海底麻坑最早于1970年第一次被King和MacLean提出，随后Hovl and等学者对其进行了详细的研究，证实了此类现象与海底气体泄漏有关(Solheim and Elverhøi，1985; 吴光大，1994；Karisiddaiah and Veerayya，2002；Hustoft et al.，2010).通过总结发现海底麻坑是由于地下流体在高压下喷发而在海底形成的凹陷坑，常被看作油气在海底溢出的直接指示.海底麻坑在平面上表现为似圆形，尺寸可达上百米.影响麻坑形成的决定因素有海底沉积颗粒的大小、地层渗透率、地层压力和流体喷发速率等(马在田等，2000; 宋海斌，2003；Casas et al.，2003;陈林和宋海斌，2005; Cauquil and Jerome，2008; Cathles et al.，2010).

根据海底麻坑的活动状态可将其分为如下两类：

(1)海底活跃型麻坑：指目前仍有流体喷发的麻坑；

(2)海底休眠型的麻坑：指海底麻坑曾在历史时期有过流体喷发，当前停止活动进入休眠期.

根据麻坑的分布层位可将其分为如下两类：

(1)海底麻坑：直接发育于海底的麻坑；

(2)层间麻坑：这种类型的麻坑只在少数盆地发育，它是指曾在地质历史时期有过流体喷发，后期进入长期休眠阶段，麻坑被后期沉积物覆盖(Pilcher and Argent，2007; Sahling et al.，2008; Salmi et al.，2011; Brothers et al.，2012).

本文将重点介绍西南非海岸盆地发现的层间麻坑及其对油气勘探的指示意义.麻坑在世界各地油气富集的海域多有发现，西非、南美、北海、墨西哥湾、澳大利亚和中国南海等油气产区均发现大量麻坑(苏正和陈多福，2007；吴能友等，2009；苏正等，2014).麻坑可作为其下天然气水合物、浅层生物气和深层油气系统的有利指示，也可利用其对下部地层构造和岩性情况进行一定预测(Judd et al.，1994; Gay et al.，2006; 王家豪等，2006; Forwick et al.，2009; Moss et al.，2012; 苏正等，2012；Somoza et al.，2012；李磊等，2013).

非洲是世界上重要的油气产地，在北非的阿尔及利亚、利比亚和埃及等国蕴藏着丰富的石油资源，其早已受到世界各国的高度重视.西非是近几年新兴的油气产区，尼日尔三角洲、几内亚湾、刚果等国已成为目前世界各国关注的热点地区.非洲还是世界上探明石油储量增长最快的地区之一，其探明储量近10年增长率为5.6%，其在世界油气生产中的地位不断上升.我国对海外石油进口的依存度逐年增高，因此新兴的非洲石油已成为我们关注的重点.

位于西非南部纳米比亚沿海的西南非海岸盆地是一个逐渐受到人们关注的新兴含油气盆地.该盆地Orange次盆发现的Kudu气田，其地质储量为5T cf，可采3.82T cf.该气田的发现也更加证实了西南非海岸盆地烃源岩的有效性.根据“源控论”，区域有效的烃源岩存在意味着潜在油气的聚集.因此，该盆地应受到我们更多的重视.

本文研究基于西南非海岸盆地Walvis次盆三维地震资料，结合区域地质，通过对地震资料的解释分析，发现该盆地层间麻坑与潜在油气勘探之间的潜在联系.麻坑在西非含油气地区广泛存在，西非尼日尔三角洲、加蓬等盆地存在大量海底麻坑现象.加蓬海底麻坑与该盆地盐岩运动引起油气泄露有关，其分布与下伏盐岩展布有一定相关性，通过麻坑与盐岩活动的对应关系可以进一步预测下伏油气系统的分布规律.西非木尼河盆地(Rio Muni)陆坡海底麻坑展布与下伏古水道分布有关(李磊等，2013)，通过对海底麻坑的研究可得知下伏水道的展布规律，从而预测潜在储层.这些地区均可通过麻坑的展布对地下地质及油气分布进行一定指示.

结合前人区域研究成果，本文通过对西南非海岸盆地Walvis次盆三维地震数据的分析，开展了盆地层间麻坑的构型、演化、分布特征以及主控因素方面的研究.建立了该盆地层间麻坑的演化模式，并根据其具体成因分析了该盆地油气分布特点，对该地区油气勘探工作具有一定指导意义.

西南非海岸盆地位于纳米比亚和南非的西部海域，其北部的Walvis次盆位于西非Walvis脊南部，平均水深1260 m，盆地最大沉积厚度9000 m.盆地发育在泛非基底之上，是一个早期裂谷和晚期被动大陆边缘的叠合盆地.西非与南美裂离时，受Walvis脊的分割，该盆地处于西非南部开阔海环境，盆地内没有盐岩沉积(图 1)；而Walvis脊北部的加蓬、下刚果等盆地处于局限海环境，为含盐盆地.两类盆地具有截然不同的石油地质特点.

图 1

Fig. 1

图 1 西南非海岸盆地概况：(a)盆地位置图(蓝框为研究区位置)，(b)过盆地区域地质剖面(测线位置见图 1a)，(c)盆地岩性柱状图 Fig. 1 Generalization of southwest African coastal basin

Walvis次盆主要发育两套白垩系优质烃源岩：(1)Aptian阶海相页岩，TOC平均值为2%，有机质类型为Ⅱ型，生油潜量超过60mg/g，目前部分地区处于成熟和高成熟阶段，是该次盆主力烃源岩，主要的生排烃时期集中在晚白垩世.(2)Cenomanian-Turonian阶海相页岩，TOC平均值为5%，TOC最高达20%，生油潜力很大，但大部分区域处于未成熟阶段(图 2).

图 2

Fig. 2

图 2 烃源岩成熟度(蓝框为研究区)：(a)Aptian阶烃源岩成熟度，(b)Cenomanian-Turonian阶烃源岩成熟度 Fig. 2 Source maturity of southwest African coastal basin

Walvis次盆物源主要靠季节性水系供给，缺少大中型水系.钻井揭示盆地内发育两套主要储层，分别为下古新统至上白垩统的浊积扇砂岩，以及Albian-Barremian阶灰岩.早第三纪的海相页岩作为区域盖层覆盖于储层之上.晚白垩世至中新世盆地构造抬升，是主要圈闭的形成时期.

在解释地震资料时(工区位置图 1a)，我们在西南非海岸盆地地震剖面中发现大量麻坑现象，与常见的海底麻坑不同的是，Walvis次盆的麻坑主要集中发现于地层之间，是一种典型的层间麻坑.

层间麻坑在地震剖面上具有同海底麻坑相似的特点：麻坑表现为“U”型或“V”型同相轴下拉的反射特征(Hovl and et al.，1987，2002；宋海斌等，2001，2007)；麻坑下方与断层等油气通道相连接(图 3)，其下方存在地震反射模糊带，地震反射轴顶部出现反射亮点(吴时国等，2009)；三维地震属性表现为凹陷周缘强振幅、中心弱振幅和低相干性等特点(图 4).

图 3

Fig. 3

图 3 层间麻坑地震剖面：(a)北西-南东向地震剖面，(b)层间麻坑(位置见a) Fig. 3 Seismic profile of intra-formation pockmark

图 4

Fig. 4

图 4 沿层相干切片：(a)始新统顶(盖层顶部)相干体切片，(b)始新统底(盖层底部)相干体切片，(c)古新统(储层)相干体切片，(d)Maastrichtian阶相干体切片，(e)Cenomanian阶相干体切片 Fig. 4 Stratigraphic similarity slice

同时，此处的层间麻坑也具有其自身的特征：在地震剖面上表现为垂向多期次同相轴下拉叠加效应，垂向叠加的麻坑在相同垂线方向具有相似的外形.这种层间垂向叠加的麻坑在地震剖面上与气烟囱具有类似的特点，其差异在于气烟囱是同相轴在垂向的杂乱叠加，其形成原因是由于内部存在气体而导致地震波的杂乱反射，而层间麻坑则为单一的垂向多期同相轴简单下拉叠加，是物理形变在地震剖面上的表现(图 3b).

在目标研究区域，Aptian阶地层作为主要烃源岩于晚白垩世开始大量生烃，上白垩统-古新统地层作为主要储层，之上始新统地层作为区域盖层广泛分布.层间麻坑现象主要出现在盖层之下的储层层位中.下面我们按由新到老的顺序对上述地层做沿层相干切片进行层间麻坑的逐层分析.

在始新统顶部沿层相干切片中麻坑特征并不明显(图 4a)，但随着层位向下延伸，到达区域盖层底部时，沿层切片中麻点特征的麻坑数量逐渐增加(图 4b).当进入储层后，古新统的沿层相干切片中可见到大量明显的麻坑现象(图 4c).当地层进入储层下方的上白垩统Maastrichtian阶地层时，切片中的麻坑现象逐渐消失(图 4d).当地层进一步向下延伸，进入Cenomanian阶地层后，沿层相干切片中则可见大量断层发育(图 4e).

基于上述沿层地震属性的分析以及区域地质情况，我们总结了西南非海岸盆地层间麻坑的发育模式(图 5)：下部烃源岩生烃后通过断层运移至晚白垩世-早古新世构造高部位储层中，生排烃时间和储层形成时间基本同步，使得部分油气直接泄漏至海底形成麻坑.当油气生成和向上运移中断后，海底麻坑进入休眠期，后续海底沉积物将其覆盖.一段时期后油气生成和泄漏再次发生，先前海底休眠的麻坑被激活再次进入活跃期.如此多次休眠和活跃的麻坑重叠形成类似同沉积的麻坑垂向叠加现象.当始新世区域盖层沉积后，油气向上运移的通道被彻底封堵，海底油气泄漏停止，麻坑现象最终消失，之前叠加的多期麻坑被后续地层沉积所掩埋于地层之间.由于海底麻坑是油气泄漏的有利区域，因此，后期多次反复的油气泄漏更易于在先前海底麻坑的位置发生.从而导致后期的海底麻坑外形受控于先前麻坑的构型，在地震剖面上表现为多期相同外形麻坑的垂向叠加.

图 5

Fig. 5

图 5 层间麻坑生成演化：(a)层间麻坑地震剖面，(b)层间麻坑形成模式 Fig. 5 Evolution of Intra-formation pockmark

古新统是该地区层间麻坑最发育的时期，通过将该时期储层的等t₀图与该层位相干属性进行叠合显示，发现层间麻坑集中发育于储层的构造高部位(图 6a).此外，该地区底部烃源岩生烃后通过断裂向构造高部位运移聚集，层间麻坑的分布形态也与断裂的展布有一定相关性(图 6).此时储层的沉积结合断裂的发育造成构造高部位油气的海底泄露，形成各个储层地质历史时期对应的麻坑，这些构造高部位麻坑随后被致密沉积所掩埋于层间.

图 6

Fig. 6

图 6 等t0图与相干属性叠合(圆圈为麻坑和裂缝对应位置):(a)古新统(储层)叠合图，(b)Cenomanian阶叠合图 Fig. 6 TWT map co-render with similarity

总体来看，该区域层间麻坑的形成受控于下伏烃源岩的成熟度，断裂系统的发育，构造高部位的形成，上覆沉积盖层的后期沉积等要素，属性叠合图可对此提供有力的证明(图 6).下伏烃源岩的成熟生烃是形成层间麻坑的先决条件，这也是麻坑成为证实区域有效烃源岩的依据.断裂系统的发育为层间麻坑的形成提供油气运移通道.下伏烃源岩生成的油气沿断裂向上运移，到达海底形成麻坑.构造高部位是油气聚集的有利区域，聚集在高部位的油气具有更大的压力，从而更易沿储层或裂缝泄露出海底形成麻坑.后续沉积盖层的覆盖是形成层间麻坑的必要条件，致密岩层的沉积封堵了先前存在的油气泄露，阻止了麻坑的进一步发育.上述要素共同作用，控制着层间麻坑的演化.该盆地便是典型的麻坑指示油气泄露，甚至指示构造高部位和活跃油气系统的例子.

由盆地含油气系统图可知(图 7)，Walvis次盆的Aptian阶有效烃源岩自晚白垩世开始生油，渐新世进入高成熟生气阶段.油气的运移与油气生成同步进行，该进程一直持续到现今.盆地主要的圈闭形成时期开始于晚白垩世，圈闭的形成和油气的生成、运移在时间上匹配较好，圈闭可有效的捕获其形成后生成的油气.

图 7

Fig. 7

图 7 西南非盆地含油气系统图 Fig. 7 Petroleum system of Southwest African Coastal Basin

层间麻坑的存在证实该区域当时存在活跃的油气系统，断层可对烃源和储层进行有效沟通，纳米比亚的层间麻坑发育层位与该地区当时的石油地质情况基本一致.层间麻坑集中发育在晚白垩世-早第三世储层中，此时圈闭刚开始形成，由于当时储盖关系配置较差，大量油气间断性散失，形成同沉积性麻坑，后期盖层的沉积终止了层间麻坑的演化.

又由于油气生成和运移从晚白垩世一直持续到现今，圈闭于古新世基本形成，因此，在目标盆地中寻找有效储盖组合区域中的有利圈闭是区域油气勘探的重点.

通过上述分析后认为，层间麻坑具有如下油气勘探指导意义：

(1)麻坑可作为有效油气系统的直接指示(DHI)，层间麻坑可证实地质历史时期存在相应的有效油气系统.纳米比亚的层间麻坑指示该盆地存在Aptian阶有效烃源岩，当时已生成大量油气，且持续较长时间，可为源控论的区域油气勘探提供有力支持.

(2)层间麻坑的存在从侧面说明当时圈闭储盖配置较差，油气泄漏间歇性进行，同沉积作用使得海底麻坑垂向叠加.

(3)层间麻坑演化终止的时期对应盖层形成时期.由于油气生成和运移一直持续到现今，在其他地质条件变化不大的情况下，致密性盖层的沉积是阻止油气进一步泄漏的有效因素.

(4)层间麻坑的平面分布特点也可指示地质历史时期活跃油气系统的展布规律.

(5)层间麻坑的存在也指示当时油气散失的风险.在层间麻坑大量发育的地区，油气散失严重，当时圈闭中油气难以大量聚集.在此类圈闭中，若在有效储盖组合形成后没有足量油气的后期注入，则难以形成有经济效益的油气藏.

5.1    麻坑是海底油气泄漏的直接指示，其形成影响因素与下覆地层构造、岩性等因素有关.

5.2    麻坑从其分布层位来看可分为海底麻坑和层间麻坑.海底麻坑可根据活跃状态分为海底活跃型麻坑和海底休眠型麻坑.海底麻坑在世界含油气海域普遍发育，层间麻坑则仅在少数盆地沉积地层中发现，其对地质历史时期的油气系统有一定指示作用.

5.3    西南非海岸盆地层间麻坑在地震剖面上表现为多期反射同相轴下拉叠加，在三维地震属性切片上表现为凹陷周缘振幅强、中心振幅弱和低相干性特征，使用多层位沿层属性对比可有利于识别分析此类层间麻坑.

5.4    层间麻坑的形成受控于特殊的地质条件，西南非海岸盆地特殊的同沉积作用形成了层间垂向叠加的麻坑现象.

5.5    层间麻坑对认识区域地质有一定指导意义，可帮助我们进行有利油气勘探区带的分析和优选.