斷裂在中蘇門答臘盆地油氣成藏中的作用

丁 一

（大慶油田勘探開發研究院，黑龍江大慶 163712）

中蘇門答臘盆地位于印度尼西亞西部蘇門答臘島中部，盆地南部為TIGAPULUH 高地，西靠Barisan 山脈，東臨馬六甲海峽，ASAHAN 隆起將中蘇門答臘盆地與北蘇門答臘盆地分割，（見圖1），盆地面積12.9萬平方公里，地理位置和交通條件比較優越。盆地內部包含四個主力凹陷，發育了世界級大油田Duri油田和Minas油田，還有卡薩普油田等40 多個中小油氣田，印尼石油產量和儲量的一半都出自該盆地。

油氣成藏的研究越來越系統化，注重各個成藏要素相互匹配[1-3]。國外將含油氣系統定義為一個包含烴源巖以及與該烴源巖相關的油氣、油氣聚集成藏所必需的一切地質要素和作用的自然系統[4]，張厚福等認為含油氣系統包括了油氣成藏所必不可少的一切地質要素和作用在時間空間上良好配置的物理化學動態系統[5]，成藏動力學通過石油地質學月地球動力學相結合，研究油氣運移、聚集的運動特征，進而分析成藏的主控因素[6-11]。郗鳳云、洪國良等對中蘇門答臘盆地東北部某區塊層序地層與勘探目標、油氣有利成藏區帶進行了研究；楊福忠等對該盆地的盆地類型、儲量分布情況進行了研究；許凡等人對該盆地進行了生儲蓋組合分析和勘探潛力預測；到目前為止，國內還沒有對斷裂系統在中蘇門答臘盆地成藏中的作用進行過系統研究，本文通過對該盆地斷裂發育情況的研究，結合構造沉積發育史、圈閉形成時間，對斷裂在成藏中的作用進行了分析。

印度洋板塊向處于歐亞大陸板塊邊緣的蘇門答臘島斜向俯沖，產生了地幔對流圈的熱活動及底辟作用，使上覆地殼處于拉張狀態，同時形成Barisan 火山弧，中蘇門答臘盆地即為該火山弧后的典型弧后盆地[1]。沿深大斷裂不斷侵入的巖漿、小規模的火山爆發以及地幔上涌，均導致了該盆地極高的地熱流，也是東南亞弧后盆地中埋藏最淺、地溫梯度最高的盆地，地溫梯度平均高達6.7℃/100 m。

1 構造演化

蘇門答臘盆地原屬岡瓦納古陸的一部分，直到中生代末期才與Sunda 克拉通匯合。盆地基底形成于前第三紀時期[3]，基底以石炭紀和二疊紀變質巖為主，部分地區可見火山巖。進入始新世，盆地經歷裂陷、凹陷、構造反轉三期演化階段（見圖2）。

1.1 裂陷期

圖1 中蘇門答臘盆地位置圖

圖2 中蘇門答臘盆地構造發育示意圖

圖3 中蘇門答臘盆地地層沉積序列

中始新世-漸新世末期，為盆地裂陷期（見圖2a）。始新世中期為弧后擴張期，處于右旋扭應力下的中蘇門答臘盆地表現為近東-西向擴張應力，形成一系列正斷層，盆地西部形成北北西-南南東方向、盆地東部形成北—南走向的地塹、半地塹；隨后盆地快速沉降，構造低部位凹陷、地塹沉積Pematang 群地層，相鄰隆起、地壘等構造高部位被剝蝕，提供良好的物源（見圖3）。中Pematang 組沉積的一套棕色泥巖，淡水-鹽水缺氧環境，藻類豐富，富含有機質。

1.2 凹陷期

早中新世初期－中中新世，為盆地凹陷期（見圖2b）。漸新世晚期，印度洋洋底擴張，導致蘇門答臘島所在的巽他古陸發生順時針旋轉，產生了一個較小但是比較重要的構造擠壓階段，結束了裂陷期。中新世早期，盆地由于巖漿上涌，地殼拉薄，進入地熱凹陷期，均勻沉降，正斷層發展為同生斷層。沉積環境為河流相－三角洲相，伴隨著海侵，沉積下Sihapas 組、上Sihapas組砂巖。進入中中新世，海侵面積擴大至全盆地，沉積Telisa 組海相泥巖。

1.3 構造反轉期

晚中新世－現在，盆地發生構造反轉（見圖2c）。印度洋板塊向北斜向俯沖，走滑斷層發生形變，盆地受北北東－南南西向壓扭性應力控制，蘇門答臘島西部地區受擠壓抬升，Barisan 山脈形成；地塹邊界的斷層發側向運動和構造反轉，形成背斜褶皺。這種褶皺被稱為典型的Sunda 褶皺，在高部位表現為背斜，向深部位褶皺幅度減小，逐漸演變為向斜或半地塹；控制Sunda 褶皺的邊界斷層斷距存在翻轉，褶皺淺層向上，深層向下。Barisan 山脈為該時期物源，Petani 群地層形成于這一時期。下Petani 組沉積泥巖，上Petani 組以砂巖為主，伴隨煤層、火山碎屑。

2 成藏因素分析

2.1 烴源巖

中Pematang 組棕色泥巖，為本區主力生油層。以Ⅰ型干酪根為主，TOC含量為4.6%～6.5%，生烴潛力高達15.5 毫克烴/克巖石[7]。雖然經歷構造反轉期隆起，但是該區仍然表明成熟度隨深度增加而迅速增加，鏡質組反射率為0.42%～0.82%，說明低到中等成熟度。

2.2 儲集層

前第三紀基地形成風化殼，裂縫發育，有一定儲集空間，形成該盆地基底裂縫儲層。臨近主力生油層的上、下Pematang 組砂巖，這兩組砂巖主要為沖積扇、河流相、湖泊相等陸相沉積，為該盆地第二套儲集層，平均孔隙度17%，平均滲透率100 毫達西。下Sihapas組、上Sihapas 組沉積的大套河流三角洲相砂巖為該盆地主力儲層，由于埋藏淺，壓實程度低，孔隙度20%～40%，平均孔隙度高達28%，滲透率0.3～4 達西，平均滲透率可達1.5 達西[8]。

2.3 蓋層

盆地內部發育4 套蓋層。中Pematang 組棕色泥巖為下Pematang 組砂巖、基底裂縫儲層提供局部蓋層；上、下Sihapas 組種泥頁巖夾層為本層砂巖提供局部蓋層；Telisa 組泥巖和下Petani 組沉積泥巖厚度大，分布范圍廣，為本區區域性蓋層，對油氣聚集起到良好的保護作用。

2.4 成藏要素時空配置關系

油氣成藏要素的存在及其品質好壞非常重要，但是更重要的是成藏要素在時間、空間上的相互配置關系，它們決定了油氣藏的形成與分布[9-11]。

2.4.1 時間配置關系 從圖4 中看出，中新世末期生油層開始大量向外排烴。平均地溫梯度達6.7℃/100 m，生油窗頂界深度在800～1200 m，底界深度在1900 m左右。位于該盆地的Pedada油田有記錄的8口井平均地溫梯度達到15.3℃/100 m，盆地在中中新世晚期，沉積厚度達到700～1000 m 左右，由于較高的地熱梯度，提前進入生烴門限，開始生烴。中新世晚期到現在，隨著埋深進一步增加，開始大量生烴，并于晚中新世開打向外排烴。

該盆地圈閉的形成受構造控制。在大量排烴之前，受反轉構造控制（見圖2c），形成典型的Sunda 褶皺。在背斜形成之后，中Pematang 組源巖生成的大量油氣巖沿斷層運移到Sihapas 組背斜圈閉中并聚集成藏。這種背斜油藏是中蘇門答臘盆地最主要的油藏類型，該儲集層所占原油儲量達到中蘇門答臘盆地原油總儲量的95%。第二種圈閉為基底風化殼，在后期漸新世泥巖封蓋之后形成的地層圈閉，中Pematang 組源巖生成油氣經斷層向下運移，形成地層油氣藏，這類圈閉原油儲量占盆地總原油比例不到5%。

圖4 成藏要素時間配置關系圖

2.4.2 空間配置關系 從圖2可以看出，背斜形成于烴源巖之上，同時深切基底的深大斷裂、同生斷層為油氣運移提供了優勢通道，儲集層內部河流三角洲的連續砂體為油氣橫向運移提供了優勢通道。

從平面上看（見圖1），圈閉大部分位于主力生烴凹陷的上方、或50 公里以內，沿斷層分布。這些圈閉在優勢通道的作用下，在大量生烴期之后，形成了油藏。

3 結論

（1）本區烴源巖為Ⅰ型干酪根，有機碳含量高，成熟度中等，高地溫梯度使烴源巖在埋藏比較淺的情況下提前進入生烴期，為本區油藏得形成提供有力的油源保障。

（2）Sihapas 組河流三角洲砂巖平均孔隙度高達28%，平均滲透率可達1.5 達西，為本區提供良好的儲層。

（3）成藏要素的時空配置關系為成藏的主控因素，構造運動對成藏要素的配置關系起到重要作用。本區圈閉的形成主要受構造反轉運動的控制，形成于大量排烴期之前，圈閉在空間位置上多位于生烴凹陷的上方或附近；構造運動產生的斷層為油氣運移提供了優勢通道；覆蓋全盆地的Telisa 組泥巖提供很好的蓋層。

［1］陸克政，朱筱敏，漆家福.含油氣盆地分析［M］.北京:石油大學出版社，2004：55-95.

［2］楊福忠，薛良清.南亞太地區盆地類型及油氣分布特征［J］.中國石油勘探，2006，11（5）：66-68.

［3］Cameron，Clarke，Almss，et al.The geological evolution of northern Sumatra ［J］.Indonesesian Petroleum Association，Proceedings of the 9th Annual Convention，Jakarta，1980，（9）：149-187.

［4］Maggon L.B.，W.G.Dow，The petroleum system［A］.In Maggon L.B.and W.G.，The petroleum system－From source to trap ［C］.Tulsa，American：The American Association of Petroleum Geologist，1994:10-11.

［5］張厚福，孫紅軍，梅紅.多旋回構造變動區的油氣系統［J］.石油學報，1999，20（1）：8-12.

［6］張厚福，徐兆輝，王露.油氣藏研究的發展趨勢預測［J］.石油學報，2010，31（1）：165-167，32（4）：7-11.

［7］Eubank，R.T.，Makki，A.C.Structural geology of the Central Sumatra back-arc basin［J］.Indonesian Petroleum Association,Proceedings of the 10th Annual Convention，Jakarta，1981，（10）：153-196.

［8］童曉光，關增淼.世界石油勘探開發圖集（亞洲太平洋地區分冊）［M］.北京:石油工業出版社，2001:157-170.

［9］史忠生，王天琦，王建功，等.安達凹陷中淺層油氣成藏主控因素研究［J］.西南石油大學學報（自然科學版），2010，32（4）：7-11.

［10］胡朝元.生油區控制油氣田分布［J］.石油學報，1982，3（2）：9-13.

［11］單玄龍，羅洪浩，孫曉猛，等.四川盆地厚壩侏羅系大型油砂礦藏的成藏主控因素［J］.吉林大學學報（地球科學版），2010：897-903.