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地质勘察论文:地区油气地势勘察趋向

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作者:张强吕福亮毛超林范国章王彬王雪峰单位:中国石油杭州地质研究院

盆地勘探历程

库泰盆地,于19世纪末(1897年),在SangaSanga背斜构造上钻探发现了油气,核实其最终探明储量达332.6MMboe。随后几十年,在该构造带及相邻构造带进行了钻探,但由于当时油气勘探理论及钻探技术都较落后,如找油主要依据野外油苗,且钻井深度最大只有950m,致使在该地区一直无重大发现。

从1940年开始,库泰盆地勘探完全处于停滞状态,直到20世纪60年代,印度尼西亚政府为振兴石油工业,出台了一系列优惠政策以吸引国际石油公司进入该国进行油气勘探,此时库泰盆地勘探才步入正轨。在国际石油公司先进勘探理论及勘探技术指导下,随后十多年库泰盆地迎来了勘探的黄金期(图3),在盆地的陆上及滨海区陆续有大批大型、特大型油气田被发现。如Unocal石油公司1970年发现了探明储量达1446MMBoe的Attaka油田,Huffco石油公司于1972年和1974年分别发现了探明储量达1312.24MMboe的Badak油田和996MMBoe的Nilam油气田,Total石油公司于1975年和1977年分别发现探明储量达1297MMBoe的Handil油田和探明储量达2998.49MMBoe的Tunu气田。从1982年至1990年,库泰盆地的油气发现慢慢趋缓。在这期间,Union石油公司于1982年发现探明储量达194MMboe的Kerenden1油气田;Total石油公司于1986年发现储量达523MMboe的Sisi-1油气田。

除此之外,整体无重大发现。进入21世纪,库泰盆地勘探逐渐向深水发展。2001年,在水深963m处,发现WestSeno气田,地质储量为690MMBoe,具有里程碑意义。原来认为深水区域缺乏烃源岩发育,随着该气田的发现,立即掀开了库泰盆地勘探的新局面。至2008年,短短几年间,库泰盆地深水区陆续发现探明储量约2800MMboe。

盆地构造演化及沉积充填

库泰盆地的演化可分为三个主要阶段:始新世断陷期、渐新世—早中新世拗陷期及中中新世—现今反转(挤压)期。断陷早期以陆相沉积为主,断陷晚期及拗陷期以半深海—深海沉积为主,反转期以三角洲沉积为主。通过文献资料发现,库泰盆地地层名称相当紊乱,往往同一套地层有三个以上名字,为便于统一,本文以下涉及到地层名称时统一用年代地层单位。

1断陷期

始新世早期,在太平洋板块、印澳板块和东南亚板块聚敛的影响下,东巽他大陆分裂,在前第三纪巽他克拉通内部及其附近形成了裂谷型库泰盆地。始新世早期盆地主要为陆相沉积,以粗粒河流扇三角洲沉积为主。随后盆地快速沉降,海水入侵,在盆地西部以河流、浅海扇三角洲沉积为主,沉积物源主要来自西北部Kuching带,盆地东部进入半深海—深海沉积环境,在局部高部位发育碳酸盐台地(图4)。

2拗陷期

始新世晚期至渐新世,伴随望加锡海峡张开及东加里曼丹挤压应力停止,库泰盆地进入拗陷阶段。盆地以半深海—深海沉积环境为主,在局部隆起区发育碳酸盐台地(图5),在此期间主要沉积了巨厚海相页岩。

3反转期

中新世早期,澳大利亚板块北西向向欧亚板块聚敛,加里曼丹地块南缘处于挤压应力场中,同时南地块向南与加里曼丹地块碰撞,加里曼丹地块普遍造山,盆地西北部Kuching凸起的抬升造成盆地内的海退,广海沉积范围缩小,同时受挤压应力及早期地层的重力滑脱作用,盆地开始回返。此时西北面Kuching凸起仍然是盆地的主要物源区,向盆地提供粗碎屑。由于沉积物供给超过盆地沉降,沉积中心向东迁移,滨海相沉积向东扩展,河流—三角洲砂岩和煤向东进积在较老深水沉积地层之上(图6)。

随着区域挤压的继续,中中新世开始,盆地完全反转,盆地中部三马林达复背斜带形成,将库泰盆地分为西北部的上库泰盆地和东南部的下库泰盆地,上库泰盆地由于遭受强烈挤压抬升而停止接受沉积。此时,三马林达复背斜成为下库泰盆地的主要物源区,为下库泰盆地提供沉积物源。遭剥蚀的碎屑物,随马哈坎河向东形成进积的马哈坎三角洲,向望加锡海峡推进(图7,图8)。巨厚进积型三角洲沉积为油气生储盖提供了优越条件,库泰盆地所有商业油气发现全部集中于该套三角洲沉积地层。

盆地石油地质特征

1烃源岩特征

库泰盆地区域上发育四套烃源岩(图8):上中新统富含碳质碎屑的深水浊积岩,中中新统三角洲平原煤及三角洲前缘碳质泥岩,下中新统滨浅海相页岩和始新统—渐新统半深海—深海页岩,断陷期碳质泥岩。沉积于中中新统的三角洲平原煤与三角洲前缘碳质泥岩,为库泰盆地最主要烃源岩,碳质泥岩TOC普遍大于2%,煤层TOC介于50%~80%,含烃指数350~400mg/g。该套烃源岩对盆地现今滨浅海区油气生成起主要贡献作用。

研究认为,现今库泰盆地勘探最热门的陆坡—陆隆半深海—深海区,烃源岩为富含煤屑及碳质碎屑的浊积岩,平均有机碳为1%~2%,少数可达2%~5%,最大达50%,氢指数50~183mg/g,最大可达400mg/g。它的沉积模式,为低位体系域时期重力流将陆架区的中—上中新统煤及碳质泥岩搬运至陆坡至陆隆区域快速沉积。下中新统紧邻前三角洲的海相页岩,平均有机碳0.5%~1.0%,有机质类型为Ⅲ型,氢指数100~150mg/g,为该盆地一套潜在的烃源岩。始新统—渐新统半深海—深海页岩和断陷期碳质泥岩,为盆地另一套潜在的烃源岩。

若把Ro=0.6%作为有机质成熟度的顶界,则盆地的成熟门限深度为2300~3500m。

2储集层特征

盆地发育四套、三种类型储层(图8):中中新统—上新统河流三角洲砂岩、中中新统—上新统深水陆坡浊积砂岩、始新统—中新统碳酸盐岩和断陷期盆地边缘上超粗碎屑砂岩。中中新世至上新世三角洲平原和前缘环境下沉积的砂岩,为盆地主要储层。如Handil油田,储集层为中中新世至上新世沉积的三角洲平原分流河道、河口坝及前三角洲砂体,随着三角洲的迁移,这些砂体相互叠置,该油田至少有58个宽度为0.5~2km互不相连的砂体。储集层孔隙度介于2%~39%之间,且一般为中至高孔隙度;渗透率普遍较高,主要在(30~5000)×10-3μm2之间。深水区盆底扇、斜坡扇及深水水道中的砂岩是盆地次要储层,但它们却是现今库泰盆地最主要的勘探对象,如位于水深963m的WestSeno气田,储层为上中新统陆坡水道砂岩,孔隙度17%~33%,渗透率(5~2000)×10-3μm2。台地碳酸盐岩礁滩体是盆地潜在的储层,尤其对于盆地深层,由于礁抗压实能力强,它能够很好地保存构造形态而使油气藏免遭破坏。断陷期沉积的粗粒砂岩为盆地深层潜在的储层。

3盖层特征

现今主要勘探区———下库泰盆地,主要为三角洲沉积充填。随着三角洲的发育演化,储层上部细粒三角洲平原泥岩、前三角洲泥岩及短期海侵页岩,都可作为直接盖层而对下伏油气起封堵作用。而对于陆坡深水区浊积岩储层而言,其上覆的半深海—深海页岩可作为良好盖层。

4圈闭特征

盆地圈闭分为三种类型:背斜—半背斜圈闭、地层岩性圈闭和生物礁岩性圈闭。背斜—半背斜圈闭是盆地最主要的圈闭类型。现今盆地所发现的绝大部分油气都富集于该类型圈闭中,其应力机制有挤压和重力滑脱两种。挤压背斜主要位于三马林达复背斜带,重力滑脱背斜主要位于下库泰盆地陆架及陆坡区域。地层岩性圈闭是盆地潜在的圈闭类型,位于盆地断陷期始新统。生物礁岩性圈闭处在远离陆缘的台地区,其上直接沉积海相页岩,构成储盖组合。

5含油气系统特征

盆地发育三套含油气系统:中中新统(生)—中上中新统(储)为盆地陆架滨浅海区主要含油气系统,上中新统(生)—上中新统/上新统(储)为陆坡陆隆深水区主要含油气系统,始新统/渐新统(生)—始新统/渐新统(储)为盆地深层潜在的含油气系统(图8)。中中新统(生)—中上中新统(储),是库泰盆地现阶段对油气贡献最主要的含油气系统,其烃源岩为中新统沉积的三角洲平原煤及三角洲前缘碳质泥岩,储层为河道、三角洲分支河道和河口坝砂体,圈闭主要为晚期形成的背斜,油气生成期主要为上新世至今(图9)。上中新统(生)—上中新统/上新统(储),为盆地深水区最主要含油气系统,也是库泰盆地现今勘探最热的一套含油气系统。在1995年以前,由于认识上的不足,该套油气系统一直未被发现。2001年,Unocal石油公司发现WestSeno气田,该套油气系统才浮现出来。该系统中烃源岩为富含碳质碎屑的浊积岩,这些碳质碎屑是在低位体系域时,通过重力流的形式搬运至陆坡与深海平原区域快速埋藏而保存下来的。其平均有机碳为1%~2%,少数可达2%~5%,最大达50%,氢指数50~183mg/g,最大可达400mg/g。储层为上中新统—上新统盆底扇、斜坡扇和水道砂体,圈闭为逆冲背斜,生烃期为上新世至今(图10)。始新统/渐新统(生)—始新统/渐新统(储),为盆地深层潜在的含油气系统,尤其在上库泰盆地,该套油气系统较下库泰盆地埋藏浅,具一定勘探价值。

油气分布特征及有利勘探方向

从所发现的油气田分布来看,它们几乎全部集中于几大背斜构造带中(图2);从含油气层位统计发现,油气基本富集于中中新统、上中新统—上新统(表1)。在陆上及近海地区主要富集于中中新统,海上主要富集于上中新统—上新统,呈现出越往东油气富集层位越新的趋势。下库泰盆地滨浅海区的中中新统—上新统三角洲沉积,由于勘探程度较高,盆地现今大部分经济储量都富集于该套地层,其剩余资源有限。

陆坡深水区的斜坡扇、盆底扇和斜坡水道,是现今库泰盆地勘探热点之地,望加锡海峡深海平原区将是潜在勘探区域。三马林达复背斜带顶部,虽遭受强烈剥蚀,但深层的渐新统—下中新统保存完好,能够形成良好储盖组合。

第三纪早期,上库泰盆地边缘砂体上超尖灭,可形成地层岩性圈闭。这类圈闭虽然晚期遭受强烈构造运动,但地层岩性圈闭有较强的抗破坏性,且上库泰盆地第三系埋藏相对较浅,是最为现实的勘探目标。

盆地深层始新统―中新统的台地生物礁储层,普遍具较强抗压实性,虽晚期遭受强烈构造运动,但内部油气却能得到很好的保存,如Kerendan1井,于渐新统生物礁内有良好油气发现,便是很好例证。

结论

(1)盆地经历了三期构造运动,断陷期、拗陷期和反转期。断陷早期以陆相沉积为主,断陷晚期及拗陷期,以半深海—深海沉积为主,反转期以三角洲沉积为主。

(2)盆地发育三套含油气系统,中中新统(生)—中上中新统(储),是盆地现阶段对油气贡献最大的含油气系统;上中新统(生)—上中新统/上新统(储)是盆地深水区最主要的含油气系统,始新统/渐新统(生)—始新统/渐新统(储)为盆地深层潜在的含油气系统。

(3)深海平原区盆底扇是下库泰盆地潜在勘探领域,渐新统—下中新统是三马林达复背斜带的有利勘探领域,始新统盆地边缘上超尖灭砂体是上库泰盆地潜在勘探领域,始新统―中新统台地生物礁是库泰盆地深层潜在勘探领域。

地质勘察论文:地区油气地势勘察趋向责任编辑:陈老师    阅读:人次