鄂尔多斯盆地奥陶系盐下马家沟组四段天然气勘探突破及意义

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组发育碳酸盐岩—膏盐岩共生体系沉积,马家沟组四段(马四段)是马家沟组沉积厚度最大的一套海侵碳酸盐岩沉积层,长期以来是天然气勘探关注的重点层位。基于地球物理、钻井岩心及有机地球化学等资料,重新认识了鄂尔多斯盆地奥陶系盐下古构造、储层分布、烃源岩和圈闭等成藏条件,并取得以下成果认识:(1)盐下马四段天然气为油型气,主要来自奥陶系盐下海相烃源岩,该套烃源岩生烃母质除常规干酪根外,还发育分散有机质、有机酸盐,生烃物质丰厚,具备规模生烃潜力;(2)奥陶纪鄂尔多斯盆地中东部坳陷存在乌审旗—靖边古隆起和东部盐下低隆两大次级构造单元,分别控制了盐下马四段台内滩、台内丘白云岩储层的发育,储集空间主要为白云岩晶间孔;(3)盆地中东部盐下马四段台内滩、台内丘白云岩上覆厚层膏盐岩封盖,上倾方向致密石灰岩侧向遮挡,海相烃源岩供烃,形成了大面积分布的自生自储式岩性气藏。在新的地质理论认识的指导下,针对鄂尔多斯盆地奥陶系盐下马四段部署的风险探井MT1井钻遇气层43.4m,采用水力加砂压裂新工艺,试气获35.24×10^(4)m^(3)/d的高产工业气流,实现了盆地战略接替领域的重大突破。

鄂尔多斯盆地奥陶系盐下天然气勘探

鄂尔多斯盆地中东部地区下古生界奥陶系发育多套巨厚的盐岩沉积,成藏条件好,因此,奥陶系盐下一直是勘探关注的重要领域,并对其进行了持续研究与不懈探索。鄂尔多斯盆地奥陶系盐下勘探几经周折,逐步形成了"上古生界煤系烃源岩侧向供烃、白云岩岩性圈闭成藏、区域岩性相变带多层系富集"的新认识。以新的地质认识为指导,在盆地中部的奥陶系马家沟组盐下终于获得了日产百万立方米以上高产工业气流井,开拓了该盆地又一个碳酸盐岩勘探新领域,证实奥陶系深层也具有良好的勘探潜力。

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系盐下天然气成藏特征及勘探方向

鄂尔多斯盆地中东部地区奥陶系马家沟组发育巨厚的盐岩、膏岩沉积,封盖性能好,膏盐岩之下的碳酸盐岩一直是备受关注的重要勘探领域。在对区域构造沉积背景及沉积相带分布研究的基础上,以马家沟组马五段膏盐岩盖层之下的马四段碳酸盐岩为目标,主要开展了储层及成藏特征研究。研究认为:马四段白云岩分布主要受控于古隆起控制下的台内分异作用,发育滩相晶间孔型白云岩储层,马三段等层段的溶孔型白云岩储层也具有较好的储集性能;加里东期的风化剥蚀作用造成马四段白云岩与上古生界煤系烃源岩、奥陶系盐下海相烃源岩形成了空间配置关系,天然气成藏具有双源供烃的特点,形成岩性相变控制下的白云岩岩性气藏。在对不同区域生储盖配置关系及成藏控制因素的差异性对比的基础上,综合分析认为盆地东部盐下马四段盐岩底辟隆起带和中部乌审旗古隆起控制下的岩性相变带是盐下勘探的有利目标,深层的马三段、马二段也具有较好的勘探潜力。

鄂尔多斯盆地东部奥陶系盐下天然气地球化学特征及其对靖边气田气源再认识

在鄂尔多斯盆地东部龙探1井盐下马五7储层获得了低产天然气。测试资料显示,其甲烷含量为96.871%,C2+重烃组分含量仅为2.396%,具高演化干气特征;非烃组分含量很低,应属储层中的正常天然气;甲烷的碳同位素组成偏轻,δ13C1值为-39.26‰,代表了奥陶系原生过成熟油型气的特征;C2+重烃组分的单体烃碳同位素显著偏重,分布于-19.27‰～-23.78‰之间,与高演化的煤成气相似。仅从空间配置关系判断,上古生界煤成气混入的可能性很小,因而,次生因素——TSR反应等是造成重烃组分碳同位素偏重的主要原因。以龙探1井马五7天然气为油型气端元,甲烷碳同位素组成作为主要指标,进行靖边气田奥陶系天然气主要气源的判识,得出了靖边气田奥陶系风化壳天然气的主要气源应是上古生界煤系的认识。

鄂尔多斯盆地奥陶系盐下天然气勘探

鄂尔多斯盆地中东部地区下古生界奥陶系发育多套巨厚的盐岩、膏盐沉积，封盖条件好，因此奥陶系盐下一直是勘探关注的重要领域．并对其进行了持续研究与不懈探索．对盐下的勘探几经曲折，逐步形成了“煤系烃源岩侧向供烃、海相烃源岩垂向运移、区域岩性相变带多层系富集”的白云宕岩性圈闭气藏成藏新的地质认识．以此为指导在盆地中部奥陶系马家沟组盐下获得了百万方以上高产工业气流井，开拓了盆地又一个碳酸盐岩勘探新领域．证实盆地奥陶系深层具有良好的勘探潜力。对奥陶系盐下碳酸盐岩新领域的综合研究及勘探。形成了新的理论认识，开拓了新的勘探思路，对盆地新领域优选、新层系勘探等都具有重要的意义与启示.

鄂尔多斯盆地奥陶系盐下马四段天然气成藏新认识及勘探重大突破

基于大量钻井、测井和地震资料分析,对鄂尔多斯盆地奥陶系盐下马家沟组四段天然气地质条件与成藏主控因素开展研究,提出古隆起控相、控储、控藏新认识:①马家沟组沉积期,中央古隆起分隔盆地中东部华北海与西南缘秦祁海两大沉积体系,在马四段台缘带发育巨厚丘状颗粒滩相白云岩,同时控制盆地中东部形成“两隆两凹”古地理格局,其中水下低隆带发育台内滩相白云岩,隆间低洼区发育泥灰岩。②由中央古隆起至盆地东缘,马四段白云岩逐渐减薄并相变为灰岩,灰岩致密带侧向封挡形成大面积白云岩岩性圈闭。③加里东末期中央古隆起遭受不同程度剥蚀,面积达6×10^(4) km^(2),上古生界石炭系—二叠系煤系优质烃源岩大面积披覆沉积,成为下伏奥陶系盐下白云岩岩性圈闭规模供烃主体。④印支期—燕山期盆地西倾掀斜,中央古隆起下拗转变为高效供烃窗,上古生界煤系烃源岩通过中央古隆起高孔渗白云岩体向上倾高部位侧向供烃,盐下海相烃源岩作为重要的气源补充,通过加里东期断裂、微裂缝输导供烃。以新认识为指导,转变勘探思路,综合评价优选盆地中东部马四段两大有利勘探区,部署实施两口风险探井均钻遇较厚马四段(含)气层,其中1口井获高产工业气流。该研究推动了奥陶系盐下马四段天然气勘探的历史性突破,开辟了鄂尔多斯盆地天然气勘探的重要新领域。

鄂尔多斯盆地奥陶系盐下二氧化碳气藏成因分析

通过对CO2成因判识划分方法的对比,采用通常的成因判识划分方法,对鄂尔多斯盆地*井奥陶系盐下马家沟组马三段CO2气体的成因进行了综合判识划分。*井CO2含量高近80%、碳同位素值δ13CCO2为1.11‰,而中国东部典型CO2气藏的δ13CCO2均小于-2‰,所有火山喷发气体δ13CCO2也小于-2‰。*井δ13CCCO2明显偏正,说明与东部CO2气体的成因明显不同,幔源成因的可能性较小。*井马三段白云岩储层δ13C值为1.26‰,与CO2气δ13CCO2的值近似相等,反映碳酸盐岩热解气成因的可能性更大。

鄂尔多斯盆地奥陶系盐下天然气来源及勘探潜力

随着新区、新层系勘探力度持续加大,鄂尔多斯盆地奥陶系盐下马五6亚段—马四段天然气勘探取得重大突破,盐下天然气的来源及勘探潜力问题备受关注。应用地质、地球化学方法,在明确天然气地球化学特征、成因及来源的基础上,对其源岩的沉积环境、有机地球化学特征、空间发育规模及资源潜力开展综合研究。结果表明:①奥陶系盐下天然气以“高温裂解干气”为主,其中,低(不含)硫天然气的δ^(13)C_(1)值偏低,平均值为−39.6‰,δ^(13)C_(2)值为−35.6‰~−25.8‰,变化幅度大,高硫天然气的δ^(13)C_(1)、δ^(13)C_(2)值均偏高,反映TSR作用阶段不同,天然气组分及碳同位素组成受影响程度不同;②盐下天然气属于自生自储“油型气”,供气源岩为奥陶系盐下海相烃源岩;③奥陶系盐下发育黑色泥质岩、暗色泥质云岩(云质泥岩)和薄层藻泥晶灰岩3种烃源岩类型,除泥晶灰岩外,主要形成于高盐缺氧的局限海潟湖沉积环境,沉积水体分层显著,属还原环境;该套源岩有机质丰度较高,TOC平均值为0.45%,生烃母质以菌、藻类为主,有机质演化达到高-过成熟阶段,总生气量约为43.8×10^(12) m^(3),可为远离上古生界气源的盐下有利储集体供烃。

鄂尔多斯盆地东部奥陶系盐下古地貌恢复及其对滩体的控制作用

古地貌是控制鄂尔多斯盆地东部奥陶系盐下滩体发育的重要因素,寻找滩体发育带具有重要的勘探意义。运用印模法与沉积学分析法相结合的方法,通过残余厚度求取、压实恢复、沉积微相校正等步骤,恢复鄂尔多斯盆地东部盐下马五5亚段沉积前的古地貌特征,据此分析古地貌对研究区滩体的沉积控制作用。研究结果表明:研究区的古地貌特征整体呈现西北高、东南低、内部呈现隆洼相间的微古地貌沉积格局。岩心观察与薄片鉴定表明马五6亚段的内碎屑滩形成于碳酸盐岩台地内部的古地貌高部位,而膏盐岩发育于碳酸盐岩台地内部的古地貌低洼部位。

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组盐下天然气成因类型及来源

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系天然气资源丰富,随着深层天然气勘探的进一步深入,在奥陶系盐下地层也相继发现了可观的天然气资源,但盐下天然气的成因类型及来源仍有较大争议。基于天然气的组分、稳定碳同位素等资料,结合实际地质背景,对鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组盐下天然气成因类型及来源进行了系统的分析。研究表明:鄂尔多斯盆地中东部马家沟组盐下天然气以干气为主,非烃含量较低,甲烷碳同位素(δ^(13)C_(1))值主频分布在-40‰~-32‰之间,乙烷碳同位素(δ^(13)C_(2))值主频分布在-40‰~-28‰之间,主要表现为腐泥型气特征。综合天然气组分、碳同位素与平面分布特征,将奥陶系盐下天然气细分为油型气、煤型气和混合气,其中油型气分布范围较广,来源于奥陶系马家沟组盐下碳酸盐岩烃源岩,部分天然气发生TSR反应;煤型气和混合气分布范围小,集中在靠近盐下地层尖灭线边缘部位,主要来源于上古生界烃源岩,奥陶系烃源岩也有少量贡献。