鄂爾多斯盆地天然氣地質(zhì)特征

鄂爾多斯盆地天然氣地質(zhì)特征主講：馬振芳長慶油田分公司勘探部一、 盆地勘探概況（一） 盆地概況：是中國第二大沉積盆地，盆地范圍北起陰山，南抵秦嶺，西至六盤山，東達呂梁山。盆地面積37萬km2,本部面積25萬km2。行政區(qū)劃分：內(nèi)蒙15萬km2,陜西11萬km2。地形地貌：北部為沙漠、草原及丘陵區(qū)，地勢相對平坦，平均海拔1200-1350m；南部為黃土塬。（二） 地質(zhì)概況盆地演化：是典型的克拉通盆地，基底為太古界及下元古界變質(zhì)巖系。盆地演化經(jīng)歷了五個階段，天然氣主要在晚古生代，石油主要在中生代。構(gòu)造單元劃分：主要依據(jù)白堊系劃分六個二級構(gòu)造單元。 主要特征為南油北氣。伊盟隆起：主要發(fā)育構(gòu)造油氣藏。天環(huán)坳陷：主要發(fā)育構(gòu)造、地層油氣藏。伊陜斜坡：主要發(fā)育古地貌油氣藏和巖性油氣藏。渭北隆起：主要發(fā)育構(gòu)造油氣藏。晉西撓褶帶：發(fā)育構(gòu)造油氣藏。西緣掩沖帶：發(fā)育構(gòu)造油氣藏。地層：除缺失上奧陶系（0）、志留系（S）、泥盆系（D）夕卜，其余地層均發(fā)育存在。沉積巖厚度平均約6000m，縱向上具有“上油下氣”的特征，即中生界產(chǎn)油，古生界產(chǎn)氣，天然氣主要分布在山西組、太原組和馬家溝組。部分地區(qū)本溪組也有。含氣層系：主要有兩套層系十八個地層組。下古生界：以奧陶系（O）馬家溝組頂部馬五廣馬五4白云巖氣田為主。上古生界：以二疊系（P）、石炭系（C）砂巖氣田為主。二疊系又以石盒子組盒 8底部砂巖、山西組山2、太原組太1砂巖為主要產(chǎn)氣層；石炭系以本溪組底部砂巖為主要產(chǎn)氣層。（三）勘探歷史階段：1907年第一口油井到現(xiàn)在近百年歷史。分六個階段：1.1907年~1949年：延1井發(fā)現(xiàn)油苗經(jīng)歷了清末官辦期（1907年~1911年）和中美合辦期（1911年~1919年）。2.1949年~1969年：構(gòu)造指導(dǎo)期，發(fā)現(xiàn)斷層。3.1970年~1979年：長慶油田會戰(zhàn)階段，第一個儲量增長階段。4.1980年~1989年：調(diào)整穩(wěn)定階段，在三角洲理論指導(dǎo)下找油，為第二個儲量增長高峰期。5.1989年~1999年：油氣并舉，協(xié)調(diào)發(fā)展階段。6.1999年~現(xiàn)在：油氣快速發(fā)展階段。二、 天然氣勘探成果：發(fā)現(xiàn)古生界靖邊氣田、榆林氣田、蘇里格氣田、烏審旗氣田、子洲氣田、勝利井氣田等8個氣田1.4萬億m3,其中下古生界0.43萬億m3,上古生界1.00萬億m3?？刹蓛α?.913538萬億m3。靖邊氣田：構(gòu)造位置為伊陜斜坡中部，地理位置為靖邊、橫山、安塞。發(fā)現(xiàn)井為陜參1井，也是長慶天然氣的發(fā)現(xiàn)井， 為巖溶古地貌氣藏。探明儲量4699.96X108謚，控制儲量1046.66X10京，預(yù)測儲量1588.03X10京，三級儲量7334.65X10宥。蘇里格、烏審旗氣田：構(gòu)造位置為伊陜斜坡中西部，地理位置為烏托克旗、烏審旗。發(fā)現(xiàn)井為桃5井、蘇6井，主要為盒8、山1巖性氣藏。探明儲量5916.66X108m3，控制儲量1698.84X108m，預(yù)測儲量2548.20X10京，三級儲量10163.50X10肓。榆林、子洲氣田：構(gòu)造位置為伊陜斜坡東部，地理位置為榆林、子洲、米脂。發(fā)現(xiàn)井陜141井，主要為山2砂巖巖性圈閉氣藏。探明儲量2730.08X10京，控制儲量381.44X108m，預(yù)測儲量388.77X10宥，三級儲量3500.29X10宥。、天然氣成藏地質(zhì)特征：1-下古生界成藏地質(zhì)特征：下古生界為陸表海碳酸鹽巖臺地，主要沉積物為碳酸鹽巖、泥頁巖、風(fēng)化殼巖溶孔洞發(fā)育。馬二、馬四、馬六段以灰?guī)r為主，正常海相沉積；馬一、馬三、馬五段以白云巖為主，蒸發(fā)相沉積。其中馬一、馬二、馬三段在盆地許多地區(qū)沒有沉積，馬四段以后大范圍沉積。主要氣層分布在馬五段頂部。由于測井解決不了低滲透問題，只能依靠鉆井取心，因此現(xiàn)場鉆井取心主要卡取馬五1~馬五2氣層段。（注意現(xiàn)場見顯示取心時，顯示不能超過 2m,一般氣測顯示峰值/基值在8~10倍，鉆時在10min以內(nèi)或見明顯氣測異常即可取心）。馬五段又細分為十個亞段：141） 馬五1：灰?guī)r、凝灰?guī)r。馬五1又分為四層：馬五11~馬五14。馬五111：3-9m。第一個尖前。馬五12：5-8m，兩層白云巖夾一層泥質(zhì)夾層。馬五13：3-5m，灰褐色、淺灰色純細晶云巖，整個盆地穩(wěn)定。溶蝕孔洞儲層（馬五11~馬五13）。馬五14：底部為深灰色灰?guī)r、凝灰?guī)r，最厚也就 70-80m，深灰色、像頁巖樣、片狀是馬五14底部。馬五14中間有2-5m厚的白云巖，晶間孔儲層。其凝灰?guī)r的特征是：高聲波低電阻，高伽馬低 Pe-Pb。兩個雙尖。2） 馬五2：分為兩個小層。馬五21:頂部2-3m白云巖，底部2-3m泥質(zhì)白云巖。下來一凹一尖底。馬五22:褐色純白云巖，巖屑呈陀螺狀，有石膏假晶。為晶間孔儲層。凹結(jié)束。23）馬五3：依據(jù)巖石成分、結(jié)構(gòu)分三個小層，一般 12-25m，馬五32有白云巖。整個馬五3由上到下：顏色逐漸變深，泥質(zhì)含量逐漸增加，角礫（為泥質(zhì)）結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)育，曲線伽馬鋸齒狀高值，電阻不明顯，聲波高值。4） 馬五4：分三個小層，厚20-30m，純白云巖夾泥質(zhì)白云巖。底部為一層灰綠色凝灰?guī)r，層理不發(fā)育，厚1-3m，高伽馬高聲波，低電阻低Pb-Pe。5） 馬五5:純灰?guī)r，平均厚度25m，-般21-28m。部分地區(qū)白云化，曲線聲波、伽馬低平段，值變化小，高電阻高密度， Pe值〉4,R>1000Q。分兩個小層， 馬551：3m左右灰?guī)r，馬552：20m左右灰?guī)r夾一層泥巖?；?guī)r塊狀致密。6） 馬五6：海退期，白云巖夾石膏，局部夾鹽巖，以蒸發(fā)環(huán)境為主。北部發(fā)現(xiàn)了工業(yè)氣流馬五7:灰?guī)r為主，一般20-40m，夾薄層白云巖。馬五8:海退期，白云巖夾石膏，局部夾鹽巖，以蒸發(fā)環(huán)境為主。馬五9:灰?guī)r為主，一般20-40m，夾薄層白云巖。馬五10:海退期，白云巖夾石膏，局部夾鹽巖，以蒸發(fā)環(huán)境為主。下古生界烴源巖條件:馬五段沉積時，發(fā)育蒸發(fā)潮坪和膏鹽湖沉積，西部仍為臺地邊緣和斜坡沉積，有利相帶主要為中東部含膏云坪。1）烴源巖條件：奧陶系下統(tǒng)（01）泥質(zhì)碳酸鹽厚度100~300m，有機碳0.2%~0.4%,平均Ro>2%具有一定生烴能力。在盆地西南及中部生烴強度大于 8X108nVkm2。2）儲層特征：①準(zhǔn)同生白云巖溶孔型儲層， 孔隙類型以膏鹽礦物溶孔為主，孔隙度5%~10%，滲透率（0.2~2）X10-3 。②成巖白云巖晶間孔型儲層（馬五4）,孔隙類型為晶間孔、溶孔，孔隙度4%~9%，滲透率（0.3~5）X10-3舛2。③裂縫。3） 蓋層特征：石炭系~二疊系泥質(zhì)巖類封蓋性能好。4） 氣藏類型：主要為地層一巖性復(fù)合圈閉。盆地中東部地區(qū)以地層一巖性（古地貌）為主的圈閉；盆地西部以構(gòu)造及地層氣藏為主。2?上古生界天然氣成藏地質(zhì)特征：上古生界包含石炭系和二疊系，為海陸過渡相一河流三角洲相。其地層自上而下分為：石千峰組P3q:千1、千2棕紅色泥巖，含鈣質(zhì)結(jié)核，與上覆劉家溝組肉紅色塊狀砂巖明顯區(qū)分；千4、千5以淺灰色、灰白色砂巖為主，很臟，長石含量高，達20%,石英V60%。石盒子組P2h:紫、紫灰、紫紅、棕紅色。盒 1為硅質(zhì)層；盒5為桃花泥巖層；盒8被稱為駱駝脖子砂巖，淺灰一灰白色,長石含量遞減，石英含量遞增。山西組Pis：泥巖變成深灰、灰黑色，砂巖為淺灰色、灰白色。 山1砂巖白云母含量高,巖屑含量高；山2以灰白、淺灰色粗粒砂巖為主，煤層發(fā)育，一般1-3個煤層，煤層單層厚約1m。太原組Pit:頂部有一套灰?guī)r（有時先是泥巖再是灰?guī)r） ，灰?guī)r泥質(zhì)含量5%~10%,具動物化石；砂巖為灰白或淺灰色,如為深灰色則物性差。煤層具臭味。本溪組C2b:頂部有一套煤層，俗稱9號煤層，3-9m，少數(shù)達10m，具臭味。砂巖為石英砂巖，分布范圍有一定局限性，厚度變化大；底部是褐鐵礦層或鐵鋁巖層（鋁土礦層），是奧陶系頂部風(fēng)化的產(chǎn)物。1）烴源巖條件:本區(qū)上古生界烴源巖包括煤、暗色泥巖、碳酸鹽巖三類,其中煤和暗色泥巖有機質(zhì)含量高，分布范圍廣，是主要的烴源巖類型。特點一是廣覆式生烴，盆地總面積25X104km｛，烴源巖面積就有23x10*卅，且盆地在23X10*卅見到氣層或含氣顯示。特點二是近距離運移。西緣和北緣甲烷含量小于 90%，占氣井的72%；東部甲烷含量在90%~95%,見凝析油的井占到35%；南部甲烷含量大于90%,為干氣。2） 沉積特征：鄂爾多斯盆地經(jīng)歷了石炭紀本溪一太原淺海陸棚與近海沼澤交替的海陸過渡環(huán)境。進入山西期，盆地由北向南發(fā)育沖積平原一三角洲平原一三角洲前緣一濱淺湖沉積，西南緣和東南緣發(fā)育三角洲平原和三角洲前緣沉積。下石盒子沉積期北部古陸進一步抬升，物源充足，形成米脂、靖邊、蘇里格和石嘴山四個大型河流。三角洲沉積體系南部發(fā)育平?jīng)龊晚n城兩個三角洲。3）砂體展布：盆地上古生界繼承性發(fā)育六大河流一三角洲沉積體系， 是有利儲集砂體的分布區(qū)。較典型的有山1、山2和盒8。本溪組和山23段以石英砂巖為主；太原組、山22段、山21段及山1以巖屑石英砂巖和巖屑砂巖為主。盒 8段~盒5段以巖屑石英砂巖和巖屑砂巖為主；上石盒子組~石千峰組，長石含量明顯增高，發(fā)育有長石砂巖、巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖。從巖屑成分結(jié)構(gòu)看，從本溪組一石千峰組物源沒有太大變化，上石盒子一石千峰組的高變質(zhì)巖屑含量略有增加的趨勢。壓裂對純石英砂巖影響較小，對巖屑砂巖的損害較大。4） 儲層特征：次生孔隙是主要孔隙類型，火山碎屑物的溶蝕是次生孔隙形成的重要因素。溶孔成因與同沉積期火山作用提供的易溶組構(gòu)有關(guān)。粒間孔 22.8%,次生溶蝕孔51.1%,晶間孔25%，微裂縫1%。本溪組:巖性:粗粒石英砂巖為主，局部為巖屑石英砂巖。填隙物：以高嶺石為主，硅質(zhì)膠結(jié)?？紫额愋停阂粤ｉg孔、高嶺石晶間孔為主，見少量顆粒溶孔。太原組：巖性：粗粒、中粗粒巖屑砂巖為主，局部為巖屑石英砂巖。填隙物：以伊利石為主，硅質(zhì)膠結(jié)?？紫额愋停阂灶w粒溶孔及雜基微孔為主，見少量粒間孔。山2段：巖性：粗粒石英砂巖為主，次為巖屑一石英砂巖。填隙物：以伊利石、高嶺石為主，硅質(zhì)膠結(jié)?？紫额愋停阂灶w粒溶孔、粒間孔為主，見少量高嶺石晶間孔。榆林地區(qū)山2儲層以高石英含量砂巖為特征， 是含氣有利地區(qū)。石英含量越高，儲層物性越好?？紫额愋鸵粤ｉg孔、晶間孔為主，孔隙度 6%~10%，滲透率(0.5~10)X10-3口矗。山1段：巖性：中粗粒巖屑砂巖為主，少見石英砂巖。填隙物：以伊利石為主，次為高嶺石，局部見較高的鈣質(zhì)膠結(jié)?？紫额愋停菏凶咏M：巖性：粗粒巖屑砂巖、巖屑石英砂巖為主，巖屑長石砂巖次之。填隙物：高嶺石、伊利石為主，粘土及硅質(zhì)膠結(jié)?？紫额愋停阂灶w粒溶孔及粘土雜基微孔為主，含少量殘余粒間孔。盒8段砂體厚20-35m,最大48m,一般由4-8個砂層組成，單層最厚達12-15m,砂體具有北厚南薄、層數(shù)北多南少的分布特征。蘇里格氣田盒8段儲層為石英砂巖，孔隙類型為粒間孔、次生溶蝕孔為主，孔隙度8%~12%,滲透率(0.5~10)X10-3口『。石千峰組：巖性：粗粒巖屑長石砂巖、長石砂巖為主，部分長石巖屑砂巖。填隙物：伊利石為主，粘土膠結(jié)，相對較疏松。孔隙類型：粒間孔為主，少量顆粒溶孔及填隙物溶孔。本溪組、山23、石盒子、石千峰組孔隙類型以粒間孔和溶孔為主，其余層段以次生孔隙為主。在溶蝕孔隙類型分布中，巖屑溶孔在各個層段都有發(fā)育， 所不同的是從盒6開始發(fā)育有一定數(shù)量的長石溶孔。層位巖石類型平均孔隙度％平均孔隙度xio-3石千峰組~上石盒子巖屑長石砂巖9.63.3長石巖屑砂巖9.23.4下石盒子組巖屑石英砂巖9.20.92長石巖屑砂巖5.530.49巖屑砂巖6.20.36本溪組~山西組巖屑砂巖3.080.56巖屑石英砂巖7.493.08石英砂巖5.77.2氣藏特征：除山23氣藏規(guī)模較大外，其余層系都為規(guī)模較小的巖性氣藏；山2、盒8及太原組砂體鉆遇機率較高，獲工業(yè)氣流相對高，是東部地區(qū)天然氣勘探的主要目的層段。氣層縱向展布特征：盆地東部上古生界含氣顯示普遍，氣測異?；钴S，氣層縱向上分布跨度大。氣層、含氣層呈串珠狀分布。氣層平面展布特征：一般沿主砂體展布，但受砂體成因、儲層物性等因素控制，平面上變化大。千5氣層分布有一定局限，屬次生氣藏，氣源為山西煤成縱向上各層系含氣相對集中地區(qū)如下:子洲、余興莊山23為主，盒8次之。雙山地區(qū)太原組、山2為主。米脂盒&本溪組為主。6圈閉類型：發(fā)育大面積砂巖巖性圈閉。7.氣藏類型：盆地西緣以構(gòu)造氣藏為主；中部以大型巖性氣藏為主。四、沉積相沉積相是沉積環(huán)境及在該環(huán)境下形成的沉積巖（物）特征的綜合。沉積體系：是指受同一物源和同一水動力系統(tǒng)控制的，成因上有內(nèi)