印度東部大陸邊緣克里希納—戈達(dá)瓦里盆地油氣分布規(guī)律

馮楊偉,屈紅軍,張瑾愛(ài)，鄭艷榮，馬曉玲

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 西安地質(zhì)調(diào)查中心, 陜西 西安　710054；2.西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地質(zhì)學(xué)系,陜西 西安　710069;3.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安　710068；4.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金部隊(duì)第五支隊(duì)，陜西 西安　710100； 5.大慶油田有限責(zé)任公司 第二采油隊(duì)地質(zhì)大隊(duì)，黑龍江 大慶　163000)

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·地球科學(xué)·

印度東部大陸邊緣克里希納—戈達(dá)瓦里盆地油氣分布規(guī)律

馮楊偉1,2,屈紅軍1,張瑾愛(ài)3，鄭艷榮4，馬曉玲5

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 西安地質(zhì)調(diào)查中心, 陜西 西安710054；2.西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地質(zhì)學(xué)系,陜西 西安710069;3.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安710068；4.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金部隊(duì)第五支隊(duì)，陜西 西安710100； 5.大慶油田有限責(zé)任公司 第二采油隊(duì)地質(zhì)大隊(duì)，黑龍江 大慶163000)

以印度東部大陸邊緣克里希納—戈達(dá)瓦里盆地油氣地質(zhì)條件、勘探現(xiàn)狀和油氣田最新資料為基礎(chǔ),采用油氣地質(zhì)綜合分析方法,探討研究區(qū)油氣分布規(guī)律及其主控因素,預(yù)測(cè)有利勘探方向。研究結(jié)果表明，“源熱共控”的印度東部大陸邊緣克里希納—戈達(dá)瓦里盆地油氣分布的規(guī)律為“內(nèi)油外氣”：靠近海岸線附近的低熱流值區(qū)發(fā)育大型油田,以RAVVA油田為代表,另有一些中小型油田;在靠近深水一側(cè)高熱流值區(qū)發(fā)育以DHIRUBHAI為代表的巨型天然氣田,另有若干富氣遠(yuǎn)景圈閉。研究后認(rèn)為，研究區(qū)盆地油氣分布主控因素是主力烴源巖的熱演化受控于地?zé)釄?chǎng),二者相匹配共同控制盆地油氣的分布。

印度東部大陸邊緣;源熱共控;克里希納—戈達(dá)瓦里盆地;分布規(guī)律;主控因素

目前，陸地及陸架淺水區(qū)油氣發(fā)現(xiàn)的高峰期已過(guò)，淺水區(qū)和老油田區(qū)想再有新的重大發(fā)現(xiàn)難度劇增。而近年來(lái)，深水區(qū)甚至是超深水區(qū)油氣取得一系列重大突破，已成為當(dāng)今全球關(guān)注的焦點(diǎn)[1],被動(dòng)大陸邊緣深水區(qū)油氣勘探領(lǐng)域已成為全球的主要領(lǐng)域和熱點(diǎn)領(lǐng)域[2-3]。地球深水盆地群主要分布在近南北走向展布的環(huán)大西洋區(qū)域、西太平洋區(qū)域以及近東西走向展布的環(huán)北印度洋區(qū)域、環(huán)北極區(qū)域。其中，環(huán)大西洋區(qū)域深水盆地群富油,主要包括巴西東部陸架、西非海岸深水盆地群、墨西哥灣盆地和挪威中部陸架等；環(huán)北印度洋區(qū)域深水盆地群富氣,主要包括澳大利亞西北陸架、印度東部大陸邊緣、南海周緣陸架和東非大陸邊緣等區(qū)域[1,4]。

“源熱共控論”是2010年張功成在中國(guó)南海油氣勘探實(shí)踐中首次提出的：南海富烴凹陷中，烴源條件和地?zé)釄?chǎng)特征相匹配，共同控制油氣分布，具有“外油內(nèi)氣”環(huán)帶有序分的分布特征[5]。2011—2012年，筆者研究發(fā)現(xiàn)，澳大利亞西北陸架油氣分布受到烴源巖和蓋層的協(xié)調(diào)相匹配控制，遠(yuǎn)岸深水區(qū)發(fā)育巨型油氣田群，近岸淺水區(qū)發(fā)育小型油田群，總體上具有“內(nèi)油外氣”的分布規(guī)律[6-7]。2012年，張功成主要依據(jù)中國(guó)眾多含油氣盆地的“源”、“熱”條件，翔實(shí)地闡述了“源熱共控論”[8]。本文通過(guò)對(duì)印度東部大陸邊緣克里希納—戈達(dá)瓦里盆地(Krishna-Godavari)的油氣地質(zhì)條件、勘探狀況和油氣田最新數(shù)據(jù)的綜合分析，發(fā)現(xiàn)“源熱共控論”在克里希納—戈達(dá)瓦里盆地中有很好的響應(yīng)。該區(qū)域目前勘探程度很低，勘探潛力巨大，揭示其油氣分布規(guī)律和主控因素對(duì)該地區(qū)的油氣勘探具有重大的指導(dǎo)意義。

1　地質(zhì)背景

克里希納—戈達(dá)瓦里(Krishna-Godavari)盆地位于印度的東海岸,側(cè)向延伸500 km,從海岸到深海延伸超過(guò)200 km。盆地面積7萬(wàn)km2,陸上2.8萬(wàn)km2,多被沖積層覆蓋;海上4.2萬(wàn)km2,主要在孟加拉灣海區(qū)范圍內(nèi)[9]。盆地屬被動(dòng)大陸邊緣盆地,主構(gòu)造走向?yàn)镹E—SW,多發(fā)育NE—SW向正斷層和走滑斷層,斷裂多均呈弧形,且與弧形的地壘走向大致平行,基本以這些斷層為邊界。研究區(qū)的盆地主要包括East Godavari次盆、West Godavari次盆、Mandapeta次盆、Ravva次盆、Bantumihi地塹、Nizampatnam海槽、Krishna次盆和Pennar海槽[10](見(jiàn)圖1)。

克里希納—戈達(dá)瓦里盆地基底為前寒武系強(qiáng)變質(zhì)結(jié)晶巖系, 主要由片麻巖、 石英巖、 charnokite和榴英硅線變質(zhì)巖組成[10]。 盆地經(jīng)歷了一個(gè)多旋回的構(gòu)造演化， 大致分為4大構(gòu)造演化階段: ①侏羅紀(jì)之前的克拉通發(fā)育期,盆地整體構(gòu)造活動(dòng)較弱,主要發(fā)育河流相—沼澤—湖泊相沉積。② 侏羅紀(jì)—早白堊世的裂谷期。204 Ma，岡瓦納大陸中的 Mangkalihat地體開(kāi)始裂解,形成一個(gè)NE—SW向的從澳洲地塊西北部經(jīng)印度板塊和南極洲板塊一直延伸至非洲板塊的侏羅紀(jì)巨型裂谷盆地,144～136 Ma，印度板塊的裂解導(dǎo)致巨型裂谷盆地進(jìn)一步擴(kuò)張[11]。裂谷盆地內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,地塹和半地塹發(fā)育,沉積了厚層河流相和湖泊相沉積,比如Gajulapadu湖相頁(yè)巖和Bapatla砂巖。③ 早白堊世晚期—晚白堊世末期的被動(dòng)大陸邊緣期。123Ma，印度板塊、南極洲板塊和澳洲地塊分離,開(kāi)始向北漂移,印度板塊東部陸緣構(gòu)造活動(dòng)趨于停滯,以熱沉降為主,主要發(fā)育海相泥頁(yè)巖、濱淺海相砂巖、海相三角洲砂巖以及深海濁積砂巖沉積。④ 古新世—現(xiàn)今的新構(gòu)造期。白堊紀(jì)末期—古新世，印度板塊向歐亞板塊之下的俯沖越來(lái)越強(qiáng),引起了克里希納—戈達(dá)瓦里盆地火山的噴發(fā),發(fā)育Razole組火山巖相地層[10]。火山期后，克里希納—戈達(dá)瓦里盆地趨于抬升發(fā)生海退,沿岸三角洲發(fā)育,沉積物快速沉降導(dǎo)致同生斷層發(fā)育,外形為拱形,近似平行于海岸延伸方向(見(jiàn)圖2)。

2　烴源條件

烴源巖從石炭—二疊紀(jì)到上新統(tǒng)—更新統(tǒng)均有發(fā)育,其中有些已被證實(shí),還有一些未被證實(shí)的潛在烴源巖(見(jiàn)表1,圖2)。盆地主要發(fā)育3套主力烴源巖:① 上古新統(tǒng)到早漸新世Vadaparru組是主要的生氣源巖,以近海三角洲為中心,地層厚度向周?chē)瘦椛錉顪p薄；Ⅲ型干酪根為主,受大地?zé)崃鞯目刂苾H在深水區(qū)于晚漸新世—早中新世成熟,在盆地埋深較大區(qū)域達(dá)到生烴高峰,Ro為0.7～0.8。近海和陸上區(qū)域Vadaparru組烴源巖未成熟。② 早白堊世阿普特期，Raghavapuram組頁(yè)巖為厚度達(dá)800 m的烴源巖。在深水區(qū)，油氣生烴開(kāi)始于馬斯特里赫特期,從晚始新世開(kāi)始生氣,從晚漸新世開(kāi)始處于過(guò)成熟階段,在漸新世—中中新世達(dá)到生氣高峰,以產(chǎn)氣為主,產(chǎn)少量油;在近海和陸上區(qū)域，該套烴源巖到漸新世才開(kāi)始成熟,Ro為0.51～0.72,Tmax為430～442℃,以生油為主,不生氣。③ 時(shí)代最老且已被證實(shí)的烴源巖為上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)Barakar組/Kommugudem組煤層、含煤頁(yè)巖,厚度可達(dá)200 m；其主要分布在陸上,呈北東—南西向展布；早侏羅世開(kāi)始生烴,生氣發(fā)生在白堊紀(jì)中期,該套烴源巖在古近紀(jì)早期處于過(guò)成熟階段,Ro為1.14～1.46,Tmax為436～538℃,以生氣為主[12-15](見(jiàn)表1,圖3)。

圖1　印度東部大陸邊緣克里希納—戈達(dá)瓦里盆地概要圖(據(jù)[1,10]編繪)Fig.1　Sketch map of Krishna-Godavari Basin in East India margin[1,10]

盆地重要的潛在烴源巖賦存在新近系。古新統(tǒng)Palakollu頁(yè)巖,在盆地邊緣較有潛力，盆地內(nèi)部有機(jī)質(zhì)主要是Ⅱ型,在盆地東南部有機(jī)質(zhì)處于成熟階段。薄層漸新統(tǒng)Narasapui組易生氣,但品質(zhì)相對(duì)較差,可能在晚上新世—更新世,位于埋深2 200 m的區(qū)域有機(jī)質(zhì)才能達(dá)到成熟。上中新統(tǒng)—上新統(tǒng)戈達(dá)瓦里組泥巖為潛在烴源巖,易生油氣,品質(zhì)相對(duì)較好,但烴源巖埋深只有超過(guò)2 000 m時(shí)有機(jī)質(zhì)才能達(dá)到早成熟階段[16](見(jiàn)圖2)。

3　地?zé)釄?chǎng)特征

印度克里希納—戈達(dá)瓦里盆地地?zé)釄?chǎng)分布平面上呈熱流值從淺水區(qū)向深水區(qū)逐漸增高的特征,從近岸淺水區(qū)到遠(yuǎn)岸深水區(qū)大地?zé)崃髦祻?0 mW/m2逐漸增加到102 mW/m2,且在垂直于海岸線的剖面上，大地?zé)崃髦悼傮w呈隨著水體加深熱流值增高的趨勢(shì)，局部地區(qū)存在熱流異常區(qū),水體加深熱流值反而下降。在平行于海岸線的剖面上，大地?zé)崃髦悼傮w呈平穩(wěn)態(tài)勢(shì),從地形高部位到地勢(shì)較低地區(qū)大地?zé)崃髦抵饾u緩慢增高,局部地區(qū)在地形低部位熱流值存在異常高值[17](見(jiàn)圖4)。

時(shí)代地層巖性沉積相地球化學(xué)特征晚石炭世—早二疊世Barakar組/Kommugudem組煤層、含煤頁(yè)巖河流相、沼澤和湖泊相 Ⅲ型干酪根,有機(jī)碳(TOC)質(zhì)量含量高達(dá)26%,Ro為1.14～1.46,Tmax為436～538℃,過(guò)成熟,生氣早白堊世阿普特期Raghavapuram組頁(yè)巖海相 Ⅱ—Ⅲ型干酪根,有機(jī)碳(TOC)質(zhì)量含量1.28%～7.94%,平均為1.9%～2.2%,深水區(qū)過(guò)成熟,生氣;淺水區(qū)剛剛成熟,Ro為0.51～0.72,Tmax為430～442℃,生油晚古新世—早漸新世Vadaparru組頁(yè)巖海相 Ⅲ型干酪根為主,少量Ⅱ型。有機(jī)碳(TOC)質(zhì)量含量2.0%～4.0%,盆地中心埋深較大區(qū)域成熟,Ro為0.7～0.8,生油

圖3　印度克里希納—戈達(dá)瓦里盆地地層厚度等值線圖[15]Fig.3　Isopach map of sediments in Krishna—Godavari Basin[15]

圖4　印度克里希納—戈達(dá)瓦里盆地地?zé)釄?chǎng)展布圖(據(jù)[17]修改匯編)Fig.4　Distribution map of geothermal field in Krishna—Godavari Basin[17]

4　“源熱共控”盆地油氣呈“內(nèi)油外氣”的分布規(guī)律

印度克里希納—戈達(dá)瓦里盆地“源熱共控”油氣呈“內(nèi)油外氣”的分布規(guī)律。1979年，在盆地陸上區(qū)域最早發(fā)現(xiàn)了油氣,海上探井最早是1980年鉆探的G-1井。1981和1982年在盆地范圍內(nèi)開(kāi)發(fā)的兩個(gè)油氣田是Narasapur-1氣田和G-1油田,前者儲(chǔ)量小于1 MMb,后者儲(chǔ)量為33 MMb。在1986年之前,在盆地陸上部分發(fā)現(xiàn)許多小的氣田。1987年以后在盆地海上部分陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一系列油氣田,主要是分布在靠近淺水一側(cè)的RAVVA油田、GS-29油田、GS-15油田、GS-23油田、G-4油田、G-2油田、G-3油田，以及分布在深水一側(cè)的Dhirubhai巨型氣田、R氣田、G-4-2氣田、N氣田等[10]。其中，1987年在盆地海域淺水區(qū)RAVVA區(qū)發(fā)現(xiàn)的RAVVA油田是盆地迄今為止最大的海上油田,儲(chǔ)量為0.42億m3,儲(chǔ)層主要為中新統(tǒng)砂巖。2002年，在克里希納—哥達(dá)瓦里盆地深水地段(2 000～3 000 m)發(fā)現(xiàn)了巨型天然氣田——DHIRUBHAI氣田,氣田儲(chǔ)量達(dá)1 982.2億m3,使東印度與有巨大發(fā)現(xiàn)的巴西和西非處于同一行列[10]。

克里希納—戈達(dá)瓦里盆地主力烴源巖的熱演化受控于地?zé)釄?chǎng),Vadaparru組生氣源巖僅在深水區(qū)成熟且生氣,Raghavapuram頁(yè)巖在深水區(qū)達(dá)生氣高峰而在近海區(qū)則剛成熟生油不生氣,上石炭—下二疊統(tǒng)Barakar組(相當(dāng)于Kommugudem組)含煤頁(yè)巖亦生氣且在第三紀(jì)早期已經(jīng)處于過(guò)成熟階段。盆地發(fā)育上二疊統(tǒng)—三疊系、白堊系、第三系多套砂巖儲(chǔ)集體且儲(chǔ)集性能良好[18],從上侏羅統(tǒng)—第三系發(fā)育若干區(qū)域性及層內(nèi)泥頁(yè)巖蓋層,由斷層控制發(fā)育的眾多地壘及其他相關(guān)圈閉是油氣的聚集區(qū),成藏要素匹配性好[12,19-20]。同時(shí)，盆地深水區(qū)2002年發(fā)現(xiàn)的巨型DHIRUBHAI天然氣田使得最近勘探側(cè)重于生氣區(qū),生氣區(qū)的分布受到地?zé)釄?chǎng)的控制。在西戈達(dá)瓦里次盆和克里希納次盆，地塹和斷塊較發(fā)育,二疊—三疊紀(jì)成藏組合最具有潛力。分布在海上區(qū)域的RAVVA次盆是盆地目前最重要的油氣分布區(qū),受地?zé)釄?chǎng)的控制,在靠近海岸線附近的低熱流值區(qū)發(fā)育大型油田,以RAVVA油田為代表,另有一些小型油田;在靠近深水一側(cè)高熱流值區(qū)發(fā)育以DHIRUBHAI代表的巨型天然氣田,另有若干富氣為主的遠(yuǎn)景圈閉。近年發(fā)現(xiàn)，KG-OS/6深水區(qū)塊具有較好的勘探潛力,在遠(yuǎn)景圈閉中發(fā)現(xiàn)潛在天然氣儲(chǔ)量達(dá)849.5億m3。N區(qū)域潛在儲(chǔ)量與邊際儲(chǔ)量總和約215.2億m3，區(qū)內(nèi)亦是靠近淺水一側(cè)產(chǎn)氣、靠近深水一側(cè)富氣,另有諸多富氣的前景圈閉。盆地西南部勘探不足,侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)構(gòu)造和地層成藏組合及附近的地壘均為遠(yuǎn)景區(qū)。

5　結(jié)　論

1)“源熱共控”的印度東部大陸邊緣克里希納—戈達(dá)瓦里盆地油氣分布呈現(xiàn)“內(nèi)油外氣”的特點(diǎn)：靠近海岸線附近的低熱流值區(qū)發(fā)育大型油田,以RAVVA油田為代表,另有一些小型油田;在靠近深水一側(cè)高熱流值區(qū)發(fā)育以DHIRUBHAI為代表的巨型天然氣田,另有若干富氣遠(yuǎn)景圈閉。

2)盆地油氣分布主控因素是主力烴源巖的熱演化受控于地?zé)釄?chǎng),二者相匹配共同控制盆地油氣分布。Vadaparru組生氣源巖僅在深水區(qū)成熟且生氣,Raghavapuram頁(yè)巖在深水區(qū)達(dá)生氣高峰而在近海區(qū)則剛成熟生油不生氣,上石炭—下二疊統(tǒng)Barakar組(相當(dāng)于Kommugudem組)含煤頁(yè)巖亦生氣且在第三紀(jì)早期已經(jīng)處于過(guò)成熟階段。盆地從二疊紀(jì)以來(lái)發(fā)育多套儲(chǔ)蓋組合,斷層控制發(fā)育的眾多地壘是油氣運(yùn)移聚集的主要場(chǎng)所。盆地深水區(qū)發(fā)育若干大型前景圈閉,受到烴源巖和地?zé)釄?chǎng)控制，未來(lái)在深水區(qū)發(fā)現(xiàn)巨型天然氣田的前景廣闊。

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(編輯雷雁林)

Distribution of hydrocarbon fields in Krishna-Godavari Basin, East India margin

FENG Yang-wei1,2, QU Hong-jun1, ZHANG Jin-ai3, ZHENG Yan-rong4，MA Xiao-ling5

(1.Xi′an Center of Geological Survey, China Geological Survey, Xi′an 710054, China; 2.State Key Laboratory of Continental Dynamics/Department of Geology， Northwest University, Xi′an 710069, China; 3.Geological Survey Center of Shaanxi Province, Xi′an 710068, China; 4.The Fifth Defachment of Eold Force, Chinese People′s Armed Police Force, Xi′an 710100, China; 5.The Second Oil Production Crew of Daqing Oifield Co.Ltd., Daqing 163000, China)

Based on the hydrocarbon geological conditions, current exploration situation and latest database of fields, applying multidisciplinary analysis of hydrocarbon geology, hydrocarbon distribution regularation and its main controlling factors for hydrocarbon accumulation of Krishna-Godavari Basin in East India margin is analysed, the favorable exploration direction is forecasted. The results show that the hydrocarbon distribution characteristic is “inside-oil and outside-gas” for the control of “coupling of source and geothermal field”.The giant oil fields such as RAVVA are inclined to be discovered with troops in area of onshore shallow water with low heat flow value, there are also some other middle and small-sized fields. Meanwhile, the giant gas fields such as DHIRUBHAI usually distribute with troops in offshore deepwater area with high heat flow value, there also lies some gas-rich prospect. The main control factors of hydrocarbon distribution is that the thermal evolution of main source rocks is controlled by terrestrial heat field distribution, and basinal hydrocarbon distribution is co-controlled by coordination of source rocks and geothermal field.

East India margin; coupling of source and geotherm control; Krishna-Godavari Basin; distribution regularation; main controlling factors

2014-08-27

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查基金資助項(xiàng)目(121201011000150012-05);國(guó)家科技重大專項(xiàng)基金資助項(xiàng)目(2016ZX05026-007)

馮楊偉,男,陜西渭南人,博士,從事沉積學(xué)與油氣勘探研究。

TE122.1

A

10.16152/j.cnki.xdxbzr.2016-03-019