鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界煤系烃源岩生烃潜力再评价

鄂尔多斯盆地北缘杭锦旗地区上古生界是中国石化华北油气分公司天然气的重要增储上产领域。及时开展该地区上古生界煤系烃源岩的生烃潜力再评价研究,有利于为下步勘探部署提供参考。综合利用有机地球化学、有机岩石学等技术手段,结合地层孔隙热压生排烃物理模拟、TSM盆地资源评价数值模拟等新方法和勘探新资料,系统分析、对比研究区上古生界烃源岩的沉积环境、品质特征和展布特征,进而深入开展生烃潜力的再评价。杭锦旗断裂带以南地区上古生界烃源岩具有"品质好、演化程度高、厚度大"的总体特征,而断裂带以北地区则相反。基于物理模拟和数值模拟结果计算,杭锦旗地区上古生界煤系烃源岩的总生气量为15.922×1012 m3,断裂带以北地区生气强度一般小于10×108 m3/km2,而断裂以南地区生气强度主要分布于（15~35）×108 m3/km2,具备形成大中型气田的物质基础。     

鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气成藏期次——以杭锦旗探区为例

杭锦旗探区是中国石油化工股份有限公司在鄂尔多斯盆地北部的一个重点区块,油气生、储、盖条件良好,目前对于该区上古生界天然气成藏期次的认识存在分歧。通过生烃时间法、圈闭形成期法、流体包裹体法以及储层致密化时间和煤热解模拟结果等方法对该区上古生界油气成藏期次展开研究。结论认为杭锦旗探区上古生界存在2期大规模油气运聚;结合生烃高峰和流体包裹体均一化温度结果,明确了该区上古生界油气成藏时间,分别对应于中-晚侏罗世和早白垩世末-至今,前者为油气兼生期,后者为大规模天然气生成期。研究过程中结合多种方法和手段来判识油气成藏期次,避免了单一方法的局限性,结论及认识的可信度更高。     

鄂尔多斯盆地东胜气田氦气分布规律及特大型富氦气田的发现

近年来,随着鄂尔多斯盆地北缘杭锦旗地区东胜气田勘探开发进程的逐步推进,发现在该地区天然气中普遍伴生具有工业价值的氦气。通过对东胜气田166口井天然气样品分析发现,氦气含量为0.045%~0.487%,达到含氦-富氦气田标准。气田中部独贵加汗区带及北部什股壕区带2个基底断裂发育区氦气含量较高,平均含量大于0.1%,具有较大的氦气勘探开发潜力。纵向上从下（盒1段）到上（盒3段）氦气含量依次降低,盒1段和盒2段氦气含量较高,均大于0.1%,为主要的氦气勘探开发层系。根据氦气同位素组成发现,东胜气田氦气为典型的壳源成因,主要来源于基底的太古宇—元古宇变质岩—花岗岩系,氦气分布受基底岩相和深大断裂双重控制,高值区主要沿泊尔江海子等通基底断裂两侧分布,在二级断裂的通氦源断裂与四级断裂的输导体系交汇处和太古宇—元古宇变质岩—花岗岩系基底发育区富集。通过对东胜气田重点天然气井中短期内氦气含量随气井生产动态的变化特征研究,发现天然气在较长的开发时期内氦气含量保持稳定;按照体积法计算,其氦气探明储量为2.444×10⁸ m³,三级储量为8.304×10⁸ m³,是目前我国第一大特大型含氦—富氦气田,资源潜力巨大。建议选取东胜气田作为氦气资源开发利用的先导试验区,加快论证建设氦气战略储备基地的可行性;同时加强主要含油气盆地天然气中氦气成藏规律、资源潜力评价以及氦气等伴生资源的综合利用研究,指导氦气资源勘探开发和综合利用。     

AVO技术在杭锦旗锦58井区致密碎屑岩储层预测中的应用

杭锦旗锦58井区主要目的层属于低孔、低渗致密碎屑岩储层,气层分布不均匀,且纵波阻抗叠置,常规的叠后储层及含气性预测方法难以有效满足勘探开发需求。在测井及地质资料综合分析的基础上,充分利用叠前CRP道集中的偏移距信息,通过对典型单井进行AVO特征分析,优选气层发育的敏感AVO属性,从而定性刻画气层发育的有利区;同时开展横波预测及多参数岩石物理分析,通过叠前弹性参数反演实现定量预测储层含气性。结合已钻井分析验证,AVO技术在该区取得了良好的应用效果,有效降低了叠后预测方法的多解性,进一步提高了含气性预测的精度。     

鄂尔多斯杭锦旗地区上古生界储层流体包裹体特征与天然气成藏时期

杭锦旗地区是鄂尔多斯盆地天然气勘探的重点区域之一。通过杭锦旗地区流体包裹体产状特征、成分及均一温度的研究,可以确定天然气主要的成藏期次与成藏时期。研究表明,杭锦旗地区上古生界砂岩储层中的成岩流体包裹体主要分布于含砾砂岩、中细砂岩的石英加大边或愈合裂隙中,可分为两期,以气液烃包裹体、气液两相盐水包裹体为主,包裹体形态有椭圆形、次棱角形、长条形、半圆形及不规则形,气体成分主要为CO₂和CH₄。与气液烃包裹体伴生的盐水包裹体均一温度具有分布范围广、多峰值且十里加汗、新召和什股壕3个区带分布特征存在显著差异的特征;对包裹体均一温度在古地温场演化史上的投点结果和烃源岩热演化历史的综合分析表明：十里加汗区带主成藏期为始新世至今,新召区带主成藏期为始新世至今并可能存在早侏罗世晚期-晚侏罗世中期次成藏期,什股壕区带依据包裹体测温资料并结合天然气运移特征综合判断主成藏期为始新世至今。     

什股壕地区上古生界天然气运聚特征与成藏机理探讨

经过对大量天然气的组分特征、同位素特征及成藏条件的研究,认为什股壕地区下石盒子组确实存在天然气的长距离侧向运移事件,同时,也存在与该区域南部泊尔江海子断裂以南相似的气藏特征,应该是长距离侧向运移+原地运移的混合气藏。天然气成藏机理应该存在地层抬升减压降温脱溶成藏与水溶气顺层侧向运移减压脱溶成藏两种形式,水溶气的脱溶成藏是什股壕地区盒2+3段大面积岩性气藏发育及天然气规模聚集的重要成藏机理,也解释了什股壕地区下石盒子组盒1气藏普遍含水且气水关系复杂的现象,以及北部烃源岩发育差、盒2+3段却能形成大规模天然气聚集的重要原因。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗西部山西组致密砂岩储层特征及物性控制因素

鄂尔多斯盆地杭锦旗西部地区是近几年天然气勘探与开发的重点区域。山西组上部砂岩为主要含气层,下部煤层为主要气源岩,具有储层致密、非均质性强的特征。目前针对杭锦旗西部地区山西组储层特征及有效储层成因尚缺乏系统研究,制约了该地区后期油气勘探进程。综合利用钻测井、岩心资料、岩石铸体薄片、扫描电镜、物性测试及压汞等多种分析测试资料,系统分析了杭锦旗西部地区山西组储层的岩石学、物性及成岩作用等特征,在此基础上明确了其优势储层成因。结果表明：优势储层主要分布在心滩和河道砂体,以砂砾岩和中粗砂岩为主;储集空间以粒间孔为主,渗透率主要分布于（0.2～2.4）×10-3μm2之间,属于低—特低渗储层,孔喉组合关系以细孔—中小喉为主,微裂缝较发育;储层整体成岩作用较为复杂,包括压实、胶结、交代蚀变和溶蚀作用,储层整体处于中成岩B期;优势储层主要为粒间孔隙,主要受控于沉积作用,溶蚀孔的发育也是储层物性得以改善的主要原因,受到沉积作用、成岩作用的双重控制。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界天然气成因及来源

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界天然气化学组成、稳定碳氢同位素等综合分析结果表明,该区天然气以烃类气体为主,干燥系数介于0.80~0.94,表现为湿气特征;δ¹³C₁和δ¹³C₂值分别为-36.2‰~-31.7‰和-27.8‰~-23.3‰,δD_CH4值为-199‰~-172‰,烷烃气碳、氢同位素总体呈现正序特征,属于有机成因气。天然气成因鉴别和气-源对比表明,该区上古生界天然气主体属于煤成气,来自太原组-山西组煤系烃源岩,但泊尔江海子断裂南北两侧天然气的来源存在差异性,南侧十里加汗区带天然气来自原地的太原组-山西组高成熟烃源岩;而北侧什股壕区带天然气则主要由断裂以南十里加汗等地区运移而来,且后期遭受一定程度的破坏而发生逸散。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗东部地区上古生界天然气成藏模式

为了弄清鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界天然气成藏模式,用以指导该区的油气勘探,从烃源岩分布、天然气运移及圈闭分布特征等角度展开深度剖析,总结了该区的油气成藏模式。结果表明：该区烃源岩呈南厚北薄的展布特征,泊尔江海子断裂以南地区烃源岩成熟度高于断裂以北地区;区内构造圈闭主要分布在泊尔江海子断裂北部地区（什股壕地区）;泊尔江海子断裂以南地区天然气密度大于北部地区,整体呈现由南向北逐渐降低的趋势,而天然气干燥系数则整体由南向北逐渐增大,反映了缺少烃源岩的什股壕地区天然气主要由泊尔江海子断裂以南地区运移而来;泊尔江海子断裂以南地区发育优质的烃源岩,天然气高密度、低干燥系数的分布特征表明了该区域天然气为原地聚集;阿镇地区断裂及伴生构造圈闭成为该区油气运移的通道和聚集场所,十里加汗地区普遍不发育断裂,在砂岩储层物性的控制作用下,形成了近源天然气藏;杭锦旗东部地区上古生界天然气成藏模式划分为3类,即横向远距离运移异地成藏模式、垂向近距离运移原地成藏模式和准连续致密砂岩气成藏模式。该研究成果为杭锦旗地区下一步勘探指明了方向。     

鄂尔多斯盆地北缘近源砂砾质辫状河砂体构型与含气性

鄂尔多斯盆地北缘杭锦旗地区独贵加汗一带的二叠系下石盒子组盒1段沉积期处于公卡汉古陆的南坡,形成了一套近物源的砂砾质辫状河沉积。河道砂体的物性与含气性具有良好的相关性,但河道砂体内部的非均质性很强,造成含气性差异也大。对该区盒1段砂砾质辫状河砂体构型进行了分析研究,明确了其岩相特征和主要构型单元。通过岩心观察和测井资料分析,在盒1段划分出6种典型岩相,心滩和水道充填为主要构型单元。心滩砂体在纵向上一般具有Gm-Sgt-Sm、Gm-Sm-Sp、Sgt-Sm、Sm-Sp等4种岩相组合,水道充填砂体一般具有Gm-Sp、Gm-St、Sgt-Sp、Sgt-St等4种岩相组合,砂体内部这种岩相变化是形成强非均质性的主要原因。利用直井、水平井和地震资料统计心滩长度为230～1 050 m,根据经验公式计算心滩宽度为43～386 m。心滩砂体与水道充填砂体侧向共生,但其物性和含气性有明显差异。统计资料表明,心滩砂体的物性和含气性优于水道充填砂体。