澳西北陸架波拿巴盆地油氣分布特征分析

黃彥慶 錢 基

(中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院)

0 引言

澳大利亞西北大陸架是世界上著名的含氣區(qū)，這一地區(qū)發(fā)現(xiàn)了較多大型—特大型氣田[1]。波拿巴盆地位于澳西北陸架的北部海上，面積約44.3×104km2(圖1)。到2010年共發(fā)現(xiàn)凝析氣/氣田44個(gè)，可采儲(chǔ)量總計(jì)12.6×1011m3，其中不乏大型氣田，例如Abadi，Sunrise和Evans Shoal等氣田，它們的可采儲(chǔ)量分別為2.83×1011m3， 2.38×1011m3和1.87×1011m3。不同于西北陸架其它盆地，該盆地也發(fā)現(xiàn)了31個(gè)中小型油田，可采儲(chǔ)量總計(jì)95.66×106t[2]；這些油氣田的分布特征明顯。另外，已發(fā)現(xiàn)的氣田普遍伴生CO2氣體，但是CO2含量不同。非常有必要搞清楚盆地油氣及伴生CO2分布的控制因素，從而明確盆地勘探潛力，并指出下一步勘探方向。

1 盆地石油地質(zhì)條件

波拿巴盆地為一個(gè)裂谷—被動(dòng)陸緣盆地，由一個(gè)NW-SE走向的古生代構(gòu)造帶和一個(gè)NE-SW走向的中生代構(gòu)造帶組成：前者包括皮特爾地塹和薩胡爾向斜，后者包括武爾坎地塹、莫利塔地塹和卡爾德爾地塹，這些地塹為臺(tái)地/高地分隔[3](圖1)。

整個(gè)盆地沉積了15km厚的顯生宙碎屑巖和碳酸鹽巖[4,5]。皮特爾地塹以古生界為主，上覆薄層中新生界；而中生代構(gòu)造帶以中生界為主，鉆井和地震沒(méi)有揭示古生代地層。

波拿巴盆地可以劃分為7套儲(chǔ)蓋組合，其中下部3套儲(chǔ)蓋組合分布在皮特爾地塹[6-8]，由于烴源巖品質(zhì)較差，這些組合油氣儲(chǔ)量較少，油氣田規(guī)模較?。辉谖錉柨驳貕q，發(fā)育2套組合：①以三疊系—侏羅系砂巖為儲(chǔ)層，上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)泥巖為蓋層的組合；②上白堊統(tǒng)Puffin組砂巖儲(chǔ)層和上覆泥巖蓋層的組合；在盆地西北部，發(fā)育以Plover/Montara組為儲(chǔ)層，上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)泥巖為蓋層的組合；在莫利塔和卡爾德爾地塹，發(fā)育以Plover組砂巖為儲(chǔ)層，上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)泥巖為蓋層的組合。

2 油氣分布特征

2.1 油氣垂向分布

該盆地82%的油氣儲(chǔ)集于中上侏羅統(tǒng)Plover/Montara組砂巖儲(chǔ)層(圖2)。而在盆地西部薩胡爾臺(tái)地和卡爾德爾地塹，99.5%以上的油氣分布在這套地層中。因?yàn)樵谶@些地區(qū)，Plover / Montara組與成熟烴源巖對(duì)接，之上發(fā)育厚層的、上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)泥巖，后期構(gòu)造活動(dòng)沒(méi)有破壞這套蓋層，從而油氣集中分布；巨厚泥巖以上烴源巖沒(méi)有成熟，上白堊統(tǒng)和第三系儲(chǔ)層中沒(méi)有油氣發(fā)現(xiàn)。

在武爾坎地塹，上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)厚層泥巖之上仍有商業(yè)發(fā)現(xiàn)。這是因?yàn)橹行率篮笃诘臉?gòu)造活動(dòng)在這一地區(qū)形成了走滑拉張應(yīng)力場(chǎng)，使得裂谷期斷裂重新活動(dòng)，斷穿上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)巨厚泥巖，下部油氣發(fā)生二次運(yùn)移，進(jìn)入白堊系Puffin儲(chǔ)層中重新聚集成藏。古生代裂谷皮特爾地塹已發(fā)現(xiàn)油氣主要位于區(qū)域上分布穩(wěn)定的、下三疊統(tǒng)Mount Goodwin 組海相泥巖之下。

圖1 波拿巴盆地構(gòu)造劃分和油氣分布圖(左下索引圖表示盆地位置)

圖2 盆地油氣垂向分布

總體而言，蓋層控制了盆地油氣的垂向分布。

2.2 油氣平面分布

在盆地東部的莫利塔地塹，卡爾德爾地塹和薩胡爾臺(tái)地，主要發(fā)現(xiàn)大中型凝析氣/氣田；而在盆地西部的武爾坎地塹和西北部，主要發(fā)現(xiàn)中小型油田；三方面原因造就 “東氣西油”的格局(圖1)。

(1)主力烴源巖有機(jī)質(zhì)類型的不同，莫利塔和卡爾德爾地塹的主力烴源巖是上侏羅統(tǒng)Plover組上部的煤系地層，以Ⅲ型干酪根為主，偏于生氣；武爾坎地塹的主力烴源巖為上侏羅統(tǒng)Lower Vulcan組深湖相泥巖，以Ⅱ型干酪根為主，偏于生油[9](圖3)。

(2)主力烴源巖成熟度的不同，根據(jù)盆地東西部主力烴源巖埋深和Ro資料，以及盆地模擬結(jié)果，莫利塔和卡爾德爾地塹的主力烴源巖已經(jīng)過(guò)成熟，新生代以來(lái)以排氣為主；武爾坎地塹烴源巖目前處在生油窗，以排油為主(圖3)。

(3)保存條件的差異，中新世晚期，澳大利亞板塊與印尼島弧發(fā)生斜向碰撞，波拿巴盆地西部經(jīng)歷了走滑拉張作用，使得裂谷期斷裂重新活動(dòng)，部分向上斷穿區(qū)域蓋層，造成這一地區(qū)油氣藏被破壞(圖4)；盆地東部經(jīng)歷走滑擠壓作用，不發(fā)育斷穿區(qū)域蓋層的斷裂，氣藏得以保存(圖5)[10-12]。

2.3 氣田中伴生的CO2分布

波拿巴盆地氣田中普遍含CO2氣體，CO2含量范圍是2%～28%。位于地塹邊緣，靠近深大斷裂的氣田CO2含量較高；位于臺(tái)地，遠(yuǎn)離控盆深大斷裂的氣田CO2含量較低(圖6)，CO2地質(zhì)研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，越來(lái)越受到重視。

根據(jù)CO2碳同位素含量， CO2以火山-巖漿/幔源成因?yàn)橹?圖7)，部分樣品混入有機(jī)成因的CO2。結(jié)合CO2含量的平面變化，推斷CO2來(lái)自地幔，沿著地塹邊緣深大斷裂進(jìn)入儲(chǔ)層中；然后沿著儲(chǔ)層/不整合向地塹周圍臺(tái)地運(yùn)移，由于CO2較天然氣更易散失(例如遭受水洗)，所以遠(yuǎn)離來(lái)源的位置，CO2含量較低。

圖3 波拿巴盆地主力烴源巖類型及成熟度

圖5 過(guò)波拿巴盆地東部地區(qū)地震剖面(位置見圖1)

3 結(jié)論

(1)在盆地東部，由于上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)厚層泥巖沒(méi)有遭受破壞，油氣集中分布在中上侏羅統(tǒng)Plover/Montara組。在盆地西部，由于區(qū)域蓋層遭受后期破壞，油氣發(fā)生二次運(yùn)移，在上部白堊系中重新成藏。

(2)盆地東西部烴源巖生烴母質(zhì)，成熟度和保存條件的不同，造就了盆地“東氣西油”的格局。

(3)盆地氣田中CO2主要來(lái)自于地幔，通過(guò)深大斷裂向上運(yùn)聚，然后沿著儲(chǔ)層/不整合向臺(tái)地聚集。

圖6 盆地氣田中CO2含量

圖7 盆地氣田中CO2碳同位素特征

1 李國(guó)玉， 唐養(yǎng)吾. 世界氣田圖集[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，1991：1-113.

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9 J. C. Preston, D. S. Edwards. The petroleum geochemistry of oils and source- rocks from the north Bonaparte Basin, offshore northern Australia. APPEA, 2000, 257-282.

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13 連承波，鐘建華，渠芳，等. CO2成因與成藏研究綜述[J]. 特種油氣藏，2007，14(5)：7-12.