澳大利亞北卡那封盆地油氣地質(zhì)特征及勘探潛力分析

1、澳大利亞北卡那封盆地油氣地質(zhì)特征及勘探潛力分析第29卷第3期2007年6月石油霧跆沾屆petroleumgeology&experlmentv01.29.no3jun.,2007文章編號:10016112（2007）03-025306澳大利亞北卡那封盆地油氣地質(zhì)特征及勘探潛力分析白國平，殷進(jìn)垠（1 中國石油大學(xué)石油天然氣成藏機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京102249;2 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院海外研究中心，北京100083） 摘要:北卡那封盆地是澳大利亞最主要的產(chǎn)油氣盆地,也是世界上主要的富氣盆地 z.盆地經(jīng)歷了裂前，早期裂谷，晚期裂谷和裂后被動大陸邊緣發(fā)育階段

2、,充填了以中生界占絕對優(yōu)勢的厚約15km的沉積 層系三疊系一下白堊統(tǒng)內(nèi)發(fā)育了 4套桂源巖，油氣主要儲于上三疊統(tǒng),上侏羅統(tǒng)和下白堊統(tǒng)區(qū)域上，石油絕大部分分布于巴 羅一丹皮爾次盆地，而灤金臺地和埃克斯茅斯高地則富集了大部分的天然氣和凝析油.截至2004年底，盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)石油（包 括凝析油）5.27 x 108t,天然氣28424 x 108rll.油氣地質(zhì)綜合分析表明該盆地仍具有良好的勘探前景，勘探程度中等的?？怂姑?斯高地，?？怂姑┧勾闻璧睾捅雀駹柎闻璧氐目碧綕摿ψ畲?關(guān)鍵詞:石油地質(zhì);油氣分布;勘探潛力;北卡那封盆地;澳大利亞中圖分類號:te122文獻(xiàn)標(biāo)識碼:apetroleumgeologi

3、calfeaturesandexplorationpotentialanalysesofnorthcarnavonbasin.australiabaiguoping.yinjinyin(l.keylaboratoryforhydrocarbonaccumulationofeducationministry,chinauniversity ofpetroleum,beijingl022499china;2.overseasresearchcenter,petroleumexplorationandproductionresearchlnstitutesinopec.beijing 100083,

4、china)abstract:thenorthcarnarvonbasinisthepremieroilandgasproducingbasininaustraliaan doneoftheworld一classgas-richbasinsltexperiencedpre-rifting,earlyriftingjaterifting5andpost-riftingpassivemargindevelopmentstages.thebasinwasfilledwithaboutl5kmthicksediments,whichare overwhelmingly domihatedbytheme

5、sozoic.foursetsofsourcerocksweredevelopedinthetriassic一lowercretaceous succession.oil,condensateandgasaremainlyreservoiredintheuppertriassic,upperjurass icandlowercretaceous.regionally.oilismostlydistributedinthebarrowanddampiersub 一 basinswhereastheexmouthplateauandrankinplatformcontainbulkofthecon

6、densateandgas.bytheendof2004.5.27x10.tonnesofoiland28424xlo.m.ofgashadbeendiscoveredinthebasin.integratedpetroleumgeologicalanalysesindicatethatthebasinhasaconsiderablehydrocarbonprospectivity.the moderatelyexploredexmouthplateau,exmouthsubbasinandbeaglesubbasincomprisethemostpromisingareaswiththebe

7、stexplorationpotentia 1.keywords:petroleumgeology;oilandgasdistribution,explorationpotential,northcarnarv onbasimaustralia北卡那封盆地位于澳大利亞西北大陸架的最南端,面積約54.44x lokmz,其中陸上面積僅0.94xt0km2 該盆地為一被動大陸邊緣盆地iii,主要沉積了中生界地層，地層最大厚度約15km.自1954年發(fā)現(xiàn)第一個油以來，到2004年底已發(fā)現(xiàn)油/氣田151個;發(fā)現(xiàn)石油（包括凝析油）儲量（本文的儲量均指探明和控制儲量之和）5.27 xio.t,天然氣儲量2

8、8424x折合成油當(dāng)量為 28.19x lo.te,收稿日期:20070307;修訂日期:20070418.作者簡介:白國平（1963 一），男（漢族），河北容城人，博士，副教授，主要從事全球油氣 分布和國外含油氣盆地研究.基金項(xiàng)目:中國石化集團(tuán)公司重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（p99104）.254?石油囊齬砧質(zhì)第29卷其中天然氣儲量占油氣總儲量的81,該盆地是一 個世界級的富氣盆地作為最重要的含油氣盆地， 北卡那封盆地的天然氣產(chǎn)量和石油產(chǎn)量分別于 1989年和1995年超過維多利亞州的吉普斯蘭盆地 而成為澳大利亞最大的產(chǎn)氣和產(chǎn)油盆地,2004年該 盆地的石油和天然氣產(chǎn)量分別為1148.97101和 2

9、34.79 x 10.m3,分別占澳大利亞當(dāng)年石油和天然 氣產(chǎn)量的55.98和5926_3 中國從澳大利亞進(jìn)口的液化天然氣（lng）就 產(chǎn)自北卡那封盆地，屮海油公司以非作業(yè)者的身份 已參與了該盆地的油氣勘探開發(fā)然而，有關(guān)該盆 地的中文文獻(xiàn)比較少見，己有的研究成果多為盆地 和其主要油氣田的圖冊以及相伴生的簡單文字簡 介鑒于此,本文以廣泛收集到的公開發(fā)表的文 獻(xiàn)和咨詢公司的數(shù)據(jù)庫資料為基礎(chǔ)，利用石油地質(zhì) 綜合分析的方法，總結(jié)了該盆地的油氣地質(zhì)特征， 油氣分布規(guī)律，并分析了其油氣勘探潛力，目的就 是為我國油公司進(jìn)一步參與該盆地的油氣勘探開 發(fā)提供參考建議.1盆地基礎(chǔ)地質(zhì)特征1.1盆地構(gòu)造特征北卡那封

10、盆地是發(fā)育于澳大利亞西北大陸架 最南端的一個沉積盆地，東以烏龜北凸起與柔布克 (roebuck)盆地分開，西和北與科維爾(curvier), 蓋斯克吟(gascoyne)和阿爾戈(argo)深海平原相 鄰l5,分界線人為定為3500m水深線(圖1).盆 地內(nèi)劃分出的主要構(gòu)造單元包括埃克斯茅斯(ex mouth)高地，袋熊高地,伊外斯特蓋特爾(invest】 gator)次盆地，灤金(rankin)臺地,?？怂姑┧勾?盆地，巴羅(barrow)次盆地，丹皮爾(dampier)次 盆地，比格zj (beagle)次盆地，恩德比(enderby)階 地,皮達(dá)姆ii(peedamullah)陸架和蘭伯

11、特(lam bert)陸架l6(圖1,2).不同構(gòu)造單元之間一般有 明顯的分界線，但是巴羅次盆地和丹皮爾次盆地z 間的分界線比較模糊，因此這2個次盆地常常被合 在一起統(tǒng)稱為巴羅丹皮爾次盆地.1.2盆地構(gòu)造一沉積演化特征北卡那封盆地是在古生代一中生代岡瓦納大 陸破裂基礎(chǔ)上形成的，破碎的陸塊分階段從西北陸 架分裂岀去，朝歐亞板塊漂移和增生石炭一三疊 系地層沉積于坳陷盆地構(gòu)造背景，隨后的地層沉積 受到了侏羅紀(jì)早期的裂谷活動以及中侏羅世晚卡 洛期和早白堊世早凡蘭吟期發(fā)生的2次解體活動 的影響.北卡那封盆地的構(gòu)造-沉積演化史可分 為裂前克拉通，早期裂谷，晚期裂谷和裂后被動陸 緣4個發(fā)育階段，這4個階段對

12、應(yīng)著4套不同的地 層單元l7（圖3）.圖1澳大利亞西北大陸架沉積盆地分布ls 蘭伯特陸架;bsb.比格爾次盆地;esb.?？怂姑┧勾闻璧?rp.灤金臺地；ps.皮達(dá)姆拉陸架;b-dsb.巴羅一丹皮爾次盆地;isb 伊外斯特蓋特爾次盆地;nta. 烏龜北凸起fig.ldistributionmapofsedimentarybasinsinthenorthwestshelfofaustraliaj第3期白國平等.澳大利亞北卡那封盆地油氣地質(zhì)特征及勘探潛力分析255. ?？怂姑┧勾闻璧匕柗ㄍ蛊鸢土_次盆地皮達(dá)姆拉陸架 圖2澳大利亞北卡那封盆地石油地質(zhì)綜合圖上圖為構(gòu)造分區(qū)和油氣田分布圖;下圖為橫貫巴羅

13、次盆地和?？怂姑┧勾闻璧氐?地質(zhì)剖面圖.fig.2integratedmapshowingpetroleumgeologicalfeaturesofthenorthcarnarvonbasin,a ustralia1.2.1裂前發(fā)育階段中古生代的裂谷和解體活動導(dǎo)致晚古生代和 三疊紀(jì)期間北卡那封盆地經(jīng)歷了坳陷發(fā)育階段，并 于克拉通背景下在全區(qū)域內(nèi)沉積了上二疊統(tǒng)一下 侏羅統(tǒng)裂前層系這套層系由上二疊統(tǒng)一下侏羅 統(tǒng)赫塘階組成，地層包括陸架相二疊系kenedy 群，淺海相上二疊統(tǒng)chinty組,河流三角洲相 下一屮三疊統(tǒng)locker頁巖組，河流相中一上三疊 統(tǒng)mungaroo組，淺海相下侏羅統(tǒng)north

14、rankin 組及其與它們時代相當(dāng)?shù)牡貙樱▓D3）.1.2.2早期裂谷階段起始于晚赫塘期一早辛涅繆爾期的裂谷作用 結(jié)束了三疊紀(jì)時期的坳陷沉積背景，西北大陸架北 部的北西走向的古牛代盆地被抬升和褶皺，同時形 成一系列北東走向的活動裂谷和夭折裂谷在 北卡那封盆地，呈雁列式排列的?？怂姑┧?巴羅， 丹皮爾和比格爾等次盆地代表了夭折裂谷，而活動 裂谷則沿著?？怂姑┧垢叩氐奈鱾?cè)邊緣和?？怂?茅斯次盆地的西南延伸部分展布，并成為了后來大 陸解體的位置早期裂谷作用形成了三疊系斷塊256?石油察齬沾屬第29卷地層年代巨層序巖性剖面主要地層主要 產(chǎn)屢第四紀(jì)exmout巖組上新世新近紀(jì)caperange群中新世漸新

15、世被動giralia砂屑古近紀(jì)始新世陸石灰?guī)r組緣car&bia砂屑古新世層石灰?guī)r組馬斯特里赫特期系ogg砂屑石灰?guī)r組坎潘期晚t001哪屑.一石灰暑婦一嘲一t自.|ihaycock igee粉砂巖組堊阿爾比期閤勰糖射ii紀(jì)阿普第期日i晚巴列姆期期腑特里期裂凡蘭吟期谷貝利阿斯期層jicdcr艘提塘期系晚一基束罩期一dingo泥巖組z,矗r卡洛期侏巴通期一？中巴柔期旦一瞎g擊瑚a1110組和羅期ml i蝴砂巖組阿林期裂紀(jì)托爾期谷普林斯巴期層旦系辛涅繆爾期專:赫塘期瑞替斯一克:諾利期拉:晚頁疊通紀(jì)卡尼期內(nèi) 屮拉丁期層 旦哥里斯巴赫期系 晚二疊世 1 口 27”3 國 4 奄 5?678

16、圖3澳大利亞北卡那封盆地綜合地層柱狀圖1.砂巖2泥巖;3 泥灰?guī)r;4.石灰?guī)r；5 氣藏;6.油藏;7.油氣藏;8 .桂源巖fig.3cornpositestratigraphiccolurnn forthenorthcarnarvonbasin,australia 構(gòu)造，這些構(gòu)造與沉積于之上的蓋層組合在一起構(gòu) 成了灤金臺地的大型構(gòu)造圈閉和復(fù)合圈閉，天然氣 的聚集成藏形成了大中型氣田（圖2）.早期裂谷階段發(fā)牛于普林斯巴期一卡洛期，早 期裂谷層系包括murat粉砂巖組,athol組和 legendre組（圖3）,它們沉積于濱岸平原一陸架沉 積環(huán)境.123晚期裂谷階段晚卡洛期在阿爾戈深海平原發(fā)牛了海

17、底擴(kuò)張 和大陸解體，并形成了卡洛期不整合而，該不整合 面也稱為主不整合面或大陸解體不整合面.此時 的大陸解體為第一期大陸解體，它影響到了袋熊高 地和比格爾次盆地，大陸解體和裂谷擴(kuò)寬與裂谷向 西北的遷移有關(guān).凡蘭吟期發(fā)生了第二期大陸解體，這時埃克斯 茅斯次盆地的局部地區(qū)的下凡蘭吟階地層遭受了剝 蝕和與走滑斷裂活動相關(guān)的褶皺構(gòu)造活動，沿著科 維爾和蓋斯克吟深海平原邊界的活動裂谷，發(fā)牛了 明顯的大陸分離在大陸分離之后的凡蘭吟期巴 列姆期期間，斷裂帶對沉積方式的影響減弱.晚期裂谷階段發(fā)生于晚卡洛期一阿普第期，晚 期裂谷層系包括dingo泥巖組,biggada砂巖組， angel 組,d叩uy 組,ba

18、rrow 群,forestier 泥巖組， flag砂巖組,birdrong砂巖段,mardie綠色砂巖 段,muderong頁巖組,m.australis砂巖段和 windalia砂巖段（圖3）.1.2.4裂后被動大陸邊緣階段阿爾比期,?？怂姑┧垢叩睾蜑唇鹋_地開始沉 降，但在晚白堊世一古近紀(jì)時期沉降緩慢,沉降導(dǎo) 致了袋鼠向斜（圖2）構(gòu)造雛形的形成，該向斜位于 牛津期z后裂谷所處的地殼脆弱帶.地殼沉降引起 ?？怂姑┧垢叩叵驏|南傾斜以及?？怂姑┧购桶?羅一丹皮爾次盆地邊界周緣的褶皺，這種褶皺作用 形成了 2個北東走向的沉積體系:一個沿?？怂姑?斯高地的東南邊緣（袋鼠向斜）分布,另一個則分布 于巴

19、羅丹皮爾次盆地的西南部晚口堊世一第三 紀(jì)期間，沉積集中于袋鼠向斜的北部,結(jié)果在比格爾 次盆地和灤金臺地的北邊沉積了第三系地層.整個晚口堊世期間，巴羅一丹皮爾次盆地的北部地區(qū)依然經(jīng)歷了斷裂構(gòu)造活動，在裂谷內(nèi)，沉積 有碎屑巖然而，灤金臺地的構(gòu)造高地或出露于地 表或被淺海所覆蓋，淺海環(huán)境導(dǎo)致了碳酸鹽巖凝縮層的沉積晚中新世一上新世期間，盆地的外測（西北部）沉降至深海深度,，從而形成了該地區(qū)目前的地形地貌.阿爾比階一全新統(tǒng)構(gòu)成了北卡那封盆地的裂后被動大陸邊緣層系，地層包括windalia放射蟲巖組,haycock泥灰?guī)r組及其上覆地層（圖3）.2油氣地質(zhì)特征2生儲蓋特征北卡那封盆地的桂源巖一般為具有生油和

20、生第3期白國平等.澳大利亞北卡那封盆地油氣地質(zhì)特征及勘探潛力分析?257. 氣潛力的中等品質(zhì)的姪源巖，但也包括一些優(yōu)質(zhì)的生油巖裂谷層系屮的侏羅系海相至邊緣海相泥，頁巖構(gòu)成了盆地的主要烷源巖，這些桂源巖主要分 布于各個次盆地的凹陷內(nèi)北卡那封盆地主要發(fā)育4套炷源巖:三疊系locker頁巖組-mungaroo 組姪源巖（既可生油也可生氣，但以生氣為主）， 下一屮侏羅統(tǒng)athol組生氣巖,中一上侏羅統(tǒng)dingo泥巖組桂源巖和下白堊統(tǒng)forestier泥巖組muderong頁巖組牛油巖（圖3）.北卡那封盆地的儲集巖分布于三疊系至古新統(tǒng)的多套層系，巖性以碎屑巖占絕對優(yōu)勢，主要由河流相至海相的石英砂巖和次長

21、石砂巖組成一般而言，儲集巖的孔隙度為1530,并隨著深度的增加，由于壓實(shí)作用和石英次牛加大,孔隙度 降低.海綠石是許多儲集砂巖的重要組分,海綠石 砂巖比純砂巖容易壓實(shí)，因此孔隙度隨埋深更易降 低盆地內(nèi)發(fā)育的主力儲集層包括上三疊統(tǒng) mungaroo 組，下侏羅統(tǒng) northrankin 組,bnga dier組和murat粉砂巖組，上侏羅統(tǒng)angel組和下 口堊統(tǒng)barrow群等（圖3）.北卡那封盆地的主要蓋層從侏羅系dingo泥 巖組到下白堊統(tǒng)muderong頁巖組都有分布，其中 的muderong頁巖組（圖3）和更年輕的細(xì)粒沉積 層在區(qū)域上廣泛分布，因此構(gòu)成了有效的區(qū)域蓋 層除區(qū)域蓋層外，三

22、疊系一口堊系層系內(nèi)還發(fā)育 了多套層內(nèi)局部蓋層，但相對區(qū)域性蓋層來說，其 封蓋作用要小得多.2.2油氣成藏組合北卡那封盆地共有24個油氣成藏組合主要 石油成藏組合有winning群構(gòu)造成藏組合,bar row群構(gòu)造成藏組合和angel組構(gòu)造成藏組合（圖 3）,這3個組合內(nèi)的石油儲量分別占北卡那封盆地 石油總儲量的28,27和21,由此可見盆地內(nèi) 的石油主要聚集于構(gòu)造圈閉.主要天然氣成藏組合有mungaroo組構(gòu)造一 不整合面成藏組合,牛津階地層成藏組合,munga roo組構(gòu)造成藏組合和barrow組構(gòu)造成藏組合 （圖3）,它們的天然氣儲量分別占盆地天然氣總儲 量的28,20,18和13.與油田

23、（藏）的囤閉 類型不同，天然氣既可在構(gòu)造圈閉,構(gòu)造一地層圈 閉和構(gòu)造一不整合面復(fù)合圈閉內(nèi)聚集成藏，也可在 地層圈閉內(nèi)聚集成藏構(gòu)造氣藏，復(fù)合氣藏和地層 氣藏中的天然氣儲量分別占天然氣總儲量的37,43 和 20.3油氣分布規(guī)律 自1954年發(fā)現(xiàn)第一個油田以來，截至2004年底 北卡那封盆地內(nèi)己發(fā)現(xiàn)151個油/氣田.發(fā)現(xiàn)石油儲 量（包括凝析油）5.27 x 10.t,天然氣儲量28424x 10.it1.，折合成油當(dāng)量為28.19x10.1（表1）,其屮天 然氣儲量占油氣總儲量的81 在已發(fā)現(xiàn)這些油 氣田中,9個為大氣fh（天然氣可釆儲量超過850 x 10.m3 的氣田）,分別為 jansz,g

24、orgon,rankin north,perseus,scarborough,goodwyn,chrysaor dionysus,geryon 和 tryalrockswest 氣（按儲量 大小排序）,其中的4個分布于?？怂姑┧垢叩?5 個分布于灤金臺地（圖2）.全球油氣分布呈現(xiàn)出高度的不均一性，油氣分布的這種不均一性在北卡那封盆地也表現(xiàn)得 相當(dāng)明顯從區(qū)域分布看，發(fā)現(xiàn)的絕大部分石油分 布于巴羅一丹皮爾次盆地，分布于此的石油儲量占 石油總儲量的76.36天然氣和凝析油則主要 分布于灤金臺地和?？怂姑┧垢叩?，前者的天然氣 和凝析油儲量分別占天然氣和凝析油總儲量的 51.50和75.91,后者的天然

25、氣和凝析油儲量 占40.73和14.83油氣的地理分布顯示岀 ”內(nèi)側(cè)為油，外測為氣啲特征（圖2）,這種分布特 征主要受炷源巖灶和構(gòu)造圈閉展布的控制. 從層系分布看，天然氣和凝析油主要儲于上三 疊統(tǒng)mungaroo組，其他主力儲集層還包括上侏羅 表1澳人利亞北卡那封盆地油氣儲量的層系分布table idistributionofoil.condensateandgasreseindifferentreservoirintervalsinthenorth carnarvonbasin,australia?258?石油察劈沾質(zhì)第29卷統(tǒng)和下白堊統(tǒng)儲集層（表1）與天然氣不同的是， 石油主要儲于下白堊統(tǒng)

26、和上侏羅統(tǒng)，油氣的層系分 布顯現(xiàn)出”上油下氣"的特征,這與我國鄂爾多斯盆 地占生界儲氣中生界儲油的”上油下氣”分布特 征m相類似.4勘探潛力分析與有利區(qū)預(yù)測北卡那封盆地是澳大利亞最重要的產(chǎn)油氣盆 地，截至2004年底,已累計(jì)產(chǎn)石油（包括凝析油）1.61 x 10.t,天然氣 2701.13x 10.rn.l3j.據(jù)美國 地質(zhì)調(diào)查局的資評結(jié)果，該盆地待發(fā)現(xiàn)的石油， 天然氣和凝析油可采資源量均值分別為3.26x 10t,18300x 10m和 5.04x lo.t,折合成油當(dāng) 量為23.08x 10.l油氣發(fā)現(xiàn)過程分析表明，盡管 該盆地已經(jīng)歷50余年的油氣勘探,但是每年發(fā)現(xiàn) 的油氣儲量并

27、沒有明顯減少的趨勢（圖4）.據(jù)此 認(rèn)為，該盆地依然具有良好的勘探潛力，特別是天 然氣的勘探潛力.丹皮爾次盆地和巴羅次盆地的油氣勘探已進(jìn) 入高勘探成熟階段,但是這2個次盆地內(nèi)仍存在有 待鉆探的構(gòu)造和地層圈閉，生坯灶附近地區(qū)為有利 的勘探區(qū)，在這些地區(qū)，有進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)油氣的潛力. 比格爾次盆地和?？怂姑┧勾闻璧刂唤?jīng)歷了 中等的勘探程度，但它們卻有著與丹皮爾和巴羅次 盆地類似的構(gòu)造沉積演化史，據(jù)此，推測其勘探潛力 較大，特別是?？怂姑┧勾闻璧?此外?？怂姑┧?高地的勘探潛力亦不容忽視，在該地區(qū)于2000年發(fā) 現(xiàn)了 jansz大氣出（盆地內(nèi)最大的氣出，可采儲量口天然氣石油和凝析油n兒i.j 巾咀.一 i

28、 口_.j 年份 圖4澳大利亞北卡那封盆地年增油氣儲量直方圖l fig.4histogramsofoilandgasreserveadditions byyearinthenorthcarnarvonbasin, australia 估計(jì)為5660（10.m327）（圖2）,這一發(fā)現(xiàn)表明?？?斯茅斯高地的勘探潛力良好，不過需要指出的是該 高地位于深水區(qū)，因此勘探開發(fā)成本要高的多. 參考文獻(xiàn)： lmannp,gahaganl,gordonmb.tectonicsettingofthe worldsgiantoilandgasfields|-a.in:halboutymt,ed.gi一 anto.

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30、3geoscienceaustralia.oilandgasresourcesofaustralia2004 i-m1 .canberra:geoscienceaustralia,2006.1 233 4童曉光，關(guān)增淼.世界石油勘探開發(fā)圖集（亞洲太平洋地區(qū)分 冊）m.北京:石油工業(yè)出版社,2001.1288 5bradshawmt,yeatesan,beynonrm,eta 1.palaeogeo 一 graphicevolutionofthenorthwestshelfregional.in:pur一 cellpg,purcellrr,eds.thenorthwestshelf, australia,proceedingspetroleumexplorationsocietyaustraliasymposiumc,perth:wa,1988.29-54.6geoscienceaustralia.carnarvonbasineb