文萊-沙巴盆地油氣勘探潛力

劉 鵬，張厚和，赫栓柱，廖宗寶

中海油研究總院有限責任公司，北京

1. 引言

文萊-沙巴盆地位于南海東南部，跨越我國九段線。多年來，中國地質(zhì)調(diào)查局和許多學者對文萊-沙巴盆地開展了大量的基礎研究工作[1]，但迄今為止并未開展大規(guī)模油氣勘探工作。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2017年底，文萊和馬來西亞在該盆地鉆井2902口，其中探井874口，累計探井進尺約223 × 104m；已發(fā)現(xiàn)油氣田和含油氣構造158個，累計石油地質(zhì)儲量32.70 × 108t，天然氣地質(zhì)儲量2.32 × 1012m3。其中，有40個油氣田位于我國九段線內(nèi)，累計地質(zhì)儲量分別為石油9.11 × 108t、天然氣6319 × 108m3。因此，系統(tǒng)分析文萊-沙巴盆地油氣地質(zhì)條件和成藏分布規(guī)律對于開展油氣資源評價、勘探潛力分析等具有重要意義。在前人研究的基礎上，結合國內(nèi)外最新研究成果和周邊國家在該盆地的油氣勘探開發(fā)動態(tài)，系統(tǒng)總結了盆地構造演化、沉積充填特征以及油氣地質(zhì)條件、成藏機制。

2. 地質(zhì)概況

文萊-沙巴盆地位于我國南海南沙群島以南、加里曼丹島以北的沙巴岸外及文萊沿海一帶，是南沙地塊向加里曼丹地塊俯沖所形成的弧前盆地，北界為南沙海槽東南緣斷裂，東界為巴拉巴克斷裂，西界為廷賈斷裂，南界為穆魯斷裂，整體呈NE走向展布，面積約10.04 × 104km2，盆地內(nèi)淺水區(qū)面積約占70% (水深 ＜ 500 m)，我國九段線內(nèi)面積約2.5 × 104km2。

在新一輪全國油氣資源評價采用的盆地區(qū)劃基礎上，綜合大量文獻及地震-地質(zhì)剖面等資料，結合重磁資料最新研究成果，重新厘定了文萊-沙巴盆地邊界。根據(jù)盆地基底性質(zhì)、沉積和構造特征，以魯東-莫里斯斷層為界將盆地分為巴蘭三角洲坳陷和沙巴坳陷2個次級構造單元，其中沙巴坳陷可分為內(nèi)帶、外帶、逆沖帶3個構造帶(圖1)。

Figure 1. Division of tectonic zone of Brunei-Sabah Basin圖1. 文萊-沙巴盆地構造區(qū)劃圖

3. 構造演化及沉積充填特征

3.1. 構造演化特征

文萊-沙巴盆地的形成及演化與古南海的消亡和現(xiàn)今南海的擴張密切相關，南沙地塊南部邊緣與加里曼丹-巴拉望塊體之間經(jīng)歷了一個連續(xù)的演化過程，其構造演化可劃分為3個階段。晚白堊世-中始新世，文萊-沙巴盆地為弧前盆地增生階段，古南海洋殼向西北婆羅洲俯沖消減，南沙塊體向南推移與加里曼丹碰撞，古南海西段消亡，形成盧帕爾增生雜巖帶。晚始新世-中中新世，文萊-沙巴盆地為前陸盆地發(fā)育與改造階段，新南海逐漸形成并擴展，古南海不斷消減；文萊-沙巴盆地構造復雜，南部褶皺劇烈，北部平緩，西部發(fā)育生長斷層與擠壓背斜，東部走滑特征明顯，扭動構造發(fā)育；同時，該時期也是沉積盆地主要發(fā)育階段，沉積厚度大，最厚處超過萬米，沉積由南向北呈北西向展布，由靠近物源區(qū)的海岸平原逐漸過渡為淺海環(huán)境再至開闊海環(huán)境[2]。晚中新世至今，文萊-沙巴盆地為被動大陸邊緣發(fā)育階段，南海擴張停止，文萊-沙巴地區(qū)進入被動大陸邊緣區(qū)域沉降階段。

3.2. 沉積特征

文萊-沙巴盆地巴蘭三角洲坳陷和沙巴坳陷表現(xiàn)出不同的沉積特點。

巴蘭三角洲坳陷沉積特點為快速的三角洲沉積被快速的海侵所分割，從而形成8個沉積旋回、4大沉積時期。白堊紀末-早漸新世，加里曼丹周圍的陸塊盆地由于當時古晉高地尚未隆起，主要為海相沉積；晚漸新世-早中新世，隨著南沙地塊向南裂離，整個東南亞地區(qū)向西開始廣泛海侵，初期一般形成海侵砂巖，中中新世以后，加里曼丹古晉高地抬升隆起，其周圍盆地表現(xiàn)為海退旋回，發(fā)育了典型的海退三角洲沉積模式；上新世至第四紀，盆地總體緩慢下沉，接受海相沉積(圖2)。其中，早中新世以來，該區(qū)多期幕式抬升，沙巴盆地沉降并充填硅屑進積物，物源來自南部的拉羌-科羅克褶皺沖斷帶。在盆地東南部發(fā)育3個三角洲(圖3)，早期的早中新世梅麗干(Melingan)三角洲，局部被中-晚中新世的冠軍(Champion)三角洲覆蓋，晚期在冠軍(Champion)三角洲西部形成晚中新世-全新世的巴蘭(Baram)三角洲。上述三角洲的沉積中心逐漸向西北遠濱推移，沉積物來自拉羌-科羅克褶皺沖斷帶和被改造的早期三角洲沉積。

Figure 2. The synthetic stratum histogram of Brunei-Sabah Basin圖2. 文萊-沙巴盆地地層綜合柱狀圖

Figure 3. The major delta distribution of Brunei-Sabah Basin (according to Sandal,1996,modified)圖3. 文萊-沙巴盆地主要三角洲分布圖(據(jù)Sandal，1996，修改)

沙巴坳陷活動的壓扭構造導致多個區(qū)域不整合和穿時的海侵界面，從而無法劃分沉積旋回，將古近系和新近系劃分為4套地層單元。STAGEI為褶皺變質(zhì)基底；STAGEII、STAGEIII為上始新統(tǒng)-下中新統(tǒng)深海相沉積；STAGEIV為中中新統(tǒng)至今的沉積，主要發(fā)育三角洲、濱淺海相砂巖，是油氣勘探的主要目的層段(圖2)。

4. 油氣地質(zhì)條件

4.1. 烴源巖

文萊-沙巴盆地主要烴源巖為中新統(tǒng)泥巖，其中巴蘭三角洲坳陷烴源巖主要為下中新統(tǒng)-上新統(tǒng)陸生植物夾雜藻類，以泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤層形式存在[3][4][5]。有機質(zhì)類型主要以II-III型干酪根為主，少量I型；有機質(zhì)豐度較高，總有機碳質(zhì)量分數(shù)一般大于1%，其中泥巖、炭質(zhì)泥巖為中-好烴源巖，煤為差烴源巖；有機質(zhì)成熟度為0.25%～0.6%，從不成熟到成熟。

沙巴坳陷烴源巖主要為STAGEIV (中中新統(tǒng)-更新統(tǒng))泥、頁巖，STAGEIII (下中新統(tǒng))泥巖為次要烴源巖。最好的烴源巖為STAGEIVA (中中新統(tǒng))和STAGEIVD (上中新統(tǒng))下濱岸平原相的含煤頁巖和炭質(zhì)頁巖。除“外帶”構造區(qū)為III型、II/III型干酪根外，其他構造區(qū)均以Ⅲ型干酪根為主；總有機碳質(zhì)量分數(shù)一般介于0.5%～2%之間；有機質(zhì)成熟度在各構造區(qū)內(nèi)也不同，其中“內(nèi)帶”構造區(qū)南部烴源巖為未成熟到成熟早期，北部烴源巖已進入生油高峰，“外帶”構造區(qū)烴源巖主要為未成熟到成熟早期，個別達到過成熟和成熟。

盆地內(nèi)地溫梯度較低，為1.82～3.25℃/100m，平均2.58℃/100m。生油門限深度大約在3350 m (圖4)，生氣窗大概在4400～5600 m之間。

Figure 4. The relationship between depth and Ro of Brunei-Sabah Basin圖4. 文萊-沙巴盆地鏡質(zhì)體反射率與深度關系圖

4.2. 儲層

巴蘭三角洲坳陷儲層以旋回V (上中新統(tǒng))和VI (下上新統(tǒng))最為發(fā)育，厚度可分別達到3048 m和1829 m。屬海岸平原、海岸和河海沉積環(huán)境中的海退層序的一部分，發(fā)育三角洲、濱岸、下海岸平原沉積相[6][7]。該區(qū)儲層以細-中粒砂巖為主，分選良好，滲透率為20～1200 mD，孔隙度為15%～30%。

沙巴坳陷在中中新世以后，沉積環(huán)境逐漸由海相到海陸過渡相再到海相，從而發(fā)育淺海和濱岸、三角洲、河流等沉積相，上述沉積相內(nèi)所發(fā)育的砂體是沙巴坳陷的主要儲集層，其中STAGEIVA (中中新統(tǒng))、STAGEIVC (上中新統(tǒng))、STAGEIVD (上中新統(tǒng))內(nèi)的砂巖是該區(qū)重要的儲集層，其滲透率為10～600 mD，孔隙度為10%～30%。

4.3. 蓋層

巴蘭三角洲坳陷區(qū)主要有2類蓋層：層間及層內(nèi)的頁巖和黏土巖。旋回VI (下上新統(tǒng))發(fā)育一套區(qū)域性砂泥巖蓋層[8]，為旋回VI (下上新統(tǒng))和下伏旋回V (上中新統(tǒng))的儲層提供良好的蓋層。

沙巴坳陷無區(qū)域性蓋層，以層內(nèi)頁巖、泥巖、鈣質(zhì)粉砂巖為主要蓋層。此外，部分泥巖底辟和頁巖充填的滑塌崖亦可作為局部蓋層。

4.4. 油氣圈閉類型

文萊-沙巴盆地新近系構造走向主要有南北向和北東-南西向，主要構造形態(tài)有逆沖疊瓦構造、沖斷構造、滾動構造、張性斷塊構造、旋轉(zhuǎn)構造、壘塹構造以及泥底辟構造等。含油氣圈閉類型有構造圈閉、巖性圈閉、地層圈閉等。

巴蘭三角洲主要發(fā)育3種類型圈閉：擠壓-泥底辟背斜型圈閉、生長斷層-滾動背斜型圈閉、以濁積體為儲層的巖性-構造復合圈閉。

沙巴坳陷主要發(fā)育泥底辟背斜圈閉和生長斷層控制的滾動背斜圈閉、地層不整合遮擋和超覆圈閉、與不整合有關的反轉(zhuǎn)構造圈閉。

5. 油氣藏分布特征

平面上，巴蘭三角洲坳陷油氣相對富集，主體部位跨越馬來西亞和文萊海域，已發(fā)現(xiàn)81個油氣田和29個氣田，主要油氣田有Baronia油氣田、Southwest Ampa油氣田、Seria油氣田、Champion油氣田、Bokor油氣田、Bagang1氣田、Bilit1氣田等；沙巴含油氣區(qū)的油氣田多為扭動背斜構造，油氣藏埋藏較淺。已探明22個油氣田和11個氣田，油氣田主要有Samarang油氣田、Erb W油氣田、St Joseph油氣田、Tembungo油氣田、Kinabalu油氣田、Glayzer氣田等。

垂向上，受梅麗干(Melingan)、冠軍(Champion)和巴蘭(Baram)三角洲的發(fā)育控制，由陸向海，年代逐漸變新(從第Ⅴ旋回砂巖油藏過渡到第Ⅳ旋回砂巖油藏)，油氣主要賦存于中-上中新統(tǒng)砂巖，以產(chǎn)油為主。

6. 結論

1) 文萊-沙巴盆地是一個主要經(jīng)歷了3期構造演化且沉積速度較快的新生代含油氣盆地。盆地的西部(巴蘭三角洲坳陷)和東部(沙巴坳陷)沉積特點表現(xiàn)出了較大的差異性，西部主要發(fā)育了3期典型的海退三角洲沉積復合體，東部沉積環(huán)境呈現(xiàn)海相-海陸過渡相-海相的變化趨勢，發(fā)育河流、三角洲、淺海和濱岸沉積相。

2) 文萊-沙巴盆地烴源巖主要為中新統(tǒng)泥巖；儲層主要為上中新統(tǒng)和下上新統(tǒng)發(fā)育的三角洲、濱岸、下海岸平原相砂巖；蓋層主要為下上新統(tǒng)區(qū)域性泥巖以及層內(nèi)頁巖、泥巖、鈣質(zhì)粉砂巖等。