第27卷第6期 石油学报 Vol 27 No 6 2006年11月 ACTA PETROL EI SINICA 2006 文章编号:0253-2697(2006)06-0001-04 鄂尔多斯盆地天然气勘探形势与发展前景 付金华魏新善任军峰周焕顺 (中国石油长庆油田公司陕西西安710021) 摘要:近年来鄂尔多斯盆地天然气勘探不断取得突破与进展,继下古生界奥陶系发现第一个104m3级大气田(靖边气田)以来,在 上古生界又发现了榆林、苏里格、乌审旗等多个lσ"m3级大气田和子洲整装含气富集区,天然气勘探态势良好,累计探明储量己达 l.3Ⅺ03m3。勘探实践和综合研究表明,该盆地后备资源充足,勘探潜力较大。其中,盆地东部多层系复合含气区靖边古潜台周 围、盆地南部、盆地西北部以及煤层气和生物气是天然气勘探发展的重要领域,未来10年可望再新增(5~10)×10m3的天然气探 明储量,天然气勘探前景良好 关键词:鄂尔多斯盆地;天然气勘探;探明储量;勘探潜力;发展前景 中图分类号:TE221 文献标识码:A Gas exploration and developing prospect in Ordos Basin Fu Jinhua Wei Xinshan Ren Junfeng Zhou Huanshun Petro China Changqing Oilfield Com pany, Xi'an 710021, China Abstract: Gas exploration has a great improvement in Ordos Basin in recent years. After the discovery of Jingbian Gas Field with proved reserves over 100 billion cubic meters in the Lower Paleozoic, the Yulin, Sulige and Wushenqi gas fields with the same reserves in the Upper Paleozoic of Ordos Basin were al so discovered and proved up. The Zizhou gasenriched region of the Upper Paleozoic in the east part of Ordos Basin was discovered recently. At the same time, new discoveries have al so been gained in other regions of the basin. The proved gas in place reached 1. 3 X10m' in Ordos Basin. This basin has become the biggest gas enriched region with proved reserves over trillion cubic meters in China. Exploration activities and multiple-discipline comprehensive researches show that Ordos Basin has the superior potential for natural gas exploration. The east part of Ordos Basin, edges of Jingbian buried platform south and northwest parts of Ordos Basin, and coal-bed gas and biogas are the important fields for future exploration and development of gas. It is prospective for gaining another proved gas in place of (5-10)X10 in the following decade Key words: Ordos Basin; natural gas exploration; proved reserve; exploration potential developing pro spect 1天然气勘探概况 油气特征,继下古生界奥陶系发现并探明了靖边大气 田以后,在上古生界又相继发现了榆林、苏里格、乌审 鄂尔多斯盆地位于中国大陆中部,是我国第二大旗以及子洲大气田。截至2005年底,探明储量达1.3 沉积盆地,也是我国天然气勘探开发较早的地区之一。Ⅺ02m3,形成了中国第一个天然气探明储量超10 现今盆地周边被山系环绕北邻阴山山系,南到秦岭山m3的大气区,目前已具备年生产天然气78×10°m3的 脉,东抵吕梁山,西止贺兰山,总面积为37×10km2。能力,并已为北京、上海、天津、西安、银川包头等大中 除盆地周边新生代断陷外,盆地本部面积达25×城市供气1。 l03km2,被划分为伊盟隆起、伊陕斜坡、渭北隆起、西 缘逆冲带、天环坳陷和晋西挠褶带6个一级构造单元。2天然气勘探成果 其中伊陕斜坡是天然气主要富集构造单元(图1)。盆 鄂尔多斯盆地天然气勘探具有30多年的历史 地基底为太古代和早元古代变质岩,盖层为中晚元古盆地地表条件复杂,有世界上独一无二的黄土高塬,也 代至第四纪沉积沉积岩总厚度约为6000m,含气层有沙漠和草原,给地球物理勘探和地面施工造成了困 系主要发育于上、下古生界。盆地具有多旋回叠合含难。勘探对象以地层一岩性气藏为主,而且气藏具有低 基金项目 天然气集团公司科技攻关项目“鄂尔多斯盆地上古生界优质储层分布及勘探技术研究”(2004BA616A403-01)资助 作者简介: ,1962年12月生,1982年毕业于江汉石油学院,2005年获西北大学博士学位,现为长庆油田油气勘探事业部教授级高级工程 事盆地油气地质综合研究。Emailf]icq@petrochina.comcn 201994-2007chinaAcademicournalElectronicPublishinghoUse.alLrightsreservedhttp://n.cnki.ner
第 27 卷 第 6 期 2006 年 11 月 石 油 学 报 ACTA PETROL EI SINICA Vol. 27 No. 6 Nov. 2006 基金项目 :中国石油天然气集团公司科技攻关项目“鄂尔多斯盆地上古生界优质储层分布及勘探技术研究”(2004BA616AΟ03Ο01) 资助。 作者简介 :付金华 ,男 ,1962 年 12 月生 ,1982 年毕业于江汉石油学院 ,2005 年获西北大学博士学位 ,现为长庆油田油气勘探事业部教授级高级工程 师 ,主要从事盆地油气地质综合研究。E2mail :fjh2cq @petrochina1com1cn 文章编号 : 0253Ο2697 (2006) 06Ο0001Ο04 鄂尔多斯盆地天然气勘探形势与发展前景 付金华 魏新善 任军峰 周焕顺 (中国石油长庆油田公司 陕西西安 710021) 摘要 : 近年来鄂尔多斯盆地天然气勘探不断取得突破与进展 ,继下古生界奥陶系发现第一个 10 11 m 3 级大气田 (靖边气田) 以来 ,在 上古生界又发现了榆林、苏里格、乌审旗等多个 10 11 m 3 级大气田和子洲整装含气富集区 ,天然气勘探态势良好 ,累计探明储量已达 113 ×10 12 m 3 。勘探实践和综合研究表明 ,该盆地后备资源充足 ,勘探潜力较大。其中 ,盆地东部多层系复合含气区、靖边古潜台周 围、盆地南部、盆地西北部以及煤层气和生物气是天然气勘探发展的重要领域 ,未来 10 年可望再新增(5～10) ×10 11 m 3 的天然气探 明储量 ,天然气勘探前景良好。 关键词 : 鄂尔多斯盆地 ;天然气勘探 ;探明储量 ;勘探潜力 ;发展前景 中图分类号 : TE12211 文献标识码 : A Gas exploration and developing prospect in Ordos Basin Fu Jinhua Wei Xinshan Ren J unfeng Zhou Huanshun ( PetroChina Changqing Oil f iel d Com pany , Xi’an 710021 , China) Abstract : Gas exploration has a great improvement in Ordos Basin in recent years. After the discovery of Jingbian Gas Field with proved reserves over 100 billion cubic meters in the Lower Paleozoic ,the Yulin ,Sulige and Wushenqi gas fields with the same reserves in the Upper Paleozoic of Ordos Basin were also discovered and proved up . The Zizhou gas2enriched region of the Upper Paleozoic in the east part of Ordos Basin was discovered recently. At the same time ,new discoveries have also been gained in other regions of the basin. The proved gas in place reached 113 ×10 12 m 3 in Ordos Basin. This basin has become the biggest gas enriched region with proved reserves over trillion cubic meters in China. Exploration activities and multiple2discipline comprehensive researches show that Ordos Basin has the superior potential for natural gas exploration. The east part of Ordos Basin ,edges of Jingbian buried platform , south and northwest parts of Ordos Basin ,and coal2bed gas and biogas are the important fields for future exploration and development of gas. It is prospective for gaining another proved gas in place of (5～10) ×10 11 m 3 in the following decade. Key words: Ordos Basin ; natural gas exploration ; proved reserve ; exploration potential ; developing prospect 1 天然气勘探概况 鄂尔多斯盆地位于中国大陆中部 ,是我国第二大 沉积盆地 ,也是我国天然气勘探开发较早的地区之一。 现今盆地周边被山系环绕 ,北邻阴山山系 ,南到秦岭山 脉 ,东抵吕梁山 ,西止贺兰山 ,总面积为 37 ×10 4 km 2 。 除盆地周边新生代断陷外 ,盆地本部面积达 25 × 10 4 km 2 ,被划分为伊盟隆起、伊陕斜坡、渭北隆起、西 缘逆冲带、天环坳陷和晋西挠褶带 6 个一级构造单元 , 其中伊陕斜坡是天然气主要富集构造单元(图 1) 。盆 地基底为太古代和早元古代变质岩 ,盖层为中晚元古 代至第四纪沉积 ,沉积岩总厚度约为 6 000 m ,含气层 系主要发育于上、下古生界。盆地具有多旋回叠合含 油气特征 ,继下古生界奥陶系发现并探明了靖边大气 田以后 ,在上古生界又相继发现了榆林、苏里格、乌审 旗以及子洲大气田。截至 2005 年底 ,探明储量达 113 ×10 12 m 3 ,形成了中国第一个天然气探明储量超 10 12 m 3 的大气区 ,目前已具备年生产天然气 78 ×10 8 m 3 的 能力 ,并已为北京、上海、天津、西安、银川、包头等大中 城市供气[ 1 ] 。 2 天然气勘探成果 鄂尔多斯盆地天然气勘探具有 30 多年的历史。 盆地地表条件复杂 ,有世界上独一无二的黄土高塬 ,也 有沙漠和草原 ,给地球物理勘探和地面施工造成了困 难。勘探对象以地层 —岩性气藏为主 ,而且气藏具有低 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
石油学报 2006年第27卷 孔、低渗、低丰度和储层薄等特点,使气田的发现难度体综合预测,主探有利含气砂带,先后探明了榆林和子 增大。在天然气成藏新理论指导下,通过不断探索适洲大气田。榆林和子洲大气田为岩性气藏,分别位于 合盆地特点的勘探技术与勘探方法,该区天然气勘探陕西省榆林市和子洲县,主力气层为山2段中粗粒石 取得了丰硕成果1。 英砂岩,孔隙类型以粒间孔一次生溶孔为主,孔隙度为 伊金霍洛旗 6%~10%,最高为15.6%渗透率为(0.5~2)×10·3 伊盟隆治起 μm2;纵向上多期三角洲分流河道砂体叠置,砂体南北 向连续性好,气层分布稳定,形成了3×10m3探明储 神木晋 量规模,开发效果好,是近年主要增产气田 鄂尔多斯盆地上古生界具有“广覆式”生烃特点 卡刘家气田鄂车克前旗 主要源岩为石炭-二叠系煤层和暗色泥岩。其中煤层 西 厚度为5~15m,有机碳含量高达70.8%~83.2%;暗 环·定边 色泥岩厚度为50~300m,有机碳含量为2.0% 子长。绕 3.0%。上古生界生气强度大于20×105m3/km2的分 ■吴旗 丹安塞 布面积有18×10km2,并与盆地下石盒子组盒8段 斜延安延长褶 广泛分布的河流一三角洲相大型砂体配置,形成大面 积展布的岩性气藏。采用二维地震砂体预测技术,结 合大井距稀井广探的有效勘探方法,在内蒙古自治区 镇原 人“时一,须 苏里格和乌审旗地区发现了世界级苏里格大气田和乌 审旗大气田。主力气层为二叠系下石盒子组盒8段和 山西组山1段中粗粒石英砂岩,砂体呈近南北向带状 图1鄂尔多斯盆地构造简图 分布,孔隙类型以次生溶孔为主,孔隙度为7%~ Fig 1 Sketch map of structural units of Ordos basin 14%,最高值为15.6%,渗透率为(0.5~2)×10 奥陶纪时期,鄂尔多斯盆地以海相碳酸盐岩沉积pm2,最高值为561×103pm2。气层呈层状连片分 为主。其中,下奥陶统马家沟组马五段沉积时发生海布,两大气田累计探明储量超过6×10m 退,在盆地东部形成米脂膏盐湖并围绕盐湖形成云坪3天然气勘探潜力 相带沉积。加里东运动使盆地整体抬升剥蚀,形成了 西高东低的古岩溶地貌,云坪相带处于岩溶阶地,经长 鄂尔多斯盆地天然气勘探所取得的丰硕成果为该 期岩溶作用形成白云岩风化壳储层。受古地形控制,领域进一步的勘探发展打下了基础。随着勘探工作的 奥陶系顶部形成了溶蚀台地、斜坡以及溶蚀凹地。勘逐步深入和勘探技术、勘探方法的不断创新,天然气戡 探实践表明,溶蚀古潜台分布控制了气藏展布,通过地探仍将取得新的发现与突破。 质和地球物理资料综合研究,反复刻画古地貌形态,寻31天然气成藏地质条件 找古潜台,探明了靖边下古生界大气田。靖边大气田 盆地上古生界发育的煤系地层热演化程度高,R 位于陕西省靖边县,主力产层为奥陶系马五段,天然气为13%~3.0%有利于煤成气的形成;下古生界发 探明地质储量达276628×0°m3。之后,对靖边大气育的海相碳酸盐岩及泥岩烃源岩具有形成腐泥型天然 田上古生界进行了立体勘探,又探明天然气地质储量气的烃源岩条件。特别是上古生界煤层在全盆地广泛 506×105m3;近年来又对奥陶系古潜台的展布范围进分布,形成了广覆式生烃特征,己有87.9%的探井在 行了研究,并对靖边大气田下古生界实施了东扩勘探,上古生界见到了气层和含气层,上古生界含气范围广 有望新增近10"m3探明储量,从而使靖边气田累计天 我国学者对大中型气田与生烃强度关系的研究表 然气探明储量达到4×10m313 明,大中型气田一般位于生烃强度大于20×103m3/ 在鄂尔多斯盆地山西组沉积早期,海水退至东南km2的区域内。按照这一观点,鄂尔多斯盆地生气强 部,北部为物源区河流呈东南方向进入海域,形成浅度大于20×10°m3/km2的分布面积有18×10km217 海相河流一三角洲沉积体系。与传统三角洲成藏模式而探明储量面积仅为1.1×104km2,这说明可供发现 不同,在浅海三角洲体系,海水进退频繁,沼泽相发育大型气田的面积还较大 形成的煤层是良好的气源岩,三角洲平原分流河道和 盆地发育砂岩和碳酸盐岩两大类储层。砂岩储层 前缘水下分流河道砂体均为储层。通过地震、地质砂主要分布于上古生界,形成于浅水海相三角洲或浅水 201994-2007ChinaAcademicournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://ww.cnki.net
2 石 油 学 报 2006 年 第 27 卷 孔、低渗、低丰度和储层薄等特点 ,使气田的发现难度 增大。在天然气成藏新理论指导下 ,通过不断探索适 合盆地特点的勘探技术与勘探方法 ,该区天然气勘探 取得了丰硕成果[ 2 ] 。 图 1 鄂尔多斯盆地构造简图 Fig . 1 Sketch map of structural units of Ordos basin 奥陶纪时期 ,鄂尔多斯盆地以海相碳酸盐岩沉积 为主。其中 ,下奥陶统马家沟组马五段沉积时发生海 退 ,在盆地东部形成米脂膏盐湖 ,并围绕盐湖形成云坪 相带沉积。加里东运动使盆地整体抬升剥蚀 ,形成了 西高东低的古岩溶地貌 ,云坪相带处于岩溶阶地 ,经长 期岩溶作用形成白云岩风化壳储层。受古地形控制 , 奥陶系顶部形成了溶蚀台地、斜坡以及溶蚀凹地。勘 探实践表明 ,溶蚀古潜台分布控制了气藏展布 ,通过地 质和地球物理资料综合研究 ,反复刻画古地貌形态 ,寻 找古潜台 ,探明了靖边下古生界大气田。靖边大气田 位于陕西省靖边县 ,主力产层为奥陶系马五段 ,天然气 探明地质储量达 2 766128 ×10 8 m 3 。之后 ,对靖边大气 田上古生界进行了立体勘探 ,又探明天然气地质储量 506 ×10 8 m 3 ;近年来又对奥陶系古潜台的展布范围进 行了研究 ,并对靖边大气田下古生界实施了东扩勘探 , 有望新增近 10 11 m 3 探明储量 ,从而使靖边气田累计天 然气探明储量达到 4 ×10 11 m 3 [ 3 ] 。 在鄂尔多斯盆地山西组沉积早期 ,海水退至东南 部 ,北部为物源区 ,河流呈东南方向进入海域 ,形成浅 海相河流 —三角洲沉积体系。与传统三角洲成藏模式 不同 ,在浅海三角洲体系 ,海水进退频繁 ,沼泽相发育 形成的煤层是良好的气源岩 ,三角洲平原分流河道和 前缘水下分流河道砂体均为储层。通过地震、地质砂 体综合预测 ,主探有利含气砂带 ,先后探明了榆林和子 洲大气田。榆林和子洲大气田为岩性气藏 ,分别位于 陕西省榆林市和子洲县 ,主力气层为山 2 段中粗粒石 英砂岩 ,孔隙类型以粒间孔 —次生溶孔为主 ,孔隙度为 6 %～10 % ,最高为 1516 % ,渗透率为 (015～2) ×10 - 3 μm 2 ;纵向上多期三角洲分流河道砂体叠置 ,砂体南北 向连续性好 ,气层分布稳定 ,形成了 3 ×10 11 m 3 探明储 量规模 ,开发效果好 ,是近年主要增产气田[ 4Ο6 ] 。 鄂尔多斯盆地上古生界具有“广覆式”生烃特点 , 主要源岩为石炭Ο二叠系煤层和暗色泥岩。其中煤层 厚度为 5～15 m ,有机碳含量高达 7018 %～8312 % ;暗 色泥岩厚度为 50 ～300 m ,有机碳含量为 210 %～ 310 %。上古生界生气强度大于 20 ×10 8 m 3 / km 2 的分 布面积有 18 ×10 4 km 2 [ 7 ] ,并与盆地下石盒子组盒 8 段 广泛分布的河流 —三角洲相大型砂体配置 ,形成大面 积展布的岩性气藏。采用二维地震砂体预测技术 ,结 合大井距稀井广探的有效勘探方法 ,在内蒙古自治区 苏里格和乌审旗地区发现了世界级苏里格大气田和乌 审旗大气田。主力气层为二叠系下石盒子组盒 8 段和 山西组山 1 段中粗粒石英砂岩 ,砂体呈近南北向带状 分布 ,孔隙类型以次生溶孔为主 , 孔隙度为 7 %～ 14 % ,最高值为 1516 % ,渗透率为 ( 015 ～2 ) ×10 - 3 μm 2 ,最高值为 561 ×10 - 3μm 2 。气层呈层状连片分 布 ,两大气田累计探明储量超过 6 ×10 11 m 3 [ 8 ] 。 3 天然气勘探潜力 鄂尔多斯盆地天然气勘探所取得的丰硕成果为该 领域进一步的勘探发展打下了基础。随着勘探工作的 逐步深入和勘探技术、勘探方法的不断创新 ,天然气勘 探仍将取得新的发现与突破。 311 天然气成藏地质条件 盆地上古生界发育的煤系地层热演化程度高 , Ro 为 113 %～310 % ,有利于煤成气的形成 ;下古生界发 育的海相碳酸盐岩及泥岩烃源岩具有形成腐泥型天然 气的烃源岩条件。特别是上古生界煤层在全盆地广泛 分布 ,形成了广覆式生烃特征 ,已有 8719 %的探井在 上古生界见到了气层和含气层 ,上古生界含气范围广。 我国学者对大中型气田与生烃强度关系的研究表 明 ,大中型气田一般位于生烃强度大于 20 ×10 8 m 3 / km 2 的区域内。按照这一观点 ,鄂尔多斯盆地生气强 度大于 20 ×10 8 m 3 / km 2 的分布面积有 18 ×10 4 km 2 [ 7 ] , 而探明储量面积仅为 111 ×10 4 km 2 ,这说明可供发现 大型气田的面积还较大。 盆地发育砂岩和碳酸盐岩两大类储层。砂岩储层 主要分布于上古生界 ,形成于浅水海相三角洲或浅水 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第6期 付金华等:鄂尔多斯盆地天然气勘探形势与发展前景 湖相三角洲。由于该类三角洲水体较浅,三角洲分流雄厚,勘探潜力大。 河道砂体发育。受北部主要物源区影响,分流河道砂 盆地东部上古生界发育煤层和暗色泥岩,是盆地 体由北向南延伸,并在侧向上摆动迁移,形成大范围分高生烃强度分布区,而已探明的天然气储量与高生烃 布的储集砂体。这种储集砂体与煤系烃源岩呈互层发强度分布区不匹配,资源探明率低。上古生界本溪组、 育,有利于天然气的运聚。碳酸盐岩储层主要发育于太原组发育海相砂岩和灰岩储层,山西组发育海相三 下古生界奥陶系风化壳,以白云岩储层为主,上邻上古角洲砂体,石盒子组和石千峰组发育河流、三角洲砂 生界煤系烃源岩,下有奥陶系海相烃源岩,具有良好的体,储层类型多(图2)。近年来天然气勘探已在山西 生储配置关系。 太原、本溪、石盒子及石千峰组等多个层段见到气层 地层—岩性圈闭发育。其中,上古生界在盆地北显示出多层系含气特征。在2004-2005年,沿榆林主 部发育4个大型的河流一三角洲沉积体系,南部发育 平凉和韩城两大河流一三角洲沉积体系,砂层厚30 100m,孔隙度为5%~12%,渗透率约为0.001um2。 此类砂体呈带状或透镜状分布,上倾方向为泥岩遮挡 形成岩性圈闭,是天然气富集的良好场所。受古构 造和古岩溶的控制,下古生界发育大面积分布的古地 貌圈闭,现已探明的靖边气田下古生界气藏即为此类 圈闭。地层一岩性气藏是上、下古生界主要气藏类型 无边水底水,开发条件良好 盆地本部后期持续沉降地层平缓,构造稳定,有 利于天然气的生成和保存 3.2勘探程度 按国际通用标准,以探井密度对盆地勘探进行分 类。成熟勘探区探井密度大于50口/100km2,高勘探 程度区为(50~10)口/100km2,中等勘探程度区为(10 1)口/100km2,低勘探程度区小于1口/100km2。 鄂尔多斯盆地钻遇上古生界的探井有512口井;下古 图2鄂尔多斯盆地上古生界沉积体系 生界探井有493口,且集中分布于盆地的中部。按盆 Fig 2 Sketch map of sedimentary system in the Upper 地上古生界25×104km2的分布面积计算,盆地的探 Paleozoie of Ordos basin 井密度约为0.2口/100km2。尽管不同区块探井密度砂体带甩开勘探,在南部地区发现了较大规模的山2 不同,为(0.01~1)口/100km2,但是无论是上古生界含气砂带探明了子洲大气田。勘探表明,山2段三角 还是下古生界都属于低勘探程度区。 洲水下分流河道砂体仍有向南延伸的趋势,分布面积 3.3勘探潜力 近4000km2,砂体岩性为可形成优质储层的石英砂 资源评价结果表明,盆地古生界天然气总资源量岩,气藏受岩性控制,含气特点与榆林和子洲大气田类 达10.7025×102m3,其中探明储量为1.3108×102似。通过进一步深化勘探,近期可望实现10m3的储 m3,控制储量为05315Ⅺ102m3,预测储量为0.7731量规模。另外,盆地东部府谷一佳县、统万城、双山 Ⅺ10"2m3,潜在资源量为1.8049×10"2m3,推测资源神木地区处于伊陕斜坡的东侧,后期抬升幅度大,目的 量为6.2822×102m3。探明程度仅为1.2%,而国内层埋藏浅,是天然气运聚的有利指向区 外与之类似盆地的天然气探明率多大于25%10,这说 盆地东部下古生界奧陶系岩溶盆地在部分地区发 明其勘探潜力还很大。 育古岩溶储层,已有多口井见工业气流,随着勘探程度 4天然气勘探前景 的提高,仍有可能发现新的工业储量区块。另一方面 盆地东部奥陶系马家沟组发育盐湖沉积,盐层厚度大 4.1盆地东部 分布面积达5×104km2。受气候和海平面变化的影 目前已在盆地东部上古生界石千峰组、石盒子组、响,膏盐湖沉积与潮坪沉积交替出现,从而形成了白云 山西组、太原组及本溪组和下古生界马家沟组勘探发岩与膏盐岩相互夹持的剖面序列。地震勘探成果表 现天然气控制及预测地质储量超过5×10m3,资源明,马家沟组马一、马三、马五段3套膏盐岩之下发育 201994-2007ChinaAcademicournaleLectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://nw.cnki.net
第 6 期 付金华等 :鄂尔多斯盆地天然气勘探形势与发展前景 3 湖相三角洲。由于该类三角洲水体较浅 ,三角洲分流 河道砂体发育。受北部主要物源区影响 ,分流河道砂 体由北向南延伸 ,并在侧向上摆动迁移 ,形成大范围分 布的储集砂体。这种储集砂体与煤系烃源岩呈互层发 育 ,有利于天然气的运聚。碳酸盐岩储层主要发育于 下古生界奥陶系风化壳 ,以白云岩储层为主 ,上邻上古 生界煤系烃源岩 ,下有奥陶系海相烃源岩 ,具有良好的 生储配置关系。 地层 —岩性圈闭发育。其中 ,上古生界在盆地北 部发育 4 个大型的河流 —三角洲沉积体系 ,南部发育 平凉和韩城两大河流 —三角洲沉积体系 ,砂层厚 30～ 100 m ,孔隙度为 5 %～12 % ,渗透率约为 01001μm 2 。 此类砂体呈带状或透镜状分布 ,上倾方向为泥岩遮挡 , 形成岩性圈闭 ,是天然气富集的良好场所[ 9 ] 。受古构 造和古岩溶的控制 ,下古生界发育大面积分布的古地 貌圈闭 ,现已探明的靖边气田下古生界气藏即为此类 圈闭。地层 —岩性气藏是上、下古生界主要气藏类型 , 无边水底水 ,开发条件良好。 盆地本部后期持续沉降 ,地层平缓 ,构造稳定 ,有 利于天然气的生成和保存。 312 勘探程度 按国际通用标准 ,以探井密度对盆地勘探进行分 类。成熟勘探区探井密度大于 50 口/ 100 km 2 ,高勘探 程度区为(50～10) 口/ 100 km 2 ,中等勘探程度区为(10 ～1) 口/ 100 km 2 ,低勘探程度区小于 1 口/ 100 km 2 。 鄂尔多斯盆地钻遇上古生界的探井有 512 口井 ;下古 生界探井有 493 口 ,且集中分布于盆地的中部。按盆 地上古生界 25 ×10 4 km 2 的分布面积计算 ,盆地的探 井密度约为 012 口/ 100 km 2 。尽管不同区块探井密度 不同 ,为(0101～1) 口/ 100 km 2 ,但是无论是上古生界 还是下古生界都属于低勘探程度区。 313 勘探潜力 资源评价结果表明 ,盆地古生界天然气总资源量 达 101702 5 ×10 12 m 3 ,其中探明储量为 11310 8 ×10 12 m 3 ,控制储量为 01531 5 ×10 12 m 3 ,预测储量为 01773 1 ×10 12 m 3 ,潜在资源量为 11804 9 ×10 12 m 3 ,推测资源 量为 61 282 2 ×10 12 m 3 。探明程度仅为 1112 % ,而国内 外与之类似盆地的天然气探明率多大于 25 % [ 10 ] ,这说 明其勘探潜力还很大。 4 天然气勘探前景 411 盆地东部 目前已在盆地东部上古生界石千峰组、石盒子组、 山西组、太原组及本溪组和下古生界马家沟组勘探发 现天然气控制及预测地质储量超过 5 ×10 11 m 3 ,资源 雄厚 ,勘探潜力大。 盆地东部上古生界发育煤层和暗色泥岩 ,是盆地 高生烃强度分布区 ,而已探明的天然气储量与高生烃 强度分布区不匹配 ,资源探明率低。上古生界本溪组、 太原组发育海相砂岩和灰岩储层 ,山西组发育海相三 角洲砂体 ,石盒子组和石千峰组发育河流、三角洲砂 体 ,储层类型多(图 2) 。近年来天然气勘探已在山西、 太原、本溪、石盒子及石千峰组等多个层段见到气层 , 显示出多层系含气特征。在 2004 —2005 年 ,沿榆林主 图 2 鄂尔多斯盆地上古生界沉积体系 Fig . 2 Sketch map of sedimentary system in the Upper Paleozoic of Ordos Basin 砂体带甩开勘探 ,在南部地区发现了较大规模的山 2 含气砂带 ,探明了子洲大气田。勘探表明 ,山 2 段三角 洲水下分流河道砂体仍有向南延伸的趋势 ,分布面积 近 4 000 km 2 ,砂体岩性为可形成优质储层的石英砂 岩 ,气藏受岩性控制 ,含气特点与榆林和子洲大气田类 似。通过进一步深化勘探 ,近期可望实现 10 11 m 3 的储 量规模。另外 ,盆地东部府谷 —佳县、统万城、双山 - 神木地区处于伊陕斜坡的东侧 ,后期抬升幅度大 ,目的 层埋藏浅 ,是天然气运聚的有利指向区。 盆地东部下古生界奥陶系岩溶盆地在部分地区发 育古岩溶储层 ,已有多口井见工业气流 ,随着勘探程度 的提高 ,仍有可能发现新的工业储量区块。另一方面 , 盆地东部奥陶系马家沟组发育盐湖沉积 ,盐层厚度大 , 分布面积达 5 ×10 4 km 2 。受气候和海平面变化的影 响 ,膏盐湖沉积与潮坪沉积交替出现 ,从而形成了白云 岩与膏盐岩相互夹持的剖面序列。地震勘探成果表 明 ,马家沟组马一、马三、马五段 3 套膏盐岩之下发育 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
石油学报 2006年第27卷 鼻状盐隆、地层尖灭遹透镜体等多类型圈闭,其中盐隆、以中粗粒石英砂岩为主,砂层厚20~30m,在纵向上 地层尖灭等大型圈闭具有较高的勘探价值 互相叠加,平面上呈带状分布,具有形成大型地层一岩 4.2靖边古潜台周边奥陶系风化壳 性气藏的基本地质条件。下古生界奧陶系桌子山组发 在大型古潜台周边发育的次级潜台潜丘以及岩育盆地最好的厚层状白云岩储层,岩性主要为细一中 溶斜坡、岩溶高地依然是形成风化壳溶蚀孔洞储层的晶白云岩,基质孔隙度可达4%~13%,白云岩储集体 有利地区。靖边古潜台及其周边在奥陶系马五段沉积呈南北向展布,分布范围约为5000km2,圈闭资源量 期处于含膏云坪沉积相带,准同生白云岩基质中膏、盐可达(45~50)×10°m3。该区已有多口井钻遇气层及 假晶及膏云结核发育,易于在风化壳期形成溶孔型储含气层,成藏地质条件优越,勘探潜力大,通过加强圈 层。近两年来,天然气勘探沿靖边古潜台向东范围不闭及成藏控制因素的研究,寻找天然气富集区块,可望 断扩大,主力气层马五段第1、第2小层含气较为普获得天然气勘探新突破 遍,且局部钻遇高产工业气流。由靖边潜台向西,奥陶45煤层气和生物气领域 系顶部出露层位为马五段中下部一马四段地层,储集 鄂尔多斯盆地上古生界发育海陆过渡相煤系地 类型以晶间孔白云岩储层为主,在局部古地貌高地发层,中生界发育陆相煤系地层,煤层气成藏地质条件优 育区仍具有形成地层圈闭气藏的可能。目前已在奥陶越,资源丰富。据资源评价结果,古生界石炭-二叠系 系马五-马三段见到风化壳气层,试气获得低产气流。和中生界侏罗系埋深小于2000mn的煤层气资源量为 该区与靖边潜台有类似的成藏条件,是下古生界勘探1.2×032m3。其中埋深小于1500m、可供近期勘探 的接替目标通过进一步深化地质研究,精细刻画岩溶的煤层气资源量为78×102m3。迄今已评价出石炭 古地貌,可望找到类似靖边气田的风化壳气藏l。 二叠系的临县一兴县、大宁一吉县和侏罗系的乌审旗、 4.3盆地南部 合水—宁县4个煤层气勘探目标区,煤层气总资源量 盆地南部古生界烃源岩发育,主要包括下古生界为5Ⅺ102m3。其中大宁一吉县区块已控制煤层气地 寒武一奥陶系海相含泥碳酸盐岩及上古生界石炭-二质储量3×10m3,煤层气作为天然气接替资源,已取 叠系煤系地层。其中石炭-二叠系煤层、暗色泥岩是本得了初步勘探成果。 区油气生成的主力烃源岩,生烃强度一般为(15~20) 鄂尔多斯盆地周边新生代断陷发育,且具有浅层 103m/km2,最高达36×105m/km2。另外,在旬探生物气富集的基本地质条件。其中,河套断陷中天然 1等多口探井中发现大量沥青,其主要来源于下古生气显示最为活跃,上新世一第四纪整体沉降,盖层发 界烃源岩,表明下古生界也具有一定的供烃能力 育,有利于天然气富集,预测有利区面积为3200km2。 早古生代盆地南部处于槽台过渡部位,发育台地 边缘高能相带(生物滩、生物礁、潮道等),有利于碳酸 结论 盐岩储层的形成。钻探已证实存在奥陶系马家沟组顶 鄂尔多斯盆地天然气成藏地质条件优越,资源探 部风化壳白云岩孔洞型储层、内部粉晶藻白云岩储层明率低,勘探程度不高,勘探潜力较大。其中,盆地东 以及下古生界其他层位的鲕滩储层,且有多口井见含部古生界多层系复合含气区、靖边古潜台周围、盆地南 气显示。在晚古生代,南部秦岭古陆提供了物源形成部、盆地西北部以及煤层气和浅层生物气是天然气勘 了平凉和韩城两大河流-三角洲沉积体系,沉积砂体探发展的重要领域和目标。按照近年平均探明储量的 发育。含气砂体主要发育于二叠系下石盒子组盒8段递增态势,未来10年可望再新增(5~10)×10m3 及山西组山1段,已有多口井见到了气流特别是近期天然气探明储量。 完钻的镇探1井在山西组试气获6.1×103m3/d的工 参考文献 业气流,为该区上古生界勘探奠定了基础。盆地南部1)王道富,杨华付金华鄂尔多斯盆地天然气勘探开发战略研讨 勘探程度低,各类地层岩性圈闭发育,通过深化地质 [J]天然气工业,2005,25(4):1- 综合研究、开展地震砂体预测及落实有利含气范围,可(2]杨华,付金华,魏新善鄂尔多斯盆地天然气成藏特征[J]天然 使该区成为新的接替目标 气工业,2005,25(4):58 4.4盆地西北部 [3]范正平,侯云东,贾亚妮,等鄂尔多斯盆地长庆气田上古生界碎 盆地西北部东邻苏里格大气田,具有与苏里格气 屑岩成岩作用及孔隙演化[M]∥岩,魏国齐,洪峰,等.天然气 地质研究及应用.北京:石油工业出版社2000:57-65 田相似的成藏背景。烃源岩以上古生界煤系为主,生(41付金华,魏新善,石晓英鄂尔多斯盆地榆林气田天然气成藏地 烃强度一般为(16~28)×10°m3/km2,气源供给充足 质条件[J]天然气工业,200525(4):9-1 上古生界发育西北部河流一三角洲沉积体系(图2) (下转第13页) 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.alLrightsreservedhttp://www.cnki.net
4 石 油 学 报 2006 年 第 27 卷 鼻状盐隆、地层尖灭、透镜体等多类型圈闭 ,其中盐隆、 地层尖灭等大型圈闭具有较高的勘探价值。 412 靖边古潜台周边奥陶系风化壳 在大型古潜台周边发育的次级潜台、潜丘以及岩 溶斜坡、岩溶高地依然是形成风化壳溶蚀孔洞储层的 有利地区。靖边古潜台及其周边在奥陶系马五段沉积 期处于含膏云坪沉积相带 ,准同生白云岩基质中膏、盐 假晶及膏云结核发育 ,易于在风化壳期形成溶孔型储 层。近两年来 ,天然气勘探沿靖边古潜台向东范围不 断扩大 ,主力气层马五段第 1 、第 2 小层含气较为普 遍 ,且局部钻遇高产工业气流。由靖边潜台向西 ,奥陶 系顶部出露层位为马五段中下部 —马四段地层 ,储集 类型以晶间孔白云岩储层为主 ,在局部古地貌高地发 育区仍具有形成地层圈闭气藏的可能。目前已在奥陶 系马五 —马三段见到风化壳气层 ,试气获得低产气流。 该区与靖边潜台有类似的成藏条件 ,是下古生界勘探 的接替目标 ,通过进一步深化地质研究 ,精细刻画岩溶 古地貌 ,可望找到类似靖边气田的风化壳气藏[ 10 ] 。 413 盆地南部 盆地南部古生界烃源岩发育 ,主要包括下古生界 寒武 —奥陶系海相含泥碳酸盐岩及上古生界石炭Ο二 叠系煤系地层。其中石炭Ο二叠系煤层、暗色泥岩是本 区油气生成的主力烃源岩 ,生烃强度一般为 (15～20) ×10 8 m 3 / km 2 ,最高达 36 ×10 8 m 3 / km 2 。另外 ,在旬探 1 等多口探井中发现大量沥青 ,其主要来源于下古生 界烃源岩 ,表明下古生界也具有一定的供烃能力。 早古生代盆地南部处于槽台过渡部位 ,发育台地 边缘高能相带(生物滩、生物礁、潮道等) ,有利于碳酸 盐岩储层的形成。钻探已证实存在奥陶系马家沟组顶 部风化壳白云岩孔洞型储层、内部粉晶藻白云岩储层 以及下古生界其他层位的鲕滩储层 ,且有多口井见含 气显示。在晚古生代 ,南部秦岭古陆提供了物源 ,形成 了平凉和韩城两大河流 —三角洲沉积体系 ,沉积砂体 发育。含气砂体主要发育于二叠系下石盒子组盒 8 段 及山西组山 1 段 ,已有多口井见到了气流 ,特别是近期 完钻的镇探 1 井在山西组试气获 611 ×10 8 m 3 / d 的工 业气流 ,为该区上古生界勘探奠定了基础。盆地南部 勘探程度低 ,各类地层 —岩性圈闭发育 ,通过深化地质 综合研究、开展地震砂体预测及落实有利含气范围 ,可 使该区成为新的接替目标。 414 盆地西北部 盆地西北部东邻苏里格大气田 ,具有与苏里格气 田相似的成藏背景。烃源岩以上古生界煤系为主 ,生 烃强度一般为(16～28) ×10 8 m 3 / km 2 ,气源供给充足。 上古生界发育西北部河流 —三角洲沉积体系 (图 2) , 以中粗粒石英砂岩为主 ,砂层厚 20～30 m ,在纵向上 互相叠加 ,平面上呈带状分布 ,具有形成大型地层 —岩 性气藏的基本地质条件。下古生界奥陶系桌子山组发 育盆地最好的厚层状白云岩储层 ,岩性主要为细 —中 晶白云岩 ,基质孔隙度可达 4 %～13 % ,白云岩储集体 呈南北向展布 ,分布范围约为 5 000 km 2 ,圈闭资源量 可达(45～50) ×10 10 m 3 。该区已有多口井钻遇气层及 含气层 ,成藏地质条件优越 ,勘探潜力大 ,通过加强圈 闭及成藏控制因素的研究 ,寻找天然气富集区块 ,可望 获得天然气勘探新突破。 415 煤层气和生物气领域 鄂尔多斯盆地上古生界发育海陆过渡相煤系地 层 ,中生界发育陆相煤系地层 ,煤层气成藏地质条件优 越 ,资源丰富。据资源评价结果 ,古生界石炭Ο二叠系 和中生界侏罗系埋深小于 2 000 m 的煤层气资源量为 1112 ×10 12 m 3 。其中埋深小于 1 500 m、可供近期勘探 的煤层气资源量为 718 ×10 12 m 3 。迄今已评价出石炭Ο 二叠系的临县 —兴县、大宁 —吉县和侏罗系的乌审旗、 合水 —宁县 4 个煤层气勘探目标区 ,煤层气总资源量 为 5 ×10 12 m 3 。其中大宁 —吉县区块已控制煤层气地 质储量 3 ×10 11 m 3 ,煤层气作为天然气接替资源 ,已取 得了初步勘探成果。 鄂尔多斯盆地周边新生代断陷发育 ,且具有浅层 生物气富集的基本地质条件。其中 ,河套断陷中天然 气显示最为活跃 ,上新世 —第四纪整体沉降 ,盖层发 育 ,有利于天然气富集 ,预测有利区面积为 3 200 km 2 。 5 结 论 鄂尔多斯盆地天然气成藏地质条件优越 ,资源探 明率低 ,勘探程度不高 ,勘探潜力较大。其中 ,盆地东 部古生界多层系复合含气区、靖边古潜台周围、盆地南 部、盆地西北部以及煤层气和浅层生物气是天然气勘 探发展的重要领域和目标。按照近年平均探明储量的 递增态势 ,未来 10 年可望再新增 (5～10) ×10 11 m 3 的 天然气探明储量。 参 考 文 献 [1 ] 王道富 ,杨华 ,付金华. 鄂尔多斯盆地天然气勘探开发战略研讨 [J ]. 天然气工业 ,2005 ,25 (4) :1Ο4 . [2 ] 杨华 ,付金华 ,魏新善. 鄂尔多斯盆地天然气成藏特征[J ]. 天然 气工业 ,2005 ,25 (4) :5Ο8. [3 ] 范正平 ,侯云东 ,贾亚妮 ,等. 鄂尔多斯盆地长庆气田上古生界碎 屑岩成岩作用及孔隙演化[ M] ∥宋岩 ,魏国齐 ,洪峰 ,等. 天然气 地质研究及应用. 北京 :石油工业出版社 ,2000 :57Ο65. [4 ] 付金华 ,魏新善 ,石晓英. 鄂尔多斯盆地榆林气田天然气成藏地 质条件[J ]. 天然气工业 ,2005 ,25 (4) :9Ο11. (下转第 13 页) © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第6期 许长海等:合肥盆地构造演化的磷灰石裂变径迹分析 Geological Material Research, 2000, 2(1): 1-32. [50]韩树芬.安徽北部中新生代沉积盆地分析[M]北京:地质出版 [36] Crowley K D, Cameron M, Schaefer R L. Experimental st udies of 社,1996 annealing etched fission tracks in fluorapatite J]. Geochimica et[51]杨祝良,沈加林,沈渭洲,等北淮阳中生代火山侵入岩同位素年 Cosmochimica Acta, 199155(5): 1449-1465. 代学研究[].地质论评,199945(增刊):674680 [37] Willet s d. Inverse modeling of annealing of fission tracks in apa-[52]许长海大别造山带碰撞后构造热/岩浆演化过程[D]上海:同 tite 1: A controlled random search method (J). American Journal 济 [53]周存亭,高天山,沈荷生等大别山腹地桃园寨中生代火山机构 [38] Gallagher K. Evolving temperature histories from apatite fission 的厘定及其地质意义卩]中国区域地质,1998,17(3):236-240. track data [J]. Earth and Planetary Science Letters, 1995, 136 [54] Rat schacher L, Hacker B R, Webb L E, et al. Exhumation of ul- trahigh-pressure continental crust in east central China: Cretar [39 Hacker B R, Ratschbacher L, Webb L, et al. U/ Pb zircon ages ceous and Cenozoic unroofing and the Tanu fault[). Journal of constrain the architecture of the ultrahigh-pressure Qinling-Dar Geophysical Research, 2000, 105(B6): 13303-13338 bie orogen,Chna[J]. arth and Planetary Science Letters,1998,[55)许长海,周祖翼,马昌前,等大别造山带140~85Ma热窿伸展 6I(1/4):215230 作用:年代学约束[J]中国科学:D辑,2001,31(11):92593 [40]王岳军,范蔚茗郭锋北淮阳中生代火山岩定年及火山砾石地56]XuCH, Van Den Haute p, Zhou Z y,etal. Low-temperature 球化学:对大别灰色片麻岩隆升和中生代地层格架的约束[ thermochronology in Dabie-Hong an areas and its tectonic corre- 科学通报,2002,47(20):1528-1534. lation: 10th International Conference on Fission Track Dating [41 Hacker B R, Rat schacher L Liou J G Subduction collision, and and Thermochronology, Amsterdam, The Netherlands, August 8 exhumation in the Qinling-Dabie Orogen[J]. Geological Society 13,2004[C].2004:TEC-13-P of London Special Publication 2004, 226: 157-175. [57] Grimmer JCJonckheere R, Enkel mann E, et al. Cretaceous-Ce- [42]马昌前,杨坤光许长海,等大别山中生代钾质岩浆作用与超高 nozoic history of the southern Tan-u fault zone: Apatite fission- 压变质地体的剥露机理[J].若石学报,1999,15(3):379-3 track and structural constraints from the Dabie Shan (eastern [43]李石,王彤.桐柏山-大别山花岗岩类地球化学[M]武汉:中国地 China)[J]. Tectonophysics 2002, 359(3/4): 225-253. 质大学出版社,1991:1-204 [58 Reiners P W, Zhou Z Y, Ehlers T A, et al. Post -orogenic evolur [44]魏春景,张立飞,王式光安徽省大别山东段中生代高钾花岗质 tion of the Dabie Shan, Eastern China from(U-Th)/ He and fis 岩石及其地质意义].中国科学:D辑,2000,30(4):355-363 sion-track thermochronology [J]. American Journal of Science [45]湖北省地质矿产局湖北省区域地质志[M]北京:地质出版社 2003303(6):4891 1990:342-363 59]许长海,周祖翼, Van Den Haute p,等.大别造山带磷灰石裂变 [46 Pearce J A, Harris N B W, Tindle A G. Trace element discrimi- 径迹(AFT)年代学研究[J].中国科学:D辑,2004,34(7) nation diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks U. Journal of Petrology, 1984, 25(4): 956-983 [60] Engebret son D C, Cox A, Gordon R G Relative motions between [47]刘文灿,王果胜.北淮阳地区中生代逆冲推覆构造[J]现代地 oceanic and continental plates in the Pacific Basin[J]. Geological 质,1999,13(2):143-149 Society of America Special Paper, 1985, 206: 1-59 [48 Gilder $A, Leloup P H, Courtillot V, et al. Tectonic evolution of [61 Northrup CJ, Royden L H, Burchfiel B C Motion of the Pacific the Tancheng- ujiang( Tan- u) fault via Middle Triassic to Ear- plate relative to Eurasia and its potential relation to Cenozoic ex- ly Cenozoic paleomagnetic data[J] Journal of Geop hysical Re- tension along the eastern margin of Eurasia[J]. Geology, 1995 search,l999,104(B7):15365-5390 23(8):719-722 [49]李忠,孙枢,李任伟,等.合肥盆地中生代填充序列及其对大别造 山作用的指示[]中国科学:D辑,2000,30(3):256-263 (收稿日期200549-16改回日期2005-128编辑王秀) (上接第4页 5]王震亮,张立宽,孙明亮,等鄂尔多斯盆地神木一榆林地区上石 油学报,200324(2):6-12 盒子组-石千峰组天然气成藏机理]石油学报,2004,25(3) [9]杨华,席胜利,刘新社,等鄂尔多斯盆地上古生界天然气生成及 37-43 运聚特征[M]/傅诚德,胡文瑞,李文阳,等深盆气研究北京: [6]付金华,王怀厂,魏新善.榆林大型气田石英砂岩储集层特征及 石油工业出版社,2001:88-103 戎因[J]石油勘探与开发,205,32(1):30-2 0]付锁堂,黄建松,闫小雄鄂尔多斯盆地古生界海相碳酸盐岩勘 7]杜尚明,胡光灿,李景明,等.天然气资源勘探[M]北京:石油 探新领域卩]天然气工业2002,22(6):17-21 业出版社,2004:63-80 [8]何自新,付金华,席胜利等苏里格大气田成藏地质条件门]石 (收稿日期200601-01改回日期2006410编辑王秀) 201994-2007chinaAcademicournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://nnw.cnki.ner
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