Petroleum systems and resource potential in Sverdrup Basin, Arctic
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摘要: 斯维尔德鲁普盆地(Sverdrup Basin)是北极地区重要的含油气盆地之一，具有丰富的油气资源，但勘探程度相对较低。基于IHS数据库和公开文献资料，分析了斯维尔德鲁普盆地油气地质特征及分布规律，划分了盆地内含油气系统和成藏组合；采用蒙特卡洛模拟法对盆地油气资源潜力进行了评估，并预测了有利勘探区带。盆地内绝大多数已发现油气藏分布于盆地西部，即萨宾(Sabine)次盆和爱丁堡(Edinburgh)次盆；油气主要富集于侏罗系和三叠系碎屑岩储层中。盆地内可划分出2个含油气系统，分别为古生界含油气系统和中生界含油气系统，后者的油气资源潜力远高于前者。后者待发现可采资源量均值为石油474.81 MMbbl (1 MMbbl=1×106 bbl，1 bbl=0.137 t)、天然气13 620.82 Bcf (1 Bcf=1×109 ft3，1 ft3=0.028 3 m3)、凝析油63.66 MMbbl，合计油当量2 808.61 MMboe (1 MMboe=1×106 bbl)，其中天然气可采资源量占盆地内待发现油气总可采资源量的80.82%。横跨盆地西部的下侏罗统构造型成藏组合、爱丁堡次盆的上三叠统—下侏罗统构造型成藏组合和萨宾次盆的上侏罗统构造型成藏组合是最有潜力的勘探区带。Abstract: The Sverdrup Basin is one of the important petroliferous basins in the Arctic. It has abundant oil and gas resources, but the exploration degree is relatively low. Based on the IHS database and literatures in the public domain, this paper documented the geological characteristics and distribution of oil and gas in the Sverdrup Basin, and classified the petroleum systems and hydrocarbon plays in the basin. The undiscovered hydrocarbons were eventually assessed by Monte Carlo simulation and the favorable exploration areas were predicted. The investigation results show that the discovered oil and gas accumulations are mainly distributed in the western area of the basin, which consists of Sabin and Edinburgh sub-basins. Oil and gas are mainly reserved in the Jurassic and Triassic clastic reservoirs. Two petroleum systems, which are the Paleozoic and Mesozoic systems, were identified in the basin. The Mesozoic petroleum system has a far greater exploration potential. Undiscovered recoverable reserves (mean value) in the Mesozoic petroleum system are 474.81 MMbbl (1 MMbbl=1×106 bbl, 1 bbl=0.137 t) of oil, 13 620.82 Bcf (1 Bcf=1×109 ft3, 1 ft3=0.028 3 m3) of natural gas and 63.66 MMbbl of condensate, amounting to 2 808.61 MMboe (3.85×108 t), of which the natural gas accounts for 80.82%. The Lower Jurassic structural hydrocarbon play in the western area of the basin, the Upper Triassic-Lower Jurassic structural hydrocarbon play in the Edinburgh sub-basin and the Upper Jurassic structural hydrocarbon play in the Sabine sub-basin are the most promising exploration areas.
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Key words:
- hydrocarbon distribution /
- petroleum system /
- resource evaluation /
- Sverdrup Basin /
- Arctic
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随着油气勘探程度的逐渐提高，很难在成熟探区和老层系取得重大突破[1-4]，扩大勘探领域，将深水、深层、极地等勘探程度较低的区域作为日后重点勘探领域，利用其产量增长解决日益紧张的油气资源供需问题变得至关重要[5-15]。北极油气资源丰富，具有91 000 MMbbl石油，136 000 Bcf天然气及40 000 MMbbl凝析油的待发现可采资源量[16-18]。丰富的油气资源，使得北极地区越来越受到各个国家和石油公司的关注。
斯维尔德鲁普盆地是北极地区具有重大油气勘探潜力的含油气盆地之一[19-20]。盆地内第一口探井钻于1969年，此时主要在北极群岛的陆上进行钻探并发现了一些气田。1976年后，钻探重点逐渐从陆上转移到海上，除气田外还发现了一些小型油田。目前盆地内共钻有勘探井114口，其中预探井88口。除常规油气外，在盆地内梅尔维尔(Melville)岛西北部的三叠系约恩(Bjorne)组油砂露头中还发现了大量重油[21]。目前北极大部分地区研究工作相对薄弱[22-23]，有关斯维尔德鲁普盆地成藏组合的划分、特征及有利区带的研究亟待进一步深化和完善。不同的研究机构，如中国石油天然气集团有限公司[24]和美国地质调查局(USGS)[25]等，使用的资评数据资料均比较陈旧，对斯维尔德鲁普盆地的油气资源评价结果有明显的差异，因此该盆地的待发现资源潜力仍需进一步的评估。
本文总结分析了北极地区斯维尔德鲁普盆地油气地质特征，根据有效烃源岩的特征和区域展布确定了盆地内的含油气系统。在含油气系统分析的基础上，以储集层为核心划分了成藏组合，并采用蒙特卡洛模拟方法评估了盆地内油气资源潜力，优选有利勘探区带，以期为勘探开发北极地区油气资源提供参考。
1. 盆地基本地质特征
斯维尔德鲁普盆地位于加拿大北极群岛，面积约为31.8×104 km2，包括陆地和岛屿之间的浅海陆架两部分[26]。盆地北部以邻近北冰洋的基底隆起为界，西部、南部以及东部背靠北极褶皱带[21, 27]。盆地内包含4个次盆，分别为萨宾(Sabine)次盆、爱丁堡(Edinburgh)次盆、挪威(Norwegian)次盆和尤列卡(Eureka)次盆。盆地范围内的岛屿包括埃尔斯米尔(Ellesmere)岛、马更些王(Mackenzie King)岛、斯维尔德鲁普群岛和帕里(Parry)群岛等(图 1)。
图 1 北极斯维尔德鲁普盆地的地理和构造位置据参考文献[25]修改。Figure 1. Geographical and tectonic location of the Sverdrup Basin, Arctic斯维尔德鲁普盆地的构造演化主要经历了4个阶段，分别为早寒武世—中泥盆世基底形成阶段、石炭纪—早二叠世裂谷阶段、中二叠世—白垩纪被动陆缘阶段和晚白垩世—渐新世早期尤列卡造山阶段(图 2)。早寒武世—中泥盆世期间，加拿大以北地区发育了一套由元古界和下古生界碳酸盐岩和碎屑岩组成的楔状沉积体[28]。由于埃尔斯米尔造山运动的影响，这套楔状地层在中泥盆世发生了变质作用以及不同程度的褶皱和断裂作用，构成了斯维尔德鲁普盆地的基底。早石炭世，斯维尔德鲁普盆地在北西向伸展作用的影响下发育了裂谷，该裂谷系向南一直延伸到帕里岛褶皱带(图 3)。在此期间，盆地轴部发生快速沉降并沉积了泥质岩，而盆地边缘带沉降速率中等，发育了碳酸盐岩和砂岩[29]。晚石炭世—早二叠世，盆地内发生海侵作用，在盆地北部和东部沉积了南森(Nansen)组和贝尔彻海峡(Belcher Channel)组的厚层海相石灰岩，地层厚度向盆地边缘隆起带方向逐渐减薄；在盆地中部沉积了哈列约德(Hare Fiord)组泥质石灰岩和页岩，在碳酸盐陆架边缘还发育了生物礁(图 2)。被动陆缘演化阶段始于中二叠世，此时北极群岛发生了梅尔维尔扰动事件，随后斯维尔德鲁普盆地进入了缓慢的裂后热沉降阶段，并沉积了范哈文(Van Hauen)组页岩和粉砂岩[30]。受构造活动和海平面升降的影响，盆地内开始交替发育海侵和海退型三角洲，并形成了3套海侵页岩—粉砂岩地层，即穆雷港(Murray Harbour)组、霍伊尔湾(Hoyle Bay)组和巴罗(Barrow)组，层间夹有的2套以砂岩为主的海退地层，即罗奇角(Roche Point)组和帕特湾(Pat Bay)组。早侏罗世，盆地内发育了海伯格大型三角洲体系，沉积了詹姆森湾(Jameson Bay)组厚层页岩(图 2)。晚白垩世—渐新世早期，受尤列卡造山作用的影响，盆地沉积盖层发生了明显的构造变形。盆地东部的埃尔斯米尔岛和阿克塞尔海伯格(Axel Heiberg)岛一带发生了强烈的抬升剥蚀；盆地中部形成了幅度较大、倾角较陡的背斜构造，且常见盐底辟构造；盆地西部发育了相对平缓的褶皱[31](图 3)。
2. 油气分布特征
截至2020年底，斯维尔德鲁普盆地已发现20个油气田，其中油田6个，气田14个；共发现34个油气藏，其中油藏11个，气藏23个；盆地内已发现石油、天然气和凝析油探明和控制(2P)可采储量(下文简称可采储量)分别为567.16 MMbbl、15 637.10 Bcf和15.52 MMbbl，共计油当量3 188.86 MMboe。盆地内的油气以天然气为主，占总可采储量的81.73%。各个次盆中可采储量分布不均，油气主要聚集在萨宾次盆和爱丁堡次盆，分别占盆地总可采储量的66.98%和32.66%；尤列卡次盆中的油气很少，仅占盆地总可采储量的0.36%，而挪威次盆中无油气分布(表 1)。
表 1 北极斯维尔德鲁普盆地各次级单元油气控制和探明(2P)可采储量分布Table 1. Probable and proved (2P) reserves of different sub-basins in the Sverdrup Basin, Arctic构造单元 石油/MMbbl 天然气/Bcf 凝析油/MMbbl 油当量/MMboe 占比/% 尤列卡次盆 0.33 40.00 4.67 11.67 0.36 挪威次盆 0 0 0 0 0 爱丁堡次盆 254.00 4 679.50 7.49 1 041.41 32.66 萨宾次盆 312.83 10 917.60 3.36 2 135.79 66.98 合计 567.16 15 637.10 15.52 3 188.86 100.00 注：数据据参考文献[26]整理。 从层系分布上来看，中生界储层是斯维尔德鲁普盆地的主力储层，石油、天然气和凝析油主要储集于上三叠统—下侏罗统和上侏罗统储层中。其中，上三叠统—下侏罗统储集的石油、天然气和凝析油可采储量分别为165.50 MMbbl、12 472.50 Bcf和7.69 MMbbl，合计油当量2 251.93 MMboe，占盆地内总可采储量的70.62%；上侏罗统储集的石油、天然气和凝析油可采储量分别为305.00 MMbbl、1 393.98 Bcf和1.26 MMbbl，合计油当量538.60 MMboe，占盆地内总可采储量的16.89%；其余地层中油气储量较少，占盆地内总可采储量的12.49%(图 4)。
图 4 北极斯维尔德鲁普盆地油气控制和探明(2P)可采储量在不同层系中的分布据参考文献[26]整理。Figure 4. Probable and proved (2P) reserves of different reservoirs in the Sverdrup Basin, Arctic3. 成藏要素分析
斯维尔德鲁普盆地的主力烃源岩为三叠系谢角群(Schei Point)海相页岩(图 2)，沉积于远离三角洲的安静、海水分层的陆架环境。这套富含有机质页岩在盆地内广泛分布，其TOC含量为0.97%~9.80%，氢指数(IH)为58~1 175 mg/g[32]，干酪根类型以Ⅰ-Ⅱ型或Ⅱ型为主。在盆地西部的罗希德(Lougheed)岛一带，谢角群烃源岩正处于生油高峰，底部少部分开始生湿气[26]。其他烃源岩还包括石炭系埃玛约德(Emma Fiord)组、侏罗系詹姆森湾(Jameson Bay)组和灵内斯(Ringnes)组页岩[33]。其中，埃玛约德组页岩富含藻类体，主要分布在克雷伯特(Kleybolte)半岛和格林涅尔(Grinnell) 半岛，地下分布有限[30]，该套烃源岩克雷伯特半岛一带经历了强烈的构造活动和热应力作用，Ro达5%左右[26]。詹姆森湾组页岩主要分布在罗希德岛以西地区，以Ⅱ/Ⅲ干酪根为主，其TOC含量为0.41%~2.77%，IH为48~389 mg/g[32]；詹姆森湾组页岩整体处于低成熟阶段，在盐侵入体附近成熟度局部增高[26]。灵内斯组页岩沉积于浅海—三角洲环境中，TOC含量为2.30%~7.40%，IH为2~335 mg/g[34]，镜质体反射率为0.45%~1.40%[26]，处于成熟阶段。
盆地内已证实的储层包括下二叠统石灰岩以及三叠系、侏罗系和白垩系砂岩。三叠系和侏罗系是最重要的碎屑岩储层，它们储集的油气可采储量占盆地总可采储量的94.19%(图 4)。此外，距盆地南缘不远的帕里岛褶皱带内的本特霍恩(Bent Horn)油气田的储层是下泥盆统蓝色峡湾(Blue Fiord)组灰岩[26]，说明该层系也是盆地内潜在的含油气储层。
盆地内主要盖层包括下侏罗统詹姆森湾组和下白垩统鹿湾(Deer Bay)组页岩，前者构成了下伏海伯格(Heiberg)组绝大部分储层的区域盖层，组内的页岩层系则构成了直接盖层；下白垩统鹿湾组页岩构成了阿温加克(Awingak)组储层的盖层(图 2)。
构造型圈闭(背斜和断块)是盆地内已发现油气藏的主要圈闭类型。背斜圈闭主要有两种，分别为与挤压相关的背斜和与盐底辟相关的背斜。挤压背斜大多分布于盆地南翼或东南翼，具有多期发育的特征；与盐构造活动相关的背斜通常分布于盆地中部[26](图 3)，目前已经识别出了两个盐构造发育区，分别位于罗希德岛以西和以东。
4. 含油气系统分析与成藏组合划分
4.1 含油气系统分析
基于油气地质条件综合分析，通过确定有效烃源岩的地质年代和分布区域，本文将斯维尔德鲁普盆地已发现的油气藏划分为2个含油气系统，分别是石炭系—二叠系含油气系统和三叠系—侏罗系/白垩系含油气系统，简称为古生界含油气系统和中生界含油气系统。古生界含油气系统主要以位于格林涅尔半岛的石炭系埃玛约德组页岩为烃源岩，以二叠系贝尔彻海峡组为储层，盖层为范哈文组页岩，是斯维尔德鲁普盆地内一个次要的已知含油气系统(图 5)，该含油气系统内的油气可采储量为4.66 MMboe，仅占盆地总可采储量的0.20%，但以生油为主(表 2)。中生界含油气系统以三叠系谢角群页岩为主力烃源岩，以三叠系—侏罗系/白垩系多套砂岩为储层，斯维尔德鲁普盆地绝大部分油气藏都属于该含油气系统(图 5)，该系统内已发现的油气可采储量达3 184.22 MMboe，占盆地总可采储量的99.80%。中生界含油气系统以天然气为主，其天然气可采储量占该系统油气总可采储量的81.79%(表 2)，这可能与谢角群烃源岩的较大埋深和较高成熟度有关[26]。
图 5 北极斯维尔德鲁普盆地古生界和中生界含油气系统分布Figure 5. Distribution of Paleozoic and Mesozoic petroleum systems in the Sverdrup Basin, Arctic表 2 北极斯维尔德鲁普盆地含油气系统控制和探明可采储量分布Table 2. Probable and proved reserves of different petroleum systems in the Sverdrup Basin, Arctic含油气系统 石油/MMbbl 天然气/Bcf 凝析油/MMbbl 油当量/MMboe 天然气占比/% 中生界 564.33 15 626.50 15.46 3 184.20 81.79 古生界 2.83 10.60 0.06 4.66 0.06 总计 567.16 15 637.10 15.52 3 188.86 81.76 数据据参考文献[26]整理。 4.2 成藏组合划分
基于斯维尔德鲁普盆地含油气系统特征、油气分布和储集层地质分析，该盆地主要有8个成藏组合(表 3)。
表 3 北极斯维尔德鲁普盆地成藏组合控制和探明可采储量分布Table 3. Probable and proved reserves of hydrocarbon plays in the Sverdrup Basin, Arctic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 中生界含油气系统 下白垩统构造型 2 80.00 600.00 0.54 180.54 上侏罗统构造型 6 305.00 1 394.00 1.26 538.49 下侏罗统构造型 7 88.50 6 215.00 1.63 1 126.00 下侏罗统地层—构造复合型 1 0 2 600.00 0 433.33 上三叠统—下侏罗统构造型 9 77.00 3 657.50 6.06 692.94 下中三叠统构造型 7 13.83 1 160.00 5.97 213.03 古生界含油气系统 下二叠统构造型 1 0 10.00 0.06 1.76 下泥盆统地层—构造复合型 1 2.83 0.60 0 2.93 注：数据据参考文献[26]整理。 4.2.1 古生界含油气系统
古生界含油气系统包含2个成藏组合，分布范围有限且在空间上互不叠置。
(1) 下泥盆统地层—构造复合型成藏组合
下泥盆统地层—构造复合型成藏组合内仅发现本特霍恩一个油田(藏)，已发现石油和天然气可采储量分别为2.83 MMbbl和0.60 Bcf[26]，合计油当量2.93 MMboe，占盆地总可采储量的0.09%。该成藏组合的储层为蓝色峡湾组的石灰岩，盖层为中泥盆统布雷角(Bray Cape)组的上覆页岩(图 2)，圈闭类型主要为背斜构造、逆冲断层以及地层—构造复合圈闭。
(2) 下二叠统构造型成藏组合
在下二叠统构造型成藏组合发现了马里亚特(Marryatt)气田(藏)，其天然气和凝析油可采储量分别为10.00 Bcf和0.06 MMbbl[26]，合计油当量1.76 MMboe，占盆地总可采储量的比例不到0.06%。该成藏组合储层为下二叠统贝尔彻海峡组，由一系列碳酸盐岩和碎屑岩地层旋回组成，向地层顶部方向，石灰岩单元的频率和厚度普遍增加，局部形成生物丘，碳酸盐陆架边缘还发育了生物礁[26]，盖层为二叠系范哈文组页岩(图 2)，主要发育背斜圈闭。
4.2.2 中生界含油气系统
中生界含油气系统中包含6个成藏组合，平面展布特征如图 6所示。
图 6 北极斯维尔德鲁普盆地中生界含油气系统内成藏组合分布区域示意Figure 6. Distribution of hydrocarbon plays in Mesozoic petroleum system in the Sverdrup Basin, Arctic(1) 下白垩统构造型成藏组合
下白垩统构造型成藏组合是盆地内发现油气储量较小的成藏组合，已发现石油、天然气和凝析油可采储量分别为80.00 MMbbl、600.00 Bcf和0.54 MMbbl[26]，合计油当量180.54 MMboe，占总可采储量的5.66%。该成藏组合的储层为下白垩统帕特森(Patterson)岛段的海相三角洲前缘砂岩和沃克(Walker)岛段的三角洲平原相砂岩，下白垩统伊萨奇森(Isachsen)组分为3段，即帕特森岛段、容顿(Rondon)段和沃克岛段(图 2)，容顿段页岩构成了下伏帕特森岛段储层的盖层，伊萨奇森组沃克岛段储层的盖层则为上覆的下白垩统克里斯托弗(Christopher)组页岩。圈闭类型主要为与盐底辟有关的背斜构造圈闭。
(2) 上侏罗统构造型成藏组合
上侏罗统构造型成藏组合已发现石油、天然气和凝析油可采储量分别为305.00 MMbbl、1 394.00 Bcf和1.26 MMbbl[26]，合计油当量538.49 MMboe，占盆地总可采储量的16.89%。该成藏组合的储层为盆地西部上侏罗统阿温加克组砂岩，上覆盖层为下白垩统鹿湾组页岩(图 2)。圈闭类型主要为背斜构造和正断层构造圈闭，包括埃勒夫灵内斯(Ellef Ringnes)岛和基督王(King Christian)岛周围的高起伏背斜和穹隆构造圈闭、萨宾半岛附近的低洼背斜构造和正断层构造圈闭、罗希德岛西部的与盐底辟有关的背斜构造圈闭以及一些位移不大的伸展断层构造圈闭[26]。
(3) 下侏罗统构造型成藏组合
下侏罗统构造型成藏组合是盆地内最重要的成藏组合，已发现石油、天然气和凝析油可采储量分别为88.50 MMbbl、6 215.00 Bcf和1.63 MMbbl[26]，合计油当量1 126.00 MMboe，占盆地总可采储量的35.31%。该成藏组合的储层为下侏罗统基督王组砂岩，盖层为下侏罗统詹姆森湾组的厚层页岩和下—中侏罗统萨维克(Savik)组页岩(图 2)，主要圈闭类型为背斜构造圈闭和正断层构造圈闭。
(4) 下侏罗统地层—构造复合型成藏组合
下侏罗统地层—构造复合型成藏组合是盆地中生界含油气系统内发现的唯一一个地层—构造复合型成藏组合，该成藏组合内发育了盆地内的重要气藏——赫克拉(Hecla)气藏，其天然气可采储量为2 600.00 Bcf[26]，合计油当量433.33 MMboe，占盆地总可采储量的13.60%。该成藏组合的储集层为德雷克角(Drake Point)段砂岩，盖层为下侏罗统詹姆森湾组页岩(图 2)，圈闭由一个东西走向的低起伏背斜组成，背斜被东北—西南走向的断层切割，与盆地南翼的地层尖灭有关[26]。在斯维尔德鲁普盆地，非构造型成藏组合未被充分勘探，地层圈闭最有可能在盆地南缘大规模分布。
(5) 上三叠统—下侏罗统构造型成藏组合
上三叠统—下侏罗统构造型成藏组合已发现石油、天然气和凝析油的可采储量分别为77.00 MMbbl、3 657.50 Bcf和6.06 MMbbl[26]，合计油当量692.94 MMboe，占盆地总可采储量的21.71%。该成藏组合的储层主要为上三叠统—下侏罗统海伯格组海相砂岩和佛舍姆(Fosheim)段三角洲平原相砂岩，盖层主要为詹姆森湾组下侏罗统页岩和上三叠统—下侏罗统海伯格组页岩(图 2)。圈闭由盐底辟上的高起伏背斜构造和穹窿构造圈闭构成。
(6) 下中三叠统构造型成藏组合
三叠系布拉山(Blaa)组构造型、中三叠统谢角群构造型和下三叠统约恩组构造型成藏组合统称为下中三叠统构造型成藏组合。该成藏组合内已发现石油、天然气和凝析油可采储量分别为13.83 MMbbl、1 160.00 Bcf和5.97 MMbbl[26]，合计油当量213.03 MMboe，占盆地总可采储量的6.68%。
三叠系布拉山组构造型成藏组合的油气可采储量非常小，石油和天然气可采储量分别仅为3.50 MMbbl和3.00 Bcf[26]。该成藏组合的储集层和盖层分别为位于盆地中部的三叠系布拉山组浅海陆棚相砂岩和页岩(图 2)，圈闭类型为背斜构造圈闭。三叠系谢角群构造型成藏组合的天然气和凝析油可采储量分别为1 000.33 Bcf和4.67 MMbbl[26]，其储层为中三叠统谢角群和罗奇角组砂岩，盖层主要为三叠系谢角群和布拉山组页岩(图 2)，圈闭类型为背斜构造圈闭。下三叠统约恩组构造型成藏组合内已发现石油、天然气和凝析油可采储量分别为10.33 MMbbl、156.67 Bcf和1.30 MMbbl[26]，储层为约恩组三角洲平原/辫状河砂岩，盖层主要为三叠系谢角群页岩(图 2)。该成藏组合内发现了2个气藏，分别属于赫克拉油气田和罗姆鲁斯(Romulus) 油气田。
5. 油气资源评价及有利勘探区带优选
5.1 油气资源潜力评价
成藏组合是含油气系统的一部分，由一组具有相同或相似地质特征的勘探目标和/或油气藏构成，相同或相似的储层和圈闭类型是划分成藏组合的关键因素之一[35-38]，最适宜作为商业性评价勘探的基本单元。本文将该盆地内绝大多数成藏组合归类为中生界复合成藏组合，以该复合成藏组合为评价对象，采用蒙特卡洛统计法[39-42]评价斯维尔德鲁普盆地的油气资源潜力。根据前文划分的成藏组合，通过类比法，确定3组评价参数(第一组为待发现油、气藏个数的低值、中值和高值；第二组为待发现油、气藏储量规模的低值、中值和高值；第三组为油藏的气油比和凝析油/天然气比的低值、中值和高值以及气藏的凝析油/天然气比和油气比的低值、中值和高值)。将3组评价参数输入Crystal Ball软件，进行50 000次随机抽样模拟计算，显示所有的可能结果和得到其中每一个结果的可能性，最终得出石油、天然气和凝析油待发现可采资源量的概率分布直方图，取待发现油气资源概率分布的均值作为油气成藏组合的待发现油气可采资源量[43]。
评价结果表明，斯维尔德鲁普盆地中生界含油气系统中待发现可采资源量(均值)为474.81 MMbbl石油、13 620.82 Bcf天然气和63.66 MMbbl凝析油，合计油当量为2 808.61 MMboe(表 4)，其中天然气、石油和凝析油待发现可采资源量(均值)分别占盆地内总待发现油气可采资源量(均值)的80.82%，16.91%，2.27%，表明天然气资源在斯维尔德鲁普盆地中处于优势地位。将此次评价结果与中国石油“十二五”计划[24]和USGS[25]评价结果进行了对比后发现，本次评价的油气待发现可采资源量与中国石油评价结果相差甚远(图 7)，这可能是因为中国石油采取的评价方法为油气田发现过程评价，是对于整个盆地未来勘探潜力的整体评价；而本次评价结果则侧重于斯维尔德鲁普盆地西部中生界含油气系统未来三十年的资源勘探潜力，可能是由于远景认知程度的不同，该盆地在近年内并无任何勘探活动，更没有新的勘探发现，整体勘探程度较低，因此本研究在确定评价参数上选取较为谨慎，导致评价结果不如前人那么乐观。然而，本次评价结果与USGS采用的是类似的评价方法，虽然评价单元有所不同，但评价结果在数量级上保持一致，表明该结果应该具有一定的合理性。
表 4 北极斯维尔德鲁普盆地待发现油气可采资源量蒙特卡洛模拟评价结果Table 4. Evaluation results of Monte Carlo simulation of recoverable resources to be discovered in the Sverdrup Basin, Arctic资评结果 中生界含油气系统 成藏组合 油藏部分 气藏部分 总计 石油/MMbbl F5 159.06 13.44 172.50 F50 425.65 42.75 468.40 F95 708.87 86.70 795.57 均值 429.44 45.37 474.81 天然气/Bcf F5 4.61 4 753.84 4 758.45 F50 12.58 13 946.35 13 958.93 F95 22.16 21 564.43 21 586.59 均值 12.90 13 607.92 13 620.82 凝析油/MMbbl F5 0.05 19.84 19.89 F50 0.14 60.45 60.59 F95 0.29 117.66 117.95 均值 0.15 63.51 63.66 油当量/MMboe F5 159.88 825.59 985.47 F50 427.89 2 427.59 2 855.48 F95 712.85 3 798.43 4 511.28 均值 431.74 2 376.87 2 808.61 
图 7 北极斯维尔德鲁普盆地油气待发现可采资源量资源各评价结果对比Figure 7. Comparison of evaluation results of recoverable resources to be discovered in the Sverdrup Basin, Arctic5.2 有利勘探区带优选
本研究进行有利勘探区带优选的依据主要包括油气成藏要素分析、成藏组合资源评价结果，以及初探井密度和油气藏分布情况。
斯维尔德鲁普盆地中已发现油气可采储量最为丰富的成藏组合为下侏罗统构造型成藏组合，占盆地内总可采储量的35.31%，且该成藏组合内烃源岩为盆地内分布范围最广的三叠系谢角群烃源岩，绝大部分已达到成熟甚至过成熟阶段，生油生气潜力大；储层以下侏罗统砂岩为主，主要圈闭类型为构造型，含有大量断层，可作为油气运移的优势通道。下侏罗统构造型成藏组合内的钻井密度和勘探程度相对较低，结合有效烃源岩分布范围和初探井钻探情况，选定横跨罗希德岛周边海域一带为下侏罗统构造型成藏组合的有利勘探区带(图 8)。
图 8 北极斯维尔德鲁普盆地有利勘探区带平面分布Figure 8. Distribution of favorable exploration areas in the Sverdrup Basin, Arctic上三叠统—下侏罗统构造型成藏组合内已发现的油气可采储量占盆地内油气总可采储量的21.71%，成藏组合内大部分烃源岩已经达到过成熟阶段，所以该组合未来勘探目标主要为天然气。三叠统—下侏罗统构造型成藏组合分布于低勘探程度的爱丁堡次盆，平面展布范围很小，但恰好位于有效烃源岩分布有利区域，油气运移距离较短，因此，该成藏组合范围内具备有利勘探区带存在的可能性。本文选定埃勒夫灵内斯岛西南地区一半为陆地一半为浅海陆架的区域为其有利勘探区带(图 8)。
上侏罗统构造型成藏组合横跨2个次盆，与前2个成藏组合多有重叠，成藏组合内已发现的油气可采储量占盆地总可采储量的16.89%。盆地西部的探井分布密集区主要包含德雷克角气田和赫克拉气田，初探井密度较高，储层为盆地西部上侏罗统阿温加克组的砂岩，梅尔维尔岛最北部地区烃源岩也达到过成熟。周围发育2个大型气田且暂未发现其他油气藏，推测盆地西部的天然气勘探前景较好。
因此，本文圈定的3个有利勘探区带依次为横跨盆地西部的下侏罗统构造型成藏组合有利区带，位于盆地中心地区的爱丁堡次盆上三叠统—下侏罗统构造型成藏组合有利区带和位于萨宾次盆的上侏罗统构造型成藏组合有利区带(图 8)。
6. 结论
(1) 斯维尔德鲁普盆地内探明和控制可采储量为567.16 MMbbl石油、15 637.10 Bcf天然气和15.52 MMbbl凝析油，合计3 188.86 MMboe油当量。其中，天然气探明和控制(2P)可采储量占盆地总探明和控制可采储量的81.73%，属于“富气贫油”的盆地。
(2) 盆地内共发育2个含油气系统，分别为古生界含油气系统和中生界含油气系统，后者包含了盆地内99.80%的油气探明和控制可采储量，主要分布于萨宾次盆和爱丁堡次盆，以生气为主。中生界含油气系统中下侏罗统构造型成藏组合最为重要，其油气探明和控制可采储量占盆地总探明和控制可采储量的35.31%。
(3) 中生界含油气系统的待发现可采资源量(均值)分别为474.81 MMbbl石油、13 620.82 Bcf天然气和63.66 MMbbl凝析油，合计油当量2 808.61 MMboe，其中天然气占盆地内总待发现油气可采资源量的80.82%，表明盆地未来的油气勘探将以天然气为主。
(4) 优选出了3个有利勘探区带，依次为横跨盆地西部的下侏罗统构造型成藏组合有利区带、位于盆地中部的爱丁堡次盆上三叠统—下侏罗统构造型成藏组合有利区带和位于萨宾次盆的上侏罗统构造型成藏组合有利区带。
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图 1 北极斯维尔德鲁普盆地的地理和构造位置
据参考文献[25]修改。
Figure 1. Geographical and tectonic location of the Sverdrup Basin, Arctic
图 4 北极斯维尔德鲁普盆地油气控制和探明(2P)可采储量在不同层系中的分布
据参考文献[26]整理。
Figure 4. Probable and proved (2P) reserves of different reservoirs in the Sverdrup Basin, Arctic
图 5 北极斯维尔德鲁普盆地古生界和中生界含油气系统分布
Figure 5. Distribution of Paleozoic and Mesozoic petroleum systems in the Sverdrup Basin, Arctic
图 6 北极斯维尔德鲁普盆地中生界含油气系统内成藏组合分布区域示意
Figure 6. Distribution of hydrocarbon plays in Mesozoic petroleum system in the Sverdrup Basin, Arctic
图 7 北极斯维尔德鲁普盆地油气待发现可采资源量资源各评价结果对比
Figure 7. Comparison of evaluation results of recoverable resources to be discovered in the Sverdrup Basin, Arctic
图 8 北极斯维尔德鲁普盆地有利勘探区带平面分布
Figure 8. Distribution of favorable exploration areas in the Sverdrup Basin, Arctic
表 1 北极斯维尔德鲁普盆地各次级单元油气控制和探明(2P)可采储量分布
Table 1. Probable and proved (2P) reserves of different sub-basins in the Sverdrup Basin, Arctic
构造单元 石油/MMbbl 天然气/Bcf 凝析油/MMbbl 油当量/MMboe 占比/% 尤列卡次盆 0.33 40.00 4.67 11.67 0.36 挪威次盆 0 0 0 0 0 爱丁堡次盆 254.00 4 679.50 7.49 1 041.41 32.66 萨宾次盆 312.83 10 917.60 3.36 2 135.79 66.98 合计 567.16 15 637.10 15.52 3 188.86 100.00 注：数据据参考文献[26]整理。 
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表 2 北极斯维尔德鲁普盆地含油气系统控制和探明可采储量分布
Table 2. Probable and proved reserves of different petroleum systems in the Sverdrup Basin, Arctic
含油气系统 石油/MMbbl 天然气/Bcf 凝析油/MMbbl 油当量/MMboe 天然气占比/% 中生界 564.33 15 626.50 15.46 3 184.20 81.79 古生界 2.83 10.60 0.06 4.66 0.06 总计 567.16 15 637.10 15.52 3 188.86 81.76 数据据参考文献[26]整理。
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表 3 北极斯维尔德鲁普盆地成藏组合控制和探明可采储量分布
Table 3. Probable and proved reserves of hydrocarbon plays in the Sverdrup Basin, Arctic
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 中生界含油气系统 下白垩统构造型 2 80.00 600.00 0.54 180.54 上侏罗统构造型 6 305.00 1 394.00 1.26 538.49 下侏罗统构造型 7 88.50 6 215.00 1.63 1 126.00 下侏罗统地层—构造复合型 1 0 2 600.00 0 433.33 上三叠统—下侏罗统构造型 9 77.00 3 657.50 6.06 692.94 下中三叠统构造型 7 13.83 1 160.00 5.97 213.03 古生界含油气系统 下二叠统构造型 1 0 10.00 0.06 1.76 下泥盆统地层—构造复合型 1 2.83 0.60 0 2.93 注：数据据参考文献[26]整理。
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表 4 北极斯维尔德鲁普盆地待发现油气可采资源量蒙特卡洛模拟评价结果
Table 4. Evaluation results of Monte Carlo simulation of recoverable resources to be discovered in the Sverdrup Basin, Arctic
资评结果 中生界含油气系统 成藏组合 油藏部分 气藏部分 总计 石油/MMbbl F5 159.06 13.44 172.50 F50 425.65 42.75 468.40 F95 708.87 86.70 795.57 均值 429.44 45.37 474.81 天然气/Bcf F5 4.61 4 753.84 4 758.45 F50 12.58 13 946.35 13 958.93 F95 22.16 21 564.43 21 586.59 均值 12.90 13 607.92 13 620.82 凝析油/MMbbl F5 0.05 19.84 19.89 F50 0.14 60.45 60.59 F95 0.29 117.66 117.95 均值 0.15 63.51 63.66 油当量/MMboe F5 159.88 825.59 985.47 F50 427.89 2 427.59 2 855.48 F95 712.85 3 798.43 4 511.28 均值 431.74 2 376.87 2 808.61
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