鄂尔多斯盆地上古生界天然气运移聚集特征

鄂尔多斯盆地上古生界主要发育煤系气源岩和海相碳酸盐岩气源岩,在晚三叠世进入生气门限,早中侏罗世进入排气门限,晚侏罗世─早白垩世末达到生排气高峰期。上古生界最大埋深时古异常超压对天然气的运移富集起着重要作用,是微裂缝排气的主要动力。由于排气较晚,天然气的初次运移主要为扩散排气和微裂缝排气。二次运移期间,在上古生界石盒子组出现较大面积的异常高压,形成了阻止天然气向上穿层运移扩散的压力封闭;而部分地区上古生界内部的异常高压为上古天然气向下穿层运移进入奥陶系提供了动力。分析区域构造演化和古流体势分布对天然气运移的综合控制作用后认为,地史期紧邻生气中心、处于构造高部位上的相对低势区及低压区为天然气聚集成藏的最有利地区,这一认识已被勘探实践所证实。     

鄂尔多斯盆地中部上古生界天然气运移特征分析

根据对鄂尔多斯盆地中部石炭二叠系压力孕育史模拟，晚三叠世和早白垩世其烃源岩内异常流体压力均明显大于静水压力，形成２个过剩压力高峰（不同地区前、后峰的大小关系不同），之后对应的泄压段可作为两个重要排烃期，中西部的主排烃期在早白垩世—晚白垩世，东部的主排烃期在晚三叠世—中侏罗世。根据对研究区５条剖面的水动力模拟结果，认为气势分布的演化可分为３个阶段（晚三叠世至中侏罗世，早白垩世，晚白垩世至今），各阶段气势分布特征有所不同，不同阶段之间天然气运移方向变化较大。通过对层组间过剩压力分布、气势对比及奥陶系地层水和天然气化学性质的综合分析，认为沿垂直方向运移的天然气向上可到达下石盒子组，向下通过古侵蚀沟等可进入奥陶系，成为奥陶系大气田的一部分气源。图５参７（梁大新摘）     

鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏特征

鄂尔多斯盆地上古生界具有含气丰富和低孔、低渗、低压的特征。通过储集层流体包裹体均一温度、包裹体激光拉曼光谱、沥青分布与成因、岩石薄片等分析，结合天然气组分、C5-C8轻烃、单体碳同位素实验数据，分析了鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏基本特征和成藏过程，总结了高效储集层的主控因素，划分出3种上古生界天然气成藏组合，即源内成藏组合（山2段-太原组几源顶成藏组合（山1段-盒8段）、源外成藏组合（石千峰组）。并应用上述方法剖析了不同类型气藏天然气成藏过程及成藏主控因素。图7表2参17     

鄂尔多斯盆地中东部上古生界天然气地球化学特征

鄂尔多斯盆地是我国第二大含油气盆地,天然气勘探前景广阔.该盆地中东部上古生界天然气中烃类组分以高CH.含量(>85%)为特征,C 2含量小于10%,干燥系数(C1/Cn)多大于90%,反映了以"干气"为主、"湿气"为辅的特征.非烃组分主要是CO2和N2,微含H2、He等.上古生界天然气的δ13C1值一般大于-36‰,大部分在-35‰～-30‰之间,δ12C2多在-27‰～-22‰之间,δ12C3多为-27‰～-21‰,δ12C4为-26‰～-20‰,δDCH12C4值为-185‰～-162‰,与下古生界天然气有差异.研究认为,鄂尔多斯盆地中东部上古生界天然气主要属于煤成气.     

鄂尔多斯上古生界流体包裹体测温与天然气成藏分析

鄂尔多斯上古生界发育大面积岩性气藏。通过储层流体包裹体、有机质成熟度、天然气地球化学特征综合分析，储层烃类包裹体形成均一温度70-200℃、峰值100～140℃，推测流体包裹体大量形成时的有机质成熟度（Ro）小于1．4％；天然气成熟度（Ro）为1．3％～2．0％，二者具有明显不匹配性。由此推测，烃类包裹体形成的主要时期代表着气藏的主要成藏期。     

鄂尔多斯盆地上古生界压力封存箱与天然气的富集规律

根据鄂尔多斯盆地北部沉积埋藏史、成烃史、地热史和烃类包裹体分析、地层剥蚀厚度、沉积速度等资料,结合鄂尔多斯盆地上古生界普遍低压异常、储层致密、构造简单、含气层分散、天然气聚集受封存箱控制的特点,对盆地北部上古生界异常压力分布规律、压力成因及演化历史的研究认为,该区上古生界具备压力封存箱发育的地质环境。压力封存箱区域分布的特点是上古生界为一个高低压相间共存的复杂压力封存箱型含气系统,储层属异常低压-常压,泥岩仍保持幅度不等的高压。压力封存箱的形状、内幕结构、箱内砂泥岩的配置关系控制了箱内天然气藏的分布。     

鄂尔多斯盆地中部断裂带方解石脉天然气包裹体研究

喜马拉雅运动对鄂尔多斯盆地断裂构造演化和油气藏的形成与分布具有十分重要的影响。鄂尔多斯盆地中部断裂带穿过米脂气田南侧,在断裂带中三叠系野外露头发育有一组"X"型构造裂隙或节理,充填有含大量天然气包裹体的方解石脉。分析表明天然气包裹体形成温度在130~140℃之间,气态总烃含量为78.9%,其中CH4为51.8%,并含21.1%的H2S气体。天然气包裹体中有机质以中等碳数C19—C27正构烷烃和偶碳数优势为特征,其来源与鄂尔多斯盆地天然气藏源岩一致。研究认为方解石脉天然气包裹体是深部天然气藏受喜马拉雅运动影响沿构造裂隙发生运移的结果。     

运用流体包裹体研究鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏

鄂尔多斯上古生界砂岩储层流体包裹体均一温度具有明显的单峰分布特征,对应的均一温度分别为70~110℃、110~140℃、140~200℃,各温度段均与油气充注有关。在70~140℃温度段,有机质成熟并进入生油高峰期,水-岩作用活跃,机械压实、硅质胶结作用明显,形成大量流体包裹体,上古生界致密储层基本形成。在140~200℃温度段,有机质进入高成熟—过成熟阶段,水-岩作用不明显,仅形成少量的石英、方解石、白云石胶结物及极少量流体包裹体,包裹体中烃类成熟度和烃类组分与气田相似,是天然气的大量成藏期。因此,鄂尔多斯盆地上古生界致密储层形成时间要早于气藏形成时间。     

鄂尔多斯盆地上古生界天然气储集层长石的溶蚀与次生孔隙的形成

鄂尔多斯盆地上古生界天然气储集层主要为二叠系山西组山2段和下石盒子组盒8段，主要孔隙类型为次生孔隙。镜下观察，次生孔隙的形成除了与沉积物源、沉积环境和搬运介质有关外，还与后期成岩阶段长石的溶蚀作用有关。根据长石溶蚀的岩石学证据，建立反应方程式对长石溶蚀进行计算，综合考虑溶蚀的温度、反应的热力学趋势、体积的减小等因素，认为钾长石溶蚀可提供较大的次生孔隙．钙长石和钠长石溶蚀效果较差。在有机酸参与下碱性长石的溶蚀作用是该区天然气储集层次生孔隙形成的主要原因。图3表2参20     

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区上古生界天然气地质特征与勘探前景

塔巴庙地区区域构造上隶属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡.太原组和山西组的煤层和暗色泥岩具有较好的生烃能力.山西组和下石盒子组河流、三角洲砂体和太原组潮道砂体是主要的储集岩体;纵向上发育的多套生储盖组合为天然气富集成藏提供了有利条件.塔巴庙区块上古生界天然气资源量为6174×108m3,目前的探明率仅为11%,因此上古生界天然气勘探前景十分广阔.综合研究认为,塔巴庙地区上古生界气藏储层物性受控于沉积微相类型,岩性圈闭是该区上古生界气藏勘探的主要类型.      

鄂尔多斯盆地上古生界深盆气成藏模式

文章通过对鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层的分布特征、物性特征以及天然气成藏条件等进行分析，提出了鄂尔多斯盆地上古生界深盆气成藏的新模式，认为其成藏过程是天然气在垂向上向上排驱地层水并就近聚集，而不是长距离侧向运移的结果；鄂尔多斯盆地上古生界的气水分布从严格的意义上讲并不属于气水倒置的范畴，而是大量各自独立的致密砂岩天然气藏在平面上投影叠合的表象。根据这些结论，不仅对鄂尔多斯盆地，而且对阿尔伯达盆地的经典深盆气藏的气水倒置分布的观点也应该重新认识。     

鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气聚集规律

鄂尔多斯盆地北部上古生界是一个独立的含油气系统,发育完整的生储盖组合,利于天然气的聚集。位于乌审旗一带的大型生气中心,具有面积大、生气强度大、总资源量丰富的特点,为天然气的富集提供了物资基础。分布广泛,十分发育的河流、扇三角洲及潮坪等多种成因类型的砂体,为大中型圈闭的形成提供了广阔的空间,有利生储盖组合,为气田的形成创造了优越的条件;位于生气中心内及附近区域构造较高部位的大中型砂岩发育带有利于天然气的运移聚集,因而成为天然气的富集区带;岩性圈闭和构造-岩性圈闭面积大、含气层段多,成为该区主要的圈闭类型。根据以上特点分析认为,伊陕斜坡东段(新街-乌审旗-红石桥),杭锦旗断阶南部和天环坳陷(布伦庙地区)为今后的三大勘探目标区和主攻方向,首选目标则为新街-乌审旗-红石桥地区。     

鄂尔多斯盆地西缘推覆带上古生界天然气成藏地球化学特征

鄂尔多斯盆地西缘推覆带上古生界天然气为非烃类组分含量相对较低、烃类烃组分含量相对较高的煤成气。根据上古生界太原组有机质Ro值平面、纵向上的分布，结合构造演化特征，认为天然气的生成、成藏应晚于推覆构造发生的时间——晚侏罗纪，且烃类以垂向运移为主。根据天然气地化特征纵向变化，认为天然气成藏具有同期次性或运移的均衡性特征，烃源岩较强的排烃能力造成天然气甲烷碳同位素偏重。     

鄂尔多斯盆地上古生界流体压力分布与成因

鄂尔多斯盆地上古生界的流体压力从一个侧面反映了盆地内的天然气藏类型。深盆气表现为区域的负压异常,且随气层埋藏深度变大和煤层Ro的增大,负压程度越来越大;与构造有关的气藏,则普遍表现为静水压力或正异常压力特征。深盆气的负压特征与区域性的构造抬升剥蚀有关,负压程度的不同则受煤层成熟演化程度的控制。盆地腹部高演化程度区的煤层高生气强度和地层水的高汽化程度,使盆地腹部天然气"湿度"小,比重小,压力系数低;向盆地边缘方向随热演化程度变低,天然气"湿度"变大,比重变大,压力系数升高。深盆气区压力系数的规律性变化反映了天然气近距离运移和就地成藏的特征。     

鄂尔多斯盆地上古生界层序地层与储层预测

通过以基准面旋回为参照格架的层序地层研究,将鄂尔多斯盆地上古生界划分为3个中期地层旋回和11个短期地层旋回,中期地层旋回自上而下为MSC1、MSC2和MSC3,分别对应于石盒子组、山西组和本溪、太原组。在研究区目的层段识别出最三角洲、陆表海、三角洲、冲积扇和河流沉积体系,早期层序地层的发育具准平原基础上形成陆表海的沉积特征,二叠纪时海水退出,方开始了陆相盆地的发育阶段。预测认为,储层在MSC1、MSC2、MSC3三个旋回中均有分布,有利储层分布区为伊24-鄂9-伊14井区、伊三-伊6-伊13井区、伊15-召探1井区和伊9井区,起鸡哈浪-塔巴庙-陕196井区为最有利含气探区。     

鄂尔多斯盆地上古生界气源灶评价

鄂尔多斯盆地是在单斜构造背景下的稳定台地型盆地,古生代以来一直以整体升降运动为主,在其上古生界已发现榆林气田、乌审旗气田、苏里格气田等,这些气田的烃源岩主要为上古生界煤层,次为暗色泥岩。自三叠纪稳定快速埋藏成熟、早白垩世末受晚期燕山运动影响抬升剥蚀后,盆内古地温明显降低,大部分地区降温幅度太大,生烃基本结束,大部分地区RO>1.3%,南部过成熟,向北成熟度逐渐降低。盆内上古生界气源灶有机质丰度高,但(熟化速率)ΔRO≤0.03%/M a,生气速率主要在(0.2~0.4)×108m3/(km2.M a)之间,平均主生气持续时间为104.7 M a,主生气期内的生气量比例为55.9%。     

鄂尔多斯盆地天然气勘探领域分析

鄂尔多斯盆地的天然气勘探发展对全国天然气市场供应具有重要意义。目前该盆地探明率低，还有较大勘探潜力,其天然气储量增长将主要集中在上古生界山2段和下古生界马五段,下古生界以岩溶储层为主，建议主攻目标为靖边潜台东部及周边，2个预备地区为中央古隆起东坡和宜川-黄龙。上古生界以大面积地层岩性油气藏为主，主攻目标为统万城-镇北台-子洲-清涧和府谷-佳县地区，3个预备地区为铁克苏庙及靖边潜台西南侧的城川地区、西南（镇原）和宜川-黄龙地区。文章最后针对该盆地目前的勘探进展情况，提出了一系列的建议。     

鄂尔多斯盆地上古生界油气资源数值模拟

为了准确评价鄂尔多斯盆地上古生界油气资源，将油气系统的概念引入了盆地模拟分析，能确定盆地模拟的基本参数。然后应用BASIMS4．5盆地模拟软件对鄂尔多斯盆地上古生界油气藏进行模拟，从而获得了大量详实可靠的上古生界油气藏数据。在此基础上，进一步分析了鄂尔多斯盆地上古生界生烃量在平面上的分布特点，指出伊陕斜坡北部是鄂尔多斯盆地目前最主要的勘探区域，这与目前鄂尔多斯盆地天然气的勘探形势相一致。     

陕甘宁盆地乌审旗气田上古生界高产控制因素研究

储层裂缝分布规律和单砂体时空展布特征是孔隙-裂缝型储层研究的重点,也是陕甘宁盆地上古生界中部气田获得高产的主要控制因素。通过研究作者认为,储层构造裂缝的发育与单砂体的岩性、厚度及储层所处的构造位置均有明显关系,鼻状构造高部位且岩性较粗的储层,裂缝最为发育。根据这一认识,作者对裂缝平面的分布规律进行了预测。同时文中在高精度、等时地层格架建立的基础上,从储层沉积相和沉积微相入手,研究了单砂体的展布规律和储集性能的时空变化,并对有效储层的分布进行了预测。