鄂尔多斯盆地苏里格地区天然气勘探新进展(1)

二、天然气成藏地质认识新进展
该区气藏的天然气来自于其下伏的烃源岩, 说明天 然气具有近距离运移的特点。天然气近距离运移在
苏里格大气田发现后, 对该气田天然气成藏主 运移聚集过程中散失量相对较小, 即便是较小的生
控因素进行了综合研究, 得出了盆地上古生界广覆 烃强度也能够聚集成藏。
式生烃、大面积含气、超高建设型河流 ) 三角洲沉积
板块的俯冲活动一般具有脉动活动特点, 中二 叠世石盒子组盒 8 段以后各沉积期, 板块俯冲活动 强度减小, 华北地块北缘隆升幅度减弱, 物源供给相 对较少, 砂层相对不发育。
究, 在地质认识上取得了新的进展, 有效地指导了新 层致密后进行天然气成藏, 储集空间较小, 对生烃强 增天然气基本探明地质储量 2 @ 1012 m3 的规划目标 度要求不高。
的制定与实施。
苏里格地区的气藏以岩性气藏为主, 连通砂体
1. 低渗透、低丰度大面积岩性气藏的形成对生 规模小, 气层较薄, 构造平缓, 气柱高度小, 成藏时对
对华北和西伯利亚地块古纬度和纬度运移量的 对比分析表明[ 11] , 西伯利亚地块于晚泥盆世开始快 速向北漂移, 分隔华北和西伯利亚地块的古亚洲洋 在晚泥盆世至晚石炭世期间已经存在, 到早二叠世, 古亚洲洋纬度宽度约 4000 km。由于古亚洲洋向华 北板北缘之下俯冲及碰撞, 使华北板块北缘隆升形 成新的增生造成山带, 而造山带南侧的华北板块北 部则呈现坳陷构造状态, 具有前( 后) 陆盆地性质, 从 而接受了晚石炭世的沉积。由于山前坳陷的存在, 粗粒碎屑沉积堆积在山前区域。这时华北板块古构 造格局表现为南高北低形态, 砂体展布向南延伸有 限, 没有形成大面积砂体展布的构造条件, 鄂尔多斯 盆地晚石炭世本溪组砂岩规模不大。
表 1 鄂尔多斯盆地 古生代沉积构造演化表
图 2 苏里格 地区勘探现状图
沉积盆地与相邻的造山带是在统一的地球动力 学背景和构造框架下形成的两个构造单元, 两者在 空间上相互依存、在物质上相互转化, 盆地的沉积细 节往往反映造山带的时空细节及其构造演化, 造山
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带的时空细节及其构造演化特征又控制了沉积盆地 的沉积样式及其演化特征。鄂尔多斯盆地在晚古生 代时为华北板块的一部分, 南邻秦岭造山带, 北接兴 蒙造山带, 其沉积演化必然与南、北两侧造山带的演 化有关。
烃强度要求较低
生烃强度要求也不高。开发评价证实可连通的单砂
戴金星院士于 1996 年就提出生烃强度大于 20 @ 体宽度为 100~ 500 m, 层厚度为 5~ 20 m , 构造倾角
108 m3 / km2 是形成大中型气田的主控因素之一, 有效 小于 1b, 气柱高度不超过 25 m。由于储层是致密后
主题词 鄂尔多斯盆地 苏里格地区 天然气 勘探成果 进展 气藏形成 条件 勘 探区
一、概 况
苏里格地 区位于鄂 尔多斯盆 地伊陕 斜坡西部 ( 图 1) , 西起内蒙古自治区鄂托克前旗, 东到陕西省 靖边县, 北起内蒙古自治区鄂托克旗, 南至陕西省吴 旗县, 勘探面积约 4 @ 104 km2 。该区北部地表为草 原、沙丘, 南部为黄土塬地貌。苏里格地区天然气勘 探可划分为以下 3 个阶段。
苏里格气田得到有效开发后, 对苏里格地区天 射率( Ro ) 值为 1. 48% ~ 2. 21% 。这套 煤系气源岩
然气成藏地质条件进行了综合研究, 认为苏里格地 区天然气成成藏条件有利, 勘探潜力仍然较大[ 2] , 具 有形成万亿立方米大型岩性气田的基本地质条件,
稳定地分布在盒 8 段和山 1 段主力气层下方 50 m 左右处, 形成近距离大面积供气源储配置有利空间 组合形式。桃 6、苏 33- 18 和苏 40- 16 等井盒 8 段天
石炭纪未期到早二叠世, 由于秦岭、大别地块与 华北板块的俯冲及碰撞, 使南华北的东南部地区形 成具有挤压坳陷性质的盆地, 华北板块古构造格局 表现为北高南低形态, 由于华北地块北缘是响应秦 岭、大别地块与华北板块的俯冲及碰撞的被动隆升, 故隆升幅度不大, 物源供给较少, 成煤环境有利, 在 鄂尔多斯盆地太原组和山西组发育了煤系地层。
作者简介: 杨华, 1963 年生, 教授级高级工程师, 博士; 1984 年毕业于原西南石油学院, 本刊第六届编 委会委员; 现任 中国石 油长庆油田公司副总经理。地址: ( 710021) 陕西省西安市未央区。电话: ( 029) 86592319。E- mail: yh_cq@ petrochina. com. cn
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第 27 卷第 12 期
天然气工业
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善, 使开发阶段建井综合成本明显降低, 为实现苏里 来自下伏二叠系太原组和山西组煤系地层, 气源岩
格气田经济有效开发提供了技术保证。目前, 在苏里 包括暗色泥岩和煤层。暗色泥岩累计厚度为 20~ 70 格气田日产量已超过 1000 @ 104 m3, 形成了年产 40 @ m, 有机碳含量平均为 2. 0% ~ 3. 0% , 煤层累计厚度
格气田北部和西部天然气有利勘探面积可增加 1 @ 104 km2 左右。
2. 盆山耦合作用过程形成了盒 8 段毯式砂体分
分析认为这与苏里格地区天然气成藏特征有关。
布特点
苏里格地区盒 8 段和山 1 段主力气层气源主要
鄂尔多斯盆地晚古生代主要发育由本溪组 ) 石
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天然气工业
2007 年 12 月
2. 苏里格气田规模建产阶段 苏 里格大气田发 现后, 针对 气藏低丰度、低渗 透、低压、低产和储层非均质性较强的特点, 开展了 大量的前期开发评价工作。2005 年在苏里格气田实 行合作开发模式, 采用新的市场开发体制, 走管理和 技术创新、低成本开发之路。集成创新了以井位优
选、井下节流、地面优化技术等为重点 的 12 项开发 配套技术。这些技术经过不断实践和改进, 日臻完
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2007 年 12 月
鄂尔多斯盆地苏里格地区天然气勘探新进展
杨 华 魏新善
( 中国石油长庆油田公司)
杨华等. 鄂尔多斯盆地苏里格地区天然气勘 探新进展. 天然气工业, 2007, 27( 12) : 6- 11. 摘 要 苏 里格地区位 于鄂尔多 斯盆地伊陕 斜坡西部, 勘探 面积约 4 @ 104 km2 。最新研 究成果表明, 该区 二 叠系盒 8 段砂层发育, 砂体具有毯式分布特征、岩相具 有分带 特点, 发育 3 种 储层类 型, 目标勘探 应从砂 体预测 转 向气层预测, 勘探难度较大。经过近期的整体勘探, 已累计发现了我国陆上超万亿 立方米储量 的整装大 气田, 在 苏 里格西区和南部勘探又有了新 的发 现。苏里 格地区 天然 气成 藏条件 有利、资源 量大 、探 明率 较低 , 具 有形 成 2 @ 1012 m3 天然气探明地质储量的地质条件, 苏里格西区是下一步提 交天天然气 规模储 量的重 点地区, 苏里 格南部 则 是重要的天然气储量增长接替区。
气藏充注时间、流体包裹体测温及埋藏史研究
体系是有利储集砂体分布区; 高石英含量、火山碎屑 表明, 气藏的充注时间主要处于距今 100~ 160 M a 组分溶蚀是形成高渗储层的关键等地质认识[ 3] 。不 之间。这一时期正是烃源岩的生排烃高峰期和大规
同的学者从沉积、储层和天然气成藏机理等方面也 模运移时期, 此时储层中水岩作用已经基本结束, 孔 对苏里格气田进行了研究[ 4-8] 。这些研究成果深化 隙度已经减小到 10% , 储层已经致密 化, 可动水较
进而制定了自 2007~ 2010 年新增天然气基本探明 地质储量 2 @ 1012 m3 的规划目标。在勘探部署上确 定了/ 整体部署, 分步实施0的勘探思路, 苏里格地区 天然气勘探从此进入了整体勘探阶段。
然气甲烷碳同位素值分别为- 29. 96 j 、- 31. 74 j 、 - 30. 18 j , 利用煤成甲烷碳同位素值与其源岩成熟度 之间的关系[ 10] 计算的天然气 Ro 为 1. 55% ~ 2. 43% 。 天然气成熟度与源岩成熟度的基本一致性, 证实了
千峰组的一套陆源碎屑沉 积, 500 余口 单井统计表 明, 石盒子组盒 8 段和石千峰组千 5 段砂岩沉积尤 为发育, 砂地比最高( 表 1) , 是鄂尔多斯盆地最富砂 的 2 个层段。如果以盒 8 段作为成图单元( 图 2) , 苏 里格地区砂岩砂层累计厚度最小也超过 10 m, 如果 把砂体形态划分为带状、树枝状、朵状和席状砂等, 苏里格地区则与一般砂体形态不同, 表现为砂体分 带不明显, 砂体在平面上广泛分布, 可描述为毯式砂 体分布。这种纵向富砂段和毯式砂体特征与盆山耦 合作用过程有关。
中二叠世, 随着西伯利亚板块向南的快速移动, 古亚洲洋盆开始消减, 古亚洲洋洋壳向陆壳下俯冲, 早期的板块俯冲使华北地块北缘迅速隆升, 以前寒 武纪变质岩为主的基底岩系遭受强烈剥蚀, 为盆地 提供了充足物源, 形成了盒 8 段富砂层段, 同时在洋 壳向陆壳俯冲过程中形成的岛弧火山活动提供同沉 积火山碎屑, 使盒 8 段砂岩中富 含火山物质达 11. 2% 。因此, 中二叠世早期盒 8 段富砂层段的形 成也是早期板块俯冲致使华北地块北缘迅速隆升的 盆地沉积物质响应特征。
地指导了我国大中型天然气田勘探方向的选择。这 进行天然气成藏的, 因此, 现今可连通的砂体规模基 一指标也被作为形成高效气藏的重要 评价指标[ 9] 。 本上代表了成藏时聚集单元, 单个气藏规模小, 只需
苏里格大气田分布于生烃强度大于 20 @ 108m3/ km2 较小的排烃强度就可以成藏。
范围内, 这是形成大气田的主控因素之一。但随着苏
108 m3 天然气的生产能力。评价预计苏里格气田整体 为 6~ 14 m , 有机碳含量平均为 73. 6% ~ 74. 7% ; 有
பைடு நூலகம்
开发可以建成( 100~ 200) @ 108 m3 / a 的生产能力。
机质丰度高, 有机质类型为腐殖型; 热演化程度高,
3. 整体勘探阶段
苏 1、苏 3、苏 41 和召 2 等 10 余口井烃源岩镜质体反
了苏里格气田成藏地质认识。在这些研究成果的基 少, 不需要大量天然气进行气驱水成藏; 天然气在致 础上, 结合近期苏里格地区的勘探成果, 进一步对苏 密储层中进行运移聚集, 使得气藏的气、水分异不明
里格地区天然 气成藏关 键控制因 素进行 了综合研 显, 形成了无底水、边水的大型岩性气藏。因此, 储
综上所述, 对于苏里格型的低渗透、低丰度大面
里格天然气勘探进展, 在生烃强度只有( 16~ 20) @ 积岩性气藏而言, 形成大气田的生烃强度评价指标 108 m3 / km2 的苏里格气田北部和西部, 仍有大面积气 可降至 16 @ 108 m3 / km2 。按照这一评 价指标, 苏里
层分布, 近期已有 9 口探井获得工业气流, 最高单井 天然气无阻流量逾 20 @ 104m3/ d, 表现出低渗透、低丰 度大面积岩性气藏的形成对生烃强度要求有所降低,
图 1 苏里 格地区位置图
1. 苏里格大气田的发现与探明 苏里格地区大规模天然气勘探始于 2000 年, 当 年部署的苏 6 井在上古生界中二叠统石盒子组盒 8 段钻遇厚层含砾中 ) 粗粒石英砂岩 气层, 试气获得 了无阻流量达 120. 167 @ 104m3/ d 的高产工业气流。 按照/ 区域甩开探相带, 整体解剖主砂体, 集中评价 高渗区0的大型岩性气藏勘探部署思路, 高效、快速 探明了苏里格大气田, 并使之成为了当时中国陆上 探明天然气储量最大的整装气田[ 1] , 累计探明天然 气地质储量达 5336. 52 @ 108m 3。勘探证实, 苏里格 气田主力气层为石盒子组盒 8 段和山西组山 1 段, 气层埋深为 3300~ 3500 m , 厚度为 5~ 20 m, 平均孔 隙度在 10% 左右, 含气饱和度为 65% , 压力系数为 0. 86, 平均储量丰度为 1. 4 @ 104 m3 / km2 , 为一个大 型弹性驱动的层状岩性气藏, 是一个低渗、低压、低 丰度的/ 三低0气田, 但气藏不含 H 2S, 基本无可动水 分布。这为气田开发创造了有利条件。