引言

Perdido带位于墨西哥北部Burgos盆地深水区，勘探起步晚，勘探程度低，是世界深水油气勘探热点地区之一^[1-4]。目前，该区钻井主要位于Perdido带北段超深水区，已发现的油气80%以上赋存于上古新统-下始新统的上Wilcox组浊积砂岩之中，上Wilcox组是Perdido带的主力勘探层系。对于深水-超深水油气勘探来说，具有高风险、高投入特点，能否发现规模性油气藏将决定着油气勘探的成败。目前，墨西哥在Perdido带已发现油藏均为构造油藏，油藏规模大小不一，目前仅有两个商业性发现(T1和N1油藏)，由于油藏富集控制因素尚不明确，制约了该区商业油藏发现。本文以上Wilcox组商业性和非商业油藏为研究对象，通过有效供烃范围、输导方式、圈闭形成与生排烃期匹配关系及保存条件对比分析，探讨Perdido带上Wilcox组油藏富集控制因素及成藏模式，对该区深水油气勘探具有一定的借鉴与指导意义。

1 区域地质概况

Burgos盆地处于墨西哥湾西岸(图 1a)，整体呈北西-南东向展布，是在中生代南、北美板块拉张背景下形成的被动陆缘含盐盆地，自中生代以来经历了以下3个阶段构造演化与沉积充填过程。

(1) 裂谷期：早侏罗世以来，南美大陆、北美大陆以及非洲大陆分离，环墨西哥湾盆地内发育典型垒堑构造格局。在中侏罗世卡洛夫阶(裂谷期)形成了相对闭塞环境，发育了一套覆盖全盆的厚层盐岩。

(2) 漂移期：晚侏罗世-早白垩世，墨西哥湾进入大洋扩张期，该时期以广泛的海相沉积为主，晚侏罗世Tithonian阶发育区域性优质烃源岩。

(3) 漂移后期：晚白垩世至今，太平洋板块向北美板块俯冲，发生腊拉米运动，东马德雷造山带形成，大量碎屑物质被搬运至盆地内部，形成三角洲-海底扇沉积。该时期陆源碎屑供给充分，在近岸发育巨厚的三角洲沉积，受重力影响，中侏罗统的盐岩开始发生塑性形变，形成一系列盐相关构造。Perdido带位于Burgos盆地深水区，构造呈北东-南西走向，为重力滑脱和盐拱共同控制的挤压隆起带。勘探证实，Perdido带主力烃源岩为上侏罗统Tithonian段海相烃源层，发育了3套储盖组合(图 1)：①下古新统储盖组合，以下古新统下Wilcox组浊积砂岩为储层，区域发育厚层古新统泥岩区域盖层，该组合埋藏较深，储层物性差，发现油气较少。②上古新统-下始新统储盖组合，以上Wilcox组浊积砂岩为储层，层间泥岩及始新统区域性海相泥岩为盖层，埋藏适中，构造形态好，为Perdido带主力勘探层系。③渐新统储盖组合，以该时期发育的Frio组浊积砂岩为储层，上渐新统海相泥岩为盖层，发现油气较少，是该区次要勘探层系。

2 上Wilcox组油藏基本特征

上Wilcox组4个油藏分属于3个构造，分别为M构造、N构造和T构造，其中，M1油藏和M2油藏为M构造的两个高点(北高点M1油藏和南高点M2油藏)，T1油藏位于M构造西侧(图 1)，N1油藏位于M构造的东南部(图 2a)。从钻探结果来看，T1、N1油藏具有商业性，而M1、M2油藏为非商业性油藏。4个油藏的基本特征分述如下。

2.1 M1与M2油藏基本特征

M构造为NE-SW走向的盐核背斜构造，该构造形成主要受到4条NE-SW走向断裂控制(F$_1$-F$_4$)，构造面积220 km$^2$，构造顶部见与主断层方向平行的断层F$_5$和一些斜交的张性正断层(图 2a)。受区域NE-SW走向挤压应力及盐拱作用影响，M构造于渐新世末形成，随后经历了持续构造抬升活动，于中新世定型。

(1) M1油藏位于M构造的北高点，为受断裂F$_5$控制的断背斜圈闭，圈闭面积为52 km$^2$，F$_5$断裂与东部F$_4$断裂形成“Y”字型断裂组合(图 2b)，顶部发育一系列近N-S走向断裂，断裂断至浅层。M1-1井位于M1油藏高部位，钻井揭示上Wilcox组4套砂组，层间泥岩为盖层，为层状油藏，其中，下部的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ砂组为油层，顶部Ⅰ砂组为水层。M1构造可采储量为12.7×10$^6$ t，轻质油，原油密度为0.83$\sim$0.84 g/cm$^3$。

(2) M2油藏位于M构造南高点，为受F$_1$-F$_2$和F$_3$-F$_4$断裂控制的断背斜构造，顶部存在自圈，自圈面积为23 km$^2$。F$_1$和F$_4$断裂形成“对冲”型断裂组合(图 2c)。M2-1井位于圈闭高点，钻井揭示上Wilcox组4套砂组，层间泥岩为盖层，层状油藏，可采储量为17.7${\times}10^6$ t，原油密度为0.83 g/cm$^3$，为轻质油。

2.2 N1油藏基本特征

N1油藏位于M构造东南部，为一个受断裂F$_3$和F$_4$控制的断背斜圈闭，圈闭面积40 km$^2$，断裂F$_3$与F$_4$形成“Y”字型断裂组合(图 2c)。N1-1井揭示了N1油藏为一层状油藏，上Wilcox组发育4套砂组，可采储量为27.7${\times}10^6$ t，原油密度为0.82 g/cm$^3$，为轻质油。

2.3 T1油藏基本特征

T1油藏位于M构造西侧，为NNE-SSW走向长轴背斜圈闭，圈闭面积约32 km$^2$。T1构造发育一条NNE-SSW走向主断裂F$_6$，东侧另有一条相同走向的次要断裂F$_7$与主断裂F$_6$相搭接，形成“Y”字型的断裂组合，背斜顶部则发育一系列的张性断裂(图 3)。晚始新世受来自西部的挤压逆冲作用影响，T1构造开始形成，渐新世又经历了强烈的构造抬升活动，中新世圈闭定型。T1-1井揭示上Wilcox组两套储层(未钻穿上Wilcox组)，可采储量65.8${\times}10^6$ t，为层状油藏。储层上部Ⅰ砂组原油密度相对较大，为0.93 g/cm$^3$，储层下部Ⅱ砂组原油密度相对较小，为0.84 g/cm$^3$。

3 油藏富集控制因素分析

一般情况下，油藏富集主要受4个方面影响，分别为充足的烃源条件、有利的生储盖组合、有效的圈闭和必要的保存条件^[5-12]。前人研究表明，墨西哥湾上Wilcox组为深水区优质储层^[13-14]，在Perdido带差异较小，不是导致油藏富集差异的主要原因。本文对储盖组合方面不做具体分析。重点从有效供烃范围、输导体系、圈闭形成与生排烃期匹配关系以及保存条件等方面，通过对比分析商业性油藏(T1和N1)与非商业性油藏(M1和M2)之间差异，探讨Perdido带上Wilcox组油藏富集的控制因素。

3.1 烃源岩与生烃条件

墨西哥湾油气资源非常丰富，拥有优越的成藏条件。大量钻探与研究表明，侏罗统Tithonian段优质海相烃源岩为Perdido带的主力烃源岩，分布广泛^[15-17]，平均厚度150$\sim$200 m，TOC为1.6%$\sim$15.0%，平均6.5%，氢指数为397$\sim$818 mg/g，平均678 mg/g，有机质类型是源自藻类的无定形有机质，干酪根类型为Ⅰ-Ⅱ$_1$型，具有较低的活化能，在$R$$_{\rm o}$为0.85%时，有机质转化率可达90%。因此，在生油阶段末期烃源岩生烃量较少。钻井揭示Perdido带地温梯度平均为2.8 ℃/hm，生烃门限约2~000 m，4个油藏区Tithonian段烃源岩成熟度为0.5%$\sim$1.3%，生油为主。

由于在侏罗统Tithonian段烃源岩之上的古新统广泛发育区域性的厚层、非渗透性的区域泥岩盖层，使得侏罗系Tithonian段烃源岩生成的油难以穿过区域盖层向上运移，油仅能通过断裂运移至上Wilcox组聚集成藏。因此，虽然Tithonian段烃源岩分布广，但对于上Wilcox组圈闭来说，只有烃源岩上倾方向与断裂相连通才可为圈闭供烃。

通过对4个油藏沟源断裂与Tithonian段烃源岩的接触关系分析发现，T1油藏，“Y”字形断裂组合，主干断裂F$_6$位于Tithonian段顶面构造高部位，断裂两侧烃源岩上倾与断裂F$_6$接触，两侧烃源岩均可供烃，有效供烃面积180 km$^2$；N1油藏，“Y”字形断裂组合，发育两条沟源断裂F$_3$和F$_4$，沟源断裂位于Tithonian段顶面构造的东翼，单侧供烃，有效汇烃面积75 km$^2$；M1油藏，“Y”字形断裂组合，发育F$_1$、F$_4$和F$_5$沟源断裂，F$_5$位于Tithonian段顶面构造高部位，以东部单侧供烃为主，有效供烃面积210 km$^2$；M2油藏，“对冲”型断裂组合，沟源断裂为F$_1$和F$_3$，位于Tithonian顶面构造两翼低部位，双侧供烃，有效供汇烃面积50 km$^2$。通过4个油藏有效供烃区与储量关系可以看出，除M1油藏除外，T1、N1和M2油藏有效供烃区面积与油藏储量具有明显的正相关关系，有效供烃区规模对油富集控制作用明显(图 4)。但M1油藏有效供烃面积大而储量规模小的原因有两点：(1)由于圈闭形成于生排烃末期，导致了供烃能力不足；(2)晚期断层破坏也使得油散失(图 2b)。

3.2 输导体系与运移方式

断裂组合样式与烃源岩配置关系决定了油沿断裂运移方式的差异，进而导致4个油藏之间油富集存在一定差异。断裂作为运移通道，在断裂活动期输导能力最强^[18-22]。断裂带内部结构可划分为滑动破碎带和诱导裂缝带两种结构单元，油在断裂带内主要沿诱导裂缝带运移。大量研究表明：主动盘诱导裂缝发育程度大于被动盘，即正断层的下降盘和逆断层的上升盘诱导裂缝更发育，是油优势运移通道。

Perdido带已发现的油藏均与逆断层有关，通过断裂组合样式与烃源岩配置关系分析，研究区存在3种油运移方式(图 5)。

(1) 顺源式运移方式：断层的两侧烃源岩均可以供烃，断层上盘与下盘诱导裂缝均起到输导作用，例如T1油藏，“Y”字形断裂组合，主断裂位于Tithonian段烃源层顶面构造高部位，烃源岩地层向主断裂上倾，油可以沿着断层上盘与下盘共同运移，断裂活动强度大，油输导效率高，油藏规模大。

(2) 向源式运移方式：断层的上升盘(主动盘)一侧烃源岩供烃，断层上盘诱导裂缝起到输导作用，例如N1油藏，“Y”字形断裂组合，断裂位于Tithonian段烃源层顶面构造东翼，油沿着断裂上升盘诱导裂缝运移，断裂活动强度大，油输导效率高，油藏储量规模大。

(3) 背源式运移方式：断层的下降盘一侧烃源岩供烃，断层下降盘诱导裂缝起输导作用，例如M2油藏，发育“对冲”样式断裂组合，断裂位于Tithonian段烃源层顶面构造两翼的低部位，依靠断层下盘的诱导裂缝起输导作用，相对其上盘输导效率较低，油藏储量较小。通过上述分析可见，顺源式和向源式两种运移方式的油输导效率较高，有利于油藏富集；而背源式运移方式的油输导效率相对较低，发现油藏的规模也较小。

3.3 圈闭形成与生排烃期匹配

Perdido带自古新世以来，受近岸三角洲发育影响，主要受到3期挤压，分别为始新世、渐新世和中新世，挤压应力自西向东传递，西侧构造形成较早，东侧构造形成相对较晚。已发现的4个油藏，西侧的T1构造形成时间较早，始新世末圈闭已经形成，并在后期的渐新世和中新世持续变形，随后进入稳定状态；东侧的M1、M2和N1油藏，形成时间相对较晚，圈闭形成于渐新世末。对4个油藏进行生排烃史模拟研究发现：T1油藏圈闭形成与生排烃高峰均处于始新世，圈闭形成时间略早于生排烃高峰，匹配相对较好，储量规模大；N1油藏圈闭形成时间与烃源岩生排烃高峰均位于渐新世末，匹配相对较好，储量规模大；M1和M2油藏错峰明显，圈闭形成于生油末期，油藏规模较小(图 6)。

通过上述分析可见，圈闭形成与生排烃期匹配关系对油的富集具有一定的影响，匹配关系越好，油藏规模越大，如T1油藏和N1油藏；错峰明显的油藏，储量规模小，没有商业价值，如M1油藏和M2油藏。

3.4 保存条件分析

对4个油藏分析发现，M1、T1油藏在成藏后遭受了一定程度破坏，M2、N1油藏保存条件较好。

M1油藏，构造形成于渐新世末期，在中新世挤压应力作用下，盐岩持续上拱，构造持续变形，在构造顶部形成张性正断层，这些正断层沟通到上Wilcox组顶部砂岩，使得上Wilcox组顶部Ⅰ砂组油层遭受破坏(水层，见油显示)，与断层相沟通的浅层可见明显地震振幅异常反射，海底见油苗，指示了该构造油存在散失。同时，由于该构造错峰明显，导致供烃不足，没有形成规模性油藏。

T1油藏，钻遇两套油组，自上至下分别为Ⅰ砂组和Ⅱ砂组，两套油组的原油密度差别较大，上部Ⅰ砂组为0.93 g/cm$^3$，现今埋深1 800 m，距离渐新世不整合面800 m，早期原油遭受强烈生物降解，下部Ⅱ砂组降解程度小为0.84 g/cm$^3$。

综上所述，Perdido带上Wilcox组油藏富集主要受控于以下几个方面：(1)烃源条件具有重要作用，具体表现为断裂组合样式与烃源岩接触关系控制了有效供烃区，沟源断裂位于Tithonian段烃源岩顶面构造高部位，双侧供烃，供烃面积大，供烃充足，储量规模大；(2)断裂组合样式与烃源岩接触关系导致了油垂向运移的方式差异，顺源式和向源式运移方式油输导效率高，有利于油的富集；(3)圈闭形成与烃源岩生排烃期匹配越好，供烃越充足，油藏规模越大，而错峰明显的油藏，供烃偏差，储量规模小；(4)保存是油藏富集的必要条件，遭受严重破坏的油藏规模小(例如M1油藏)。

4 成藏模式

Perdido带上Wilcox组油藏具有“垂向运聚、近源成藏”的特点，通过上述分析，进一步建立了3种成藏模式(图 7)。

(1) “双侧供烃-顺源输导”成藏模式：“Y”字形断裂组合，主断裂位于Tithonian段烃源层构造高部位，断层两侧烃源岩供烃，断层上盘与下盘诱导裂缝均起输导作用(图 7a)。该类型油藏，供烃范围大，供烃相对充足，主干断裂活动性强，输导能力强，油藏储量规模大，例如T1油藏。

(2) “单侧供烃-向源输导”成藏模式：“Y”字形断裂组合，断裂位于Tithonian段烃源层顶面构造一侧，仅一侧烃源岩供烃，以断裂上升盘诱导裂缝输导为主(图 7b)。该类型油藏，供烃范围中等，断裂活动性强，主要依靠逆断层上盘输导，输导能力较强，油藏储量规模较大，例如N1油藏。

(3) “双侧供烃-背源输导”成藏模式：“对冲”断裂组合样式，断层位于烃源岩构造外侧低部位，双侧供烃(图 7c)，有效汇烃区较小，以断裂下盘诱导裂缝输导为主，输导能力相对较差，油藏储量规较小，如M2油藏。

5 结论

(1) Perdido带发育上侏罗统Tithonian段优质海相烃源岩，断裂组合样式与烃源岩接触关系控制有效供烃区，有效供烃区规模对油藏储量规模控制作用明显，沟源断裂位于Tithonian段烃源层顶面构造高部位，供烃面积大，供烃充足，储量规模大。

(2) 上Wilcox组油藏断裂组合样式与烃源岩接触关系形成3种垂向运移方式：顺源式、向源式和背源式，其中顺源式和向源式以断层主动盘诱导裂缝输导为主，油输导效率高，有利于油藏富集。

(3) 圈闭形成与生排烃期匹配关系对油藏富集有一定影响，匹配关系较好的油藏供烃越充足，油藏规模越大，而错峰明显的油藏，储量规模小。

(4) 建立Perdido带上Wilcox组3种成藏模式：“双侧供烃-顺源输导”、“单侧供烃-向源输导”和“双侧供烃-背源输导”成藏模式。其中，前两种模式有利于油藏富集，是Perdido带深水区寻找规模性油藏的有利模式。