0 引言
裂谷盆地是重要的含油气盆地类型之一，中西非裂谷系发育系列中新生代陆相裂谷盆地，具有多旋回裂谷盆地叠合特征[1]。中非裂谷系主要含油气盆地包括Muglad盆地、Melut盆地、Bongor盆地、Doseo-Doba盆地等，Termit盆地为西非裂谷系主要含油气盆地，已有规模油气储量发现。
非洲是中国油公司在海外自主勘探比较集中的地区，根据2021年全球油气勘探最新形势分析，非洲陆上仍然是值得关注的前沿领域[2⇓-4]。近些年，诸多学者在Termit盆地构造演化[1,5⇓⇓⇓ -9]、沉积储集层[10⇓⇓⇓⇓-15]、烃源岩[16⇓⇓⇓⇓-21]、油气成藏[22⇓⇓⇓⇓⇓⇓-29]等都有比较多的研究，认为Termit盆地为叠合裂谷盆地，发育两期裂谷[1]，建立了上白垩统海侵期西部陡坡带和东部缓坡带模式[11,13,24,29]，提出上白垩统Yogou组Y3段海陆过渡层序发育盆地主力烃源岩[16⇓⇓⇓⇓⇓⇓-23]。这些研究多数聚焦于Termit盆地构造演化、沉积储集层、地球化学特征等某一方面，研究区域多集中于Dibeilla等富油气构造带，针对Termit盆地富油气区之外的新区带（如Trakes斜坡带等）成藏特征和潜力尚不清楚，石油地质认识还不够完整。据此，本文在前人研究的基础上，根据新的二维、三维地震、新钻井、大量地球化学分析等资料和数据开展研究，对Termit盆地石油地质特征进行重新梳理，探讨研究其构造演化、沉积和成藏特征，提出Termit海陆相裂谷叠合盆地概念，明确其新区带成藏特征和勘探方向，以期为Termit盆地周缘新区带油气勘探和区块优选提供理论和技术依据。
1 研究区概况
Termit盆地是发育于前寒武系基底之上的中新生代叠合裂谷盆地[1]，其形成与冈瓦纳大陆解体、南大西洋裂开和印度洋的开启有关[7,31⇓⇓⇓⇓ -36]。早白垩世第Ⅰ期裂谷期发育北西—南东走向断裂，该期断裂主要集中在盆地西侧Dinga断阶带，控制盆地形态和主凹的分布，奠定了盆地的基本格局（见图1 ）。晚白垩世为显生宙全球海平面最高时期[37⇓⇓-40]，Termit盆地遭受来自新特提斯洋和南大西洋的海侵，在拗陷Ⅰ期沉积了厚约3 000 m的以泥岩为主的地层[9,14]。古近纪第Ⅱ期裂谷发育了北北西—南南东走向断裂，其发育范围更大，部分断裂继承了早白垩世北西—南东走向断裂，其余主要为古近纪新形成的断裂，盆地再次进入湖相沉积（见图2 ）。该期断裂对于后期油气勘探至关重要，控制着本区主力勘探层系Sokor 1组构造圈闭的形成。因此，Termit盆地在多期期裂谷和拗陷旋回层序的叠置下，经历了陆—海—陆的沉积旋回[13,29 -30]，成为中西非裂谷盆地群中特殊的海陆相裂谷叠合盆地。
2 构造特征
早白垩世，Termit 盆地受非洲—阿拉伯板块内部北东—南西向伸展作用发生第Ⅰ期裂谷作用，形成一系列北西—南东向断层控制的盆地雏形[1⇓-3,5⇓ -7]。古近纪受非洲—阿拉伯板块与欧亚板块俯冲、碰撞而形成的北东东—南西西伸展应力形成第Ⅱ期裂谷作用，发育北北西—南南东走向断裂，改造早白垩世盆地形态，新近纪—第四纪仍存在断裂活动，但规模有限。由于古近系Sokor 2组沉积时期断裂大量发育、断距大、切穿层位多，认为Sokor 2组沉积期为古近纪断裂活动最强期。从演化剖面可以看出，早白垩世盆地主要由正断层控制，盆地沉积范围有限。根据断裂活动强度，前人认为晚白垩世盆地进入拗陷热沉降阶段[11]，同时受海侵影响，地层稳定沉积，沉降中心主要位于南北两个凹陷内，盆地范围大幅扩张。
Trakes斜坡位于盆地东部边缘，现今埋藏较浅，上部有剥蚀，部分地区下白垩统不发育（见图3 ）。本文选取了Trakes斜坡新钻井进行沉降曲线研究（见图4 ）。T N-1D井钻遇了Donga组下部，T NE-1井钻遇基底，证实下白垩统不发育。从两口井沉降曲线上看，上白垩统综合沉降速率都较高，特别是Donga组沉积早期D1段（对应DS1层序，见图2 ），沉降速率最大，在Madama组沉积末期有剥蚀，在Sokor 1组沉积期沉降速率反而不高。其是否与中西非裂谷系Muglad等盆地类似[1]，在晚白垩世发育裂谷作用，值得探讨。本文研究认为，上白垩统沉积于海侵背景下，沉积速率高，快速发育巨厚的泥岩沉积（Donga组和Yogou组），这与中西非裂谷系其他主要盆地发育陆相沉积不同[29]。选取的2口井位于盆地东缘Trakes斜坡，其构造和沉积响应可能与主凹陷有差异，特别是其在Madama组、Sokor 1组后期剥蚀特征明显。综合分析认为，Termit盆地晚白垩世高沉降速率应该是受到了快速海侵和可容纳空间增加的影响，但不能排除该时期发育弱裂谷作用，需要进一步做研究工作。
3 多期裂谷与海陆相“两种源汇”沉积模式
Termit盆地沉积环境经历了陆相—海相—陆相的演变过程，下白垩统第Ⅰ裂谷期以河流—湖泊相沉积为主，上白垩统Donga组和Yogou组以海相砂泥岩沉积为主，形成Termit盆地独特的上白垩统海侵—海退沉积层序和盆地主力烃源岩，古近纪第Ⅱ裂谷期湖侵—湖退旋回发育了盆地主力储盖组合（见图2 ）。Termit盆地发育了独特的上白垩统海相和古近系陆相“两种源汇”沉积模式，控制了盆地的沉积充填和含油气系统，形成了Termit海陆相叠合型裂谷盆地。
3.1 晚白垩世海侵期“源汇”沉积特征
上白垩统Donga组和Yogou组对应于两个三级层序，为海侵—海退旋回沉积层序，总体呈退积叠置样式，Yogou组沉积晚期（YS3）为进积叠置样式（见图2 ）。沉积体系由三角洲（DS1层序），快速进入滨浅海—半深海沉积环境（DS2—YS2层序），此后海退进入海陆过渡沉积环境（YS3层序），期间发育了半深海相（局部）、滨浅海相、滨外陆棚相、滨外陆棚过渡相等沉积亚相[20]。该期沉积范围较早白垩世沉积范围迅速扩大，东尼日尔盆地群连成一片[31,40]，泥岩跨盆地广覆式发育，为烃源岩广泛发育提供物质基础。之后进入Madama组（MS1层序）沉积期，海水已完全退出Termit盆地，以河流相粗粒砂岩沉积为主。总之，上白垩统的“源汇”体系基本受这次海侵事件的控制，包括其快速海侵形成广阔的沉积范围、巨大的沉积厚度和海退后发育的河流相。其以相对远源供给和细粒沉积为主，在Termit盆地及周边地区形成了“独特”的海侵层序。
3.2 古近纪湖侵期“源汇”沉积特征
古近系Sokor 1组和Sokor 2组发育于第Ⅱ裂谷期，Termit盆地沉积环境开始由Madama组河流相演变为湖相，对应的SS1层序至SS2层序发育于湖侵期，总体呈退积叠置样式。沉积体系由三角洲平原—三角洲前缘向浅湖—半深湖沉积转变[9,12]。从SS2层序高位体系域至SS3层序，总体呈进积叠置样式，沉积体系由浅湖—半深湖向三角洲—滨浅湖沉积转变。四级层序ES1至ES3，总体呈退积叠置样式，砂体含量逐渐减少[14]。ES3至ES5，总体呈进积叠置样式，砂岩含量逐渐增加，呈现多旋回沉积特征。相对于早白垩世海侵期层序发育范围，古近纪湖侵期层序沉积范围相对要小得多，该时期东尼日尔各盆地之间被隆起分隔，总体以典型裂谷期湖相三角洲沉积体系为主，具有多点和近物源供给特点，沉积物粒度相对较粗。古近纪 发育的储集层叠置于上白垩统海侵期泥岩层序之上，形成“下大上小”的叠合模式，有利于后期油气充注。
基于现有地震资料，“两种源汇”的沉积特征在Trakes斜坡表现为古近系向外楔状延伸（有剥蚀现象），地层向东部减薄趋势明显，上白垩统Donga组和Yogou组向东近等厚延伸，说明在现有地震资料范围之外地层仍有较远延伸（见图1 ）。
4 油气成藏特征
4.1 海陆相混源型烃源岩
早白垩世，Termit盆地受大西洋分段张开的影响，在北东—南西伸展应力作用下发育了第Ⅰ期裂谷，形成了一系列半地堑，与中非裂谷系各盆地不同的是此次伸展作用较弱，盆地初期规模小，水体浅，粗粒沉积为主，推测未发育有效烃源岩[21]。
在晚白垩世Donga组和Yogou组沉积期，非洲板块内部存在1条横撒哈拉海道（Trans-Saharan Seaway），特提斯洋和南大西洋连通，Termit盆地及周边遭受大范围海侵，东尼日尔地区在晚白垩世赛诺曼期—圣通期发现海相菊石，在Yogou组—Donga组沉积期发现多种类型海相化石，指示近岸海陆过渡相—海相沉积[11]。微量元素和噻吩硫、β-胡萝卜烷与伽马蜡烷等特征生物标志物揭示晚白垩世温暖潮湿古气候、水体相对还原的咸水环境，高的古生产力形成厚度大于500 m、广覆式分布的海陆混源型烃源岩[25⇓-27]。Yogou组和Donga组泥岩抽提物中检测出来自典型淡水藻类的4-甲基甾烷和来自海相藻类的甲藻甾烷共存，进一步佐证了陆源水生生物和海相水生生物共生[19-20]。本文针对Termit盆地上白垩统Yogou组烃源岩发育层段[17]，优选14件不同类型烃源岩岩屑样品开展镜质体反射率测定和可溶有机质饱和烃气相色谱分析，对有机质中高等植物的贡献进行初步的定量判识表明（见图5 ）：其Ro值为0.6~0.8，其中Y3段滨岸泥岩有机质中高等植物的贡献高，而且变化较大，含量为40%~90%，滨外陆棚和滨外陆棚过渡带烃源岩，有机质中高等植物的构成比例相对较低，含量为10%~50%。可见Yogou组烃源岩为海陆相混源型烃源岩。
4.2 沉积储集层特征
Termit盆地古近系Sokor 1组以不等粒石英砂岩、细粒石英砂岩为主，其次为粉砂及中粒石英砂岩。该砂岩成分成熟度高，碎屑组分主要为石英、长石、岩屑，其中石英（含单晶和多晶石英[41]）占主导，平均含量普遍大于90%。岩屑主要为石英岩岩屑，这也是该砂岩成分成熟度高的原因（见图6 a）。Sokor 1组砂岩储集层发育原生孔隙和次生孔隙。原生孔隙主要是碎屑沉积颗粒在成岩作用过程中经压实作用和胶结作用而残余的原生粒间孔隙。次生孔隙则是长石和岩屑等经淋滤作用、溶解作用、交代作用等形成，包括各种溶蚀孔（见图7 a、图7 b），不同井的样品平均面孔率为14%~18%，水下分支河道砂体储集层面孔率最大可达35%。Sokor 1组E5和E4砂组沉积期（对应层序ES1和ES2）裂谷作用较弱，可容纳空间增加较小，物源供给充足，主要为辫状河三角洲沉积，特别是E5砂组全盆地大面积稳定分布;E3和E2（对应层序ES3和ES4）砂组沉积期裂谷作用增强，可容纳空间增加速率较大，物源供给减弱，砂体主要发育于三角洲前缘沉积亚相。沉积微相是影响储集层质量的主要因素，成岩作用次之，砂岩中黏土杂基含量是影响储集层非均质性的主要因素[10]。Trakes斜坡Sokor 1组储集层现今整体埋深小于1 200 m，压实和胶结作用弱，其孔隙度为25%~30%，以中孔—中高孔为主。
Termit盆地上白垩统储集层岩石类型主要为石英砂岩，以细粒结构和少量的不等粒结构为主，分选中等—差，磨圆度一般为次棱角—次圆状，磨圆差。碎屑组分主要为石英、长石、岩屑，其中岩屑以石英岩为主，从而导致该砂岩成分成熟度高，即石英含量平均为86%（普遍大于90%），黏土矿物含量为7%，钾长石、方解石与菱铁矿含量约各占2%，斜长石含量为1%。从成分角度分析，较高的石英含量可以较好地弱化压实作用对原生孔隙的缩减，不同井的样品平均面孔率为10%~15%（见图6 b、图7 c、图7 d），包括原生孔隙和次生孔隙，但这种高成分成熟度并不能代表其搬运距离的远近。重矿物类型为磁铁矿、赤铁矿、锆石、磷灰石，推测物源区的母岩类型主要为变质花岗岩[15]。晚白垩世Termit盆地因遭受海侵形成了以巨厚泥岩沉积为主的Donga组和Yogou组，边缘发育三角洲前缘亚相，之后沉积了巨厚河道砂岩为主的Madama组。研究认为影响上白垩统储集层物性的主要因素是岩石类型及成岩作用，由于储集层的岩石类型为石英砂岩，压实作用对储集层的破坏作用较一般岩石类型偏小。
上白垩统与古近系储集层均为石英砂岩，物源方向具有继承性，发育残留原生孔、少量次生孔，白垩系成岩作用相对强，储集层物性较古近系下降。碎屑组分均以石英（含多晶石英）为主，含量均在90%左右，其次为黏土矿物，长石、岩屑含量较低，白垩系储集层方解石含量略高于古近系储集层，主要差异在于白垩系储集层相对古近系储集层缺少盐类矿物与黄铁矿。通过对阴极发光进行样品统计，白垩系样品中石英颗粒均为暗紫色，表明石英颗粒来自岩浆岩母岩，古近系样品中石英阴极发光颜色以棕褐色为主，见少量暗紫色石英，表明古近系母岩主要为变质岩。总体上两套储集层的碎屑组分基本一致。
4.3 沉积盖层特征
古近系Sokor 2组中下部沉积于第Ⅱ裂谷旋回的裂谷深陷期，处于最大湖泛期，沉积了半深湖—深湖相泥岩，全盆地大面积分布且厚度较大，最厚达210 m。仅在Termit盆地西台地、东部斜坡和Soudana隆起等盆缘区有剥蚀现象（厚度小于20 m）。从东部Trakes斜坡T N-1D井盖层测井评价看出，Sokor 2组泥岩盖层封闭能力强，存在异常压力/欠压实带（见图8 ）。以Tya-1油气藏为例，Sokor 2组下部连续泥岩段埋深仅为1 000 m左右，但可有效封闭其下的天然气层，证实该套区域盖层具有良好的封闭性[30]。
除Sokor 2组区域盖层外，Termit盆地上白垩统Yogou组和Donga组也发育厚层泥岩，测井评价认为具备良好的封盖条件（见图8 ）。T N-1D井Yogou组泥岩测井计算其突破压力为1~10 MPa，评价为Ⅱ类盖层，且该段泥岩存在欠压实现象，综合评价为区域性油气盖层;Donga组泥岩突破压力大于10 MPa，评价为Ⅰ类区域盖层。通过测井评价认为Termit盆地共发育3套有效盖层，其中Sokor 2组为主力储集层Sokor 1组的区域盖层，Yogou组和Donga组盖层多为其内部自生自储的层间盖层。
4.4 Trakes斜坡成藏特征与双源供烃、双向运聚模式
4.4.1 Termit盆地晚期生烃特征
Termit盆地早期火山活动不发育，晚白垩世—古近纪火山活动发育，火成岩年龄通常小于85 Ma[36]，部分年龄在62 Ma左右[42]。白垩纪古地温梯度较低（平均27.6 ℃/km），古近纪古地温梯度增高（平均35.7 ℃/km）[43]。本文选取M-1井和T-1井进行生烃模拟研究，两口井分别位于盆地西南缘Yogou斜坡和东南缘Trakes斜坡。生烃史模拟结果表明，Yogou组主力烃源岩主要生烃期为距今20~50 Ma的古近纪（见图9 ），主力烃源岩至古近纪末期才开始大规模生排烃，其生排烃高峰期与古近纪圈闭形成期完美耦合，且至今仍处于生排烃高峰期，促成了古近纪油气的大规模聚集，奠定了Termit盆地古近纪为主力成藏组合的基础，该认识大大提升了Trakes斜坡勘探潜力，认为其具有生烃基础。
4.4.2 Trakes斜坡油源对比
前人研究认为，Termit盆地Y3段暗色泥岩为Termit盆地主力烃源岩[17,21,26]。这些研究成果并不包括Trakes斜坡地区，本文基于新钻井和取样资料，开展了32件原油、26件泥岩样品的饱和烃色谱—质谱分析，选择代表性生物标志物参数探讨Trakes斜坡油源问题。油源对比研究表明：斜坡带上白垩统Yogou组—Donga组烃源岩受海侵影响较弱，水体分层不明显，伽马蜡烷指数普遍小于0.2，且以淡水湖湘藻类有机质输入为主，明显的C29规则甾烷组成优势（见图10 a）。但成熟度分析表明，Trakes斜坡带Yogou组烃源岩以未熟为主，少量低成熟，生烃贡献小，而Donga组烃源岩进入成熟生烃阶段，是新发现烃源岩，可为斜坡带油气提供本地油气来源（见图10 b）。
4.4.3 Trakes斜坡成藏模式与勘探发现
该模式进一步丰富和完善了Termit盆地的油气成藏模式。据此研究部署风险探井并新发现1个新的油田群，将盆地东部含油气范围向东扩展近30 km，扩大油气有效勘探面积近2 500 km2（见图1 紫色五角星、图1 1b）。
5 有利勘探方向
①新区带方面。根据该区上白垩统广覆式烃源岩跨盆地发育认识，推测盆地东部缓坡带的外围东南区域仍然具备石油地质条件。特别是Trakes斜坡南部走滑构造带的东南延伸区（在现有区块之外），古近系成藏组合埋藏深度在1 200 m左右，仍然具备勘探潜力。
②新层系方面。研究认为Termit盆地外围Donga组发育新的烃源岩层，且更加靠近物源区，推测储集层更加发育，可形成自生自储油藏。该含油气系统近期已经被部分风险探井证实，具备勘探潜力。另外，Donga组泥岩在凹陷部位厚度更大，推测成熟度更高，可能已进入生气窗，深层天然气也是潜在勘探领域。
③新类型方面。Termit盆地因为构造破碎等原因，多年来岩性圈闭勘探一直没有突破。但是并不排除Y2段、D2段和D3段泥包砂的层序内（砂地比较低的层段）发育自生自储岩性圈闭的可能，未来可以作为勘探的一个方向。
6 结论
前人研究认为西非裂谷系Termit盆地发育早白垩世和古近纪两期裂谷。Trakes斜坡新钻井沉降曲线分析显示晚白垩世沉降速率较高，研究认为其受到晚白垩世海侵影响，但不排除晚白垩世盆地发育弱裂谷作用的可能。
Termit盆地发育海陆相“两种源汇”沉积模式，晚白垩世海侵旋回泥岩跨盆地沉积，烃源岩广覆式发育，古近纪湖侵期形成了Sokor 1组和Sokor 2组主力储盖组合，形成了独特的Termit海陆相裂谷叠合盆地，“早低—晚高”的地温梯度控制盆地晚期成藏。
Trakes斜坡新发现Donga组成熟烃源岩，可为本地垂向供烃，盆地Y3段主力烃源岩生成的油气可通过Madama组侧向供烃，在该地区形成“双源供烃”模式。“早期拉张—晚期张扭”构造活动形成了系列圈闭，与晚期成藏匹配，控制了该地区富油气区的发育。Trakes斜坡油气成藏特征的明确和新的油气发现，在盆地富油气区带之外更广地扩展了勘探领域。基于上述认识，预测在现有区带东南部的“新区带、新层系和新类型”中具有广阔勘探前景，特别是Trakes斜坡走滑断裂带南延区Sokor 1组成藏组合和Donga组成藏组合，是值得关注的新领域。