澳大利亚南部吉普斯兰盆地关键油气田中源岩和储层岩石特性的3D建模

《Results in Earth Sciences》：3D modeling of source and reservoir rock characteristics in key oil and gas fields, Gippsland Basin, Southern Australia

Gippsland Basin的Kingfish和Volador形成层通过三维建模对比发现：Kingfish层TOC更高（1.0–12.0 wt%）、HI 120–140 mg HC/g TOC，成熟度更高（Tmax 422–430°C，%VR 0.50–0.52），但孔隙度2.5–22.5%、渗透率<10 mD且黏土含量高（2.5–55%）；Volador层TOC较低（2.0–6.0 wt%）、HI更高（150–210 mg HC/g TOC），成熟度稍低（Tmax 422.5–428°C，%VR 0.48–0.49），但孔隙度10–25%、渗透率可达10 mD且黏土含量低（0–25%）。结构分析显示Kingfish层断层陡峭（70–72°），Volador层较缓（62.5–65°）。

　　在澳大利亚东南沿海的吉普斯兰盆地，长期以来一直是重要的油气产区，其油气资源的开发和研究具有重要意义。该盆地总面积达46,000平方公里，地质形成可以追溯到古新世和新近纪时期。吉普斯兰盆地的油气田分布广泛，其中部分油田位于近海区域，而另一些则集中在盆地的北部。随着部分老油田的产量逐渐下降，如何优化开发策略、提高勘探成功率，成为当前研究的重点。

本研究通过3D建模分析，对吉普斯兰盆地内的Kingfish油田和Kipper气田中的Kingfish组和Volador组进行对比研究。研究团队利用地质、地球物理和地球化学数据，深入分析了这两个组的结构、地球化学和储层特性差异，以期为盆地内的油气勘探和开发提供科学依据。研究结果揭示了不同地质条件下形成的储层和生油层的特性差异，对于理解盆地的油气生成机制和储层潜力具有重要价值。

从结构特征来看，Kingfish油田的Kingfish组显示出NW-SE走向的陡峭断层（70–72°），而Kipper气田的Volador组则呈现出更浅的WNW-ESE走向断层（62.5–65°）。这种差异反映了吉普斯兰盆地内部复杂的构造演化历史，也表明不同区域的断层活动特征可能与沉积环境和热演化过程密切相关。通过3D地震数据和井数据的整合，研究团队构建了结构模型，以揭示断层的几何形态及其对油气分布的影响。

在地球化学分析方面，Kingfish组的总有机碳（TOC）含量为1.0–12.0%，氢指数（HI）为120–140 mg HC/g TOC，热成熟度（Tmax）为422–430°C，镜质体反射率（% VR）为0.50–0.52%，这些指标表明该组具有较高的成熟度，且沉积环境可能更有利于有机质的保存和转化。相比之下，Volador组的TOC含量较低，为2.0–6.0%，但HI值更高，达到150–210 mg HC/g TOC，热成熟度稍低，Tmax为422.5–428°C，% VR为0.48–0.49%。这些结果暗示了Volador组可能具有更好的生油潜力，但其热成熟度受限于埋藏深度。

储层特性分析表明，Volador组的储层质量更优，具有较高的孔隙度（10–25%）和渗透率（高达10 mD），同时泥质含量较低（0–25%），水饱和度（50–100%）相对较低。这些特征使得Volador组成为气田开发的理想储层。而Kingfish组则表现出更广泛的孔隙度变化（2.5–22.5%），较低的渗透率（<10 mD），较高的泥质含量（2.5–55%），以及较高的水饱和度（40–95%）。这些差异可能与沉积环境、岩性变化以及构造活动密切相关，影响了储层的连通性和流体流动能力。

研究还揭示了沉积环境对生油层和储层特性的显著影响。Kingfish组的沉积环境被解释为深水扇系统，其沉积物由浊流搬运，从浅水区域堆积到盆地底部，形成了细粒沉积物、有机质和偶发的砂岩体。这种沉积环境可能有助于有机质的保存和生油作用的进行。而Volador组则主要沉积于近海的河流-三角洲环境，其沉积特征更复杂，可能影响了储层的连通性和流体流动能力。

此外，研究团队在分析过程中采用多种方法，包括地质、地球物理和地球化学数据的综合应用。例如，在储层特性建模中，使用了克里金插值法（Kriging Interpolation）对孔隙度、渗透率、泥质体积和水饱和度等参数进行空间插值，以构建更精确的储层模型。在生油层分析中，使用了顺序指示模拟（SIS）算法对岩性进行插值，结合伽马射线（GR）测井数据和岩心描述，识别出砂岩、页岩和砂岩-粉砂岩互层等主要岩性。这些岩性在不同区域的分布差异，进一步揭示了盆地内部的沉积和构造演化过程。

通过对比Kingfish组和Volador组的储层和生油层特性，研究团队发现，虽然Kingfish组具有更高的有机碳含量和热成熟度，但其储层质量相对较低，主要受限于较高的泥质含量和水饱和度。而Volador组虽然TOC含量较低，但其更高的氢指数和更均匀的储层特征，表明其可能具有更优的生油潜力和储层连通性。这些结果对于制定油气勘探和开发策略具有重要指导意义，尤其是在确定钻井目标和评估盆地内的油气潜力方面。

研究还指出，由于部分Kingfish组的井未穿透其底部，导致该组的底部结构尚不明确，这可能对储层的完整性和开发潜力产生影响。因此，未来需要进一步的勘探和数据采集，以更全面地了解Kingfish组的地质特征和储层潜力。此外，研究团队强调了整合地质、地球化学和结构数据的重要性，这对于准确评估吉普斯兰盆地的油气系统具有关键作用。

总体而言，这项研究为吉普斯兰盆地的油气勘探和开发提供了重要的地质和地球化学依据。通过3D建模，研究团队揭示了Kingfish组和Volador组在结构、地球化学和储层特性上的差异，这些差异可能与沉积环境、热演化过程和构造活动密切相关。这些发现有助于优化钻井目标，提高勘探成功率，并识别出具有开发潜力的区域。同时，研究也强调了进一步勘探和数据整合的必要性，以更全面地了解盆地内的油气潜力。