鄂尔多斯盆地致密砂岩气地质特征及勘探潜力

2022-09-12

一、引言

1927年致密砂岩气藏发现与美国的圣胡安盆地, 中国的致密砂岩气发现较早, 我国自1971年发现川西中坝致密砂岩气田之后, 也逐步系统地开始了对致密砂岩气领域的研究。中国拥有的巨大致密砂岩气储量和广阔的致密砂岩气勘探潜力。这些年来, 致密砂岩气已成为近些年来我国天然气探明储量的主要增长点, 2009年, 中国致密砂岩气年产量已达到150×108m3 (胡文瑞, 2010) 。致密油藏是一种非常规油藏, 同时是一种连续型油藏, 具有地空隙度、低渗透率、低含气饱和度等特征。本文将总结论述鄂尔多斯盆地致密砂岩气地质特征方面的特征, 同时分析本区域的勘探潜力。

二、研究位置

鄂尔多斯盆地是中国第二大盆地大型沉积盆地, 在大地构造上位于中国东西结合部位, 北以黄河断裂为界, 轮廓呈巨型, 横跨陕西、甘肃、宁夏、内蒙古、山西5省区, 是一个古生代台地及台缘坳陷与中新生代台内坳陷叠合的克拉通盆地, 勘探面积37×104km2, 具有天然气资源量15.16×1012m3。

三、盆地构造与沉积特征

1. 盆地构造特征

据鄂尔多斯盆地构造发展演化史可将其划分为西缘断褶带、天环向斜、伊陕斜坡、晋西挠褶带、伊盟隆起、渭北隆起等六个一级构造单元, 盆地总体形态呈巨型, 现今构造特征表现为盆地边部构造发育, 盆地内部为一西倾的大型平缓斜坡, 平均坡降一般在5-8m/km, 为致密砂岩气藏的聚集提供了良好的构造条件。

2. 沉积特征

鄂尔多斯盆地位于华北克拉通西部, 是一个稳定的沉降和坳陷的交替位于古老结晶变质基地之上。早古生代, 中国古陆解体, 分裂成塔里木隆台、华北隆台和杨子台地。晚古生代, 华北盆地逐渐缩小, 侏罗纪开始了燕山运动, 使华北盆地西缘发生大规模的推覆冲断, 形成了前缘凹陷。至白垩纪, 华北盆地东部边缘大幅度隆起, 使鄂尔多斯台地与华北隆起分离。形成独立的盆地。

盆地由上至下发育地层较为完整, 目前发现的致密砂岩气藏发育于上古生界地层中。鄂尔多斯盆地上古生界以陆相、海相交互项碎屑岩为主。煤层和暗色泥岩、石灰岩是烃源岩的基本类型。其中太原组、山西组、石盒子组源岩与砂岩多为互层, 二叠系山西组和石盒子组砂岩最发育, 物性较差, 孔隙度平均约6%-14%;渗透率一般都在0.3×10-3Lm2以上, 是典型的低孔、低渗致密储层, 在这种低孔低渗的背景下发育相对优质的储集层。

四、鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏地质特征

1. 烃源岩特征

有利的烃源岩是致密砂岩气藏形成的重要物质基础。鄂尔多斯上古生界烃源岩是一套海陆交互相含煤岩层, 煤层、暗色泥岩和生物灰岩是烃源岩的主要类型。其中, 煤层和暗色泥岩是研究区致密砂岩气田的主力产气层。其分布面积广, 富含有机质, 干酪根类型为Ⅲ型, 为该地区提供了丰富的物质基础, 有利于成气的条件。

2. 储盖组合特征

据前人研究, 可将鄂尔多斯盆地上古生界分为4个三角洲, 包括天池三角洲、杭锦旗三角洲、靖边三角洲和秘制三角洲。整个上古生界砂体较发育, 但物性较差, 是典型的低空隙度、低渗透率的致密砂岩。二叠系石盒子组上部的泥质岩石古生界气藏的区域盖层, 广泛分布于整个盆地。裂缝是石盒子组和石千峰组气藏形成的关键, 形成的气沿着裂缝等通道向上运移聚集, 在山岩发育的地区形成次生气藏。

3. 圈闭特征

根据圈闭的成因, 可以讲圈闭分为构造圈闭、地层圈闭、岩性圈闭和复合圈闭四中圈闭。鄂尔多斯盆地上古生界圈闭主要为岩性圈闭, 只有局部发育不整合侵蚀谷充填的地层圈闭。根据圈闭类型的不同, 本区域主要有“先成型”“后成型”两种致密砂岩气藏。

五、致密砂岩气藏的成藏主控因素

按照我国国家矿产储量委员会的标准, 有效渗透率不大于0.1×10-3Lm2, 孔隙度不大于10%的气藏为致密砂岩气藏。连续型致密砂岩油藏的储层大范围分布, 孔隙度一般小于10%, 仅在局部地区物性较好。这主要是因为连续型油藏的成藏过程是以非达西流的形式, 在异常压力的作用下进行运移的, 在此过程中, 浮力不起主要作用。一旦浮力成为油气运移的主要动力, 则主要形成常规的非连续型油气藏。

鄂尔多斯盆地中生界的烃源岩主要是长7油层组, 这套页岩分布范围广, 厚度大, 品质好, 生、排烃量巨大, 是连续型致密砂岩油气藏形成的主要物质基础。

同时鄂尔多斯盆地是一个内陆克拉通盆地, 具有稳定的动力学背景。鄂尔多斯盆地的油气主要分布在陕北斜坡一级构造带上, 这为连续型致密砂岩油气藏的形成提供了重要的动力学条件。

六、鄂尔多斯盆地勘探潜力

根据鄂尔多斯盆地构造简单稳定, 主体为一个大的东高西低平缓斜坡, 盆地主体几乎无断层, 但喜马拉雅、燕山印支等运用形成的裂缝, 构成了盆地上古生界致密砂岩气运移的主要通道。同时在整个构造运动过程中, 发生了构造热事件, 有机质成熟度较高, 烃源岩大量的生排烃。学者Law把鄂尔多斯盆地列为确定性高的致密砂岩气藏地区。

目前, 鄂尔多斯上古生界发现并探明了苏里格、乌审旗、子洲和米脂等4个大型致密砂岩气田, 建成致密砂岩气年生产能力135亿方, 致密砂岩气勘探开发成果显著。同时连续型致密砂岩天然气成藏模式的特征表示, 鄂尔多斯盆地上古生界总体上储集层具有孔喉较小、分选较差的特点, 属于典型的致密砂岩气藏, 勘探潜力较大。

摘要：致密砂岩气已成为全球非常规天然气勘探的重点之一。2011年, 我国致密砂岩气储量占, 展现出很大的潜力。中国许多盆地具备形成致密砂岩气的条件, 具有较大的资源潜力。其中, 鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气分布于石盒子组合山西组, 主要分布在伊陕斜坡附近, 地质资源量大概为 (6~8) ×1012m3, 本文将从地质特征方面分析鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气的勘探潜力。

关键词：致密砂岩气藏,地质特征,鄂尔多斯