桑托斯盆地
近年来发现海上油气田最多、最大的盆地之一
桑托斯盆地是巴西最大的海上盆地,位于巴西东南部海域,是南美洲油气第二富集的被动陆缘盆地。据IHS数据,截至2018年9月底,盆地共发现油气田86个,已发现石油可采储量53亿吨、天然气可采储量2万亿立方米,累计石油产量1.7亿吨、天然气产量6.7亿立方米。
盆地内主要项目
1. 巴西里贝拉项目(Libra项目)
项目位于巴西里约热内卢东南部海域桑托斯盆地深水区。里贝拉油田超过1500平方公里,石油预期储量相当于巴西全国已探明原油总储量的80%,为全球石油开采规模最大的海上油田。
2. 巴西佩罗巴项目(Peroba项目)
佩罗巴项目是中国石油继里贝拉项目后,于2017年10月成功中标的又一重要超深海勘探区块。今年10月24日,中油国际(巴西)公司佩罗巴项目首口探井Peroba-1井顺利开钻,标志着佩罗巴项目油气勘探工作全面拉开序幕。
漂移期
1.12亿年至今
晚白垩世, 随着大西洋洋中脊的形成和洋壳的扩张,桑托斯盆地进入漂移阶段,演变为被动大陆边缘盆地。在地幔热冷却作用下,稳定坳陷沉降,沉积充填了一套巨厚海相地层。漂移早期,发育浅海碳酸盐岩台地, 形成了一套海相灰岩;森诺曼—土伦期,由于海平面上升,盆地内沉积了一套海相泥页岩;漂移晚期,巨厚海相泥岩发育,局部夹有多套浊积砂岩沉积。
地质概述
清晨,在亚马孙热带雨林里,群居的橙翅亚马孙鹦鹉在高大树木的树冠之间飞来飞去,寻找成熟的果实。在巴西,这个南美洲最大的国家,不仅有植被茂盛的亚马孙雨林,而且有活力四射的足球和桑巴舞。
巴西海上油气资源丰富。桑托斯盆地是巴西最大的海上盆地,位于巴西东南部海域,沿岸有里约热内卢和桑托斯港。北邻坎波斯盆地,南接佩洛塔斯盆地,面积约32.7万平方公里,水深从浅水到3200米,是典型的被动大陆边缘盆地,石油地质条件十分优越,油气田发现众多。近年来,盆地在深水区盐下湖相碳酸盐岩领域连续发现了卢拉油田、朱皮特油气田和里贝拉油田等多个大型油气田。
桑托斯盆地最底部坚硬地层是5亿年前的岩浆岩基底,上覆沉积岩包括碳酸盐岩、盐岩和碎屑岩。
桑托斯盆地的形成演化与中生代以来冈瓦纳大陆的解体及大西洋的扩张有关,经历了基底期、裂谷期、过渡期和漂移期4个阶段。在1.31亿年前的白垩纪早期,南美板块和非洲板块之间地壳软流圈物质上涌,导致热地幔上升。这时构造活动强烈,地面被大型断层撕裂,形成了广阔的湖泊。湖泊中沉积了巨厚泥岩层,含有能够转化成油气的微生物有机物。在白垩纪中期,整个桑托斯盆地雏形已经形成,由于南美板块与非洲板块不断远离,南大西洋海水开始从阿根廷一侧进入桑托斯盆地内。湖盆内含盐浓度不断升高,广泛沉积了巨厚的蒸发岩。该套蒸发岩层主要由盐岩、硬石膏和白云岩组成,平均厚度超过2000米,是非常好的油气盖层。
在白垩纪晚期,南美板块与非洲板块已经完全分离,桑托斯盆地已经被海水完全淹没,盆地进入漂移期。随着大量海洋生物和大陆河流带来的碎屑沉积,盆地内沉积了富含有机质的钙质泥岩和黑色页岩,以及在古陆架斜坡区沉积了浊积砂岩。古新世之后,随着沉积厚度不断增大,负载越来越重,早期沉积的蒸发岩层发生了塑性流动,有的呈柱状,有的呈棒槌状,还有的像一堵墙。这些蒸发岩是非常致密的,能够很好地将油气遮挡住并聚集起来。
据中国石油勘探开发研究院资源评价结果,未来桑托斯盆地可供勘探石油可采储量105亿吨,天然气可采资源量4万亿立方米。 (杨振宇)
专家解读
本期嘉宾:边海光
勘探院全球油气资源与勘探规划研究所工程师
问:
桑托斯盆地为什么能形成世界级巨型油气田?
答:油气是生物物质(主要包括浮游植物、细菌和高等植物)死亡后的遗体等有机质,通过沉积作用进入沉积物中并被埋藏下来,在适当的温度、时间、细菌、催化剂等物理、化学及生物化学条件下形成的。当生油岩达到一定温度时,有机质才开始生成油气,这个温度称为门限温度,通常在50摄氏度至130摄氏度之间。换言之,油气的生成只出现于有限的温度和深度范围,温度过低或过高都不利于油气形成。
桑托斯盆地很多湖相页岩的埋藏深度已经超过6000米,如果按照地温梯度不小于40摄氏度/公里推算,其生油岩已经远超门限温度了。但是,由于上覆约2000米厚的蒸发岩层热导率功效非常高,极大地加快了地热在垂直方向的逸散速度,有效降低了地温梯度。其生油岩层温度处在门限温度范围之内,并且富含大量生物有机质,从白垩纪末期开始生成油气,直至目前处于生油高峰期,是非常优质的生油岩。生成的大量油气向上运移,进入到上部具有高孔隙度的叠层石灰岩,并聚集起来。白垩纪中期发育的厚层盐岩分布广泛,具有非常好的非渗透性,能够遮挡油气散失。也就是说,这个盆地具备了大量油气生成、良好的储集空间和阻止油气散失等大油气田需要具备的所有条件,必然能够形成世界级巨型油气田。(本版顾问:边海光 技术支持:中国石油勘探开发研究院全球油气资源与勘探规划研究所)
人文漫步
做一个世界的水手
在陌生的城市旅行,是一件美好的事情。这份美好,来自对未知的好奇和探寻。
巴西里约热内卢是此行的最后一站。从秘鲁的豪尔赫查韦斯国际机场出发,飞机降落在里约加利昂国际机场时,天色微明。海水在月光下波涛翻滚,高大的棕榈树在海风吹拂下,黑色的剪影,轻柔缥缈。那一刻,我想起美国诗人沃尔特·惠特曼的诗句:“做一个世界的水手,奔赴所有的港口”。正是这句话,激励着每一次旅途中疲惫的我,振作起来,给予我再次出发的力量。
早上起来,推窗远眺,科帕卡巴纳海滩上,已经有人在赶海。下楼,穿过马路,走上海滩,细软绵厚的沙子,踩上一脚,迅速淹没脚面。此刻,海滩上人不多,不远处聚集了一群人。走过去,一座半腰高的水泥台上,是刚刚捕获的海鱼,没有一种我能叫出名字。这些大西洋里的“来客”面目狰狞,打鱼人却兴奋地向周边的人展示着这些战利品。
科帕卡巴纳海滩被认为是世界上最著名的海滩,湛蓝的海水卷起层层波涛,浪花雪白,金色细小的沙子洁净松软,海风习习,如热吻扑面。在这里散步、踢球、沐浴阳光、海上沖浪、闲聊、调情、小睡、思考……海滩之美,对里约人来说,不仅是生活的全部,也有着特别的记忆。当年达尔文搭乘小猎犬号沿着南美洲海岸航行时,曾经在里约停留,在沙滩上漫步。达尔文在1832年6月1日的日记中写道:我不知道该用什么修饰词来形容这样的景致,“美丽”显得太单调乏味。每个形态、每种颜色都是如此夸张,远远超出我过去见过的一切。
关于海滩的故事,里约有很多,最著名的当数伊帕内玛姑娘。1963年8月,在距离科帕卡巴纳海滩不远处的伊帕内玛海滩,一个漫长闷热的午后,诗人费尼希斯·迪·摩赖斯和作曲家汤姆·乔宾在海滩的酒吧里,正在喝着威士忌闲聊,一个年轻的姑娘从两人身前经过,高挑、黝黑、年轻、可爱,一路向大海而去。美丽的背影激发了诗人和作曲家的创作激情,这曲《伊帕内玛姑娘》,融合了巴西桑巴舞曲和美国爵士乐风格,成为“新派爵士音乐”的开山之作。很多年后,村上春树说:“每次听到《伊帕内玛姑娘》,就会想起高中的走廊。伊帕内玛姑娘如今依然继续走在灼热的沙滩上,直到最后一张唱片磨平为止,她会永远不停地继续走着。”
海滨人行道上,白色与黑色的石头拼镶成各种波浪形图案。从沙滩走上来,我干脆脱掉鞋子,赤脚走在这独特的石子路上,在高大挺拔的棕榈树下,好像看到伊帕内玛姑娘在远处伴着海风正婆娑起舞。
里约充满活力,而且性感,更像是一个五彩缤纷的魔方。里约的景观被联合国列为世界遗产。里约人最爱说一句话:上帝用六天时间创造了世界,而把他的第七天献给了里约,由此可见一斑。
在里约西部,科尔科瓦多山脚下,小火车向上缓行。海拔709米的高山,因为气候的原因,云雾缭绕在山腰,周边植被茂盛,菠萝蜜树叶子不时被缓慢行驶的小火车带动,摇摆起来,像极了桑巴舞。20多分钟后抵达山顶车站,山顶上巨大的基督像,需要仰视而观。云雾中,基督像身着长袍,双臂平举,低头俯视,目光深情。这座塑像建于1931年,为庆祝巴西独立100周年而建,由法国雕塑家保罗·兰多斯等人创作。塑像总高38米,左右两手指顶端之间距离为23米,重达1145吨。这座塑像也成为世界新七大奇迹之一。
游客们在基督像下,摆弄着各种姿势,与巨大的塑像合影,祈求美好与祝福。远望瓜纳巴拉湾,巨大的油轮正缓缓经过,为巴西经济注入强劲的动力。2014年7月,巴西世界杯足球赛决赛在里约举行,2016年第31届夏季奥运会在里约主办,支撑起这些重大赛事的正是巴西经济的复苏和里约独特的魅力。而在里约外海发现的庞大石油储量,成为经济繁荣和复苏的最重要部分,使巴西成为能源生产者,石油出口国。(记者 孟庆璐)
沧海变迁
桑托斯盆地基底形成于约5亿年前的前寒武纪,主要是大地内喷发出的岩浆岩。这些岩浆岩暴露在地表,经过了几亿年的风吹日晒,表层岩石有的被风化掉了,有的成为了变质岩。在三叠纪时期,潘基亚大陆开始裂解。现今的桑托斯盆地位置处,发生了剧烈的构造活动,一条条巨大的断裂伴随着地震被拉开。经过雨水和河流的汇聚,桑托斯盆地雏形形成了。
在白垩纪早期,南大西洋开始拉开,形成了东巴西裂谷系。桑托斯盆地处在该裂谷系中间部位,具有典型的裂谷发育特征,表现为盆地底部半地垒和半地堑结构。这个时期盆地内发育广泛的湖泊相和河流相,以及板块拉开引起的岩浆岩。
中白垩世阿普特期,桑托斯盆地进入稳定构造环境的过渡阶段,在热沉降作用下,表现出碟状的坳陷结构。