澳西北陆架波拿巴盆地油气分布特征分析

黄彦庆 钱 基

(中国石化石油勘探开发研究院)

0 引言

澳大利亚西北大陆架是世界上著名的含气区，这一地区发现了较多大型—特大型气田[1]。波拿巴盆地位于澳西北陆架的北部海上，面积约44.3×104km2(图1)。到2010年共发现凝析气/气田44个，可采储量总计12.6×1011m3，其中不乏大型气田，例如Abadi，Sunrise和Evans Shoal等气田，它们的可采储量分别为2.83×1011m3， 2.38×1011m3和1.87×1011m3。不同于西北陆架其它盆地，该盆地也发现了31个中小型油田，可采储量总计95.66×106t[2]；这些油气田的分布特征明显。另外，已发现的气田普遍伴生CO2气体，但是CO2含量不同。非常有必要搞清楚盆地油气及伴生CO2分布的控制因素，从而明确盆地勘探潜力，并指出下一步勘探方向。

1 盆地石油地质条件

波拿巴盆地为一个裂谷—被动陆缘盆地，由一个NW-SE走向的古生代构造带和一个NE-SW走向的中生代构造带组成：前者包括皮特尔地堑和萨胡尔向斜，后者包括武尔坎地堑、莫利塔地堑和卡尔德尔地堑，这些地堑为台地/高地分隔[3](图1)。

整个盆地沉积了15km厚的显生宙碎屑岩和碳酸盐岩[4,5]。皮特尔地堑以古生界为主，上覆薄层中新生界；而中生代构造带以中生界为主，钻井和地震没有揭示古生代地层。

波拿巴盆地可以划分为7套储盖组合，其中下部3套储盖组合分布在皮特尔地堑[6-8]，由于烃源岩品质较差，这些组合油气储量较少，油气田规模较小；在武尔坎地堑，发育2套组合：①以三叠系—侏罗系砂岩为储层，上侏罗统—下白垩统泥岩为盖层的组合；②上白垩统Puffin组砂岩储层和上覆泥岩盖层的组合；在盆地西北部，发育以Plover/Montara组为储层，上侏罗统—下白垩统泥岩为盖层的组合；在莫利塔和卡尔德尔地堑，发育以Plover组砂岩为储层，上侏罗统—下白垩统泥岩为盖层的组合。

2 油气分布特征

2.1 油气垂向分布

该盆地82%的油气储集于中上侏罗统Plover/Montara组砂岩储层(图2)。而在盆地西部萨胡尔台地和卡尔德尔地堑，99.5%以上的油气分布在这套地层中。因为在这些地区，Plover / Montara组与成熟烃源岩对接，之上发育厚层的、上侏罗统—下白垩统泥岩，后期构造活动没有破坏这套盖层，从而油气集中分布；巨厚泥岩以上烃源岩没有成熟，上白垩统和第三系储层中没有油气发现。

在武尔坎地堑，上侏罗统—下白垩统厚层泥岩之上仍有商业发现。这是因为中新世后期的构造活动在这一地区形成了走滑拉张应力场，使得裂谷期断裂重新活动，断穿上侏罗统—下白垩统巨厚泥岩，下部油气发生二次运移，进入白垩系Puffin储层中重新聚集成藏。古生代裂谷皮特尔地堑已发现油气主要位于区域上分布稳定的、下三叠统Mount Goodwin 组海相泥岩之下。

图1 波拿巴盆地构造划分和油气分布图(左下索引图表示盆地位置)

图2 盆地油气垂向分布

总体而言，盖层控制了盆地油气的垂向分布。

2.2 油气平面分布

在盆地东部的莫利塔地堑，卡尔德尔地堑和萨胡尔台地，主要发现大中型凝析气/气田；而在盆地西部的武尔坎地堑和西北部，主要发现中小型油田；三方面原因造就 “东气西油”的格局(图1)。

(1)主力烃源岩有机质类型的不同，莫利塔和卡尔德尔地堑的主力烃源岩是上侏罗统Plover组上部的煤系地层，以Ⅲ型干酪根为主，偏于生气；武尔坎地堑的主力烃源岩为上侏罗统Lower Vulcan组深湖相泥岩，以Ⅱ型干酪根为主，偏于生油[9](图3)。

(2)主力烃源岩成熟度的不同，根据盆地东西部主力烃源岩埋深和Ro资料，以及盆地模拟结果，莫利塔和卡尔德尔地堑的主力烃源岩已经过成熟，新生代以来以排气为主；武尔坎地堑烃源岩目前处在生油窗，以排油为主(图3)。

(3)保存条件的差异，中新世晚期，澳大利亚板块与印尼岛弧发生斜向碰撞，波拿巴盆地西部经历了走滑拉张作用，使得裂谷期断裂重新活动，部分向上断穿区域盖层，造成这一地区油气藏被破坏(图4)；盆地东部经历走滑挤压作用，不发育断穿区域盖层的断裂，气藏得以保存(图5)[10-12]。

2.3 气田中伴生的CO2分布

波拿巴盆地气田中普遍含CO2气体，CO2含量范围是2%～28%。位于地堑边缘，靠近深大断裂的气田CO2含量较高；位于台地，远离控盆深大断裂的气田CO2含量较低(图6)，CO2地质研究具有重要的理论和现实意义，越来越受到重视。

根据CO2碳同位素含量， CO2以火山-岩浆/幔源成因为主(图7)，部分样品混入有机成因的CO2。结合CO2含量的平面变化，推断CO2来自地幔，沿着地堑边缘深大断裂进入储层中；然后沿着储层/不整合向地堑周围台地运移，由于CO2较天然气更易散失(例如遭受水洗)，所以远离来源的位置，CO2含量较低。

图3 波拿巴盆地主力烃源岩类型及成熟度

图5 过波拿巴盆地东部地区地震剖面(位置见图1)

3 结论

(1)在盆地东部，由于上侏罗统—下白垩统厚层泥岩没有遭受破坏，油气集中分布在中上侏罗统Plover/Montara组。在盆地西部，由于区域盖层遭受后期破坏，油气发生二次运移，在上部白垩系中重新成藏。

(2)盆地东西部烃源岩生烃母质，成熟度和保存条件的不同，造就了盆地“东气西油”的格局。

(3)盆地气田中CO2主要来自于地幔，通过深大断裂向上运聚，然后沿着储层/不整合向台地聚集。

图6 盆地气田中CO2含量

图7 盆地气田中CO2碳同位素特征

1 李国玉， 唐养吾. 世界气田图集[M]. 北京：石油工业出版社，1991：1-113.

2 IHS Energy Group. Basin Monitor, Bonaparte Basin, Australia, Indian Ocean Region[DB]. Englewood, Colorado: I HS Energy Goop, 2009.

3 D. A. Castillo, D. J. Bishop, I. Donaldson, at el. Trap integrity in the Laminaria High- Nancar Trough region, Timor Sea: prediction of fault seal failure. APPEA, 2000, 151-173.

4 Geosciences Australia. Bonaparte Basin. 2008，10-18. http://www.ga.gov.au/oceans/rpg_Bonaparte.jsp.

5 Geosciences Australia. Oil and gas resources of Australia. 2008[M]. Canberra: Geoscience Australia, 2008.

6 B. A. McConachie, M. T. Bradshaw, J. Bradshaw. Petroleum systems of the Petrel Sub- basin— an integrated approach to basin analysis and identification of hydrocarbon exploration opportunities. APPEA, 1996, 242-268.

7 R. J. Seggie, R. B. Ainsworth, D. A. Johnson, et al. Awakening of a super giant, Sunrise- Troubadour Gas- Condensate Field. APPEA, 2000, 417-438.

8 D. M. Brooks, A. K. Goody, J. B. O’ Reilly, at el. Bayu/ Undan gas- condensate discovery: Western Timor gap zone of cooperation, area A. APPEA, 1996, 142-160.

9 J. C. Preston, D. S. Edwards. The petroleum geochemistry of oils and source- rocks from the north Bonaparte Basin, offshore northern Australia. APPEA, 2000, 257-282.

10 O’Brien, G.W., Lisk, M., Duddy, I.R., Hamilton, J., Woods, P. & Crowley, R., 1999, Plate convergence, foreland development and fault reactivation: primary controls on brine migration, thermal histories and trap breach in the Timor Sea, Australia. Marine and Petroleum Geology, 16, 533-560.

11 Peresson, H., Woods, E.P. & Fink, P., 2004, Fault architecture along the southeastern margin of the Cartier Trough, Vulcan Sub-basin, North West Shelf, Australia: Implications for hydrocarbon exploration. IN: Ellis, G.K., Baillie, P.W. & Munson, T.J. (Editors), Timor Sea Petroleum Geoscience: Proceedings of the Timor Sea Symposium, Darwin, Northern Territory, 2003. Northern Territory Geological Survey, Special Publication 1.

12 O’Brien, G.W., Sturrock, S. & Barber, P., 1996b, Vulcan Tertiary Tie (VTT) Basin Study, Vulcan Sub-Basin, Timor Sea, Northwestern Australia. AGSO Record, 1996/61.

13 连承波，钟建华，渠芳，等. CO2成因与成藏研究综述[J]. 特种油气藏，2007，14(5)：7-12.