印度东部大陆边缘克里希纳—戈达瓦里盆地油气分布规律

冯杨伟,屈红军,张瑾爱，郑艳荣，马晓玲

(1.中国地质调查局 西安地质调查中心, 陕西 西安　710054；2.西北大学 大陆动力学国家重点实验室/地质学系,陕西 西安　710069;3.陕西省地质调查中心，陕西 西安　710068；4.中国人民武装警察部队黄金部队第五支队，陕西 西安　710100； 5.大庆油田有限责任公司 第二采油队地质大队，黑龙江 大庆　163000)



·地球科学·

印度东部大陆边缘克里希纳—戈达瓦里盆地油气分布规律

冯杨伟1,2,屈红军1,张瑾爱3，郑艳荣4，马晓玲5

(1.中国地质调查局 西安地质调查中心, 陕西 西安710054；2.西北大学 大陆动力学国家重点实验室/地质学系,陕西 西安710069;3.陕西省地质调查中心，陕西 西安710068；4.中国人民武装警察部队黄金部队第五支队，陕西 西安710100； 5.大庆油田有限责任公司 第二采油队地质大队，黑龙江 大庆163000)

以印度东部大陆边缘克里希纳—戈达瓦里盆地油气地质条件、勘探现状和油气田最新资料为基础,采用油气地质综合分析方法,探讨研究区油气分布规律及其主控因素,预测有利勘探方向。研究结果表明，“源热共控”的印度东部大陆边缘克里希纳—戈达瓦里盆地油气分布的规律为“内油外气”：靠近海岸线附近的低热流值区发育大型油田,以RAVVA油田为代表,另有一些中小型油田;在靠近深水一侧高热流值区发育以DHIRUBHAI为代表的巨型天然气田,另有若干富气远景圈闭。研究后认为，研究区盆地油气分布主控因素是主力烃源岩的热演化受控于地热场,二者相匹配共同控制盆地油气的分布。

印度东部大陆边缘;源热共控;克里希纳—戈达瓦里盆地;分布规律;主控因素

目前，陆地及陆架浅水区油气发现的高峰期已过，浅水区和老油田区想再有新的重大发现难度剧增。而近年来，深水区甚至是超深水区油气取得一系列重大突破，已成为当今全球关注的焦点[1],被动大陆边缘深水区油气勘探领域已成为全球的主要领域和热点领域[2-3]。地球深水盆地群主要分布在近南北走向展布的环大西洋区域、西太平洋区域以及近东西走向展布的环北印度洋区域、环北极区域。其中，环大西洋区域深水盆地群富油,主要包括巴西东部陆架、西非海岸深水盆地群、墨西哥湾盆地和挪威中部陆架等；环北印度洋区域深水盆地群富气,主要包括澳大利亚西北陆架、印度东部大陆边缘、南海周缘陆架和东非大陆边缘等区域[1,4]。

“源热共控论”是2010年张功成在中国南海油气勘探实践中首次提出的：南海富烃凹陷中，烃源条件和地热场特征相匹配，共同控制油气分布，具有“外油内气”环带有序分的分布特征[5]。2011—2012年，笔者研究发现，澳大利亚西北陆架油气分布受到烃源岩和盖层的协调相匹配控制，远岸深水区发育巨型油气田群，近岸浅水区发育小型油田群，总体上具有“内油外气”的分布规律[6-7]。2012年，张功成主要依据中国众多含油气盆地的“源”、“热”条件，翔实地阐述了“源热共控论”[8]。本文通过对印度东部大陆边缘克里希纳—戈达瓦里盆地(Krishna-Godavari)的油气地质条件、勘探状况和油气田最新数据的综合分析，发现“源热共控论”在克里希纳—戈达瓦里盆地中有很好的响应。该区域目前勘探程度很低，勘探潜力巨大，揭示其油气分布规律和主控因素对该地区的油气勘探具有重大的指导意义。

1　地质背景

克里希纳—戈达瓦里(Krishna-Godavari)盆地位于印度的东海岸,侧向延伸500 km,从海岸到深海延伸超过200 km。盆地面积7万km2,陆上2.8万km2,多被冲积层覆盖;海上4.2万km2,主要在孟加拉湾海区范围内[9]。盆地属被动大陆边缘盆地,主构造走向为NE—SW,多发育NE—SW向正断层和走滑断层,断裂多均呈弧形,且与弧形的地垒走向大致平行,基本以这些断层为边界。研究区的盆地主要包括East Godavari次盆、West Godavari次盆、Mandapeta次盆、Ravva次盆、Bantumihi地堑、Nizampatnam海槽、Krishna次盆和Pennar海槽[10](见图1)。

克里希纳—戈达瓦里盆地基底为前寒武系强变质结晶岩系, 主要由片麻岩、 石英岩、 charnokite和榴英硅线变质岩组成[10]。 盆地经历了一个多旋回的构造演化， 大致分为4大构造演化阶段: ①侏罗纪之前的克拉通发育期,盆地整体构造活动较弱,主要发育河流相—沼泽—湖泊相沉积。② 侏罗纪—早白垩世的裂谷期。204 Ma，冈瓦纳大陆中的 Mangkalihat地体开始裂解,形成一个NE—SW向的从澳洲地块西北部经印度板块和南极洲板块一直延伸至非洲板块的侏罗纪巨型裂谷盆地,144～136 Ma，印度板块的裂解导致巨型裂谷盆地进一步扩张[11]。裂谷盆地内构造活动强烈,地堑和半地堑发育,沉积了厚层河流相和湖泊相沉积,比如Gajulapadu湖相页岩和Bapatla砂岩。③ 早白垩世晚期—晚白垩世末期的被动大陆边缘期。123Ma，印度板块、南极洲板块和澳洲地块分离,开始向北漂移,印度板块东部陆缘构造活动趋于停滞,以热沉降为主,主要发育海相泥页岩、滨浅海相砂岩、海相三角洲砂岩以及深海浊积砂岩沉积。④ 古新世—现今的新构造期。白垩纪末期—古新世，印度板块向欧亚板块之下的俯冲越来越强,引起了克里希纳—戈达瓦里盆地火山的喷发,发育Razole组火山岩相地层[10]。火山期后，克里希纳—戈达瓦里盆地趋于抬升发生海退,沿岸三角洲发育,沉积物快速沉降导致同生断层发育,外形为拱形,近似平行于海岸延伸方向(见图2)。

2　烃源条件

烃源岩从石炭—二叠纪到上新统—更新统均有发育,其中有些已被证实,还有一些未被证实的潜在烃源岩(见表1,图2)。盆地主要发育3套主力烃源岩:① 上古新统到早渐新世Vadaparru组是主要的生气源岩,以近海三角洲为中心,地层厚度向周围呈辐射状减薄；Ⅲ型干酪根为主,受大地热流的控制仅在深水区于晚渐新世—早中新世成熟,在盆地埋深较大区域达到生烃高峰,Ro为0.7～0.8。近海和陆上区域Vadaparru组烃源岩未成熟。② 早白垩世阿普特期，Raghavapuram组页岩为厚度达800 m的烃源岩。在深水区，油气生烃开始于马斯特里赫特期,从晚始新世开始生气,从晚渐新世开始处于过成熟阶段,在渐新世—中中新世达到生气高峰,以产气为主,产少量油;在近海和陆上区域，该套烃源岩到渐新世才开始成熟,Ro为0.51～0.72,Tmax为430～442℃,以生油为主,不生气。③ 时代最老且已被证实的烃源岩为上石炭统—下二叠统Barakar组/Kommugudem组煤层、含煤页岩,厚度可达200 m；其主要分布在陆上,呈北东—南西向展布；早侏罗世开始生烃,生气发生在白垩纪中期,该套烃源岩在古近纪早期处于过成熟阶段,Ro为1.14～1.46,Tmax为436～538℃,以生气为主[12-15](见表1,图3)。

图1　印度东部大陆边缘克里希纳—戈达瓦里盆地概要图(据[1,10]编绘)Fig.1　Sketch map of Krishna-Godavari Basin in East India margin[1,10]

盆地重要的潜在烃源岩赋存在新近系。古新统Palakollu页岩,在盆地边缘较有潜力，盆地内部有机质主要是Ⅱ型,在盆地东南部有机质处于成熟阶段。薄层渐新统Narasapui组易生气,但品质相对较差,可能在晚上新世—更新世,位于埋深2 200 m的区域有机质才能达到成熟。上中新统—上新统戈达瓦里组泥岩为潜在烃源岩,易生油气,品质相对较好,但烃源岩埋深只有超过2 000 m时有机质才能达到早成熟阶段[16](见图2)。

3　地热场特征

印度克里希纳—戈达瓦里盆地地热场分布平面上呈热流值从浅水区向深水区逐渐增高的特征,从近岸浅水区到远岸深水区大地热流值从30 mW/m2逐渐增加到102 mW/m2,且在垂直于海岸线的剖面上，大地热流值总体呈随着水体加深热流值增高的趋势，局部地区存在热流异常区,水体加深热流值反而下降。在平行于海岸线的剖面上，大地热流值总体呈平稳态势,从地形高部位到地势较低地区大地热流值逐渐缓慢增高,局部地区在地形低部位热流值存在异常高值[17](见图4)。

时代地层岩性沉积相地球化学特征晚石炭世—早二叠世Barakar组/Kommugudem组煤层、含煤页岩河流相、沼泽和湖泊相 Ⅲ型干酪根,有机碳(TOC)质量含量高达26%,Ro为1.14～1.46,Tmax为436～538℃,过成熟,生气早白垩世阿普特期Raghavapuram组页岩海相 Ⅱ—Ⅲ型干酪根,有机碳(TOC)质量含量1.28%～7.94%,平均为1.9%～2.2%,深水区过成熟,生气;浅水区刚刚成熟,Ro为0.51～0.72,Tmax为430～442℃,生油晚古新世—早渐新世Vadaparru组页岩海相 Ⅲ型干酪根为主,少量Ⅱ型。有机碳(TOC)质量含量2.0%～4.0%,盆地中心埋深较大区域成熟,Ro为0.7～0.8,生油

图3　印度克里希纳—戈达瓦里盆地地层厚度等值线图[15]Fig.3　Isopach map of sediments in Krishna—Godavari Basin[15]

图4　印度克里希纳—戈达瓦里盆地地热场展布图(据[17]修改汇编)Fig.4　Distribution map of geothermal field in Krishna—Godavari Basin[17]

4　“源热共控”盆地油气呈“内油外气”的分布规律

印度克里希纳—戈达瓦里盆地“源热共控”油气呈“内油外气”的分布规律。1979年，在盆地陆上区域最早发现了油气,海上探井最早是1980年钻探的G-1井。1981和1982年在盆地范围内开发的两个油气田是Narasapur-1气田和G-1油田,前者储量小于1 MMb,后者储量为33 MMb。在1986年之前,在盆地陆上部分发现许多小的气田。1987年以后在盆地海上部分陆续发现了一系列油气田,主要是分布在靠近浅水一侧的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，以及分布在深水一侧的Dhirubhai巨型气田、R气田、G-4-2气田、N气田等[10]。其中，1987年在盆地海域浅水区RAVVA区发现的RAVVA油田是盆地迄今为止最大的海上油田,储量为0.42亿m3,储层主要为中新统砂岩。2002年，在克里希纳—哥达瓦里盆地深水地段(2 000～3 000 m)发现了巨型天然气田——DHIRUBHAI气田,气田储量达1 982.2亿m3,使东印度与有巨大发现的巴西和西非处于同一行列[10]。

克里希纳—戈达瓦里盆地主力烃源岩的热演化受控于地热场,Vadaparru组生气源岩仅在深水区成熟且生气,Raghavapuram页岩在深水区达生气高峰而在近海区则刚成熟生油不生气,上石炭—下二叠统Barakar组(相当于Kommugudem组)含煤页岩亦生气且在第三纪早期已经处于过成熟阶段。盆地发育上二叠统—三叠系、白垩系、第三系多套砂岩储集体且储集性能良好[18],从上侏罗统—第三系发育若干区域性及层内泥页岩盖层,由断层控制发育的众多地垒及其他相关圈闭是油气的聚集区,成藏要素匹配性好[12,19-20]。同时，盆地深水区2002年发现的巨型DHIRUBHAI天然气田使得最近勘探侧重于生气区,生气区的分布受到地热场的控制。在西戈达瓦里次盆和克里希纳次盆，地堑和断块较发育,二叠—三叠纪成藏组合最具有潜力。分布在海上区域的RAVVA次盆是盆地目前最重要的油气分布区,受地热场的控制,在靠近海岸线附近的低热流值区发育大型油田,以RAVVA油田为代表,另有一些小型油田;在靠近深水一侧高热流值区发育以DHIRUBHAI代表的巨型天然气田,另有若干富气为主的远景圈闭。近年发现，KG-OS/6深水区块具有较好的勘探潜力,在远景圈闭中发现潜在天然气储量达849.5亿m3。N区域潜在储量与边际储量总和约215.2亿m3，区内亦是靠近浅水一侧产气、靠近深水一侧富气,另有诸多富气的前景圈闭。盆地西南部勘探不足,侏罗纪、白垩纪构造和地层成藏组合及附近的地垒均为远景区。

5　结　论

1)“源热共控”的印度东部大陆边缘克里希纳—戈达瓦里盆地油气分布呈现“内油外气”的特点：靠近海岸线附近的低热流值区发育大型油田,以RAVVA油田为代表,另有一些小型油田;在靠近深水一侧高热流值区发育以DHIRUBHAI为代表的巨型天然气田,另有若干富气远景圈闭。

2)盆地油气分布主控因素是主力烃源岩的热演化受控于地热场,二者相匹配共同控制盆地油气分布。Vadaparru组生气源岩仅在深水区成熟且生气,Raghavapuram页岩在深水区达生气高峰而在近海区则刚成熟生油不生气,上石炭—下二叠统Barakar组(相当于Kommugudem组)含煤页岩亦生气且在第三纪早期已经处于过成熟阶段。盆地从二叠纪以来发育多套储盖组合,断层控制发育的众多地垒是油气运移聚集的主要场所。盆地深水区发育若干大型前景圈闭,受到烃源岩和地热场控制，未来在深水区发现巨型天然气田的前景广阔。

[1]张功成, 米立军, 屈红军, 等. 全球深水盆地群分布格局与油气特征[J]. 石油学报, 2011, 32(3): 1-6.

[2]邹才能, 张光亚, 陶士振, 等. 全球油气勘探领域地质特征、重大发现及非常规石油地质[J]. 石油勘探与开发, 2010, 37(2): 129-145.

[3]朱伟林. 南海北部深水区油气地质特征 [J]. 石油学报, 2010, 31(4): 521-527.

[4]冯杨伟. 琼东南盆地深水区梅山组沉积相与丘状反射体地质解释[D]. 西安: 西北大学地质学系, 2012.

[5]张功成, 朱伟林, 米立军, 等. “源热共控论”:来自南海海域油气田“外油内气”环带有序分布的新认识[J]. 沉积学报, 2010, 28(5): 987-1005.

[6]冯杨伟, 屈红军, 张功成, 等. 澳大利亚西北陆架深水盆地油气分布规律[J]. 地质科技情报, 2011, 30(6): 99-104.

[7]冯杨伟, 屈红军, 杨晨艺. 澳大利亚西北陆架油气成藏主控因素与勘探方向[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2012, 43(6): 2259-2268.

[8]张功成, 陈国俊, 张厚和, 等. “源热共控”中国近海盆地油气田“内油外气”有序分布[J]. 沉积学报, 2012, 30(1):1-19.

[9]BASTIA R, NAYAK P, SINGH P. Shelf Delta to Deepwater Basin: A Depositional model for Krishna-Godavari Basin [J].Search & Discover Article, 2007，1:1-11.

[10] GUPTA S K. Basin architecture and petroleum system of Krishna Godavari Basin, east coast of India [J]. The Leading Edge, 2006,25(7):830-837.

[11] JABLONSKI D, SALTTA A J. Permian to lower cretaceous plate tectonics and its impact on the tectono-stratigraphic development of the western Australian magin [J]. APPEA Journal, 2004, 1: 287-328.

[12] RAO G N.Sedimentation, stratigraphy,and petroleum potential ofKrishna-Godavari basin,East Coast of India[J].AAPG Bulletin, 2001,85(9):1623-1643.

[13] 马贡L B，道W G.含油气系统[M]. 张刚, 蔡希源, 高泳生, 等，译. 北京: 石油工业出版社, 1998：60-83.

[14] RAZA KHAN M S, SHARMA A K, SAHOTA S K, et al. Generation and hydrocarbon entrapment within Gondwanan sediments of themandapeta area, Krishna-Godavari Basin, India[J]. Organic Geochemistry, 2000, 31: 1495-1507.

[15] RAO G N. Sedimentation, stratigraphy and petroleum potential of Krishna-Godavari basin, East Coast of India[J]. AAPG Bulletin, 2001, 85(9): 1623-1643.

[16] KELLER G, ADATTE T, GARDIN S, et al. Main Deccan volcanism phase ends near the K-T boundary:Evidence from the Krishna-Godavari Basin, SE India[J].Earth and Planetary Science Letters, 2008, 268:293-311.

[17] DEWANGAN P, RAMPRASAD T, RAMANA M V, et al. Seabed morphology and gas venting features in the continental slope region of Krishna-Godavari basin, bay of Bengal-implications in gas-hydrate exploration [J]. Marine and Petroleum Geology, 2013, 27(7):1628-1641.

[18] SHANMUGAM G, SHRIVASTAVA S K, BHAGABAN Das. Sandy Debrites and Tidalites of Pliocene Reservoir Sands in Upper-Slope Canyon Environments, Offshore Krishna-Godavari Basin (India): Implications[J]. Journal of Sedimentary Research, 2009, 79: 736-756.

[19] RAZA KHAN M S, SHARMA A K, SAHOTA S K, et al. Generation and hydrocarbon entrapment within Gondwanan sediments of themandapeta area, Krishna-Godavari Basin, India[J]. Organic Geochemistry, 2000, 31: 1495-1507.

[20] 赵锡奎，雍自权，李国蓉，等.残留被动大陆边缘盆地[J].石油与天然气地质，2007，28(1)：122-129.

(编辑雷雁林)

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

中国地质调查局油气基础地质调查基金资助项目(121201011000150012-05);国家科技重大专项基金资助项目(2016ZX05026-007)

冯杨伟,男,陕西渭南人,博士,从事沉积学与油气勘探研究。

TE122.1

A

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