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盆地油气地势特性与控制探讨

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作者:马良涛王春修牛嘉玉 郑求根雷宝华单位:中石油勘探开发研究院中海油研究总院海外评价中心中国地质大学海洋学院青岛海洋地质研究所

油气地质特征

1烃源岩

盆地发育多套烃源岩,主要为滨岸/下滨岸平原、河—海及陆架深海等沉积环境。StageⅣ泥/页岩为主要烃源岩;StageⅢ泥岩为次要烃源岩。最好的烃源岩为StageⅣA和StageⅣD下滨岸平原的煤质页岩和碳质页岩[3]。本文主要讨论西北沙巴盆地海域范围内烃源岩的特征。烃源岩氢指数与最大热解峰温交会图表明(图3),除“外带”构造区为Ⅲ型、Ⅱ/Ⅲ混合型干酪根外,其他构造区烃源岩均以Ⅲ型干酪根为主,其中,“内带”构造区烃源岩由页岩、碳质页岩、碳质粉砂岩和煤组成,其有机质的显微组分由镜质体和少量无定形组成[3]。各区域内所产油气的气体色谱图(图4)、特征38碎片质谱图m/z191(质荷比)与m/z217(图5)具有以下特征:①较高的Pr/Ph(姥植比)值(4.5~6.5,平均值为5.8);②较高的三萜烷/甾烷值;③奥利烷和W、T、R型树脂体等陆生成因混合物出现;④C29甾烷对C27和C28甾烷的相对优势。这说明盆地烃源岩有机质主要来自陆生高等植物。此外,由各油田的油气特征质谱图可知(图5),油气样品的生物标志物具有相似曲线形态,这表明西北沙巴盆地的油气来自相同烃源岩或具有相似化学成分的不同烃源岩。以上分析表明,西北沙巴盆地“内带”构造区以陆相烃源岩为主,而“外带”构造区内stageⅣB、stageⅣE烃源岩中三萜烷的出现表明其为海—陆混合型烃源岩;“内带”构造区南部烃源岩为未成熟到成熟早期,北部烃源岩已进入生油高峰,而“外带”构造区除Tembungo和GajahHi-tam油田的烃源岩为过成熟和成熟外,其他区域烃源岩均为未成熟到成熟早期;东巴兰三角洲烃源岩处于未成熟阶段(图3)。

就烃源岩生烃潜力而言,“内带”构造区北部和“外带”构造区的烃源岩总有机碳与生烃潜力指数变化范围相似,为0.15%~90%和0.1~60mgHC/gRock,生烃潜力为差到很好;“内带”构造区南部烃源岩总有机碳在0.6%~60%之间,生烃潜力指数为1.5~40mgHC/gRock,生烃潜力较北部差;东巴兰三角洲烃源岩总有机碳为0.2%~30%,生烃潜力指数为0.15~10mgHC/gRock,生烃潜力一般(图6)。

2储集层

中中新世以后,盆地沉积环境呈现海相—海/陆混合相—海相的变化趋势,发育河流、三角洲、浅海和滨岸沉积相,各沉积相内发育的砂体是盆地主要储集层。StageⅣA、StageⅣC、StageⅣD内的滨岸、河流/三角洲、浅海相砂岩地层为盆地重要储集层,构成由StageⅣC、StageⅣD砂岩组成的上砂岩单元、StageⅣA砂岩组成的下砂岩单元以及StageⅣC、StageⅣD滑塌形成的深水浊积扇3套储集层,且下砂岩单元储集层的储集性能最好(表1)。然而,在西北波罗州北部发育的储集性能较好的碳酸盐岩地层在该盆地内还没有油气发现[2]。

3盖层

西北沙巴盆地缺乏区域性盖层,大多数储集层以层内页岩、泥岩、钙质粉砂岩为盖层。另外,页岩充填的滑塌崖和泥岩底辟也可作为局部盖层。其中,层内页岩、泥岩、钙质粉砂岩常作为储集层的顶部和翼部盖层;页岩充填的滑塌崖为StageⅣD/ⅣC浊流储集层的盖层。此外,砂岩储集层向远处常过渡为富含泥质的沉积地层,砂岩地层向远处发生尖灭,从而构成储集层侧向上的封堵。

4生储盖组合

分析研究表明,StageⅣ为主要烃源岩,StageⅢ为次要烃源岩,且StageⅣA和StageⅣD下滨岸平原的煤质页岩和碳质页岩为最好的烃源岩。主要储集层为StageⅣA构成的下砂岩单元,StageⅣC、StageⅣD、StageⅣE构成的上砂岩单元以及StageⅣC/ⅣD浊流沉积。盖层为层内页岩或泥岩。由此构成盆地3套储盖组合:①下储盖组合以下砂岩单元为储集层,层间页岩或泥岩为盖层;②上储盖组合以上砂岩单元为主要储集层,盖层封盖机理为断层封闭或岩性尖灭;③深水储盖组合以深水浊流沉积为储集层,盖层为底辟泥岩或页岩充填的滑塌崖。

5圈闭类型

西北沙巴盆地形成的与盆地浅部区域不整合(SRU)和HorizonⅡ、HorizonⅠ不整合有关的圈闭分布在盆地不同的构造区内。其中,与晚中新世浅部区域不整合有关的隔挡式褶皱圈闭(开阔平缓向斜与紧闭背斜的组合褶皱)主要集中在“内带”构造区的南部;与早上新世HorizonⅡ不整合有关的泥底辟背斜圈闭和生长断层控制的滚动背斜圈闭主要发育在BunburyStJoseph山脉西部和西北部以及靠近“外带”构造区边缘的地方;与晚上新世HorizonⅠ不整合有关的反转构造圈闭主要发育在“外带”构造区内。此外,StageⅣA、StageⅣC、StageⅣD的砂岩地层常超覆在不整合之上形成地层不整合圈闭。这种类型的圈闭在盆地的“内带”构造区内广泛发育,主要表现为:①在“内带”构造区南部,储集层上超于深部区域不整合(DRU)之上;②在“内带”构造区中部和北部,StageⅣC内的砂岩储集层超覆于浅部区域不整合(SRU)之上。

6油气藏类型

分析研究表明,西北沙巴盆地主要发育以下油气藏[4]:(1)构造油气藏包括滚动背斜油气藏、底辟拱升背斜油气藏[6-8],前者主要出现在东巴兰三角洲和“外带”构造区内,后者主要分布在“内带”构造区南部和“外带”构造区内(图7)。深部烃源岩生成的油气沿不整合面和断层发生侧向和垂向运移进入圈闭中形成油气藏。(2)地层油气藏以地层不整合遮挡和地层超覆2种油气藏为主[9-11]。该类型油气藏在盆地内较为常见,主要表现为与深部区域不整合(DRU)、浅部区域不整合(SRU)和HorizonⅢ、HorizonⅡ、HorizonⅠ不整合有关的油气藏(图7)。不整合即可作为油气的运移通道,也可构成油气藏的遮挡条件。(3)岩性油气藏主要表现为“外带”构造区内沿Morris断层分布的多个浊积扇砂体的叠置,以及其他构造区内StageⅣA、StageⅣC、StageⅣD、StageⅣE、StageⅣF中的沉积砂体相互叠置构成的油气藏。成熟烃源岩生成的油气沿连通砂体、断层发生运移进入储集体聚集成藏。

构造对成藏的控制作用

受构造—地貌的控制,盆地各构造区发育不同时期的烃源岩和储集层;而盆地形成演化过程中不同时期的构造变形作用则形成了各种类型的圈闭,油气进入圈闭后进而形成不同的油气藏。

1构造—地貌控制烃源岩、储集层分布

西北沙巴盆地主要烃源岩为StageⅣ内发育的页岩、泥岩和煤,且StageⅣA、StageⅣD烃源岩的质量最好;主要储集层为StageⅣA、StageⅣC、StageⅣD内发育的滨岸、河流/三角洲、浅海相砂岩地层。其中,StageⅣA主要位于“内带”构造区南部和“外带”构造区靠近“内带”构造区南部的区域,向东,则由于构造抬升产生剥蚀作用而缺失。“外带”构造区为StageⅣD及后期沉积地层的沉积中心,浅海到深海环境的StageⅣD、StageⅣE、StageⅣF、StageⅣG沉积地层向西北方向直接超覆于StageⅣC及更老的深海相沉积物之上。因此,构造运动和地貌控制了盆地内主要烃源岩和储集层的分布。

2构造控制浊流储集层的分布

在中到晚中新世的StageⅣD和StageⅣC进积期间,陆架边缘发生滑塌,将大量沉积物带入深水环境而形成浊流沉积,这些滑塌浊流沉积在西北沙巴南部沿Morris断层分布,在北部沿Bun-bury—StJoseph山脉分布。

3构造作用对圈闭类型的控制

西北沙巴盆地内发育的油气圈闭与盆地内各个不整合时期的变形作用有关。

(1)与晚中新世浅部区域不整合有关的变形在与浅部区域不整合有关的转换挤压作用下发生厚皮变形,形成了被宽缓向斜分隔的紧闭背斜—隔档式复合褶皱圈闭。

(2)与早上新世HorizonⅡ不整合有关的变形受西北—东南向挤压作用的影响,发生区域性的厚皮和薄皮构造变形,形成以页岩底辟为核部的高闭合度背斜以及三角洲生长断层控制的滚动背斜圈闭。

(3)与晚上新世HorizonⅠ不整合有关的变形受与此次不整合有关的构造运动的影响,深部南北向的扭动断层再次活动,使得早期的紧闭背斜被抬升而遭受剥蚀。同时,也使早期生长断层发生反转,从而形成与反转构造作用有关的构造圈闭。

结论与认识

(1)西北沙巴盆地发育多套烃源岩和储集层:烃源岩以StageⅣA和StageⅣD泥页岩质量最好,且各构造区内烃源岩的成熟度不同;储集层主要为StageⅣA、StageⅣC、StageⅣD发育的碎屑岩地层,尤以StageⅣA下砂岩单元构成的储集层最为重要;盆地缺乏区域性盖层,以层内泥页岩为主要盖层。

(2)盆地发育3个储盖组合:下储盖组合以下砂岩单元为储集层;上储盖组合以上砂岩单元为主要储集层;深水储盖组合以深水浊流沉积为储集层,三者均以层内页岩或泥岩为主要盖层。

(3)构造运动和沉积地貌控制了盆地内烃源岩、储集层的分布;不同时期不同构造区域内的构造变形作用控制了不同圈闭、油气藏的形成与分布。

盆地油气地势特性与控制探讨责任编辑:陈老师    阅读:人次