鄂尔多斯盆地3条油藏大剖面对风险勘探的意义.docx

1、文章编号：1000-0747(2011)01-0016-07鄂尔多斯盆地3条油藏大剖面对风险勘探的意义赵振宇I，郭彦如I徐旺林I，张延玲高建荣'，张月巧“2(1.中国石油勘探开发研究院；2.中国地质大学(北京)基金项目：国家大型油气田与煤层气开发项目(2008ZX05001-004；2OO8ZXO5OO4-OO1)；中国石油夭然气股份有限公司“岩杜地层油气就富集规律与勘探技术研充"重大专项(2008B0103)；中国石油天然气股份有跟公司“海相碳酸盐岩大油气田勘探开发关键技术"重大专项(2OO8E-O7O6)；中国石油科技创新基金资助(2010D5006-0104)

2、摘要：那尔多斯盆地大致经历了6个演化阶段，主要发穹3套燃源岩、2条不整合无及多套储盖组合，形成以下古生界臭陶系凡蔽、上古生界石炭-二羞系气藏、中生界三叠系一侏罗系油氟为代表的3大含油气系统。深入分析纱地内部3条油气藏注井制面(吴忠一米脂；固原一宜川；包头一澄城)可知：烧源岩控制油气藏的挽模与展有；中生赛油或位于生炫为陷内部或附近，油气二次运移距商布对较短；古生界天然气可在整个金地燃源岩范围内短距高运移且规模段大欢终聚集于奥陶系顶面风化秃有效岩溶困闭和石炭-二食系源内或近源低漆透有效矽岩圈闭中。笛池未来风险勘探领域为：中生界石油勘探以向北扩展用探寻生油层系内都非常燃油般为主；上古生界天然气勘探以

3、向性始南部扩展和开发海相碎屑岩气蔽为主,下古生界天然气勘探以寻我伊陕斜坡中北部、您劾东南部风化壳和台缘碓滩体岩性-构造圈闭气蔽为主。IB5参16关键词：井尔多斯盆地；油气澈.剖面；含油气系统；风险勘探中图分类号：TE122.1文献标识码：ASignificanceofthreereservoirprofilesfortheriskexplorationinOrdosBasinZhaoZhenyu,GuoYanru：,XuWanglin'ZhangYanling',GaoJianrong,ZhangYueqiao'"(1.PetroChinaResearchIn

4、stituteofPetroleumExploration&Development,Beijing100083.China；2.ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083»China)Abstract：TheOrdosBasinwentthroughsixmainstagesofgeologicalevolution,developedthreesetsofsourcrocks,twounconformities*severalsetsofreservoirsandcaprocks,andhadthreetypicalpetroleu

5、msystems,i.e.LowerPaleozoicOrdoviciangasreservoirs.UpperPaleozoicCarboniferousPermiangasreservoirs,andMesozoicIriassie-Jurassicoilreservoirs.Threewellprofilesofoilandgasreservoirsinthebasinareanalyzed,whicharctheWuzhong-Mizhiprofile.Guyuan-Yichuanprofile,andBaotou-Chengchengprofile.Thesizeanddistrib

6、utionoftheoilandgasreservoirsarecontrolledbythespatialdistributionofsourerocks.Mesozoicoilreservoirsarelocatedinsideornearhydrocarbondepressions,whereoilandgashadashortsecondarymigrationdistance.Paleozoicgasinthebasin,afterhavingalargescaleshortmigrationintherangeofsourcerocks*eventuallygatheredinth

7、eeffectivetrapsoftheOrdovicianweatheringcrust,andinthelowpermeabilityeffectivesandtrapsinsideornearCarboniferous-Permiansourcerocks.Thefutureriskexplorationtargetsare：(1)forMesozoicoilexploration,itwillextendnorthwardandexploreunconventionalreservoirsinsourcerocks；(2)forUpperPaleozoicgasexploration,

8、itwillextendsouthwardandexploremarineclasticgasreserviors；(3)forLowerPaleozoicgasexploration,itwillsearchforlithologic-structuraltrapsofcarbonateweatheringcrustinthenorth-centralandsoutheasternYishanslopeandthoseofcarbonatereefflat.Keywords:OrdosBasin：reservoirprofilespetroleumsystem;riskexploration

9、1区域地质概况鄂尔多斯盆地是中国第二大沉积盆地，面积约37X10*km是典型的克拉通边缘叠合盆地，由6个一级构造单元组成(见图1)。盆地演化至今，大致经历了6个阶段中元古代早期裂陷槽盆期、中一晚元占代地台期、早古生代复合型克拉通坳陷盆地期、晚古生代一中三登世联合型克拉通坳陷盆图1郭尔多斯盆地3条油,藏连井剖面位置示意图图1郭尔多斯盆地3条油,藏连井剖面位置示意图地期、晚三瓮世一白垩纪坳陷盆地期以及新生代断陷盆地期。不同演化阶段盆地形成了不同的古构造.并且具有明显的反向运动特征，燕山运动前，反向运动主要集中在南北方向上，燕山运动期间主要集中在东西方向上、匚鄂尔多斯盆地主要发育3套炷源岩（见图2）

10、：下古生界奥陶系海相暗色泥灰岩和泥页岩.上古生界石炭-二登系海陆交互相泥页岩和煤系.以及中生界上三叠统湖相暗色泥页岩.这3套烷源岩有机质丰度高.分布范围广.为邙尔多斯盆地发育大油气田奠定了物质基础。由图2可以看出.从寒武纪至白垩纪.盆地主要发育2条区域性不整合面：侏罗系与三登系间不整合面和石炭系本溪组与奥陶系马家沟组间不整合面，这两条不整合面的存在.为油气区域性横向运移提供了有利通道也为油气聚集提供了有利场所。油气经初次运移进入相邻的有效储集层及圈闭后.又经历了漫长而复杂的地史演化，形成了现今的油气藏分布格局.即横向上南油北气（见图3、图4）、纵向上下气上油（见图5）。总体而言.盆地自下而上可

11、划分为3大含油气系沉枳相口SB孟层油层气层始源层泥岩白云岩侦位白云岩竹叶厢云岩贝岩云质灰岩含泥云很岩含灰硅质条带白云岩酉囹臼3巨曰因泥灰岩角砾灰云岩灰质云岩粉砂岩泥质份矽岩细砂岩粗砂砾岩A型:下生上储B型：自生自储C型:上下生中储D型:上生下储地层生储盖组合油气遥移方向油藏类型洵交中生界油«上古生界弋藏古地貌次生油政油页岩原生油«媒层气藏风化壳混源弋藏E化二登系白里系三4系寒武系侏罗系C型D型A型河流相=角洲相下古生界气藏图2郭尔多斯盆地地层综合柱状图统:下古生界奥陶系含气系统、上古生界石炭-二叠系含气系统以及中生界三叠系一侏罗系含油系统。笔者以贯穿盆地内部的3条油气藏连井

12、剖面（吴忠一米脂ABI500I0005000-500-I000-I500-2000-2500-3000-3500镇北油田一士一镇33西4%镇42西岭油田H西4西40西41庄18庆7庄12庄9卜城曜油田剖24,剖23庆4'食罗油田«25张14葫葫S7050km油房弋归水层CP煤层与暗色泥岩长.炖源岩长,蛟源引图I郭尔多斯盆地固原一宜川油气藏连井剖面（制面位置见图1）（AB）,固原一宜川（C-D）；包头一澄城（EF）为例.以盆地构造演化为主线以油气藏形成时间为序，分别探讨3大含油气系统内慌源岩、储集层、业层、圈闭与油气藏之间的匹配关系并进一步明确油气成藏模式与主控因素，以期对那尔

13、多斯盆地及周边油气风险勘探有所帮助.2下古生界含气系统2.1下古生界含气系统特征鄂尔多斯盆地下古生界在晚元古代形成的古中国地台之上发育而来至加里东早期秦、祁、贺三叉裂谷系重新开启秦、祁大洋裂谷沉积了厚近500。mI500I0005000-500-1000-I500-2000-25003000I500I0005000-500-1000-I500-2000-25003000图5郭尔多斯盆地包头一澄城油气藏连井剖面（剖面位置见图1）油只（层水层C-P煤只顷有色泥岩长怨源岩长般源岩的夏理石建造,贺兰坳拉槽沉积了逾】00。m的碎屑岩.盆地本部则以碳酸盐台地及陆表海沉积为主陆源碎屑岩主要发育于（寒武纪海侵

14、早期及晚奥陶世）网缘的深水大陆斜坡地区，古地形整体表现为北高南低、东高西低。至加里东晚期周缘海槽相继关闭.鄂尔多斯地台整体抬升.沉积中断达1.2X108a之久.并形成奥陶系顶面马家沟组岩溶占地貌.为鄂尔多斯盆地下古生界大气田的形成准备了储集空间。奥陶系海相炷源岩主要分布在中上奥陶统.以暗色泥页岩、泥灰岩为主形成于台地边缘斜坡和台内凹陷这与全球200多个海相碳酸盐岩油气藏统计结果一致可。在盆地西部、南部.上奥陶统平凉组发育了一套较好的斜坡相泥页岩.富含笔石。该套炷源岩围绕古隆起呈型展布.分布范围广.有机质丰度较高.生烧潜力大.资源丰富。另一类潜在的炷源岩主要发育于盆地东部局限海环境下的潟湖相（见

15、图2中马2八）以微晶白云岩、含泥云灰岩为主.夹薄层泥页岩.丁OC分布在0.1%0.5%.具有一定的生炷潜力。奥陶纪末盆地整体抬升，沉积间断达1.2XIO8a之久，风化剥蚀严重:，由此形成了2个有利的孤形储集带.自西、南向中东部分别为：风化壳与白云岩体复合弧形带（天池-镇原）沿布拉格一天池一芦参1井一环14井一镇原一旬邑一宜君一带呈弧形展布；古岩溶风化壳弧形带.厚约60100m.主力含气层系即为此段，以靖边气田为代表（见图3、图5）02.2下古生界天然气分布特点与风险勘探方向目前下古生界已发现气田主要集中在奥陶系风化壳（见图5中奥陶系顶部气藏）。除苏里格、靖边风化壳岩溶缝洞型大气田外.另有3处天

16、然发现.其中.沿盆地南部靠近平凉组燃源岩地区多口井试气发现天然气流.宜6井试气获工业气流.耀参1井、旬探1井见低产气流：盆地西北部夭环地区天1井获得工业气流:盆地北部伊盟古隆起区的伊8井奥陶系风化壳气测全炷峰值大于3.5%.表明北部上倾方向奥陶系含气性相对较好。由图3、图5两条大剖面可知,奥陶系气藏具有如下特征:主要分布于风化壳附近且主要集中在苏里格气田、乌审旗气田、靖边气田、米脂气田等；风化壳气藏天然气主要源于上橙石炭二登系煤系炷源岩，其次来源于奥陶系烧源岩（见图2）.其中石炭系煤系、泥岩既是下伏地层的烷源岩乂是良好的盖层；气藏储集层以含膏白云岩风化壳溶蚀孔洞型为主；由图3可知.除西缘逆冲断

17、带外.盆地大部分地区保存较好.未有断裂系统破坏.测试数据显示地层水为同时期占残留水。根据奥陶系丁藏分布特征下占生界天然气勘探主要有3个领域：与石炭-二叠系煌源岩相匹配的风化壳.如苏里格南岩溶台地、靖边南岩溶斜坡以及盆地东南部（宜6井）岩溶斜坡区；围绕平凉组煌源岩分布的盆地西缘和南缘中上奥陶统台缘礁滩体岩性-构造圈闭；伊陕斜坡北部高部位构造圈闭。下古生界气藏风险勘探也存在许多不确定因索.需要进一步求证,主要包括：在盆地范围内.分区明确目前奥陶系风化壳天然气母源的类型、层位及混源比例等.对于指导下古生界天然气风险勘探的主攻方向具有重要意义；进一步明确平凉组炷源岩的分布范围、丰度、类型等物化指标，特

18、别是该套燃源岩主要生排短期与西缘构造抬升史的匹配关系，这些问题的科学求解将直接关系到鄂尔多斯盆地未来风险勘探的方向与前景；从图5可以看出，奥陶系古构造圈闭相对较少，且封闭幅度较低，同时.地层由南到北平缓抬升，致使早期气藏发生多次运移，并最终向盆地构造高位运聚，因此.进一步恢复下占生界炷源岩生排炷高峰期（白垩纪）以来盆地内部构造演化历史，将有助于奥陶系及其他层系勘探取得突破性进展。3上古生界含气系统3.1上古生界含气系统特征至中石炭世，盆地再度海侵咒范围与早古生代基本相当，到早二登世下石盒子组沉积时期，海水完全退出，并进入陆相沉积阶段由图2可知.石炭-二至系由下至上依次为石炭系本溪组，二登系太原

19、组、山西组、石盒子组和石千峰组。盆地内部沉积厚度相对均匀.约14001600m,含气层位主要集中在下石盒子组盒，段、山西组、太原组和本溪组。由图5可以看出，上古生界烧源岩主要集中在本溪组一山西组，主力炷源岩为煤系.其次为暗色泥岩。有机地球化学分析显示，该套炷源岩层生汽强度可达12X10824X108m3/km2.具有良好的生炷潜力。上古生界有利储集层主要集中在山I一盒8段.由于受北部物源控制，河流、浅水三角洲砂体向南延伸较远，岩性以中粗粒石英砂岩和岩屑石英砂岩为主表现为低孔低渗特征5刃。3.2上古生界天然气分布特点与风险勘探方向从图3、图5可以看出，上古生界石炭-二登系气藏主要分布于伊陕斜坡中

20、北部的构造商部位，止于伊盟古隆起，代表性气田有苏里格气田、榆林气田、神木气田、子洲、田、米脂气田等，富集层位主要集中在本溪组-盒8段的4套层系内.除盆地边缘外.盆地内部均有分布.形成了“满盆气”的分布格局（见图5）。按照生储盖组合与气藏配置关系，可分为自源组合和他源组合两种，其中前者主要为太原组气藏和本溪组气藏，后者主要为山西组气藏和盒,段气藏（见图2）。其分布特点是：气藏均分布于烧源岩层系附近或内部，具有明显的炷源岩控藏特征；以岩性圈闭气藏为主。因此.上古生界天然气有两个领域值得进一步勘探：以本溪组太原组自源岩性气藏为主要勘探对象，中央古隆起东北侧海相障壁岛和沿岸砂坝岩性气藏为主要勘探方向；

21、以石炭-二叠系为慌源岩、源自南部物源体系的河流三角洲岩性气藏（韩城-黄龙一带）为另一主要勘探目标区。4中生界含油系统4.1中生界含油系统特征从图2、图4可以看出.中生界含油系统由中上三叠统延长组长7段轻源岩、中上三登统和中F侏罗统两套储集层系组成。晚三登世一白垩纪，盆地主要发育大型内陆湖泊与河流相沉积飞物。三置系由下至上依次为刘家沟组、和尚沟组、纸坊组、延长组（长I段一长段）,其中延长组是鄂尔多斯盆地内陆湖盆形成后所接受的第-套生、储油岩层系，也是盆地最主要的勘探层系.厚度大（大于1000m）,分布广。其发育演化经历了完整的湖进和湖退阶段：长”,段一长,段为湖进期，湖盆逐渐扩大，水体逐渐加深，

22、沉积物由粗变细；长$段-电段为水退阶段，虽有反复但总体上水体逐渐变浅，直至湖盆消亡，主要发育一套灰色中厚层块状细砂岩、粉砂岩与深灰色泥岩组成的旋回性韵律沉积。古地形整体表现为盆地四周高、中南部低.东北坡长而缓、西南坡短而陡。侏罗系由下至上依次为富县组、延安组（延：段延:。段）、直罗组及安定组。富县组是一套洪积扇或山地河流相沉积，厚约120150m。延安组厚100400m.与下伏富县组呈假整合接触，层位底部为河流相砂岩，厚达120m,分布范围较广，中上部发育一套由煤系、灰色泥岩组成的韵律性沉积，属湖沼相。至中侏罗世，气候渐趋干燥.导致直罗组和安定组发育一套河流相至湖相的红色沉积，与下伏延安组侵蚀

23、不整合接触岫。从图4可以看出，中生界炷源岩主要由延长组长I段、长?段优质油页岩蛆成.其中长7段为主力炷源岩系，具有厚度大、分布广、有机质丰富、成熟度高等特点.集中分布在定边一吴起一庆阳一富县一带，范围约8X10*km20从图4、图5可以看出，中生界油藏储集体有两套.分别为中上三在统延长组与侏罗系延安组和宜罗组。延长组由北东、南西两大物源控制的河流-三角洲沉积与湖相碎屑岩沉积组成.其中三角洲前缘的水下分流河道砂、河口坝.以及湖盆中部与重力流有关的砂质碎屑流、滑塌沉积和浊流沉积构成了登置连片的储集体。侏罗系含油储集体主要分布在延安组和宜罗组，其中延9段、延“段河道相粗一中粒石英砂岩为主力储集层.延

24、6段延g段煤系为盖层。4.2中生界石油分布特点与风险勘探方向从图4可以看出，中生界主力油层均位于段有效炷源岩范围内。三叠系油藏主要分布在天环坳陷和伊陕斜坡的中南部，代表性油田有姬堀油田、靖安油田、安塞油田、西峰油田等。侏罗系油藏主要分布于西缘断裂带中北部以及天环坳陷、伊陕斜坡中南部。三登系油藏约占整个中生界石油储量的80%,侏罗系约占20%。中生界油藏分布特点为：生油坳陷控制油藏的空间展布.延长组油藏均分布于生油坳陷内部及周缘的主力砂体带上，但少量油气可沿三角洲有效砂体向盆地北部流体低势区运移，以安塞油田和姬嫄油田为代表，侧向运移可达150200km(见图5)；有利沉积相带是油藏形成的基本地质

25、条件，延K组三角洲前缘水下分流河道、河口坝、湖盆中心重力流砂体是有利的储集相带，侏罗系底古地貌斜坡带的河流边滩、心滩砂体是油气富集的最有利场所；从图4可以看出，延长组油气运移指向紧邻生慌坳陷的流体低势区，侏罗系富县组、延2段早期发育的下切河道与后期形成的裂缝沟通了延长组油源，是油气向上运移的主要通道KZ6.延长蛆侵蚀而及延妆段顶面的鼻隆、穹窿构造是油气运聚的有利指向区；延K组油藏类型以致密岩性油藏为主，具有面积大、储量多、物性差、登置连片分布等特点；侏罗系以构造圈闭、岩性圈闭和复合圈闭油藏为主，其中构造圈闭与复合圈闭油藏具有油藏数虽少、面积大、储圾多、富集程度高的特点，岩性油藏具有油藏数量多、

26、面积小、储址少、富集程度低的特点。对图4、图5油气藏连井剖面综合分析后认为，中生界石油勘探应集中于以下两个领域：延长组生油坳陷周边、具有较好运移通道旦范围小于150km的流体低势区，如湖盆北部的三角洲平原地区；侏罗系古地貌复合圈闭油藏及构造圈闭油藏。5结论炷源岩是鄂尔多斯盆地油气成藏最主要的控制因索。由3条油气藏连井剖面可以看出，盆地内部炷源岩时空展布特征控制着油气藏的分布格局。3套炷源岩系对应着3大含油气系统，各期油气成藏具有明显的经源岩控藏特征。两条区域不整合面、层系内部裂缝系统以及叠置连片的砂体(或白云岩)既是油气运移的有效通道，也是油气聚集的有利场所。中生界油藏主要分布在生油坳陷内部及

27、周缘的有效圈闭中，石油运移距离相对较短，个别油藏可通过不整合面和叠置连片的砂体向盆地流体低势区运移150200km。古生界气藏可在整个盆地煌源岩范围内短距肉运移，旦规模较大，最终聚集于奥陶系顶面风化壳有效岩溶圈闭和石炭-二登系源内或近源低渗透有效砂岩圈闭中。根据上述石油地质特征，同时结合油气藏连井剖面分析，认为未来鄂尔多斯盆地油气风险勘探应集中在以下3个领域：中生界应以生油坳陷为中心，在距生油坳陷边缘150km范围内勘探，如伊陕斜坡中北部是未来石油勘探的主要方向，同时还应探寻生油层系内部泥岩裂缝油藏与岩性透镜体油藏，进一步拓展油气风险勘探的新领域；上古生界气藏虽已形成“满盆气”的分布格局，但盆

28、地南部尚未发现大规模气藏，因此，上古生界应以盆地南部物源体系的山2段一盒8段河流相和本溪组一太原组海相沿岸砂坝、障壁岛砂岩岩性气藏为主要勘探方向；下古生界气藏除奥陶系风化壳有所突破外，其他层系均未见明显成效，因此，下古生界天然气勘探应以寻找伊陕斜坡中北部、盆地东南部奥陶系顶面风化壳岩溶圈闭以及与中上奥陶统礁滩体寺关的白云岩岩性-构造圈闭为主。参考文献：1 张金山.鄂尔多斯盆地构造演化及含油气展望J.石油与天然气地质.1982.3(4)；304-316.ZhangJinshan.TectonicevolutionofOrdosbasinanditsoilandgaspotential.Oil&a

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