巴布亞盆地新生界油氣成藏組合

劉婉芬 曠理雄 郭建華 蔡文杰

摘 要：探討巴布亞盆地中生界油氣成藏條件與成藏模式，分析巴布亞盆地中生界油源條件、儲(chǔ)集條件、儲(chǔ)蓋組合、圈閉條件，油氣運(yùn)移聚集等，揭示該區(qū)石油成藏主控因素，研究該區(qū)中生界油氣富集規(guī)律，指出有利含油區(qū)帶和勘探目標(biāo)，為下一步勘探部署提供可靠地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：巴布亞盆地；新生界；成藏組合

巴布亞盆地位于巴布亞新幾內(nèi)亞和澳大利亞北部邊緣之間，整體為北西-南東向延伸的陸上和近海盆地。盆地覆蓋面積約為688537km2，包括了新幾內(nèi)亞南部大部分，巴布亞的東南部、巴布亞海灣和托雷斯海峽。其油氣探明儲(chǔ)量為525.62油當(dāng)量。

一、地質(zhì)背景

巴布亞盆地主體位于印度洋板塊（印度-澳大利亞板塊），北臨太平洋板塊匯聚邊界，西北部臨近歐亞板塊，多期多種應(yīng)力集中，構(gòu)造背景復(fù)雜。從板塊構(gòu)造位置來看，巴布亞盆地所處亞太地區(qū)，受印度洋、太平洋和歐亞大陸三大構(gòu)造體系的共同作用，經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化過程?？傮w來看，亞太地區(qū)經(jīng)歷了元古宙到早古生代的“岡瓦納古大陸”、早古生代和中生代的“北聚南散”和新生代的“碰撞拼合”三大構(gòu)造演化階段。

根據(jù)巴布亞盆地經(jīng)歷的兩大演化階段（被動(dòng)陸緣盆地階段和前陸盆地階段），結(jié)合巖心、錄井剖面、測(cè)井曲線等鉆井資料，開展鉆井層序的劃分與對(duì)比。研究區(qū)新生界層序地層樣式有如下特點(diǎn)：始新世和中新世研究區(qū)海侵?jǐn)U大，上新世盆地逐漸上升為陸，整個(gè)盆地以碳酸鹽臺(tái)地沉積為主。Fly臺(tái)地、Papuan褶皺帶東部斜坡處新生界發(fā)育較全，地層總體上由西向東地層變厚。Fly臺(tái)地以西為主要物源區(qū)，始新世和中新世各層序由東向西往物源方向超覆。

新生代早期，盆地大規(guī)模海侵，整個(gè)盆地以碳酸鹽臺(tái)地沉積為主，F(xiàn)ly臺(tái)地東部、Papuan褶皺帶及其以北區(qū)域發(fā)育了狹長(zhǎng)的臺(tái)地邊緣礁以及塔礁、環(huán)狀礁。始新世末，盆地大規(guī)模海退，臺(tái)地相碳酸鹽地層被剝蝕殆盡，只有斜坡處有少量臺(tái)地邊緣相灰?guī)r殘余。隨后盆地迅速海侵變?yōu)樘妓猁}沉積環(huán)境，臺(tái)地邊緣相分布廣泛。

新生代晚期，由于河流的注入，碳酸鹽巖的生長(zhǎng)受到抑制，而三角洲相則大量發(fā)育，沉積體逐漸向陸源碎屑巖過渡。盆地大部處于海灣環(huán)境，以粉砂質(zhì)泥巖或灰泥為主，向南與開闊海相連；西側(cè)為開闊臺(tái)地及生物礁，臺(tái)地邊緣有少量臺(tái)地灰?guī)r儲(chǔ)層和礁發(fā)育；北側(cè)及東北是火山島弧區(qū)，主要提供砂質(zhì)碎屑物源，其中北部三角洲提供長(zhǎng)距離物源，東北部地區(qū)提供短距物源和少量臺(tái)地和礁，工區(qū)東部?jī)?chǔ)層以砂巖為主。

二、含油氣成藏組合的基本要素

（一）烴源巖。烴源巖主要發(fā)育在新近系Orubadi組，Orubadi組烴源巖至現(xiàn)今進(jìn)入低熟—成熟階段，具有一定的勘探潛力。該套烴源巖主要為灰色泥巖、灰色頁巖及少量頁巖砂巖互層，連續(xù)性強(qiáng)，厚度大。主要分布于Fly臺(tái)地東部及Moresby地槽，厚250～2100m，平均厚918m有效分布面積約24500Km2。

（二）儲(chǔ)集巖。新生界儲(chǔ)集巖包括中新統(tǒng)Darai組、漸新統(tǒng)Puri組和始新統(tǒng)Mendi組，巖性主要為細(xì)火山碎屑巖和灰?guī)r。

1.Darai組。中新世整個(gè)盆地以碳酸鹽巖沉積為主，生物礁也非常繁盛，新生界大多數(shù)氣田都是以Darai組生物礁灰?guī)r作為儲(chǔ)層。巴布亞灣Darai灰?guī)r的礁灰?guī)r發(fā)育有氣藏。微裂縫和少量的微孔隙發(fā)育，使該處有差到中等的孔隙度（平均為27%）。

Darai組同期發(fā)育的地層Aure群，位于巴布亞盆地東部，主要為一套沉積在深海環(huán)境的夾有少量砂、雜砂巖或濁積巖的細(xì)火山碎屑巖。Darai組為一套沉積在高能淺水碳酸鹽巖陸架或臺(tái)地上巨大的礁灰?guī)r層。生物礁儲(chǔ)層厚度可達(dá)數(shù)百米。Darai組較好的儲(chǔ)層，主要位于Fly臺(tái)地。

2.Puri組。主要儲(chǔ)層Puri組灰?guī)r是新生界探明儲(chǔ)量最高的層位。Puri組沉積在碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣淺灘，主要巖性為一套含石英顆粒的碎屑灰?guī)r和生物格架灰?guī)r。Puri組較好的儲(chǔ)層，主要位于巴布亞褶皺帶東部和Fly臺(tái)地。Puri組在低孔隙度的深水碳酸鹽巖中有氣發(fā)現(xiàn)。該地層在巴布亞褶皺帶東部和Fly臺(tái)地處是質(zhì)量好的潛在儲(chǔ)層。孔隙度為4%至35%（平均18%），滲透率高達(dá)25000 毫達(dá)西。

3.Mendi組。Mendi組儲(chǔ)層為一套深?；?guī)r，它位于巴布亞褶皺帶東部和Aure陡坡處。Mendi組在Moose-1井灰?guī)r的裂縫和孔隙處有油氣顯示。始新世到下中新世Mendi組的深?；?guī)r是一個(gè)潛在儲(chǔ)層，它位于巴布亞褶皺帶東部和Aure陡坡處。在Moose-1井灰?guī)r的裂縫和孔隙處有油氣顯示?？紫抖葹?.4%到26%（平均12%）。

（三）蓋層。上新統(tǒng)Orubadi組是中新統(tǒng)Darai組碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的區(qū)域蓋層。蓋層厚度較大，占地層厚度百分比大于85%。平面上，Darai組的蓋層主要分布于Fly臺(tái)地和Moresby海槽，F(xiàn)ly臺(tái)地蓋層厚度200m-2100m，Moresby海槽因資料限制，據(jù)推測(cè)，蓋層厚度200m-1400m。

三、油氣成藏作用

（一）圈閉。根據(jù)前人研究成果，Papuan褶皺帶和Aure活動(dòng)構(gòu)造帶，主要發(fā)育逆沖擠壓推覆褶皺，構(gòu)造樣式主要是基底卷入型和蓋層滑脫型；Fly臺(tái)地西部構(gòu)造不太發(fā)育，可能存在一些低幅斷塊構(gòu)造；盆地東部臺(tái)地邊緣發(fā)育生物礁及部分濁積體。從已發(fā)現(xiàn)的油氣藏統(tǒng)計(jì)來看，新生界主要是生物礁與背斜圈閉，其中生物礁圈閉5個(gè)，占圈閉總數(shù)的50%，背斜圈閉5個(gè)，占圈閉總數(shù)的50%。隨著勘探程度與認(rèn)識(shí)程度的提高，該區(qū)會(huì)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一批地層圈閉與巖性圈閉。

（二）生、聚匹配。巴布亞盆地新生界生烴高峰期為第四紀(jì)，以產(chǎn)氣為主。Papuan褶皺帶斷裂發(fā)育，有利于油氣運(yùn)移，最有利的油氣聚集區(qū)為Papuan南部強(qiáng)烈褶皺帶部位，因此該構(gòu)造帶是油氣成藏最有利部位，主要的油氣運(yùn)移方式為油氣沿著斷裂垂向運(yùn)移進(jìn)入圈閉。

四、油氣層藏組合特征

巴布亞盆地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的多期性，導(dǎo)致了海進(jìn)與海退的頻繁交替，從而產(chǎn)生了沉積的多旋回性，形成了多套油氣成藏組合。根據(jù)新生界生、儲(chǔ)、蓋層的發(fā)育狀況，區(qū)內(nèi)可劃分為三個(gè)I級(jí)油氣成藏組合，即：

（一）第I成藏組合（上新統(tǒng)Orubadi組泥巖、中新統(tǒng)Darai組灰?guī)r（蓋層）/中新統(tǒng)Darai組礁灰?guī)r（儲(chǔ)層））。

本成藏組合為烴源巖主要為上侏羅統(tǒng)Imburu組泥巖，中新統(tǒng)Aure群泥巖和上新統(tǒng)Orubadi組泥巖也是潛在的烴源巖。

巴布亞盆地東部海灣，水體溫暖，在較深水區(qū)的古隆起上發(fā)育著大里的塔礁和堡礁群，中新世整個(gè)盆地以碳酸鹽沉積為主，生物礁也非常繁盛，新生界大多數(shù)氣田都是以Darai組生物礁作為儲(chǔ)集層的，生物礁儲(chǔ)層厚度可達(dá)上千米，此外蓋層Orubadi組泥巖分布穩(wěn)定是很好的區(qū)域性蓋層，是新生界最主要的成藏組合類型之一。Darai組內(nèi)碎屑灰?guī)r儲(chǔ)層的探明儲(chǔ)量為118.17油當(dāng)量。

（二）第II成藏組合（中新統(tǒng)Darai組灰?guī)r（蓋層）/漸新統(tǒng)Puri組礁灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r（儲(chǔ)層））。

本成藏組合烴源巖為上侏羅統(tǒng)Imburu組泥巖和中侏羅統(tǒng)Maril頁巖，蓋層為Darai組灰?guī)r或上Orubadi組泥巖。

主要儲(chǔ)層Puri組灰?guī)r是新生界探明儲(chǔ)量最高的層位，孔隙發(fā)育，儲(chǔ)量達(dá)407.62油當(dāng)量。Puri灰?guī)r以產(chǎn)氣為主，局部產(chǎn)少量的稠油。Puri組以一套含石英顆粒的碎屑灰?guī)r和棘皮類生物格架灰?guī)r，分布于漸新世碳酸鹽臺(tái)地邊緣淺灘區(qū)。受到Coral擴(kuò)張期的影響，受到嚴(yán)重剝蝕，殘存地層主要分布在Fly臺(tái)地東北部與Papuan褶皺帶東南緣，常與下伏始新統(tǒng)Mendi組灰?guī)r相連通，形成較大的油氣藏。

（三）第Ⅲ成藏組合（上新統(tǒng)Orubadi組泥巖、中新統(tǒng)Darai組灰?guī)r、漸新統(tǒng)Puri組灰?guī)r（蓋層）/始新統(tǒng)Mendi組灰?guī)r（儲(chǔ)層））。

該成藏組合烴源巖來自上侏羅統(tǒng)Imburu組，蓋層為上覆Darai組灰?guī)r，Moose井區(qū)是新生界少有的產(chǎn)油井區(qū)，在Moose-1井，Mendi組的探明儲(chǔ)量為118油當(dāng)量。井區(qū)東南部為斜坡區(qū)，與Aure活動(dòng)帶相鄰，是尋找濁積扇型和溝谷充填型等巖性有利地區(qū)。

五、結(jié)語

（一）三套成藏組合均為已證實(shí)的組合，其中第I組合、第II組合為新生界主要成藏組合。第I成藏組合以尋找生物礁型氣藏為主，早中新世巴布亞盆地邊緣生物礁繁盛，具有較大的潛力；第II組合是區(qū)內(nèi)新生界最主要成藏組合，主力儲(chǔ)層Puri組是一套棘皮類生物礁灰?guī)r和泥礫灰?guī)r，具有較好的儲(chǔ)集性能，常與下伏Mendi組相通，探明儲(chǔ)量為407.62油當(dāng)量，以氣為主，含少量的稠油；第III成藏組合在區(qū)內(nèi)分布較局限，以產(chǎn)油為主，探明石油儲(chǔ)量為118油當(dāng)量。

（二）第I成藏組合主要在Aure活動(dòng)帶以東有一些生物型油氣藏，有一定的商業(yè)價(jià)值，但在勘探中要避開泥底辟；第II成藏組合的勘探方向應(yīng)該以尋找生物礁為主，通過地震剖面和沉積相對(duì)比尋找古隆起區(qū)和臺(tái)地斜坡區(qū)；第Ⅲ成藏組合可以在盆地東北部Aure活動(dòng)帶周緣深部尋找Puri組地層。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：劉婉芬，中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院。