鄂爾多斯盆地油氣的分布特征及富集規(guī)律

1、鄂爾多斯盆地油氣的分布特征及富集規(guī)律盆地基本概況，油氣分布特征，構(gòu)造特征、儲(chǔ)層類型、烴源巖特征、油氣藏類型及成藏主控因素分析。鄂爾多斯盆地由于其具有與我國(guó)東、西部明顯不同的地質(zhì)構(gòu)造背景，因而有著獨(dú)特的油氣聚集規(guī)律和分布特征。主要表現(xiàn)在：古生界以海相或海陸交互相沉積為主，烴源巖分布面積較廣，且較穩(wěn)定；古生界以生氣為主，而中生界以生油為主，油、氣生成高峰時(shí)期趨于一致；盆地主體部分地層平緩（地層傾角1°）,構(gòu)造簡(jiǎn)單，并少見(jiàn)斷裂，儲(chǔ)集巖物性較差，因此油氣以短距離運(yùn)移為主，而油藏以自生自儲(chǔ)巖性-地層圈閉為主。根據(jù)含油氣系統(tǒng)的基本研究方法,結(jié)合鄂爾多斯盆地的地質(zhì)特征，該盆地含油氣系統(tǒng)研究的總體思

2、路可以概括為定源（烴源巖評(píng)價(jià)）定時(shí)（生烴高峰或關(guān)鍵時(shí)刻）定灶（生烴中心或生油洼陷）定向（油氣運(yùn)移方向）定位（油氣運(yùn)聚單元），下面根據(jù)這一原則，對(duì)鄂爾多斯盆地含油氣系統(tǒng)予以初步分析。烴源巖基本特征鄂爾多斯盆地存在J2,T3,c-p，O2四套烴源巖，其中幾湖相泥巖和C一P系煤系泥巖是兩套主要的烴源巖。1. 下古生界氣源巖下古生界碳酸鹽巖殘余有機(jī)質(zhì)豐度一般在0.12%0.33%之間，平均為0.21%0.22%。泥巖、泥灰?guī)r烴源巖主要產(chǎn)于中奧陶統(tǒng)平?jīng)鼋M和上奧陶統(tǒng)克里摩里組、桌子山組及烏拉力克組，分布于中央古隆起西緣或南緣。泥巖有機(jī)碳含量一般為0.4%0.5%;泥灰?guī)r殘余有機(jī)碳含量大多在0.2%0.5%

3、，最高達(dá)1.11%。干酪根鏡檢、干酪根碳同位素及輕烴組成等研究表明，鄂爾多斯盆地下古生界碳酸鹽巖原始有機(jī)質(zhì)類型為海相腐泥型生烴母質(zhì)，即以III型干酪根為主。有機(jī)質(zhì)成熟度大多已進(jìn)人高成熟階段，故以生氣為主。2. 上古生界烴源巖石炭一二疊系氣源巖主要是一套海陸過(guò)渡相及陸相含煤巖系，主要發(fā)育在下石炭統(tǒng)本溪組、上石炭統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組，總體上分布較廣。煤主要分布于太原組和山西組。暗色泥巖分布于山西組、太原組。石灰?guī)r主要發(fā)育于太原組中上部，本溪組中也有分布,但分布較局限，厚度薄。暗色泥巖有機(jī)質(zhì)豐度比較高，有機(jī)碳含量為0.52%7.19%，平均為2.71%，有機(jī)碳含量在2%4%之間，地區(qū)間差異不大。

4、太原組生物灰?guī)r有機(jī)質(zhì)豐度較高，有機(jī)碳含量為0.11%4.16%，平均為1.0%，有機(jī)碳含量一般為0.91%1.52%，個(gè)別生物灰?guī)r可達(dá)4%5%，氯仿瀝青“A”平均為0.0735%。根據(jù)有機(jī)顯微組分研究，石炭一二疊系煤主要顯微組分為鏡質(zhì)組，屬腐殖型;暗色泥巖一般為腐殖型，少量本溪組、太原組泥巖干酪根為腐泥型。根據(jù)碳同位素特征及干酪根研究，煤和暗色泥巖有機(jī)質(zhì)類型主體為腐殖型，石巖的母質(zhì)類型較煤和暗色泥巖好，有機(jī)質(zhì)類型主要為腐泥一腐殖型和腐殖腐泥型。盆地南部富縣一帶熱演化程度最高，R02.2%以上,局部達(dá)2.8%以上。盆地中東部，以這個(gè)地區(qū)為中心，向四周均有所降低。盆地東北部熱成熟度最低（R0<

5、;1.0%），盆地西緣天環(huán)坳陷中部R0在2.0%左右,但西南部由于深陷,R。可達(dá)4.0%以上。西緣逆沖帶則為上盤成熟度低、下盤成熟度高。根據(jù)有機(jī)質(zhì)性質(zhì)及熱成熟度，可以確定鄂爾多斯盆地上古生界屬于一套生氣為主的烴源巖層系。3. 中生界烴源巖中生界烴源巖主要以暗色泥巖、油頁(yè)巖、碳質(zhì)泥巖等碎屑巖類為主，縱向上主要發(fā)育于上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組二、三段（即長(zhǎng)7、長(zhǎng)8及長(zhǎng)4+5）及下侏羅統(tǒng)延安組二段（即延6延8）,生油巖的分布嚴(yán)格地受沉積環(huán)境制約。由于延長(zhǎng)組與延安組的沉積環(huán)境存在一定差異，其烴源巖的分布特征亦有所不同。延長(zhǎng)組烴源巖主要發(fā)育段屬半深水湖相沉積。延安組主要生油巖段的暗色泥巖分布于吳旗一環(huán)縣一華池一慶陽(yáng)

6、一志丹一帶,主要為碳質(zhì)泥巖及暗色泥巖，暗色泥巖的有機(jī)質(zhì)豐度較高,但烴轉(zhuǎn)化率不高,有機(jī)碳含量為2.32%，氯仿瀝青“A”為0.0832%，HC為262mg/L。上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組泥巖的有機(jī)質(zhì)豐度高，有機(jī)碳含量為1.56%,氯仿瀝青“A”為0.1427%,HC為773mg/L?？v向上有機(jī)質(zhì)豐度的高值段主要位于延長(zhǎng)組二、三段其他層段的有機(jī)質(zhì)豐度明顯降低。平面上以陜北地區(qū)有機(jī)質(zhì)豐度最高，向隴東及靈鹽地區(qū)，有機(jī)質(zhì)豐度明顯變低。延長(zhǎng)組泥巖的有機(jī)質(zhì)豐度整體屬于較好一好的生油巖類。與延安組相比,延長(zhǎng)組泥巖的有機(jī)碳值不高，但其可溶有機(jī)質(zhì)含量及烴轉(zhuǎn)化率明顯高于前者，這說(shuō)明延長(zhǎng)組是更為優(yōu)質(zhì)的生油巖類，應(yīng)屬中生界的主要生

7、油巖。侏羅系延安組有機(jī)質(zhì)以腐殖型（III型）為主,并有少量腐泥一腐殖型（I型）。而上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組有機(jī)質(zhì)以腐殖一腐泥型（II型）為主，并有部分腐泥型（I型）。中生界生油巖成熟度自上而下逐漸增高，延安組為低成熟一成熟;延長(zhǎng)組長(zhǎng)6層為成熟;長(zhǎng)7長(zhǎng)10層為成熟一高成熟。雷振宇、張朝軍、楊曉萍（中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京100083）鄂爾多斯盆地含油氣系統(tǒng)劃分及特征2000年8月勘探家PetroleumExplorationist第5卷第3冊(cè)構(gòu)造特征1地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展史和4套含油氣系統(tǒng)1.1上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組砂巖油藏含油系統(tǒng)最早勘探開(kāi)發(fā)的延長(zhǎng)組含油系統(tǒng)烴源巖以延長(zhǎng)組深湖相及淺湖相黑色泥巖、頁(yè)巖和油頁(yè)巖為主，生

8、烴中心分布在盆地南部馬家灘一定邊一華池一直羅一彬縣范圍,油源巖最厚達(dá)300400m,有利生油區(qū)面積達(dá)6萬(wàn)km2（見(jiàn)圖1）。儲(chǔ)集巖圍繞生油凹陷分布，北翼緩坡帶有定邊、吳旗、志丹、安塞和延安等5個(gè)大型三角洲及三角洲前緣砂體，南翼較陡坡帶則發(fā)育環(huán)縣和西峰等堆積速率較快的河流相砂體及水下沉積砂體。儲(chǔ)滲條件靠裂縫及濁沸石次生孔隙改善，圈閉靠壓實(shí)構(gòu)造，遮擋靠巖性在上傾方向的側(cè)變。12下侏羅統(tǒng)延安組砂巖油藏含油系統(tǒng)延安組砂巖油藏以淡水一微咸水湖相沉積的上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組烴源巖為主要油源巖屬混合型干酪根以沼澤相煤系沉積的侏羅系延安組為輔助烴源巖，屬腐植型干酪根,陜北南部的衣食村煤系更以含油率高為特征。三疊紀(jì)末期，

9、印支運(yùn)動(dòng)使鄂爾多斯盆地整體抬升，在三疊系頂部形成侵蝕地貌，以古河道形式切割延長(zhǎng)組。規(guī)模最大的甘陜古河由西南向東北匯聚慶西古河、寧陜古河和直羅古河，開(kāi)口向南延伸印支期侵蝕面的古河道切割了延長(zhǎng)組，成為油氣上溢通道，溢出侵蝕面的油氣首先向古河床內(nèi)的富縣組和延安組底砂巖運(yùn)移和聚集也向延安組上部各砂巖體及古河床兩側(cè)的邊灘砂體中運(yùn)移、聚集，以壓實(shí)構(gòu)造和大量巖性圈閉為其主要圈閉形式。1.3奧陶系馬家溝組碳酸鹽巖含氣系統(tǒng)鄂爾多斯盆地奧陶系陸表海淺海碳酸鹽巖的烴源巖主要為微晶及泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)云巖及膏云巖，厚達(dá)600700m。生烴中心東部在榆林一延安一帶，西部在環(huán)縣一慶陽(yáng)一帶，產(chǎn)生腐泥型裂解氣。加里東運(yùn)

10、動(dòng)使鄂爾多斯盆地整體抬升，經(jīng)受130Ma的風(fēng)化剝蝕,導(dǎo)致奧陶系頂面形成準(zhǔn)平原化的古巖溶地貌，盆地中部靖邊一帶分布有南北走向的寬闊潛臺(tái)，周緣有潛溝和洼地，在上覆石炭系煤系鐵鋁土巖的封蓋和東側(cè)奧陶系鹽膏層的側(cè)向遮擋雙重作用下，古潛臺(tái)成為天然氣運(yùn)移聚集的大面積隱蔽圈閉。1.4石炭一二疊系煤系含氣系統(tǒng)鄂爾多斯盆地石炭系為渴湖相和潮坪相沉積，二疊系為海陸過(guò)渡相和內(nèi)陸河湖相沉積，以碎屑巖為主，僅石炭系有少量碳酸鹽巖。烴源巖主要為石炭系太原組和下二疊統(tǒng)山西組的煤系，顯微組成為鏡質(zhì)體與絲質(zhì)體，干酪根屬腐植型，煤型氣的組分以甲烷為主。北部東勝、榆林地區(qū)煤層厚20m,暗色泥巖5090m,范圍約7萬(wàn)km2；南部富縣

11、、環(huán)縣地區(qū)煤層厚510m,暗色泥巖厚10100m,范圍約6萬(wàn)km2。儲(chǔ)集體以砂巖為主，主要物源區(qū)在北部大青山、烏拉山一帶，各層砂體疊置,蔚為壯觀。山西組沉積中心位于盆地南部洛川一慶陽(yáng)一帶，以盆地北部砂體最發(fā)育，共有6條大砂體向盆地內(nèi)延伸，各支大砂體內(nèi)部受古河網(wǎng)控制，呈現(xiàn)復(fù)雜的條帶狀。儲(chǔ)滲條件靠裂縫及后生成巖作用改善圈閉靠壓實(shí)構(gòu)造及上傾方向的巖性遮擋。楊俊杰.鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化與油氣分布規(guī)律M.北京石油工業(yè)出版社,2002李克勤.鄂爾多斯盆地大地構(gòu)造對(duì)油氣的控制作用中國(guó)含油氣盆地構(gòu)造學(xué).北京石油工業(yè)出版社，2002油氣分布特征鄂爾多斯盆中生界石油分布規(guī)律鄂爾多斯盆地石油分布在中生界，發(fā)育三疊系

12、、侏羅系兩套含油層系,已開(kāi)發(fā)的油田分布在盆地的中南部。鄂爾多斯盆地在晚三疊世早期開(kāi)始下坳，進(jìn)入了湖盆發(fā)育階段，為一套湖泊三角洲碎屑巖沉積,形成三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組含油層系。晚三疊世末印支運(yùn)動(dòng)使盆地抬升,形成侵蝕古地貌，侏羅紀(jì)白堊紀(jì)時(shí)期，由河流相一湖沼相一河流相沉積旋回充填,形成侏羅系下統(tǒng)延安組含油層系。三疊系延長(zhǎng)組沉積時(shí)，湖盆的東北、東南、西南及西北都有較大的河流注入，主河流注入?yún)^(qū)形成了規(guī)模較大的三角洲復(fù)合體，成為湖盆中心生成的烴類運(yùn)移聚集的場(chǎng)所，目前已發(fā)現(xiàn)的三角洲油藏聚集在兩類砂體中,一類是三角洲前緣河口砂壩,形成的油藏規(guī)模較大；另一類是三角洲平原分流河道砂體，形成的油藏規(guī)模較小。三角洲沉積發(fā)育

13、完整的生儲(chǔ)蓋組合,半深湖相生油巖三角洲前緣砂體和三角洲平原分流河道砂體形成良好儲(chǔ)層一淺湖相砂泥巖和煤系地層形成的良好蓋層。盆地北東向和南北向的三角洲沉積體油氣富集程度高，這兩類走向的三角洲東側(cè)（即油藏上傾方向）沉積以暗色泥巖夾薄層粉砂巖為主，當(dāng)區(qū)域構(gòu)造東抬之后，它們成為區(qū)域遮擋,形成巖性圈閉油藏。印支運(yùn)動(dòng)結(jié)束了延長(zhǎng)組內(nèi)陸湖盆古地理環(huán)境，并將延長(zhǎng)組頂面侵蝕改造，橫貫盆地東西的一級(jí)甘陜古河谷和近于南北走向的寧陜、慶西、蒙陜二級(jí)古河谷將盆地南部地區(qū)分割為四個(gè)油氣富集區(qū)：姬塬、演武、子午嶺和靖邊古高地,這種古地貌控制了侏羅系早期沉積，是形成侏羅系古地貌油藏的基礎(chǔ)。延安組河流相砂體是形成古地貌油氣藏的主

14、要儲(chǔ)集體，延安組早期沉積主要集中在一、二級(jí)古河床中,中后期河谷變淺,沉積范圍擴(kuò)大到古高地斜坡殘丘區(qū)，由早期的垂向加積沉積變?yōu)楹笃诘膫?cè)向沉積，在殘丘區(qū)形成分選良好的儲(chǔ)集砂體。深切延長(zhǎng)組的古河谷是油氣向上運(yùn)移的主要通道,延安組的油源來(lái)自三疊系延長(zhǎng)組，延安組在一、二級(jí)古河谷中的沉積直接與延長(zhǎng)組呈不整合接觸,延長(zhǎng)組的油源沿延安組河床砂體先垂向運(yùn)移后轉(zhuǎn)為側(cè)向運(yùn)移至近岸古殘丘、濱岸砂體之中，到了巖性變化帶，聚集形成油氣藏，受古地貌控制的差異壓實(shí)構(gòu)造是油氣長(zhǎng)期運(yùn)移的指向，差異壓實(shí)作用形成的砂層頂面起伏，形成圈閉。因此，古地形高部位是油氣早期運(yùn)移的指向,緊鄰侵蝕面上覆地層的砂巖頂面起伏促使油氣進(jìn)一步富集，這是

15、古地貌巖性油藏形成的特有地質(zhì)條件。鄂爾多斯盆地古生界天然氣分布規(guī)律鄂爾多斯盆地的天然氣集中分布在古生界，古生界奧陶系為淺海臺(tái)地碳酸鹽巖沉積體系，石碳二疊紀(jì)系濱海平原碎屑巖和煤系沉積體系，該盆地古生界天然氣成藏分為上、下兩套含氣層系。古生界為石碳二疊系氣藏，分布在盆地的北部，為受北部物源控制的三角洲砂巖氣藏，目前已投入開(kāi)發(fā)的米脂、榆林、烏審旗、蘇里格氣田均為三角洲砂巖氣藏。下古生界氣藏主要分布在奧陶系古風(fēng)化殼中，已投入開(kāi)發(fā)的靖邊氣田是我國(guó)陸上第一大氣田。鄂爾多斯盆地下古生界天然氣儲(chǔ)集在奧陶系頂部風(fēng)化殼古潛臺(tái)巖溶中，烴源巖為下古生界海相碳酸鹽巖和上古生界海陸過(guò)渡相煤系,前者為腐泥型裂解氣，后者為腐

16、殖煤型氣，二者氣混源比為3:7。下古生界奧陶系的生烴中心位于榆林、靖邊、延安一帶,烴源巖為白云巖和石灰?guī)r;上古生界石炭二疊系的生烴中心位于榆林、靖邊、富縣一帶，烴源巖為泥巖和煤系;下古生界生氣中心與上古生界生氣中心在盆地內(nèi)的疊合面積達(dá)7500km2o古潛臺(tái)與古潛溝有機(jī)配套形成的隱蔽圈閉是下古生界天然氣最有利的儲(chǔ)集場(chǎng)所。加里東運(yùn)動(dòng)結(jié)束了鄂爾多斯盆地海相沉積環(huán)境,地殼整體抬升，奧陶系頂面接受130Ma的風(fēng)化剝蝕,形成了準(zhǔn)平原化的碳酸鹽巖古喀斯特巖溶地貌，它既有寬闊的潛臺(tái)正向地貌單元，又有近等間距分布的潛溝負(fù)向地貌單元，在石炭系泥巖的封蓋和奧陶系鹽膏層的側(cè)向遮擋下,古潛臺(tái)正向地貌單元成為捕集天然氣的

17、理想隱蔽圈閉；此外,燕山運(yùn)動(dòng)中期,石炭二疊系的煤系和奧陶系的烴源巖達(dá)到生排烴的高峰期，古潛臺(tái)正向地貌單元處于流體的低勢(shì)區(qū)，生成的天然氣充注到奧陶系頂部的溶蝕孔隙和裂縫發(fā)育的風(fēng)化殼巖溶中。儲(chǔ)層以海相碳酸鹽巖為基礎(chǔ)，潮坪相白云巖為骨架，溶孔為連通體,微裂縫發(fā)育的孔隙層狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。靖邊氣田是典型的下古生界奧陶系海相碳酸鹽巖風(fēng)化殼古潛臺(tái)巖溶大氣田，該大氣田為古凹今坡,具有全方位聚氣的有利部位。加里東運(yùn)動(dòng)晚期至海西運(yùn)動(dòng)期在靖邊一橫山一杏河奧陶系頂部形成長(zhǎng)達(dá)350km的古潛臺(tái)，古潛臺(tái)東側(cè)，分布著大體等間距呈近南北向展布的古潛溝，古潛溝切穿儲(chǔ)層、泥巖層，溝通東部上翹方向的區(qū)域遮擋,近南北向展布靖邊氣田是在這

18、樣的背景下形成的。研究表明，從寒武系侏羅系該地區(qū)處于低部位，南北分別為古生界生烴中心，早白堊世的區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，該區(qū)東部抬升西部下降，處于向西傾的斜坡部位，使早期的油氣從東向西、從南北向中部的中央古隆起斜坡部位運(yùn)聚，晚期油氣則從西向東，沿著奧陶系頂部風(fēng)化殼淋濾滲流帶向東大規(guī)模運(yùn)移,并聚集成藏。一方面奧陶系的天然氣沿壓力梯度減小的方向運(yùn)移到奧陶系頂部風(fēng)化殼，另一方面上古生界的天然氣沿溝槽兩側(cè)向奧陶系儲(chǔ)層中運(yùn)移,并富集在低勢(shì)區(qū)的奧陶系古潛山的高部位，早白堊世后，盆地東部抬升，形成現(xiàn)今的構(gòu)造格局。鄂爾多斯盆地石碳、二疊紀(jì)是重要的成煤期，盆地中廣泛分布海陸過(guò)渡相煤系地層。目前該盆地發(fā)現(xiàn)的上古生界氣田（蘇

19、里格、榆林、烏審旗、榆林南、鎮(zhèn)北臺(tái)、神木等氣田，與石碳二疊系的煤系地層密切相關(guān)，受沉積中心和熱演化中心控制，在盆地西部、中部和東部的烏達(dá)、靖邊和桌子山形成3生烴中心，已發(fā)現(xiàn)的上古生界氣藏分布在生烴中心周邊，石碳二疊系在中北部發(fā)育4南北向展布二角洲沉積體系控制了上古生界氣田的分布。石碳二疊系煤系地層是主要烴源巖，在晚侏羅世早白堊世時(shí)期,石碳二疊系煤系地層達(dá)到生烴高峰，上古生界的儲(chǔ)層改造和蓋層封閉能力有機(jī)結(jié)合形成了上古生界氣藏。目前鄂爾多斯盆地發(fā)現(xiàn)的上古生界天然氣田分布在石碳系的本溪組、太原組和二疊系的山西組、下石盒子組中。本溪組和太原組為陸表海沉積，在中東部的三角洲前緣砂體及潮道砂體已發(fā)現(xiàn)工業(yè)氣

20、藏。山西組沉積時(shí)期，中北部發(fā)育4個(gè)南北向展布的河流三角洲沉積體系，中南部發(fā)育濱淺湖沉積,三角洲平原分流河道、三角洲前緣水下分流河道及河口壩砂體是有利儲(chǔ)層，儲(chǔ)層物性及含氣性均較好。下石盒子組沉積時(shí)期北部物源區(qū)抬升強(qiáng)烈，四個(gè)繼承性的沖積扇辮狀河三角洲沉積砂體向湖盆進(jìn)積更遠(yuǎn)，辮狀河心灘及三角洲平原分流河道砂體是有利儲(chǔ)層。儲(chǔ)層類型鄂爾多斯盆地儲(chǔ)層類似于阿爾伯達(dá)盆地為低孔低滲致密砂巖，但它們?cè)谏绑w發(fā)育和物性特征等方面仍存在一定差異,表現(xiàn)為儲(chǔ)層物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)、展布方向與構(gòu)造走向一致且上傾方向?yàn)槲镄暂^差的致密層，不具備深盆氣藏儲(chǔ)層向上傾方向物性變好的條件。鄂爾多斯盆地上古生界的儲(chǔ)層主要位于山2段一盒8段,為河流一三角洲沉積，砂體規(guī)模較小，主要為河道疊置的砂體，呈帶狀或透鏡狀，周圍被物性較差的致密層包圍，砂體連通性差。然而，阿爾伯達(dá)盆地深盆氣藏的儲(chǔ)層主要為濱岸砂壩沉積，砂體規(guī)模較大，橫向連通性好，縱向發(fā)育多套楔入生烴凹陷的席狀砂體，儲(chǔ)層連通性明顯好于鄂爾多斯盆地。阿爾伯達(dá)盆地砂體展布方向與區(qū)域構(gòu)造走向相反儲(chǔ)層上傾方向?yàn)樗Ψ舛?，形成“下氣上水”的深盆氣藏。相比之下，鄂爾多斯盆地上古生界砂體展布方向與盆地區(qū)域構(gòu)造走向一致，儲(chǔ)層上傾方向?yàn)槲镄暂^差的致密層,無(wú)法產(chǎn)生瓶頸效應(yīng)，不具備形成水力封堵的條件。鄂爾多斯盆地上古生