鄂爾多斯盆地致密砂巖氣地質特征及勘探潛力

黃慧娟（西安石油大學 陜西 西安 710065）

一、引言

1927年致密砂巖氣藏發現與美國的圣胡安盆地，中國的致密砂巖氣發現較早，我國自1971年發現川西中壩致密砂巖氣田之后，也逐步系統地開始了對致密砂巖氣領域的研究。中國擁有的巨大致密砂巖氣儲量和廣闊的致密砂巖氣勘探潛力。這些年來，致密砂巖氣已成為近些年來我國天然氣探明儲量的主要增長點，2009年，中國致密砂巖氣年產量已達到150×108m3（胡文瑞，2010）。致密油藏是一種非常規油藏，同時是一種連續型油藏，具有地空隙度、低滲透率、低含氣飽和度等特征。本文將總結論述鄂爾多斯盆地致密砂巖氣地質特征方面的特征，同時分析本區域的勘探潛力。

二、研究位置

鄂爾多斯盆地是中國第二大盆地大型沉積盆地，在大地構造上位于中國東西結合部位，北以黃河斷裂為界，輪廓呈巨型，橫跨陜西、甘肅、寧夏、內蒙古、山西5省區，是一個古生代臺地及臺緣坳陷與中新生代臺內坳陷疊合的克拉通盆地，勘探面積37×104km2，具有天然氣資源量15.16×1012m3。

三、盆地構造與沉積特征

1.盆地構造特征

據鄂爾多斯盆地構造發展演化史可將其劃分為西緣斷褶帶、天環向斜、伊陜斜坡、晉西撓褶帶、伊盟隆起、渭北隆起等六個一級構造單元，盆地總體形態呈巨型，現今構造特征表現為盆地邊部構造發育，盆地內部為一西傾的大型平緩斜坡，平均坡降一般在5-8m/km，為致密砂巖氣藏的聚集提供了良好的構造條件。

2.沉積特征

鄂爾多斯盆地位于華北克拉通西部，是一個穩定的沉降和坳陷的交替位于古老結晶變質基地之上。早古生代，中國古陸解體，分裂成塔里木隆臺、華北隆臺和楊子臺地。晚古生代，華北盆地逐漸縮小，侏羅紀開始了燕山運動，使華北盆地西緣發生大規模的推覆沖斷，形成了前緣凹陷。至白堊紀，華北盆地東部邊緣大幅度隆起，使鄂爾多斯臺地與華北隆起分離。形成獨立的盆地。

盆地由上至下發育地層較為完整，目前發現的致密砂巖氣藏發育于上古生界地層中。鄂爾多斯盆地上古生界以陸相、海相交互項碎屑巖為主。煤層和暗色泥巖、石灰巖是烴源巖的基本類型。其中太原組、山西組、石盒子組源巖與砂巖多為互層，二疊系山西組和石盒子組砂巖最發育,物性較差，孔隙度平均約6%-14%；滲透率一般都在0.3×10-3Lm2以上，是典型的低孔、低滲致密儲層，在這種低孔低滲的背景下發育相對優質的儲集層。

四、鄂爾多斯盆地致密砂巖氣藏地質特征

1.烴源巖特征

有利的烴源巖是致密砂巖氣藏形成的重要物質基礎。鄂爾多斯上古生界烴源巖是一套海陸交互相含煤巖層，煤層、暗色泥巖和生物灰巖是烴源巖的主要類型。其中，煤層和暗色泥巖是研究區致密砂巖氣田的主力產氣層。其分布面積廣，富含有機質，干酪根類型為Ⅲ型，為該地區提供了豐富的物質基礎，有利于成氣的條件。

2.儲蓋組合特征

據前人研究，可將鄂爾多斯盆地上古生界分為4個三角洲，包括天池三角洲、杭錦旗三角洲、靖邊三角洲和秘制三角洲。整個上古生界砂體較發育，但物性較差，是典型的低空隙度、低滲透率的致密砂巖。二疊系石盒子組上部的泥質巖石古生界氣藏的區域蓋層，廣泛分布于整個盆地。裂縫是石盒子組和石千峰組氣藏形成的關鍵，形成的氣沿著裂縫等通道向上運移聚集，在山巖發育的地區形成次生氣藏。

3.圈閉特征

根據圈閉的成因，可以講圈閉分為構造圈閉、地層圈閉、巖性圈閉和復合圈閉四中圈閉。鄂爾多斯盆地上古生界圈閉主要為巖性圈閉，只有局部發育不整合侵蝕谷充填的地層圈閉。根據圈閉類型的不同，本區域主要有“先成型”“后成型”兩種致密砂巖氣藏。

五、致密砂巖氣藏的成藏主控因素

按照我國國家礦產儲量委員會的標準，有效滲透率不大于0.1×10-3Lm2，孔隙度不大于10%的氣藏為致密砂巖氣藏。連續型致密砂巖油藏的儲層大范圍分布，孔隙度一般小于10%，僅在局部地區物性較好。這主要是因為連續型油藏的成藏過程是以非達西流的形式，在異常壓力的作用下進行運移的，在此過程中，浮力不起主要作用。一旦浮力成為油氣運移的主要動力，則主要形成常規的非連續型油氣藏。

鄂爾多斯盆地中生界的烴源巖主要是長7油層組，這套頁巖分布范圍廣，厚度大，品質好，生、排烴量巨大，是連續型致密砂巖油氣藏形成的主要物質基礎。

同時鄂爾多斯盆地是一個內陸克拉通盆地，具有穩定的動力學背景。鄂爾多斯盆地的油氣主要分布在陜北斜坡一級構造帶上，這為連續型致密砂巖油氣藏的形成提供了重要的動力學條件。

六、鄂爾多斯盆地勘探潛力

根據鄂爾多斯盆地構造簡單穩定，主體為一個大的東高西低平緩斜坡，盆地主體幾乎無斷層，但喜馬拉雅、燕山印支等運用形成的裂縫，構成了盆地上古生界致密砂巖氣運移的主要通道。同時在整個構造運動過程中，發生了構造熱事件，有機質成熟度較高，烴源巖大量的生排烴。學者Law把鄂爾多斯盆地列為確定性高的致密砂巖氣藏地區。

目前，鄂爾多斯上古生界發現并探明了蘇里格、烏審旗、子洲和米脂等4個大型致密砂巖氣田，建成致密砂巖氣年生產能力135億方，致密砂巖氣勘探開發成果顯著。同時連續型致密砂巖天然氣成藏模式的特征表示，鄂爾多斯盆地上古生界總體上儲集層具有孔喉較小、分選較差的特點，屬于典型的致密砂巖氣藏，勘探潛力較大。

[1]李健，吳智勇，曾大乾，等.深層致密砂巖氣藏勘探開發技術[M].北京：石油工業出版社，2002:4-8.

[2]付金華，魏新善等．鄂爾多斯盆地上古生界致密砂巖氣田儲集層特征與成因[J]．古地理學報，2013，15（4）：529-536．

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