西北沙巴盆地油氣成藏模式及勘探方向

馬良濤，李世雄

西北沙巴盆地油氣成藏模式及勘探方向

馬良濤1，2，李世雄3

（1.中國海洋石油總公司研究總院，北京100027；2.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）博士后流動站，北京100083；3.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢430100）

以油氣地質(zhì)理論為指導(dǎo)，在構(gòu)造、沉積、石油地質(zhì)特征分析基礎(chǔ)上，從典型油氣藏解剖入手，構(gòu)建了西北沙巴盆地3種類型的油氣成藏模式，即巖性型、地層型和滾動背斜型油氣成藏模式。盆地經(jīng)歷了裂谷期、擠壓反轉(zhuǎn)期和拗陷期3個演化階段，發(fā)育Stage I、StageⅡ、StageⅢ、StageⅣ等4套新生代沉積地層。盆地以StageⅣ泥／頁巖為主要烴源巖；有利儲集層為由StageⅣC、StageⅣD、StageⅣE砂巖構(gòu)成的上砂巖單元、由StageⅣA砂巖構(gòu)成的下砂巖單元及StageⅣC／ⅣD地層滑塌形成的深水濁積砂體；空間配置方面，烴源巖與儲集體平面相接、空間疊置，為油氣運(yùn)移成藏提供了有利條件。通過油氣富集條件及分布規(guī)律的綜合分析，認(rèn)為“內(nèi)帶”構(gòu)造區(qū)的地層油氣藏及“外帶”構(gòu)造區(qū)的巖性油氣藏是盆地未來的油氣勘探重點。

西北沙巴盆地；油氣成藏要素；成藏模式；有利勘探區(qū)

西北沙巴盆地位于波羅洲北部，為漸新世—早中新世南沙地塊向加里曼丹島俯沖碰撞而形成的前陸盆地［1～2］。盆地總面積47.3×103km2，陸上部分10.6×103km2，海域36.7× 103km2，是東南亞油氣勘探的重點盆地之一。本文在油氣成藏要素分析及重點油田解剖的基礎(chǔ)上構(gòu)建了盆地的油氣成藏模式。

1 基礎(chǔ)地質(zhì)特征

1.1 構(gòu)造單元劃分

西北沙巴盆地陸上以克魯克褶皺逆沖帶（拉讓—克魯克褶皺逆沖帶向東的延伸）為界；西巴蘭斷層為其西南邊界，該邊界是北西向Tinjar走滑斷層向海域的延伸；盆地東、西邊界分別為Strait Balabac斷層和Morris斷層（MF），后者是西北沙巴盆地與東巴蘭三角洲的分界線（見圖1）［2］。盆地可劃分為7個具有不同構(gòu)造樣式和沉積特征的構(gòu)造單元，分別為克魯克褶皺逆沖帶（CFTB）、內(nèi)帶、外帶、東巴蘭三角洲、逆沖席、西北沙巴海槽及西北沙巴地臺［2］。其中，內(nèi)帶又被KMF斷層（Kinarut?Mangalum Fault）和Kinabalu山頂峰分為南、北2個次一級構(gòu)造單元［2］。

圖1 西北沙巴盆地構(gòu)造要素［2］Fig.1 Structural elements of the Northwest Sabah Basin

1.2 構(gòu)造演化階段

盆地經(jīng)歷了始新世—早中新世裂谷期、中中新世擠壓反轉(zhuǎn)期及晚中新世以后的拗陷期3個演化階段（見圖2）。

1.2.1 晚始新世—早中新世裂谷期

晚始新世，古南中國海洋殼向西北婆羅洲俯沖（B型俯沖）進(jìn)入西北沙巴區(qū)域，洋殼的俯沖在陸殼一側(cè)形成裂谷背景，并在減薄的陸殼之上沉積了StageⅠ、StageⅡ和StageⅢ等3個沉積單元。

1.2.2 中中新世擠壓反轉(zhuǎn)期

中中新世早期，南中國海洋殼完全俯沖到婆羅洲陸殼之下，最終使得南中國海地臺減薄的陸殼與婆羅洲增生陸殼發(fā)生碰撞。塑性較婆羅洲增生地殼差的南中國海板塊在碰撞過程中被抬升而遭受剝蝕，并形成了西北沙巴盆地內(nèi)的深部區(qū)域不整合（DRU）。

中中新世—晚中新世早期，盆地的沉降和沉積主要集中在內(nèi)帶構(gòu)造區(qū)內(nèi)，沉積地層為StageⅣA—StageⅣC。

晚中新世中期，南中國海減薄陸殼向婆羅洲之下的俯沖（A型俯沖）結(jié)束。該俯沖作用使得內(nèi)帶構(gòu)造區(qū)因強(qiáng)烈擠壓變形作用而遭受剝蝕，進(jìn)而形成了盆地內(nèi)的淺部區(qū)域不整合（SRU）。

1.2.3 晚中新世—全新世拗陷期

此期間，盆地處于穩(wěn)定熱沉降階段。在內(nèi)帶構(gòu)造區(qū)，StageF地層直接超覆于早期淺部區(qū)域不整合之上；在外帶構(gòu)造區(qū)和東巴蘭三角洲內(nèi)沉積了StageⅣD—StageⅣG地層。

1.3 沉積地層

圖2 西北沙巴大陸邊緣演化［3］Fig.2 Schematic sections showing evolution of the northwestern Sabah continental margin

盆地以中生界白堊系以及強(qiáng)烈褶皺并部分變質(zhì)的古近系古新統(tǒng)和始新統(tǒng)為基底，沉積蓋層為漸新統(tǒng)、新近系致密砂巖和泥巖。根據(jù)區(qū)域構(gòu)造活動向西北方向逐漸推進(jìn)的階段性特征，可將盆地整個第三系劃分為StageⅠ、StageⅡ、StageⅢ、StageⅣ等4套地層單元（見圖3）。StageⅠ為褶皺變質(zhì)基底；StageⅡ、StageⅢ為晚始新世—早中新世深海相沉積；StageⅣ為中中新世至今的硅質(zhì)碎屑沉積。根據(jù)浮游有孔蟲、孢粉及超微化石生物特征，以局部不整合為界，可進(jìn)一步將StageⅣ劃分為StageⅣA—StageⅣG等7個次一級地層單元［4］。

2 油氣成藏要素特征

2.1 烴源巖

盆地發(fā)育多套烴源巖，以濱岸／下濱岸平原、河－海及陸架深海環(huán)境的泥頁巖為主。其中，StageⅣ泥／頁巖為主要烴源巖，StageⅢ泥巖為次要烴源巖，最好的烴源巖為StageⅣA和StageⅣD下濱岸平原的煤質(zhì)頁巖和碳質(zhì)頁巖（見圖4）。烴源巖氫指數(shù)與最大熱解峰溫分析表明，除外帶構(gòu)造區(qū)為Ⅲ型、Ⅱ／Ⅲ混合型干酪根外，其他構(gòu)造單元的烴源巖均以Ⅲ型干酪根為主［4］。

圖3 西北沙巴盆地綜合地層圖Fig.3 Stratigraphic chart for the Northwest Sabah Basin

2.2 儲蓋組合

分析研究表明，StageⅣA砂巖構(gòu)成的下砂巖單元、StageⅣC／ⅣD滑塌形成的深水濁流沉積砂體及StageⅣC、StageⅣD、StageⅣE砂巖構(gòu)成的上砂巖單元為盆地主要儲集層，其沉積環(huán)境為濱岸、河流／三角洲及淺海環(huán)境，且下砂巖單元儲集層的儲集物性最好（孔隙度18%～30%，滲透率40×10－3～500×10－3μm2，平均200×10－3μm2）。盆地缺乏區(qū)域性蓋層，以層間頁巖、泥巖、鈣質(zhì)粉砂巖為主要蓋層（見圖2）［4］。此外，頁巖充填的滑塌崖和泥巖底辟也可作為局部蓋層。盆地發(fā)育的砂體與泥頁巖構(gòu)成3套儲蓋組合：①下儲蓋組合，以下砂巖單元為儲集層，層間頁巖或泥巖為蓋層；②上儲蓋組合，以上砂巖單元為主要儲集層，蓋層封蓋機(jī)理為斷層封閉或巖性尖滅；③深水儲蓋組合，以深水濁流沉積為儲集層，蓋層為底辟泥巖或頁巖充填的滑塌崖。

2.3 圈閉類型

盆地主要發(fā)育2種類型的圈閉：

①構(gòu)造圈閉，包括內(nèi)帶構(gòu)造區(qū)南部發(fā)育的與晚中新世淺部區(qū)域不整合有關(guān)的隔擋式褶皺，外帶構(gòu)造區(qū)內(nèi)與晚上新世HorizonⅠ不整合有關(guān)的反轉(zhuǎn)構(gòu)造以及Bunbury St Joseph山脈西部和西北部與早上新世HorizonⅡ不整合有關(guān)的泥底辟背斜圈閉和生長斷層控制的滾動背斜。

②地層圈閉，包括內(nèi)帶構(gòu)造區(qū)南部StageⅣA、StageⅣC、StageⅣD砂巖地層上超于深部區(qū)域不整合之上以及內(nèi)帶構(gòu)造區(qū)中部、北部StageⅣC砂巖地層超覆于淺部區(qū)域不整合之上形成的地層圈閉。

圖4 氫指數(shù)與巖石熱裂解峰溫（Tmax）交會圖［4］Fig.4 Hydrogen index VS pyrolysis Tmax cross?plots

2.4 生－運(yùn)－聚匹配條件

研究表明，StageⅣA和StageⅣD烴源巖與StageⅣA的下部砂巖單元和橫穿上中新世的StageⅣC、StageⅣD、StageⅣE、StageⅣF地層的上部砂巖單元構(gòu)成的儲集層通常以互層形式出現(xiàn)，這樣就增加了生油巖排烴的泄油面積，從而有助于油氣的排出和運(yùn)移。

此外，從時間上看，中新統(tǒng)烴源巖的生烴時間主要為晚中新世到早上新世，并在早上新世達(dá)到生油高峰；油氣運(yùn)移主要發(fā)生在上新世；古新世—漸新世、晚中新世和早上新世為圈閉形成的主要時期（見圖5）。這就表明，圈閉形成于油氣運(yùn)移之前或與之同時，圈閉的有效性與烴源巖生排烴史具有較好的匹配關(guān)系，從而為油氣的聚集奠定了基礎(chǔ)［6］。

3 油氣成藏模式

圖5 西北沙巴盆地油氣成藏事件Fig.5 Hydrocarbon accumulation events in the Northwest Sabah Basin

通過對盆地石油地質(zhì)條件的分析及典型油氣藏的解剖，以圈閉類型劃分為前提，綜合油氣藏形成的地質(zhì)靜態(tài)要素與動態(tài)地質(zhì)作用的匹配關(guān)系，構(gòu)建盆地不同結(jié)構(gòu)類型的油氣成藏模式［5］。

3.1 巖性型油氣成藏模式

主要位于外帶構(gòu)造區(qū)內(nèi)。StageⅣ泥／頁巖為其主要烴源巖；儲集體為沿Morris斷層分布的濁積扇砂體；圈閉類型為扇體向上傾方向尖滅而形成的砂體上傾尖滅型巖性圈閉；油氣沿儲集層向上傾方向運(yùn)移，被不整合或斷層遮擋，形成油氣藏。濁積扇砂體呈鑲嵌狀展布在StageⅣ頁巖地層中，彼此間相互獨(dú)立，縱向上表現(xiàn)為退積或進(jìn)積的形式，構(gòu)成一扇一藏的油氣成藏模式（見圖6）［7～9］。

圖6 巖性型油氣成藏模式（據(jù)文獻(xiàn)［7］修改）Fig.6 Lithologic hydrocarbon accumulation pattern

3.2 地層型油氣成藏模式

在盆地各構(gòu)造區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育。StageⅣA頁巖為其主要烴源巖；儲集層以StageⅣA下砂巖單元為主，部分為StageⅣC上砂巖單元；發(fā)育與深部區(qū)域不整合（DRU）、淺部區(qū)域不整合（SRU）、HorizonⅢ不整合、HorizonⅡ不整合、HorizonⅠ不整合有關(guān)的地層不整合遮擋和地層超覆2種圈閉類型［9～12］。油氣沿砂體或不整合面向上傾方向運(yùn)移，在晚期逆沖斷層及頂部泥頁巖的封蓋作用下聚集成藏（見圖7）。

圖7 地層型油氣成藏模式（據(jù)文獻(xiàn)［4］修改）Fig.7 Stratigraphic hydrocarbon accumulation pattern

3.3 滾動背斜型油氣成藏模式

主要分布于東巴蘭三角洲構(gòu)造區(qū)內(nèi)。StageⅣ泥／頁巖生成的油氣沿不整合面和斷層發(fā)生側(cè)向和垂向運(yùn)移；生長斷層及反向生長斷層形成的滾動背斜為油氣提供儲集場所；由StageⅣC、StageⅣD砂巖組成的上砂巖單元構(gòu)成油氣儲集空間；控制滾動背斜發(fā)育的生長斷層為油氣提供了良好的側(cè)向封堵，上覆頁巖地層為頂部蓋層［9，13～15］。生長斷層、滾動背斜、近源及良好的生儲蓋配置為油氣富集提供了有利條件（見圖8）。

圖8 滾動背斜型油氣成藏模式（據(jù)文獻(xiàn)［6］修改）Fig.8 Rollover anticline hydrocarbon accumulation pattern

4 勘探方向

4.1 內(nèi)帶構(gòu)造區(qū)

分析表明，內(nèi)帶構(gòu)造區(qū)主要發(fā)育地層超覆和地層不整合遮擋2類油氣藏。其中，前者是由StageⅣA砂巖超覆于淺部區(qū)域不整合之上而形成；后者為StageⅣA砂巖頂部被下部不整合和上部不整合所遮擋而形成。目前，該類型油氣藏在外帶構(gòu)造區(qū)內(nèi)勘探程度較高。因此內(nèi)帶構(gòu)造區(qū)未來的勘探重點應(yīng)圍繞區(qū)內(nèi)StageⅣD海相砂巖形成的地層型油氣藏。

4.2 外帶構(gòu)造區(qū)

與內(nèi)帶構(gòu)造區(qū)相比，外帶構(gòu)造區(qū)明顯的特征是濁積砂體非常發(fā)育，主要為StageⅣC／D和StageⅣF砂體滑塌作用而形成，且濁積砂體形成的地層－巖性油氣藏在外帶構(gòu)造區(qū)內(nèi)已有發(fā)現(xiàn)（如盆地南部的Samarang油田以及北部的Temeungo、St Joseph油田和SW Emerald、S Furious、Barton氣田均為該類型油氣藏）。因此，濁積砂體形成的地層－巖性油氣藏將是外帶構(gòu)造區(qū)未來的勘探重點。

5 結(jié)論

盆地以StageⅣ泥／頁巖為主要烴源巖；儲集層為StageⅣC、StageⅣD、StageⅣE砂巖構(gòu)成的上砂巖單元、StageⅣA砂巖組成的下砂巖單元以及StageⅣC／ⅣD滑塌形成的深水濁積扇體；發(fā)育下儲蓋組合、上儲蓋組合、深水儲蓋組合3種儲蓋組合形式。

盆地發(fā)育砂體上傾尖滅型、不整合型、滾動背斜型3種油氣成藏模式，且分布于不同的構(gòu)造區(qū)內(nèi)。

StageⅣD海相砂巖形成的地層超覆、地層不整合遮擋油氣藏為內(nèi)帶構(gòu)造區(qū)未來的勘探重點；而外帶構(gòu)造區(qū)則應(yīng)以濁積砂體形成的巖性油氣藏為主要目標(biāo)。

［1］ 張翀，吳世敏，丘學(xué)林.南海南部海區(qū)前陸盆地形成與演化［J］.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2007，27（1）：61～70.

ZHANG Chong，WU Shi?min，QIU Xue?lin.Formation of foreland basin in the south of the South China Sea［J］.Marine Geology＆Quaternary Geology，2007，27（1）：61～70.

［2］ Abbott W O，Alder K E，Boodoo W，et al.North Borneo regional study：Offshore Sabah［R］.Occidental Malaysia，Inc.，1990：90～102.

［3］ Hazebroek H P，Tan D N K，Lamy J M.Tectonic evolution of the NW Sabah continental margin since the Late Eocene［J］.Bulletin of the Geological Society of Malaysia，1990，27：241～260.

［4］ Mazlan B H M，Leong K M，Azlina A.The petroleum geology and resources of Malaysia［M］.Kuala Lumpur：Petroliam Nasional Berhad，1999：499～542.

［5］ 張厚福，方朝亮，高先志，等.石油地質(zhì)學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1999：228～271.

ZHANG Hou?fu，F(xiàn)ANG Chao?liang，GAO Xian?zhi.Petroleum Geology［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，1999，228～271.

［6］ 徐思煌，鄭丹，朱光輝，等.緬甸安達(dá)曼?；『筵晗萏烊粴獬刹匾丶俺刹啬Ｊ剑跩］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，2012，34（1）：29～34.

XU Si?huang，ZHENG Dan，ZHU Guang?hui，et al.Main controlling factors and models of gas accumulation in back?arc depression of Andaman Sea，Burma［J］.Journal of Earth Sciences and Environment，2012，34（1）：29～34.

［7］ Johnson H D，Chapman J W，Ranggon J.Structural and stratigraphic configuration of the Late Miocene Stage C reservoirs in the St.Joseph Field，offshore Sabah，NW Borneo［J］.Bulletin of the Geological Society of Malaysia，1989，25：79～118.

［8］ Brcce L，Awang K.Slumping at the Late Miocene shelf?edge offshore West Sabah：A view of a Turbidite Basin margin［J］. Bulletin of the Geological Society of Malaysia，1985，18（12）：1～29.

［9］ 王先德，王友啟，劉書權(quán)，等.二連盆地白音查干凹陷油氣成藏模式及勘探方向研究［J］.石油實驗地質(zhì)，2012，34（3）：291～295.

WANG Xian?de，WANG You?qi，LIU Shu?quan，et al.Hydrocarbon accumulation pattern and exploration direction in Baiyinchagan sag of Erlian Basin［J］.Petroleum Geology＆Experiment，2012，34（3）：291～295.

［10］ 易士威，王元杰，錢錚.二連盆地烏里雅斯太凹陷油氣成藏模式及分布特征［J］.石油學(xué)報，2006，27（3）：28～31.

YI Shiwei，WANG Yuan?jie，QIAN Zheng.Forming pattern and distribution features of hydrocarbon reservoir in Wuliyasitaisag of Erlian Basin［J］.Acta Petrolei Sinica，2006，27（3）：28～31.

［11］ 何登發(fā).不整合面的結(jié)構(gòu)與油氣聚集［J］.石油勘探與開發(fā)，2007，34（2）：142～149.

HE Deng?fa.Structure of unconformity and its control on hydrocarbon accumulation［J］.Petroleum Exploration and Development，2007，34（2）：142～149.

［12］ 宋國奇，卓勤功，孫莉.濟(jì)陽坳陷第三系不整合油氣藏運(yùn)聚成藏模式［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2008，29（6）：716～720.

SONG Guo?qi，ZHUO Qin?gong，SUN Li.Hydrocarbon migration and accumulation patterns in the Tertiary unconformity reservoirs of the Jiyang depression［J］.Oil＆Gas Geology，2008，29（6）：716～720.

［13］ 吳孔友，查明，肖敦清，等.黃驊坳陷埕北斷坡不整合特征與油氣成藏［J］.古地理學(xué)報，2008，10（5）：545～554.

WU Kong?you，ZHA Ming，Xiao Dun?qing，et al.Characteristics of unconformity and hydrocarbon accumulation in Chengbei fault slope of Huanghua depression［J］.Journal of Palaeogeography，2008，10（5）：545～554.

［14］ 張以明，王余泉，劉井旺，等.冀中坳陷復(fù)雜斷塊油藏成藏模式研究［J］.中國石油勘探，2006，11（2）：15～18.

ZHANG Yi?ming，WANG Yu?quan，LIU Jing?wang，et al.Complicated fault?block reservoir accumulation model research of Gizhong depression［J］.China Petroleum Exploration，2006，11（2）：15～18.

［15］ 付廣，付曉飛.斷裂輸導(dǎo)系統(tǒng)及其組合對油氣成藏的控制作用［J］.世界地質(zhì)，2001，20（4）：344～349.

FU Guang，F(xiàn)U Xiao?fei.Controlling of fault transport system and its combination to the formation and distribution of oil or gas reservoirs［J］.Word Geology，2001，20（4）：344～349.

HYDROCARBON ACCUMULATION MODEL AND FUTURE EXPLORATION IN NORTHWEST SABAH BASIN

MA Liang?tao1，2，LI Shi?xiong3

（1.Research Institute，China National Offshore Oil Corporation，Beijing 100027，China；2.Postdoctoral Center，China University of Geosciences，Beijing 100083，China；3.College of Geosciences，Yangtze University，Wuhan 430100，China）

Guided by hydrocarbon geological theory，through typical reservoir dissecting，it identifies the features of Northwest Sabah Basin reservoir.The result shows that three different hydrocarbon accumulation patterns can be built based on the research for characteristic of structure，sedimentary formation and petroleum geology.They are lithologic，stratigraphic and rollover anticline type，respectively.The basin tectonic evolution involved rift，compression and inverse stage，depression stages and it developed four Cenozoic formations：Stage I，StageⅡ，StageⅢ，StageⅣ.Mudstones and shales in the StageⅣare the main source rocks.The pretty reservoir is provided by the Stage IVA Lower Sandstone Unit，StageⅣC，ⅣD andⅣE Upper Sandstone Unit and StageⅣC／ⅣD slump turbidite fan.Three reservoir?seal combinations，called lower，upper，deep?water turbidite fan combinations，are identified in basin.It builds three hydrocarbon accumulation models，named Updip sandstone pinchout，Unconformity and Rolling anticline type which distribute in different tectonic area in this basin.The fundamental conditions of hydrocarbon accumulation are analyzed.It shows that hydrocarbon source rocks and reservoir contacting each other in the plane and superimposing in the space provides favorable conditions for hydrocarbon migration and accumulation.Based on the above analysis，it suggests that stratigraphic reservoir in Inboard belt and lithologic reservoir in Outboard belt will be the future exploration targets for basin.

NorthwestSabahBasin；elementsofhydrocarbonaccumulation；hydrocarbon accumulation pattern；favorable exploration zone

TE122.3

A

1006?6616（2014）04?0404?09

2014?06?22

國家重大專項30?1課題（2008ZX05030?001?04）

馬良濤，男，博士生，主要從事層序、沉積、儲層及石油地質(zhì)等領(lǐng)域研究。E?mail：maliangtao123＠163.com

李世雄，男，長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，主要從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和沉積石油地質(zhì)研究