架缘前积作用:以孟加拉盆地早白垩世至现代的地震序列地层框架为例

时间:2025年12月11日
来源:Journal of Natural Gas Geoscience

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孟加拉湾晚白垩世至全新世层序地层框架构建与石油潜力分析。整合露头地质学、地震、井日志和岩芯数据,划分三级层序(MS-I-III)、七层序及十二个区域地层标志,揭示构造-沉积耦合机制。通过shelf-edge progradation分析,识别出Eocene-Miocene斜坡扇、Pliocene canyon-fill浊积岩等新勘探目标。比较显示该盆地构造复杂度、沉积厚度及含油气类型均高于KG盆地,但受限于地震分辨率和井控数据,建议加强三维地震与有机地球化学联合勘探。

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孟加拉湾盆地作为全球最大的被动大陆边缘沉积盆地之一,其复杂的地质构造和沉积历史长期受到学界关注。本文通过整合二维地震剖面、井日志、岩芯数据及全球海平面变化等多源信息,建立了盆地晚白垩世至全新世的三级层序划分体系,识别出七个地震层序和十二个区域关键地层界面,为石油勘探提供了新的理论框架。研究揭示了该盆地从裂谷期到造山期的多期演化特征,以及控烃要素的时空配置规律。

### 一、盆地构造演化与沉积充填特征
孟加拉湾盆地形成于印度板块与欧亚板块的长期相互作用中,经历裂谷期(晚白垩世-古新世)、造山期(新生代)和持续沉积阶段(第四纪至今)。构造格局呈现三级分区:
1. **稳定西缘斜坡区**: Precambrian 基底之上发育 Permo-Carboniferous Gondwana 煤系,构造稳定,沉积以陆相碎屑岩为主,形成多套 fault-block ловушек。
2. **东翼褶皱带**:受印度-缅甸碰撞带控制,发育紧密褶皱和断裂系统,如达乌基断裂带(Dauki Fault),形成 anticline trap 类型。该区赋存大量 Sylhet 油气田,气藏主要分布于 Bokabil 和 Bhuban 沉积层。
3. **中央前渊区**:构造活动强烈,包含 Sylhet 和 Chittagong 深水扇体系,沉积厚度达 20 公里,形成 channel fill 和 slope fan 等复杂储层。

### 二、层序 stratigraphic 分划与沉积充填规律
研究采用"海平面变化控制沉积充填"的动态序列 stratigraphy 方法,划分出三个超层序(Megasequence):
- **超层序I(MS-I)**:对应古新世-白垩纪裂谷期沉积,包含三个层序。其中 Sequence-1 的 Tura 砂岩发育高渗透性河道砂体, Sequence-2 的 Sylhet 石灰岩形成碳酸盐岩储层, Sequence-3 的 Barail 组泥岩-砂岩组合构成有效烃源岩。
- **超层序II(MS-II)**:新生代造山期产物,包含 Sequence-4(晚渐新世泥岩)、Sequence-5(早-中中新世 deltaic砂岩)和 Sequence-6(晚中新世-早上新世 slope fan)。其中 Sequence-6 的 Bokabil 砂岩发育低频地震反射,显示优质储集层特征。
- **超层序III(MS-III)**:第四纪-全新世沉积,以Sequence-7 的扇三角洲沉积为主,包含 Tipam 和 DupiTila 组的河道砂体,以及 Madhupur 组的泛滥平原泥岩。

### 三、控烃要素与勘探潜力
1. **烃源岩系统**:
- 古生代烃源:Lower Gondwana 煤系(TOC 2-6%)和 Disang 组页岩(TOC 1-3%)
- 新生代烃源:Kopili 组页岩(TOC 1.5-4%)、Surma 组深海页岩(TOC 0.8-2.5%)
- 烃源成熟度:R0 值显示大部分区域处于成熟-高成熟阶段(0.6-1.3%)

2. **储集层特征**:
- 砂岩储层: Paleocene Tura 组(渗透率 680-5233 mD)、Miocene Bokabil 组(孔隙度 24-28%)
- 碳酸盐岩储层: Eocene Sylhet 组白云岩(孔隙度 5-21%)
- 特殊储层类型: Sequence-6 的 fan deltaic 砂岩发育低频 seismic traps(图18c)

3. **圈闭系统**:
- 结构性圈闭:东翼褶皱带发育 20-30 km 幽谷断块(图17a)
- 储层圈闭: Sequence-5 的 Bhuban 组河道砂体(图18b)
- 复合圈闭: Sequence-6 的 channel fill 与滚动背斜组合(图19)

### 四、区域比较与勘探建议
与 Krishna-Godavari 盆地相比,孟加拉湾盆地呈现显著差异:
1. **构造复杂性**:孟加拉湾叠加了青藏高原和缅甸造山带的持续活动,形成多期次构造叠置(图15a-h)
2. **沉积规模**:扇三角洲体系规模达 10^5 km³(图16m),沉积速率达 1 cm/a(图12b)
3. **勘探潜力**:
- 西缘斜坡区:古生界煤系已发现 10+ 亿方煤炭资源,其深层气勘探潜力未充分释放
- 东翼褶皱带:已探明储量 300+ 亿方天然气,但 Sequence-6 的 fan deltaic 砂岩储层仍待开发
- 南部近海区:Bengal Fan 发育 3-5 km 厚的扇体储层(图18f)

### 五、关键技术创新
1. **多学科数据融合**:
- 将 gamma-ray 井 logs(图11a-c)与地震 RMS 幅度(图18b-f)进行时频域匹配
- 岩芯测井数据(Table 2)与地震属性(Table 6)建立岩性-地震响应模型

2. **层序界面识别**:
- 提出十二个区域关键地层界面(Table 3),如 R8.5 反射层对应晚渐新世低stand
- 建立地震-岩芯-测井三维标定体系(图5a-b)

3. **沉积动力学建模**:
- 通过 shelf-edge progradation 分析(图13-16),揭示东北部辫状河三角洲向东南推进速率达 100 mm/a
- 建立沉积通量-构造沉降耦合模型(图15a-h)

### 六、勘探策略优化
1. **深水勘探突破**:
- 优先部署 3D seismic 在 Swatch of No Ground 深水 canyon 附近(图19)
- 目标层系:Miocene-Recent 的 Sequence-6 和 Sequence-7 的 fan deltaic 砂岩

2. **非常规储层开发**:
- East Delta–Hill Tract 的 Siluro-Devonian 页岩气(TOC 1.5-2.5%)
- Western Shelf 的 Lower Gondwana 煤系致密油(含油饱和度 40-60%)

3. **多尺度勘探技术**:
- 区域尺度:应用 Petrel 软件的 sequence stratigraphic 模块(图6)
- 局部尺度:采用 variance attribute analysis(图18a)识别 fault-block traps

### 七、研究局限与展望
1. **数据瓶颈**:
- 仅获取 1978-2017 年的二维地震数据(图2)
- 岩芯样本覆盖不足(仅 4 口井的 200+ 样本)

2. **理论深化方向**:
- 需建立 basin-scale maturation model(图7)
- 完善 Sequence-3 的 Oligocene 泥岩气源岩评价体系

3. **技术升级需求**:
- 部署 high-resolution 3D seismic(>10 km 深度覆盖)
- 开发 multi-component attribute analysis 工具(图18c-f)

本研究提出的"三级层序-七级地震序列-十二个关键界面"模型,为印度次大陆油气勘探提供了新的方法论。建议优先开展 Western Shelf 的 Lower Gondwana 煤系非常规油气勘探,以及在 Eastern Fold Belt 的 Sequence-6 扇体储层三维地震验证。

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