緬甸若開海域深水生物氣藏形成條件與富集規(guī)律

范國章，馬宏霞，邵大力，丁梁波，張 穎，王海強(qiáng)，王雪峰，蔡 崢

1 中國石油杭州地質(zhì)研究院；2 Chinnery Assets Limited

0 前 言

生物氣是在低溫還原環(huán)境下，由厭氧細(xì)菌分解未成熟有機(jī)質(zhì)而生成的以甲烷為主的天然氣。它可大規(guī)模、廣范圍地生成，并在適當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)條件下聚集成藏。至今，俄羅斯西西伯利亞盆地、美國墨西哥灣海域、中東黎凡特盆地及中國的柴達(dá)木盆地均已發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大的生物氣藏［1-4］。據(jù)Rice 等［1］地球化學(xué)家估計，生物氣資源占全球天然氣資源的20%，具有巨大的勘探潛力，不少學(xué)者推測其很可能成為未來重要的天然氣資源之一。

2004—2006 年，韓國大宇（Dawoo）公司在孟加拉灣東北部緬甸若開盆地的海域相繼發(fā)現(xiàn)了Shwe、Shwe Phyu 和Mya 等大中型天然氣田［5］，氣藏甲烷含量大于97%，δ13C 為-70‰~-60‰，為典型的生物氣藏。這些氣田的發(fā)現(xiàn)拉開了這一地區(qū)生物氣勘探的序幕。2015—2019 年，緬甸若開海域又連續(xù)取得多個生物氣藏的發(fā)現(xiàn)［6］，進(jìn)一步揭示了該地區(qū)具有良好的生物氣勘探前景。已發(fā)現(xiàn)生物氣藏的儲層類型均為深水濁積砂巖，儲層物性好，孔隙度為20%~30%，滲透率為幾十至幾百毫達(dá)西。目前，國內(nèi)外學(xué)者針對緬甸若開海域的構(gòu)造、地層、深水沉積等基本地質(zhì)條件開展了大量工作［6-11］，但關(guān)于深水生物氣藏形成條件和富集規(guī)律的研究比較薄弱。

本文收集了若開海域所有生物氣藏的相關(guān)資料、區(qū)域資料及大洋鉆探資料，利用廣范圍的三維地震資料和二維地震資料（覆蓋若開海域陸架—陸坡—深水盆地區(qū)）及實驗分析資料，從沉積、烴源巖、構(gòu)造、生儲蓋組合、生物氣藏分布特征等方面分析若開海域生物氣生成、聚集成藏的有利地質(zhì)條件，指出該地區(qū)生物氣富集成藏的有利區(qū)帶，以期對若開海域及具有類似沉積背景的地區(qū)的深水生物氣勘探提供一定的指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

若開海域位于緬甸西海岸，基本覆蓋了北自孟加拉國邊界，南至14°N 的整個孟加拉灣東部海岸地區(qū)。若開海域在構(gòu)造單元上隸屬于緬甸若開盆地［11］（圖1），它的形成演化與古新世以來印度板塊向緬甸板塊傾斜俯沖以及增生楔不斷向西遷移密切相關(guān)。晚侏羅世至早白堊世，岡瓦納大陸裂解，印度板塊與澳大利亞板塊和南極洲板塊分離，印度板塊向北漂移。古新世，印度板塊東北緣向緬甸板塊俯沖。早始新世末期，增生楔的隆起形成了印—緬褶皺帶原型，導(dǎo)致在西側(cè)形成前淵盆地，在東側(cè)形成緬甸中央盆地。始新世—早中新世，由于板塊碰撞以及板塊旋轉(zhuǎn)，構(gòu)造活動增強(qiáng)，導(dǎo)致增生楔不斷向西遷移并不斷隆升；隨著增生楔的不斷隆升，沿著增生楔水體變淺，沉降中心及沉積中心向西遷移。早漸新世，增生楔開始出露水面，首先增生楔北面出露，接著向南逐步出露水面。晚中新世末期，隨著安達(dá)曼海的開啟，開始了一個重要的構(gòu)造階段，右旋轉(zhuǎn)換斷層系統(tǒng)開始影響整個地區(qū)。上新世，東部的變形前緣/增生楔開始影響若開盆地的沉積序列。中更新世，若開盆地基本形成現(xiàn)今的構(gòu)造形態(tài)［10］。若開海域主要包括淺水區(qū)A1—A7 區(qū)塊、AD6 區(qū)塊及深水區(qū)AD1—AD14 區(qū)塊（圖1）。截至目前，在A1、A3 區(qū)塊的陸架邊緣、A6 區(qū)塊的上陸坡以及深水AD1、AD7、AD8區(qū)塊已經(jīng)取得多個生物氣發(fā)現(xiàn)。

圖1 研究區(qū)位置及區(qū)塊、生物氣田/藏分布圖Fig.1 Location map of the study area,the exploration blocks and discovered biogas fields/plays

印度板塊向緬甸板塊俯沖以及增生楔不斷隆升、向西遷移，若開盆地自東向西構(gòu)造強(qiáng)度逐漸減弱，可劃分為3個構(gòu)造帶：高陡褶皺帶、平緩褶皺帶及深海平原帶（圖2）。高陡褶皺帶位于陸上及海岸地區(qū)，主要表現(xiàn)為相互平行的一些大型NW—SE 向延伸的背斜，一些背斜的邊界為逆沖斷層及逆斷層。一般向內(nèi)陸方向背斜隆起高度逐漸增加且核部沉積物年代變老。平緩褶皺帶主要位于現(xiàn)今的陸架邊緣以及陸坡—盆底地區(qū)，主要表現(xiàn)為一些平緩褶皺背斜。深海平原帶為相對未變形的沉積地層［12］。

圖2 緬甸若開盆地地質(zhì)剖面簡圖（據(jù)參考文獻(xiàn)［12］，剖面位置見圖1）Fig.2 Regional sketch section across the northern Rakhine Basin，Myanmar(cited from reference［12］,location is shown in Fig.1)

2 緬甸若開海域深水生物氣生成條件

生物氣是甲烷菌等厭氧微生物作用于有機(jī)物而發(fā)生的一系列生物化學(xué)反應(yīng)形成的，其生成機(jī)理與熱解氣有著明顯的區(qū)別。雖然到目前為止人們還未完全掌握生物氣形成的條件和機(jī)理，但是國內(nèi)外學(xué)者對生物氣形成機(jī)理已有許多有益的探索。生物氣主要是通過乙酸發(fā)酵與CO2還原兩種途徑形成的：對于海相環(huán)境而言,由于硫酸鹽的存在，所以一般以CO2還原為主；而對于陸相環(huán)境而言，由于缺少硫酸鹽，所以以乙酸發(fā)酵為主，有調(diào)查研究表明淡水環(huán)境中70%的生物氣是通過乙酸發(fā)酵形成的［13-14］。

影響生物氣生成的因素主要包括兩個方面：一是物質(zhì)條件，即豐富的可供微生物群體利用的營養(yǎng)源，如沉積物中的原始有機(jī)質(zhì)類型、有機(jī)質(zhì)富集程度；二是適宜微生物生長繁殖和維持較高活性的環(huán)境條件，如溫度、沉積速率、氧化還原環(huán)境、鹽度、酸堿度等［15］。

2.1 物質(zhì)基礎(chǔ)

2.1.1 有機(jī)質(zhì)豐度

豐富的有機(jī)質(zhì)來源是生物氣大量生成的物質(zhì)基礎(chǔ)，但是否可以采用傳統(tǒng)的有機(jī)碳含量（TOC）來評價生物氣源巖的生烴能力仍存在爭議。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為生物氣生成的主要底物為有機(jī)大分子被各種微生物分解形成的可溶部分，不可溶部分則與生物氣的形成無關(guān)，而常規(guī)用于評價烴源巖質(zhì)量的指標(biāo)TOC為有機(jī)質(zhì)在沉積和成巖過程中，經(jīng)歷了各種復(fù)雜作用(首先是生物化學(xué)作用，后來是熱化學(xué)作用)后保存下來的殘余有機(jī)質(zhì)中的碳含量，因此該指標(biāo)對于生物氣源巖的評價沒有很好的指示意義，應(yīng)考慮原始有機(jī)碳含量對生物氣生成的重要性［16］。由于地層在埋藏成巖過程中，可溶有機(jī)質(zhì)部分丟失，所以難以恢復(fù)原始有機(jī)碳含量。但是，梅建森等［17］發(fā)現(xiàn)柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)第四系有機(jī)碳含量與生物氣層段具有較好的一致性，即有機(jī)碳含量高，地層含氣的可能性就大，且有機(jī)碳含量與原始有機(jī)碳含量具有正向線性關(guān)系，并結(jié)合生物模擬產(chǎn)氣實驗數(shù)據(jù)、試氣成果和地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)，確定了柴達(dá)木盆地第四系生物氣源巖的有機(jī)碳含量下限為0.25%。

緬甸若開海域現(xiàn)今已發(fā)現(xiàn)生物氣藏主要位于上新統(tǒng)。研究區(qū)內(nèi)大多數(shù)鉆井揭示了上新統(tǒng)—更新統(tǒng)，僅AD1 區(qū)塊的一口井揭示了中新統(tǒng)，其巖屑樣品的有機(jī)地球化學(xué)分析表明中新統(tǒng)—更新統(tǒng)有機(jī)碳含量為0.45%~1.70%（圖3a），自下至上具有有機(jī)質(zhì)豐度增加的特征。雖然緬甸若開海域深水區(qū)上中新統(tǒng)—更新統(tǒng)均具備形成規(guī)模生物氣的有機(jī)質(zhì)基礎(chǔ)，但是上新統(tǒng)—更新統(tǒng)有機(jī)質(zhì)豐度更高，生烴潛力更大。此外，位于孟加拉灣西南部斯里蘭卡附近的大洋鉆探計劃116 航次717、718 站位的有機(jī)地球化學(xué)分析表明深水區(qū)有機(jī)碳含量和碳同位素組成值在中新世末期出現(xiàn)明顯增加［18］(圖3b,3c)。由此可見，上新統(tǒng)—更新統(tǒng)具有更好的生物氣潛力。

圖3 孟加拉扇中新統(tǒng)—更新統(tǒng)有機(jī)碳含量及有機(jī)質(zhì)碳同位素組成Fig.3 The TOC and δ13C of organic matter in Miocene-Pleistocene of Bengal Fan

2.1.2 有機(jī)質(zhì)類型

甲烷菌不具有直接分解有機(jī)質(zhì)的能力，它主要依賴于發(fā)酵菌和硫酸鹽還原菌分解有機(jī)質(zhì)而產(chǎn)生的CO2、H2、甲酸、乙酸等取得碳源和能源而得以生存，并以此為基質(zhì)進(jìn)行生物化學(xué)作用而產(chǎn)生生物甲烷氣［19］。甲烷菌的營養(yǎng)來源主要是纖維素、半纖維素、糖類、淀粉及果膠等碳水化合物和海相有機(jī)質(zhì)中的蛋白質(zhì)，這些物質(zhì)在草本植物中的含量遠(yuǎn)高于木本植物，這就決定了生物氣的最佳母質(zhì)為半腐殖型和草本腐殖型有機(jī)質(zhì)。

對研究區(qū)泥巖樣品的干酪根鏡檢、干酪根元素、熱解、氣相色譜等的分析，表明生物氣的源巖類型為Ⅱ-Ⅲ型（圖4），有機(jī)質(zhì)具有水生生物來源和陸源高等植物來源混合的特征。正構(gòu)烷烴的分布特征也表明其為混合來源，其中以C18為主峰的低碳數(shù)正構(gòu)烷烴來源于藻類等低等生物，具有明顯奇偶優(yōu)勢的高碳數(shù)正構(gòu)烷烴來源于高等生物（圖5）。通常情況下，木本植物的正構(gòu)烷烴以C27和C29為主峰，草本植物以C31和C33為主峰，根據(jù)這一分布特征，特別是利用這些化合物不同碳數(shù)之間的比值，可有效區(qū)分陸源有機(jī)質(zhì)類型，例如正構(gòu)烷烴C27/C31值變化與木本和草本植物相對變化之間的關(guān)系已在湖相沉積物研究中得到證實［20］。緬甸若開海域較低的nC27/nC31值（約為0.7）表明草本植物占據(jù)一定優(yōu)勢。

圖4 緬甸若開海域烴源巖有機(jī)質(zhì)類型判別圖Fig.4 Classification chart of organic matter types in offshore Rakhine Basin，Myanmar

圖5 緬甸若開海域下更新統(tǒng)、上新統(tǒng)烴源巖正構(gòu)烷烴分布曲線Fig.5 N-alkanes distribution of source rocks of Lower Pleistocene and Pliocene in offshore Rakhine Basin，Myanmar

由上述分析推斷，研究區(qū)有機(jī)質(zhì)類型應(yīng)以藻類和草本有機(jī)質(zhì)為主。此外，前人對喜馬拉雅山脈南麓尼泊爾地區(qū)的巖石樣品分析發(fā)現(xiàn)：中新世末期，陸上植被從以C3 為主的植物向以C4 為主的植物轉(zhuǎn)變，即從亞熱帶—溫帶森林向草原轉(zhuǎn)變，陸源有機(jī)質(zhì)中草本有機(jī)質(zhì)的含量明顯增加［21］。大洋鉆探計劃116 航次717、718 站位的有機(jī)質(zhì)碳同位素分析表明（圖3c）：6 Ma 之前，沉積物中有機(jī)質(zhì)的δ13C 值為-27‰~-25‰,為典型的C3 植物有機(jī)質(zhì)；6 Ma 左右，δ13C 值急劇增加了10‰，上新統(tǒng)有機(jī)質(zhì)的δ13C 主要分布于-18‰~-15‰，碳同位素組成值急劇增加的主要原因為來自于C4 草本植物有機(jī)質(zhì)含量的增加［18］。因此可以推斷，緬甸若開海域上新統(tǒng)—更新統(tǒng)由于陸源草本有機(jī)質(zhì)輸入增加，從而更有利于生物氣大量生成。

生物氣的形成與細(xì)菌對有機(jī)質(zhì)的改造活動有關(guān)，細(xì)菌改造在干酪根中留下痕跡，稱之為菌解無定形體。柴達(dá)木盆地第四系生物氣源巖的生物甲烷模擬實驗表明，源巖中無定形體含量與生物甲烷產(chǎn)率具有正相關(guān)性：當(dāng)無定形體含量為49.63%~55.4%時，生物模擬甲烷潛量可達(dá)263.63~396.34 m3/t；當(dāng)無定形體含量為17.5%~26.3%時，生物模擬甲烷潛量僅為17.90~75.78 m3/t［22］。研究區(qū)上新統(tǒng)—更新統(tǒng)泥巖的有機(jī)顯微組分中的無定形體含量較高，為34%~78%，平均含量為51.8%，因此推斷研究區(qū)具有較高的產(chǎn)生物甲烷的能力（圖6）。

圖6 緬甸若開海域上新統(tǒng)—下更新統(tǒng)泥巖有機(jī)質(zhì)無定形體含量柱狀圖Fig.6 Amorphonite content histogram of the Pliocene-Lower Pleistocene mudstones in offshore Rakhine Basin，Myanmar

2.2 環(huán)境條件

2.2.1 溫 度

眾多研究表明產(chǎn)甲烷菌存活的溫度環(huán)境為0~80 ℃，主生氣帶溫度介于25~65 ℃。雖然有研究表明產(chǎn)甲烷細(xì)菌在高于100 ℃時仍能存活，然而大量的實際資料表明，溫度太高，細(xì)菌的種類、數(shù)量都急劇減少，細(xì)菌的個體也逐步減小，其活性亦減弱，對于大量生成生物甲烷意義不大［23］。

若開海域的平均地溫梯度大約為（2.0~2.5）℃/100 m，陸架區(qū)的地溫梯度較高，最高約為2.9 ℃/100 m［11］。如此低的地溫梯度導(dǎo)致生物甲烷生成的極限埋深可達(dá)3 000 m。Shwe 氣田埋深約為2 750~3 200 m，也證實該地區(qū)的低地溫梯度擴(kuò)展了生物氣生成及成藏的深度范圍。

2.2.2 沉積速率

快速沉積易形成厭氧還原環(huán)境，避免有機(jī)質(zhì)被氧化破壞，從而有利于有機(jī)質(zhì)的保存。高沉積速率會形成巨厚地層，增加有機(jī)質(zhì)通量，為生成大量的生物氣提供充足的氣源條件。

微生物的生存和繁殖需要一定的孔隙空間，微生物的個體大小一般為1~10 μm［24］，高沉積速率會導(dǎo)致地層壓實程度低、孔隙發(fā)育，有利于微生物的生存和繁衍。另外，快速沉積埋藏作用也減弱了上覆海水中溶解硫酸鹽的不斷補(bǔ)給，為產(chǎn)甲烷菌的生存和繁殖創(chuàng)造有利的地層環(huán)境條件［15］。高沉積速率也有利于形成良好的蓋層，阻止甲烷的擴(kuò)散耗失，進(jìn)而使生物氣得以保存。加拿大東南岸的大馬南海盆淺層取心資料分析表明，埋深同為2 m 的巖心，在沉積速率為20 cm/ka 的巖心中，甲烷含量為（30~40）ml/kg；而在另一沉積速率為134 cm/ka的巖心中，甲烷含量高達(dá)21 800 ml/kg，是前者的500倍［25］。橫跨若開海域的地震剖面（圖7）顯示：上新世—現(xiàn)今，緬甸若開海域深水區(qū)至陸架區(qū)沉積速率從30 cm/ka增加至90 cm/ka。如此高的沉積速率非常有利于生物氣的生成與保存。

圖7 若開海域陸架—深水區(qū)上新世—現(xiàn)今沉積速率變化（剖面位置見圖1）Fig.7 Deposition rate during Pliocene-present of shelf to deep-water area in offshore Rakhine Basin，Myanmar（location is shown in Fig.1）

3 緬甸若開海域深水生物氣富集條件與分布規(guī)律

因為生物氣形成機(jī)制與熱成因油氣生成機(jī)制不同，故生物氣成藏條件具有其獨特之處。生物氣一般形成于成巖作用早期，具有埋藏淺、地層疏松、易逸散、原地聚集等特點，因此生物氣能夠聚集成藏必須具備大的生烴量、近烴源巖的有效圈閉以及良好的生儲蓋組合條件。

3.1 烴源巖控制生物氣藏的分布

3.1.1 上新統(tǒng)是若開海域生物氣富集的主要層系

無論石油工業(yè)鉆井還是大洋鉆探鉆井均已證實，若開海域上新統(tǒng)有機(jī)質(zhì)豐度明顯高于中新統(tǒng)有機(jī)質(zhì)豐度，且在中新世末期陸源有機(jī)母質(zhì)類型從木本有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)椴荼居袡C(jī)質(zhì)，因此相對于中新統(tǒng)而言，上新統(tǒng)具備更好的生物氣生成的有機(jī)質(zhì)條件。高沉積速率表明上新世以來大量碎屑物質(zhì)注入孟加拉灣，帶來了豐富的有機(jī)質(zhì)，也為生物氣的大量生成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。適宜的埋深（上新統(tǒng)埋深約1 600~3 100 m）使得絕大多數(shù)上新統(tǒng)均處于生物氣主力生烴窗口內(nèi)（25~65 ℃）(圖7)。若開海域勘探實踐也證實上新統(tǒng)濁積砂巖為若開海域的主要產(chǎn)層，至今在上新統(tǒng)濁積砂巖中已發(fā)現(xiàn)生物氣儲量約2 492×108m3。

3.1.2 陸坡控制生物氣源巖展布

生物氣往往形成于成巖作用早期，埋藏淺、地層疏松，游離生物氣的運移方式主要是垂向運移和短距離的側(cè)向運移。生物氣具有易散失、聚集效率很低的特點，因此必須要有足夠大的生烴量才能聚集成藏［26］。關(guān)德師［15］認(rèn)為中型氣藏的源巖厚度要超過700 m。受印度板塊向緬甸板塊俯沖作用以及陸架坡折自東向西遷移的影響（圖8），若開盆地沉積地層具有東厚西薄特征。上新統(tǒng)已發(fā)現(xiàn)的生物氣田基本處于陸坡沉積區(qū)內(nèi)，東部陸坡區(qū)上新統(tǒng)泥巖厚度達(dá)1 600 m，向西泥巖厚度逐漸減薄至600 m 左右（圖8），陸坡厚層泥巖為生物氣大量生成提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，是生物氣大量生成的最有利區(qū)。

3.2 平緩褶皺帶內(nèi)發(fā)育的低幅度背斜構(gòu)造是生物氣有利聚集場所

若開盆地自西向東可以劃分3個構(gòu)造帶（圖2），構(gòu)造變形具有自東向西傳播的特征，東部構(gòu)造變形時間早、變形強(qiáng)烈，西部變形時間晚、變形弱。東部高陡褶皺帶雖然發(fā)育多個背斜構(gòu)造，但變形強(qiáng)烈，斷裂發(fā)育，不利于生物氣保存。中部平緩褶皺帶主要位于現(xiàn)今陸架邊緣及陸坡—盆底區(qū)，發(fā)育多個北西—南東向展布的低幅度背斜構(gòu)造，背斜構(gòu)造形態(tài)完整，形成時間晚，大約為上新世—第四紀(jì)時期［7］，構(gòu)造變形時間與上新統(tǒng)泥巖的生物氣生烴高峰期具有良好的匹配關(guān)系，為不斷生成的生物氣提供了良好的聚集場所。西部深海平原帶基本無構(gòu)造變形，地層呈平緩單斜構(gòu)造。至今若開海域所發(fā)現(xiàn)的生物氣藏均位于平緩褶皺帶內(nèi)的多個低幅度背斜構(gòu)造內(nèi)（圖9）。

圖9 緬甸若開海域過Shwe氣田和Aung Siddhi氣藏的東西向地質(zhì)剖面簡圖（剖面位置見圖1）Fig.9 W-E geological sketch section across Shwe gas field and Aung Siddhi gas play in offshore Rakhine Basin,Myanmar（location is shown in Fig.1）

3.3 疊置發(fā)育的大型水道-天然堤體系為生物氣成藏提供了有利的生儲蓋組合

中新世以來，若開海域廣泛發(fā)育的深水重力流沉積體系為孟加拉扇的一部分。孟加拉扇是世界上最大的細(xì)粒富泥海底扇。在深海環(huán)境中，濁流的側(cè)向搬運量相對于正常的深海懸浮搬運通量要高5~8 倍，且濁流沉積物一般來源于有機(jī)質(zhì)豐度較高的河流或者陸架地區(qū)，所以這種高沉積速率的沉積物和高有機(jī)質(zhì)通量是其有機(jī)質(zhì)富集的保障［27］。深水重力流沉積發(fā)育多種沉積結(jié)構(gòu)單元（峽谷、水道、天然堤、朵體及塊體搬運沉積），不同沉積結(jié)構(gòu)單元的有機(jī)質(zhì)分布存在一定的差異。目前對于深水沉積的有機(jī)質(zhì)分布特征的研究僅限于剛果扇［28］、印度尼西亞庫太盆地［29］等少數(shù)地區(qū)，雖然未得出推廣性結(jié)論，但這些研究成果對于緬甸若開海域不同沉積結(jié)構(gòu)單元之間的有機(jī)質(zhì)差異聚集以及生物氣成藏分析具有一定的指示意義。

Baudin 等［28］對西非剛果扇現(xiàn)代水道-天然堤的有機(jī)質(zhì)分布研究表明：①深水區(qū)（至4 000 m）陸源有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)占據(jù)非常重要的地位（占比70%~80%）；②由于有機(jī)質(zhì)碎屑密度一般小于礦物顆粒密度，所以有機(jī)質(zhì)碎屑一般與細(xì)粒物質(zhì)（泥質(zhì)、細(xì)粉沙）一起以懸浮狀態(tài)溢出水道形成天然堤沉積，導(dǎo)致天然堤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)（其平均值為3%）是水道（其平均值為1.48%）的兩倍；③從上游至下游，整個天然堤體系雖然沉積速率不同，但有機(jī)質(zhì)類型和有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)（大約3%）基本保持不變，這表明濁流懸浮物質(zhì)溢出水道時的有機(jī)質(zhì)、黏土和粉沙比例基本一致。

大型水道-天然堤是孟加拉扇非常重要的沉積結(jié)構(gòu)單元類型，也構(gòu)成了海底扇的大部分沉積。根據(jù)Baudin 等［28］對富泥剛果扇的分析，推測天然堤泥巖為孟加拉灣重要的烴源巖類型，此外研究區(qū)泥巖的實驗樣品分析結(jié)果也表明天然堤的TOC平均值為1.37%，水道的TOC平均值為0.60%。已發(fā)現(xiàn)的氣田均緊鄰大型水道-天然堤體系（圖9），廣泛發(fā)育的大型水道-天然堤體系帶來豐富的陸源草本有機(jī)質(zhì)，其生成的生物氣可近源供給大型水道-天然堤體系附近的朵體、水道、天然堤砂巖，并在構(gòu)造高部位聚集成藏。

上新統(tǒng)—更新統(tǒng)地層壓實程度低，成巖作用弱，原生孔隙發(fā)育。濁流形成的砂質(zhì)巖類一般具有中高孔、中高滲的特點，濁流砂巖（朵體砂巖、水道砂巖、天然堤漫溢砂巖等）的頻繁出現(xiàn)構(gòu)成了生物氣的理想聚集場所。但生物氣也易通過疏松砂泥巖以擴(kuò)散的形式逸散，因此疏松砂泥巖構(gòu)成的儲蓋組合的有效性是控制生物氣富集的重要因素。深水濁流水道橫向不斷遷移、切割、疊加，導(dǎo)致研究區(qū)缺乏全區(qū)分布的封蓋性較好的泥巖。然而廣泛發(fā)育的、與水道伴生的天然堤泥巖沉積厚度大，不僅可以作為良好的烴源巖，更常作為深水沉積油氣系統(tǒng)中的重要蓋層。陸架邊緣—深水區(qū)頻繁發(fā)生的滑動、滑塌、碎屑流等形成的泥質(zhì)塊體搬運沉積也能構(gòu)成另一種重要蓋層。此外，雖然深海遠(yuǎn)洋正常沉積的泥巖沉積速率慢、沉積厚度薄，橫向展布不連續(xù)，且有時與薄層濁積泥巖很難區(qū)分，但其也可作為一種次要蓋層。

通過對若開海域已發(fā)現(xiàn)典型生物氣藏的分析發(fā)現(xiàn)：在同一背斜構(gòu)造內(nèi)，上新統(tǒng)氣層的儲蓋厚度比小于1∶3，水層的儲蓋厚度比一般大于1∶2。事件性沉積的深水濁流不僅形成砂巖儲層，也搬運來大量的泥質(zhì)（天然堤、水道內(nèi)泥巖沉積等），砂泥巖的間互沉積不僅形成了1∶3~1∶5的最佳儲蓋比，而且產(chǎn)自下伏源巖的生物氣只需通過數(shù)米至數(shù)十米的初次運移就可進(jìn)入儲層。生物氣一旦進(jìn)入儲層，便受到上覆泥巖蓋層的直接遮擋，從而在儲層中富集起來。

3.4 平緩褶皺帶內(nèi)上新統(tǒng)和下更新統(tǒng)濁積砂巖是若開海域深水生物氣勘探的重要方向

一般而言，生物氣源巖大量生烴的溫度為25~65 ℃，即當(dāng)研究區(qū)地層埋深處在1 000~3 000 m時，生物氣就大量生成。研究區(qū)上新統(tǒng)的大部分地層以及下更新統(tǒng)的部分地層處于該深度范圍內(nèi)，且上新世—現(xiàn)今的沉積速率為30~90 cm/ka，因此上新統(tǒng)—下更新統(tǒng)具有生成生物氣的有利環(huán)境條件。石油工業(yè)鉆井及大洋鉆探泥巖樣品的實驗分析結(jié)果均顯示下更新統(tǒng)與上新統(tǒng)具有相似的烴源巖類型、質(zhì)量及相似的地球化學(xué)指標(biāo)，兩者同樣具有生成生物氣的良好物質(zhì)條件。此外，研究區(qū)自上新統(tǒng)至更新統(tǒng)均發(fā)育大規(guī)模相互疊加的水道-天然堤沉積體系，這為生物氣成藏提供了有利的生儲蓋組合（圖10）。因此，平緩褶皺帶背斜圈閉內(nèi)上新統(tǒng)和下更新統(tǒng)濁積砂巖具有較好的生物氣成藏條件，是若開海域深水生物氣勘探的有利方向。至今在緬甸若開海域上新統(tǒng)濁積砂巖中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個生物氣藏，以及2018 年發(fā)現(xiàn)Aung Sid?dhi 氣藏時，在下更新統(tǒng)的濁積砂巖中鉆遇高度達(dá)65 m 的氣柱，進(jìn)一步證實了上新統(tǒng)及下更新統(tǒng)具有良好勘探潛力。

圖10 緬甸若開海域東西向地震地質(zhì)解釋剖面Fig.10 The E-W seismic geological interpretation section showing large scale channel-levee systems(yellow parts)in offshore Rakhine Basin,Myanmar

4 結(jié) 論

緬甸若開海域發(fā)育的厚層深水濁流沉積屬于全球最大海底扇——孟加拉扇的組成部分，其沉積速率大、地溫梯度低，為生物氣生成提供了良好的環(huán)境條件。上新統(tǒng)—更新統(tǒng)泥巖的高有機(jī)碳含量及以草本腐殖型為主的有機(jī)質(zhì)類型為生物氣生成創(chuàng)造了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)；自上新世以來，若開海域東部位于陸坡區(qū)，發(fā)育巨厚層生物氣源巖，具有“陸坡控源”的生物氣源巖分布規(guī)律。疊置發(fā)育的大型水道-天然堤體系使水道、朵體和越岸砂巖與水道內(nèi)泥巖和泥質(zhì)天然堤形成良好的空間配置關(guān)系，為生物氣成藏提供了有利的生儲蓋組合。北西向平緩褶皺帶內(nèi)背斜構(gòu)造發(fā)育、斷層活動弱、圈閉保存完整，是深水生物氣有利成藏區(qū)帶。下更新統(tǒng)與上新統(tǒng)具有相似的烴源巖、溫度、沉積條件及生儲蓋條件，是若開海域深水生物氣勘探的重要方向。