巴布亞盆地演化特征與石油地質(zhì)條件

馮右倫

【摘要】巴布亞盆地位于澳大利亞北部邊緣，石油資源豐富，但其石油地質(zhì)條件有待進(jìn)一步明確。針對(duì)巴布亞盆地演化特征和石油地質(zhì)條件，通過(guò)精細(xì)的二維地震資料解釋，具體分析了盆地古地貌、盆地結(jié)構(gòu)-構(gòu)造及演化在油氣儲(chǔ)集中的作用；查明盆地內(nèi)不同時(shí)期的構(gòu)造演化特征與盆地東西部構(gòu)造的差異，盆地油氣聚集條件；研究了烴源巖的分布及成熟度，儲(chǔ)層的差異性分布及物性特征。

【關(guān)鍵詞】巴布亞盆地 烴源巖 礁灰?guī)r儲(chǔ)層 前陸盆地

1 地質(zhì)背景

巴布亞盆地位于太平洋西南部印度尼西亞群島的東端。目前多數(shù)的勘探工作主要在巴布亞盆地內(nèi)進(jìn)行的。是一個(gè)北西-南東向的陸上和近海盆地。該盆地面積超過(guò)600000km2，由巴布亞造山帶控制大地構(gòu)造格局。

根據(jù)巴布亞盆地的構(gòu)造特征，盆地劃分為9個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元（圖1巴布亞盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D）：Papuan活動(dòng)構(gòu)造帶、Papuan褶皺帶、Fly臺(tái)地、Moresby地槽、Aure活動(dòng)構(gòu)造帶、Owen Stanley復(fù)雜構(gòu)造帶、Milne蛇綠巖帶、Papuna高地、東部高地。其中Fly臺(tái)地、Papuan褶皺帶和Aure構(gòu)造帶為巴布亞盆地的主要構(gòu)造單元，該區(qū)域聚集了巴布亞盆地90%以上的油氣，具有極高的研究?jī)r(jià)值。Fly臺(tái)地內(nèi)分布著中生界碎屑巖、第三系碳酸鹽巖以及上新—更新統(tǒng)碎屑巖和火山巖。Papua褶皺帶中的沉積巖包括：中生界邊緣海至廣海相碎屑巖，下第三系至上第三系下段的大陸架、盆地灰?guī)r和碎屑巖，上第三系上段海相至陸相碎屑巖。Aure構(gòu)造帶呈南北走向。已知沉積層序中包括上、中生界細(xì)粒碎屑巖、下第三系半深海石灰?guī)r和碎屑巖，厚層的中新統(tǒng)濁積巖，以及上新—更新統(tǒng)海相至陸相碎屑巖。Aure構(gòu)造帶內(nèi)的構(gòu)造類型與Papuan褶皺帶相類似，它們之間的邊界不明顯，但是兩者之間尚有一些明顯的差別。

2 盆地演化

根據(jù)綜合分析，我們把巴布亞盆地從晚古生代至今的構(gòu)造旋回與演化階段總結(jié)為四個(gè)：晚古生代-拉張成盆階段、中生代-拉張成盆與碰撞擠壓階段、新生代-拉張成盆與被動(dòng)大陸邊緣盆地階段、中新世中期至今-俯沖擠壓與前陸盆地階段。

首先是構(gòu)造旋回與演化的第一階段晚古生代-拉張成盆階段。晚古生代有裂陷盆地發(fā)育，通過(guò)地震資料分析表明，二疊紀(jì)發(fā)育大量的半地塹。

第二個(gè)演化階段中生代-拉張成盆與碰撞擠壓階段，通過(guò)大量的地震測(cè)線的分析表明，三疊紀(jì)的擠壓作用（圖2 擠壓作用典型剖面）導(dǎo)致地層的抬升，發(fā)生沉積間斷，從而使得三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)這一段時(shí)期缺失了一系列的地層，兩個(gè)時(shí)期之間的地層呈不整合接觸。

在第三階段新生代-拉張成盆與被動(dòng)大陸邊緣盆地階段，伴隨著珊瑚海的擴(kuò)張，在中生代不整合面上發(fā)生裂陷期的充填沉積，這一時(shí)期的沉降已經(jīng)向東遷移。到了第四階段中新世中期至今-俯沖擠壓與前陸盆地階段，從北西向南東，中生界厚度變薄，新生界厚度變厚，沉降中心發(fā)生遷移。

3 烴源巖的發(fā)育特征

巴布亞盆地最主要的烴源巖一般認(rèn)為是中侏羅統(tǒng)到上侏羅統(tǒng)淺海陸棚相頁(yè)巖，其中，Maril組淺海陸棚相頁(yè)巖是一套已經(jīng)證實(shí)的烴源巖，TOC 1-6.2 wt %，HI為100-567 mg HC/g，II/III型干酪根。部分地區(qū)為外陸架至斜坡相黑灰色泥巖，TOC：0.6 – 4.5 wt%，III型干酪根為主。此外，第三系 Aure群的深海相頁(yè)巖和泥巖，TOC 0.5 – 2.1wt %，干酪根以III型為主，是一套潛在的烴源巖。

以位于Darai高原東南邊緣區(qū)域的Omati地塹為例，其中第三系的中新統(tǒng)灰?guī)r沉積厚度最厚達(dá)3.5km，所有的侏羅系和白堊系的層位都有很大的生烴潛力，由一些相關(guān)的干酪根類型分配比例的數(shù)據(jù)分析得出，該地區(qū)的干酪根類型以II/III型干酪根為主。在晚中新世到上新世，此區(qū)域的烴源巖組段干酪根向油氣的轉(zhuǎn)化率處于50%-80%之間。大部分排烴發(fā)生在晚侏羅世到早白堊世之間，晚白堊世是第二個(gè)排烴高峰期，到了晚第三紀(jì)有微量的排氣。

4 儲(chǔ)層發(fā)育特征

巴布亞盆地儲(chǔ)層分布主要集中在兩個(gè)區(qū)域：西部陸上和東部海域。在西部陸上主要以上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)河口灣、濱淺海相、障壁砂壩為主，東部海域（Fly臺(tái)地東部、Papua褶皺帶以東）以始新統(tǒng)-中新統(tǒng)灰?guī)r為主。代表組段主要有始新統(tǒng)-下中新統(tǒng)的Mendi群海相灰?guī)r、始新統(tǒng)-中新統(tǒng)的Darai組灰?guī)r和下漸新統(tǒng)-上中新統(tǒng)的Puri灰?guī)r。

主要的目的層是盆地西部的中生界下組合與盆地東部的新生界上組合，在西部的Fly臺(tái)地區(qū)，新生界地層較薄，中生界地層厚度大，而越往東走，卻情況相反，新生界地層厚度急劇加大，而中生界地層減小甚至尖滅。位于Fly臺(tái)地東南海域的Pandora礁群帶，由位于大陸架外隆起的環(huán)礁組成，沿著礁群帶儲(chǔ)層深度約在2000左右，平均孔隙度在24.2%，儲(chǔ)集性好。