王 云

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069)

海洋深水油氣是當(dāng)今海洋油氣勘探必然發(fā)展趨勢(shì)和油氣資源接替的重要戰(zhàn)略選區(qū)[1]，是目前世界上非常重要的油氣資源區(qū)。澳大利亞西北陸架海域水深大于500 m的深水區(qū)是當(dāng)今世界深水油氣勘探的熱門地區(qū)之一，從西南到東北依次分布著北卡那封盆地、柔布克盆地、布勞斯盆地和波拿巴盆地四大盆地[2]。布勞斯盆地(Browse Basin)位于波拿巴盆地和柔布克盆地之間，面積約21.3×104km2，東南部和東部超覆在金伯利克拉通之上，西部和西北部延伸至阿爾戈深海平原，北至爪哇帝汶海槽，在西南和東北方向上分別逐漸向柔布克盆地和波拿巴盆地過渡。盆地顯生宙沉積物厚達(dá)15 km，盆地基底為古生界克拉通層系，上覆蓋層為：(1)侏羅系—下白堊統(tǒng)裂谷層系，主要為一套海陸過渡相和陸源海相三角洲沉積；(2)早白堊世至今被動(dòng)大陸邊緣層序，主要為海相碳酸鹽巖和濁積砂巖沉積[3]。

現(xiàn)有的勘探表明布勞斯盆地天然氣資源十分豐富而石油發(fā)現(xiàn)很少，盆地還沒有進(jìn)入油氣生產(chǎn)階段。目前油氣勘探主要集中在盆地的Caswell凹陷和Yampi陸架區(qū)域，已發(fā)現(xiàn)的大型油氣田主要集中在Caswell凹陷區(qū)域。關(guān)于盆地生烴條件、儲(chǔ)層特征、蓋層特征、圈閉、油氣運(yùn)移等油氣成藏基本條件的研究很薄弱，目前僅局限在有限的凹陷內(nèi)，制約了盆地油氣勘探進(jìn)程。本文以油氣最新的資料為依據(jù)，綜合分析了布勞斯盆地油氣地質(zhì)條件，以期為盆地取得大范圍突破提供地質(zhì)依據(jù)。

1 烴源巖特征

布勞斯盆地最重要的烴源巖系主要為一下三套[4,5]：

1.1 下—中侏羅統(tǒng)Plover組三角洲相頁巖

下—中侏羅統(tǒng)Plover組烴源巖及其等效地層為三角洲平原—前三角洲及海相泥巖、碳質(zhì)泥巖和煤層，源巖生烴潛力中等—好，TOC含量為1.0%～3.5%，氫指數(shù)最高可達(dá)100～200 mg/g。在盆地中央地區(qū)，這套沉積層系烴源巖已過成熟，而在盆地邊緣則處于未成熟階段。

圖1 布勞斯盆地主要構(gòu)造單元圖(據(jù)Kennard et al, 2002)

1.2 上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)下Vulcan組海相泥巖

布勞斯盆地的上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)的海相泥巖比盆地周圍地區(qū)要薄而且有機(jī)質(zhì)非常貧瘠，烴源巖生烴潛力為差—中等，總有機(jī)碳含量最高為3.5%，平均值為0.5%。主要原因是雖然西澳大利亞大型盆地均發(fā)育晚侏羅世缺氧環(huán)境沉積的海相泥巖主力烴源巖，但布勞斯盆地發(fā)育下白堊統(tǒng)凡蘭吟階巨厚沉積而不發(fā)育上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)沉積，因?yàn)榫植孔儫岷突鹕阶饔檬沟每迤诖箨懡怏w之后熱沉降直至凡蘭吟期才開始發(fā)生。

但在Seringapatam和西Caswell次盆，有較高的生烴潛力。上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)海相泥巖和頁巖烴源巖總有機(jī)碳含量一般為1%～5%，最高可達(dá)10%以上，具有較高的有機(jī)質(zhì)豐度。熱解烴(S2)為2～15 mg/g，氫指數(shù)(HI)為100～400 mg/g。下—中侏羅統(tǒng)Plover組烴源巖為沖積平原和三角洲環(huán)境沉積，具有陸相Ⅲ型干酪根特征，TOC含量為1%～70%，S2為2～250 mg/g，氫指數(shù)(HI)為100～600 mg/g。

1.3 下白堊統(tǒng)上Vulcan和Echuca-Shoals海組泥頁巖

下白堊統(tǒng)上Vulcan和Echuca-Shoals海組泥頁巖烴源巖有機(jī)質(zhì)含量不高，但由于面積巨大而生烴量很大。烴源巖的演化階段處于生油窗內(nèi)，在Caswell-2井的巴列姆裂縫頁巖中，見有良好的油氣顯示。

對(duì)布勞斯盆地Caswell次盆油氣藏生油巖的有機(jī)地球化學(xué)指標(biāo)研究表明，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的油氣田的油氣資源主要來自下白堊統(tǒng)Echuca-Shoals泥巖(以生油為主)和下—中侏羅統(tǒng)Plover組頁巖(以生氣及凝析油為主)，研究認(rèn)為這兩套烴源巖是凹陷最主要的源巖。

2 儲(chǔ)蓋特征

2.1 儲(chǔ)層

布勞斯盆地主要儲(chǔ)集層為侏羅系—下白堊統(tǒng)的河流—三角洲相砂巖。

2.1.1 下—中侏羅統(tǒng)Plover組河流—三角洲相砂巖儲(chǔ)層

下—中侏羅統(tǒng)儲(chǔ)集層為Plover組河流—三角洲相砂巖，為淺海大陸架前緣三角洲沉積，是布勞斯盆地最重要的儲(chǔ)集層之一。

2.1.2 上侏羅統(tǒng)下Vulcan組和Brewster組砂巖儲(chǔ)集層

上侏羅統(tǒng)下Vulcan組和Brewster組儲(chǔ)集層為河流—三角洲相砂巖， Barcoo次盆發(fā)育比較好的牛津階河流—三角洲相砂巖，在Lynher-1井，其孔隙度可高達(dá)20%。在盆地東邊，提塘階—貝里阿斯階為高能近岸碎屑巖沉積，孔隙度可達(dá)15%。

2.1.3 下白堊統(tǒng)上Vulcan組和Echuca-Shoals組砂巖儲(chǔ)集層

下白堊統(tǒng)上Vulcan組儲(chǔ)集層是在貝里阿斯期因大量砂巖碎屑的注入形成的，孔隙度可達(dá)24%～27%，是Brewster-1A和EchucaShoals-1氣田(Cornea和Gwydion油氣田)的重要儲(chǔ)集層。Echuca-Shoals組儲(chǔ)集層為低水位體系域和海侵過程沉積的砂巖，是比較好的儲(chǔ)集層，這些儲(chǔ)集層在Yampi陸架和Prudhoe階地的地層圈閉中尤為發(fā)育。

2.2 蓋層

布勞斯盆地內(nèi)發(fā)育多套蓋層，以泥質(zhì)巖蓋層為主。中、下白堊統(tǒng)(凡蘭吟階—賽諾曼階)Jamieson組、Echuca-Shoals組、上Vulcan組泥質(zhì)巖是盆地良好的區(qū)域性蓋層，局部蓋層包括三疊系—侏羅系層間頁巖和泥質(zhì)巖。

3 油氣成藏

3.1 圈閉

根據(jù)對(duì)已發(fā)現(xiàn)油氣田的研究成果表明，Caswell凹陷主要圈閉類型為斷背斜、斷塊、壓實(shí)披覆背斜和傾斜斷塊構(gòu)造，次要圈閉類型包括砂巖尖滅和不整合面等圈閉要素。

3.2 油氣運(yùn)移

布勞斯盆地的油氣主要通過斷裂系統(tǒng)垂向運(yùn)移到相鄰圈閉和上部的圈閉中，在高斷階隆起帶上Cornea和Gwydion油氣田的發(fā)現(xiàn)表明在盆地東部地區(qū)存在著油氣長(zhǎng)距離向東運(yùn)移[6]。盆地東部的油氣田是油氣通過邊界斷層做垂向運(yùn)移或通過白堊紀(jì)砂體內(nèi)部的側(cè)向運(yùn)移聚集成藏的，油氣從沉積中心沿地層的上傾方向運(yùn)移至背斜圈閉和巖性尖滅地帶形成油氣圈閉。盆地西部，Caswell次盆地內(nèi)的烴源巖生成的油氣沿著Scott-Reef油田的邊界斷層運(yùn)移至盆地邊緣聚集成藏。

3.3 油氣成藏組合

在多旋回沉積作用的背景下，布勞斯盆地內(nèi)發(fā)育多套油氣成藏組合。主要包括下白堊統(tǒng)成藏組合，上侏羅統(tǒng)成藏組合，中、下侏羅—上三疊統(tǒng)成藏組合和石炭系—二疊系成藏組合。其中，下白堊統(tǒng)成藏組合，上侏羅統(tǒng)成藏組合，中、下侏羅—上三疊統(tǒng)成藏組合最為重要，盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)的11個(gè)油氣田都屬于這些油氣成藏組合(圖2)。

圖2 布勞斯盆地油氣成藏組合

(1)下白堊統(tǒng)油氣系統(tǒng)成藏類型包括(圖2)：Caswell次盆東部邊緣(高斷階及隆起帶)的地層超覆尖滅、剝蝕不整合面以及二疊系—三疊系深切谷圈閉等成藏組合，油氣由盆地中心凹陷區(qū)向東做長(zhǎng)距離運(yùn)移進(jìn)入圈閉成藏；Caswell次盆西部邊緣中新世斷裂系統(tǒng)活化形成斷層遮擋構(gòu)造圈閉成藏組合，斷裂系統(tǒng)的活化使生成的油氣向上疏導(dǎo)在次生圈閉中成藏；上白堊統(tǒng)和古近系—新近系的水下扇巖性圈閉油氣成藏組合；下白堊統(tǒng)披覆構(gòu)造和侏羅系超覆尖滅圈閉成藏組合；凹陷中東部斷裂系統(tǒng)活化形成的次生圈閉成藏組合。

(2)上侏羅統(tǒng)油氣成藏組合為上侏羅統(tǒng)Vulcan組河流—三角洲相自生自儲(chǔ)自蓋型成藏組合，Vulcan組河流—三角洲相砂巖和前三角洲泥巖互層，發(fā)育多套生儲(chǔ)蓋組合[7]。

上侏羅統(tǒng)烴源巖主要分布于Caswell次盆北部與波拿巴盆地Vulcan斷陷相鄰的斜坡部位，油氣向四周運(yùn)移，在西北和東南部地塹邊界斷層圈閉中成藏。上侏羅統(tǒng)油氣成藏組合類型包括：凹陷邊界斷塊構(gòu)造圈閉成藏組合；凹陷內(nèi)隆起區(qū)披覆構(gòu)造圈閉成藏組合；凹陷內(nèi)超覆尖滅圈閉；凹陷東部斷階帶斷裂系統(tǒng)活化發(fā)育次生圈閉成藏組合。上侏羅統(tǒng)油氣成藏組合分布局限，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的油氣田僅為Skua油田。

(3)中、下侏羅統(tǒng)—上三疊統(tǒng)油氣成藏組合的烴源巖廣泛分布于深部凹陷內(nèi)，主要為上三疊統(tǒng)Nome組河流三角洲相頁巖和中—下侏羅統(tǒng)Plover組海相頁巖(圖2)。雖然晚三疊世Nome組陸相頁巖生烴能力有限，但是中—下侏羅統(tǒng)Plover組海相頁巖最大厚度大于500 m，生烴潛力良好，是盆地的主力源巖。成藏組合富含陸相和海相混合來源的有機(jī)質(zhì)，以生氣和凝析油為主。凹陷內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的主要油氣田均屬于這種類型，包括凹陷西部的Torosa氣田、Brecknock氣田、凹陷中部的Brewster，Gorgonichthys，Titanichthys氣田、凹陷東北部斷階帶Crux氣田等。

儲(chǔ)集層主要為中—下侏羅統(tǒng)Plover組海相三角洲砂巖，次要為上三疊統(tǒng)Nome組河流三角洲相砂巖，蓋層為上三疊統(tǒng)Nome組河流三角洲相頁巖和中—下侏羅統(tǒng)Plover組海相頁巖與Montara組頁巖，Plover組海相三角洲沉積中砂頁巖是很好的儲(chǔ)蓋組合。

油氣成藏組合類型主要包括(圖2)：凹陷邊緣斜坡帶的斷塊、斷背斜等構(gòu)造圈閉成藏組合；凹陷內(nèi)部隆起區(qū)披覆背斜圈閉成藏組合；凹陷內(nèi)超覆尖滅地層圈閉成藏組合；凹陷東部斷階帶的斷裂系統(tǒng)再活化次生圈閉成藏組合。

(4)石炭系—二疊系油氣成藏組合的烴源巖為早二疊世Fossil Head組冰川海相黏土巖，品質(zhì)為差—中等，局限分布于石炭紀(jì)—二疊紀(jì)時(shí)期的裂谷斷陷中。在盆地內(nèi)部已經(jīng)過成熟，在邊部未成熟—?jiǎng)偝墒?，以生成干氣為主，生烴時(shí)間基本是晚三疊世時(shí)期。主要儲(chǔ)集層為烴源巖之上海進(jìn)時(shí)期形成的上三疊統(tǒng)Nome組河流—三角洲相砂巖，主要發(fā)育于盆地的邊緣。上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)Nome組前三角洲相頁巖和Plover組海相頁巖是該油氣成藏組合的重要蓋層。

油氣主要側(cè)向運(yùn)移到晚三疊世擠壓構(gòu)造期形成的背斜構(gòu)造帶，凹陷東部斷階帶為油氣的主要垂向運(yùn)移區(qū)域。

4 結(jié)語

(1)布勞斯盆地發(fā)育下—中侏羅統(tǒng)Plover組三角洲相頁巖、上侏羅統(tǒng)下Vulcan組海相頁巖和下白堊統(tǒng)Echuca Shoals海相泥巖等三套主力烴源巖系；主要儲(chǔ)集層為侏羅系—下白堊統(tǒng)的河流—三角洲相砂巖，主要蓋層為中、下白堊統(tǒng)海相泥巖蓋層。

(2)油氣成藏的圈閉類型主要為斷背斜、斷塊、壓實(shí)披覆背斜和傾斜斷塊構(gòu)造。油氣主要通過斷裂系統(tǒng)垂向運(yùn)移，也存在著油氣長(zhǎng)距離運(yùn)移。盆地內(nèi)主要發(fā)育下白堊統(tǒng)成藏組合、上侏羅統(tǒng)成藏組合、中下侏羅統(tǒng)—上三疊統(tǒng)成藏組合和石炭系—二疊系成藏組合等多套油氣成藏組合。

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