阿拉斯加北坡盆地成藏组合划分与资源潜力评价

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.079

现代地质 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (02): 322-334.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.079

阿拉斯加北坡盆地成藏组合划分与资源潜力评价

李刚¹^,²^,³(), 孟秋含¹^,²^,⁴, 张凯逊⁵(), 白国平¹^,², 胡靖靖¹^,², 邱海华¹^,², 陈君¹^,²

1.中国石油大学(北京)地球科学学院,北京 102249
2.中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室,北京 102249
3.中国地质大学(北京)能源学院,北京 100083
4.中海油研究总院有限责任公司,北京 100028
5.中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081

收稿日期:2022-11-20 修回日期:2023-07-06 出版日期:2024-04-10 发布日期:2024-05-22
通讯作者: 张凯逊,男,副研究员,1985年出生,石油地质学专业,主要从事储层成岩作用及油气资源评价研究。Email: zhangkaixun@163.com。
作者简介:李刚,男,博士研究生,1994年出生,矿产普查与勘探专业,主要从事非常规油气评价与勘探研究。Email: cup932014@163.com。
基金资助:
中国地质调查局地质调查项目(DD20221810);国家自然科学基金项目“特提斯域构造沉积演化对源盖关键成藏要素的控制作用及其油气富集响应”(91755104)

Classification and Resource Evaluation of the Hydrocarbon Plays in the North Slope Basin, Alaska

LI Gang¹^,²^,³(), MENG Qiuhan¹^,²^,⁴, ZHANG Kaixun⁵(), BAI Guoping¹^,², HU Jingjing¹^,², QIU Haihua¹^,², CHEN Jun¹^,²

1. College of Geoscience, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China
2. National Key Laboratory of Petroleum Resources and Engineering, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China
3. School of Energy Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
4. China National Offshore Oil Corporation Research Institute Co.Ltd., Beijing 100028, China
5. Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China

Received:2022-11-20 Revised:2023-07-06 Online:2024-04-10 Published:2024-05-22

摘要/Abstract

摘要：

位于北极地区的阿拉斯加北坡盆地(North Slope Basin, Alaska)是全球最具有勘探潜力的盆地之一。对该盆地进行科学研究,有助于提升对北极地区含油气远景的认知,对于我国在该地区能源战略的制定具有基础性意义。本文基于埃信华迈(IHS Markit)最新数据资料,在盆地油气地质特征分析的基础上,进行含油气系统和成藏组合划分与研究。以成藏组合为评价单元,对盆地待发现油气资源量进行评估,并优选出有利勘探区带。结果表明,阿拉斯加北坡盆地已发现油气藏主要分布于巴罗(Barrow)穹隆,该构造单元内的油气储量占盆地总储量的77.3%;油气主要储于白垩系和三叠系储集层,两者分别储集了盆地内44.0%和45.8%的油气储量。盆地内主要发育中生界复合含油气系统、新生界含油气系统和石炭系含油气系统。中生界复合含油气系统可划分出古近系—新近系、白垩系、侏罗系、三叠系和石炭系5个成藏组合。盆地平均待发现可采资源量为36943.8 MMbbl(百万桶,1桶=158.98 L)石油、79711.6 Bcf(十亿立方英尺,1英尺=30.48 cm)天然气和262.1 MMbbl凝析油,合计50491.2 MMboe(百万桶油当量),其中石油占73.1%,天然气占26.3%,凝析油占0.6%。根据本文的研究,优选出2个Ⅰ类有利区带和4个Ⅱ类有利区带。

关键词: 阿拉斯加, 成藏要素, 成藏组合, 资源评价, 有利区带

Abstract:

The North Slope basin in Alaska is one of the basins with the most prosperous hydrocarbon exploration potential in the world.Scientific research on this basin will improve the understanding of the oil and gas exploration in the Arctic and is significant for the formulation of energy strategy in this region.Based on the latest available data from IHS Markit and a comprehensive investigation of petroleum geology, we characterized the petroleum systems and plays in the basin.Plays were used as an assessment unit to evaluate the undiscovered petroleum resources in the basin and then the favorable exploration play fairways were delineated.The results show that hydrocarbon accumulations in the North Slope Basin have been found mainly in the Barrow Arch structure unit where 77.3% of the total discovered resources occur.Discovered oil and gas resources were mainly reserved in Cretaceous and Triassic, hosting 44.0% and 45.8% of the total oil and gas reserves, respectively.The basin mainly develops the Mesozoic composite petroleum system, the Cenozoic petroleum system, and the Carboniferous petroleum system.The Mesozoic composite petroleum system can be divided into five plays, as Paleogene-Neogene, Cretaceous, Jurassic, Triassic, and Carboniferous plays.The average undiscovered recoverable resources estimated by using the Monte Carlo simulation were 36,943.8 MMbbl of oil, 79,711.6 Bcf of natural gas, and 262.1 MMbbl of condensate, totaling 50,491.2 MMboe, of which 73.1% are oil, 26.3% natural gas, and 0.6% condensate.Therefore, the two first class of favorable exploration play fairways and four secondary category of favorable exploration play fairways were targeted in this study.

Key words: Alaska, hydrocarbon accumulation element, play, resource assessment, favorable play fairway

中图分类号:

P62
P618.13

李刚, 孟秋含, 张凯逊, 白国平, 胡靖靖, 邱海华, 陈君. 阿拉斯加北坡盆地成藏组合划分与资源潜力评价[J]. 现代地质, 2024, 38(02): 322-334.

LI Gang, MENG Qiuhan, ZHANG Kaixun, BAI Guoping, HU Jingjing, QIU Haihua, CHEN Jun. Classification and Resource Evaluation of the Hydrocarbon Plays in the North Slope Basin, Alaska[J]. Geoscience, 2024, 38(02): 322-334.

图/表 12

图1 阿拉斯加北坡盆地位置 (a)及盆地构造单元划分图 (b)(据文献[14]修改)

Fig.1 Geologic map showing the location of the study area (a) and structure units (b) in the North Slope Basin, Alaska (modified after reference [14])

图2 阿拉斯加北坡盆地综合地层柱状图(据文献[10]修改)

Fig.2 Stratigraphic chart of North Slope Basin, Alaska (modified after reference [10])

表1 阿拉斯加北坡盆地主要构造单元内2P可采储量统计结果

Table 1 Proved and probable reserves of primary structural units in the North Slope Basin, Alaska

构造单元	石油 (MMbbl)	天然气 (Bcf)	凝析油 (MMbbl)	油当量 (MMboe)	占总储量比例(%)
巴罗穹隆	25305.6	40848.9	267.0	32380.8	77.3
科尔维尔前渊带	0	1344.0	3.2	227.2	0.5
迪库姆地堑	350.0	350.0	0	408.3	1.0
鱼溪台地	3443.5	7460.3	16.9	4703.8	11.2
汉娜海槽	0	14000.0	624.0	2957.3	7.1
米迪穹隆	0	290.0	0	48.3	0.1
北部斜坡带	0	5.0	0	0.8	0
乌米亚特次盆	220.0	838.0	1.3	360.9	0.9
合计	29319.1	65136.2	912.4	41087.5	98.1

图3 阿拉斯加北坡盆地2P可采储量分布 (a) 2P可采储量在不同储集层中的分布;(b) 2P可采储量在不同圈闭中的分布

Fig.3 Distribution of proved and probable reserves in the North Slope Basin, Alaska

图4 阿拉斯加北坡盆地含油气系统平面展布图

Fig.4 Distribution of petroleum systems in the North Slope Basin, Alaska

表2 阿拉斯加北坡盆地含油气系统2P可采储量统计

Table 2 Proved and probable reserves of petroleum systems in the North Slope Basin, Alaska

含油气系统	石油 (MMbbl)	天然气 (Bcf)	凝析油 (MMbbl)	油当量 (MMboe)	占总油当量比例(%)
新生界含油气系统	350.0	350.0	0	408.3	1.0
中生界复合含油气系统	29388.2	66403.6	981.3	41436.8	98.9
石炭系含油气系统	0	237.9	0	39.7	0.1
总计	29738.2	66991.5	981.3	41884.7	100

图5 中生界复合含油气系统及其成藏组合分布图

Fig.5 Distribution of the Mesozoic composite petroleum system and its plays

表3 中生界复合含油气系统2P可采储量统计

Table 3 Proved and probable reserves of the Mesozoic composite petroleum system

含油气系统	成藏组合	油气藏(个)	石油(MMbbl)	天然气(Bcf)	凝析油 (MMbbl)	油当量(MMboe)
中生界复合含油气系统	古近系—新近系	4	390.0	365.0	0.8	451.6
	白垩系	69	11379.9	35171.7	936.5	18178.4
	侏罗系	9	1974.0	2162.0	10.0	2344.3
	三叠系	19	14819.2	27725.9	6.0	19446.1
	石炭系	4	825.1	979.0	28.0	1016.3
合计		105	29388.2	66403.6	981.3	41436.8

图6 中生界白垩系成藏组合资源评价参数选取 (a) 白垩系成藏组合中油藏勘探发现史;(b) 白垩系成藏组合中石油储量;(c) 白垩系成藏组合中不同阶段油藏规模序列;(d) 白垩系成藏组合中气藏勘探发现史;(e) 白垩系成藏组合中天然气产量;(f) 白垩系成藏组合油藏中气油比累计概率

Fig.6 Selection of the resource assessment parameters in the Mesozoic Cretaceous play

表4 阿拉斯加北坡盆地待发现油气可采资源量评价结果汇总

Table 4 Results of resources evaluation of North Slope Basin, Alaska

资评结果		新生界含油气系统	中生界含油气系统					石炭系含油气系统	合计
资评结果		新生界含油气系统	古近系—新近系	白垩系	侏罗系	三叠系	石炭系	石炭系含油气系统	合计
石油 (MMbbl)	F5	191.2	120.7	9456.0	571.3	3605.9	363.9	0.2	14309.2
	F50	479.8	275.6	17874.5	1478.3	14078.5	880.6	8.4	35075.7
	F95	744.8	471.0	28520.0	2538.5	31627.4	1549.2	17.8	65468.7
	均值	472.1	284.8	18333.2	1515.6	15419.3	910.1	8.7	36943.8
天然气 (Bcf)	F5	207.6	118.7	8950.5	670.0	4930.0	424.3	116.1	15417.2
	F50	464.0	267.2	42808.3	1960.8	19841.2	1060.8	268.5	66670.8
	F95	804.2	463.9	127021.7	4061.7	53725.1	1998.4	458.2	188533.2
	均值	496.2	279.2	52036.0	2101.7	23402.0	1121.4	275.1	79711.6
凝析油 (MMbbl)	F5	0.4	0.2	25.5	1.9	13.2	0.8	0.2	42.2
	F50	0.9	0.5	134.4	6.1	62.3	2.1	0.5	206.8
	F95	1.8	1.0	453.2	15.5	196.9	5.0	1.1	674.5
	均值	1.0	0.6	172.7	7.1	77.9	2.2	0.6	262.1
油当量 (MMboe)	F5	226.2	140.7	10973.2	684.9	4440.7	435.5	19.8	16921.0
	F50	558.0	320.6	25143.6	1811.2	17447.6	1059.5	53.7	46394.2
	F95	880.6	549.3	50143.5	3231.0	40778.5	1887.2	95.2	97565.1
	均值	555.8	331.9	27178.6	1873.0	19397.5	1099.3	55.1	50491.2

图7 资源评价结果对比

Fig.7 Result comparison between the existing resource evaluation and this study

图8 阿拉斯加北坡盆地有利勘探区带分布图

Fig.8 Distribution of favorable play fairways in the North Slope Basin, Alaska

参考文献 36

[1]	张凯逊, 韩淑琴, 孟秋含, 等. 北极地区盆地分类与油气资源分布规律[J]. 地质力学学报, 2020, 26(6): 901-910.
[2]	GAUTIER D L, BIRD K J, CHARPENTIER R R, et al. Assessment of undiscovered oil and gas in the Arctic[J]. Science, 2009, 324: 1175-1179. DOI PMID
[3]	卢景美, 邵滋军, 房殿勇, 等. 北极圈油气资源潜力分析[J]. 资源与产业, 2010, 12(4): 29-33.
[4]	何一鸣, 于婷. “一带一路”背景下中俄合作开发北极油气资源前景[J]. 中国石油大学学报(社会科学版), 2020, 36(2): 14-19.
[5]	孙九林, 董锁成, 李泽红, 等. 新时代我国自然资源综合科学考察研究的挑战与展望[J]. 自然资源学报, 2020, 35(8): 1789-1801. DOI
[6]	李刚, 白国平, 高平, 等. 全球前寒武系—下寒武统原生油气藏地质及分布特征[J]. 石油实验地质, 2021, 43(6): 958-966.
[7]	赵越, 刘建民, 韩淑琴, 等. 冰上丝绸之路与北极油气资源[J]. 地质力学学报, 2021, 27(5): 880-889.
[8]	USGS. (United States Geological Survey).Assessment of undiscovered petroleum resources of the arctic Alaska petroleum province, North Slope Basin[DB/OL]. Circum-Arctic resource appraisal project, America, 2012, Fact sheet: 2012-5147. http:www.usgs.gov.
[9]	徐慧. 北极地区的石油和天然气资源[J]. 资源环境与工程, 2019, 33(3): 446.
[10]	IHS Markit Energy Group. Arctic region basin[DB/OL]. Basin Monitor, 2020.Database available from IHS Markit Energy Group, 15 Inverness Way East, Englewood, Colorado, 80112, USA. https://www.ihs.com.
[11]	杨楚鹏, 刘杰, 杨睿, 等. 北极阿拉斯加北坡盆地天然气水合物成矿规律与资源潜力[J]. 极地研究, 2019, 31(3): 309-321.
[12]	姚永坚, 李学杰, 杨楚鹏, 等. 北极阿拉斯加北坡盆地地质构造特征与油气资源潜力[J]. 海洋地质前沿, 2011, 27(12): 18-26.
[13]	张鑫. 阿拉斯加北坡盆地海域油气地质及勘探潜力[J]. 海相油气地质, 2014, 19(3): 43-50.
[14]	ATTANASI E D, FREEMAN P A. Evaluation of development options for Alaska North Slope viscous and heavy oil[J]. Natural Resources Research, 2015, 24(1): 85-106.
[15]	MOORE T E, WALLACE W K, BIRD K J, et al. Stratigraphy, structure, and geologic synthesis of northern Alaska[R]. U.S.Geological Survey Open File Report 92/330, 1992: 1-183.
[16]	BIRD K J, MOLENAAR C M. The North Slope foreland basin, Alaska[M]//MACQUEEN R W, LECKIE D A. Foreland Basins and Fold Belts. Washington AAPG Memoir, 1992: 363-393.
[17]	DUMOULIN J A, HARRIS A G, BLOME C D, et al. Depositional settings, correlation, and age of Carboniferous rocks in the Western Brooks Range, Alaska[J]. Economic Geology, 2004, 99(7): 1355-1384.
[18]	BIRD K J, JORDAN C F. Lisburne Group (Mississippian and Pennsylvanian), potential major hydrocarbon objective of Arctic Slope, Alaska[J]. AAPG Bulletin, 1977, 61(9): 1493-1512.
[19]	CRAIG J D, SHERWOOD K W, JOHNSON P P. Geologic report for the Beaufort sea planning area, Alaska: regional geology, petroleum geology, environmental geology[R]. OCS Report MMS 85-0111, 1985: 1-192.
[20]	CARMAN G J, HARDWICK P. Geology and regional setting of Kuparuk oil field, Alaska[J]. AAPG Bulletin, 1983, 67(6): 1014-1031.
[21]	CRADDOCK W H, HOUSEKNECHT D W. Cretaceous-Cenozoic burial and exhumation history of the Chukchi shelf, offshore Arctic Alaska[J]. AAPG Bulletin, 2016, 100(1): 63-100.
[22]	MULL C G, HOUSEKNECHT D W, BIRD K J. Revised Cretaceous and Tertiary stratigraphic nomenclature in the Colville Basin, Northern Alaska[R]. U.S. Geological Survey Professional Paper 1673, 2003: 1-51.
[23]	HOUSEKNECHT D W. Assessment of potential oil and gas resources in source rocks (shale) of the Alaska North Slope[R]. Overview of Geology and Results, 2012: 1-16.
[24]	DZOU L I. Kuparuk oil field, Alaska, a mixture of Kekiktuk gas condensate and Shublik oil[J]. AAPG Bulletin, 2010, 94(11): 1761-1778.
[25]	HOUSEKNECHT D W, BIRD K J. Sequence stratigraphy of the Kingak shale (Jurassic-Lower Cretaceous), national petroleum reserve in Alaska[J]. AAPG Bulletin, 2004, 88(3): 279-302.
[26]	PETERS K E, LAMPE C, BIRD K J, et al. 4-D modeling of the Shublik-Ivishak petroleum system, North Slope, Alaska[M].Joint Meeting Pacific Section. California: Geological Society of America, 2005: 93.
[27]	孙丰楠, 张凯逊, 韩淑琴, 等. 北乌斯丘尔特盆地成藏组合分析与油气资源潜力评价[J]. 东北石油大学学报, 2020, 44(6): 43-52.
[28]	吴婧, 田纳新, 石磊. 滨里海盆地北部—西北部盐下油气成藏主控因素[J]. 武汉理工大学学报, 2015, 37(1):109-115.
[29]	王大鹏, 殷进垠, 田纳新, 等. 塞内加尔盆地成藏组合划分与资源潜力评价[J]. 现代地质, 2017, 31(6):1201-1213.
[30]	王大鹏, 白国平, 陆红梅, 等. 扎格罗斯盆地含油气系统分析与资源潜力评价[J]. 现代地质, 2016, 30(2):361-372.
[31]	张凯逊, 韩淑琴, 王宗秀, 等. 阿富汗—塔吉克盆地含油气系统特征与资源潜力[J]. 中国地质, 2018, 45(5):920-930.
[32]	余一欣, 殷进垠, 郑俊章, 等. 阿姆河盆地成藏组合划分与资源潜力评价[J]. 石油勘探与开发, 2015, 42(6):750-756.
[33]	余一欣, 殷进垠, 郑俊章, 等. 中亚北乌斯丘尔特盆地成藏组合划分与资源潜力评价[J]. 现代地质, 2016, 30(1):192-199.
[34]	李刚, 胡靖靖, 白国平, 等. 北极斯维尔德鲁普盆地含油气系统分析与资源潜力评价[J]. 石油实验地质, 2023, 45(3): 474-485.
[35]	李刚, 王宁, 张凯逊, 等. 西巴伦支海盆地含油气系统分析与资源评价[J]. 地质力学学报, 2023, 29(2): 174-187.
[36]	赵喆, 梁英波, 胡菁菁, 等. 北极地区含油气潜力及勘探开发趋势分析[J]. 地学前缘, 2014, 21(3): 47-55. DOI

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[1]	章惠, 汪新伟, 周总瑛, 贺婷婷, 刘晓红, 黄旭, 高楠安. 渤海湾盆地内黄隆起东斜坡奥陶系岩溶热储地热资源评价[J]. 现代地质, 2024, 38(02): 398-408.
[2]	王亿, 李立兴, 李厚民, 李小赛, 马兰晶, 邢玉亮, 孙欣宇, 戴阳, 王小慧. 冀北招兵沟铁磷矿床成矿时代及成因研究[J]. 现代地质, 2024, 38(01): 46-55.
[3]	王涛, 徐怀民, 邓西里, 董少群, 江同文, 周新平, 黄娅. 叠合型不整合结构与油气分布样式: 以塔中石炭系东河砂岩为例[J]. 现代地质, 2018, 32(06): 1150-1160.
[4]	辛云路, 王劲铸, 金春爽. 南盘江盆地石炭系沉积体系及页岩气有利区带[J]. 现代地质, 2018, 32(04): 774-785.
[5]	王大鹏, 殷进垠, 田纳新, 郭金瑞, 赵利华, 田琨. 塞内加尔盆地成藏组合划分与资源潜力评价[J]. 现代地质, 2017, 31(06): 1201-1213.
[6]	王大鹏，白国平，陆红梅，陶崇智，王一帆，张明辉，王文庸，卢小新，高琳，郭栋. 扎格罗斯盆地含油气系统分析与资源潜力评价[J]. 现代地质, 2016, 30(2): 361-372.
[7]	何富贵，高先志，吴东胜，田建章，辛纬江，石国新，谭建华，司丹. 油气二次运移方向模拟及有利区带预测：以束鹿凹陷西斜坡沙二段为例[J]. 现代地质, 2016, 30(1): 220-229.
[8]	余一欣，殷进垠，郑俊章，李锋，陶崇智，徐小龙，吴航. 中亚北乌斯丘尔特盆地成藏组合划分与资源潜力评价[J]. 现代地质, 2016, 30(1): 192-199.
[9]	郭继刚，李建华，庞雄奇，向才富，姜福杰，王鹏威. 准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩排烃效率研究[J]. 现代地质, 2013, 27(5): 1081-1088.
[10]	龙华山，王绪龙，向才富，雷德文，郭继刚，阿布力米提，郑金海，王力宏，庞雄奇. 准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩评价[J]. 现代地质, 2013, 27(5): 1070-1080.
[11]	闫伟鹏, 李建忠, 王立武, 张庆春, 杨涛, 马岩, 郑曼. 松辽盆地长岭断陷深层天然气资源潜力分析[J]. 现代地质, 2009, 23(5): 902-907.
[12]	张玮，李洪革，李明杰. 松辽盆地南部长岭断陷区深层构造特征与天然气聚集[J]. 现代地质, 2008, 22(4): 592-598.
[13]	曾清波,樊太亮,刘聪,李德权,曲英杰. 塔里木盆地志留系下砂岩段成藏组合分析及有利勘探区带评价[J]. 现代地质, 2008, 22(2): 247-254.