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鄂尔多斯盆地中生界陆相油气

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时间:2022-04-29 10:01:15
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鄂尔多斯盆地中生界陆相油气?(一)概况陕北自古多油苗记载,一百多年前就开采陆相石油,但偏东部油层已出露或位于浅埋藏区,多年没有大的发展。20世纪70年代首先在庆、华、吴地区突破一批工业油井,进行大规模会战,并加强陆相成藏理论研究,最重要的是

(一)概况

陕北自古多油苗记载,一百多年前就开采陆相石油,但偏东部油层已出露或位于浅埋藏区,多年没有大的发展。20世纪70年代首先在庆、华、吴地区突破一批工业油井,进行大规模会战,并加强陆相成藏理论研究,最重要的是认识T3—J2时期深水大湖的存在,勘探成果喜人。鄂尔多斯是我国中西部陆相油气地质研究较深入、获得中生界自储油田和储量最多的地区。

在我国中西部印支前陆盆地中,鄂尔多斯T3—J2烃源组合并不算最好。但后期发展有利,得以独占鳌头。而准南、库车、塔西南、柴北、川西等地,由于T3—J2烃源岩上覆地层太厚(特别是西北地区的N+Q),原生油气难以直接勘探,烃源多裂解成气,再通过断裂垂直上移至浅层形成次生气藏。只有鄂尔多斯(及吐哈)主要烃源岩后期埋藏适度,构造缓和,油气散失很少,砂岩尚未普遍致密化。生、储、运、圈得以自由配套聚集各类油藏,埋深都在3000m以内。凡此种种,成为中西部难得的优势。

鄂尔多斯中生代沉积构造的发展情况可参考图183~图185,由于盆地西部、南部山体不同时期的活动,沉积盆地也相应变化。延长组(T3y)沉积坳陷受何种构造控制?专家意见尚不统一。T3y坳陷呈NW—SE向(见图52,图183),向东南可延至郑州附近,显然不是贺兰山的前陆坳陷。王锋[436]做过研究,认为 “中生代早、中期贺兰山区是鄂尔多斯盆地的一部分。” “物源来自西部阿拉善古陆。” T3y沉积坳陷受秦岭、祁连印支运动的联合控制,贺兰山对侏罗纪沉积似也有控制作用(图183)。T3y坳陷范围广阔宽缓,在长7湖侵最大时总面积达9万km2,比一般印支前陆坳陷大得多。为淡—微咸水大型湖泊,下陷幅度不大,沉积岩最厚1300m。最有利生油区深湖相面积为4万km2,生油岩厚度300~400m[164],平均有机碳含量为1.72%~2.81%。

延安组和直罗组(J1+2)也有浅湖相生油岩,厚80~120m。鄂尔多斯T3y大湖的两岸,东北为台区,西南为山区,形成两类入湖水系,分别形成两大类成藏系统。而J1+2浅湖烃源则在更广泛的地区,形成岩干零散的油藏,重点还是在更广泛的地区探寻相对富集的油藏。图183大致勾绘了两大沉积体系展布情况。

(二)T3y大湖东北岸烃源-成藏体系

此领域勘探开发和科研时间已很久,认识多经周折。早年强调背斜控油,后来特别重视河流、三角洲控制的岩性油藏。近年来认为T3y油藏的形成受沉积相、鼻状隆起、运移通道等多重因素控制[437],而且油藏并不一定位于砂体最厚和物性最好的地方。在区域构造缓和而缺乏大中型断层,但小型断层和裂缝仍经常见到。长7主烃源层上覆长6等砂岩储层物性较差,往往通过断、裂垂向上移至长2甚至侏罗纪砂岩。由于砂岩孔渗性条件偏差,在单斜上倾方向可见到类似 “深盆气”水封油藏的现象,如子长油田余家坪长2油藏[437]。

多数学者仍强调入湖河流三角洲控油的主要作用,认为河口砂坝和水下分流河道沉积微相发育,是含油性最好的砂体[438]。近年以长6为重点的勘探,在陕北探明了安塞、靖安、吴旗等大型油田,都与此有关。由于陕北T3y砂体向物源区抬升,颗粒较粗,油藏上倾封闭就成复杂问题,不能简单用 “岩性圈闭”来概括,而且油气一定的散失难以避免。成岩圈闭在特定条件下可能很重要,在普遍低孔渗区寻找次生溶孔高渗储层,可能形成好油藏。朱国华[439]等研究长6、长2浊沸石次生孔隙砂体和成岩遮挡配套,是油气富集区重要条件。

图183 陕甘宁延长统两大沉积体系图[165]

(三)T3y大湖西南陇东烃源-成藏体系

西峰油田的发现,陇东陆相油气评价日益升高。印支前陆坳陷的陡翼,三角洲发育更为集中(图184a),烃源与储层的关系也更为密切。同时由于燕山晚期鄂尔多斯东部抬升,形成大型的伊陕斜坡。此时湖区生成的油气多已灌注于三角洲砂体,西峰及其以东地区(天环向斜以东)转变为东升西降的构造斜坡。湖相泥质岩先向三角洲砂体输送了油气,后又转变成为含油储层的上倾封盖。这一有利程序具备集中形成大油田的优势。

图184 鄂尔多斯盆地中生界生烃强度及西峰油田沉积相示意图[440]

经研究认为,西峰地区为典型三角洲沉积[440],改变了长期以来认为长8段为水下扇、浊积沉积的观点。T3y大湖控制烃源十分显著(图184b),NW向生烃强度等值最高达550×104t/km2。西南沉积坡上发育四大水系三角洲(图184a),砂岩油田位于崇信-西峰三角洲的前缘带上,紧邻生烃高值区。长8砂岩现今平均孔隙度约10%,渗透率多在(0.6~3.0)×10-3μm2。总体上比大湖东北岸砂体物性要差一些,但后期区域构造发展对西峰等三角洲有利。

T3y大湖西南侧诸三角洲砂体,都有相应的远景评价,是我国中西部印支前陆盆地陆相油藏潜力最大的领域,埋藏深度适宜。因此,应善待这一珍贵石油资源,细心呵护,“颗粒归仓”。

(四)侏罗系油藏

进入侏罗纪,T3y大湖逐渐消退,转变为宁陕、甘陕两条大河(见图52a),零星的暗色泥岩,生油能力较弱。侏罗系油藏主要烃源来自T3y,大致有两种成藏方式:一种是侏罗系下部砂岩(J1f)直接与T3y岩接触,如河道下切或古地貌残丘,J1f砂岩都能和T3y烃源相接(见图52a,图185),发现了许多中、小型油藏。一般多为混合圈闭,如差异压实的鼻隆,背斜结合岩性变化,普遍出现岩性-地层-构造油藏[441]。另一种方式是通过小断层或裂缝垂直运移至侏罗纪砂岩,并在鼻隆或其他圈闭中成藏。

侏罗系油藏以小型居多,比较分散。但由于埋藏浅、投入低,仍有潜力可挖。

(五)新生界油藏

鄂尔多斯陆块周边,在新生代多处于张引力状态,有一系列断陷小盆(见图41)。但烃源岩大多未成熟,只有河套断陷弧的顶部,生油岩埋藏深,厚度大,最厚可达1400m[104]。K1地层实际已处于中国北部J3—K1巨型拉张裂陷带范围(图186),将在下一节讨论。而新生界已成熟的烃源岩也应引起高度重视,争取发现新油田。

(六)鄂尔多斯盆地叠合综述

我国三大油气巨系统在鄂尔多斯都已得到很好体现,各有千秋。尽管下古生界、上古生界及中、新生界陆相各自原型沉积盆地烃源岩并不理想,但由于鄂尔多斯长期稳定发展,各叠合盆地能自然组合成藏。盆内燕山期未发生剧烈的分割、形变,喜马拉雅期也未发生畸升、畸陷导致重要目标过于深埋而无法勘探,或者超致密而致烃藏 “呆、死”。这是由于坚固的陆块基底,距离东部燕山、西部喜马拉雅构造运动力源区较远,保留了鄂尔多斯这一大块长期稳定的台盆,烃类散失最少。普通的鸡雏都成了金凤凰。鄂尔多斯反衬了中国石油地质诸多特征和问题。

三大系统油气前景的比较和排序:如从当前国家能源需求,T3—J2陆相油藏特别重要;如从能源潜力考虑,C—P致密砂岩含气前景更为广阔。

1 . T3—J2陆相油藏

T3y湖盆(NW—SE至SEE)受祁、秦印支造山带的控制,但并不是典型的逆冲带前陆深坳。继承了华北陆块晚古生代残留海、湖沼洼地,并向南迁移。经历J—K较长时期稳定沉积、埋藏,T3y烃源岩生、排、运移后,燕山运动晚期山西上隆,鄂尔多斯成为微向西倾的大型构造斜坡。导致T3y大湖两侧成藏条件有了区别:东北侧从深湖烃源向三角洲、河流砂体供油很有利,但上倾方向可能缺乏圈闭或泥质岩遮挡,容易导致油藏分散和损失。而西南侧烃源泥质岩晚期普遍形成上倾遮挡,有利于集中形成富矿。西峰油田各砂体以及其他三角洲,都应有很好的前景。但注意与天环向斜的关系,向斜轴线以西的砂体岩性封堵条件不利。

我国陆上新发现油藏的条件越来越困难,对内陆腹部鄂尔多斯油田应给以特别重视。运用先进理论和技术手段,深查细挖,努力提高采取率,具有战略重要意义。另外,积极开展临河断陷新生界油藏的探索。

图185 鄂尔多斯侏罗系古地貌油藏组合类型[164]

2. C—P致密砂岩含气

这是一块长期被忽视的大面积贫矿,前面已作了充分讨论。因为C—P地层生烃能力不算很高,砂岩储层物性较差,缺乏构造圈闭。按常规观点生、储、圈都不理想。20世纪90年代致密砂岩含气(深盆气)理论活跃,认为鄂尔多斯C—P地层是我国难得的有利地质层位[174]。短短几年连续发现一批大气田和特大气田,探明储量接近万亿m3。致密砂岩贫矿天然扩散系数很低,如上覆层含油气,扩散作用也终止。因此,鄂尔多斯大面积C—P地层的天然气资源,具有良好的保存效应,总资源量巨大,埋深也适度。除已发现气田外,鄂尔多斯C—P地层致密砂岩气的领域还很广阔,有的情况要复杂些,也有埋深略大(如天环向斜)。而且由于总体是贫矿,勘探开发技术要求高,正确的理论指导更是获取最大经济效益的关键。

图186 河套临河坳陷沉积构造和烃源岩略图[104]

3. 下古生界碳酸盐岩天然气

在靖边大气田和中央古隆起以西、以南,至早古生代秦岭、贺兰坳拉槽,台缘存在礁、滩相,深部并有构造圈闭迹象。在这广大滨邻深坳烃源丰富的 “L”形区带,探寻可能存在的溶蚀孔隙性储层,争取发现新类型气区。

83187区域地震剖面(见图66a)表明,深部下古生界越过几条推覆断层以下构造相对简单,C—P泥质岩反射密集段仍很明显。奥陶系顶构造幅度高大,除溶蚀外,裂缝系统可能发育。

鄂尔多斯下古生界西部台缘和推覆带以下,可统一设立研究课题。贺兰(部分祁连、秦岭)坳拉槽有相当幅度,其边缘油气成藏条件很好。而且印支、燕山、喜马拉雅推覆构造和形变相对都不很剧烈,油气藏仍有一定保存条件。

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