鄂尔多斯盆地奥陶系古岩溶地貌及天然气富集特征

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系风化壳古岩溶地貌形态对天然气储集起着控制作用,划分为岩溶高地、岩溶台地、岩溶盆地3种二级和9种次一级(三级)类型。岩溶台地的岩溶作用最强烈,是天然气富集的最有利地区;岩溶高地中的平台、岩溶台地中的缓丘、岩溶盆地中的残丘层状岩溶比较发育,主力气层保存完整,是天然气富集的有利地区;岩溶高地与岩溶台地接触部位,为水动力转换带,天然气比较富集。沟槽两侧上方的斜坡地带是高产气井的有利分布区。     

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。     

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.     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系顶部古风化壳特征及其与天然气富集的关系

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系顶部古风化壳具有６种识别标志：①长期沉积间断,奥陶系与石炭系之间为假整合接触;②古侵蚀面之上发育铁、铝质泥岩,古侵蚀面之下发育大气淡水溶蚀带;③发育水平岩溶带和岩溶角砾岩;④缝洞充填物中见石炭系孢粉化石及煤屑、砂质;⑤古侵蚀面上、下的泥质岩成分有较大差别,侵蚀面之上的主要为高岭石,侵蚀面之下的主要为伊利石;⑥古侵蚀面之下的测井曲线特征为低伽马、低时差、中高电阻率、中高密度值,古侵蚀面之上则与之相反。古风化壳自上而下可划分为氧化作用带和溶蚀作用带。古风化壳的展布特征为：①穿层分布;②厚度自西向东逐渐减薄;③铁铝质泥岩的分布受古岩溶地貌的控制;④主要发育在白云岩分布区。古风化壳与天然气成藏有着密切的联系：①多类型岩性组合是天然气成藏的必要条件;②铁铝岩类缺失带的两侧是天然气富集的有利地区。已在研究区的古风化壳上找到了我国陆上目前最大的天然气田———长庆气田。图３ 表１ （ 马振芳摘）     

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     

鄂尔多斯盆地陇东地区上古生界天然气富集规律

基于鄂尔多斯盆地陇东地区上古生界气源条件、储层特征、盖层特征等的分析,对研究区上古生界天然气富集主控因素进行了研究。研究表明,鄂尔多斯盆地陇东地区上古生界天然气气藏的形成与分布主要受气源、盖层和储层条件三元耦合关系控制。气源条件、山西组1段直接盖层条件共同控制区域上气藏的形成与分布。区域上生烃强度高,山西组1段泥岩盖层厚度大于35 m的区域为山西组1段气藏有利成藏区,山西组1段泥岩盖层厚度小于35 m的区域则主要为石盒子组8段气藏有利成藏区。储层条件控制天然气的局部富集,其中气源条件、山西组1段盖层条件相似时储层“甜点”控气,即储层质量越好天然气越富集;气源条件、山西组1段盖层条件均有利时,相对较差储层亦可成藏。值得注意的是,气源、盖层和储层条件三元耦合关系控制的天然气最佳成藏富集区并非三者均为最优的地区,而是三者最佳配置、相互补偿形成的有利区。     

鄂尔多斯盆地中央古隆起与天然气聚集

鄂尔多斯盆地中央古隆起可以划分为中部凸起剥蚀区、西翼陡坡区、东翼缓坡区、北翼平缓北倾区、南翼陡缓变化区.经历了前加里东期、加里东期、海西期、燕山期几个发育阶段.古隆起的构造发育与烃源岩热演化配置良好.其东翼靖边-志丹-富县区为 Ⅰ 类远景区;北翼定边-天池区次之;西翼陡坡区较差.主要储集层是奥陶系顶部风化淋滤带.     

古岩溶地貌与古岩溶储层岩溶效应分析——以鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳为例

以鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳为对象,以大量地质录井及实验分析资料为依据,密切结合古岩溶储层岩性和物性分析,综合探讨了古岩溶地貌与古岩溶储层的岩溶效应特征。研究结果表明,盆地东部奥陶系风化壳储层岩石类型可归纳为白云岩类、次生灰岩类、石灰岩类、云化灰岩类等四大成因组合。古岩溶地貌不同,则与储层的岩性效应不同,石灰岩及云化灰岩类是斜坡台地及残丘和盆地残台及残丘发育的标志性岩类;白云岩及次生灰岩类则是斜坡台缘、斜坡阶坪及盆地洼地发育的基础岩类。古岩溶地貌不同,则与储层的物性效应不同,斜坡台缘效应最好,斜坡阶坪中等,斜坡台地及残丘中下,盆地残台及残丘较差,盆地洼地最差。斜坡台缘与斜坡阶坪分界为盆地东部古岩溶效应的重要转折点,居其两侧的小层渗透率随古岩溶地貌的变迁而逆向增减,发育红色和蓝色2种不同的效应模式。小层物性效应则与白云岩类和次生灰岩类的含量密切相关,其效应模式呈现出此消彼长同时又互为补充的特点。如果储层岩类组成过于单一、或者某类组分含量过低或过高,都将对古岩溶地貌发育产生重要的影响;适度比率的岩类组合或者混合岩化对古岩溶储层的物性效应更为有利。     

鄂尔多斯盆地苏里格地区奥陶系古岩溶储层成岩作用

鄂尔多斯盆地苏里格地区奥陶纪主要沉积环境为水下凸起—隆间洼地和(内)陆棚盆地。奥陶系由原始沉积的碳酸盐岩和岩溶角砾岩组成。溶蚀孔是最主要的孔隙类型,裂缝是重要的储集空间;孔隙度为0.02%～16.70%,平均为2.19%;渗透率为(0.0014～706.35)×10^-3μm²,平均为 1.90×10^-3μm²。奥陶系碳酸盐沉积物(岩)经历的成岩作用有压实、白云石化、胶结、交代、溶蚀和去白云石化作用。全岩白云石样品较低的δ¹⁸O值和较高的Mn,Fe含量以及明显低的Sr含量说明白云石受到淡水淋滤和埋藏作用的影响,不低的δ¹³C值说明碳来自原始沉积物中的CaCO₃。白云石胶结物较全岩白云石具有较低的δ¹⁸O和δ¹³C值,说明白云石胶结物形成于裸露期的风化壳岩溶作用阶段。岩石经历了早期成岩作用、表生成岩作用和晚期成岩作用。低孔、低渗是该储层的特点,原因是岩溶作用强度不够和埋藏较深。     

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     

鄂尔多斯盆地奥陶纪层序岩相古地理

通过大量露头与钻井沉积相观察,系统编制了三级层序地层格架下的鄂尔多斯盆地奥陶纪岩相古地理图。研究认为,早奥陶世发育近SN走向的伊盟-中央古陆将盆地分为东、西2部分碳酸盐台地沉积区,其沉积古地理分别受控于华北海及祁连海;由早奥陶世至中奥陶世盆地总体呈现出逐渐海侵及伊盟-中央古陆逐渐缩小的过程,伊盟-中央古陆在中奥陶世大部分被海水侵没并已分化为南、北相隔的2个古陆即庆阳古陆和伊盟古陆,至中奥陶世晚期即达瑞威尔期（马家沟组六段沉积期）海侵达到最大范围;晚奥陶世发生海退,造成现今鄂尔多斯盆地范围内大部分表现为古陆剥蚀区,仅在盆地西缘及南缘发育了较窄的开阔镶边台地及其斜坡相沉积,至晚奥陶世中晚期（凯特期-赫南特期）几乎全部隆升为陆。自早奥陶世晚期（弗洛期）至中奥陶世中期（达瑞威尔初期）即马家沟组一段至五段沉积期,盆地中东部发育大面积的局限蒸发环境,形成局限潟湖甚至膏盐潟湖。盆地西部与南部受贺兰拗拉槽与秦祁海槽发展演化控制,主要发育大陆边缘沉积体系,由早奥陶世-中奥陶世早期的被动陆缘碳酸盐缓坡台地向中奥陶世晚期-晚奥陶世的主动陆缘弱镶边碳酸盐台地演化。     

鄂尔多斯盆地庆华南地区延长统上部沉积相及油气富集规律

晚三叠世早期，庆华南地区处于湖盆中心，水深、面广、有机质丰富。晚三叠世末期，湖盆萎缩，形成三角洲平原分流河道、三角洲前缘水下分流河道和河口砂坝，为油气聚集的有利场所。砂体侧变、顶变的泥岩，为有效益层。上述条件，使河口砂坝形成的油藏具备一定规模、储层物性较好，构造位置较高，试油产量高。     

鄂尔多斯盆地中部东西向天然气聚集区带研究

鄂尔多斯盆地已发现的工业气田刘家庄、胜利井、长庆、镇川堡、吴堡等皆分布于中部东西向构造带上,而盆地其它地区仅个别井有气显示或产少量的工业气流。它们的储层为奥陶系碳酸盐岩或石炭、二叠系煤系地层中的砂岩和薄层灰岩,气源均与奥陶系或石炭、二叠系烃源岩有关,都为纯气藏,显示出良好的一致性。这种工业气田带状分布于盆地中部东西一线不是偶然的,反映着中部过渡构造带对它们成藏及分布的控制作用。以中部构造带为背景将它们从相同或相似的成因背景上联系起来归入中部东西向天然气聚集区。显然,该区是天然气勘探的最有利目标。     

鄂尔多斯盆地奥陶系古岩溶类型及分布

古岩溶的形成和发育是构造多旋口发展中碳酸盐岩介质性质与结构、水文地质条件与地球化学环境等控制物质-能量转化因素在一系列复杂成岩变化过程中演化的结果。鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩自沉积以来，经历了沉积成岩→溶蚀破坏→溶蚀充填→溶蚀改造等漫长的多期岩溶地质作用，古岩溶形态多种多样、大小多变、组构复杂。按照古岩溶形成的条件及控制因素可以划分为表生期岩溶和埋藏期岩溶两大类。其中表生期岩溶包括同生期层间岩溶和裸露期风化壳岩溶；埋藏期岩溶包括压释水岩溶和热水岩溶。由于所受构造条件的控制，不同类型岩溶的分布区域存在明显的差异。同生期层间岩溶主要围绕膏盐盆地分布；裸露期风化壳岩溶主要集中在岩溶地貌变化带；压释水岩溶主要分布于盆地的中北部；热水岩溶主要分布于盆地西缘。     

鄂尔多斯盆地天然气勘探形势与发展前景

近年来鄂尔多斯盆地天然气勘探不断取得突破与进展,继下古生界奥陶系发现第一个10¹¹m³级大气田(靖边气田)以来,在上古生界又发现了榆林、苏里格、乌审旗等多个10¹¹m³级大气田和子洲整装含气富集区,天然气勘探态势良好,累计探明储量已达1.3×10¹²m³。勘探实践和综合研究表明,该盆地后备资源充足,勘探潜力较大。其中,盆地东部多层系复合含气区、靖边古潜台周围、盆地南部、盆地西北部以及煤层气和生物气是天然气勘探发展的重要领域,未来10年可望再新增(5~10)×10¹¹m³的天然气探明储量,天然气勘探前景良好。     

鄂尔多斯盆地中部气田水化学条件与天然气聚集

该文旨在通过现代水文地质特征和形迹的研究,判明储层所处的地球化学环境,指明储层的含油气性,并建立油气判识指标。鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系马家沟组地层水具有浓度高、正变质程度深、均为CaCl₂型水的特点,表明其进入水文完全交替停止带,封闭条件好。它经过了从碳酸盐岩同沉积海水到风化剥蚀期的淋滤水,再经埋藏期的高矿化度的浓缩变质水到成藏期的气田伴生水的水化学场演变过程。与海水室内蒸发浓缩曲线相比较,马五1气田水富集Cl-、Ca2+,消耗Na+、Mg2+,反映完全封闭的还原环境有利于天然气的聚集与保存。文中还讨论了水化学特征参数与天然气富集的关系,并建立了马五1储层利用现今水化学特征判别含气性的指标体系。      

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。     

鄂尔多斯盆地油气储备圈闭特征分析

储备圈闭的数量和资源量是决定一个油气田发展潜力的关键和基础。通过详细分析鄂尔多斯盆地近6年来油气储备圈闭的层位分布、区域分布、类型、规模、埋深、资源量等情况，总结出鄂尔多斯盆地储备圈闭特征，表现在层位分布多，具有古生界产气和中生界产油4套含油气层系；平面分布广，从盆地边缘到盆地中心都有分布；圈闭类型以地层岩性圈闭为主：构造运动对油气圈闭的形成和分布具有一定的控制作用。根据储备圈闭的特点，提出了相应的建议和应注意的问题。