Geological Structure and Prospects of Oil and Gas Bearing of Mozambique Continental Margin

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Открытия крупных глубоководных газовых месторождений в Индийском океане в водах Мозамбика и Танзании превратили Восточно-Африканскую континентальную окраину в один из самых интересных регионов исследований в наше время.

Около 2/3 территории Мозамбика сложены изверженными и метаморфическими породами архейского и протерозойского возрастов. На остальной части, на юге долины Замбези и вдоль побережья Индийского океана, на северо-востоке страны, представлены фанерозойские отложения.

Крупнейшими бассейнами на континентальной окраине Мозамбика являются Мозамбикский и Ровума. В пределах Мозамбикского бассейна выделяются суббассейны: Ангош на севере и Дельта Замбези в центральной части (рис. 1). Мозамбикский бассейн занимает центральную и южную части прибрежной равнины Мозамбика, простираясь на континентальный шельф и склон. Бассейн имеет площадь в 500 тыс. км², из которых 275 тыс. км² – на суше, а 225 тыс. км² – в акватории до изобаты 2000 м. Он образует крупную асимметричную впадину, наклоненную в восточном направлении. Сводный осадочный чехол состоит из палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений мощностью более 10 км [16]. Эта толща покоится на фундаменте, представленном изверженными и метаморфическими кристаллическими породами архейско-протерозойского возраста (рис. 2).

Рис. 1. Схематическая карта размещения осадочных бассейнов и суббассейнов на континентальной окраине Юго-Восточной Африки (с использованием материалов [5, 7, 12, 24, 25]. 1 – Изобаты; 2 – названия осадочных бассейнов на континентальной окраине: 1 – Мозамбикский, 2 – Ровума, 3 – Танзанийский, 4 – Ламу, 5 – Маджунга, 6 – Морандова; 3 – названия суббассейнов на континентальной окраине: 1₁ –Ангош, 1₂ –Замбези, 3₁ – Руву, 3₂ – Мафия, 3₃ – Мандава; 4 – граница бассейнов; 5 – зона разлома; 6 – государственные границы.

Рис. 2. Схематический сводный стратиграфический разрез Мозамбикской окраины с использованием материалов [3, 6, 10, 14]. 1 – песчаник, 2 – песчаник и конгломерат, 3 – известняк, 4 – -глина, 5 – песчаник глинистый, 6 – известковая глина, 7 – мергель, 8 – фундамент, 9 – магматические породы, 10 – газоматеринские породы, 11 – газовые залежи.

Суббассейн Дельты Замбези охватывает эту дельту целиком. Река Замбези расположена в центральной части бассейна Мозамбик, в дельтовой части представляет собой приливо-отливную реку как дельты рек Ориноко и Нила. Осадочный чехол суббассейна, состоящий из мезозойских и кайнозойских отложений, составляет более 5.5 км. В осадочном разрезе отмечены три крупных несогласия: в кровле альбских отложений, на границе мела и кайнозоя и в основании олигоцена [22]. Суббассейн находится в стадии исследования, часть которого сдана под концессии. В суббассейне пробурено несколько скважин (табл. 1) и установлено, что нижнемеловые сланцы формации Домо (Валанжин) обогащены органикой и являются прекрасными материнскими породами [2, 13]. Отмечается также, что в различных частях суббассейна зрелость материнских пород не однозначна, она колеблется от полной зрелости до незрелости. Генерация нефти происходила в позднеюрских и раннемеловых материнских породах, далее нефть мигрирует в средне- и верхнемеловые коллектора, где ее сохранность зависит от качества покрышек.

Таблица 1. Скважины в центральной части акватории бассейна Мозамбик [13]

Помимо отложений формации Домо в осадочном разрезе выделяются в качестве материнских пород еще сланцы формации Нижняя Груджа (верхний мел–палеоцен) – осадки, содержащие органический материал, с преобладанием газосодержащих пород. Эти отложения, вероятно, образовались в лагунных условиях в верхнемеловое время [6]. Сланцы формации Шерингома (эоцен–олигоцен), также как формации Груджа, вероятно, могут быть материнскими породами в акватории, по аналогии с сушей [11, 16]. Исследования суббассейна выявили и несколько потенциальных коллекторов. В разрезе Кару – это юрские терригенные и карбонатные отложения. Потенциально нижнемеловые отложения формации Мапуто и Нижнее Домо, которые представлены морскими образованиями с пористостью 17 и 21% [7], тоже могут быть коллекторами. Палеоценовые коллектора формации Груджа представлены глубоководными фэновыми и карбонатными отложениями с пористостью от 15 до 30%. Эти отложения простираются на огромной площади в суббассейне Дельты Замбези. В целом суббассейн Дельты Замбези считается высокоперспективным для поисков углеводородов, хотя в настоящее время пока никаких залежей там не обнаружено.

Суббассейн Ангош также мало исследован, как и суббассейн Дельты Замбези. В этом суббассейне скважины не бурились, но были проведены большие сейсмические работы, данные которых часто коррелируются с данными по соседним площадям. Суббассейн Ангош расположен между бассейном Ровума на севере и суббассейном Дельты Замбези на юге. Суббассейн имеет форму удлиненного ущелья. Осадочная толща состоит из мезозойских и кайнозойских отложений мощностью 5 км и более, залегающих на докембрийском фундаменте [12]. В средней юре, в период отложений потенциальных материнских пород в этом регионе, здесь отмечены осадки озерного и лагунного типа.

В меловое время, до туронского несогласия, начался этап разрушений субдукционной зоны, разделяющей океаническую кору на востоке от протяженной континентальной коры на западе. В неогене суббассейн находился под влиянием Восточно-Африканской рифтовой системы, подвергался интенсивному сейсмическому воздействию, в результате произошло смещение подводных отложений и образование оползней и обвалов [12].

На площади более 15 тыс. км² проведены 3D сейсмические работы. Исследование территории проводится как на шельфе, так и на континентальном склоне. Судя по сейсмическим исследованиям, геологические предпосылки суббассейна на формирование углеводородов налицо, хотя уверенных доказательств нет. В настоящее время часть акватории сдана в концессию на поиски углеводородов.

Бассейн Ровума расположен на северо-востоке Мозамбика и является частью расширенного восточноафриканского пограничного бассейна, который включает в себя также части прибрежных равнин и континентальных окраин Танзании и Кении (рис. 1). Бассейн характеризуется как пассивная континентальная окраина со сложной тектонической историей. В результате образования Восточно-Африканской рифтовой системы в триасе, бассейн был подвергнут рифтогенезу и инверсии в период от раннеюрского до мелового времени [17, 20, 23]. Фундамент впадины сложен кристаллическими и метаморфическими породами докембрийского возраста. Осадочное заполнение представлено терригенными отложениями Кару, морскими и лагунными юрскими образованиями, морскими и дельтовыми породами мелового и кайнозойского возрастов, общей мощностью около 10 км в центральной части бассейна. К западу мощность уменьшается, как бы выклинивается, и отложения нижнего мела залегают непосредственно на кровле фундамента и представлены конгломератами и кварц-полевошпатовыми песчаниками. Верхний мел представлен глубоководными отложениями: мергелями, аргиллитами и значительным количеством гипсов [9, 23], это указывает, что в верхнемеловое время бассейн погружался медленно. В олигоцене и миоцене скорость погружения осадков увеличивается, это связано с процессом Восточно-Африканского рифтогенеза, активно происходящего в этот период. В целом кайнозойский период представлен сланцами и песчаниками. Четвертичные отложения небольшой мощности.

История формирования осадочных бассейнов восточноафриканской континентальной окраины в пределах Мозамбика изучена на основе современной концепции распада Гондваны и дрейфа Мадагаскара относительно Африки. Бассейны имеют сложную структуру, что обусловлено несколькими фазами рифтогенеза с различными направлениями растяжения. Эволюция этих осадочных бассейнов на континентальной окраине региона происходит в три стадии [25, 26]. Первая стадия развития – дорифтовая – связана с каменноугольно-триасовой преимущественно терригенной седиментацией, которая происходила на северо-востоке и юго-западе внутри континентальной системы Кару, с накоплением осадков от речных, озерных до дельтовых. Вторая стадия была инициирована распадом суперматерика Гондваны, происходившим в юрское время. Юра характеризуется усилением тектогенеза, обусловленного внутриконтинентальным рифтогенезом и связанным с ним образованием грабенов. В это время, в южном направлении от Восточной Африки отделяется остров Мадагаскар. С середины юры и до раннего мела вдоль восточного побережья Африки и западного побережья Мадагаскара образуется пассивная континентальная окраина. Отложения этого периода представлены осадками переходной зоны от континента к океану с относительно мелководными морскими образованиями. Третья стадия наблюдается после окончательного спрединга морского дна между Мадагаскаром и Восточной Африкой, когда в позднем мелу начинается отделение Индии от Мадагаскара. Все это время вдоль побережья всей Восточной Африки развивалась пассивная окраина, с озерными и морскими обогащенными органикой материнскими породами, возраст которых от триаса до средней юры и кайнозоя [15]. Меловые и юрские песчаники являются регионально доказанными коллекторами [18], а кайнозойские дельтовые песчаники или известняки являются только локально доказанными коллекторами. Пермско-триасовые песчаники группы Кару и юрские песчаники или известняки рассматриваются как потенциальные коллектора. Меловые глинистые и сланцевые отложения представлены как региональные флюидоупоры, а юрские эвапориты, если они присутствуют, могут быть локальными и очень эффективными покрышками.

Основное различие между осадочным разрезом бассейнов Мозамбик и Ровума связано с изменением условий осадконакопления в период распада Гондваны в юре и раннем мелу, когда происходил дрейф Мадагаскара и распространение морского дна, и морской бассейн постепенно расширялся на юг между восточноафриканской окраиной и Мадагаскаром. Начиная с позднего мела, условия осадконакопления в обоих бассейнах становятся сходными.

Первые найденные газовые месторождения (Панде, Темане, Бузио) расположены на юго-востоке Мозамбика у побережья Индийского океана и были открыты еще в 60-х годах прошлого века [1] (рис. 3, табл. 2). Однако разработка этих месторождений никак не повлияли на экономическую ситуацию в стране. Более того, газ внутри страны не использовался, он по трубопроводу напрямую уходил в Южно-Африканскую Республику, Йоханнесбург. Только в 2010 г. с открытием множества крупных месторождений газа на северо-востоке страны, в глубоководных районах Индийского океана, в бассейне Ровума (рис. 3), запасы которых составляют около 8 трлн м³, т. е. больше чем Штокманское месторождение в Баренцевом море, оцененное в 3.6 трлн м³, и месторождение Тролл в Норвежском море (1.4 трлн м³), Мозамбик обрел новый статус – крупного углеводородного игрока в мире. Материнскими породами повсеместно в Мозамбике считаются альб-сеноманские морские сланцы, коллекторами являются песчаники верхнего мела формации нижнего Домо и нижнего Груджа, палеоцен и олигоцен представлены фэновыми отложениями и комплексом дельты Замбези. Флюидоупорами являются трансгрессивные морские глинистые сланцы формации Груджа. Залежи встречаются как структурные, так и стратиграфические. Они отчетливо видны на схематическом профиле (рис. 4). Перспективы газоносности Мозамбика очень велики и из графика (рис. 5) видно, что если в 2022 г. дневная добыча газа составила около 15 млн м³, то к 2030 г. суточный дебит газа достигнет 115–120 млн м³. Мозамбик становится десятым среди крупных поставщиков угля и двадцатым среди разработчиков натурального газа в мире.

Рис. 3. Схематическая карта нефтегазоносности Мозамбикской континентальной окраины, с использованием материалов [4, 8, 9, 14, 19, 21]. 1 – изобаты, 2 – месторождения газа, 3 – линия профиля, 4 – государственные границы. Цифрами на карте отмечены месторождения: 1 – Темане, 2 – Панде, 3 – Бузио, 4 – Немо, 5 – Софала, 6–Замбези 3, 7–Замбези 1, 8–Гольфино, 9–Атум, 10 – Мамба С, 11 –Мамба С–В, 12–Мамба Ю, 13–Баркетине, 14–Винджоммер, 15–Камарао, 16–Лагоста, 17–Тубарао, 18–Корал.

Таблица 2. Характеристика некоторых месторождений газа на окраинах Мозамбика

Рис. 4. Схематический профильный разрез А–Аʹ через бассейн Ровума [3]. Положение профиля показано на рис. 3. 1 – Песчаник, 2 – известняк, 3 – фундамент, 4 – разломы.

Рис. 5. Добыча газа в Мозамбике 2019–2030 гг. [24].

Анализируя более 20 месторождений, открытых за последнее время на континентальной окраине Мозамбика, выявлено, что все они находятся в глубоководных регионах, то есть на континентальном склоне в бассейне Ровума, расположены на разных глубинах от 468 м до 2610 м акватории Индийского океана. Например, месторождение Эспадарте на глубине 468 м представляет собой залежь газа в песчаных коллекторах эоцен-палеоценового возраста, объем запасов газа в ней составляет 201 млрд м³, конденсата – 3.4 млн т. Месторождение Мамба С–В этого же возраста находится на глубине 2012 м, объем запасов газа составляет 2.1 трлн м³, конденсата – 21.7 млн т. Примечательно, что, чем глубже захоронены под толщей воды одновозрастные залежи, тем больше у них объем углеводородного запаса. Выявленная тенденция может помочь при целенаправленных поисково-разведочных работах на нефть и газ в данном регионе. Возможно, причина подобного явления в том, что чем больше глубина, тем сильнее растет механическое уплотнение глинисто-сланцевых покрышек залежей и увеличивается пористость коллекторов.

Продолжаются широкомасштабные геолого-разведочные работы на континентальной окраине Мозамбика, которые подтверждают, что в Мозамбике потенциально могут быть найдены не только газовые скопления, но и жидкие углеводороды. Их вероятное местонахождение – в канале Мадагаскара за возвышенностью Дэви и в глубоководных частях, на склонах континентальной окраины Мозамбика.

About the authors

A. Zabanbark

Author for correspondence.
Email: azaban@ocean.ru
Russian Federation, Moscow

L. I. Lobkovsky

Email: llobkovsky@ocean.ru
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1. Schematic map of the location of sedimentary basins and sub-basins on the continental margin of Southeast Africa (using materials [5, 7, 12, 24, 25]. 1 - Isobates; 2 - names of sedimentary basins on the continental margin: 1 - Mozambique, 2 - Rovuma, 3 - Tanzania, 4 - Lamu, 5 - Majunga, 6 - Morandova; 3 - names of sub-basins on the continental margin: 11 - Angos, 12 - Zambezi, 31 - Ruvu, 32 - Mafia, 33 - Mandava; 4 - boundary of basins; 5 - fault zone; 6 - state borders.

Download (229KB)

Indexing metadata

3. Fig. 2. Schematic composite stratigraphic section of the Mozambique margin using materials [3, 6, 10, 14]. 1 - sandstone, 2 - sandstone and conglomerate, 3 - limestone, 4 - clay, 5 - clayey sandstone, 6 - calcareous clay, 7 - marl, 8 - basement, 9 - igneous rocks, 10 - gas mother rocks, 11 - gas deposits.

Download (431KB)

Indexing metadata

4. Fig. 3. Schematic map of oil and gas content of the Mozambique continental margin, using materials [4, 8, 9, 14, 19, 21]. 1 - isobaths, 2 - gas fields, 3 - profile line, 4 - state borders. Numbers on the map indicate the following fields: 1 - Temane, 2 - Pande, 3 - Buzio, 4 - Nemo, 5 - Sofala, 6 - Zambezi 3, 7 - Zambezi 1, 8 - Golfino, 9 - Atum, 10 - Mamba C, 11 - Mamba C-E, 12 - Mamba South, 13 - Barquetine, 14 - Windjommer, 15 - Camarao, 16 - Lagosta, 17 - Tubarao, 18 - Coral.

Download (151KB)

Indexing metadata

5. Fig. 4. Schematic profile section A-Aʹ through the Rovuma basin [3]. The position of the profile is shown in Fig. 3. 1 - Sandstone, 2 - limestone, 3 - basement, 4 - faults.

Download (465KB)

Indexing metadata

6. Fig 5. Gas production in Mozambique 2019-2030. [24].

Download (54KB)

Indexing metadata