印尼庫泰盆地海陸油氣富集差異主控因素

李進波，宗 奕

（1.中國海洋石油伊拉克有限公司，北京 100028；2.中國海洋石油國際有限公司，北京 100028）

庫泰盆地是印度尼西亞僅次于中蘇門達臘盆地的第二大含油氣盆地，油氣可采儲量136.4 億桶油當量，剩余可采儲量4.28 億桶油當量。深受眾多國際石油公司的關注，從1920 年開始進行勘探至今，已有百余年的勘探研究歷史。雖然對該區域的研究歷史較長，但學者一般主要聚焦于歷史事件或某個油氣地質專題研究[1-12]，如對加里曼丹島演化歷史[7，8]、馬哈坎三角洲演化[6]，烴源巖、原油和天然氣做地球化學分析[9-12]等。即使有些學者對該盆地的油氣成藏規律及控制因素進行了相應的研究[2，5]，但也主要是針對局部地區，缺乏從整個盆地角度、特別是區分陸上部分和海上部分進行油氣成藏與富集的差異性和主控因素的系統研究，進而制約了油氣富集規律和盆地勘探方向的認識。

本次在前人研究的基礎上，從庫泰盆地海上和陸上已發現油氣資源量及其分布出發，通過對構造和沉積演化、烴源巖差異性、斷層系統及成藏模式系統分析，來找出庫泰盆地油氣成藏和富集差異性的原因，為盆地“定帶選區”、勘探井和開發評價井的部署提供方向和支撐。

1 地質背景

庫泰盆地為新生代被動大陸邊緣盆地，位于印度尼西亞加里曼丹島東南部，盆地面積約為20.45×104km2，盆地劃分為陸上部分以及海上部分，其中陸上面積110 666 km2，海上面積94 055 km2。目前盆地的勘探活動已遍及整個盆地，共發現油氣田135 個，其中海上部分油氣發現主要集中于馬哈坎三角洲近岸、淺水區和深水區，占盆地油氣已發現儲量的70%，而陸上的已發現儲量為30%；油氣的分布層位主要在中中新統，約占油氣發現的50%，上中新統和上新統地層油氣發現為47%；油氣在平面陸上及海上以及縱向層位上的分布差異性明顯。

庫泰盆地的形成與演化受到太平洋板塊、巽它古陸解體、古南海消亡、印-澳板塊以及望加錫海峽影響，構造運動非常復雜。Robert Hall 等（2008）基于大量的鋯石年齡數據重建了加里曼丹島始新世至今的演化歷史：始新世時期為斷陷期，庫泰盆地陸上發育小規模的陸內裂谷，主要為淺湖相以及沖積扇沉積，海上主要處于陸架淺海沉積環境；始新世末期，望加錫海形成，盆地進入到坳陷階段；早中新世末（15 Ma）加里曼丹島發生旋轉和反轉[7]，形成馬哈坎三角洲，坳陷期結束；中新世末期，加里曼丹島發生急劇的抬升，中中新統—上中新統在庫泰盆地陸上地區大范圍缺失或暴露，而在海上主要接受沉積，發育三角洲－深水扇沉積。

2 烴源巖差異性研究

庫泰盆地70%油氣藏分布在盆地海上部分，陸上油田發現僅占30%，油氣平面分布差異性主要由于烴源巖差異性造成。前人研究[9-12]總體認為庫泰盆地烴源巖為兩套：中中新統煤系烴源巖和始新統湖相烴源巖。本文結合烴源巖沉積相、地表露頭、油和天然氣樣品等資料分析認為，庫泰盆地海上部分烴源巖僅為中中新統煤系烴源巖，并無始新統烴源巖；陸上部分烴源巖為始新統湖相烴源巖；兩套烴源巖生烴潛力差異顯著。

2.1 烴源巖沉積相研究

始新世時期為斷陷期，古南海向加里曼丹島北部俯沖，加里曼丹島處于拉張應力場環境，庫泰盆地陸上發育小規模的陸內裂谷，主要為淺湖相以及沖積扇沉積，粒度較粗；而海上主要處于陸架淺海沉積環境，以粒度較細的泥巖沉積為主，缺少陸源粗碎屑物質注入（見圖1（a））。早中新世末（15 Ma）古南海俯沖以及新南海擴張停止，加里曼丹島北部發生強烈反轉，地勢變高，早期沉積區轉為剝蝕區向加里曼丹島南部和東部提供大量碎屑物質，形成馬哈坎三角洲（見圖1（b））。隨著中中新世－晚中新世海平面快速的下降，馬哈坎三角洲迅速向海進積，致使盆地陸坡區沉積較厚，厚度可達數千米。晚中新世，盆地西部抬升，使盆地陸上地區中中新統－上中新統地層大范圍缺失和暴露，導致了中新統烴源巖在陸上不發育（見圖1（c））。

圖1 庫泰盆地烴源巖沉積期沉積相圖

始新世時期，陸上部分與海上部分烴源巖具有明顯差異：陸上部分主要發育淺湖和沖積扇沉積，不是優質烴源巖發育的較好沉積相帶，且斷陷規模較小，導致了烴源巖生烴能力有限；海上部分主要為淺海陸架泥巖，生烴能力較差。中新世時期，海上部分，煤系地層主要發育三角洲平原和三角洲前緣，具有較好生烴能力；陸上部分不發育。

2.2 烴源巖評價

盆地陸上部分始新統湖相烴源巖生烴能力有限，主要以產干氣為主，僅形成小規模氣田[10-16]。海上部分始新統主要為淺海陸架泥巖，TOC 值在0.5%～0.7%，HI＜80 mgHC/g，生烴潛力小于2[5，10，12]，地化指標較差，基本不具備生烴能力。

盆地海上部分中中新統煤系烴源巖TOC 值在40%～80%，氯仿“A”值在15～55 mg/g，氫指數HI＞300 mgHC/g，S1+S2＞175 mgHC/g，有極好的生烴能力，評價為優質烴源巖。本次研究選取近100 個巖石熱解分析數據，得出庫泰盆地海上部分煤系烴源巖的類型主要為II 型、III 型；鏡下鑒定表明庫泰盆地II 型干酪根含有較高的殼質組分[9]，殼質組含量在20%以上，具有很好的生成液態烴潛力，是庫泰盆地超大型油田的物質基礎。有機質成熟度是確定生烴門限、劃分有機質生烴演化階段及其圈定有機質烴源巖范圍的基礎。據Sri 等（2009）對盆地海上部分煤系烴源巖研究，其鏡質體反射率Ro%值大于0.6%；同時通過對油和天然氣的地化分析[9-12]，油的生物標志化合物顯示為成熟油，天然氣主要為油伴生氣，進一步證實烴源巖為成熟烴源巖。

綜合上述分析認為庫泰盆地具有兩套烴源巖，即海上部分是中中新統煤系烴源巖，整體評價為好烴源巖，陸上部分是始新統湖相烴源巖，評價為中-差型烴源巖。庫泰盆地烴源巖從層位分布和生烴能力都有巨大差異，為其油氣成藏差異化奠定物質基礎。

3 油氣差異成藏主控因素及成藏分析

目前庫泰盆地中中新統地層油氣發現占總儲量的50%，上中新統油氣發現占總儲量25%，上新統油氣發現占22%，顯示出明顯的油氣差異成藏特征。

盆地油氣成藏主要取決于輸導體系特征，庫泰盆地主要發育了砂體和斷層兩種輸導體系。結合沉積相研究，盆地海上部分中中新統地層、上中新統和上新統地層具有廣泛的砂體分布，因此認為砂體輸導體系不是盆地油氣差異成藏的主要因素。

斷層不僅控制斷陷盆地的形成與構造格局，也控制凹陷的沉積和發育，同時也影響絕大多數圈閉的形成與展布，是油氣垂向運移的重要通道。因此，斷層系統的活動在一定程度上決定了油氣的運移、聚集、保存等條件。

3.1 斷層幾何形態研究

通過對研究區兩條結構剖面的精細解析（見圖2）發現，研究區斷層主要分為三級。一級斷層為控邊斷層，發育時間為中中新世（15 Ma）以前，一級斷層奠定了盆地的基礎應力方向，確定了盆地的性質。一級斷層顯示出強烈的走滑特征，即正斷層和其共軛的逆斷層交錯，繼承發育。二級斷層是一級斷層協調斷層，發育時間也在15 Ma 年以前，呈現為正逆斷層交錯，具有花狀構造和復合“Y”字構造。一級和二級斷層的斷面都相對較緩，局部呈現反轉、擠壓、拉張等性質，顯出強大的地質應力。三級斷層基本在11 Ma（上中新世）以后發育，為正斷層性質。與一、二級斷層受到強烈作用力的不同，三級斷層作用時間較短，斷面較陡，顯示出相對短暫且稍弱的地質應力作用。

圖2 庫泰盆地結構剖面圖

將庫泰盆地斷層系統分為反轉構造系統、正斷層系統、擠壓構造系統，三個構造系統呈弧狀自西向東從盆地近岸向深海分布（見圖3）。通過對斷層系統應力研究得出：反轉構造系統主要應力方向為NNE-SSW向和NW-SE 向，次要應力方向為近SW 向和NE-SW向；正斷層系統主要應力方向為NNE-SSW 向和NWSE 向，次要應力方向為NE-SW 向；擠壓構造系統應力方向為NNW-SSE 向和NE-SW 向。從應力方向差異能明顯識別出反轉構造系統與正斷層系統有著相似的應力場，正斷層系統為反轉構造系統協調性斷層系統；而擠壓構造系統則具有完全不同應力場。通過平面對斷層系統應力分析，得出庫泰盆地具有兩套應力系統，且不同應力系統影響范圍不同。NNESSW 向和NW-SE 向應力系統主要影響近岸及陸架地區，NNW-SSE 向和NE-SW 向應力系統主要影響陸坡及深海地區。

綜合斷層系統剖面和平面的幾何學研究，從地質時間角度分析認為，研究區可分為上下兩層構造系統，斷層可以分為三個級別；從空間分布角度分析，研究區分為三套構造系統，且反轉構造系統和正斷層系統屬于同一套應力系統作用，擠壓構造系統屬于單獨應力系統。從時空角度綜合研究認為，反轉構造系統見BB’測線西部，其一級斷層主要呈現部分反轉或完全反轉特征，二級斷層起應力協調作用；正斷層系統分布見BB’測線中部，各級斷層主要呈現正斷層性質。擠壓構造系統見AA’測線東部，其一級和二級斷層表現出強烈的擠壓、逆沖性質。

3.2 成藏研究

將中中新統、上中新統、上新統地層主要油氣田與不同斷層系統疊合來總結庫泰盆地成藏主要規律。中中新統油藏與反轉構造系統斷層展布方向相同（見圖3（a）），上中新統油藏與正斷層系統斷層（見圖3（b））、上新統油藏與擠壓構造系統斷層（見圖3（c））展布方向基本相同，表明斷層系統對油氣聚集有決定性影響，且不同斷層系統影響不同地質時期的油氣成藏。

圖3 庫泰盆地油氣藏與斷層系統疊合分布圖

中中新世，蘇門達臘右旋走滑斷層開始活動[7，8]，庫泰盆地受到強烈的反轉應力，在這個地質時期也是液態、氣態烴形成重要時期，具有大規模區域三角洲油氣藏賦存在中中新統地層中。上中新統時期盆地應力場相對穩定，呈現穩定沉降階段，盆地繼承了中中新世主應力場，表現為正斷層應力系統；中中新世形成的部分油氣藏沿著持續開啟的正斷層系統，分布到上中新統地層中。上新世，紅河斷層和蘇門達臘走滑斷層同時對盆地進行控制[7，8]，盆地受到NNW 向和NE 向強烈的擠壓，除了改變一級斷層和二級斷層性質，使其反轉構造和正斷層構造變為擠壓構造，同時形成了一系列的淺層斷層。中中新統和上中新統地層部分油氣藏，沿著新形成的構造系統向淺層繼續運移，在上新統地層圈閉中聚集。

4 結論與認識

（1）庫泰盆地70%油氣藏分布在盆地海上部分，陸上油田發現僅占30%，烴源巖的性質和分布決定了庫泰盆地海上和陸上的油氣田規模差異。庫泰盆地海上部分的烴源巖為中中新統煤系烴源巖，為優質烴源巖；陸上部分烴源巖為始新統湖相烴源巖，為中-差烴源巖。

（2）庫泰盆地中中新統地層油氣發現占總儲量的50%，上中新統油氣發現占總儲量25%，上新統油氣發現占22%，這種明顯的油氣差異成藏特征的主控因素是斷層輸導體系。庫泰盆地主要分為反轉構造系統、正斷層系統和擠壓構造系統三套斷層系統。反轉構造系統主要控制中中新統油氣藏的分布，正斷層系統控制上中新統油氣藏分布，擠壓構造系統控制上新統油氣藏分布，不同的斷層系統控制了盆地的時空油氣藏分布差異。

（3）烴源巖的差異性和斷層輸導系統是庫泰盆地油氣富集差異性分布的主控因素，盆地“定帶選區”可將該理論和認識作為依據，其可為有利區塊篩選、勘探井和開發評價井部署提供方向和支撐。