鄂尔多斯盆地上古生界石千峰组气藏成藏时间

鄂尔多斯盆地的气源主要来自于山西组—太原组的海陆交互相煤系地层，上石盒子组沉积了一套巨厚的泥岩，具有很强的封盖能力，天然气很难穿层运移。近年来，相继在盆地东部的石千峰组地层中发现了一系列次生气藏，该气藏具有较低的压力和压力系数、较轻的天然气组分、较低的含气饱和度和砂体充满度、较小的气藏规模，其形成机理逐步引起了勘探家的关注。本文从流体包裹体均一温度测定出发，结合盆地热演化史，系统分析了鄂尔多斯盆地上古生界各个含气层系的油气充注时间。测试结果得出山西组—石盒子组烃类包裹体均一温度跨度较大，从80～160℃，说明这一时期油气充注是一个持续的过程，时间大约为70～200Ma；而石千峰组烃类包裹体均一温度跨度较短，集中于160℃左右，时间大约为70～100Ma，说明这一时期油气充注是一个瞬间充注的过程。从而也进一步论证了石千峰组气藏具次生气藏的特点。     

鄂尔多斯盆地东缘紫金山侵入构造对上古生界致密砂岩气藏形成和分布的影响

紫金山岩体位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带中段,其隆升对于上古生界致密砂岩气的成藏期次、气藏分布、成藏模式产生重要影响,相较于整个鄂尔多斯盆地差异明显。研究表明:紫金山构造带气藏为层状的岩性气藏,连通性差;太原组至石千峰组多层含气,上石盒子组、石千峰组等浅层气藏发育,相较于盆地中部含气层段整体上移;浅层天然气以垂向运移为主,断层和高角度裂缝是主要的运移通道。研究区天然气具有2期成藏过程,其中第二期成藏过程受到紫金山岩体构造隆升的影响,早白垩世至始新世紫金山岩体缓慢抬升,导致紫金山邻区上古生界断层及裂缝异常发育,断裂致使下石盒子组、山西组、太原组部分原生气藏遭到破坏,天然气沿裂缝继续向上部运移,在上石盒子组、石千峰组形成浅层次生气藏,这种远源成藏模式成为研究区上古生界致密气勘探的重点气藏类型。     

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区上石盒子组成藏特征

临兴地区位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带,上石盒子组气藏普遍发育。通过储集岩特征分析、流体包裹体测试分析、盆地模拟技术,结合区域构造演化、测井和试气等相关资料,分析了临兴地区上石盒子组成藏地质条件和基本特征,探讨了上石盒子组成藏主控因素。研究表明：煤系烃源岩在早侏罗世开始生烃增压,持续时间长,剩余压力大,为天然气充注提供了动力条件;上石盒子组地质历史时期最大埋深相对较浅,储层处于中成岩A阶段,致密化程度较低,储层物性具有特低渗气藏特征,有利于天然气的运移和聚集;此外,临兴地区中、下二叠统内未形成异常高压阻隔带,为油气向上运移提供了便利条件。研究认为上石盒子组气藏是天然气自下而上长期连续充注的结果,气藏形成时间可能早于早白垩世紫金山隆起。勘探开发效果表明,上石盒子组天然气富集受储层物性及成藏时期古构造双重因素影响。     

鄂尔多斯盆地上古生界致密气成藏条件与勘探开发

通过储集层岩性分析、流体包裹体测试、模拟实验等手段,结合地球化学、地震、测井、试油相关资料,详细研究鄂尔多斯盆地上古生界致密气成藏的有利地质条件及致密气藏基本特征,总结致密气勘探开发的关键技术。广覆式生烃和持续性充注的气源条件、大面积分布的三角洲相砂岩储集层与近距离运聚的成藏模式等地质要素的有效配置、共同作用,形成了鄂尔多斯盆地上古生界大型致密气藏。鄂尔多斯盆地上古生界致密气藏含气层组多、面积大,存在多个压力系统,储集层非均质性强,具有先致密后成藏的特点,储量丰度低。全数字地震薄储集层预测技术、致密气层测井精细评价技术与开发集成配套技术为致密气的进一步勘探开发提供了技术保障。     

致密砂岩气藏泥岩过剩压力与天然气富集

为研究泥岩过剩压力与天然气富集之间的关系,利用等效深度法计算了泥岩过剩压力,在此基础上开展了鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气藏中泥岩过剩压力与气层空间分布关系分析。研究结果表明:鄂尔多斯盆地上古生界泥岩地层普遍存在欠压实,单井泥岩过剩压力曲线存在单峰型、多峰型和无峰型3种类型;石千峰组—山西组为一个完整的异常压力封存箱体系,最大泥岩过剩压力多出现在石千峰组—上石盒子组,阻止了烃类向上运移,气层主要发育在下石盒子组—山西组;压力封存箱的稳定性和连续性影响天然气富集程度,与盆地南部相比,北部和中部压力封存箱分布稳定,连续性较好,试气效果好,天然气富集程度较高。利用致密砂岩气藏泥岩过剩压力与天然气富集程度之间存在较强相关性这一研究成果,可为寻找有利目标区,进行下一步勘探开发提供一定程度的地质依据。     

中国致密砂岩煤成气藏地质特征及成藏过程 ——以鄂尔多斯盆地上古生界与四川盆地须家河组气藏为例

中国煤系天然气分布受多种因素控制,以鄂尔多斯盆地上古生界与四川盆地须家河组气藏为例,从构造、烃源岩演化、储集层特征、成藏历史等多方面探讨中国煤系天然气的聚集和成藏过程.对比结果表明:鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏与四川盆地上三叠统须家河组天然气藏的成藏地质条件有许多相似之处,两地气藏特征产生差异的主要原因是盆地构造特征和成藏过程不同.鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏过程是气体推动着水体整体向构造高位运移,多种成藏条件共同影响下形成的气水倒置是气藏负压的主要原因.四川盆地须家河组气藏成藏以构造圈闭控制成藏为主,局部发育岩性气藏,气藏异常高压是快速沉积引起的欠压实作用、烃源岩的生烃作用及后期构造挤压共同作用的结果.     

鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界气藏充注动力计算方法

鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界气藏含气特征复杂,开发难度大。为此,从充注动力的角度分析了不同区带、不同层位成藏充注动力的差异性及其对该区气藏含气性的控制作用。首先根据该区上古生界气藏的地质特征,建立了气田的充注成藏模式,认为充注动力的主要类型为源储流体势差,其成因为烃源岩生烃增压产生的流体过剩压力;在此基础上采用泥岩压实的方法计算了成藏期烃源岩与储层的流体过剩压力和压差。计算结果表明:烃源岩的流体过剩压力介于13.0~22.0 MPa,源储之间的流体过剩压差介于3.5~9.5 MPa,流体过剩压力从烃源岩向储层或更外围地层整体呈逐渐减小的趋势。进一步将典型井烃源岩产生的流体过剩压力、源储压差与区域的生烃强度相比较,发现区域生烃强度越高,则流体过剩压力与压差就越大,表明成藏期的充注动力越强劲。结论认为:充注动力对该区气藏的含气性具有重要的控制作用,在储层物性、烃源岩与储层配置条件基本相当的条件下,充注动力越大,则储层含气饱和度越高。     

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多种压力类型并存是鄂尔多斯盆地上古界压力构成的一大特点 ,不同地区、不同层系地层压力差异明显 ,如何正确地认识其分布特征 ,进而动态地分析异常压力气藏的成因 ,是判别气藏性质的核心问题。气层压力以低压和异常低压为主 ,不同地区压力变化较大　　根据鄂尔多斯盆地盒 8段—山西组压力系统的特点 ,参照Ａ Ａ 奥尔洛夫提出的地层压力分类方案 ,将盆地上古生界压力划分为以下四种类型 (表 1)。表 1　上古生界盒 8段—山西组地层压力分类表压力系数类　型<0 9异常低压0 9～ 0 .96低压0 .96～ 1.0 6高压1 0 6～ 1 2高压　　需要特别指出的…     

鄂尔多斯L区块上古生界致密砂岩气藏成藏组合特征

鄂尔多斯盆地东缘L区块上古生界致密砂岩气资源潜力巨大,多层系发育优质气层,主要揭示了L区块上古生界气藏纵向上构成了下部源内(本溪-山西组)、中部近源(下石盒子组)和上部远源(上石盒子-石千峰组)三套成藏组合,剖析了不同成藏组合气层富集规律及控制因素,天然气在烃源岩大量持续生烃背景下,优先选择断裂适度发育,构造活动强度适中,有利砂体背景下聚集成藏。     

利用包裹体信息研究鄂尔多斯盆地上古生界深盆气的运移规律

以鄂尔多斯盆地上古生界深盆气藏为例,应用Leica Qwin和PVTsim软件对盆地中20多个钻孔的砂岩储层中的次生流体包裹体捕获温度、捕获压力、包裹体成分进行了模拟计算.同时采用Leica THSM G00气流冷热台对流体包裹体盐度进行了测定.根据以上信息的变化特征及盆地构造史和地热史分析结果表明,鄂尔多斯盆地上古生界深盆气藏在主形成期时,天然气由南向北运移.     

地层水相态变化与深盆气形成机理——以鄂尔多斯盆地上古生界为例

对比千米桥潜山异常高温气藏产水特征及封闭条件下汽、水相态模拟实验结果,分析鄂尔多斯盆地上古生界气藏形成过程和形成条件。镜质体反射率、磷灰石裂变径迹、包裹体均一温度测定表明,晚侏罗世—早白垩世鄂尔多斯盆地上古生界具有异常高的古地温场。异常高温促使煤系有机质快速熟化、生成大量天然气,同时地层水汽化,天然气与蒸汽互溶并逐渐积累产生异常高压;气(汽)相流体在异常高压推动下向封存箱内的上部地层扩散运移,降低下部异常高温地层的压力,加速地层水汽化并重新积聚压力,如此循环反复,气(汽)相流体逐渐渗透到封存箱的各个部位,封存箱内温度、压力趋于平衡,从而形成盆地级的高温高压气藏。晚白垩世—古近纪的抬升剥蚀导致上古生界温度、压力下降,蒸汽液化使气藏中的蒸汽和天然气浓度降低,从而形成了盆地级的低压气藏。     

鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩排烃特征及资源潜力评价

根据排烃门限理论,利用生烃潜力法研究鄂尔多斯盆地上古生界煤层、暗色泥岩在不同地质历史时期的排烃特征,并对其资源潜力进行评价。研究表明:鄂尔多斯盆地上古生界煤层排烃门限对应的镜质体反射率(Ro)为0.9%,暗色泥岩排烃门限对应的Ro为1.0%;上古生界烃源岩从富县组(J1f)沉积时期开始排烃,到志丹组(K1z)沉积时期达到排烃高峰,地质历史时期的排烃中心主要在盆地伊陕斜坡的东南部;上古生界总排烃量和总远景资源量分别为237.9×1012 m3和11.9×1012 m3,其中煤层排烃量208.6×1012 m3,暗色泥岩排烃量29.3×1012 m3,煤层的排烃量是暗色泥岩的7倍,对气藏的形成贡献较大。综合分析认为,上古生界烃源岩的排烃量和远景资源量较大,以它为主力烃源岩的上古生界致密气藏具有良好的资源前景。     

根据流体包裹体确定神木地区上古生界气藏成藏期

分析了鄂尔多斯盆地神木地区神3等7口井的流体包裹体，结合构造发育史、沉积埋藏史、热史和生烃史等，探讨了该区上古生界上石盒子组、石千峰组气藏形成过程中天然气的运移相态、运移通道以及成藏时间。研究结果表明，神木地区上石盒子组、石千峰组天然气共发生三次运移，其中晚侏罗世末期—早白垩世早期发生的第二次天然气运移和早白垩世末期一晚白垩世早期发生的第三次天然气运移对该区成藏起关键作用，运移相态以混合相为主。     

鄂尔多斯盆地陇东地区上古生界天然气成藏模式

主要基于鄂尔多斯盆地陇东地区上古生界天然气成藏地球化学特征、流体包裹体特征、生烃增压数值模拟等研究对天然气运移动力、运移方式和成藏过程进行了分析,建立了天然气成藏模式。研究表明,鄂尔多斯盆地陇东地区上古生界山西组山1段(P₁s₁)、石盒子组盒8段(P₂h₈)天然气除了生烃增压驱动运移外,还具有明显的扩散运移特征,且盒8段相对更加明显。石炭系-二叠系烃源岩生烃增压驱动的天然气运移距离纵向上主要到达山1段底部,扩散作用对于天然气从山1段至盒8段的运移具有重要贡献。天然气在烃源岩生烃超压和浓度梯度驱动下通过基质孔隙和裂缝运移进入山1段储层,在山1段直接盖层之下聚集形成山1段气藏,若山1段直接盖层不发育,则进一步以垂向扩散运移为主进入盒8段有利部位聚集形成盒8段气藏。     

陕北斜坡东部上古生界过剩压力对气藏的控制作用

通过对泥岩曲线压实特征的研究,结合气藏的分布,探讨陕北斜坡东部上古生界过剩压力对气藏的控制作用。研究区上古生界泥岩普遍存在着的异常过剩压力,其主要分布在本溪组-石千峰组下部地层,且在上石盒子组达到最大过剩压力值。在此基础上,分析了陕北斜坡东部上古生界过剩压力与气藏的关系,认为研究区的泥岩地层普遍存在的过剩压力为烃类的运移提供了动力;异常高压产生的微裂缝和渗透性的厚层砂体是烃类运移的主要通道;天然气向上运移的主要障碍来自上覆盖层(上石盒子组)的毛细管力和异常压力以及因物性发生变化带来的联合封闭;异常压力幅度最大处构成纵向封闭边界,造成天然气主要在本溪组、山西组和下石盒子组(盒8)聚集成藏。     

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鄂尔多斯盆地北部为气源运移的指向区，具有较好的生储盖条件。下古生界气源岩为下奥陶统马家沟组碳酸盐岩，上古生界气源岩为石炭系太原组和二叠系山西组碎屑岩；下古生界储集层为马家沟组风化壳，上古生界储集层为石炭系本溪组、太原组和二叠系山西组、下石盒子组，前者以碳酸盐岩为主，后者以碎屑岩为主；下古生界风化壳气藏的区域盖层为石炭系底部的泥岩、铝土岩及铝土质泥岩，上古生界气藏的区域盖层为二叠系上石盒子组泥质岩。由于天然气聚集于两个不同的领域，其成藏各具特点，因而天然气富集控制因素就有所不同：下古生界天然气富集主要受气源、区域性岩相变化、盖层及古地貌影响，而控制上古生界天然气富集的决定因素有气源、砂岩体、局部构造的发育程度及源岩生烃期与圈闭形成期的匹配。     

鄂尔多斯盆地丰富川地区延长组流体包裹体特征及油气成藏期次

为研究鄂尔多斯盆地丰富川地区延长组长2和长6储层砂岩中流体包裹体特征及油气成藏期次,开展了荧光显微镜鉴定和冷热台测温等实验分析,并应用包裹体均一温度与埋藏史和热演化史相结合,判断目的层的油气充注时间。结果表明：①研究区流体包裹体主要包括盐水包裹体和含液态烃包裹体;②长6流体包裹体均一温度为100~120℃,长2流体包裹体均一温度为90~110℃,流体包裹体捕获时地层处于中成岩A期,盐度小于10.5‰,属于中等盐度;③长2和长6均发生过一期油气充注,为早白垩世。长2油气充注时间为距今115~100 Ma,长6油气充注时间为距今120~105 Ma。该研究成果证实了鄂尔多斯盆地丰富川地区延长组为连续充注型油气藏。     

鄂尔多斯盆地西南地区油气富集与储层演化史

针对鄂尔多斯盆地西南地区三叠系延长组致密油富集成藏特征与储层致密演化之间的关系,充分分析包裹体宿主矿物成岩序列和均一温度,认为石英加大边中包裹体形成于早白垩世中晚期生排烃高峰期,含铁碳酸盐中包裹体为早白垩世晚期充注产物。基于该认识,结合现今储层孔隙发育特征、毛管压力特征,探讨成藏期储层古物性、孔喉毛细管力、地层过剩压力等分布特征,分析各成藏期物性、孔喉压力与油藏关系,结果表明:烃类主要充注在孔渗相对优良的储层中,但2次充注期物性控制因素略有差异,早白垩世中—晚期储层尚未致密,早白垩世晚期含铁碳酸盐胶结物发育,储层致密,物性变差,含铁碳酸盐是储层致密主因;分析异常压力特征,认为长7油层组优质烃源岩欠压实作用和生烃增压共同产生异常高压,为低渗透储层油气大规模运移的主要动力。     

低生烃强度区致密砂岩气形成机制——以鄂尔多斯盆地天环坳陷北段上古生界为例

针对鄂尔多斯盆地天环坳陷北段上古生界生烃强度较低、气水分布关系复杂的问题,对低生烃强度区致密砂岩气形成主控因素与分布规律开展研究。通过二维成藏物理模拟实验、储集层微观孔喉含气性系统分析及典型气藏解剖,建立了注气压力、储集层物性、生气下限等综合评价模型,明确了低生烃强度区致密气形成主要特征:(1)埋深小于3 000 m,生烃强度达(7~10)×10~8 m~3/km~2即可实现有效充注;(2)致密砂岩层规模性发育有利于聚集致密气;(3)储集层物性差异控藏,储集层物性较好的砂体,砂带中心区域局部高点富集天然气,而物性较差砂体整体含气,但含气丰度普遍较低。结合天环坳陷北段气藏解剖,提出低生烃强度区"生烃压力长期充注、规模致密砂层聚气、储集层物性差异控藏、局部甜点富集"形成机制及平面呈不连续"片状"分布的规律。天环坳陷北段致密砂岩气拓展勘探实践较好地证实了这一认识。     

鄂尔多斯盆地东南部延长探区上古生界天然气成藏特征

鄂尔多斯盆地东南部的天然气勘探进展缓慢,缘于对其上古生界天然气成藏方面的相关研究较少。为此,利用大量钻井、地球化学薄片鉴定、压汞试验、流体包裹体测试等资料,研究了该区上古生界天然气的成藏地质条件和成藏期次。结果表明:①与盆地北部一样,东南部延长探区具有"广覆式生烃、大面积成藏"的特点,其主力生烃层系为下二叠统山西组2段、中石炭统本溪组暗色泥岩和煤系地层;②储层砂体发育,多层系砂体垂向叠置、横向连片,加上构造不发育,具备形成大面积复合岩性圈闭的重要条件;③上石盒子组—石千峰组发育的巨厚泥岩具有物性和压力双重封闭性能;④流体充注时期发生在晚三叠世、中晚侏罗世和早白垩世。依据生储盖的空间配置关系,将该区上古生界气藏划分为源内成藏、近源成藏和远源成藏3种组合类型,并在分析圈闭类型、输导体系、运聚特征等的基础上,建立起了上古生界天然气的成藏模式。结论认为:该区上古生界具有良好的天然气成藏地质条件和勘探潜力,是鄂尔多斯盆地下一步天然气储量增长的新领域。