鄂尔多斯盆地中央古隆起成因新解

20世纪80年代初，地震勘探在盆地中发现了中央古隆起，它的确定对长庆油田天然气勘探起了决定性的作用。因此，围绕中央古隆起的形成开展了诸多方面的研究，学者们站在不同角度对中央古隆起成因提出了早古生代为贺兰裂谷肩引起的均衡翘升以及晚古生代为碰撞谷所致的观点。通过对鄂尔多斯盆地基底各岩系的对比及其基底形成、发展、后期盖层演化的研究后发现：鄂尔多斯盆地中央古隆起应由北东向兴和——平凉微陆核两侧多次的翘倾作用．以及蓟县系官道口群厚层碳酸盐岩深入盆地西南部叠加引起的沉积差异所形成的观点似乎更具有说服力。     

鄂尔多斯盆地早古生代庆阳和乌审旗古隆起构造演化及其对寒武系岩相古地理的控制

鄂尔多斯盆地早古生代南、北两个古隆起的构造演化过程认识尚不明确，制约了油气勘探及盆地沉积充填演化过程的研究。基于最新钻井、野外剖面及地震资料，采用地震反射接触关系和滨岸相识别等手段，对庆阳古隆起和乌审旗古隆起进行约束与刻画，认为其总体经历了寒武纪的古隆起逐渐淹没阶段、寒武纪—奥陶纪的抬升剥蚀阶段、早奥陶世冶里组-亮甲山组沉积期之后的庆阳古隆起稳定-乌审旗古隆起快速沉降阶段、晚加里东期的挤压剥蚀和古隆起范围定型阶段、石炭纪—二叠纪的古隆起消亡阶段及二叠纪之后的构造掀斜定型阶段等6个主要阶段，南、北两个古隆起具有早期发育特征相近、后期南部隆升-北部沉降的演化差异。两个古隆起形成隆-凹相间的古构造格局，对寒武系沉积储层控制明显。古隆起总体呈东缓-西陡的古地貌特征，古隆起东侧相对于西侧更有利于大面积白云岩储层的发育。庆阳古隆起和乌审旗古隆起在寒武纪的演化过程中对岩相古地理格局的控制具有差异性，总体上前者控制地貌隆-凹格局及沉积更为持续。寒武纪晚期的怀远构造运动导致鄂尔多斯盆地抬升剥蚀，致使寒武系顶部岩溶作用普遍发育。     

鄂尔多斯盆地乌审旗-靖边古隆起对奥陶系盐下沉积与储层的控制作用

基于钻井及地震地层对比剖面、系统性的寒武系厚度、寒武系各层段超覆尖灭线以及前奥陶纪古地质图等编图研究,发现鄂尔多斯盆地早古生代除了发育伊盟隆起、吕梁隆起和中央古隆起外,还发育乌审旗-靖边古隆起。乌审旗-靖边古隆起核部缺失整个寒武系,周缘寒武系由老到新依次向古隆起超覆。进一步的古构造分析表明,奥陶纪沉积期受寒武系乌审旗-靖边古隆起的继承性影响,该区仍为低幅度的水下隆起,对盆地中东部奥陶系盐下沉积与储层发育具有明显的控制作用。主要表现在3个方面：一是乌审旗-靖边古隆起东、西沉积分异明显;二是乌审旗-靖边古隆起、中央古隆起和吕梁隆起的共同障壁作用形成了盆地东部米脂盐洼;三是乌审旗-靖边古隆起上发育浅水沉积特征的丘滩体等有利储集相带,海退期则由于间歇性暴露而利于溶孔型储层的形成,是奥陶系盐下天然气勘探的有利区带。     

鄂尔多斯盆地奥陶系中组合成藏特征及勘探启示

下古生界碳酸盐岩是鄂尔多斯盆地天然气勘探的重要层系,20世纪末在盆地中部下古生界发现并探明的靖边气田,就是发育在奥陶系顶部的碳酸盐岩古风化壳气藏,也是该盆地目前的主力气田之一。中国石油长庆油田公司近期通过对碳酸盐岩成藏机制的不断深化研究和不懈勘探探索,在鄂尔多斯盆地中央古隆起东侧地区发现了奥陶系中组合岩性圈闭的碳酸盐岩含气新类型,其在储层发育特征、圈闭成藏机理及气藏分布规律等方面均明显有别于靖边地区的古风化壳气藏：①储层类型主要为白云岩晶间孔储层,其发育受控于颗粒滩沉积微相及古隆起东侧特殊的白云岩化作用条件;②圈闭类型主要为岩性圈闭,成因受控于短期海侵形成的区域岩性相变和燕山期盆地东部抬升的构造背景;③气藏呈现出环中央古隆起区域性分布的特征,形成多层系叠合含气、大范围带状展布的岩性圈闭有利成藏区带。对奥陶系中组合成藏新领域研究认识的深化,推动了天然气勘探思路的转变,对于今后鄂尔多斯盆地新领域研究、勘探方法、勘探方向等都具有重要的启示。     

鄂尔多斯盆地南部加里东期岩溶古地貌与天然气成藏条件分析

认识鄂尔多斯盆地南部地区岩溶古地貌和成藏条件是加快该地区勘探步伐面临的重要问题。鄂尔多斯盆地南部加里东期风化壳储集层的分布主要受岩溶古地貌、风化壳层位及沉积相控制。马五段为云坪相带，溶蚀孔洞较为发育；平凉组为深水斜坡相带，多形成断裂、裂缝及洞穴储集空间。中央古隆起西侧古地貌为岩溶斜坡，地表岩溶作用较弱，但断裂发育，洞穴系统较发育；中央古隆起南侧古地貌为岩溶台地，断裂、洞穴系统和风化裂隙相对较为发育；中央古隆起区古地貌为岩溶台地，地层较老，岩性致密，风化壳顶部垂直裂隙带发育，岩溶孔洞不发育；中央古隆起东侧古地貌多属于岩溶阶地或鞍地，风化壳多位于云坪及含膏云坪相带，溶蚀孔洞较为发育。岩溶古地貌天然气成藏主控因素主要为生烃中心、岩溶古地貌、风化壳的层位和沉积相带，有利区带主要在耀县、旬邑、淳化平凉组生烃中心和中央古隆起东侧马五段有利沉积相带。图9表1参13     

鄂尔多斯盆地西缘马家滩古隆起的厘定、成因及地质意义

古隆起对于沉积盆地的构造演化与油气聚集具有重要意义,沉积盆地边缘的古隆起是探讨盆地构造-沉积分异与造山带演化的重要窗口。基于新的二维、三维地震与深钻井资料,从不整合面解析与古构造复原的角度,发现与厘定了鄂尔多斯盆地西缘中段的马家滩古隆起,探讨了其成因机制。研究表明,鄂尔多斯盆地西缘马家滩地区在浅层（石炭系之上）冲断滑脱构造变形系统之下的原地系统中发育古隆起,为基底凸起之上的同沉积隆起,与之相关的不整合主要发育在长城系与蓟县系、蓟县系与中-下寒武统、寒武系与中-下奥陶统、奥陶系与上石炭统之间。马家滩古隆起发生了3次较大幅度的隆升剥蚀,缺失青白口系、震旦系、上寒武统、上奥陶统、志留系-下石炭统。寒武系、奥陶系、石炭系底部不整合面的时间间隔分别约为94.0 Ma、18.7 Ma与152.9 Ma。长城纪以来,马家滩古隆起经历了3期伸展-聚敛旋回,但拉张与挤压程度不大。长城纪中期正断层活动形成古隆起雏形,蓟县系向其超覆,蓟县纪末期隆升剥蚀并定型;古生代下沉与隆升幕式发展;上石炭统-二叠系的稳定沉积使其埋藏,表现为继承性古隆起。马家滩古隆起对寒武系-奥陶系高能相带及白云岩、岩溶等储集体的发育有重要控制作用,中元古界油气成藏组合与下古生界油气成藏组合为有利的远景勘探目标。     

鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组沟谷体系构造成因

鄂尔多斯盆地南部镇泾地区延长组顶部广泛发育沟谷体系,前人多认为是风化剥蚀和河流侵蚀所致。为了进一步厘清沟谷体系的发育特征、分布规律及其与区域构造的联系,基于三维地震资料对断裂的解释和前侏罗纪古地貌的恢复,刻画了延长组沟谷体系,探讨了其构造成因。结论显示,在延长组沉积晚期,受SW向区域构造挤压作用,玉都断裂发生左旋走滑,使延长组未成岩地层发生塑性变形,形成了一系列NW-SE向展布的挤压隆起与谷地;同时NW-SE向的拉张作用形成了NE-SW向的伸展谷地,最终形成了延长组晚期广泛分布的沟谷体系格局。该认识对于鄂尔多斯盆地南部延长组及其上覆的延安组的油气勘探都具有一定的指导意义。     

鄂尔多斯盆地中央古隆起对太原组砂体发育的控制作用

鄂尔多斯盆地中央古隆起形成于早古生代寒武纪早期,其形态决定了盆地的沉积格局,研究表明:太原期随华北板快的持续下沉,海侵范围扩大,横亘在盆地中部的中央古隆起已经成为水下隆起,其西部为裂陷后的坳陷盆地,东部为大面积的浅海,南部为缓坡地带,北部为陡坡地带。盆地整体上呈现为北陡南缓,西低东高,中部隆起的特征;在其控制之下,盆地内主要发育了砂坪、障壁砂坝、分流河道和水下分流河道4种储集砂体沉积类型,各类型的物性、平面展布和厚度大小不同,形成了乌达-平罗区、前乌拉加汗区、伊金霍洛旗区和准格尔旗区四大砂体有利聚集区。该四大区域应为太原组砂岩储集体下一步油气勘探的重点。     

再论塔里木盆地古隆起的形成期与主控因素

塔里木盆地发育不同类型、不同特征的古隆起,前人对于古隆起的成因、构造演化等方面的认识存在着较多分歧,影响了该区油气勘探的思路与部署。为此,基于新的地震资料与钻井资料,针对该盆地深层海相碳酸盐岩地层,开展了区域地震资料解释与构造解析研究,结合构造剥蚀量成果恢复了古构造格局,进而探讨了古隆起的形成期及其主控因素。结果表明:(1)中奥陶世是塔里木盆地内部从伸展转向挤压的关键时期,地层、沉积与构造开始出现分异,在中奥陶世晚期一间房组沉积前,塔北、塔中、塔西南等三大碳酸盐岩古隆起已开始出现雏形,其形成时期相同且均为宽缓的近东西走向的褶皱古隆起;(2)前寒武纪发育近东西走向的塔南与塔北基底古隆起,制约了该区显生宙古隆起的发育与分布;(3)上述三大古隆起都是在基底古隆起的基础上受塔里木板块南缘聚敛作用而形成的挤压型古隆起,其构造特征相似且形成演化都具有继承性;(4)志留纪以来的多期强烈构造改造作用,影响并控制了现今古隆起的差异。结论认为:该盆地更为广阔的、深层保存条件好的继承性古构造区碳酸盐岩油气勘探潜力巨大。     

西沙海槽盆地古近系沉积特征

西沙海槽盆地位于琼东南盆地东部,是南海北部陆坡深水区的有利油气勘探区域。该盆地古近系发育有始新统、渐新统两套主要地层层序。始新统主要发育平行-亚平行地震相、杂乱反射地震相以及前积地震相,渐新统主要发育一套平行-亚平行反射地震相。利用地震资料对西沙海槽盆地的地层砂岩百分含量(Ps)进行了计算,结合地震相分布特点以及区域构造-沉积背景对该盆地的沉积特征进行了分析。结果表明,西沙海槽盆地始新世为陆相湖盆沉积体系,神狐隆起区以及西沙隆起区成为始新统主要物源区;渐新世主要接受滨、浅海相沉积,主要物源区为北部的神狐隆起区。     

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鄂尔多斯盆地近几年天然气勘探开发取得了快速发展，仅长庆探区探明天然气地质储量累计就达1.1954×1012m3，并建成年产天然气75×108m3的生产能力，成功地向北京、上海、西安、银川、呼和浩特等重点城市供气。该盆地已成为我国重要的天然气生产基地之一。最新评价成果显示，盆地天然气资源量达10.7×1012m3，随着国家对天然气能源日益增长的需求，长庆油田分公司加快天然气勘探开发的条件正在成熟。通过强化科技攻关，加大勘探力度，不断开拓天然气勘探新领域，保持储量的良性接替是天然气产业发展的重要前提；同时，进一步推广使用开发新工艺、新技术，实施低成本战略。预计到2010年，鄂尔多斯盆地天然气探明地质储量将达到1.5×1012m3，形成180×108m3的天然气年生产能力。     

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鄂尔多斯盆地西缘上古生界地层发育较全，沉积巨厚，是最有前景的天然气勘探层系。根据露头、钻井、测井和地震资料综合分析，在上古生界识别出了4种类型的层序界面，划分5个层序12个体系域。在此基础上通过剖面相分析，编制地层、砂岩厚度和含砂率等图件，结合古构造背景，采用优势相作图法，重塑了岩相古地理。认为该区经历了裂陷海湾、陆表海和内陆拗陷充填3大沉积发展阶段，岩相古地理由裂陷海湾—陆表海碳酸盐岩台地—三角洲复合沉积体系逐渐演变为三角洲—河流沉积体系，最终被河流—湖泊沉积体系取代，指出砂岩分布受控于沉积环境。从而为寻找有利相带，部署钻井提供了地质依据。     

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鄂尔多斯北部塔巴庙地区的气藏是典型的低压低渗裂缝性砂岩气藏。该区储层具有孔隙度低、渗透率低或致密、储层压力低、毛细管压力高、有效应力高以及储层不均质性强、裂缝和微裂缝发育等特征，简称“三低两高一强”。储层损害机理以储层液锁损害、应力敏感损害以及水敏、盐敏损害等为主。文章在分析储层特征及其损害机理的基础上，研究出了适合塔巴庙地区储层特征的屏蔽暂堵钻井完井液技术。该技术在鄂尔多斯北部塔巴庙、杭锦旗等地区10多口探井、评价井及开发井中进行了现场试验，在储层保护和提高天然气单井产量等方面取得了显著效果。     

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油气化探在鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气勘探开发中显示出良好的应用前景和较好的经济效益，化探方法对寻找气藏具有明显的指向作用。针对目前方法较多、没有系统理论认识的情况，作者通过对油气化探方法分析原理和应用实践进行系统分析研究，总结出如下认识：①酸解烃方法是目前在鄂尔多斯盆地北部寻找上古生界气藏的最有利方法，但应用时应排除土壤碳酸盐含量的干扰；②野外合理采样、室内注重层位、岩性等数据的校正，可最大限度的排除干扰因素的影响；③盆地北部的地球化学背景场与其特殊的地貌有着紧密联系，总体表现为北高南低形态；④化探异常形态最有利的是复合环状和环中环状，异常整体分布呈北东—南西向，与主要目的层的储层展布特征基本一致；⑤油气化探在鄂尔多斯盆地北部的实践结果证明，它对寻找上古生界气藏具有明显的指向作用和较高的成功率。     

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对鄂尔多斯盆地上古生界存在幔源成因无机气以及盆地的构造特征有利于幔源气上涌的观点进行置疑。鄂尔多斯盆地构造稳定，断裂主要集中在周缘，而且以挤压性质为主，并不利于幔源气的上涌；通过对天然气地球化学特征的分析，上古生界的天然气主要是上古生界石炭—二叠系煤系为烃源岩的煤成气组成：大部分甲烷的δ13C₁＜－30‰，显示有机成因，而部分δ13C₁＞－30‰是由于高成熟或者过成熟煤成气甲烷较重的结果；烷烃气虽发生单项碳同位素倒转，属于煤系不同源气或同源不同期煤成气的混合结果，烷烃气均为有机成因；部分二氧化碳气藏具有δ13C_CO2≥－8‰，为无机成因，是碳酸盐岩水解或者酸溶作用的结果；对盆地中氦的分析结果表明主要为壳源成因     

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鄂尔多斯盆地天然气资源丰富，含气层系多，具有上、下古生界复合含气的特征，已发现4个储量达到1×１０１１m3以上的大型气田。通过对生烃、沉积、储层、圈闭保存条件等的综合研究，认为上古生界具有煤系地层“广覆式”生气特色，三角洲分流河道中粗粒石英砂岩是上古生界高效储层的主要岩石类型，圈闭以大型岩性圈闭为主，天然气成藏条件优越，勘探领域广阔，仍具有发现大型气田的地质条件；下古生界具有混源气特征，白云岩风化壳岩溶储层是主要储集岩类型，圈闭以古地貌—岩性复合圈闭为主，勘探潜力较大。     

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鄂尔多斯盆地东部神木地区上石盒子组、石千峰组频繁的含气显示逐渐引起勘探家的重视。从区域成藏地质条件分析入手，运用流体势、包裹体分析、同位素分析、超压异常计算及构造分析等研究方法，研究了盆地东部地区浅层天然气的沉积、储层等基本成藏地质条件，并建立了上石盒子组、石千峰组砂岩气藏的两阶段成藏模式：早白垩世末形成的山西组、下石盒子组早期高压气藏阶段；晚白垩世末形成石千峰组浅层气藏阶段，并在综合评价的基础上得出神木地区神5井—榆22井区是浅层天然气运聚的有利地区，具有较好的勘探前景，为该地区天然气勘探部署提供了依据。     

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鄂尔多斯盆地上古生界盒8段气藏属典型的低孔低渗的砂岩岩性气藏，受沉积环境的影响，盒8段储层在盆地中较为发育，但储层段物性及含气性在横向上存在着严重的非均质性〔1〕。因此，在鄂尔多斯盆地利用地震烃类检测技术进行含气性预测，就成为寻找优质储层的关键技术。文章从SLG气田盒8段气藏入手，通过Aki-Richards公式AVO建模、结合多波二维〔2〕地震资料，深入研究了SLG盒8段气藏的烃类检测方法。研究认为，在地震资料进行高保真振幅处理的基础上，采用AVO技术对鄂尔多斯盆地盒8段砂岩气藏进行烃类检测是可行的。     

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以鄂尔多斯盆地苏里格气田二叠系砂岩储层为例，从常规物性分析数据与探井试气产能的关系入手，在该区气藏地质特征及储层研究的基础上，探索性地建立了适用于该区气藏地质特征的储层工业性分类方法和评价标准，将该区储层按关键物性分析参数分为4类，每一类都对应于不同的工业价值。实践表明，这种储层分类可较好地概括该区砂岩储层的物性分布及级差特征，并能与气井的试气产能建立较好的对应关系，在该区的天然气勘探生产中，对正确评价储层工业价值、试气选层及气层改造方案的制定中都有较好的参考价值。     

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鄂尔多斯盆地中生界隐蔽性油气藏包括两种类型：三叠系延长组三角洲油藏和侏罗系延安组古地貌油藏。三角洲生、储、盖成油地质格架是形成第一种类型油藏的有利地质条件，半深湖相暗色泥岩为伸入到生油区的三角洲沉积体提供了油源，三角洲河道、河口坝砂体是油气聚集的重要场所，储油砂体上倾方向岩性变致密成为遮挡；第二种类型油藏形成主要受控前侏罗系古地貌形态，深切延长组的古河谷是油气运移的主要通道，古地形高部位是油气运移的指向，其上形成的砂岩局部压实构造成为油气富集场所。