鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系天然气成藏地质特征

本文以鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶古地貌气藏为例，通过深入分析奥陶系碳酸盐岩储集岩相的展布、古岩溶作用、孔隙类型及储集物性、烃源岩地化指标、封盖条件及圈闭成因，天然气生、排、运聚特征，系统归纳了奥陶系天然气成藏模式，并且在此基础上将气藏的形概括为储集体、圈闭体及运聚场的形成和调整定形等４个演化阶段，认为鄂尔多期盆地奥陶系天然气藏的分布，不仅与上述成藏地质要素相联系，而且受古岩溶、古地貌、构造枢纽带及成烃     

鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶古地貌气藏特征及勘探进展

依据古岩溶和碳酸盐岩成藏地质理论,系统分析了鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩天然气成藏地质背景及非常规隐蔽性大型岩溶古地貌气藏的烃源、储层、盖层、圈闭及运聚规律等基本特征,提出了稳定地台区海相碳酸盐岩储层与圈闭是成藏要素中的关键因素。并以此为重点,深入研究了古岩溶成因和岩溶古地貌的发育特征,揭示了古风化壳孔、洞、缝网络与气藏圈闭形成的机制和分布规律。并通过古地貌模式的建立及其在实践中的应用,使奥陶系古风化壳天然气勘探不断取得了进展。     

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据对鄂尔多斯盆地天然气勘探所获各种信息及该盆地的地质特征,将该区天然气圈闭类型划分为:古地貌披盖圈闭、构造圈闭、地层圈闭及岩性圈闭四大类,并分别研究了其特征。确定了古地貌披盖圈闭的重要性,中央古隆起特别是其东侧的志丹—富县地区是寻找奥陶系顶部古地貌披盖圈闭气藏的主要地区;构造圈闭气藏主要发育于盆地周缘地区;伊盟隆起南坡、中央古隆起的围斜部位是寻找区域地层圈闭气藏的重要地区;盆地东部和伊盟地区是上古生界砂岩体圈闭气藏发育的重要区域。     

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鄂尔多斯盆地具有形成隐蔽油气藏的良好地质条件。本文应用古构造、古地理、古地质、古地貌、古水文、古岩溶、古运移和今构造相结合的综合研究方法,重塑了鄂尔多斯盆地中东部奥陶系风化壳古地貌成藏模式及气藏序列,取得了大中气田勘探的重大突破,并对目前的天然气勘探有着现实的指导意义。     

鄂尔多斯盆地下古生界风化壳气藏差异性

对鄂尔多斯盆地伊陕斜坡下古生界风化壳成储、成烃、成藏地质特征及分布规律研究表明,该盆地风化壳储层经历了准同生期层间岩溶、表生期风化壳岩溶及埋藏期局部热液改造,风化壳气藏气源来自上古生界、下古生界2套烃源岩生烃,其中上古生界煤系烃源岩是其主力烃源岩,伊陕斜坡风化壳气藏具有差异聚集分布的特征。靖西地区发育(常规)低渗透风化壳气藏,圈闭类型主要为岩性圈闭,储层类型以裂缝—白云石晶间(溶)孔为主,天然气以油型气为主,气藏分布不连续,有边底水,局部高产富集。靖边地区发育低渗透风化壳气藏,圈闭类型主要为古地貌—地层圈闭,储层类型以裂缝—孔洞型为主,天然气成因具有以煤成气为主,油型气为辅的混源气特征,气藏不含边底水,大面积连续分布。靖东地区发育致密风化壳气藏,圈闭类型主要为古地貌—地层圈闭,储层类型以裂缝—微孔隙为主,孔洞局部发育,天然气以煤成气为主,大面积普遍含气,但单井产能较低。气藏差异聚集主要受控于以下4个方面:(1)沉积微相是多类型储层发育的基础;(2)岩溶古地貌为风化壳储层发育创造了条件;(3)多源烃类有序聚集是天然气差异聚集的关键;(4)燕山期构造反转奠定了下古生界风化壳气藏差异分布的格局。     

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩成藏特征与模式

基于对鄂尔多斯盆地奥陶系沉积环境与烃源岩条件的分析,研究和论证盆地奥陶系油气成藏特征及气藏类型。鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩具备良好的天然气成藏条件,大量地质地球化学证据显示具有三源供气的特点,除上覆石炭-二叠系煤系为主要烃源岩外,中上奥陶统海相烃源岩和石炭系本溪组海相泥灰岩也具有供烃能力。通过分析已发现的气藏认为盆地中部气区的天然气为热解气,具有煤成气和原油裂解气的混合气特征。奥陶系储集层中沥青及烃类包裹体证据显示,侏罗纪古油藏原油主要来自中上奥陶统海相烃源岩,白垩纪古油藏裂解成气。受构造沉积背景的控制,形成了4类碳酸盐岩气藏,其中盆地中部发育的风化壳地层-岩性气藏,以及西北台缘带发育的构造-顺层岩溶型岩性复合气藏是鄂尔多斯盆地碳酸盐岩天然气勘探的重点区域。     

苏里格地区S 20区块奥陶系储集层特征及其形成机理

鄂尔多斯盆地奥陶系发育岩溶风化壳储集层,气藏发育规律与沉积、成岩作用具有一定的内在联系。通过对苏里格地区S 20区块奥陶系储集层特征进行研究,分析储集层主控因素,结合勘探实践发现:白云石化与岩溶作用是储集层发育的关键因素。岩溶残丘、岩溶洼地及岩溶斜坡3类古地貌单元对气藏具有一定的控制作用。溶蚀孔洞较发育的斜坡至洼地成为最佳的成藏部位;沿斜坡向上至残丘部位孔隙度变差,孔隙度较差的顶部地层产生了有效的封堵作用。优质储集层主要集中在岩溶斜坡至洼地部位,岩溶残丘及洼地中心储集层较差。岩溶洼地为天然气成藏提供了运移通道。     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳古地貌特征嬗变及地质意义

鄂尔多斯盆地奥陶系风化壳气藏的发育与前石炭纪古地貌格局密切相关,目前主要认为发育西高东低的古地貌格局,自西向东依次发育岩溶高地、岩溶斜坡及岩溶盆地的古地貌单元。但随着勘探的深入,在盆地东部地区奥陶系早期认为的岩溶盆地区已经发现了大量代表了较强岩溶作用的岩溶角砾岩等地质现象,因此有必要从古地貌动态演化角度重新认识影响岩溶古地貌发育的内外因素,研究地质历史中奥陶系风化壳古地貌的性质嬗变,指导对区域储集空间发育规律的进一步研究与预测。以盆地东部奥陶系顶部风化壳古地貌恢复为目的,综合研究了古地理背景、残留地层厚度、古岩溶特征等因素。认为早期在盆地中东部存在一个大范围的岩溶古高地,形成了岩溶型储集空间,但后期盆地东部逐渐演变为古岩溶盆地,形成了现今的前石炭纪古地貌格局,并造成早期形成的溶蚀类储集空间被大量充填,整体储层较致密,但由于溶洞塌陷形成的裂缝网络沟通了白云岩晶间孔储集空间,局部仍然可以保留有较好的储层,是值得重视的勘探目标。     

乌审旗—志丹地区奥陶系岩溶古地貌与马五_4~1气水分布关系

鄂尔多斯盆地乌审旗—志丹地区奥陶系岩溶古地貌的形态对区内气水的分布具有控制作用。运用补偿厚度印模法(毛儿沟灰岩至本溪组底地层厚度)恢复了研究区奥陶系岩溶古地貌,其形态包括岩溶高地、岩溶斜坡及岩溶盆地等二级古地貌,并进一步识别出台地、浅洼、残丘、沟槽及洼地等三级古地貌。整体上,乌审旗—吴起一带属于岩溶高地,乌审旗东侧—靖边—志丹一带属于岩溶斜坡,横山—安塞一带以东属于岩溶盆地。通过典型气藏剖面分析及古地貌与气水分布的叠合,发现研究区的水主要分布于岩溶高地,气主要分布于岩溶陡坡或残丘部位。研究认为:岩溶高地虽具有良好的储集空间,但后期因盆地构造演化,气水重新分异运移导致地层水较富集;岩溶斜坡处于岩溶高地与岩溶盆地的过渡区域,岩溶水排泄畅通,伴随强烈的膏溶作用,充填作用与胶结作用均不发育,从而形成良好的孔、洞、缝等储集空间,具有良好的天然气富集条件;岩溶高地与岩溶斜坡的过渡带及残丘部位也均具有良好的天然气富集条件。     

鄂尔多斯盆地中东部前石炭纪古岩溶地貌与天然气富集研究

加里东构造运动期，在鄂尔多斯盆地中东部奥陶系顶面形成广阔的岩溶化准平原地貌，属典型的老年期岩溶地貌。自西向东划分为古岩溶高地、古岩溶斜坡、古岩溶盆地、。在古岩溶斜坡、古岩溶盆地内又可进一步分别划分为古残丘、古台地、古沟槽、古谷地等次级古地貌单元。古岩溶斜坡是天然气聚集的有利区带；古岩溶叙坡的上古台地是天然气富集的最有利地区；古台地与古沟槽之间的过渡带是高产气井的主要分布区块。     

鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩天然气勘探领域

通过对鄂尔多斯盆地奥陶系沉积特征、烃源岩条件、储层类型及成藏主控因素的综合分析,认为奥陶系存在盆地中东部风化壳、古隆起周边白云岩体、台缘相带和盆地东部奥陶系盐下四大成藏区带。结合天然气勘探最新进展,优选出奥陶系岩溶风化壳作为勘探的现实目标;同时认为古隆起周边白云岩体、台缘相带及盆地东部奥陶系盐下等三大领域发育多类有效储层及圈闭,成藏潜力巨大,是盆地海相碳酸盐岩天然气勘探的接替领域。     

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。     

鄂尔多斯盆地古生界煤成气勘探进展

基于鄂尔多斯盆地天然气勘探实践,根据煤成气勘探现状,分析煤成气成藏控制因素,总结煤成气勘探进展。鄂尔多斯盆地已探明煤成气地质储量5.24×1012 m3,发现煤成气气田12个,主要分布于上古生界石炭-二叠系碎屑岩和下古生界奥陶系碳酸盐岩储集层中。上古生界形成致密砂岩气藏,广覆式生烃的煤系烃源岩和大面积分布的砂岩储集层相互叠置,储集层先致密后成藏,天然气近距离运移、大面积成藏,发现了苏里格气田,探明地质储量3.49×1012m3,落实了盆地东部和陇东地区两大储量接替区。下古生界形成海相碳酸盐岩气藏,上覆煤系烃源岩生成的天然气向下运移聚集成藏,奥陶系风化壳岩溶和白云岩储集层为天然气富集主要场所,发现了靖边气田,探明地质储量7 000×108 m3,同时发现多个含气富集区。图9表2参34     

中国石油勘探总目次

5中国海相油气成藏特征与富集主控因素11中国叠合盆地深层有利碎屑岩储层的基本类型17鄂尔多斯多旋回叠合盆地演化与天然气富集25鄂尔多斯盆地西部奥陶系天然气成藏条件与勘探潜力31塔里木多旋回叠合盆地地质结构特征42塔里木盆地塔中地区志留系层序格架、砂体类型与油气藏分布47准噶尔多旋回叠合盆地的形成与演化59准噶尔大型叠合盆地油气富集规律65准噶尔盆地车莫古隆起构造特征与成藏模式69准噶尔盆地莫索湾凸起石炭系上部岩性预测80新生代柴达木盆地构造演化与油气勘探领域85世界的可持续发展——科技与人石油地质特约报道1中国叠合盆地…     

苏里格气田东区奥陶系岩溶古地貌对气藏产能的影响

岩溶古地貌是鄂尔多斯盆地苏里格气田奥陶系天然气聚集的控制因素之一,寻找古岩溶储层有利发育区带对气田天然气开发具有重要意义。苏里格气田奥陶系岩溶古地貌单元可划分为岩溶高地、岩溶斜坡、岩溶盆地,气田东区下奥陶统马家沟组位于古岩溶斜坡之上,依据古岩溶和碳酸盐岩成藏地质理论,对古岩溶成因和岩溶古地貌发育特征进行研究。认为:(1)研究区岩溶斜坡的古坡地溶蚀作用强烈,主力气层保存完整,有利于天然气富集,是天然气高产井的目标区;(2)残丘边缘地带的溶蚀孔、洞较发育,有利于形成储集空间,溶蚀沟槽为天然气运移提供了有利通道,古残丘、古残丘与古沟槽之间的过渡带有利于成藏,是井位部署的有利区;(3)古沟槽使岩溶斜坡经受切割导致主力层缺失,充填作用强烈,不利于储层发育,古洼地溶蚀淋滤作用较弱,储层较为致密或成为富水区,含气性差,不利于天然气富集,低产或不具产能的气井广泛分布在古沟槽和古洼地地貌单元内。     

鄂尔多斯盆地塔巴庙地区奥陶系风化壳天然气成藏地质条件分析

通过对塔巴庙地区奥陶系风化壳气藏的成藏地质条件分析。认为气藏成因类型主要为上古生界煤成气和下古生界油型气的混合气,潮坪相白云岩和风化壳成因的溶孔、溶洞、裂缝是主要的储集空间;上覆石炭系下部的铁铝质泥岩、暗色泥岩、灰质泥岩及泥质粉砂岩作为区域盖层。圈闭类型主要为受古地貌和岩相控制的地层岩性圈闭．为天然气成藏提供有利聚集场所。     

鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩天然气成藏主控因素及勘探进展

1989年,在鄂尔多斯盆地钻探的陕参1、榆3井获高产工业气流,发现了当时我国最大的海相碳酸盐岩气田--靖边气田,证实了该盆地下古生界海相碳酸盐岩沉积层系具有巨大的天然气勘探潜力。为了推进“西部大庆”的早日建成并为该气田下一步勘探工作提供技术支持,对该盆地海相碳酸盐岩天然气成藏主控因素及勘探技术思路进行了总结。通过对鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系沉积特征、烃源岩条件、储层类型及天然气成藏组合的综合分析,认为该区奥陶系海相碳酸盐岩发育盆地中东部奥陶系风化壳、古隆起东侧白云岩、盆地西部岩溶缝洞体等3大勘探领域;近年开展的地质研究和勘探技术攻关,明确了上述3大勘探领域的成藏主控因素,形成了岩溶古地貌精细刻画与风化壳储层预测、白云岩储层地震预测及含气性检测、岩溶缝洞体识别及储层预测等先进的勘探配套技术,天然气勘探取得了新的进展：①靖边气田含气面积不断扩大,天然气储量规模增长近2倍,是中国石油长庆油田公司天然气增储上产的现实目标;②古隆起东侧白云岩发现多个含气富集区,天然气储量规模接近1 000×10⁸ m³,是现实接替领域;③在鄂尔多斯盆地西部岩溶缝洞体发现新苗头,是下一步天然气勘探的新领域。     

鄂尔多斯盆地中部奥陶系马家沟组中组合天然气成藏规律

奥陶系马家沟组中组合(马家沟组五段5亚段—10亚段)是鄂尔多斯盆地天然气勘探研究的重点层位。利用钻井、测井、地震、试气及化验分析等资料,分析奥陶系马家沟组中组合天然气藏特征,探讨天然气成因与来源,从烃源岩条件、储层条件、圈闭条件和构造条件等方面深入研究了马家沟组中组合天然气成藏规律。研究表明,奥陶系马家沟组中组合天然气干燥系数均大于0.985,属于干气藏,气藏类型为岩性气藏和地层—岩性气藏,前者具有大面积分布特点,后者发育于剥蚀面附近;天然气主要来源于上古生界煤系烃源岩,下古生界碳酸盐岩类总有机碳含量主体为0.1%～0.2%,能够提供部分天然气;天然气藏的形成与分布受到烃源岩条件、输导体系、封盖条件、圈闭条件和构造条件共同控制,天然气主要富集在剥蚀面附近,运移输导体系控制着天然气富集的层位和范围,封闭条件及圈闭类型控制着天然气藏形成与分布,构造演化特征控制天然气运聚特征。     

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.     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系古岩溶型碳酸盐岩致密储层特征、形成机理与天然气富集潜力

目前鄂尔多斯盆地东部古岩溶型碳酸盐岩储层的研究相对薄弱,因此开展奥陶系古岩溶型储层形成机理与天然气富集潜力研究可为天然气储量的发现和开发前景评价奠定基础。通过对鄂尔多斯盆地东部奥陶系岩溶储层特征、形成控制因素、天然气富集主控因素与富集潜力的评价分析,认为盆地东部碳酸盐岩风化壳储层较为发育,气源供给充足,源-运-储配置关系良好,具备天然气规模富集的条件。鄂尔多斯盆地盆地东部岩溶储层总体表现为低孔与致密的特征,将孔隙度为3%、渗透率为0.05×10^-3 μm²确定为储层物性下限标准;将孔隙直径为30 μm、喉道直径为5 μm界定为储层孔、喉尺度下限标准。有利沉积微岩相、有效岩溶作用和综合成岩作用等共同影响储层形成,半充填型硬石膏结核云岩为最重要的储层类型。研究认为天然气富集主控因素包括：①有效储层发育是天然气富集的基础物质条件;②良好的源-运-储配置关系是天然气富集的关键。总体而言,盆地东部下古碳酸盐岩岩溶储层具备较大的勘探开发潜力。