印尼库泰盆地海陆油气富集差异主控因素

李进波，宗 奕

（1.中国海洋石油伊拉克有限公司，北京 100028；2.中国海洋石油国际有限公司，北京 100028）

库泰盆地是印度尼西亚仅次于中苏门达腊盆地的第二大含油气盆地，油气可采储量136.4 亿桶油当量，剩余可采储量4.28 亿桶油当量。深受众多国际石油公司的关注，从1920 年开始进行勘探至今，已有百余年的勘探研究历史。虽然对该区域的研究历史较长，但学者一般主要聚焦于历史事件或某个油气地质专题研究[1-12]，如对加里曼丹岛演化历史[7，8]、马哈坎三角洲演化[6]，烃源岩、原油和天然气做地球化学分析[9-12]等。即使有些学者对该盆地的油气成藏规律及控制因素进行了相应的研究[2，5]，但也主要是针对局部地区，缺乏从整个盆地角度、特别是区分陆上部分和海上部分进行油气成藏与富集的差异性和主控因素的系统研究，进而制约了油气富集规律和盆地勘探方向的认识。

本次在前人研究的基础上，从库泰盆地海上和陆上已发现油气资源量及其分布出发，通过对构造和沉积演化、烃源岩差异性、断层系统及成藏模式系统分析，来找出库泰盆地油气成藏和富集差异性的原因，为盆地“定带选区”、勘探井和开发评价井的部署提供方向和支撑。

1 地质背景

库泰盆地为新生代被动大陆边缘盆地，位于印度尼西亚加里曼丹岛东南部，盆地面积约为20.45×104km2，盆地划分为陆上部分以及海上部分，其中陆上面积110 666 km2，海上面积94 055 km2。目前盆地的勘探活动已遍及整个盆地，共发现油气田135 个，其中海上部分油气发现主要集中于马哈坎三角洲近岸、浅水区和深水区，占盆地油气已发现储量的70%，而陆上的已发现储量为30%；油气的分布层位主要在中中新统，约占油气发现的50%，上中新统和上新统地层油气发现为47%；油气在平面陆上及海上以及纵向层位上的分布差异性明显。

库泰盆地的形成与演化受到太平洋板块、巽它古陆解体、古南海消亡、印-澳板块以及望加锡海峡影响，构造运动非常复杂。Robert Hall 等（2008）基于大量的锆石年龄数据重建了加里曼丹岛始新世至今的演化历史：始新世时期为断陷期，库泰盆地陆上发育小规模的陆内裂谷，主要为浅湖相以及冲积扇沉积，海上主要处于陆架浅海沉积环境；始新世末期，望加锡海形成，盆地进入到坳陷阶段；早中新世末（15 Ma）加里曼丹岛发生旋转和反转[7]，形成马哈坎三角洲，坳陷期结束；中新世末期，加里曼丹岛发生急剧的抬升，中中新统—上中新统在库泰盆地陆上地区大范围缺失或暴露，而在海上主要接受沉积，发育三角洲－深水扇沉积。

2 烃源岩差异性研究

库泰盆地70%油气藏分布在盆地海上部分，陆上油田发现仅占30%，油气平面分布差异性主要由于烃源岩差异性造成。前人研究[9-12]总体认为库泰盆地烃源岩为两套：中中新统煤系烃源岩和始新统湖相烃源岩。本文结合烃源岩沉积相、地表露头、油和天然气样品等资料分析认为，库泰盆地海上部分烃源岩仅为中中新统煤系烃源岩，并无始新统烃源岩；陆上部分烃源岩为始新统湖相烃源岩；两套烃源岩生烃潜力差异显著。

2.1 烃源岩沉积相研究

始新世时期为断陷期，古南海向加里曼丹岛北部俯冲，加里曼丹岛处于拉张应力场环境，库泰盆地陆上发育小规模的陆内裂谷，主要为浅湖相以及冲积扇沉积，粒度较粗；而海上主要处于陆架浅海沉积环境，以粒度较细的泥岩沉积为主，缺少陆源粗碎屑物质注入（见图1（a））。早中新世末（15 Ma）古南海俯冲以及新南海扩张停止，加里曼丹岛北部发生强烈反转，地势变高，早期沉积区转为剥蚀区向加里曼丹岛南部和东部提供大量碎屑物质，形成马哈坎三角洲（见图1（b））。随着中中新世－晚中新世海平面快速的下降，马哈坎三角洲迅速向海进积，致使盆地陆坡区沉积较厚，厚度可达数千米。晚中新世，盆地西部抬升，使盆地陆上地区中中新统－上中新统地层大范围缺失和暴露，导致了中新统烃源岩在陆上不发育（见图1（c））。

图1 库泰盆地烃源岩沉积期沉积相图

始新世时期，陆上部分与海上部分烃源岩具有明显差异：陆上部分主要发育浅湖和冲积扇沉积，不是优质烃源岩发育的较好沉积相带，且断陷规模较小，导致了烃源岩生烃能力有限；海上部分主要为浅海陆架泥岩，生烃能力较差。中新世时期，海上部分，煤系地层主要发育三角洲平原和三角洲前缘，具有较好生烃能力；陆上部分不发育。

2.2 烃源岩评价

盆地陆上部分始新统湖相烃源岩生烃能力有限，主要以产干气为主，仅形成小规模气田[10-16]。海上部分始新统主要为浅海陆架泥岩，TOC 值在0.5%～0.7%，HI＜80 mgHC/g，生烃潜力小于2[5，10，12]，地化指标较差，基本不具备生烃能力。

盆地海上部分中中新统煤系烃源岩TOC 值在40%～80%，氯仿“A”值在15～55 mg/g，氢指数HI＞300 mgHC/g，S1+S2＞175 mgHC/g，有极好的生烃能力，评价为优质烃源岩。本次研究选取近100 个岩石热解分析数据，得出库泰盆地海上部分煤系烃源岩的类型主要为II 型、III 型；镜下鉴定表明库泰盆地II 型干酪根含有较高的壳质组分[9]，壳质组含量在20%以上，具有很好的生成液态烃潜力，是库泰盆地超大型油田的物质基础。有机质成熟度是确定生烃门限、划分有机质生烃演化阶段及其圈定有机质烃源岩范围的基础。据Sri 等（2009）对盆地海上部分煤系烃源岩研究，其镜质体反射率Ro%值大于0.6%；同时通过对油和天然气的地化分析[9-12]，油的生物标志化合物显示为成熟油，天然气主要为油伴生气，进一步证实烃源岩为成熟烃源岩。

综合上述分析认为库泰盆地具有两套烃源岩，即海上部分是中中新统煤系烃源岩，整体评价为好烃源岩，陆上部分是始新统湖相烃源岩，评价为中-差型烃源岩。库泰盆地烃源岩从层位分布和生烃能力都有巨大差异，为其油气成藏差异化奠定物质基础。

3 油气差异成藏主控因素及成藏分析

目前库泰盆地中中新统地层油气发现占总储量的50%，上中新统油气发现占总储量25%，上新统油气发现占22%，显示出明显的油气差异成藏特征。

盆地油气成藏主要取决于输导体系特征，库泰盆地主要发育了砂体和断层两种输导体系。结合沉积相研究，盆地海上部分中中新统地层、上中新统和上新统地层具有广泛的砂体分布，因此认为砂体输导体系不是盆地油气差异成藏的主要因素。

断层不仅控制断陷盆地的形成与构造格局，也控制凹陷的沉积和发育，同时也影响绝大多数圈闭的形成与展布，是油气垂向运移的重要通道。因此，断层系统的活动在一定程度上决定了油气的运移、聚集、保存等条件。

3.1 断层几何形态研究

通过对研究区两条结构剖面的精细解析（见图2）发现，研究区断层主要分为三级。一级断层为控边断层，发育时间为中中新世（15 Ma）以前，一级断层奠定了盆地的基础应力方向，确定了盆地的性质。一级断层显示出强烈的走滑特征，即正断层和其共轭的逆断层交错，继承发育。二级断层是一级断层协调断层，发育时间也在15 Ma 年以前，呈现为正逆断层交错，具有花状构造和复合“Y”字构造。一级和二级断层的断面都相对较缓，局部呈现反转、挤压、拉张等性质，显出强大的地质应力。三级断层基本在11 Ma（上中新世）以后发育，为正断层性质。与一、二级断层受到强烈作用力的不同，三级断层作用时间较短，断面较陡，显示出相对短暂且稍弱的地质应力作用。

图2 库泰盆地结构剖面图

将库泰盆地断层系统分为反转构造系统、正断层系统、挤压构造系统，三个构造系统呈弧状自西向东从盆地近岸向深海分布（见图3）。通过对断层系统应力研究得出：反转构造系统主要应力方向为NNE-SSW向和NW-SE 向，次要应力方向为近SW 向和NE-SW向；正断层系统主要应力方向为NNE-SSW 向和NWSE 向，次要应力方向为NE-SW 向；挤压构造系统应力方向为NNW-SSE 向和NE-SW 向。从应力方向差异能明显识别出反转构造系统与正断层系统有着相似的应力场，正断层系统为反转构造系统协调性断层系统；而挤压构造系统则具有完全不同应力场。通过平面对断层系统应力分析，得出库泰盆地具有两套应力系统，且不同应力系统影响范围不同。NNESSW 向和NW-SE 向应力系统主要影响近岸及陆架地区，NNW-SSE 向和NE-SW 向应力系统主要影响陆坡及深海地区。

综合断层系统剖面和平面的几何学研究，从地质时间角度分析认为，研究区可分为上下两层构造系统，断层可以分为三个级别；从空间分布角度分析，研究区分为三套构造系统，且反转构造系统和正断层系统属于同一套应力系统作用，挤压构造系统属于单独应力系统。从时空角度综合研究认为，反转构造系统见BB’测线西部，其一级断层主要呈现部分反转或完全反转特征，二级断层起应力协调作用；正断层系统分布见BB’测线中部，各级断层主要呈现正断层性质。挤压构造系统见AA’测线东部，其一级和二级断层表现出强烈的挤压、逆冲性质。

3.2 成藏研究

将中中新统、上中新统、上新统地层主要油气田与不同断层系统叠合来总结库泰盆地成藏主要规律。中中新统油藏与反转构造系统断层展布方向相同（见图3（a）），上中新统油藏与正断层系统断层（见图3（b））、上新统油藏与挤压构造系统断层（见图3（c））展布方向基本相同，表明断层系统对油气聚集有决定性影响，且不同断层系统影响不同地质时期的油气成藏。

图3 库泰盆地油气藏与断层系统叠合分布图

中中新世，苏门达腊右旋走滑断层开始活动[7，8]，库泰盆地受到强烈的反转应力，在这个地质时期也是液态、气态烃形成重要时期，具有大规模区域三角洲油气藏赋存在中中新统地层中。上中新统时期盆地应力场相对稳定，呈现稳定沉降阶段，盆地继承了中中新世主应力场，表现为正断层应力系统；中中新世形成的部分油气藏沿着持续开启的正断层系统，分布到上中新统地层中。上新世，红河断层和苏门达腊走滑断层同时对盆地进行控制[7，8]，盆地受到NNW 向和NE 向强烈的挤压，除了改变一级断层和二级断层性质，使其反转构造和正断层构造变为挤压构造，同时形成了一系列的浅层断层。中中新统和上中新统地层部分油气藏，沿着新形成的构造系统向浅层继续运移，在上新统地层圈闭中聚集。

4 结论与认识

（1）库泰盆地70%油气藏分布在盆地海上部分，陆上油田发现仅占30%，烃源岩的性质和分布决定了库泰盆地海上和陆上的油气田规模差异。库泰盆地海上部分的烃源岩为中中新统煤系烃源岩，为优质烃源岩；陆上部分烃源岩为始新统湖相烃源岩，为中-差烃源岩。

（2）库泰盆地中中新统地层油气发现占总储量的50%，上中新统油气发现占总储量25%，上新统油气发现占22%，这种明显的油气差异成藏特征的主控因素是断层输导体系。库泰盆地主要分为反转构造系统、正断层系统和挤压构造系统三套断层系统。反转构造系统主要控制中中新统油气藏的分布，正断层系统控制上中新统油气藏分布，挤压构造系统控制上新统油气藏分布，不同的断层系统控制了盆地的时空油气藏分布差异。

（3）烃源岩的差异性和断层输导系统是库泰盆地油气富集差异性分布的主控因素，盆地“定带选区”可将该理论和认识作为依据，其可为有利区块筛选、勘探井和开发评价井部署提供方向和支撑。