石油与天然气地质 第6期 oL GAS gEology 005年12月 文章编号:0253.9985(2005)06-0724.06 我国典型天然气藏输导体系研究 以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例 朱筱敏刘成林,曾庆猛2门相勇 (1中国石油大学,北京10249,2中国地质大学北京100083 3中国石油勘探开发研究院,北京100083) 摘要:前陆盆地褶皱·冲断带气藏和裂谷盆地气藏油气输导体系以断裂为主,天然气运移方向以垂向为主,运移距离短,输 导效率高;而克拉通盆地岩性气藏和前陆盆地斜坡带气藏油气输导体系以砂体为主,油气运移方向为侧向、垂向,运移距 离较长,输导效率低。苏里格气田属克拉通盆地岩性气藏输导体系主要类型为砂体型,也有少量断裂型、砂体-断裂型 砂体型又可进一步分为厚层带状砂体、薄层带状砂体与透镜状砂体等类型。输导体系的输导能力随时间而变化。在 200~150M溶蚀作用和断层活动最强,输导体系的输导能力增大到顶峰。在成藏关键时刻(J3一K)输导体系格架产状 西高东低、北高南低,主要输导体系为砂体、断层与裂缝,油气向西北方向运移,输导效率高。在成藏后调整期(K-Q) 输导体系格架大部为东高西低、北高南低,主要输导体系为砂体与裂缝。油气运移效率较低,运移不太明显 关键词输导体系;克拉通;前陆;裂谷;苏里格气田;鄂尔多斯盆地 中图分类号:TE1121 文献标 Study of carrier system of typ ica l gas reservo irs in China taking Sulige gas field in O rdos basin as an examp le Zhu X iaom n, L iu Chenglin, Zeng Q ingmeng, Men Xiangyu 3 Research Institute of Petroleun Exploration and Developm ent PetroChina, Beijing) Abstract: For gas re servoirs in the fold-thrust belts of fore land basins and in rift basins, faults constitu te the main carrier systems, and hydrocarbons m grate mainly in vertical directin with short m igraton distance and high delivery effic iency While for litho bogic gas reservoirs in craton basins and gas reservoirs in sbpe zones of foreland basins, sandbod ies act as the main carrier system, and hyd rocarbonsm grate both laterally and vertical- ly with re latively bng m igration distance and bw delivery efficiency. Sulige gas field is of litho bgic gas reser voirs in cratn basin, its main carrier system is of sandbody type, with a few fault type and sandbody-fault type carrier systems The sandbody carrier system can be subdivided inb thick belt sandbody, thin belt sandbody and lenticular sandbody. The delivery capacity of carrier system varied with tme It peaked in 200-150 Ma during the strongest disso lutin and faulting At the critical reservoiring perod(J3-K), the framework of car rier system was high in the west and north and bw in the east and south, and the mapr carrier system consisted of sandbodies, faults and frac tures Hydrocarbons m igra ted northwestard with high de livery effic iency While in the post-re servoiring ad jusment period(K-Q), the framework of carrier system was basically high in the east and north and low in the west and south, and the major carrier system consisted of sandbody and frac tures Hydrocarbon m igraton effic iency was bw and not evident Key words: carrier systam: cran, foreland; rift Sulige gas field; O rdos basin 基金项目国家重点基础研究发展规划(973)项目(2001CB209103) 第一作者简介:朱筱敏,男,45岁,教授,石油地质与沉积储层 收稿日期:2005-09-27 2 01994-2007 China Academic Journal Electronie Publishing House. All rights reserved. hup: /wwe cnki net
石油与天然气地质 第 26卷 第 6期 O IL & GAS GEOLOGY 2005年 12月 基金项目 :国家重点基础研究发展规划 (973)项目 (2001CB209103) 第一作者简介 :朱筱敏 ,男 , 45岁 ,教授 ,石油地质与沉积储层 收稿日期 : 2005 - 09- 27 文章编号 : 0253 - 9985 (2005) 06 - 0724 - 06 我国典型天然气藏输导体系研究 ———以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例 朱筱敏 1 ,刘成林 1 ,曾庆猛 2 ,门相勇 3 (1. 中国石油大学 , 北京 102249; 2. 中国地质大学 ,北京 100083; 3. 中国石油勘探开发研究院 ,北京 100083) 摘要 :前陆盆地褶皱 - 冲断带气藏和裂谷盆地气藏油气输导体系以断裂为主 ,天然气运移方向以垂向为主 ,运移距离短 ,输 导效率高 ;而克拉通盆地岩性气藏和前陆盆地斜坡带气藏油气输导体系以砂体为主 ,油气运移方向为侧向、垂向 ,运移距 离较长 ,输导效率低。苏里格气田属克拉通盆地岩性气藏 ,输导体系主要类型为砂体型 ,也有少量断裂型、砂体 - 断裂型。 砂体型又可进一步分为厚层带状砂体、薄层带状砂体与透镜状砂体等类型。输导体系的输导能力随时间而变化。在 200～150Ma溶蚀作用和断层活动最强 ,输导体系的输导能力增大到顶峰。在成藏关键时刻 (J3 —K1 ) ,输导体系格架产状 西高东低、北高南低 ,主要输导体系为砂体、断层与裂缝 ,油气向西北方向运移 ,输导效率高。在成藏后调整期 ( K2 —Q) , 输导体系格架大部为东高西低、北高南低 ,主要输导体系为砂体与裂缝。油气运移效率较低 ,运移不太明显。 关键词 :输导体系 ;克拉通 ;前陆 ;裂谷 ;苏里格气田 ;鄂尔多斯盆地 中图分类号 : TE112. 1 文献标识码 : A Study of carr ier system of typica l ga s reservo irs in China —taking Sulige gas field in O rdos basin as an examp le Zhu Xiaom in 1 ,L iu Chenglin 1 , Zeng Q ingmeng 2 ,Men Xiangyong 3 (1. China University of Petroleum , B eijing; 2. China University of Geosciences, B eijing; 3. Research Institute of Petroleum Exploration and Developm ent, PetroChina, B eijing) Abstract:For gas reservoirs in the fold2thrust belts of foreland basins and in rift basins, faults constitute the main carrier system s, and hydrocarbons m igrate mainly in vertical direction with short m igration distance and high delivery efficiency. W hile for lithologic gas reservoirs in craton basins and gas reservoirs in slope zones of foreland basins, sandbodies act as the main carrier system, and hydrocarbonsm igrate both laterally and vertical2 ly with relatively long m igration distance and low delivery efficiency. Sulige gas field is of lithologic gas reser2 voirs in craton basin, itsmain carrier system is of sandbody type, with a few fault type and sandbody2fault type carrier system s. The sandbody carrier system can be subdivided into thick belt sandbody, thin belt sandbody and lenticular sandbody. The delivery capacity of carrier system varied with time. It peaked in 200 - 150 Ma during the strongest dissolution and faulting. A t the critical reservoiring period (J3 - K1 ) , the framework of car2 rier system was high in the west and north and low in the east and south, and the major carrier system consisted of sandbodies, faults and fractures. Hydrocarbons m igrated northwestward with high delivery efficiency. W hile in the post2reservoiring adjustment period ( K2 - Q) , the framework of carrier system was basically high in the east and north and low in the west and south, and the major carrier system consisted of sandbody and fractures. Hydrocarbon m igration efficiency was low and not evident. Key words: carrier system; craton; foreland; rift; Sulige gas field; O rdos basin © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第6期 朱筱敏等:我国典型天然气藏输导体系研究—以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例 20世纪90年代以来,含油气系统理论和成藏向运移为主,运移距离长3 动力学系统理论的发展促进了系统化、动态化的 以鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏为例,岩性 油气成藏研究。作为沟通源岩与储层的桥梁,气藏输导体系为砂体单一型、断裂-砂体复合型, 输导体系是油气成藏极为关键的控制因素,也是输导性能受成岩作用影响,总体上输导效率较低。 系统化、动态化油气成藏硏究的重要体现。深入1.2前陆盆地天然气藏 研究输导体系的类型、特征、分布、影响因素、时空 前陆盆地气藏地史时间较短(144-200Ma) 关系和有效性,有助于认识油气运移的动态过程,构造运动旋回较少(1~2次),埋藏速率较大 揭示油气成藏规律,发现油气富集区。一般认为,(20~50mMa),成岩序列较为简单(5个成岩期 输导体系是油气从烃源岩运移到圈闭过程中所经次,成岩环境为浅至中-深埋藏,成岩作用以压实、 历的所有路径网,主要包括输导体(高孔、渗砂压溶、胶结和溶解作用为主),输导体系类型较多, 体)不整合面、断层和裂缝以及这4种类型的组输导性能演化史较为简单 合类型。目前,人们着重研究输导体系类型及其 以塔里木盆地库车坳陷中-新生界天然气藏 特征,很少涉及到各种输导体系类型的精细描述、为例,褶皱-冲断带气藏油气输导体系为断裂单 输导性能随时间的演化和时空匹配等问题161 型、砂体-断裂复合型,油气幕式运移,输导效率 不同类型盆地因构造背景不同、沉积相不同、高,油气运移方向以垂向为主,运移距离短。 成岩作用机理不一样,天然气输导体系类型和输 以四川盆地川西上三叠统天然气藏为例,斜 导性能差异较大。在对不同盆地构造背景、沉积坡带气藏油气输导体系为砂体单一型、断裂-砂体 相、成岩作用机理分析的基础上,对比了不同类型复合型,输导性能受成岩作用影响总体上输导效 天然气藏输导体系的类型和输导性能。在对沉积率较低,油气运移方向为侧向、垂向,运移距离较 相、砂体形态、断裂发育状况及烃源岩与储层配置长l。 关系等因素综合研究的基础上,建立了苏里格气1.3裂谷盆地天然气藏 田的现今输导体地质模型。结合盆地模拟技术, 裂谷盆地气藏地史时间短暂(36Ma),构造运 确立了输导体系地质模型的时空演化;进而采用动旋回少,埋藏速率大(130mMa),成岩序列较简 岩石薄片鉴定、电镜分析等储层分析技术,通过成单(6个成岩期次,成岩环境为浅至中-深埋藏,成 岩作用研究,分析了不同类型油气输导体系的输岩作用以压实和溶解作用为主),输导体系类型较 导能力以及演化历史 少,输导性能演化史简单。 按构造背景分类我国典型天然气藏类型主方向以垂向为主运移距离短W多 1输导体系特征 以莺-琼盆地第三系天然气藏为例,输导体系 为底辟型,油气幕式运移,输导效率高 要有克拉通盆地古隆起构造气藏、克拉通盆地背2苏里格气田的输导体系 斜气藏、克拉通盆地岩性气藏、前陆盆地褶皱-冲 断带气藏、稳定前陆斜坡气藏和裂谷盆地气藏 苏里格气田地处内蒙古自治区伊克昭盟境 不同类型天然气藏输导体系各具特征 内,天然气勘探面积2×10km2,地质构造隶属于 1.1克拉通盆地天然气藏 鄂尔多斯盆地伊-陕斜坡西部,是发育于上古生界 克拉通盆地气藏地史时间长(360~600Ma),碎屑岩系中的大型砂岩岩性圈闭气藏3。该气藏 具多构造运动旋回(4~6次),埋藏速率小烃源岩为上石炭统本溪组、下二叠统太原组与山 (10mMa),成岩序列复杂(5~6个成岩期次,成西组的煤和泥岩,主力含气层段为下二叠统下石 岩环境多变,成岩作用多样),输导体系类型多样,盒子组盒8段和山西组山1段输导层主要为本 输导性能演化史复杂 溪一下石盒子组的低孔、低渗砂体。 以四川盆地乐山-龙女寺古隆起和川东石炭2.1类型与特征 系天然气藏为例,古隆起构造气藏和背斜气藏油 输导体系的类型受控于盆地的构造类型、地 气输导体系为不整合单一型、断层-不整合复合层格架特点、沉积充填特征、流体活动方式等诸多 型,输导性能持续、稳定,输导效率较高,油气以侧因素。根据砂体形态、断裂发育状况及烃源岩与 o1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHousealLrightsreservedhttp://nn.cnki.net
第 6期 朱筱敏 ,等 :我国典型天然气藏输导体系研究 ———以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例 725 20世纪 90年代以来 ,含油气系统理论和成藏 动力学系统理论的发展促进了系统化、动态化的 油气成藏研究 [ 1, 2 ]。作为沟通源岩与储层的桥梁 , 输导体系是油气成藏极为关键的控制因素 ,也是 系统化、动态化油气成藏研究的重要体现。深入 研究输导体系的类型、特征、分布、影响因素、时空 关系和有效性 ,有助于认识油气运移的动态过程 , 揭示油气成藏规律 ,发现油气富集区。一般认为 , 输导体系是油气从烃源岩运移到圈闭过程中所经 历的所有路径网 ,主要包括输导体 (高孔、渗砂 体 )、不整合面、断层和裂缝以及这 4种类型的组 合类型。目前 ,人们着重研究输导体系类型及其 特征 ,很少涉及到各种输导体系类型的精细描述、 输导性能随时间的演化和时空匹配等问题 [ 3～6 ]。 不同类型盆地因构造背景不同、沉积相不同、 成岩作用机理不一样 ,天然气输导体系类型和输 导性能差异较大。在对不同盆地构造背景、沉积 相、成岩作用机理分析的基础上 ,对比了不同类型 天然气藏输导体系的类型和输导性能。在对沉积 相、砂体形态、断裂发育状况及烃源岩与储层配置 关系等因素综合研究的基础上 ,建立了苏里格气 田的现今输导体地质模型。结合盆地模拟技术 , 确立了输导体系地质模型的时空演化 ;进而采用 岩石薄片鉴定、电镜分析等储层分析技术 ,通过成 岩作用研究 ,分析了不同类型油气输导体系的输 导能力以及演化历史。 1 输导体系特征 按构造背景分类 ,我国典型天然气藏类型主 要有克拉通盆地古隆起构造气藏、克拉通盆地背 斜气藏、克拉通盆地岩性气藏、前陆盆地褶皱 - 冲 断带气藏、稳定前陆斜坡气藏和裂谷盆地气藏。 不同类型天然气藏输导体系各具特征。 111 克拉通盆地天然气藏 克拉通盆地气藏地史时间长 (360～600 Ma) , 具多 构 造 运 动 旋 回 ( 4 ～ 6 次 ) , 埋 藏 速 率 小 (10 m /Ma) ,成岩序列复杂 ( 5～6个成岩期次 ,成 岩环境多变 ,成岩作用多样 ) ,输导体系类型多样 , 输导性能演化史复杂。 以四川盆地乐山 - 龙女寺古隆起和川东石炭 系天然气藏为例 ,古隆起构造气藏和背斜气藏油 气输导体系为不整合单一型、断层 - 不整合复合 型 ,输导性能持续、稳定 ,输导效率较高 ,油气以侧 向运移为主 ,运移距离长 [ 7, 8 ]。 以鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏为例 ,岩性 气藏输导体系为砂体单一型、断裂 - 砂体复合型 , 输导性能受成岩作用影响 ,总体上输导效率较低 [ 9 ]。 112 前陆盆地天然气藏 前陆盆地气藏地史时间较短 (144～200 Ma) , 构造运动旋回较少 ( 1 ～2 次 ) , 埋藏速率较大 (20～50 m /Ma) ,成岩序列较为简单 ( 5个成岩期 次 ,成岩环境为浅至中 - 深埋藏 ,成岩作用以压实、 压溶、胶结和溶解作用为主 ) ,输导体系类型较多 , 输导性能演化史较为简单。 以塔里木盆地库车坳陷中 - 新生界天然气藏 为例 ,褶皱 - 冲断带气藏油气输导体系为断裂单一 型、砂体 - 断裂复合型 ,油气幕式运移 ,输导效率 高 ,油气运移方向以垂向为主 ,运移距离短 [ 10 ]。 以四川盆地川西上三叠统天然气藏为例 ,斜 坡带气藏油气输导体系为砂体单一型、断裂 - 砂体 复合型 ,输导性能受成岩作用影响总体上输导效 率较低 ,油气运移方向为侧向、垂向 ,运移距离较 长 [ 11 ]。 113 裂谷盆地天然气藏 裂谷盆地气藏地史时间短暂 (36 Ma) ,构造运 动旋回少 ,埋藏速率大 (130m /Ma) ,成岩序列较简 单 (6个成岩期次 ,成岩环境为浅至中 - 深埋藏 ,成 岩作用以压实和溶解作用为主 ) ,输导体系类型较 少 ,输导性能演化史简单。 以莺 - 琼盆地第三系天然气藏为例 ,输导体系 为底辟型 ,油气幕式运移 ,输导效率高 ,油气运移 方向以垂向为主 ,运移距离短 (图 1) [ 12 ]。 2 苏里格气田的输导体系 苏里格气田地处内蒙古自治区伊克昭盟境 内 ,天然气勘探面积 2 ×10 4 km 2 ,地质构造隶属于 鄂尔多斯盆地伊 - 陕斜坡西部 ,是发育于上古生界 碎屑岩系中的大型砂岩岩性圈闭气藏 [ 13 ]。该气藏 烃源岩为上石炭统本溪组、下二叠统太原组与山 西组的煤和泥岩 ,主力含气层段为下二叠统下石 盒子组盒 8段和山西组山 1段 ,输导层主要为本 溪 —下石盒子组的低孔、低渗砂体。 211 类型与特征 输导体系的类型受控于盆地的构造类型、地 层格架特点、沉积充填特征、流体活动方式等诸多 因素。根据砂体形态、断裂发育状况及烃源岩与 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
石油与天然气地质 分为砂体型、砂体-断裂型和断裂型3大类;又根状砂体、薄层带状砂体与透镜体型~例 储层配置关系等因素,将苏里格气田的输导体系据砂体厚度与空间展布,将砂体型次分为厚层 a)乐山-龙女寺震旦系气藏 b)川东石炭系气藏 ()鄂尔多斯盆地上古生界气藏 B级 库东坳陷中-新牛界气藏 e)川西上一叠统须家河组气嫩 ①f莺-琼盆地第一系气絨 B圈蘸国鬱鑾 不整合油气运移方向 图1不同类型气藏油气输导体系及运移方式 Fig 1 Carrier system s and m igration pattems of hyd carbons in varous types of gas reservoirs 厚砂带 砂体-断裂 过渡带 透镜体 -“” 三角洲前缘 断层 图2现今苏里格气田输导体系结构模型 Fig 2 Structural models of carrier systam s in Sulige gas field 2 01994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House, Al rights reserved. hup: /wwwecnki.net
726 石 油 与 天 然 气 地 质 第 26卷 储层配置关系等因素 ,将苏里格气田的输导体系 分为砂体型、砂体 - 断裂型和断裂型 3大类 ;又根 据砂体厚度与空间展布 ,将砂体型次分为厚层带 状砂体、薄层带状砂体与透镜体型 (图 2) [ 14～16 ]。 图 1 不同类型气藏油气输导体系及运移方式 Fig11 Carrier system s and migration patterns of hydrocarbons in various types of gas reservoirs 图 2 现今苏里格气田输导体系结构模型 Fig12 Structural models of carrier systems in Sulige gas field © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
6期 朱筱敏等:我国典型天然气藏输导体系研究—以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例 2.2输导能力演化 化,苏里格气田输导体系的类型及分布不一样 根据砂体成岩序列与孔隙演化分析,苏里格1)北部发育三角洲平原亚相,断裂不发育分流河 气田不同类型输导体系的输导能力是随时间而变道中央主要发育厚层带状砂体河道边部发育薄 化的。约250Ma前,随着埋深的增加,主要受压层带状砂体;2)中部发育三角洲平原与三角洲前 实与压溶作用影响孔隙度减小,从而导致输导能缘过渡亚相,断裂发育,主要发育断裂型与砂体 力急剧下降随后,由于溶蚀作用的加强,导致砂断裂型输导体系,3)南部发育三角洲前缘亚相,断 体的孔隙度加大,从而使得输导体系的输导能力裂不发育,主要以透镜砂体为主要输导体系,分流 增加;至200~-150Ma溶蚀作用最强,溶蚀孔隙增河道微相中发育厚层或薄层带状砂体。 加最多,同时断层活动最强,产生了一系列的断层 通过盆地模拟研究发现,苏里格气田经历了 及裂缝输导体系的输导能力增大到顶峰;150Ma成藏前、成藏关键时刻与成藏后调整期3个成藏 至今,受后期胶结作用等成岩作用的影响,输导能阶段。不同时期,输导体系的类型与输导性能不 力缓慢下降。相比较而言厚砂体比薄砂体输导同。对气田最重要的是成藏关键时刻与成藏后调 能力强(图3) 整期输导体系的输导效率 2.3时空演化地质模型 2.3.2成藏关键时刻 苏里格气田的油气成藏关键时刻为晚侏罗一 2.3.1现今 早白垩世,输导体系格架产状西高东低、北高南 由北向南随着沉积相与断裂发育程度的变低烃源岩(主要包括C本溪组、P太原组、B山 西组的煤层及泥岩)处于高成熟阶段,砂体进入晚 成岩A期,同时断层活动强,构造缝与成岩缝发 育,主要输导体为砂体、断裂与裂缝,运移相态大 都为游离相,运移方向主要为垂向和侧向(由南向 北、由东向西),输导效率较高 2.3.3成臧后调整期 在成藏后调整期(K2-Q),输导体系格架产 图3苏里格地区不同类型输导体系 状呈东高西低、北高南低,烃源岩大都处于高成熟 输导能力随时间变化示意图 时期砂体进入晚成岩A期、部分为晚成岩B期 Fg3schm甲 show ing de livery ca甲 ability of different断层活动减弱局部发育构造缝,主要输导体为砂 carrier systems varied with tme in Sulige area 体与裂缝,运移相态大都为游离相,运移方向为垂 1-厚砂体;2一薄砂体;3-断层;4-裂缝;5-厚砂体综合; 向以及侧向(由南向北、由西向东),输导效率较低 6-薄砂体综合 表1苏里格气田天然气运、聚模式 Table 1 Summary of ga s m igra tion and accum uh tin pa tterns in Sulge gas field 阶段地质时期源岩输导体成岩阶段断层活动性裂缝主要运移通道运移相态 运移方向 运移效率 P末前局部 成早成岩A期末 砂体水溶相 成藏前 T-2成熟晚成岩A期 砂体 气·水垂向、侧向(由南向北、较高 由东向西) 成藏关J3-K 断层主要构造与砂体、断 垂向、侧向(由南向北 键时刻 活动期成岩缝 裂缝 高 免成岩A 游 由东向西) 分晚成岩B期 减后 K-Q 局部活动构造缝砂体裂缝 垂向、侧向(由南向北、低 201994-2007ChinaaCademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://nw.cnki.net
第 6期 朱筱敏 ,等 :我国典型天然气藏输导体系研究 ———以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例 727 212 输导能力演化 根据砂体成岩序列与孔隙演化分析 ,苏里格 气田不同类型输导体系的输导能力是随时间而变 化的。约 250 Ma前 ,随着埋深的增加 ,主要受压 实与压溶作用影响 ,孔隙度减小 ,从而导致输导能 力急剧下降 ;随后 ,由于溶蚀作用的加强 ,导致砂 体的孔隙度加大 ,从而使得输导体系的输导能力 增加 ;至 200～150Ma,溶蚀作用最强 ,溶蚀孔隙增 加最多 ,同时断层活动最强 ,产生了一系列的断层 及裂缝 ,输导体系的输导能力增大到顶峰 ; 150 Ma 至今 ,受后期胶结作用等成岩作用的影响 ,输导能 力缓慢下降。相比较而言 ,厚砂体比薄砂体输导 能力强 (图 3)。 213 时空演化地质模型 21311 现今 由北向南 ,随着沉积相与断裂发育程度的变 图 3 苏里格地区不同类型输导体系 输导能力随时间变化示意图 Fig13 Sketch map showing delivery capability of different carrier systems varied with time in Sulige area 1—厚砂体 ; 2—薄砂体 ; 3—断层 ; 4—裂缝 ; 5—厚砂体综合 ; 6—薄砂体综合 化 ,苏里格气田输导体系的类型及分布不一样 : 1)北部发育三角洲平原亚相 ,断裂不发育 ,分流河 道中央主要发育厚层带状砂体 ,河道边部发育薄 层带状砂体 ; 2)中部发育三角洲平原与三角洲前 缘过渡亚相 ,断裂发育 ,主要发育断裂型与砂体 - 断裂型输导体系 ; 3)南部发育三角洲前缘亚相 ,断 裂不发育 ,主要以透镜砂体为主要输导体系 ,分流 河道微相中发育厚层或薄层带状砂体。 通过盆地模拟研究发现 ,苏里格气田经历了 成藏前、成藏关键时刻与成藏后调整期 3个成藏 阶段。不同时期 ,输导体系的类型与输导性能不 同。对气田最重要的是成藏关键时刻与成藏后调 整期输导体系的输导效率。 21312 成藏关键时刻 苏里格气田的油气成藏关键时刻为晚侏罗 — 早白垩世 ,输导体系格架产状西高东低、北高南 低 ,烃源岩 (主要包括 C3 本溪组、P1 太原组、P1 山 西组的煤层及泥岩 )处于高成熟阶段 ,砂体进入晚 成岩 A期 ,同时断层活动强 ,构造缝与成岩缝发 育 ,主要输导体为砂体、断裂与裂缝 ,运移相态大 都为游离相 ,运移方向主要为垂向和侧向 (由南向 北、由东向西 ) ,输导效率较高。 21313 成藏后调整期 在成藏后调整期 ( K2 —Q ) ,输导体系格架产 状呈东高西低、北高南低 ,烃源岩大都处于高成熟 时期 ,砂体进入晚成岩 A期、部分为晚成岩 B期 , 断层活动减弱 ,局部发育构造缝 ,主要输导体为砂 体与裂缝 ,运移相态大都为游离相 ,运移方向为垂 向以及侧向 (由南向北、由西向东 ) ,输导效率较低 (表 1)。 表 1 苏里格气田天然气运、聚模式 Table 1 Summary of ga s m igra tion and accum ula tion pa ttern s in Sulige ga s field 阶段 地质时期 源岩 输导体成岩阶段 断层活动性 裂缝 主要运移通道 运移相态 运移方向 运移效率 成藏前 P末前 局部 成熟 早成岩 A期末 T—J2 成熟 晚成岩 A期 不活动 不发育 砂体 水溶相 垂向 低 砂体 气 - 水 两相 垂向、侧向 (由南向北、 由东向西 ) 较高 成藏关 键时刻 J3 —K1 成藏后 调整 K2 —Q 高 成 熟 晚成岩 A期 ,部 分晚成岩 B期 断 层 主 要 活动期 构造与 成岩缝 砂 体、断 层、 裂缝 局部活动 构造缝 砂体、裂缝 游 离 相 垂向、侧向 (由南向北、 由东向西 ) 高 垂向、侧向 (由南向北、 由西向东 ) 低 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
石油与天然气地质 与天然气地质,200,21(2):133~135 3结论 Zhang Zhaolu, Wang Hua, Yang Hong Study on passage system 按构造背景分类,我国典型天然气藏有3大 of petAliferous basins[J]. Oil Gas Geology, 2000, 21(2) 类6种类型,即克拉通盆地古隆起构造气藏、克拉5付广,付晓飞.断裂输导系统及其组合对油气成藏的控制作 通盆地背斜气藏、克拉通盆地岩性气藏、前陆盆地 用[J]世界地质 褶皱-冲断带气藏、稳定前陆斜坡气藏和裂谷盆地 Fu guang, Fu Xiaofei Controlling of fault transport system and its 气藏。构造背景不同沉积相不同、成岩作用机理 cam bination contol over fomation and distributon of oil or gas 不一样,由此影响输导体系的类型和输导性能。 reservoirs[J]. World Geobgy, 2001, 20(4): 344-349 6赵忠新,王华,郭齐军,等.油气输导体系的类型及其输导性 前陆盆地褶皱-冲断带气藏和裂谷盆地气藏油气 能在时空上的演化分析[J石油实验地质,2002,24(6) 输导体系以断裂为主,天然气运移方向以垂向为 527~532 主,运移距离短,输导效率高;克拉通盆地岩性气 Zhao Zhongxin, Wang Hua, Guo Qijun, et al Types of passage 藏和前陆盆地斜坡带气藏油气输导体系以砂体为 system and analysis of evoluton of its capabilities in temporal and 主,油气运移方向为侧向、垂向,运移距离较长,输 spatial range[J]. Petioleum Geobgy Experment 2002, 24 导效率较低。苏里格气田的输导体系包括砂体、7王兴志,程曙光,方少仙,等、四川盆地西南部震且系白云若 砂体-断裂和断裂。砂体型可次分为厚层带状砂 成岩过程中的孔隙演化[J]沉积学报,200018(4):549~ 体、薄层带状砂体与透镜体型3类。不同类型输 导体系的输导能力是随时间而变化的。在200 Wang Xingzhi, Mu Shuguang, Fang Shaoxian, et al A study on 150Ma,溶蚀作用和断层活动最强,输导体系的输 porosity evoluton during the diagenesis of Sinian dohm ite in Sr 导能力增大到顶峰;在成藏关键时刻(J3一K),输 uan basin [J Acta Sed mentobgica Sinica, 2000, 18(4) 549-554 导体系格架产状西高东低、北高南低,主要输导体8刘成林,李景明.川东小河坝砂岩天然气成藏地球化学研究 系为砂体、断层与裂缝,油气向西北方向运移,输 J]西南石油学院学报,2002,24(1) 导效率高;在成臧后调整期(K-Q),输导体系格 L iu Chenglin, Li J ingm ing Geochem istry research on natural 架大部为东高西低、北高南低,主要输导体系为 reservoir fomation of X ioheba Fm of lower Silurian in the eastem Sichuan basin [J]. Joumal of Southwest Petroleum Institute, 体与裂缝,油气运移效率较低,运移不太明显 2002,24(1):46 致谢:在科研工作期间,得到了中国石油勘探9赵澄林,陈丽华涂强等中国天然气储层M1北京:石油 开发研究院廊坊分院同仁的指导和帮助,在此致 工业出版社,1999.63~160 以诚挚的谢意 Zhao Chenglin, Chen L hua, Tu Q iang, et al Natural gas reser voirs in China[M Beijing Petroleum Industry Press 19 参考文献 63-16 10易荣龙,黄泽光,刘树根.中国中西部压扭性盆地油气地质特 1 Magnon L B, Dow W G含油气系统—从烃源岩到圈闭IM 征[A]见:李丕龙,编,压扭性盆地勘探理论及方法文集 张刚,蔡希源,高泳生,译.北京:石油工业出版社,1998.3~25 C]北京:石油工业出版社,2001,71~9 Magoon L B, Dow w G The petoleum system-fiom source b Yi Rongbng, Huang Zeguang, L iu Shugen Petoleum geologic trap[M]. Zhang Gang, Cai Xiyuan, Gao Yongsheng, translated features of camp ressive basis in Central estem China[A]. I: Beijing Petoleum Industry Press, 1998.3-25 Li Pibng, ed Proceedings of exp bratin theory and methodology 2赵文智,何登发,池英柳,等.中国复合含油气系统的基本特 of compressive basins[C] Beijing Petroleum hdustry Press 征与勘探技术[J」石油学报,2001,22(1):6~13 2001,71-95 Zhao wenzhi, He dengfa, Chi yingliu, et al Mapr characteris11刘成林,李景明.川西白马庙地区上侏罗统蓬莱镇组天然气 tics and exp braton technology of multisource petoleum systems 成藏研究[J天然气工业,2002,22(2):10~13 in China[J]. Acta Petrolei Sinica, 2001, 22(1): 6-13 Liu Chenglin, Li J ingm ing Research on natural gas reservoir for 3张卫海,查明,曲江秀.油气输导体系的类型及配置关系[J matin in Penglaizhen Fomation of Upper Jurassic at Baman 新疆石油地质,2003,24(2):118~121 region in westem Sihuan basin[J] Natural Gas ndustry, 2002, hang Weihai, Zha M ing, Qu J iangxiu The type and configura- 22(2);10-13 ton of petioleum tranφ craton[J} Xinjang Petoleum Geology,12吕明,莺-琼盆地含气区储层特征[J天然气工业,1999 003,24(2):118-121 19(1):20~24 4张照录,王华,杨红。含油气盆地的输导体系研究[J]石油 Lu Ming Reservoir characteristics of the gas-bearing area in 2 01994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House, Al rights reserved. hup: /wwwecnki.net
728 石 油 与 天 然 气 地 质 第 26卷 3 结论 按构造背景分类 ,我国典型天然气藏有 3大 类 6种类型 ,即克拉通盆地古隆起构造气藏、克拉 通盆地背斜气藏、克拉通盆地岩性气藏、前陆盆地 褶皱 - 冲断带气藏、稳定前陆斜坡气藏和裂谷盆地 气藏。构造背景不同、沉积相不同、成岩作用机理 不一样 ,由此影响输导体系的类型和输导性能。 前陆盆地褶皱 - 冲断带气藏和裂谷盆地气藏油气 输导体系以断裂为主 ,天然气运移方向以垂向为 主 ,运移距离短 ,输导效率高 ;克拉通盆地岩性气 藏和前陆盆地斜坡带气藏油气输导体系以砂体为 主 ,油气运移方向为侧向、垂向 ,运移距离较长 ,输 导效率较低。苏里格气田的输导体系包括砂体、 砂体 - 断裂和断裂。砂体型可次分为厚层带状砂 体、薄层带状砂体与透镜体型 3类。不同类型输 导体系的输导能力是随时间而变化的。在 200～ 150Ma,溶蚀作用和断层活动最强 ,输导体系的输 导能力增大到顶峰 ;在成藏关键时刻 (J3 —K1 ) ,输 导体系格架产状西高东低、北高南低 ,主要输导体 系为砂体、断层与裂缝 ,油气向西北方向运移 ,输 导效率高 ;在成藏后调整期 ( K2 —Q ) ,输导体系格 架大部为东高西低、北高南低 ,主要输导体系为砂 体与裂缝 ,油气运移效率较低 ,运移不太明显。 致谢 :在科研工作期间 ,得到了中国石油勘探 开发研究院廊坊分院同仁的指导和帮助 ,在此致 以诚挚的谢意。 参 考 文 献 1 Magoon L B,Dow W G. 含油气系统 ———从烃源岩到圈闭 [M ]. 张刚 ,蔡希源 ,高泳生 ,译. 北京:石油工业出版社 , 199813～25 Magoon L B, Dow W G. The petroleum system—from source to trap [M ]. Zhang Gang, Cai Xiyuan, Gao Yongsheng, translated. Beijing: Petroleum Industry Press, 199813 - 25 2 赵文智 ,何登发 ,池英柳 ,等. 中国复合含油气系统的基本特 征与勘探技术 [J ]. 石油学报 , 2001, 22 (1) : 6～13 Zhao Wenzhi, He Dengfa, Chi Yingliu, et al. Major characteris2 tics and exp loration technology of multi2source petroleum systems in China[J ]. Acta Petrolei Sinica, 2001, 22 (1) : 6 - 13 3 张卫海 ,查明 ,曲江秀. 油气输导体系的类型及配置关系 [J ]. 新疆石油地质 , 2003, 24 (2) : 118～121 ZhangWeihai, Zha M ing, Qu Jiangxiu. The type and configura2 tion of petroleum transportation[J ]. Xinjiang Petroleum Geology, 2003, 24 (2) : 118 - 121 4 张照录 ,王华 ,杨红. 含油气盆地的输导体系研究 [ J ]. 石油 与天然气地质 , 2000, 21 (2) : 133～135 Zhang Zhaolu, Wang Hua, Yang Hong. Study on passage system of petroliferous basins[ J ]. O il & Gas Geology, 2000, 21 ( 2) : 133 - 135 5 付广 ,付晓飞. 断裂输导系统及其组合对油气成藏的控制作 用 [J ]. 世界地质 , 2001, 20 (4) : 344～349 Fu Guang, Fu Xiaofei. Controlling of fault transport system and its combination control over formation and distribution of oil or gas reservoirs[J ]. World Geology, 2001, 20 (4) : 344 - 349 6 赵忠新 ,王华 ,郭齐军 ,等. 油气输导体系的类型及其输导性 能在时空上的演化分析 [ J ]. 石油实验地质 , 2002, 24 ( 6 ) : 527～532 Zhao Zhongxin, Wang Hua, Guo Q ijun, et al. Types of passage system and analysis of evolution of its capabilities in temporal and spatial range [ J ]. Petroleum Geology & Experiment, 2002, 24 (6) : 527 - 532 7 王兴志 ,穆曙光 ,方少仙 ,等. 四川盆地西南部震旦系白云岩 成岩过程中的孔隙演化 [ J ]. 沉积学报 , 2000, 18 ( 4 ) : 549～ 554 Wang Xingzhi, Mu Shuguang, Fang Shaoxian, et al. A study on porosity evolution during the diagenesis of Sinian dolomite in Si2 chuan basin [ J ]. Acta Sedimentologica Sinica, 2000, 18 ( 4 ) : 549 - 554 8 刘成林 ,李景明. 川东小河坝砂岩天然气成藏地球化学研究 [J ]. 西南石油学院学报 , 2002, 24 (1) : 46～49 Liu Chenglin, Li Jingming. Geochemistry research on natural gas reservoir formation of Xiaoheba Fm ofLower Silurian in the eastern Sichuan basin [ J ]. Journal of Southwest Petroleum Institute, 2002, 24 (1) : 46 - 49 9 赵澄林 ,陈丽华 ,涂强 ,等. 中国天然气储层 [M ]. 北京 :石油 工业出版社 , 1999163～160 Zhao Chenglin, Chen Lihua, Tu Q iang, et al. Natural gas reser2 voirs in China [M ]. Beijing: Petroleum Industry Press, 19991 63 - 160 10 易荣龙 ,黄泽光 ,刘树根. 中国中西部压扭性盆地油气地质特 征 [ A ]. 见 :李丕龙 ,编. 压扭性盆地勘探理论及方法文集 [ C ]. 北京 :石油工业出版社 , 2001171～95 Yi Ronglong, Huang Zeguang, Liu Shugen. Petroleum geologic features of comp ressive basins in Central2Western China[A ]. In: Li Pilong, ed. Proceedings of exp loration theory and methodology of comp ressive basins[ C ]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2001171 - 95 11 刘成林 , 李景明. 川西白马庙地区上侏罗统蓬莱镇组天然气 成藏研究 [J ]. 天然气工业 , 2002, 22 (2) : 10～13 Liu Chenglin, Li Jingming. Research on natural gas reservoir for2 mation in Penglaizhen Formation of Upper Jurassic at Baimamiao region in western Sichuan basin[J ]. Natural Gas Industry, 2002, 22 (2) : 10 - 13 12 吕明. 莺 - 琼盆地含气区储层特征 [ J ]. 天然气工业 , 1999, 19 (1) : 20～24 Lu Ming. Reservoir characteristics of the gas2bearing area in © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第6期 朱筱敏等:我国典型天然气藏输导体系研究—以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例 Y ingqing basin[] Natural Gas ndustry.199,19(1):20-2415李文厚,魏红红,马振芳等,苏里格庙气田碎屑岩储集层特 13何自新,付金华,席胜利,等.苏里格大气田成藏地质特征 征与天然气富集规律[J.石油与天然气地质,2002,23(4) [J」石油学报,2003,24(2):6~12 387~391 He Zixin, Fu J nhua, Xi Shengli et al Geological features of LiWenhou, Wei Honghong, Ma Zhenfang, et al Characteristics eservoir bmaton of Sulige gas feld[J]. Acta Petplei Sinica, of detrital reservoirs and regularity of gas concentraton in Sulige 2003,24(2):6-12 m iao gas field[J]. Oil Gas Geobgy, 2002, 23(4): 387-391 14翟爱军,邓宏文,邓祖佑.鄂尔多斯盆地上古生界层序地层16田冷,何顺利,顾岱鸿.苏里格气田储层三维地质建模技术 与储层预测[J]石油与天然气地质,1999,20(4):336~ 研究[J天然气地球科学,2004,15(6):593~596 Tian Leng He Shunli Gu Da hong The use of 3-D reservoir geo- ical modeling in Sulige gas field [J] Natural Gas Geosc ience, and reservoir predicton of Upper Palaeo ic im Ordos basin[ J 2004,15(6):593-5%6 Ol& Gas georgy,1999,20(4):336-340 (编辑李军) 上接第723页) 13刘文汇,徐永昌.煤型气碳同位素演化二阶段分馏模式及机 generation fiom terrestrial sed ments in Kuqa depresson, Tarm 理[J]地球化学,1999,7(4):359~366 basin(M). Beijing Petoleum dustry Press, 2004. 1-265 Liu Wenhui, Xu Yongchang A No-stage model of carbon isop ic20刘文汇,徐永昌.天然气中氨氫同位素组成意义[J]科学通 fractionation in coal gas[J] Geochm ica, 1999, 7(4): 359-366 报,1993,38(9):818~82 14陈孟晋,胡国艺.流体包裹体中气体碳同位素测定新方法及 Liu Wenhui, Xu Yongchang The significance of He and Ar iso 其应用[J}石油与天然气地质,2002,23(4):339~343 in natural gas[J]. Chinese Science Bulletin, Chen mengjin, Hu Guoyi A new method in assaying gas isotopes 1993,38(9):818-821 in fluid incluson and the way of applicaton[Joil&〔 as geo-21刘英俊,曹励明,李兆麟,等.元素地球化学[M]北京:科学 出版社 15苟捷。天然气烃指纹分析在气藏地球化学描述中的应用[J Liu Yingjun, Cao L m ing, Li Zhaolin, et al Elment geochem 石油与天然气地质,2004,25(3):349~354 tryIM] Beijing Science Press, 1984 1-548 ou J ie Application of hydrocarbon finger print analysis t geo-22梅博文,刘希江.我国原油中异戊间二烯烷烃的分布及其与 chem cal descrption of gas pools[J]. Oil Gas Geobgy, 2004, 地质环境的关系[J]石油与天然气地质,1980,1(2):99 25(3) 16陈晋阳,张红,肖万生有机油气形成的影响因素—模拟实 验的研究进展[J石油与天然气地质,2004,25(3):247~253 China s crude oil and its relton with the geologic Chen Jinyang, Zhang Hong, Xiao wansheng Facbrs affecting J]Ol& Gas georgy,1980,1(2):99-115 generaton of organic origin prtoleum: devebpment of smulating 23 Radke M, WeltD H The methybhenanthrene ndex(MPD: a expermental study[J]. Oil Gas Geobgy, 2004, 25(3): 247 maturity parameter based on amatic hydrocarbon [J]. Organic 17梁狄刚,张水昌,赵孟军,等库车坳陷的油气成藏期[J」24田作基,张光亚,邹华耀,等.塔里木盆地库车含油气系统油 科学通报,2002,47(增1):56~6 气成臧的控制因素及成臧模式[J]石油勘探与开发,2001 L iang D igang, Zhang Shuichang, Zhao Mengjun, et al Hydcar 28(5):12~16 bon sources and stages of reservoir bmaton in Kuqa dep lesson. Tian Zuoji, Zhang Guangya, Zou Huayao, et al Tarm basin Ku- Tarim basin[J] Chinese Science Bulletin, 2002, 47(S1): 62 qa petoleum systam controlling facbr and reservoir fom ing patter []. Petroleum Exp braton Devebpment, 2001, 28(5): 12 18赵靖舟.前陆盆地天然气成藏理论及应用[M]北京:石油工 业出版社,20031~191 25陈义才,沈忠民,李延钧,等.大宛齐油田溶解气扩散特征及 Zhao Jingzhou Reservoiring theory of natural gas n foreland bar- 其扩散量计算[J石油勘探与开发,2002,29(2):58-60 sins and its applicaton[M]. Beijing Petoleum ndustry Press, Chen Yicai, Shen Zhongm in, Li Yan jun, et al Simulaton of dif 2003.1-191 fuson quantity of soluton gas in Dawanqi oil field[J] Petioleum 19梁狄刚,陈建平,张宝民,等.塔里木盆地库车坳陷陆相油气 Exp bration Development, 2002, 29(2): 58-60 的生成M]北京:石油工业出版社,20041~26 L iang D igang, Chen J anp ing, Zhang Banm in, et al Hyd carbon (编辑李军) 2 01994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. hup: /wwsr cnki. net
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