南蘇門答臘盆地Jabung區(qū)塊油氣成藏特征與主控因素分析

劉亞明，張春雷

(1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083;2.中國石油海外勘探開發(fā)公司，北京 100034)

0 引言

南蘇門答臘盆地Jabung區(qū)塊是中石油在亞太地區(qū)的主力產(chǎn)油氣區(qū)塊，自中石油2002年購買該區(qū)塊以來，勘探不斷取得突破，在區(qū)塊內(nèi)已先后發(fā)現(xiàn)了3個含油氣構(gòu)造(薛良清等，2006)。但區(qū)塊目前已處于成熟勘探階段，現(xiàn)有目標動用殆盡，迫切需要尋找新的領(lǐng)域和目標。本文從油氣成藏角度入手，通過成藏特征和油氣分布規(guī)律分析，以期總結(jié)出區(qū)塊的成藏主控因素，進而明確區(qū)塊的有利勘探方向，為區(qū)塊下一步的滾動勘探提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

南蘇門答臘盆地位于印尼蘇門答臘島南部，是新生代早期印度洋板塊向東南亞板塊俯沖時，由弧后擴張形成的弧后裂谷盆地(Karig et al.，1980;童曉光等，2005)。由于印度洋板塊的向東北方向的斜向俯沖(Sorkhabi，2006)，盆地的主斷裂呈西北－東南向，具右旋走滑性質(zhì)，經(jīng)歷了四期構(gòu)造演化(圖1)。盆地是印尼最重要的產(chǎn)油氣盆地，總儲量10.45億噸(油當量)，以氣為主(大于55%)，勘探前景良好(Bee，1982;Hall，2009)。

Jabung區(qū)塊位于南蘇門答臘盆地東北部，面積5339km2，目前區(qū)塊共有二維地震5760km，三維地震551km2，探井25口，已發(fā)現(xiàn)11個含油氣構(gòu)造，7個油氣田，是南蘇門答臘盆地最重要的產(chǎn)油氣區(qū)塊(王曉霞等，2009)。區(qū)塊與盆地的構(gòu)造演化一致，也可分為4個構(gòu)造演化期。其主要地質(zhì)結(jié)構(gòu)受基底構(gòu)造和斷陷期構(gòu)造所控制，總體上可分為“四凹兩隆一斜坡”共七個構(gòu)造帶，以Betara凹陷為界，可分為東西兩部分(圖2)。

區(qū)塊內(nèi)沉積主要為陸源碎屑，自下而上共發(fā)育九套地層(包括基底)，主力產(chǎn)層為漸新統(tǒng)LTAF和UTAF組(Courtney，1996;薛良清等，2005)。自古近紀至新近紀，區(qū)塊內(nèi)的沉積演化經(jīng)歷了一個完整的海進－海退旋回，發(fā)育6種沉積相類型(圖3)(劉亞明等，2010)。

2 油氣成藏特征

漸新統(tǒng)LTAF和UTAF組形成了區(qū)塊主要的烴源巖和儲集層，Gumai組形成了區(qū)塊的區(qū)域性蓋層和重要儲層，Batu Raja組形成了區(qū)塊的次要儲層和局部蓋層，廣泛發(fā)育的斷裂為油氣運聚提供了運移通道和側(cè)向遮擋，區(qū)塊具有良好的油氣成藏條件。

圖3 Jabung區(qū)塊地層發(fā)育特征Fig.3 Stratigraphic column of the Block Jabung1－礫巖;2－砂巖;3－砂泥巖;4－泥巖;5－灰?guī)r;6－煤層1－conglomerate;2－sandstone;3－sand shale;4－shale; 5－limestone;6－coal bed

2.1 復雜的構(gòu)造

區(qū)塊經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動，變形機制有伸展、張扭和反轉(zhuǎn)(Lee et al.，1995;Hall，2002)，強烈變形期可分為古新世－早漸新世斷陷期、晚漸新世斷坳轉(zhuǎn)換期、中新世坳陷期和上新世反轉(zhuǎn)期四個階段。依據(jù)斷裂發(fā)育時期和變形機制，可將區(qū)塊的斷裂分為早期伸展斷裂、早期伸展中期張扭斷裂、中期張扭晚期反轉(zhuǎn)斷裂和早期伸展中期張扭晚期反轉(zhuǎn)四套斷裂系統(tǒng)，與一般的裂谷盆地斷裂發(fā)育特征相似(孫永河等，2011)。平面上可分為西北－東南向和東北－西南向兩組(圖4)。早期伸展斷裂在古新世－始新世為發(fā)育高峰期，在漸新世末逐漸停止，使圈閉復雜化，由于上覆的厚層區(qū)域性泥巖蓋層的壓實作用，使其封閉能力增強，在油氣成藏期起遮擋作用。早期伸展中期張扭斷裂在中新世成藏關(guān)鍵時刻活動，為油源斷層，起溝通深部油源和中淺部儲層的作用，造成了油氣的多層分布，這類斷層在Gumai組區(qū)域性蓋層中分段擴展，由于剪切作用形成的泥巖涂抹使斷層亦具有封堵性，使油氣主要聚集在區(qū)域性蓋層下部，因此仍然是遮擋型斷層。中期張扭晚期反轉(zhuǎn)斷裂和早期伸展中期張扭晚期反轉(zhuǎn)斷裂，貫穿上下部地層，使早期形成的油氣藏遭受破壞，主要起運移通道和破壞的作用。

2.2 優(yōu)越的烴源巖

區(qū)塊的主要烴源巖是LTAF和UTAF組河流－三角洲相富煤泥巖，Ⅱ/Ⅲ型干酪根為主，中中新世開始生油，晚中新世－上新世開始生氣。研究認為其主要分布于Kabul、Betara和Geragai凹陷中，Kabul凹陷以生油為主，Betara凹陷生油氣并重，Geragai凹陷以生氣為主，皆具有較強的生烴潛力(表1)。前人研究認為區(qū)塊的油氣僅來自于Betara和Geragai凹陷(Robinson，1987;Sumuyut et al.，1989)，對W.Betara以西地區(qū)的勘探一直受到油源問題的束縛。而本次研究認為Kabul亦可作為有效生烴凹陷，這一認識的突破解決了區(qū)塊西部的油源問題，打開了區(qū)塊西部的勘探局面，也直接導致了W.Betara和SW.Betara兩個含油氣構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)。

2.3 優(yōu)質(zhì)的儲集層

區(qū)塊儲集層在層位上從下到上有九套(表2)，可分為三類:基巖、碳酸鹽巖和碎屑巖，以碎屑巖儲層最好，碳酸鹽巖和基巖次之。

基巖由前古近系基巖經(jīng)風化或晚白堊紀－古近紀造山運動形成的裂隙或裂縫構(gòu)成儲集空間，主要形成于基底隆起部位，由斷層或不整合面與油源溝通形成“古潛山”油氣藏(Blake，1994)，在區(qū)塊前期的勘探中沒有重視基巖儲集體，但目前在盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多個氣田。經(jīng)過本次研究認為W.Betara－1、Berkah－1和Sogo－1井區(qū)是有利基巖儲層發(fā)育區(qū)。

碳酸鹽巖儲集體以Batu Raja組灰?guī)r為主，為廣闊的灰?guī)r臺地相沉積，以粒泥灰?guī)r的儲集物性最好(Longman，1987)。通過測井和地震反演分析，認為該組灰?guī)r在區(qū)塊的Harja－1、Lambur－1等井區(qū)最為發(fā)育，發(fā)現(xiàn)2個有利目標，值得重視。

碎屑巖儲集體(Morgan，1987)以LTAF和UTAF組最為有利，其次為Gumai組，但各組的儲集性能東西分異明顯。LTAF和UTAF組在區(qū)塊西部以河流、濱岸和三角洲相砂巖為主，是區(qū)塊西部的主要儲集層(Alamsyah，2008)，砂體橫向連通性很好，占區(qū)塊已發(fā)現(xiàn)油氣總儲量的2/3以上;但在區(qū)塊東部卻以淺海、三角洲相泥巖為主，為次要儲層。Gumai組在全區(qū)廣泛發(fā)育，地層厚，物性相對較好，在區(qū)塊西部具有儲集性能部分層段以河流相為主，其次為三角洲相，埋藏淺，為區(qū)塊西部的次要儲層;在區(qū)塊東部具有儲集性能部分層段以三角洲相為主，其次為河流、淺海相，埋藏較深，為區(qū)塊東部的主要儲層。其他各組為全區(qū)的潛在儲集層。

表1 Jabung區(qū)塊烴源巖特征Table 1 Source rock characteristics of the Block Jabung

2.4 良好的蓋層

區(qū)塊內(nèi)泥巖發(fā)育，每一個構(gòu)造演化階段均發(fā)育砂泥巖互層型地層，儲蓋配置較好。區(qū)域性蓋層是盆地最大海侵期沉積的Gumai組三角洲－淺海相泥巖，平均厚度達30m以上，是LTAF、UTAF和Batu Raja組的主要蓋層。LTAF、UTAF、Air Benakat和Muara Enim組內(nèi)河流、湖泊、三角洲相泥巖和Batu Raja組含灰泥巖是重要的局部蓋層，主要形成于層序的最大水泛面附近(劉亞明等，2008)。

2.5 多樣的圈閉

區(qū)塊內(nèi)圈閉類型豐富，按圈閉成因可將區(qū)塊內(nèi)圈閉劃分為構(gòu)造(背斜、斷背斜、斷鼻和斷塊)和巖性地層圈閉(古潛山和地層、巖性類圈閉)兩類(表3)(毛治國等，2007，2009)。目前區(qū)塊內(nèi)的產(chǎn)油氣圈閉主要為構(gòu)造圈閉，其勘探程度已經(jīng)較高，下一步應(yīng)加強非構(gòu)造圈閉的勘探。

區(qū)塊內(nèi)圈閉發(fā)育特征為:西部構(gòu)造圈閉為主，東部構(gòu)造與巖性地層圈閉并重。由于印度板塊向東北方向俯沖，西部隆起帶靠近強構(gòu)造應(yīng)力的一側(cè)，經(jīng)歷了裂谷、熱沉降和反轉(zhuǎn)幾個大的構(gòu)造演化階段，屬構(gòu)造活躍區(qū)，因而發(fā)育多種類型的構(gòu)造圈閉。隨著構(gòu)造應(yīng)力向東逐漸減弱，在Geragai凹陷區(qū)，也發(fā)育一定規(guī)模的構(gòu)造，但是構(gòu)造活動強度相對較弱，斷層相對較少，沒有經(jīng)歷大的構(gòu)造反轉(zhuǎn)，僅發(fā)育一些繼承性的背斜等圈閉類型，同時在深凹區(qū)還發(fā)育一定規(guī)模的透鏡狀、巖性尖滅和碳酸鹽巖圈閉。而在Geragai凹陷以東的斜坡帶，由于長期處于斜坡背景，發(fā)育一些巖性尖滅、不整合、下切谷和基巖等類型的巖性地層圈閉。

表2 Jabung區(qū)塊儲層特征Table 2 Reservoir rock characteristics of the Block Jabung

表3 Jabung區(qū)塊圈閉類型及其分布Table 3 Trap types and distribution in the Block Jabung

2.6 復雜的油氣成藏

由以上分析可知，區(qū)塊內(nèi)成藏條件優(yōu)越，具備了形成規(guī)模油氣聚集的條件。區(qū)塊經(jīng)歷了古近紀斷陷到新近紀坳陷、反轉(zhuǎn)的構(gòu)造演化史，油氣成藏經(jīng)歷了形成－破壞－再形成三個階段。中新世早期，油氣開始生成，以未成熟油為主，中新世中期油氣成藏開始;到晚中新世中期－晚期進入生烴高峰，圈閉也基本形成，為主要成藏期;到上新世Geragai和Betara凹陷深部的過成熟烴源巖生成熱裂解氣，此時發(fā)生的構(gòu)造反轉(zhuǎn)使油氣藏被改造，同時造成油氣重新分配或散失，為油氣調(diào)整成藏期。

2.7 分異明顯的油氣分布

區(qū)塊的油氣分布在平面上具有“西油東氣”的特征。區(qū)塊西部的油氣資源類型以油為主，區(qū)塊東部的油氣資源類型以氣為主。在圈閉類型上，西部以構(gòu)造圈閉為主，多與斷層相關(guān)，油氣富集區(qū)亦是斷層發(fā)育區(qū);東部以遠離斷層的背斜和巖性地層圈閉為主，油氣富集區(qū)非斷層發(fā)育區(qū)。在油氣資源類型上和圈閉類型上分異特征明顯(圖5)。

區(qū)塊的油氣分布在縱向具有“西下東上”的特征。區(qū)塊西部的油氣主要分布在斷坳轉(zhuǎn)換期的LTAF和UTAF組(下部地層)，主要含油;而在區(qū)塊東部的油氣主要分布在坳陷期的Gumai和Air Benakat組(上部地層)，主要含氣，縱向分異特征明顯(圖6)。

3 成藏主控因素分析

通過成藏條件和油氣分布特征分析，可知區(qū)塊的油氣分布受多種因素控制，如烴源巖、儲集層、蓋層、保存條件等，但是其主控因素為烴源巖、儲集層和斷裂(圖7)。

3.1 烴源巖

烴源巖類型直接決定了區(qū)塊東西部的油氣資源類型。區(qū)塊的油氣分布具有“西油東氣”的特征，這與區(qū)塊東西部的烴源巖類型有關(guān)。區(qū)塊的油氣主要來自于Kabul(最深處約2000m)、Betara(最深處約3000m)和Geragai(最深處約4000m)三個依次變深的生烴凹陷。Kabul凹陷的烴源巖由于埋深較淺，I/ III型干酪根，偏泥巖型，達到未成熟－成熟階段，以生油為主，僅生少量未成熟干氣;Betara凹陷的埋深較深，I/II/III型干酪根，烴源巖達到成熟階段，以生油為主，反產(chǎn)少量天然氣;Geragai凹陷由于埋深最大，I/II/III型干酪根，偏煤型泥巖，達到成熟－過成熟階段，以生氣為主，僅產(chǎn)生少量液態(tài)烴(表1)。

3.2 儲集層

儲層質(zhì)量的差異直接控制了油氣的縱向分布。在區(qū)塊西部，下部的UTAF和LTAF組處于構(gòu)造隆起部位，埋深相對較淺，以河流－三角洲相沉積為主，砂質(zhì)含量高，儲層質(zhì)量較好，為區(qū)塊西部的主力儲層，因而油氣主要分布于下部地層(UTAF和LTAF組);而在區(qū)塊東部，由于 Geragai凹陷區(qū)UTAF和LTAF組埋深較大，且以淺海－三角洲相為主，泥質(zhì)含量高，物性較差，只有較上部的Gumai組埋深相對較淺，河流－三角洲相砂巖儲層物性相對較好，為該區(qū)的主力儲層，因而區(qū)塊東部油氣主要分布于上部地層(Gumai組)。

3.3 斷裂

斷裂發(fā)育類型直接控制了區(qū)塊的油氣成藏。區(qū)塊西部的圈閉多為斷裂相關(guān)圈閉，而區(qū)塊東部圈閉多為背斜圈閉或巖性圈閉，與斷裂無關(guān)。在區(qū)塊西部，油氣富集區(qū)是斷裂發(fā)育區(qū)，油氣分布受斷裂的控制明顯。Betara凹陷西部的早期伸展中期張扭晚期反轉(zhuǎn)斷裂斷距較大，切斷了自Muara Enim組以下的所有地層，起到溝通深部油源和上部儲層的作用，但不具有封堵性。隆起帶發(fā)育的早期伸展斷裂和早期伸展中期張扭斷裂具有油氣運移通道和封堵的雙重作用，對斷裂相關(guān)圈閉的油氣成藏起到重要的封堵作用。在區(qū)塊東部，由于遠離構(gòu)造擠壓區(qū)，多為張性斷裂，不具有封堵性，主要作為運移通道，油氣富集區(qū)是構(gòu)造活動較弱區(qū)，多為背斜油氣藏;同時在東部斜坡帶，巖性地層圈閉亦能形成一定規(guī)模的油氣聚集。

圖7 Jabung區(qū)塊油氣成藏模式圖Fig.7 Hydrocarbon accumulation model of the Block Jabung1－烴源巖;2－蓋層;3－地層;4－油藏;5－氣藏;6－油氣井;7－油井;8－運移方向1－source rock;2－seal;3－stratum;4－oil reservoir;5－gas reservoir;6－oil＆gas well;7－oil well;8－migration direction

4 結(jié)論

(1)區(qū)塊內(nèi)的油氣成藏具有構(gòu)造復雜，烴源巖優(yōu)越，儲層優(yōu)質(zhì)，蓋層良好，圈閉多樣，成藏復雜、縱橫向分異明顯的特征。油氣分布主要受烴源巖、儲集層和斷裂的控制，具有“西油東氣”、“西部以下部的UTAF和LTAF組為主，東部以上部的Gumai組為主”的分布規(guī)律。

(2)對于區(qū)塊的下步勘探，應(yīng)以UTAF、LTAF和Gumai組為核心，以構(gòu)造圈閉為重點，重視巖性地層圈閉。西部地區(qū)應(yīng)以尋找剩余的斷層相關(guān)圈閉為主;東部地區(qū)應(yīng)以尋找遠離斷層的背斜圈閉為主，逐步加大對巖性地層圈閉的勘探力度。

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