层控制的圈闭类型为主，外前渊带圈闭类型则以地层不整合型和侧向相变圈闭为主，前隆带圈闭类型则主要为褶皱断层不整合共同控制的圈闭和水动力型圈闭（图 5）。
2.3 构造带控制成藏组合的分布样式南亚平宁盆地主力成藏组合有4 套：碳酸盐岩构造组合、上新世构造组合、上新世地层构造组合和上新世更新世构造组合。库拉通盆地主力成藏组合有3 套：中新世碎屑岩构造不整合组合、上新世更新世地层构造组合、更新世构造组合。东南佩里宁盆地主力成藏组合有4 套：碳酸盐岩水动力不整合组合、碳酸盐岩地层构造不整合组合、上新世浊积地层组合、更新世砂泥岩构造组合。
通过对南亚平宁地区各盆地主力成藏组合综合分析，成藏组合的分布在不同构造带上明显不同。从逆冲褶皱带、内前渊带、外前渊带到前隆带，构造变形程度分别对应强烈变形区、中等变形区和弱变形区，成藏组合分别从中新世白垩纪的碳酸盐岩组合变换为上新世更新世碎屑岩组合，再到白垩纪碳酸盐岩组合，成藏组合地层时代由老到新再到老变化（图 6）。平面上，从逆冲带、前渊带到前隆带由白垩纪碳酸盐岩成藏组合到上新世构造地层成藏组合，再到中新世白垩纪碳酸盐岩成藏组合变化。
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| 图6 不同构造带储层和圈闭类型分布样式 Fig. 6 不同构造带储层和圈闭类型分布样式 |
南亚平宁地区共存在3 种类型的油气系统：油和伴生气系统、热成因气系统和生物气系统[16] （图 7）。油气系统的分布主要受控于两个构造阶段：中生代拉张和上新世更新世挤压。其中油和伴生气系统主要分布于逆冲褶皱带、前渊带和前隆带，主要分布在中生代碳酸盐岩中，该套系统主要受控于盆地早期裂陷拉张作用和在此作用控制下形成的古隆起上的喀斯特化改造。长期的暴露和低沉降速率是该套油气系统形成的有利条件[17]。
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| 图7 亚平宁地区油气系统分布图[16]（有修改） Fig. 7 Stratigraphic and geographic locations of the Apennine petroleum systems[16]（Modified） |
热成因气系统分布在内前渊带，平面上呈北西南东向展布，且主要分布在新生代碎屑岩中[18]。受控于上新世更新世碰撞期的盆地快速沉降，在这一阶段，前渊带的快速沉降导致烃源岩快速过成熟，生成了大量热成因气，通过断裂运移到浅层在内前渊带聚集[17]。
生物气系统在平面上分布在外前渊带和前隆带，在上新世第四系碎屑岩中，该系统受控于前陆盆地发育期沉积中心的向外迁移。随着逆冲推覆作用，前渊带逐渐向北东方向迁移，进而致使沉积体系的迁移，因此形成了更新世自生自储的生物气系统。
3 认识与讨论通过对南亚平宁地区基本石油地质条件分析结合构造沉积演化特征分析可见，构造对油气成藏要素的分布具有重要的控制作用。主要体现在以下 4 个方面：
（1）构造演化控制着优质烃源岩的展布。通过烃源岩分析，认为整个亚平宁地区烃源岩的质量较好，主要得益于中生代稳定构造环境下碳酸盐岩沉积的发育，这个阶段构造对烃源岩的发育起到了建设作用。在新生代，随着造山运动的加剧，构造对烃源岩的展布和发育起到一定的抑制作用，如南亚平宁地区，导致油气整体排烃时间短、热演化程度低，并且在逆冲强烈地区烃源岩层冲出地表遭受强烈剥蚀。但前渊带局部地区富有机层叠置加厚，一定程度上起到了弥补作用。南部地区的构造演化过程使得不同时期的烃源岩沉积中心互相叠置，形成了区域混源供烃的局面。
（2）构造带控制储层和圈闭类型。储层和圈闭的分布在三维空间上明显受构造带的控制。在逆冲褶皱带，储层以白垩系碳酸盐岩为主，为继承性发育的古隆起长期遭受改造形成的储层；此构造带上圈闭受逆冲构造控制以逆冲背斜、冲起构造为主，并且均位于古隆起的不整合之下。前渊带由于前陆期沉积中心的快速挠曲沉降，大量碎屑体系充填在盆地中，形成了以浊积砂体和水下扇为主的储层；圈闭则从内前渊向外前渊构造的控制作用逐渐减弱，从逆冲断块向侧向相变和上倾尖灭转变。前隆带是前陆盆地长期隆起区，储层则表现为古隆起之上的风化壳和喀斯特地貌，这类储层经改造后物性极好，关键是要经历长期稳定的改造，需要较弱的构造作用；圈闭类型则为古隆起背斜、潜山或水动力控制的喀斯特圈闭。
（3）构造带控制成藏组合分布样式，在不同的构造带表现为不同的成藏组合。在逆冲褶皱带即强烈变形区以白垩系成藏组合为主，在中等变形区即内前渊带和外前渊带以上新世更新世成藏组合为主，在弱变形区即前隆带以中新世白垩世成藏组合为主。由西向东，从构造变形强中弱，成藏组合时代经历老新老变化。
（4）构造古地理控制油气系统的分布，南亚平宁地区不同油气系统的形成和分布受控于不同时期的古构造地理格局。在中生代裂陷拉张阶段，垒堑地貌的形成奠定了后期古隆拗分布格局，进而控制了油和伴生气系统。在新生代碰撞阶段，前渊带快速的沉降，控制了热成因气系统。第四系随着前陆盆地沉积中心的迁移，生物气系统逐渐随沉积中心向外迁移。
4 勘探潜力与方向通过对构造对油气成藏要素的控制作用研究，在南亚平宁地区优选出两个比较有利的勘探区带。并结合区块的分布确定了3 个有利区。
（1）陆上逆冲带内前渊带北部和南部。寻找白垩系碳酸盐岩成藏组合控制的石油和上新统浊积岩构造组合控制的天然气。该区域是白垩系碳酸盐岩成藏组合和上新统构造组合叠合部位，圈闭类型多样，地层构造圈闭、纯构造圈闭均发育，具有较好的油气成藏条件，以找油为主。
（2）海域外前渊带前隆带。寻找上新统地层构造组合和中新统白垩系碳酸盐岩控制的天然气。该区带在陆上已有大量气田发现，优选区块西北方向同一构造走向带，构造、地层具有相同的发育条件，陆上构造条件发育，圈闭类型多样，海域从构造带角度分析为陆上有利区带的延伸，上新统成藏组合和中新统白垩系成藏组合可能具有较好的石油地质条件，应以寻找天然气为主。
（3）海域逆冲带前渊带。寻找中新统碎屑岩构造组合控制的天然气兼探更新统上新统生物气。有利区附近有油气发现，同一构造带上Luna 气田发现储量2 tcf 的气，其构造、地层具有相同的发育地质背景，并且在最有利成藏组合发育带上，构造整合圈闭发育，应以找天然气为主。
5 结论（1）构造带控制储层、圈闭类型及成藏组合分布样式。逆冲褶皱带上储集层为碳酸盐岩，内前渊带储集层为上新统更新统的浊积砂岩，外前渊带储层以上新统浊积砂岩和中新统碳酸盐岩为主，前隆带主力储层则为中新统白垩系碳酸盐岩。圈闭则从内前渊向外前渊构造的控制作用逐渐减弱，从逆冲断块向侧向相变和上倾尖灭转变。在逆冲褶皱带以白垩系成藏组合为主，前渊带以上新世更新世成藏组合为主，前隆带以中新世白垩世成藏组合为主。
（2）构造古地理控制油气系统的分布。裂陷拉张阶段，垒堑地貌奠定了后期古隆拗格局，进而控制油和伴生气系统。碰撞阶段，前渊带快速沉降，控制热成因气系统。第四系前陆盆地沉积中心迁移，生物气系统向外迁移。
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