鄂尔多斯盆地上古生界气藏特征与成藏史研究

鄂尔多斯盆地煤系在埋藏早期因释放有机酸而使地层水呈弱酸性,含氧羧酸溶蚀铝硅酸盐生成大量孔隙而使砂岩易于压实,其后的地层升温促进Al³⁺和Si²⁺的络合物分解生成SiO₂、自生粘土和铁方解石,导致砂岩区域致密化。晚侏罗—早白垩世的构造热事件导致煤系大量生烃和地层水汽化,促使高压流体（甲烷+水蒸气）充斥整个封存箱,形成盆地级高温高压气藏。晚白垩—古新世盆地区域性抬升剥蚀导致煤系埋藏变浅,地温梯度降低,使地层中甲烷被保留而水蒸气凝析成水,高温高压气藏逐渐转化为低温负压气藏。     

鄂尔多斯盆地上古生界气水分布和地层压力

气水倒置是深盆气藏存在的主要证据之一。鄂尔多斯盆地气水分布主要与古今（区域）构造、生气强度、沉积体系有关。气水宏观分布上显示出盆地边缘含水、盆地中央普遍含气的趋势。压力异常是深盆气藏的重要特征。鄂尔多斯盆地上古生界地层压力以异常低压为主，但压力分布相当复杂，关系曲线回归性较差。主要原因是含气砂体多为条带状和透镜状，连通性较差，多属单个气藏，具有多个压力系统。     

鄂尔多斯盆地上古生界深盆气藏研究

鄂尔多斯盆地存在前缘坳陷和大型斜坡组成的深盆地结构。上古生界发育海陆交互相和陆相砂泥岩生储组合,大型三角洲体系形成了广泛发育的致密砂岩储集层。煤系地层形成了深盆气藏的主要气源岩,范围广、丰度高的煤系有机质除东北部处于低成熟外,盆地中普遍进入成熟─高成熟演化阶段。深盆气的生成─运移─聚集从三叠纪持续到晚白垩世,其后进入保存期。上古生界形成了一个几乎覆盖全区的特大型深盆气藏,地层压力以异常低压为主,气水分布明显呈现南气北水下气上水的特征,气层分布不受构造控制,预测地质储量为１． ４７ × １０１２～ １０． ５ × １０１２ｍ３。     

鄂尔多斯盆地上古生界储层水敏特征研究

通过水敏、粘土膨胀、盐敏试验，分析了鄂尔多斯上古生界储层水敏特征，得出水敏性与储层物性之间的关系及上古生界储层水敏伤害的原因，对减轻储层水敏伤害提出了解决办法。     

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。     

鄂尔多斯盆地上古生界气藏与深盆气藏特征对比

通过对鄂尔多斯盆地上古生界砂泥岩压实资料、孔隙演化、压力成因、气水分布、天然气运移和成藏特征等分析研究,结合前人的成果资料,对上古生界气藏与典型深盆气藏特征进行了详细对比。研究认为,如果仅从成藏基本条件和气藏某些表现形式看,上古生界气藏与深盆气藏有相似之处。但开发动态资料显示,气层连通性差,气层分属多个压力系统,并没有出现大范围的气水关系倒置现象,局部存在边底水,气水分布主要受构造部位和有利储层相带等因素控制。由成藏作用过程、成藏关键条件和成藏机理考察,上古生界气藏具就近运移、聚集、成藏特点,主要属岩性气藏或构造-岩性气藏。综合分析认为,储层连通性差、圈闭受岩性和构造控制是造成上古生界气藏有别于深盆气藏的根本原因。     

杭锦旗地区上古生界地层水成因

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区上古生界地层水总矿化度为13 831~89 445 mg/l,平均47 565.81 mg/l,属于盐水和卤水的范畴。pH 值4.37~7.3,为弱酸性。地层水基本为CaCl2型水。泊尔江海子断裂带的地温梯度是最高的,断裂南部次之,断裂北部最低。泊尔江海子断裂附近地层水矿化度、pH 值及地温梯度等出现异常,研究认为,造成断裂带地层水异常是由于混合作用,断裂带以外主要的流体-岩石相互反应是斜长石的钠长石化过程。     

鄂尔多斯盆地东部上古生界现今地层压力分布特征及成因

现今地层压力分布是地史过程中盆地构造演化、沉积环境、烃源岩有机质热演化等多种地质因素在孔隙流体中综合作用的最终结果。抽水实验和试井获得的地层压力资料显示,鄂尔多斯盆地白垩系、三叠系均具有低压特征。盆地东部上古生界正常压力、异常低压和异常高压并存,正常压力类型比例达56.76%,异常低压类型比例为30.63%,高压最少;下石盒子组、山西组、太原组和本溪组随地层深度增加,压力系数总体呈现降低趋势。以子洲气田为例,采用压力梯度曲线法,将山2段划分为多个压力系统,单个压力系统之间互相分隔、互不连通。流体包裹体实验表明,早白垩世末期地层压力为超压,地层压力系数为1.14~1.66。现今盆地东部正常压力是盆地压力演化过程中的最后一幕。地层抬升剥蚀和构造热事件消退引起地层温度下降,从而导致压力下降了8.6~11.1 MPa,占整个压力降幅的32%~40%;天然气散失引起压力降低占整个压力降幅的20%~30%。盆地东部压力系数较高的主要原因是,东部现今地层埋藏深度浅;而沟壑纵横的地形和天然气富集程度的差异,导致了气田内压力系数各异。     

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深盆气特点与成藏机理探讨

研究区盒8、山2两大成藏组合具备深盆气的形成条件及特征,其储层具有致密化程度高、含气范围内零星产水、气藏压力分割性强等特点,主要归因于陆相沉积层序和气藏的后期改造。地质分析和物理模拟实验表明,砂岩体走向上区域连通,在成藏环境下可以发生气驱水的运聚过程。以早白垩世末为界可划分出形成发育期和深盆气改造期两个阶段。在成藏过程中气藏压力经历了由超压到负压的演变过程。引起不同地区压力降低的主控因素是不同的:苏里格庙地区主要由储层溶孔体积增大引起,温度降低也有一定影响;而东部榆林、神木-米脂地区,主要由后期抬升温度降低引起。在综合分析成藏特征和过程的基础上,提出了"广覆叠置式源顶改造型深盆气"成藏模式。     

鄂尔多斯东北部致密砂岩气藏地层水成因及分布规律

通过地震、钻井、测井及生产动态等资料,结合压汞、气水相渗、物性和水化学等测试分析,对鄂尔多斯盆地东北部神木气田地层水的化学特征、成因、空间分布特征及控制因素进行了研究。研究区处于气水过渡区,地层水属于“Ⅴ”型CaCl₂型,以低矿化度的“酸点水”和高矿化度的常规地层水为主。纵向上,各层之间沉积、岩相差异及距气源远近不同是造成地层水纵向差异分布的主要因素。本溪组与太原组层内稳定分布的多套致密灰岩阻碍了烃类进入储层,造成原始气藏充注程度不高,地层水相对富集;石千峰组远离气源中心,烃类供给不足,气驱水不彻底;山西组属“自生自储”成藏组合,充注程度高,产水量少。平面上,受晚白垩世末期盆地“西倾”构造运动影响,盆地东北部整体抬升并发生气水二次调整,导致含气层位增多,连续气柱高度上升;同时气藏压力下降,盆地边缘地层水顺层侵入,各层均不同程度产水,形成“多层含气、普遍低产、气水同产”的格局,表现为自西向东地层水的规模及产水量逐渐增大,矿化度逐渐升高。研究结果为鄂尔多斯盆地边缘气水空间分布及成因理论提供了一定科学依据。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田地层水特征及成因分析

通过研究地层水中离子的富集或亏损程度,并结合前人研究成果,对大牛地气田上古生界太原 组、山西组和下石盒子组地层水成因进行了初步探讨。研究结果表明：研究区地层水受沉积环境、水-岩相 互作用、流体混合作用及蒸发浓缩作用共同控制,各层系地层水均具有富Br ^-,Ca ²⁺ ,Sr ²⁺ ,贫Mg ²⁺ ,略微贫 Na ⁺ 的特点;下石盒子组Br ^- 的富集及各层系地层水化学特征的相似性共同表明了地层水混合作用的存 在;煤系酸性地层水对储层砂岩的成岩作用有重要影响。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田地层水成因及气水分布规律

鄂尔多斯盆地苏里格气田是中国目前发现的最大天然气气田,属于低孔隙、低渗透、低丰度、低产量、大面积展布的砂岩岩性气藏,含气面积达4×10⁴km²。地层水地球化学特征、地层水产状与成因分析表明,苏里格气田地层水均为CaCl₂型,呈弱酸性,总矿化度为29.12～68.30g/L,氢(δ²D) 同位素–82.7‰～–60.5‰,氧(δ¹⁸O) 同位素–6.3‰～–3.39‰, 锶（⁸⁷Sr / ⁸⁶Sr）同位素0.71365～0.71718,反映了互不连通的深层封存环境的古沉积水特征。地层水分布主要受生烃强度和储层非均质性控制,不受区域构造控制,其相对独立、不连片、无统一气水界面。     

润湿性影响下低渗透储层地层水矿化度预测——以鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组长81段为例

测试资料表明,鄂尔多斯盆地陇东地区低渗透储层地层水矿化度变化很大,且储层受到复杂润湿性影响,基于自然电位和储层电阻率~孔隙度组合预测地层水矿化度等经典方法均失效,给储层含油饱和度预测带来巨大困难。因此,在假设储层地层水矿化度与邻近泥岩层束缚水矿化度近似相等的前提下,首先选取邻近泥岩层中稳定部分（高自然伽马、未扩径和低电阻率）,读取电阻率和声波时差数据。其次,完成邻近泥岩层声波时差数据的压实校正。然后,通过电阻率和校正后声波时差交会图,实现对不同矿化度下（0~20,20~40,40~60以及大于60 g/L）邻近泥岩层识别,进而提出一种利用邻近泥岩信息确定储层地层水矿化度的方法,预测结果得到了实验分析数据的验证。最后,利用该方法预测了106口井长8¹储层地层水矿化度资料,结合69份地层水分析矿化度,绘制了陇东地区长8¹储层地层水矿化度平面分布等值线图,有助于地层水矿化度的准确选择和平面分布规律研究。同时,为润湿性影响下的低渗透储层地层水矿化度预测提供了一种可行的解决办法,并具有普遍适用性。     

鄂尔多斯盆地延长组下组合地层水特征及其油气地质意义

鄂尔多斯盆地中生界延长组下组合长10—长8油层组油水分布关系复杂,地层水特征及其与油藏的关系缺少系统研究.为明确地层水性质及其与油藏的关系以及地层水矿化度对测井精细解释的影响,基于地层水样品筛选,通过对鄂尔多斯盆地延长组1万余个地层水水样测试数据分析,研究地层水性质及分布特征,分析地层水矿化度、特征参数等的油气地质意义...     

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界烃源岩热演化特征模拟研究

以表征烃源岩热演化程度的实测镜质组反射率（R_o）为标定值,以PetroMod盆地模拟软件为工具,在剥蚀厚度恢复、古大地热流值选取的基础上,利用鄂尔多斯盆地杭锦旗地区70余口探井的录井、测井资料确定了不同地层的岩性组成,建立了相应的单井地质模拟,对上古生界太原组和山西组山1段、山2段烃源岩的演化历史进行了模拟。结果表明,研究区西部、南部的新召、十里加汗、阿镇和浩饶召区带R_o值达到0.65%进入生烃门限的时间为晚三叠世中晚期,北部的公卡汗和什股壕区带R_o值达到0.65%进入生烃门限的时期为早侏罗世早期。平面上,烃源岩热演化程度总体表现为自西南向东北方向逐渐降低的趋势：西部、南部的新召区带、十里加汗区带南部现今R_o值最大为1.43%和1.46%,达到了过成熟演化阶段;北部、东部的什股壕、阿镇区带现今R_o值为0.85%~1.0%,处于生烃高峰期的早期阶段。     

苏里格气田西区致密砂岩储层地层水分布特征

鄂尔多斯盆地苏里格气田西区正常地层水的判别标准为:矿化度≥50 g/L,钠氯系数(r_Na⁺/r_Cl^-)<0.5,钠钙系数(r_Na⁺/r_Ca²⁺)<1,压裂液返排率≥100%。通过地层水化学特征、氢氧同位素和微量元素溴的综合分析认为,苏里格气田西区地层水来源于经过了强烈水-岩作用和蒸发浓缩作用的陆相沉积成因水。确认苏里格气田上古生界地层水封闭条件好,有利于天然气聚集和保存。进一步结合该区烃源岩、储层和盖层等成藏要素分析认为,该区地层水主要是弱动力成藏过程中的残余地层水,复杂的气-水分布源于低生烃强度和低构造位置背景下储层强非均质性和微构造的共同作用;而盆地东部的高矿化度地层水与奥陶纪盐岩的水-岩作用密切相关。     

鄂尔多斯盆地富县探区上古生界深盆气成藏条件

富县探区位于鄂尔多斯盆地的东南部，上古生界该区处于盆地南部生烃中心，气源条件较好；区内砂岩储集层较为发育，具致密、低孔低渗的特点。初步的勘探结果表明富县地区上古生界普遍含气，且具有深盆气的基本成藏特点，是天然气勘探的有利地区。     

天然气成藏过程中地层水相态变化——以鄂尔多斯盆地上古生界为例

根据千米桥潜山异常高温气藏的生产特点、气井凝析水的采出机理以及采出水的矿化度特征,认为鄂尔多斯盆地上古生界气藏形成于异常高温阶段。异常高温不仅导致了甲烷的生成,还导致了部分地层水的汽化和异常高压的形成。气(汽)相流体在异常高压推动下向上部地层扩散,运移使下部地层中的压力降低,加速地层水汽化,并积聚新的压力和新一轮的运移,如此反复,逐渐将甲烷、蒸汽水及伴生的温度、压力扩散至封存箱内的每个部位,达到封存箱内的区域势平衡,从而形成盆地级的高温高压气藏。抬升剥蚀导致上古生界温度、压力下降,水蒸气的液化使气藏中的蒸汽水密度降低,甲烷气浓度降低,气柱压力降低,从而形成负压气藏。