巴布亚盆地主体位于巴布亚新几内亚境内,与澳大利亚海域相邻,其构造位置处于澳大利亚板块、太平洋板块与菲律宾板块交汇处,整体呈北西-南东向展布,为一发育于前中生界基底之上的中-新生代大型叠合盆地,也是巴新唯一产油气的盆地。盆地油气资源丰富,但目前盆地勘探程度较低,勘探潜力巨大,在前期勘探过程中虽对地层、构造、沉积、储层、成藏条件有了初步研究,并取得了相关的成果和认识。但是随着勘探的逐步深入,新理论、新方法、新技术的不断运用以及人们认识程度的不断提高,许多地质问题亟待深入研究。本文主要利用构造演化和沉积背景等研究成果,利用单井生烃模拟,分析主力烃源岩的成烃演化过程;以地球化学分析为核心,划分原油类型,通过生物标志化合物独特碳骨架的稳定性和复杂的“指纹”特征进行油气源对比,厘清巴布亚地区油气来源,并以此为指导,辅以油气运移路径模拟等成果简要分析油气运移过程。从而论述油气从哪来、到哪去的基础地质问题。论文研究取得的主要成果认识如下:(1)巴布亚盆地中生界沉积类型众多,其中储层主要发育于三角洲沉积体系,滨岸沉积和浅海-半深海沉积是烃源岩发育有利相带。烃源岩类型分为海相陆源型、海相内源型和混合生源型三种,侏罗系烃源岩在Papuan褶皱带多为混合生源型,在Fly台地则主要为混合生源型,同时也有陆生植物输入,在巴布亚湾为典型陆源输入;白垩系发育滨浅海泥页岩,处于弱还原环境,在Papuan褶皱带以混合生源型为主,在巴布亚湾则以陆生植物供给为主;盆地东部新生界主要发育混合生源型的滨浅海泥页岩,具有一定生烃潜力;西部为海相内源型的泥质含量较低的浅海灰岩,生烃潜力有限。(2)单井生烃模拟结果表明,平面上越靠近生烃中心,其演化程度越高,构造高点烃源岩普遍成熟较晚。中生界成熟中心分别位于Papuan褶皱带中西段和巴布亚湾近Aure褶皱带前渊,而且新生界Aure褶皱带前渊区也一直处于成熟中心。中、下侏罗统在晚白垩世开始成熟,晚白垩世末期盆地构造抬升前开始生成大量烃,随着地层普遍抬升剥蚀,生烃停滞,至中新世随着盆地再次沉降,这些烃源岩再次进入生油窗,到中新世末期普遍进入成熟阶段,烃源岩进入生气窗至今;上侏罗统在中新世时期位于成熟中心的烃源岩均已成熟;白垩系烃源岩成熟更晚,成熟范围更小,成熟中心相对侏罗系向西北方向偏移。(3)根据正构烷烃“气相色谱指纹”、异戊间二烯型烷烃、甾萜烷系列化合物指纹类型曲线和稳定碳同位素等特征,将巴布亚盆地原油分为A、B、C三类,A类原油主要分布在Papuan褶皱带中、西段的上侏罗统、白垩系储层以及Fly台地北缘的上侏罗统储层,主要由本地侏罗系成熟烃源岩供烃,Papuan褶皱带东段中新统少部分A类油有机质来自本地白垩系烃源岩;B类原油主要分布在Papuan褶皱带东段中新统储层,本地白垩系及以上成熟烃源岩为其主力烃源,下伏侏罗系烃源岩也有一定贡献,而Papuan褶皱带中、西段白垩系内B类原油多为自生自储,Fly台地南部斜坡带B类原油有机质来源于下伏成熟度较高的中-下侏罗统;C类原油集中分布在巴布亚湾Wabuda凹陷、Torres陆架和Aure凹陷三区夹持区的新近系储层,并由巴布亚湾新生界成熟烃源岩供烃。(4)巴布亚盆地天然气为有机成因气,包括煤型气和油型气,据成熟演化阶段可进一步划分为成熟气、凝析气、裂解气和生物气。成熟气和高成熟凝析气遍布Papuan褶皱带,主要由本地成熟度较高的侏罗系烃源岩供烃,褶皱带东段也不排除白垩系腐殖型干酪根的贡献;Fly台地北缘以成熟气为主,Omati地堑还存在过成熟裂解气,推测主要由下伏较高成熟度的中-下侏罗统烃源岩初次裂解生成;生物气主要分布在Torres陆架北部与Aure凹陷夹持区,ASF 1生物气由上新统烃源岩供烃,OHP 1生物气主要由中新统未熟烃源岩供烃,披覆于礁体之上的上新统烃源岩对其也有贡献。(5)巴布亚盆地整体以常压为主,地层水交换不畅,水动力很弱,油气运移动力主要为浮力,盆地生烃灶周围的长期继承性的隆起或者斜坡等构造高点是油气运移的有利指向。