低生烃强度区致密砂岩气形成机制——以鄂尔多斯盆地天环坳陷北段上古生界为例

针对鄂尔多斯盆地天环坳陷北段上古生界生烃强度较低、气水分布关系复杂的问题,对低生烃强度区致密砂岩气形成主控因素与分布规律开展研究。通过二维成藏物理模拟实验、储集层微观孔喉含气性系统分析及典型气藏解剖,建立了注气压力、储集层物性、生气下限等综合评价模型,明确了低生烃强度区致密气形成主要特征:(1)埋深小于3 000 m,生烃强度达(7~10)×10~8 m^3/km^2即可实现有效充注;(2)致密砂岩层规模性发育有利于聚集致密气;(3)储集层物性差异控藏,储集层物性较好的砂体,砂带中心区域局部高点富集天然气,而物性较差砂体整体含气,但含气丰度普遍较低。结合天环坳陷北段气藏解剖,提出低生烃强度区"生烃压力长期充注、规模致密砂层聚气、储集层物性差异控藏、局部甜点富集"形成机制及平面呈不连续"片状"分布的规律。天环坳陷北段致密砂岩气拓展勘探实践较好地证实了这一认识。

鄂尔多斯盆地天环坳陷南段侏罗系原油油源分析

天环坳陷南段位于鄂尔多斯盆地西南部,跨西缘冲断带和天环坳陷两个构造单元,地质条件复杂。近年来针对该区侏罗系低幅度构造岩性油藏的勘探取得了重大突破,钻遇多口工业高产油流,但目前对侏罗系油气的来源问题仍存在不同的认识,制约了勘探的进一步深入。应用色谱/质谱和碳同位素等分析方法和手段,对侏罗系原油与三叠系延长组长4+5段、长6段和长7段3套烃源岩从生物标志化合物、碳同位素等方面进行对比研究,并结合侏罗系油气成藏特征,探讨了侏罗系原油的油源。结果表明:天环坳陷南段侏罗系原油和长6段、长7段烃源岩在母源性质、沉积环境、成熟度等方面具有相近似的特征,二者具有较好的亲缘关系;区域性不整合面、裂缝成为沟通侏罗系储层与长6段、长7段油源的运移通道;侏罗系原油主要来源于长6段和长7段烃源岩。

鄂尔多斯盆地天环坳陷迁移演化与坳陷西翼油气成藏

鄂尔多斯盆地是我国陆上最重要的含油气盆地之一,本文以鄂尔多斯盆地西缘为研究对象,以地震反射资料为基础,主要采用地震剖面"层拉平"与"平衡剖面恢复"等技术手段,对天环坳陷形成与迁移演化历史进行了动态分析。研究结果表明:1)天环坳陷最早形成于晚侏罗世,后期由于受燕山晚期及喜马拉雅山期构造运动影响,坳陷核部逐渐向东迁移至现今位置,前后累计迁移距离约30 km;2)当坳陷核部向东迁移至有效烃源岩范围附近时,原先已形成的油气藏发生重新调整,油气向坳陷西翼高部位运移、聚集,从而形成了次生构造油气藏。

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段长8储层致密成因

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段与姬塬地区同属西北沉积体系,且比姬塬地区更靠近物源区,但是该区长8储层物性较姬塬地区的差。利用薄片观察、粒度和地层水分析、成像测井等资料,分析天环坳陷北段与姬塬地区长8储层成岩环境的差异性。结果表明:自晚侏罗系以来,天环北段处于天环坳陷最低部位,压实作用强烈;研究区临近构造活动带,裂缝发育,目的层流体封闭性差,在构造应力的作用下,砂岩和泥岩流体交换作用强,成岩反应消耗的离子不断得到补充,导致铁方解石、高岭石胶结严重;强烈的压实和胶结作用是导致储层致密的主要原因。该研究结果对鄂尔多斯盆地石油勘探开发具有参考意义。

鄂尔多斯盆地天环北段白云岩体成因及储集性能

鄂尔多斯盆地西缘天环北段白云岩体总面积约1×104km2,最大厚度431m。马家沟组中每个地层段均不同程度地发育有白云岩。富晶间孔的粉细晶白云岩及其充填物中Fe、Mn含量显著高于其它碳酸盐岩,而Sr含量平均值低于其它碳酸盐矿物。δ18O的值出现较大负值,并且跨度较大,说明白云岩体的成因并非单一模式。据碳氧同位素值计算的古盐度指数均小于120,说明在白云岩形成期间有淡水的加入。该白云岩体的成因应具有双重因素,即早期的混合水成因和晚期的热水成因。据推测:热水成因白云岩约占60%,混合水成因白云岩约占40%。

鄂尔多斯盆地天环北段奥陶系白云岩储层特征及分布规律

岩心及薄片观察显示,鄂尔多斯盆地天环北段奥陶系桌子山组和克里摩里组广泛发育白云岩储层,储层岩性主要为晶粒白云岩和颗粒白云岩,且属于埋藏白云岩化成因,储层储集空间类型主要包括晶间孔、晶间溶孔以及非组构选择性溶蚀孔洞和溶缝。成岩-孔隙演化分析表明,研究区白云岩储层主要由埋藏云化作用、表生岩溶作用和埋藏岩溶作用形成,且优质储层分布受岩相、白云岩厚度、岩溶古地貌及断裂等控制。克里摩里组白云岩储层主要分布于克里摩里组剥蚀线与铁克苏庙—马家滩一线地区,桌子山组白云岩储层主要发育在中央古隆起至乌拉力克组剥蚀线之间地区。研究区生储盖层配置关系良好,具备形成大型天然气藏的有利条件,局部构造如断层遮挡和褶皱是寻找有利勘探目标的重要方向。

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段上古生界裂缝特征及对气水分布的影响

针对鄂尔多斯盆地天环坳陷上古生界裂缝的类型、成因及分布开展野外露头、岩心宏观及镜下微观裂缝的观察、描述与测量,并结合成像测井分析等资料,明确构造裂缝系统对气水分布的控制作用。研究结果证实鄂尔多斯盆地天环坳陷北部地区上古生界地层发育了不同组系、规模、力学性质及不同产状的构造裂缝系统,构造裂缝系统是研究区天然气发生垂向运移的主要通道。构造裂缝发育的差异性对气水分布起到了一定的调整作用,是导致研究区气、水分布复杂化的主要原因。

鄂尔多斯盆地中生界断裂及对油藏的控制研究

针对鄂尔多斯盆地西北部盐池县古峰庄地区断裂系统复杂和油藏分布不明确的问题,利用三维地震和平衡剖面恢复技术,精细识别断裂分布,刻画断面形态,恢复断层的启闭性,明确了断裂的形成期次和有利成藏条件。古峰庄地区发育3组断裂:印支期断裂多为正断层,呈雁列式NWW向展布,在早白垩世开启,具有沟通油源、高效输导油气的作用;燕山期断裂在工区西部发育,呈近NS向,多为逆冲断层,构造变形强烈,不利于油藏保存;喜马拉雅期断裂为NEE向,平行分布于工区,多为正断层,在成藏后形成,调整或破坏原生油藏。断裂发育区的成藏条件为:通源断裂在成藏期开启;圈闭在成藏期和现今条件好,且位于断层面凸面脊附近(源上成藏)或凹面脊附近(源下成藏)。研究成果对于断裂系统发育区油气勘探具有一定的指导意义。

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段奥陶系烃源岩特征及成熟演化史

为研究天环坳陷北段下古生界天然气成藏规律,利用探井资料和有机地球化学方法,评价了天环坳陷北段奥陶系烃源岩特征并恢复其成熟演化史。天环坳陷北段奥陶系乌拉力克组和克里摩里组烃源岩有机碳含量和生烃潜量相对较高,烃源岩有机质丰度以中等—好为主,少部分为差烃源岩;三道坎组和桌子山组烃源岩以差为主。干酪根组分鉴定表明,天环坳陷北段奥陶系烃源岩主要为Ⅱ1~Ⅰ型干酪根,热演化程度高,处于生干气阶段。成熟演化史模拟显示,古生代—中生代早期地温梯度低,地层埋藏浅,烃源岩成熟演化程度低。燕山期,由于构造热事件,地温梯度迅速升高,早白垩世烃源岩经历的最高温度超过200℃,达到生气高峰期,早白垩世是油气成藏的主要时期。早白垩世之后,鄂尔多斯盆地整体抬升,地温梯度减小,生烃作用停止。

鄂尔多斯盆地天环坳陷北部山1-盒8段地层水地球化学特征及成因

通过对天环坳陷北部地区山1-盒8段地层水水文地球化学特征等研究,揭示地层水成因,为该区下一步气水关系研究和天然气勘探开发提供基本依据。研究表明,天环北部地层水矿化度较高,偏酸性,离子组成以Cl-、K++Na+和Ca2+为主,水型为氯化钙Ⅳ型和Ⅴ型水,反映所处环境有利于气藏的聚集和保存。地层水特征参数中除变质系数较大外,钠氯系数、钙镁系数和脱硫系数均较小,反映了山1-盒8段地层水浓缩和变质程度较深,地层封闭条件优越,是良好烃类聚集区。此外,通过对比水体环境中各离子组分的富集和损耗状态,分析认为研究区山1-盒8段地层水成因与蒸发浓缩作用、水-岩相互作用和流体混合作用等有密切关联,属于原始沉积成因水且经历了较强浓缩变质作用。

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段下古生界生烃潜力研究

综合运用沉积学、有机地球化学、储层地质学等基础理论和岩石学方法,对鄂尔多斯盆地天环坳陷北段下古生界烃源岩进行分析。研究表明,天环坳陷北段下古生界烃源岩条件好,其中以克里摩里组烃源岩品质最好;奥陶统拉什仲组、乌拉力克组和克里摩里组以腐泥类型为主,表现为I型干酪根的特征,具有较好的生烃潜力;中奥陶统和下奥陶统地层中有机质均处于高成熟阶段;烃源岩生烃强度在平面上的分布大致以中央古隆起为中心,环周分布,越靠近古隆起区域其生烃强度越小。

鄂尔多斯盆地天环向斜盐矿床地质特征

鄂尔多斯盆地天环向斜下白垩统志丹群蕴藏着丰富的石盐岩。含盐地层厚229～248m，纯盐岩层厚0.50～1.00m，MaCl含量93％～100％，预测储量约2.7亿t，是一个中型矿田。

鄂尔多斯盆地西缘中部微小断层的成因机制与控藏特征

鄂尔多斯盆地西缘作为南北构造带的一部分，不仅是研究该盆地形成、演化及油气成藏的重要窗口，也是探讨中生代特提斯洋关闭、新生代青藏高原隆升的热点地区。本文将盆地西缘中部及以东的新生界覆盖区作为一个整体，利用二维和三维地震资料进行精细构造解释，在天环坳陷中生界发现大量微小断层。地震解释表明：地震剖面上，微小断层具有正、逆断层并存，切穿层位差异大，与挤压褶皱相伴生的特点；平面上，微小断层呈北西西-南东东向规律性展布，与西部前缘带的大型断层共同构成扫帚状展布的断层发育带。晚侏罗世燕山运动主幕，南南西-北北东向的构造挤压应力南南向北传递，由于受东西向横向构造转换带的阻挡，在本区产生压扭作用，微小断层的形成受此压扭作用控制。微小断层形成后，主要经历了早白垩世伸展作用和晚白垩世-至今的后期改造。依据断层切穿的层位及改造阶段，将微小断层划分为3个期次，井震联合分析认为：Ⅰ期断层主要改善了延长组致密储层的物性，一般在延长组内部成藏；Ⅱ期断层主要促进了石油的运移，在延长组和延安组均能成藏；Ⅲ期断层对早期油藏具有一定的破坏作用。

颗粒定量荧光分析技术在鄂尔多斯盆地低渗透油藏研究中的应用

为揭示不同成因类型原油的荧光特征及其主控因素，明确研究区在地质历史时期是否发生过油气充注．充注期次、时期和相对强弱．以及在地质历史时期是否形成过油藏，对鄂尔多斯盆地天环坳陷南段侏罗系和长3储层砂岩颗粒和储层砂岩颗粒抽提物进行了荧光定量分析。结果表明鄂尔多斯盆地天环坳南段侏罗系和延长组长3油藏在油气藏形成过程中存在4种配置关系及充注类型。油源条件和油气运移的动力是影响侏罗系与长3油藏含油性与油层薄厚关系的重要因素。

鄂尔多斯盆地西南缘演67井烃源岩评价及油源对比

近年来，鄂尔多斯盆地西南部彭阳地区侏罗系石油勘探取得重大突破。石油预探不断加强盆地西南边缘的勘探力度，2010年位于盆地西南边缘甘肃平凉地区的演67井和演65井等井不但在长8钻遇油层而且在长7钻遇平均厚度达10m的暗色泥岩。针对勘探中出现的新情况，选取暗色泥岩进行地球化学精细定量分析研究．揭示了该区域暗色泥岩具有有机质丰度高、类型好、成熟度高的特点，与盆地内部长7优质烃源岩具相近似的电性、岩性和地球化学特征，为一套优质的烃源岩。同时，对演67井长8油藏原油从物性、母源性质、沉积环境、成熟度等方面展开精细油源对比分析，揭示了该油藏的油源。该研究成果不仅扩大了盆地的生烃范围，拓展了勘探新领域，而且有效地指导了盆地西南缘勘探部署。同时,对进一步评价天环坳陷南段资源潜力提供了重要依据。

鄂尔多斯盆地西缘盒8段储层特征及其成因

苏里格气田为中国特大型气田，近几年随着勘探开发不断地深入，范围向苏里格气田西部及西南部延伸，其构造位置主要处于盆地西缘天环坳陷构造单元。勘探过程中发现，天环坳陷构造单元地质情况复杂、气藏埋深大，主要目的层上古生界石盒子组盒8段储层特征及含气性南北差异较大。运用岩心资料、重矿物、阴极发光、铸体薄片、压汞和扫描电镜等多种测试方法对天环坳陷构造单元盒8段储层特征做深入研究，分析了影响储层储集性能的主要因素。研究表明，天环坳陷南段、北段受控于不同物源供给及沉积环境，储层特征表现出一定的差异性。南部储层受多物源的控制石英含量高，以硅质、高岭石胶结为主，有少量铁白云石胶结，储集空间以粒间孔为主，储层非均质性较强；北部储层岩屑含量高，硅质、伊利石胶结严重，面孔率低，以岩屑溶孔、晶间孔为主，储层物性较差、气水关系复杂，造成南北储层差异的主要因素为物源、沉积环境及成岩作用等。

鄂尔多斯盆地早白垩世含铀岩系的新发现及其层序地层

鄂尔多斯盆地天环坳陷南部白垩系洛河组及环河华池组为新近突破的含铀岩系新层位,笔者充分利用测井、岩心及地震资料,对本区钻井所揭露的下白垩统层序界面特征及沉积类型进行系统分析。结果表明:天环坳陷内下白垩统整体为一套干旱“红层”,发育旱谷、风成沙丘、丘间及沙漠湖等沉积类型,组成了一个典型的沙漠沉积体系。伴随着坳陷基底的抬升和下沉,在地层记录中出现了2次显著的湖侵,并显示出旋回性沉积的特点,在早白垩世地层中识别出4个三级层序和2个二级层序,三级层序具有从旱谷粗碎屑沉积到沙丘及沙漠浅湖细粒沉积的相序组构。Rb、Sr含量的垂向变化指示在早白垩世整体干旱的气候下存在相对暖湿期,在此背景下水成和风成沉积有序叠置控制了含(隔)水层在空间上的有序分布。SQ2层序中的巨厚泥岩层和石膏夹层构成了区域性隔挡层,而SQ1层序中的风成砂岩则成为深部含烃流体充注的最优层位,Fe^2+/Fe^3+垂向变化显示叠加改造后的灰色风成砂体可成为具有强还原性的潜在铀储集层。泾川铀矿床及外围找矿的不断突破使其成为中国第一个以风成砂为主要储集层的砂岩型铀矿床,它的首次发现进一步拓展了鄂尔多斯盆地深部找矿空间。

鄂尔多斯盆地天环坳陷走滑断裂带深表层堵漏技术

近年来随着青石峁区域的高产工业气流井的增加,该区域已成为长庆油田下一步天然气勘探开发的重要领域。青石峁区域属于鄂尔多斯盆地天环坳陷地质结构,但随着深探井部署增加,钻井井漏日益凸显,特别是深表层恶性漏失加剧,主要表现在第四系富含水层活跃,常规堵漏技术堵漏成功率低;罗汉洞组存在大段连续裂缝地层、漏失频发、堵漏时间长,为解决钻井过程中堵漏技术难点,针对浅层动水层,采用体膨阻水堵漏技术进行封固。研发随钻大颗粒漏速控制技术,实现一趟钻钻穿大段裂缝,进入稳定地层后采用多级配可固化堵漏工作液进行大段裂缝型漏层的封固,形成了一套鄂尔多斯盆地天环坳陷走滑断裂带深表层堵漏技术。该技术在青石卯区域成功应用,顺利完成多口深表层的施工。

鄂尔多斯盆地天环坳陷南段长8段油藏成藏主控因素及模式

近年来鄂尔多斯盆地天环坳陷南段延长组8段(长8段)油气勘探取得重大突破,是鄂尔多斯盆地油气增储上产的新领域。作为鄂尔多斯盆地边缘的勘探新区,该区长8段油藏在油气来源、天环坳陷构造演化与油气成藏期耦合关系、油气充注过程及成藏主控因素等方面存在争议。综合烃源岩、油源追索、砂体分布、构造演化与油气充注期匹配关系,分析了研究区成藏主控因素,建立了长8段油藏动态成藏模式。研究结果表明:研究区长8段原油可划分为A、B和C 3类,其中以A类原油为主;长8段油藏存在3期油气充注,第I期为侏罗纪末期(约140~150 Ma)、第II期为早白垩世早期(约125~130 Ma)及第III期为早白垩世晚期(约100~110 Ma);研究区油气成藏及调整与构造演化关系密切,天环坳陷形成于侏罗纪末期—早白垩世,构造控制着油气充注期次,天环坳陷的形成改变了油气充注方向,烃源岩控制着油气分布规模,原地烃源岩的接续供烃弥补了油气充注不足。研究对鄂尔多斯盆地西缘下步油气勘探具有重要意义。

鄂尔多斯盆地平凉—演武地区三叠系延长组油气成藏模式及勘探前景

随着鄂尔多斯盆地勘探程度深入,盆地外围新区逐渐成为下一步重点勘探目标。通过研究鄂尔多斯盆地天环坳陷南段平凉—演武地区延长组的烃源和储集条件,以及开展油源对比、油气成藏期和成藏特征等分析,探讨了研究区的油气富集特征及成藏模式。研究结果表明:平凉—演武地区延长组7油层组(长7油层组)泥页岩的厚度为5~20 m,并向西北部殷家城—小岔—彭阳一带减薄,其有机质类型以Ⅱ1型和Ⅱ2型为主、成熟度总体偏低(镜质体反射率平均为0.65%)、总有机碳含量(平均为2.37%)与生烃能力明显低于盆地中部对应层系;研究区的油气藏以长7油层组泥岩为界,可划分出"上生下储"和"下生上储"两套成藏组合,油气藏的主要充注期在早白垩世;平凉—演武地区的油源主要来自盆地中部长7油层组的优质烃源岩,油藏类型以构造和构造-岩性油藏为主,整体表现为"源上、源下立体多层,断裂、砂体多元输导,构造-岩性复合控藏"的特征。平凉—演武地区具备油气富集成藏的有利条件,且随着三维地震和储层改造技术进步,油气勘探潜力大,是鄂尔多斯盆地西缘增储上产的重要接替区。