鄂尔多斯盆地奥陶系原生天然气地球化学特征及其对靖边气田气源的意义

通过对鄂尔多斯盆地余探1井奥陶系天然气气源分析,来重新认识靖边气田风化壳气藏气源。余探1井奥陶系烃源岩地球化学特征及天然气碳同位素对比分析发现,中奥陶统乌拉力克组有机碳含量(TOC)在0.30%~1.16%,平均为0.51%,暗色泥岩厚度52.59 m,可以成为有效烃源岩;天然气甲烷的碳同位素组成明显偏轻,δ¹³C₁值在-39.11‰~-38.92‰,乙烷的碳同位素较偏重,δ¹³C₂在-27.26‰~-27.17‰,如果根据乙烷碳同位素来判别,应具有煤成气特征。然而,烃源岩热模拟实验计算的天然气成熟度(R_o=1.86%~1.89%)与烃源岩实测的热成熟度(R_o=1.83%~1.92%)基本一致,都具高热演化特征。从气藏储、盖配置关系上看,气藏上覆奥陶系泥岩厚度大,上古生界煤成气难以混入;天然气偏轻的甲烷碳同位素特征与碳酸盐岩生油岩的甲烷热解气碳同位素组成相似。这些证据表明,余探1井奥陶系天然气应具有油型气的特征。以余探1井奥陶系天然气作为鄂尔多斯盆地油型气端元,对靖边气田中-北部及南部地区天然气碳同位素组成对比分析,结果表明:(1)甲烷碳同位素应作为判识鄂尔多斯盆地奥陶系天然气气源的主要指标,δ¹³C₁小于-38‰是靖边气田风化壳气藏油型气的判别标志;(2)靖边气田整体仍以高成熟混合型煤成气为主,但油型气混入比例南部地区大于中部及北部地区;(3)乙烷次生裂解作用可能是造成奥陶系油型气乙烷碳同位素偏重的主要原因。     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系盐下天然气地球化学特征及其对靖边气田气源再认识

在鄂尔多斯盆地东部龙探1井盐下马五₇储层获得了低产天然气。测试资料显示,其甲烷含量为96.871％,C₂⁺重烃组分含量仅为2.396％,具高演化干气特征;非烃组分含量很低,应属储层中的正常天然气;甲烷的碳同位素组成偏轻,δ¹³C₁值为-39.26‰,代表了奥陶系原生过成熟油型气的特征;C₂⁺重烃组分的单体烃碳同位素显著偏重,分布于-19.27‰～-23.78‰之间,与高演化的煤成气相似。仅从空间配置关系判断,上古生界煤成气混入的可能性很小,因而,次生因素——TSR反应等是造成重烃组分碳同位素偏重的主要原因。以龙探1井马五₇天然气为油型气端元,甲烷碳同位素组成作为主要指标,进行靖边气田奥陶系天然气主要气源的判识,得出了靖边气田奥陶系风化壳天然气的主要气源应是上古生界煤系的认识。     

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系产层的油气源

利用天然气组分,碳同位素以及凝析油(原油)的在线碳同位素分析资料,结合区域地质条件、产层纵向分布特征,通过分析对比,确认鄂尔多斯盆地中部气田的天然气主要为上古生界煤系源岩的产物,可能有少量的下古生界源岩裂解气的混入。     

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系天然气中生物标记物的特征及气源探讨

通过对鄂尔多斯盆地中部气田三十多口井奥陶系天然气生物标记物的分析与研究,获得了天然气中有关有机质类型、沉积环境及成熟度等方面的信息,并进行了天然气与源岩的成因对比。提出了以天然气中甾萜类生标判别其母质类型,以芳烃类化合物判别其成熟度,以姥/植比(Pr/Ph)和γ—蜡烷含量判识沉积环境的综合气源判识模式。     

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系古地貌研究

鄂尔多斯盆地中部气田位于稳定克拉通中央古隆起东北部,是一个与奥陶系海相碳酸盐岩有关的风化壳型气田。对其古构造、地层出露状况和沟槽特征进行了分析,采用残余厚度法对奥陶系古地貌进行了研究,分析了地貌单元与油气富集的关系。     

靖边气田西部奥陶系风化壳储层孔隙特征研究

利用岩心观察、薄片鉴定和多种分析测试资料对靖边气田西部储层孔隙结构特征进行系统研究,表明靖边气田西部风化壳储层主要发育晶间孔、晶间溶孔、膏模孔及溶孔等4种孔隙类型,同时发育构造缝、溶蚀缝、微溶缝、网状微缝、缝合线缝等5种裂缝类型。图版观察和统计表明:岩石中孔径较大的膏模孔和溶孔对油气富集有利,裂缝对沟通储层提高渗流能力起到积极作用,根据孔缝组合分为3种储集空间类型:裂缝-溶孔型、孔隙型、微孔型,其中裂缝-溶孔型是风化壳最好的储集空间类型。     

鄂尔多斯盆地靖边气田奥陶系马家沟组热液活动特征及油气地质意义

含油气盆地中热液流体对油气成藏的影响已经成为油气地质研究的热点。基于钻井岩心观察、岩石薄片鉴定、流体包裹体测温、碳氧同位素、元素地球化学及地层水分析等实验技术方法,分析鄂尔多斯盆地靖边气田马家沟组五段(马五段)碳酸盐岩储层中热液活动特征,探讨热液活动对油气的地质意义。结果表明：靖边气田马家沟组热液活动特征主要体现在热液黄铁矿充填溶孔、流体包裹体的均一温度异常增高、脉体方解石的碳氧同位素和天然气中H₂S硫同位素均指示了高温热液异常、白云岩稀土元素显示明显的δEu正异常和δCe负异常,且样品全部分布在Ya/La—Yb/Ca交会图的热液成因区域,部分主量元素和微量元素因热液作用显著增加。地层水特征显示出多种地质因素综合作用的结果。因此推断深部热液流体通过基底断裂和古断裂上升,沿着马五段顶部不整合面和古断裂进入马家沟组。前期可对岩石中的不稳定组分进行溶蚀,形成大量的次生溶蚀孔洞,对储层起建设性作用。后期随着热液流体温度的降低及压力系统的改变,热液流体形成的黄铁矿、石英和方解石开始大量沉淀,充填溶蚀孔洞和裂缝,对储层起破坏性作用。     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系沥青及古油藏生气潜力

鄂尔多斯盆地南部地区奥陶系固体储集层沥青分布较为普遍但不均匀。岩心观察和镜下薄片鉴定表明,奥陶系固体沥青平面上主要分布在永参1井—旬探1井—淳探1井—耀参1井区,剖面上主要集中在马家沟组马六段顶—平凉组底部和马三段顶—马四段底部;其赋存形式常见有3种:赋存于裂缝、晶间孔和溶蚀孔隙/缝合线中。结合光性特征和沥青反射率分析,确定该区发育两期充注的沥青。固体沥青的数量、富集程度和热模拟实验资料证实了研究区古油藏的存在,其可分为3类:马六段孔隙充填型、马三段—马四段孔隙充填型和亮甲山组古油藏(?)。沉积环境分析表明古油藏烃源岩(平凉组泥页岩)发育于中奥陶世的深水斜坡沉积环境。依据固体沥青含量和古油藏的地质特征评价古油藏生烃潜力,总裂解生气量约为3.6×1012~7.7×1012m3,为南部地区奥陶系成藏提供了充足的气源。图9表2参13     

鄂尔多斯盆地奥陶系古岩溶类型及分布

古岩溶的形成和发育是构造多旋口发展中碳酸盐岩介质性质与结构、水文地质条件与地球化学环境等控制物质-能量转化因素在一系列复杂成岩变化过程中演化的结果。鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩自沉积以来，经历了沉积成岩→溶蚀破坏→溶蚀充填→溶蚀改造等漫长的多期岩溶地质作用，古岩溶形态多种多样、大小多变、组构复杂。按照古岩溶形成的条件及控制因素可以划分为表生期岩溶和埋藏期岩溶两大类。其中表生期岩溶包括同生期层间岩溶和裸露期风化壳岩溶；埋藏期岩溶包括压释水岩溶和热水岩溶。由于所受构造条件的控制，不同类型岩溶的分布区域存在明显的差异。同生期层间岩溶主要围绕膏盐盆地分布；裸露期风化壳岩溶主要集中在岩溶地貌变化带；压释水岩溶主要分布于盆地的中北部；热水岩溶主要分布于盆地西缘。     

鄂尔多斯盆地奥陶系地层划分与对比研究

奥陶纪鄂尔多斯盆地受华北海、兴蒙洋、秦祁洋以及贺兰海多重影响,沉积格局十分复杂,单一的地层划分与对比方法难以建立全盆地年代等时地层格架。 在借鉴国、内外海（陆）相地层划分与对比方法基础上,结合鄂尔多斯盆地奥陶系自身特点,建立了一套适用于该区的地层划分与对比技术流程。 该技术流程共 ５ 个模块（简称“五步法”）,其中古生物地层是基础,重要地质事件是标志,层序界面识别是关键,地球化学数据是补充,井－震结合一体化解释是核心。 应用该套技术流程对盆地奥陶系地层进行了重新划分与对比。 结果显示,奥陶系主要发育 ３ 统 ６ 阶,其中冶里组和亮甲山组对应下统特马道阶,马一段-马三段对应下统弗洛阶,马四段和马五段下部对应中统大坪阶,马五段上部和马六段对应中统达瑞威尔阶,平凉组对应上统桑比阶,背锅山组对应上统凯特阶,盆地普遍缺失上统赫南特阶。     

鄂尔多斯盆地靖边气田南部古风化壳岩溶储层有效性评价

鄂尔多斯盆地靖边气田南部奥陶系马家沟组马五_(1-2)亚段白云岩储层由于风化岩溶作用形成了复杂的孔隙系统,孔隙结构的复杂性增强了储层的非均质性和各向异性,也增加了储层有效性评价的难度。通过钻井取心和录井资料标定常规测井曲线,结合压汞、铸体薄片、成像测井、核磁共振测井及试气资料,分别从影响储层孔隙结构的岩性、缝洞、物性、平面分布等方面对该层段进行了储层有效性综合评价,形成了一套适合该地区储层的测井有效性评价标准,并建立了具有不同孔隙结构储层的测井识别模式。研究结果表明:岩性较纯的细粉晶云岩孔隙结构较好、缝洞配置良好、基质物性好,因而储层有效性好,产能相对较高;向东和东北倾斜的古地貌对储层的分布具有明显的控制作用.由西向东及由西南向东北方向的储层,其有效性逐渐变差,产能逐渐降低。所得到的储层有效性评价指标在相同岩溶机理形成的其他地区也具有一定的适用性.只需根据具体储层特征和试气结果进行标定,适当调整标准即可使用。     

靖边气田沟槽高精度综合识别技术

靖边气田广泛分布的沟槽对天然气富集和钻井成功率的影响很大,在目前低密度地震测网条件下,常规解释方法难以准确识别二、三级沟槽的分布和形态。以钻井、试井资料及生产数据为验证和约束条件,直接建立沟槽与地震属性之间的相关关系,实现以地震属性分析为主导、动静结合的沟槽综合识别新方法,在靖边气田沟槽识别中取得了较好的应用效果,共识别出一级沟槽16条,二级沟槽83条,三级沟槽206条,走向以EW—NEE为主,局部走向存在偏转。该识别结果目前已在实际钻探中得到初步验证。实践表明,该方法可显著提高沟槽的识别精度。图6表2参8     

靖边气田南部奥陶系马五1+2亚段储集层成岩演化特征

鄂尔多斯盆地奥陶系马五₁₊₂亚段天然气储量丰富,是靖边气田奥陶系油气勘探的重点层系,其储集层成因和孔隙结构复杂,受多期成岩作用的控制。基于钻井岩心、薄片和储集层物性资料,分析总结了靖边气田南部奥陶系马五₁₊₂亚段储集层成岩作用及其孔隙演化特征。研究结果表明,靖边气田南部奥陶系马五₁₊₂亚段发育一套局限—蒸发台地的白云岩储集层,以膏溶孔和溶缝为主要储集空间,整体为低孔低渗的微裂缝-孔隙型储集层。储集层在形成过程经历了多种成岩作用,包括白云石化作用、压实压溶作用、胶结充填作用、表生岩溶作用、交代作用、构造破裂作用等。其中,同生—准同生期高盐度海水环境下发生的白云石化作用及石膏沉淀,为加里东运动表生成岩期溶蚀作用和微裂缝的发育奠定了有利条件,是储集层形成的物质基础;加里东运动表生成岩期大气淡水对石膏结核的溶蚀以及微裂缝的扩溶改造大幅提升了储集层孔渗性能,是储集层形成的关键;埋藏成岩期孔隙流体的石英和方解石胶结充填使得早期孔隙有所减少,表现为破坏性成岩作用。此外,晚成岩期的构造活动也产生了少量开启微裂缝,提高了局部孔渗性能,最终形成以膏溶孔和溶缝为主的储集空间,以微（溶）裂缝为主要渗滤通道的白云岩储集层。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田西区气水层识别及产水井排查

苏里格气田西区含水层大面积分布,储层气水关系复杂,气水层识别困难,生产井多数产水,严重影响气井正常生产及区块整体产能评价部署。以气藏储层基本地质特征为基础,分析储层四性关系,分别建立盒8段、山1段孔隙度、渗透率及含水饱和度参数解释模型并进行模型可靠性验证。进而采用试气交会图方法确定声波、电阻率等主要曲线下限及孔隙度、渗透率、含水饱和度等物性下限,形成苏里格气田西区盒8段和山1段主力储层气水层识别标准,其中气层下限为孔隙度≥5%,渗透率≥0.1×10^-3μm²,含水饱和度≤50%,声波时差≥213μs/m,电阻率≥60Ω·m,密度≤2.56g/cm³,泥质含量≤20%。将标准应用于后续开发井气水层识别并与试气成果对比分析,证实标准可靠。同时,针对不同生产阶段、不同生产特征气井提出了试气、试采、探液面测试、气液两相计量试验及生产特征分析5种气井产水、积液的排查方法,明确产水对气井生产的影响,形成产水井排查标准并对受不同程度影响的气井提出措施建议,为气井及区块开发评价提供参考。     

鄂尔多斯盆地中部气田断层发现及其意义

以往研究中对鄂尔多斯盆地中部气田是否存在断层一直未有定论。随着开发的深入和资料的完善,在地层对比和地震资料解释工作中,发现气田内部存在北东和北西向2组小断距剪切断层,其组合模式有4种,即正逆断层共存断阶式组合、相同倾向正逆断层组合、同倾向正断层系列组合及背向式逆断层组合。研究表明这2组小断距剪切断层是燕山期、喜马拉雅期构造强烈改造的结果,其性质和分布特征与区域构造应力场相吻合。断层周边伴生的微裂缝对储集层渗透性有极大改善作用,并对低渗气藏的开发具有重要意义,与气井产能对应分析表明,80%高产井位于断块圈闭范围内,表明断块区对油气富集控制作用明显。图6表3参34     

鄂尔多斯盆地大牛地气田中奥陶统马家沟组裂缝特征及成因

鄂尔多斯盆地大牛地气田天然气潜力巨大,但中奥陶统马家沟组风化壳岩溶储层发育多种裂缝,成因复杂。为探明该储层裂缝特征,应用岩石学和测井技术,从裂缝发育频率、有效性、期次、赋存层位、形态、倾角等方面,比较了陡坎成因裂缝与构造裂缝的差异性;并通过弹性理论和断裂力学理论分析了裂缝端部区域的应力分量,探讨了陡坎裂缝的成因。陡坎成因裂缝以垂直缝、高角度斜交缝为主;裂缝延展方向和裂缝形态不规则,裂缝面不平整,具有上宽下窄、尾端无分叉特征;缝间有溶蚀现象,裂缝呈未—半充填状态,裂缝有效性高。陡坎成因裂缝受控于古地貌陡坡地形的坡度、岩层倾角、初始裂缝密度及岩石力学性质等因素;与构造裂缝相比,陡坎成因裂缝更有利于油气的运移。研究陡坎成因裂缝特征及成因,有助于进一步认识风化壳岩溶储层的展布规律,落实大牛地气田下一步勘探开发有利区。     

鄂尔多斯盆地南部镇泾地区中生界原油地球化学特征及油源分析

系统采集了鄂尔多斯盆地南部镇泾地区中生界的烃源岩、原油及油砂样品,对它们抽提物中的饱和烃馏分进行GC-MS分析,研究饱和烃生物标志化合物组成特征,探讨研究区中生界原油的来源.研究表明:根据姥植比、C30重排藿烷和8β(H)-补身烷相对含量,镇泾地区中生界烃源岩可划分为A1、A2、A3、B4类,原油可划分为Ⅰ、Ⅱ2类.Ⅰ类原油来自深湖相沉积相带的长7油页岩(A1类),Ⅱ类原油来自深湖—半深湖沉积相带的长7暗色泥岩(A2类).长7油页岩是鄂尔多斯盆地南部中生界的主力烃源岩,各油层组的原油主要来自该烃源岩.     

鄂尔多斯盆地靖边油田西部延9原油地球化学特征与油源

为了明确靖边油田西部延9油藏石油的来源,采用原油物性、族组成、饱和烃色谱及色谱-质谱等方法,分析了延9原油地球化学特征,通过对比本区长7烃源岩与湖盆中心志丹地区长7烃源岩地球化学特征,结合区域地质背景研究了延9油藏石油的来源。结果表明,延9原油饱和烃含量均在60%以上,正构烷烃单峰分布,主峰碳主要以C₂₁为主;生物标志物中C₃₀藿烷占优势,其次为C₂₉藿烷,规则甾烷以C₂₉为主,C₂₇和C₂₈含量相似,呈不对称“V”字型分布。延9原油地球化学特征相似,具有统一的物质来源和演化程度,为淡水条件下弱氧化-还原环境形成的成熟原油。油源对比表明,靖边油田本地长7烃源岩与延9原油具有明显的亲缘关系,延长组沉积时期位于湖盆中心的志丹地区长7烃源岩地化特征与延9原油差异明显。延9油藏的形成主要为本地区长7烃源岩成熟后,经叠置砂体及裂缝系统输导,主要经垂向运移至延9储层,再经过短距离侧向运移至圈闭聚集成藏。