秘鲁马拉尼翁盆地维维安组(Vivian Formation)的盆地尺度层序地层学研究

《Journal of South American Earth Sciences》:Basin-scale Sequence Stratigraphy of the Vivian Formation (Mara?ón Basin, Peru)

【字体: 时间:2026年02月14日 来源:Journal of South American Earth Sciences 1.5

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  该研究通过电岩性(GR)分析提出秘鲁马拉诺盆地上白垩统Vivian组的三级层序地层框架,揭示其沉积充填演化规律及波改造对储层孔隙率的控制作用。Vivian组可划分为砂质丰富的下部(B段)-过渡带-砂质上部(A段),与下伏Chonta碳酸盐岩及上覆Cachiyacu页岩形成向上变细的沉积序列,记录完整低水位(LST)、水位上升期(TST)和高水位(HST)沉积旋回。研究发现边缘区为低弯曲度河流沉积,而盆地中心及远端存在完整的沉积旋回。孔隙率随埋深递减但存在反常高值(8-10%),经证实与上Vivian组顶部波改造砂体有关,该砂体实为Cachiyacu海侵期次生储层。

  
Oscar López-Gamundí | Cecilia López-Gamundí
P1Consultants LLC, 1121 Banks Street, Houston, Texas 77006, USA

摘要

上白垩统(坎帕阶-马斯特里赫特阶)的Vivian组砂岩构成了秘鲁北部Mara?ón盆地的主要烃类储层。广泛的钻探工作使得基于伽马射线(GR)的电相分析成为可能,从而揭示了这些砂岩的地层和沉积演化过程。Vivian组不整合地覆盖在Chonta组的海洋碳酸盐岩之上,并被Cachiyacu组的海洋页岩所覆盖。这两组岩层共同构成了Vivian-Cachiyacu序列,代表了向浅海方向逐渐变浅的地层序列。在Vivian组内部,可以进一步划分为三个基于GR特征的地层单元:(i) 下部富含砂岩的层段(Vivian B),具有块状和钟形结构;(ii) 中间层段,泥质含量较高且不规则;(iii) 上部富含砂岩的层段(Vivian A),具有块状至锯齿状的漏斗形结构。这种三分法在盆地中部和远端地区得到了验证,而边缘地区则表现为以砂岩为主的简单沉积序列,可能属于低曲率的河流沉积。Vivian组的上部与Cachiyacu组页岩之间的过渡较为突然或逐渐过渡,有时中间还夹有薄层的锯齿状沉积物。分析表明,Vivian组记录了低水位(LST)、海侵期(TST)和高水位(HST)的地层特征。顶部的一层薄砂岩传统上被认为是Vivian组的一部分,但重新解读后认为它是Cachiyacu组主要海侵期的基底。从成分上看,Vivian组砂岩富含石英(>80%),属于克拉通起源。由于上覆岩层的压力作用,孔隙度随深度增加而减小;然而,在Vivian组上部的薄层砂岩(如Situche 1X)或孤立砂体(如Tanguitza 1X)中,孔隙度异常高(比平均水平高出8-10%),这可能与波浪作用有关。

引言

Mara?ón盆地(图1)是一个位于安第斯山脉前缘的盆地,属于Mara?ón-Oriente-Putumayo(MOP)盆地带的一部分,该盆地带延伸至哥伦比亚南部、厄瓜多尔和秘鲁(Marksteiner和Alemán,1997;Higley,2001;Macellari和Hermoza,2009)。该盆地以其丰富的石油储量而闻名,其中白垩纪地层(包括Cushabatay组、Agua Caliente Chonta组和Vivian组)主要由河流-三角洲沉积物和受潮汐影响的浅海砂岩构成,这些地层储存了大部分石油(White等人,1995)。
上白垩统Vivian组(Kummel,1948)的砂岩富含石英,相当于Oriente盆地Napo组的M1层段,是该盆地的主要储层(Del Solar,1982;Lozada和Endara,1982;Augusto等人,1990;Dashwood和Abbotts,1990;Lay,1991;Alvarez Calderón,1997;Lay和Becerra,1997;Torres等人,2002;Rodríguez,2008;Macellari和Hermoza,2009;Zamora和Gil,2018)。新近纪时期,Mara?ón盆地演变为前陆盆地结构,其西侧边缘分布着褶皱-逆冲带及相关的楔形盆地,如Santiago盆地和Huallaga盆地(Megard,1984;Alemán和Marksteiner,1993;Gil等人,1996;Hermoza等人,2005;Rodazz等人,2010;Calderon等人,2017;Pfiffner和Gonzalez,2013;Eude等人,2015;Witte等人,2018;Baby等人,2019,2025;Spacapan等人,2023)。该盆地具有明显的不对称性,推覆带一侧为前积盆地,东侧为前凸-后凸结构(图1)。尽管受到安第斯前缘褶皱-逆冲结构的破坏,Santiago盆地和Huallaga盆地仍与东侧未变形的Mara?ón盆地共享中生代-新生代的地层特征(Kummel,1948;Rodríguez和Chalco,1975;Seminario和Guizado,1976;Sánchez等人,1997)。Santiago盆地和Huallaga盆地内的所有潜在储层(包括Vivian组)的岩石物理性质都发生了显著变化(Lopez-Gamundi和Lopez-Gamundi,2018)。特别是盆地的中部和东北部地区,已经进行了大量的钻探工作。
尽管有许多关于Vivian组的单独研究,但整个盆地的综合地层框架尚缺。我们的方法整合了测井数据、岩心描述和岩石学分析,构建了一个能够反映沉积相横向和纵向变化的盆地尺度框架。通过跨多个剖面的电相模式对比,我们旨在:i) 提高对盆地范围内储层分布和质量的了解;ii) 发展详细的地层序列框架;iii) 评估波浪作用对从富含砂岩的Vivian组向富含泥质Cachiyacu组过渡过程中孔隙度的影响。

数据与方法

本研究基于Mara?ón盆地密集钻探的数据集,包括测井资料、最终井报告、岩心分析和生产测试数据(图4)。同时还参考了相邻的、勘探程度较低的Santiago盆地的数据,以评估Vivian组砂岩储层的重塑情况并估算地层抬升程度。电相分析基于伽马射线(GR)测井曲线特征。

Vivian组的地层分布与沉积相

Vivian组在北部/西北部的厚度超过160米(525英尺),向南-西南部和南-东南部逐渐变薄(图3;Wine等人,2002,图16)。在厄瓜多尔的Oriente盆地,Vivian组也向北逐渐消失,这是由于白垩纪之后的侵蚀作用(图4;Del Solar,1982;Mathalone和Montoya,1995)。在Oriente盆地最东部地区(图4),Vivian组进一步变薄。

序列地层分析

我们提出了一个基于测井资料(Posamentier等人,1988;Posamentier和Allen,1999)、垂直叠置模式(Embry,2008a)以及岩心样本(Van Wagoner等人,1990;Bhattacharya等人,1993;Sommers等人,2020)的盆地尺度序列地层框架,这些资料有助于定义不同的地层单元。该框架还结合了Vivian组和Cachiyacu组的露头信息进行了补充。

盆地填充与序列地层

Vivian组可以划分为以下几个阶段:(1) 下伏Chonta组沉积物的侵蚀及区域性不整合面的形成;(2) 以河流作用为主的沉积,主要发生在切割谷地;(3) 海水初次侵入及海侵期间的河口沉积;(4) 河流和三角洲的渐进式沉积。这些阶段分别对应于Vivian组的低水位、海侵期和高水位地层段。

结论与总结

  • 基于测井和岩心数据,为秘鲁Mara?ón盆地上白垩统(坎帕阶-马斯特里赫特阶)的Vivian组提出了一个序列地层框架。
  • Vivian组的沉积历史可分为四个主要阶段:
    1. (1) 下伏Chonta组的侵蚀及区域性不整合面的形成。
    2. (2) 以河流作用为主的沉积,主要发生在切割谷地中。
    3. (3) 海水初次侵入及随后的河口沉积。
    4. (4) 河流和三角洲的渐进式沉积。

    作者贡献声明

    Oscar R Lopez-Gamundi: 负责撰写初稿、方法论制定、数据分析及概念构建。 Cecilia Lopez-Gamundi: 负责审阅编辑、数据分析及概念完善。
    未引用的参考文献
    Ainsworth等人,2015;Alvarez-Calderón,1999;am Ende,1991;Bader,2017;Bhattachraya,1993;Bhattachraya和Walker,1991;Calderon,2018;Core Laboratories,1997b;Embry,2005;Embry,2008c;Eubanks和Nurmi,1998;Perupetro,1983;Galloway,2002;Gupta和Johnson,2002;Flint等人,1988;Jaillard,1997;Leva López等人,2016;Marjanac和Steel,1997;Mégard,1984;Meunier和El Albani,2007;Muto和Steel,1997;Peru Occidental Petroleum Corporation,1972;O’Connell,2015;
利益冲突声明
? 作者声明以下可能构成利益冲突的财务关系/个人关系:Oscar Lopez-Gamundi表示获得了P1Consultants LLC的财务支持和行政支持。Oscar Lope-Gamundi持有尚未批准的专利。如果存在其他作者,他们声明没有已知的财务冲突。
致谢
作者感谢Pluspetrol、Perupetro和Hess(现Chevron)提供测井和岩心数据。Bob Ehrlich、César Ardiles、Estuardo Alvarez Calderón及多位同事在讨论中的贡献。匿名审稿人的评论和建议以及编辑部的修改意见有助于本文的完善。
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