鄂爾多斯盆地旬邑-宜君地區(qū)斷層對(duì)油氣成藏的作用

武智泉

鄂爾多斯盆地旬邑-宜君地區(qū)斷層對(duì)油氣成藏的作用

武智泉

（西北大學(xué)，陜西 西安 710069）

旬邑-宜君地區(qū)位于鄂爾多斯盆地南部，研究區(qū)及周緣發(fā)育北東、北西、東西三個(gè)方向斷層。從斷開層位分為從基底斷至地表型、斷開中生界型和斷開古生界型三類。斷層主要是基底斷裂以及基底斷裂在后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中活化形成的。斷層對(duì)研究區(qū)油氣成藏的作用主要表現(xiàn)在作為優(yōu)勢(shì)通道溝通了烴源巖和儲(chǔ)層以及改善了斷層周圍儲(chǔ)層的物性。

鄂爾多斯盆地南部； 斷層； 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)；油氣成藏

斷層作為優(yōu)勢(shì)的運(yùn)移通道，對(duì)油氣成藏具有重要的作用。過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間，多數(shù)研究者認(rèn)為鄂爾多斯盆地是一個(gè)穩(wěn)定的克拉通盆地，斷層在盆地內(nèi)部并不發(fā)育，斷層對(duì)油氣的聚集無(wú)確定的控制作用，盆地內(nèi)油氣的運(yùn)移主要以“爬樓梯”的方式在砂體中進(jìn)行。對(duì)于旬邑-宜君地區(qū)油氣成藏的研究，前人同樣也是只注重在對(duì)砂體及沉積相帶的研究。而近幾年隨著盆地勘探和研究程度增加，越來(lái)越多的證據(jù)說(shuō)明盆地內(nèi)斷層很發(fā)育，并且是盆地油氣成藏的主要控制因素[1]。旬邑-宜君地區(qū)位于鄂爾多斯盆地南部，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，斷裂也較盆地內(nèi)部更為發(fā)育，分析研究區(qū)斷層發(fā)育情況及其對(duì)油氣藏的控制作用對(duì)本區(qū)油氣勘探有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地位于我國(guó)大陸中西部，面積約2.5×105km2，是我國(guó)第二大沉積盆地，油氣資源豐富。鄂爾多斯盆地現(xiàn)今構(gòu)造劃分為伊盟隆起、西緣沖斷帶、天環(huán)坳陷、伊陜斜坡、晉西撓褶帶和渭北隆起六個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元。旬邑-宜君探區(qū)位于盆地內(nèi)一級(jí)構(gòu)造單元渭北隆起與陜北斜坡的結(jié)合部，構(gòu)造背景相對(duì)盆地內(nèi)部較為復(fù)雜[2-5]。本區(qū)自早古生代以來(lái)，經(jīng)歷了多次構(gòu)造抬升，加里東運(yùn)動(dòng)造成了本區(qū)形成南翹北傾的構(gòu)造斜坡。燕山運(yùn)動(dòng)使下古生界、上古生界和中生界不同層位自南向北依次出露，構(gòu)造變形程度南強(qiáng)北弱，南部斷裂發(fā)育。

鄂爾多斯盆地自上而下，主要發(fā)育中生界和古生界含油氣層系。中生界含油層系：侏羅系延安組、三疊系延長(zhǎng)組；古生界含氣層系：上古生界碎屑巖、下古生界碳酸鹽巖。鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段底部發(fā)育一套半深湖—深湖相碳質(zhì)泥頁(yè)巖-“張家灘”頁(yè)巖，為該區(qū)中生界主要的烴源巖；上古生界煤、暗色泥巖和灰?guī)r、馬家溝組暗色巖系是古生界的氣源巖，其中上古生界煤是主要的氣源巖。旬邑-宜君地區(qū)及周緣在中生界延長(zhǎng)組和上古生界均上交儲(chǔ)量和具有一定的產(chǎn)能，下古生界也有所突破。

2 斷層標(biāo)定及其特征

2.1 斷層標(biāo)定

前人利用遙感、重力、磁力等手段對(duì)鄂爾多斯盆地內(nèi)斷層作了研究。在此基礎(chǔ)上結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料繪制了旬邑-宜君地區(qū)斷層平面展布圖（圖1）。

圖1 研究區(qū)及周緣斷層平面分布圖

研究區(qū)發(fā)育北西、北東、東西三個(gè)方向，共7組斷層。其中北東、東西向斷層延伸距離較長(zhǎng)，規(guī)模上屬于盆地級(jí)斷裂；北西向斷層延伸距離相對(duì)較短，屬于凹陷級(jí)別斷裂。本次利用鄂爾多斯盆地高精度二維地震大剖面及小范圍三維地震剖面對(duì)這些斷層進(jìn)行了標(biāo)定，確定其存在的同時(shí)初步繪制了斷層的形態(tài)。

2.2 斷層特征

2.2.1 斷層斷開層位

斷層可以作為油氣進(jìn)行垂向運(yùn)移的主要通道，其斷開層位控制了油氣可以運(yùn)移的最遠(yuǎn)層位。研究區(qū)斷層發(fā)育的情況主要可以分為三類：從基底斷至地表型、斷開中生界型和斷開古生界型（圖2）。

圖2 斷層標(biāo)定及其結(jié)構(gòu)

從基底斷至地表型這類斷層斷開所有層位，直至地表，對(duì)古生界及中生界油氣成藏都具有重要作用。當(dāng)油氣可以源源不斷的供給時(shí)，油氣理論上可以一直向上運(yùn)移，并充注到物性最好的地層形成油藏。如果沒有好的儲(chǔ)層會(huì)逸散出地表。

斷開中生界型這類斷層對(duì)中生界油氣成藏有重要作用，斷裂從早白堊統(tǒng)一直斷穿延長(zhǎng)組地層，溝通了烴源巖層和儲(chǔ)層，可作為油氣運(yùn)移的有效通道。

斷開古生界型這類斷層主要影響古生界天然氣成藏，天然氣從太原組暗色泥巖及煤層生成后部分沿?cái)鄬觾?yōu)勢(shì)通道運(yùn)移到相應(yīng)儲(chǔ)層富集成藏。

2.2.2 斷層活動(dòng)性

從基底斷至地表型和斷開古生界這兩類斷層表現(xiàn)為在盆地演化早期，先存于盆地太古界結(jié)晶基底上的斷裂，在后期的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)中發(fā)生活化，基底斷裂的存在及持續(xù)活動(dòng)，使盆地深部的物質(zhì)和能量能夠沿著基底斷裂向上部運(yùn)移，進(jìn)而在盆地地質(zhì)演化的進(jìn)程中，不斷對(duì)上覆地層產(chǎn)生影響。

斷開中生界型這類斷層的形成同樣與基底斷裂后期活動(dòng)有關(guān)，基底斷裂后期活動(dòng)是燕山運(yùn)動(dòng)以來(lái)鄂爾多斯剛性地塊在多期區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下發(fā)生整體性扭動(dòng)與錯(cuò)位的結(jié)果[6-8]。這類斷層活動(dòng)開始時(shí)間為中侏羅世后期或到早白堊世早期，斷裂在成藏期處于活動(dòng)狀態(tài)，可作為油氣運(yùn)移的有效通道。

3 斷層對(duì)油氣成藏的作用

3.1 斷層對(duì)中生界油氣的控制作用

長(zhǎng)8-長(zhǎng)10位于延長(zhǎng)組主力烴源巖長(zhǎng)7的下方，導(dǎo)致長(zhǎng)7烴源巖油氣能夠向下運(yùn)移的一個(gè)主要原因之一就是溝通長(zhǎng)7烴源巖和長(zhǎng)8、長(zhǎng)9、長(zhǎng)10砂巖儲(chǔ)層的斷層，7烴源巖生烴增壓產(chǎn)生的向下的運(yùn)移驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)油氣沿?cái)鄬酉蛳逻\(yùn)移至下部層系的砂巖儲(chǔ)層。

長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)3、長(zhǎng)2、延安組位于主力烴源巖長(zhǎng)7的上方，與主力烴源巖不接觸，其中砂巖油氣藏的形成與切割長(zhǎng)7的斷層有密切關(guān)系，在由生烴增壓形成的驅(qū)動(dòng)壓差下，油氣總體上首先沿?cái)鄬酉蛏线\(yùn)移，然后在構(gòu)造的控制下由斷層向砂巖儲(chǔ)集層中運(yùn)移并聚集。

3.2 斷層對(duì)古生界天然氣的控制作用

一方面，斷層作為油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道溝通了氣源與儲(chǔ)層。對(duì)于上古生界天然氣，主要烴源巖為太原組的煤及暗色泥巖，山西組儲(chǔ)層與其直接接觸，源儲(chǔ)之間的空間距離近、氣源充足、排烴壓力大，只需經(jīng)過(guò)初次運(yùn)移就可聚集成藏，氣層分布主要受沉積相帶控制[9]。而山西組之上的石盒子組儲(chǔ)層距離太原組烴源巖較遠(yuǎn)，并且砂巖逐漸減少，泥巖增加，砂體疊置程度較低，主要是通過(guò)斷層優(yōu)勢(shì)通道的垂向疏導(dǎo)進(jìn)行運(yùn)移。對(duì)于下古生界，斷層同樣可以作為上古生界煤系烴源巖生成天然氣向下古生界奧陶系馬家溝組中下組合儲(chǔ)層運(yùn)移的重要通道。在天然氣充注階段，上古的天然氣通過(guò)斷層垂向運(yùn)移到馬家溝組儲(chǔ)層中，至主成藏期之后，斷層則為氣藏提供側(cè)向遮擋。

另一方面，斷層改善了儲(chǔ)層的物性，為其附近的儲(chǔ)層增孔做出貢獻(xiàn)。斷層及其派生的密集裂縫系統(tǒng)既是天然氣垂向運(yùn)移的重要通道，同時(shí)也為有機(jī)酸的運(yùn)移溶蝕提供了通道，有效改善了鄰近儲(chǔ)層的孔滲性能，從而控制了天然氣富集高產(chǎn)的“甜點(diǎn)”區(qū)帶的分布，可以說(shuō)斷層與砂體的疊置區(qū)域是天然氣的較為富集的部位。統(tǒng)計(jì)得到，鄂爾多斯盆地上古生界及下古生界90%以上的高產(chǎn)井分布在斷層附近。

4 結(jié) 論

（1）旬邑-宜君地區(qū)發(fā)育北東、北西、東西向三個(gè)方向斷層，其中北東、東西向斷裂延伸距離較遠(yuǎn)，屬于盆地級(jí)斷裂；北西向斷層延伸距離相對(duì)較小，屬于凹陷級(jí)別斷裂。

（2）研究區(qū)斷層分為從基底斷至地表型、斷開中生界型和斷開古生界型三種類型。斷層是基底的斷裂以及基底斷裂在后期（燕山、喜山）構(gòu)造活動(dòng)中活化形成的。

（3）對(duì)于中生界油氣，長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)3、長(zhǎng)2、延安組位于主力烴源巖長(zhǎng)7的上方，與主力烴源巖不接觸，油氣主要依靠斷層作為優(yōu)勢(shì)通道進(jìn)行運(yùn)移，并在相應(yīng)儲(chǔ)層富集；長(zhǎng)8-長(zhǎng)10位于延長(zhǎng)組主力烴源巖長(zhǎng)7的下方，源巖生烴增壓形成的驅(qū)動(dòng)力使得油氣沿?cái)鄬酉蛳虏窟\(yùn)移。

（4）對(duì)于古生界天然氣，一方面斷層溝通了烴源巖與儲(chǔ)層，使得天然氣可以運(yùn)移至不與源巖直接接觸的儲(chǔ)層；另一方面斷層改善了附近儲(chǔ)層的物性，控制了天然氣富集的高產(chǎn)“甜點(diǎn)”區(qū)。

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The Role of Faults in Hydrocarbon Accumulation in Xunyi-Yijun Area of Ordos Basin

（Northwest University, Shaanxi Xi'an 710069, China）

Xunyi-Yijun area is located in the southern part of Ordos Basin. The faults in study area and periphery are developed in the northeast, northwest, and east-west directions. Based on the disconnection horizon, the faults it was divided into three types: basement to ground type, disconnected mesozoic type and disconnected paleozoic type. The faults were mainly caused by the basement fault and the activation of the basement fault in the later tectonic movement. The effect of faults on hydrocarbon accumulation in the study area was mainly reflected in the communication of source rocks and reservoirs as a dominant channel and the improvement of the physical properties of reservoirs around the faults.

southern Ordos basin; fault; tectonic movement; hydrocarbon accumulation

2019-11-25

武智泉（1994-），男，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系在讀研究生，陜西省西安市人，研究方向：石油與天然氣地質(zhì)。

張金功（1963-），男，博士生導(dǎo)師，研究方向：非常規(guī)與常規(guī)油氣藏形成機(jī)理與分布評(píng)價(jià)。

TE122.1+2

A

1004-0935（2020）02-0160-03