澳大利亚含油气盆地油气分布

2016年09月23日 四方谈


【矿业澳洲点评】澳大利亚是世界主要的油气产区之一,按其发育的构造位置及主要生烃层位的不同,大体可分为被动陆缘盆地、大陆裂谷盆地以及克拉通盆地。澳大利亚油气分布的特点为:澳大利亚是一个富气的大陆,油气分布总体表现为“气多油少”的特征,其中西北大陆架油气最为富集,被动陆缘盆地的油气储量最高 ;油气田发现数量呈逐年递增的趋势;中生界为其主力产层,储集岩性主要为砂岩,克拉通盆地内非常规能源丰富;油气产层埋深集中在2~4km,圈闭类型主要为构造圈闭。

澳大利亚含油气盆地油气分布特征

【简介】澳大利亚是位于印度-澳大利亚板块之上一个相对独立的大陆,也是世界上最小的一个大陆。澳大利亚四面环海,海岸线长约36735km,总面积约768.2×104 km2。澳大利亚介于印度洋和南太平洋之间,东南隔塔斯曼海与新西兰为邻,北部隔帝汶海和托雷斯海峡与东帝汶、印度尼西亚和巴布亚新几内亚相望。澳大利亚是世界主要的油气产区之一,其油气勘探开发最早始于20世纪初。

【区域地质背景及沉积盆地分布特征】澳大利亚大陆是全球最古老的大陆之一,经过复杂的构造演化过程形成了相对稳定的古陆核。作为罗迪尼亚古陆和冈瓦纳大陆曾经主要构成之一,其构造-沉积演化特征无疑与这两个超级大陆密切相关。

构造演化阶段,根据不同地质历史时期澳大利亚大陆及全球主要构造事件,大致可将澳大利亚的构造演化分为四大阶段:罗迪尼亚古陆裂解阶段,冈瓦纳大陆形成及演化阶段(寒武纪—石炭纪早期),泛大陆形成及裂解阶段(晚石炭世—白垩纪),主要构造定型阶段(新生代)。

区域构造格架特征,澳大利亚构造演化过程中形成了特点鲜明的不同构造区(见图 1),主要包括:①太古宙克拉通地盾。基底为变质岩和花岗侵入体,陆核由三个古老的克拉通地盾组成,主要分布在中西部,包括太古宙伊尔冈-皮尔巴 拉(Yilgarn-Pilbara)地盾、元古宙高乐(Gawler)地台和早元古代阿让塔(Arunta)地块。②元古宙—古生代地块、褶皱带及克拉通沉积盆地。③中新生代沉积盆地。新特提斯洋、南大洋及塔斯曼海海底扩张导致的热沉降作用,使得澳大利亚大陆西部和南部陆缘广泛发育被动陆缘型和大陆裂谷型沉积盆地。

现今沉积盆地分布及沉积充填特征,基于澳大利亚的地质演化史和现今构造格架,盆地分类方案,按主要生烃层位的不同其沉积盆地可大致分为三大类:①被动陆缘盆地。共计8个,分布于澳大利亚西北陆架和南部陆缘,发育于古生代沉积的碳酸盐岩和碎屑岩层序基础上,沉积的中、新生代海相和三角洲相页岩、砂岩及碳酸盐岩构成了盆地主要的烃源岩和储集层。②大陆裂谷盆地。共计3个,均位于澳大利亚东南部大陆架,早白垩世沉积的河流-湖泊相碎 屑岩层序是该类盆地主要的生烃层位,中新世碳酸盐岩发育,上新世为河流-三角洲相砂岩、泥岩沉积。③克拉通盆地。数量最多,共11个,位于澳大利亚内陆陆核、陆块之上,塔斯曼构造线以西为古生代河流相碎屑岩、海相碳酸盐岩沉积、东侧为中生代河流相砂岩、煤层和浅海相页岩沉积。


【油气分布特征及主控因素分析】油气属性与分布在澳大利亚22个主要含油气盆地中,14个盆地已发现油气田或有油气发现。截至2013年底,澳大利亚共发现1466个油气田。其中,油田44个,气田959个,油气田66个;累计探明和控制油气(包括凝析油和非常规石油)65347.69Mbbl标油,石油可采储量为13884.14Mbbl标油(21.25%),天然气可采储量为51463.53Mbbl标油(78.75%)(见表 1)。由此可以看出,克拉通盆地数量(11个)和油气田个数(940个)均最多,面积最大,但其常规油气储量仅占澳大利亚油气总储量的5.6%,而该类盆地内的煤层气等非常规油气储量却达4761.78Mbbl标油;被动陆缘盆地(8个)油气储量最大,占澳大利亚油气总储量的75.32%;大陆裂谷盆地虽然数量较少(仅3个)、油气田个数最少(73 个)、面积较小,但其油气储量占比达11.78%,且以油为主(67.10%)。澳大利亚油 气资源主要集中在西北大陆架的波拿帕特盆地、卡纳尔文盆地和布劳斯盆地等被动陆缘盆地中,这3 个盆地油气储量占澳大利亚总储量的74%(见图 2)。

被动陆缘盆地和克拉通盆地源岩均以生气为主,主要是受烃源岩形成环境及成熟度的影响。 这两类盆地的烃源岩发育于裂谷阶段,以Ⅱ/Ⅲ、Ⅲ型干酪根为主,氢指数较低,加上埋藏 深度较大,大部分烃源岩已达生气窗或过成熟状态。而大陆裂谷盆地油分布比例较高,属 于“富油盆地”,这主要是由于盆地进入裂陷期较晚,烃源岩分布在晚白垩世和新生界地层中,埋深不够,干酪根类型以Ⅱ型为主,烃源岩仅达到生油阶段。

储层时代,澳大利亚油气储层分布于古生界—新生界的多套层系,除去11759.30Mbbl标油的油气储量的储层时代未知以外,古生界储层的油气储量较少,仅占澳大利亚总储量的8.21%;中生界储集层分布较广,三类沉积盆地中均有发育,尤其是三叠系—侏罗系,占比分别达到 21.77%和39.91%,并且其中被动陆缘盆地油气储量所占比例最高,达92.98%;新生界储层的油气储量位居第二,占12.53%(见图 3)。

储层岩性,除了31452.09Mbbl标油油气储量的储层岩性未知以外,澳大利亚含油气盆地的储集岩中碎屑岩占绝对数量,其油气储量所占比例高达86.53%;而碳酸盐岩储层的油气很少,油气储量仅占2.12%。这主要因为古生代发育的克拉通盆地处于低纬度内陆地区,气候干旱,降水量稀少,而被动陆缘盆地和大陆裂谷盆地沉积形成低角度大陆架和陆坡,所以碳酸盐岩 均不发育。另外,还有非常规储层——煤岩,主要分布于塔斯曼构造线以东的博恩-苏拉特盆地之中(见图 1、图 2),煤层气所占比例为11.35%(见表 2)。


埋藏深度,澳大利亚油气田主要集中在埋深2~3km范围内,储量达20372.26Mbbl标油,占澳大利亚油气总储量的38.93%;其次是埋深在3~4km范围内的油气田储量也较大(为 16845.53Mbbl标油),占澳大利亚油气总储量的32.19%(见图 4)。这主要是由于20世纪70年代以后,世界油气勘探逐步从陆架浅水区扩展到水深3km及以上的深水区域,发现了多个巨型油气田;另外,这也与该区构造-沉积演化中,中生代主力储层的分布范围、埋藏深度有关。

不同类型盆地的油气产层埋深不同。其中,大陆裂谷盆地油气田在埋深1~2km和2~3km范围内富集,克拉通盆地油气田在3km内均有油气分布,这与O.K.巴热诺娃关于世界上大多数油气储量赋存在沉积壳层上部3km内的观点相吻合。而被动陆缘盆地油气田除了在2~3km储量可观外,3~4km范围内的储量更大,分别占该类盆地41.42%和41.44%。其中,2000年5月发现的Jansz大型油气田埋深2752.95m,1981年4月发现的Gorgon大型田埋深3475.94m,可见该类盆地的深水远岸带油气资源前景广阔,但目前整体勘探程度仍然较低。可以预见,随着勘探技术的进一步成熟和勘探投入的不断增加,未来澳大利亚深水油气勘探潜力将得到进一步的扩大与验证。

发现年份,澳大利亚的油气勘探活动始20世纪初,澳大利亚第一个气田是Hospital Hill于1900年在博恩-苏拉特盆地中发现的。随着勘探技术不断进步,澳大利亚油气田发现的数量总体上呈递增趋势:在上世纪80年代大幅提升,之后稳步增长并保持较高水平(见图 5)。

从储量上来看,虽然上世纪70年代油气田发现数量并不大,但油气储量最高,达15499.93Mbbl标油,占澳大利亚油气总储量的23.72%;随后略有下降,但总体保持较高水平, 到21世纪又上升到较高水平(34.26%)(见表 3)。其中,被动陆缘盆地油气田发现数量逐年递增,油气储量在1970 ~1979年和2000~2009年这两个阶段较高,主要是因为分别发现了 Dankin North和Jansz等多个巨型油气田;大陆裂谷盆地油气田发现数量一直较少,起伏不大,1967年发现了Kingfish等大型油气田,因而油气储量在上世纪60年代达到峰值,之后由于烃源岩成熟度过高,潜力有限,储量逐步递减;克拉通盆地在上世纪80年代发现的油气田数量最高,此后有所下滑,但下滑幅度不大,油气储量呈逐年稳步缓增趋势。在20世纪初,澳大利亚已发现油气田数量及油气储量均较少,主要是由于当时天然气无法被有效利用,世界油气勘探开发对象多集中于石油,而澳大利亚的含油气盆地多以生气为主,所以前期勘 探程度较低。20世纪60年代以后,随着世界海上油气勘探技术突飞猛进发展,澳大利亚油气勘探的重点开始转移至西部大陆架,发现了多个巨型油气田,探明和控制储量也相应增加。

圈闭类型,在澳大利亚的各盆地中,除20051.47Mbbl标油油气的圈闭资料不详外,构造圈闭的储量位居第一,高达33627.42Mbbl标油,占澳大利亚油气总储量的74.24%;地层圈闭和复合圈闭的油气储量均较少,分别占总储量的9.27%和16.49%(见表4)。

【结论】①澳大利亚发育三类沉积盆地:被动陆缘盆地、大陆裂谷盆地和克拉通盆地。截至 2013年6月,澳大利亚共发现油气田1466个,累计探明和控制油气储量为 65347.69Mbbl标油,其中天然气占78.75%,总体表现为“气多油少”的特征。②已发现油气资源储集层时代因盆地类型不同而有所不同,但均以碎屑岩为主。被动陆缘盆地和大陆裂谷盆地的储集层分别以中生界和新生界为主,而克拉通盆地以古生界为主。③圈闭类型以构造圈闭为主(74%以上),地层圈闭和复合圈闭所占比例均较小。但据与世界上其他被动陆缘盆地内油气藏圈闭类型的对比后认为,三角洲前缘带、陆架斜坡带内地层圈闭及岩性圈闭的潜力仍很大,是未来油气勘探的重要方向。④从埋深来看,澳大利亚目前已探明和控制的油气资源主要集中在埋深2~3km范围内,而被动陆缘盆地埋深在3~4km范围内的油气储量也相当可观。这与澳大利亚中生界储层为主的埋藏深度有关,也与目前勘探程度有关。随着西北陆架深海区油气勘探的深入,未来在被动陆缘盆地更大深度内发现油气田的潜力将会大大增大。⑤克拉通盆地内的非常规天然气虽然开发程度还较低,但已证实资源丰富(如博恩-苏拉特盆地的二叠系煤层气以及阿马迪厄斯盆地、乔治娜盆地的页岩气)。随着天然气市场需求的增加及勘探技术的更加成熟,可以预见,克拉通盆地非常规油气将会是未来勘探的重点。

——朱梦蕾,刘剑平,田作基,吴义平,高 莉,中国 地 质 大 学(北京)地球科学与资源学院

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