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澳大利亚西部和西北部边缘盆地的构造特征和石油资源潜力
A.Zabanbark 俄罗斯莫斯科俄罗斯科学院斯拉夫海洋研究所
摘要：澳大利亚的油气盆地局限于其西部和西北的边缘地带。它们是典型的带有被动构造体制的洋陆边缘过渡地带。以下的沉积盆地（以地质条件划分的边界)可划分为(由南向北):珀斯, 卡那封, 坎宁, 布劳斯,和波拿巴。所有的这些盆地已经被很好的研究过，其中以卡那封盆地的研究最为丰富而富有成效。尽管该盆地的油气资源发现率近于100%，但是它的大陆斜坡依然不够明确。基于这一点，使用专门的GIS技术分析产油区地貌构造特征。根据对卡那封含油气盆地已经完成的分析，显示出了这种技术的效率，能够同时发现位于油气田西部，北部，南部的几个远景区，同时形成了一个有待于概述的趋势。澳大利亚的总油气储量高达；石油2.1 × 109 t，天然气840 × 109 m3。截止到2008年1月1日，澳大利亚的年产油量达到22.25 × 106 t年产气量达到14 × 109 m3。到2008年初，澳大利亚大约95%的石油和80%的天然气是在 卡那封盆地的近海地区获得的。
澳大利亚的油气盆地局限于其西部和西北的边缘地带。它们是典型的带有被动构造体制的洋陆边缘过渡地带。以下的沉积盆地（以地质条件划分的边界)可划分为(由南向北):珀斯, 卡那封, 坎宁, 布劳斯,和波拿巴（图1）。珀斯盆地, 是澳大利亚最南端的盆地之一，局限于澳大利亚地台的核部，并被地台边缘的造山带复杂化。在它靠近大陆的一侧，盆地的边界是由一系列正断层形成的，白令断层是其中最大的一个断层。卡那封盆地是被斑鸠和比格犬岭 所分割的一个隆起型的抬升。在西部方向上，盆地消失于印度洋的海平面以下，它的边界大概位于自然高原区域。盆地是由古生代、中生代新生代,第四纪地层组成,足足有115到107公里的厚度以及海陆的形成。断层岩以尼奥科姆统和上侏罗纪陆生沉积物为陆源(> 1.5-2.0公里)。盆地的裂谷后发展作为大陆边缘盆地反映在沉积下部为中上白垩纪，和由阿普第阶、阿尔必阶的新生代混合物,和森诺曼阶海陆源沉积物(厚1.5公里)和上部的森诺阶新生代碳酸盐(灰岩和泥灰土)序列。这个构造厚度的增加向海陆架外缘达到3公里
图1 澳大利亚西部和西北部含油气盆地的位置
图2 澳大利亚西部和西北部近海地区含油气情况
图3 卡那封沉积盆地
(1)Precambrian folding;(2)a conservation zone;(3)boundary with adjacent basins;(4)boundary with other areas;(5)faults.图4 卡那封盆地综合柱状图
丹皮尔海槽大约长190km，宽160km肌肤完全被印度洋的水体所覆盖。与其临近的甘宁盆地有德哥雷隆起所分割。丹皮尔海槽的油气勘探工作始于1968年，进而发现几个10亿顿级的油，气，凝析油田。最大的凝析油田—北兰金和古德温油田位于兰金高原，晚三叠世和早侏罗世的三角洲沉积和河道沉积好像具有很大的潜力。在这个海槽的其他地区，石油和天然气的聚集只局限于中侏罗世到早白垩世的陆源地层中。丹皮尔海槽的可采气储量估计接近60 × 109 m3。
位于丹皮尔海槽之南的巴罗海槽面积接近20 000km2。这个海槽的沉积盖层主要沉积的是二叠纪到第四纪的沉积物（早古生代的沉积序列也是如此）。沉积相以海相，滨海相，三角洲相，湖泊想为代表。巴罗海槽的边界由于断层的切割而呈直线型。（图3）巴罗海槽据推测形成于侏罗纪的早期，其伸展运动是因为很可能与冈瓦那大陆解体有关的大量的断错有关。巴罗岛背斜代表了巴罗海槽的很大一部分构造单元。这个区域的油气勘探工作于1954年展开，在上侏罗系和下白垩系中发现了有效的油气显示。（图2-12）油气藏储集体以三角洲砂岩为主，孔隙度为20-28%，渗透率为55mD。这个区域的石油资源相对可观。
位于水下的埃克斯茅斯高原水深800-5000m，连着邻近的大陆坡其面积接近300 000km2。埃克斯茅斯的地层和地质构造的解释源于对地球物理资料的分析以及与澳大利亚西北部地区的地层剖面图的对比。埃克斯茅斯大陆壳的厚度接近20km，包括古生代的5km和更年轻的5km地层覆盖在前寒武纪的基底之上。古生代和晚中生代的的地层被NE向的正断层所错段，平均位移达100。晚三叠世的地层于其下呈块状构造的地层为不整合接触，并伴有轻微的褶皱。上部地层还有几个不整合的存在。直到晚白垩世这个区域才被特提斯海所占据，沉积了大量近海的，海陆交互相的沉积物。晚侏罗纪和早白垩纪的特点是在今天高原南部地区形成一个很大的三角洲沉积。晚白垩到新生代是以碳酸盐沉积微特征。
埃克斯茅斯的沉积剖面包括古生代到中生代的沉积物源。例如，侏罗纪的沉积包括气型煤岩和储集性很好的侏罗的石英砂岩，下侏罗的石灰岩。三叠纪和早白垩世的砂岩也可以作为储集体。他们的物性特征是孔隙度20-25%，粘土物质少，流动性好，渗透率达50mD。与古生代的运动平缓和三叠纪的断层相联系的圈闭的形成，以及三角洲相中岩性圈闭为油气的聚集和储存提供了优越的条件。1953年在埃克斯茅斯海槽的拉夫地区发现了澳大利亚的第一个油田，在深度1089-1109的砂质沉积物石油产量可达72t/d。截止到目前，在埃克斯茅斯隆起已发现10个油气田：文深特，诺威亚，恩菲尔德，科尼斯顿，斯科菲峰，斯卡伯勒等等。在2003年雷文斯沃思 气田在克斯茅斯海槽水下209米处发现.它位于文森特油气田东南10km处。钻井到地下1432米处首次发现油气显示，油，气层厚度分别达37和7m之厚。位于早白垩世和上侏罗系的砂质沉积物中。油气主要分布在埃克斯茅斯高原的南部和西北地区。
卡那封盆地的石油，天然气，凝析油的储量是所有澳大利亚大陆边缘盆地中最丰富的。尽管在该盆地已发现近100个油气田，但是它的油气储量依然可观，因为在盆地的大陆坡未知区发现油气的可能性很大。
在所有油气田中超过10个油气田位于卡那封盆地的大陆斜坡上水深为250-550m。另外，和大陆架地区相比，那里的油气储量很高。基于这些关系，用专门的GIS技术进行产油区的地貌构造特征分析是非常具有意义的。
这项工作的主要目的是圈定沉积盆地中油气聚集的最有利油气远景区，这可以依靠可靠地方法研究，涉及技术和经济的限制。这项任务依靠录井，地震勘探，重力磁力勘探以及测深数据，这些经常在大陆边缘资源勘探中的运用受到限制。利用GIS技术虽澳大利亚西北部大陆边缘地貌构造的研究（图5）被等深图例证了，这项技术适合任何地区。
西西伯利亚和西伯利亚地台含油区的构造研究显示油气聚集构造的形成是由于岩石圈板块的水平拉伸，或者岩块不同程度的垂直运动。依据其他地质学家的说法，这一运动过程称为重力构造作用。别洛索夫发现在这个条件下发生中的褶皱伴随有流出体区域。它们对应无锈子型岩床和陡直，不对称褶皱的流入区。大多数已知的油气聚集区在平缓拉伸区域的褶皱之中。
这种现象的意义强调了一个事实局部地球动力活跃的地区具有特殊地球构造的特征。以此类推到陆上活动区域，底部地球构造在海洋局部地球动力压缩区应该比较陡峭，并且表现出比伸展区更明显的构造运动。
卡那封盆地一些油气田的特征
研究成果丰富的卡那封含油气盆地作为一个典型区域用来检验大陆边缘沉积盆地的地貌构造分析。为了得出开采区域地貌特征类似于西伯利亚的研究区域，用GIS技术对该盆地的数字化等深图进行了分析。类似的用于地球物理学领域，借助于滑动窗法，深海技术被分为整体和局部，考虑到几个派生的特征：占主导地位的力的线性地形要素，底面的水平和垂直运动，等等（总共12个特征）。对
于每一个特征都编制出了数字图表。这些图表中的三个运用于这项研究的分析：盆地底部的整体轮廓，局部轮廓，底面的侵入（图6）。它们根据油气区的测深剖面图完成，用来解释地貌构造特征的变化。（图7）因为以上所涉及的地貌构造特征对于研究目的来说已经足够，其他在此就不再加以讨论了。
依据公认的地球动力学模型，可推知活动区应该占主导地位的力的线性地形要素有明显的变化，从底部局部轮廓到边缘部分的构造。测深轮廓覆盖所有地区表明它们的确处于地形高点的斜坡区域。（图6）.底部区域在占主导地位的力的线性地形要素中以于相邻活动较弱的区域形成对比为特征。
这个区域的特征是几个特征构造沿着澳大利亚西北边缘汇聚组合在一起。对于18油气区的分析,17区也具有同样的趋势，相同的趋势出现在大陆斜坡的更深的区域可能认为油气聚集的有利地区。已经完成地貌构造分析的卡那封含油气盆地一方面例证了这项研究额效率另一方面揭示了几个远景区，位于西部，北部，南部，发现了石油和天然气田，其中两个油气田是在论文的出版准备阶段发现的。
图5 研究区域图
由于这项装备技术运用于大陆架油气田的勘探开发，特别地，应用与深海条件还有很多不足之处和成本太高，这项技术先期在陆地上进行测试，可以提升在世界大洋进行油气勘探的初级阶段进行油气田勘探开发的效率。
坎宁沉积盆地位于卡那封盆地的东部（图1），它有几个小盆地组成（从南向北）：比格尔，贝德奥，伦纳德。比格尔盆地与卡那封盆地为德格雷凸起所分割，并且具有和上述提到到丹尼尔盆地具有相同的地质历史。所有的这些盆地很少被研究，尽管在大陆架上发现了莫麦德和东莫麦德气田（图2）.盆地中的几口井喷出了三叠纪砂岩中的气。在坎宁盆地大陆边缘的油气远景区被认为于泥盆纪的碳酸盐和石炭纪到二叠纪的砂岩有关。
图6 澳大利亚西北部大陆斜坡底面地层倾角反方位图
图7 盆地剖面图
布劳斯盆地几乎完全被印度洋的海水所淹没，它位于澳大利亚金伯利地块的西北部。这 个盆地有320km长，200km宽，面积接近70 000km2。它的沉积剖面由早二叠纪到近代的10-11km的沉积物组成。二叠纪和三叠纪的沉积主要以滨岸-海相，陆相沉积为主。下中侏罗系的碎屑岩沉积在河流和三角洲相之上，上侏罗系的地层以冲积扇为主，形成储集体。它们经常含有火山岩物质。侏罗纪的沉积
序列是由白垩系的泥屑灰岩组成。布劳斯盆地中较年轻的沉积物实际上是在早白垩纪沉积下来的。这些沉积物向盆地边缘尖灭。
根据地震质料，沉积盆地的盖层沿东北方向呈线性隆起。断层的存在也证明了这一发现，盆地的不同部分都有其独特的构造和构造发展。
在布劳斯含油气盆地中油气生成于300-4500m三叠系。侏罗系，白垩系地层。上侏罗系的沉积物认为是源岩，油气聚集在水下60-600的地方。在1971年，澳大利亚的主要油气田之一的斯科特瑞夫气田，在盆地向西离岸300km的近海被发现。局限于一个经向运动产生的褶皱。油气聚集在三叠系和侏罗系的砂岩和白云岩之中。储集体的孔隙度为12-16%，含水饱和度为14-40%。成熟度最高的油气从4299-4305m中排出。井的产气量为515000m3/day，凝析油43000t/d。天然气储量估计达28 × 109 m3.最近，接近10个天然气，石油，凝析油田被发现（图2）。在这些发现中具有代表性的是耶稣鱼组，Gorgonichtys, Titanichtys, 和 Dinichtys凝析油田中天然气的储量达到28–36 × 109 m3，凝析油达68.5–72.2 × 106 t。布雷克诺克和南布雷克诺克的25.2 × 109 m3的天然气正处于开发之中。
在澳大利亚西部和西北部边缘的沉积盆地中有一个特殊的区域——波拿马盆地。局限在海湾的入海口地区和大陆架一大陆坡的邻近地区（图1.2）。这个盆地可能发育于大陆裂谷时期，受控于被动大陆边缘，类似的有尼日利亚和孟加拉盆地，在墨西哥湾的密西西比和三角洲次盆地，位于波弗特海的麦肯锡和次盆地。它们有一个特征不同于其他被动边缘盆地，这一地区是波拿马盆地位于澳大利亚被动边缘和帝汶主动边缘的强烈作用区。东帝汶岛是一个的活跃的火山弧单元其边界在班达海南部和东部，现在这个岛位于澳大利亚边缘之上。这个地区的情况类似于特提斯海的阿拉伯边缘特征，当后者与伊朗板块边缘在早新生代汇聚。
东帝汶板块挤入澳大利亚大陆的边缘，同时伴随着使该大陆裂解成许多板块，其中一些在其后相当长的一段时间内才停息。这一过程解释了志留系——石炭系的膏盐在沉积盖层的下部发生底辟作用（图8,9）。地壳的强烈裂解导致在斜坡上形成几个隆起：艾泊莫萨胡尔，萨胡尔和伦敦里郡的东北部。这些构造主要富含油气。
盆地的沉积剖面显示主要由下，上古生代，中生代，新生代地层组成，这也就意味着自寒武纪末起就在澳大利亚克拉通地台上作为拗拉谷接受长时期额沉积（图8,9）。下部的沉积体是下中古生代的陆源和海源沉积，还包括志留系和泥盆系的蒸发岩，位于石炭系的海相沉积物之上。位于该海湾的海燕槽的沉积物的厚度超过5km。波拿马盆地的裂谷由二叠纪，三叠纪和早中侏罗纪的陆相沉积物组成，厚度达6-7km。下部是河流-三角洲相沉积，上部是位于水下的沙坝沉积。在海燕和燕鸥地区砂体具有很好的储层性质且富含油气。侧向和上部的三角洲相被滨海相的沉积物所替代。海相沉积在中侏罗纪也有发生。
波拿马盆地很可能在晚侏罗的尼奥科姆统形成，当开始沉积海相砂岩时，并逐渐向陆相过度。盆地的厚度在西部增加了3.0-3.5km。白垩和新生代的地层主要是陆相和碳酸盐相的沉积火毒达2.0-2.5km。因此。该盆地的盖层厚度可达15km。这也就证实了该盆地作为拗拉谷和裂谷一直在接受沉积。第一个气田和油气田在1970年发现。截止到目前，近100口探井发现了20多个油，气，凝析油田。主要局限于下列圈闭之中：（1）低缓的短轴背斜（2）复杂的背斜带（3）岩体刺穿和底辟（4）构造变形圈闭（5）直线型圈闭。海蓝湾，凯领，库瑞依皮，米丽甘的石炭纪和二叠纪的砂岩是盆地的主要储集体。潜在远景区主要是在坦莫若的石灰岩和石灰质砂岩。储集层的孔隙度在3500和1500分别可达15-25%，15%-20%。下部石炭系和二叠系的页岩被认为是源岩。油气在1185-4352m生成。盆地的所有油气田都是中型油气田。依据现有的资料，盆地是具有油气远景的地区。
图8 波拿马海湾盆地的综合柱状图
图9 波拿马盆地剖面图
截止到目前，在澳大利亚的近海地区已经发现超过150个油，气，凝析油田。澳大利亚近95%的油和80%的气自2008年起是在近海地区获得的。澳大利亚西部和西北部是主要含油气区。在这最后20年间，得益于西部近海地区澳大利亚的石油储量增加了4倍，具有高达2.1 × 109 t的油和840 × 109 m3的气。到2008年1月1日，澳大利亚的油气产量分别达22.25 × 106 t 和14 × 109 m3。
澳大利亚西部边缘含油气盆地还没有得到规律性和有效的研究，特别是在大陆斜坡地区。基于这一点，产区的地貌构造特征可用专门的GIS技术进行分析。已经进行的分析已经显示出了这项技术的高效性，也使得在已经发现的油气田西部，北部，南部圈定几个远景区是有可能的。
