North Carnarvon盆地地层格架以巨厚的中生界占主体地位为特征,整个盆地以富气贫油为特点。2000年以来,盆地内部不断有重大气田突破,捷报频传,天然气勘探迅速成为盆地勘探热点领域。随着盆地区块的不断释放和国内油公司在该盆地选区工作的进展,明确天然气运移成藏规律及有利聚集带成为当前面临的重要课题。输导体系对油气的运移影响十分深远,前人对North Carnarvon盆地内输导体系的相关研究开展较少,主要集中在断层发育期次厘定和油气运移期次重建方面。为了查明区内天然气运移聚集规律,论文在典型油气藏解剖基础上,选择从垂向输导体系的角度入手,通过地震剖面综合解释、三维地震多属性提取、地层切片技术和盆地模拟的方法对区内油气运移的介质通道、动力学机制和运移期次做出了综合研究,形成的主要成果如下:(1)North Carnarvon盆地发现多个世界级的大气田,如North Rankin气田、Jansz气田、Scarbrougth气田等,近年来雪佛龙公司在North Carnarvon盆地Exumoth低隆起也有重要发现,表明Exumoth低隆起油气勘探潜力巨大。North Carnarvon盆地气藏中既有断块圈闭与背斜圈闭,也有地层岩性圈闭,这些圈闭多以三叠系陆源有机质烃源岩为主,储层包括三叠统、上侏罗统与下白垩统砂岩,区域盖层为上侏罗统Dingo页岩与下白垩统Muderong泥页岩。目的层段烃源岩未成熟或处于低成熟阶段,断裂、气烟囱等垂向输导体是关键的成藏控制因素;同时,一些勘探失利井表明,刺穿区域盖层的断裂、气烟囱、多边形断层是天然气逸散的主要控制因素,表明垂向输导体的研究极为重要。(2)North Carnarvon盆地共发育有5类主要的垂向输导要素,包括底辟、气烟囱、正断层体系、多边形断层和海底麻坑,其中底辟、气烟囱、断裂体系对于区内油气聚集具有积极意义,多边形断层带发育区具有较大的油气逸散风险,海底麻坑则可以指示油气泄露。正断裂在盆地内发育有控盆断裂、控凹断裂和调节断层3个级别,后两者在盆地内发育十分广泛,成为盆地最主要的垂向输导要素类型;气烟囱构造是一种流体底辟构造,盆地内发育了断涌型、热涌型、底辟伴生型、侵入岩型四种成因机制类型,前两者较为常见,可对油气形成高效输导,后两种发育十分局限,对油气输导效率也较低;底辟构造仅发育在Dampier坳陷两缘,多边形断层在区内Barrow组和cardabia组两套细粒沉积物均有发育,海底麻坑在Exmouth低隆起区西北缘更为密集。(3)从盆地内垂向输导要素的组合配置方式出发,按照关键输导要素的类型差异将North Carnarvon盆地内的垂向输导体系划分为断裂型垂向输导体系、气烟囱型垂向输导体系、底辟型垂向输导体系与复合型输导体系四大类别,在每一个类别之中又考虑关键输导要素发育特征的不同划分出若干亚型,其中断裂型输导体系划分为长距离型、中距离型和短距离型三种,中距离型为最为常见,并承担了盆地内主要的油气运移;气烟囱型输导体系可划分为集中型、分散型和弥漫型三种,前两者可形成显著油气运移和聚集;底辟型垂向输导体系包含深埋型和浅埋型两类,在区内发育较少,复合型输导体系的发育在区内尚未证实。(4)中上三叠统Mungaroo组烃源岩在埋深到达2000~3000m时进入生烃门限,3000m~4000m之间处于低熟—早熟阶段,Ro介于0.55~1.25%之间;在4000m至6000m之间的Mungaroo组处于高成熟阶段则处于大量生气阶段,Ro普遍介于1.3~2.5%,在6000m以下Ro达到了2.6以上,已经进入残炭阶段。在盆地次级构造单元中,坳陷单元内Mungaroo组自218Ma开始进入生烃门限,在165Ma普遍进入生气阶段(Ro>1.3%)。地堑单元中,三叠系Mungaroo组埋深过大,成熟度普遍大于2.6%,已经进入残炭阶段。Exmouth低隆起东南边缘部、Roebuck盆地的北次盆地、Investigator坳陷的Mungaroo碳质泥岩均处于生气高峰,为主力气源岩。在凹陷中心上侏罗Dingo泥岩与早白垩系Barrow组烃源岩较为发育,Ro值分别介于0.7%~2.6%、0.4%~0.75%,可生成一定量的油气。断陷带上侏罗系Dingo泥岩是Exmouth凹陷现今阶段的重要的烃源岩,该套烃源岩自150Ma开始进入生烃门限,在140Ma普遍进入生气阶段(Ro>1.3%)。(5)盆地模拟压力场演化结果表明,以Exmouth低隆起区为代表的坳陷旋回构造单元自三叠纪至今共经历了3次增压过程和2次泄压过程,具体包括稳定增压阶段(245~204Ma)、强烈裂陷期快速泄压阶段(204~145Ma)、裂陷末期压力短暂回升阶段(145~140Ma)、二次泄压阶段(140~90Ma)以及缓慢增压阶段(90Ma~现今);以Exmouth地堑为代表的裂陷旋回构造单元普遍经历2次增压和3次泄压阶段,具体表现为:传导泄压阶段(245~208Ma)、裂陷中心缓慢增压阶段(208~145Ma)、裂陷中心快速增压阶段(145~140Ma、抬升剥蚀期泄压阶段(140~65Ma以及缓慢泄压阶段(65Ma~现今)。(6)垂向输导体系与区内油气成藏的耦合关系主要体现在三个方面:垂向输导体系发育期次与生排烃高峰期发育相吻合、输导体系产状控制地层超压的泄压指向及垂向输导体系在盆地内不同次级构造单元中的发育类型和发育规模的不同会对油气运移产生差异性影响并导致油气藏分布的不同。结合烃源岩层系顶界面的成熟度模拟结果认为North Carnarvon盆地内三叠系生烃潜力区带共有四个为,其分别为临近Rankin断凸的Exmouth低隆起东南部、紧邻Roebuck盆地的北Beagle次盆地东缘、Investigator坳陷中心带及其北部和西部的Exmouth低隆起边缘;综合生烃有利区带、输导体系分布、盖层发育范围等勘探要素分析结果,圈定盆地内三叠系潜力勘探区带为Exmouth低隆起区西南、西北边缘以及Investigator坳陷中心带。