鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩天然气勘探领域
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图 1 鄂尔多斯盆地奥陶系地层划 分与岩性对比 Fig. 1 Stratigraphic division and lithologic correlation of Ordovician in Ordos Basin
( 现今可以在马家沟组马五段地层中见到大量硬石膏 结核及板条状的石膏晶体被溶蚀后残留的孔隙 ) 及环 陆泥云坪沉积 ( 图 2 ) 。马五亚期, 含硬石膏白云岩坪 相带在盆地中部靖边地区近南北向展布 ( 图 3 ) , 分布 面积近 15 000 km ; 岩性以泥
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同区带天然气成藏的基本地质条件, 指出了鄂尔多斯 盆地海相碳酸盐岩勘探新方向, 为该盆地天然气勘探 提供了现实及后备接替领域。
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奥陶系发育特征
鄂尔多斯盆地自下而上发育元古界、 古生界、 中生 界和新生界, 沉积岩平均厚度 6 000 m, 下古生界发育 碳酸盐岩沉积建造 , 上古生界 中生界发育碎屑岩沉 积建造。下古生界平均厚度 1 000~ 2 000 m, 其中下奥 陶统马家沟组是主要的海相碳酸盐岩含气层位。马家 沟组由 6 个岩性段组成, 其中一、 三、 五段为膏云岩与 盐岩发育段; 二、 四、 六段为石灰岩发育段。马五段自
第5期
杨
华等 : 鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩天 然气勘探领域
735
图 2 鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组 马五段东西向沉积模式 Fig . 2 EW direction sedimentary cross - section of the 5 th stage of Majiagou Formation in Ordovician of the middle - eastern Ordos Basin
家沟组中、 下组合) 、 盆地周缘奥陶系台缘高能相带、 盆 地东部奥陶系盐下 3 大区带开展了勘探及综合的地质 研究 , 海相碳酸盐岩勘探领域进一步得到拓展 , 对奥陶 系构造 沉积演化、 海相碳酸盐岩成藏的认识也得到 进一步深化。 盆地范围内发育从台内碳酸盐岩浅水台地相 地边缘礁滩相 斜坡相 台 深水盆地相的沉积, 可以形
Natural gas exploration domains in Ordovician marine carbonates, Ordos Basin
YAN G H ua 1, 2 FU Jinhua 1, 2 WEI Xinshan2, 3 REN Junfeng 2, 3
( 1. Changq ing Oilf ield Comp any , P etr oChina, X i an 710018, China; 2. N ational Engineer ing Labor ator y of Ex p lor ation & Develop ment of L ow P er meability Oil / Gas F ields , X i an 710018, China; 3. Res ear ch I nstitute of Ex p lor atio n & Dev elop ment, Changq ing Oilf ield Comp any , P etr oChina, X i an 710018, China) Abstract: Based on a study of the O rdov ician in the O rdos Basin, such as sedimentar y characterist ics, co nditions o f sour ce ro cks, types of reser voirs and major co ntr olling facto rs of hydrocar bo n accumulations and t raps, we could identify fo ur pr ov inces in O rdov i cian carbonates, i. e. g as reserv oir s in the w eathering cr ust o f the middle and easter n basin, dolo stones distr ibuted around the Cale donian paleo - uplift , platfo rm mar gin belts and the pre - salt of the easter n basin. Integr ated w ith new adv ances in the g as ex plo ration of this basin, g as r eser voirs in the weathering cr ust wer e selected as pr eferr ed targ ets fo r the next g as ex plor at ion. M eanwhile, var i o us effectiv e reservo ir s developed in dolo stones circumjacent to the paleo - uplift, platfo rm mar gin belts and the O rdov ician pr e - salt in the eastern basin wer e t ho ug ht a gr eat po tential to ser ve as successiv e domains for the future g as ex plo ratio n. T his study is o f gr eat import ance in guiding g as explorat ion in Or do vician mar ine car bo nat es o f the O rdos Basin. Key words: O rdos Basin; Or do vician; do lo sto ne; weather ing crust; r eef flat; explo ration do main
第 32 卷 第 5 期 2011 年 9 月 文章编号 : 0253 2697 ( 2011) 05 0733 08
石
油
学
报
A CT A PET ROLEI SINICA
V o l. 32 Sept.
N o. 5 2011
鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩天然气勘探领域
杨 华1, 2 付金华1 , 2
2
2
海相碳酸盐岩成藏有利条件
细粉晶准同生白云岩
鄂尔多斯盆地下古生界以海相碳酸盐岩为主, 其 中奥陶系是目前最为重要的天然气勘探目的层系。早 期研究主要集中在盆地中东部岩溶风化壳气藏的成因 机理及天然气富集规律上 , 形成了适合于该盆地实际 的岩溶风化壳气藏成藏地质综合理论 。近年随着 该盆地天然气勘探的深入 , 对古隆起周边白云岩体 ( 马
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石
油
学
报
源自文库
2011 年
第 32 卷
上而下划分为 10 个亚段 , 其中上部的马五 1+ 2 、 马五4 亚段是靖边风化壳气藏的主力产层。 奥陶系沉积期, 由于近南北向中央古隆起 ( 也称西 部古隆起 ) 的分隔作用, 盆地西部与盆地中东部分属祁 连、 华北两大海域, 地层发育特征存在显著差别。盆地 中东部主要发育下奥陶统冶里组、 亮甲山组和马家沟 组, 主要为浅水碳酸盐岩台地相沉积, 而且由于后期剥 蚀, 大部分地区顶部均出露马五段白云岩, 仅局部残留 马六段灰岩; 而盆地西部奥陶纪地层发育较全, 下、 中 奥陶统均有分布 ( 图 1) , 主要为碳酸盐岩台地和深水 碳酸盐岩台地斜坡相沉积。
10 m , 靖边气田已形成年生产能力为
8
3
55 10 m , 成为向北京及周边大城市供气的主力气源。 笔者从奥陶纪沉积岩相古地理、 储层类型及成藏 条件研究入手, 结合天然气勘探的最新进展, 确定了不
基金项目 : 中国石油天然气股份有限公司重大科技专项( 2008E - 07) 海相碳酸盐岩大油气田勘探开发关键技术 部分成果。 第一作者及通讯作者 : 杨 华 , 男 , 1963 年 9 月生 , 1984 年毕业于西南石油大学 , 现为中国石油长庆油田公司教授级高级工程师、 常务副总经理 , 低 渗 透油气田勘探开发国家工程实验室主任 , 长期从事鄂尔多斯盆地石油天然气勘探研究和生产工作。E -mail: yh -cq@ pet rochina. com. cn
成多种类型的有效储集体 , 与上、 下古生界两套烃源岩 相配合, 可以形成多套含气组合。 2 1 古生界发育两套烃源岩 鄂尔多斯盆地具有上古生界海陆过渡相煤系和下 古生界海相碳酸盐岩两套烃源岩 , 气源供给充足。晚 古生代, 盆地在陆表海背景上沉积了晚石炭世 纪近海平原 海陆过渡相 二叠 陆相含煤碎屑岩建造, 地
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为主 , 并普遍含 石膏结 核、 石膏 砂屑等 易溶 矿物 ; 分 布范围基本与加里东风化壳期岩溶斜坡位置一致, 经 历风 化壳期淋滤溶 蚀, 易于 形成溶蚀孔洞 型储层[ 16] [ 图 4( a) 和 ( b) ] 。而且由于含膏层段的成层性好, 形 成的储层平面上分布连续、 稳定, 为风化壳气藏大面积 分布奠定了基础。
海相碳酸盐岩是世界油气勘探的重要领域 , 随着四 川盆地、 塔里木盆地和鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩油气 勘探的突破 , 海相盆地已经成为中国油气资源战略的重 要接替领域 , 国内掀起了海相碳酸盐岩油气勘探热潮。 鄂尔多斯盆地下古生界主要以海相碳酸盐岩为主, 自从 以 1989 年陕参 1 井获工业气流为标志 , 发现靖边大气 田以来, 经过多年持续不断地研究与勘探, 盆地中部靖 边奥陶系岩溶风化壳大气田累计探明 天然气地质储 量达4 193 41
710018;
魏新善2 , 3
任军峰2, 3
陕西西安 710018;
( 1 中国石油长庆油田公司 陕西西安
2 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室 陕西西安 710018)
3 中国石油长庆油田公司勘探开发研究院
摘要 : 通过对鄂尔多斯盆地奥陶系沉积特征 、 烃源岩条件 、 储层类型及成藏主 控因素的 综合分 析 , 认 为奥陶 系存在 盆地中 东部风 化 壳、 古隆起周边白云岩体 、 台缘相带和盆地东部奥陶系盐下四大成藏区带 。 结合天然气勘探最新进 展 , 优选 出奥陶系 岩溶风化壳 作 为勘探的现实目标 ; 同时认为古隆起周边白云 岩体 、 台缘相带及盆地东部奥陶系盐下等三大领域发 育多类有效 储层及圈闭 , 成藏 潜 力巨大 , 是盆地海相碳酸盐岩天然气勘探的接 替领域 。 关键词 : 鄂尔多斯盆地 ; 奥陶系 ; 白云岩 ; 风化壳 ; 礁滩 ; 勘探领域 中图分类号 : T E122 1 文献标识码 : A
层中煤层累计厚度一般为 10~ 30 m, 其有机碳含量高 达 70 8% ~ 83 2% , 分布范围广且厚度稳定, 在晚侏 罗世 早白垩世末期煤系烃源岩达到生排烃高峰期,
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其生气强度为 ( 10~ 50 ) 10 m / km , 与奥陶系储集 体形成了上生下储的配置关系, 是盆地下古生界气藏 的主要气源[ 14- 15] 。 下古生界海相碳酸盐岩烃 源岩主要发育 在盆地 西南 缘 台 缘 斜 坡 相 和 台 内 洼 陷。 有 机 碳 含 量 为 0 08% ~ 2 91% , 平 均 值 0 28% , R o 为 2 07% ~ 2 86% , 有机质已 达过成 熟演化 阶段。近 期已经 在 西部台缘相带及东部盐下发现了奥陶系自生自储型 气藏 , 进一步 证实了 奥陶系 海相烃 源岩也 具有一 定 生烃潜力。 2 2 奥陶系有利储集相带展布 2 2 1 盆地中东部马家沟组上部发育风化壳溶孔型 储层 奥陶系马家沟组沉积期 , 由于近南北向展布的中 央古隆起 ( 西部古隆起 , 沉积期以间歇性暴露为主) 的 分隔作用 , 加之沉积期气候干旱炎热, 盆地东部凹陷区 为膏盐洼地, 围绕其呈环带状 发育膏云坪、 含膏云坪
( 现今可以在马家沟组马五段地层中见到大量硬石膏 结核及板条状的石膏晶体被溶蚀后残留的孔隙 ) 及环 陆泥云坪沉积 ( 图 2 ) 。马五亚期, 含硬石膏白云岩坪 相带在盆地中部靖边地区近南北向展布 ( 图 3 ) , 分布 面积近 15 000 km ; 岩性以泥
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同区带天然气成藏的基本地质条件, 指出了鄂尔多斯 盆地海相碳酸盐岩勘探新方向, 为该盆地天然气勘探 提供了现实及后备接替领域。
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奥陶系发育特征
鄂尔多斯盆地自下而上发育元古界、 古生界、 中生 界和新生界, 沉积岩平均厚度 6 000 m, 下古生界发育 碳酸盐岩沉积建造 , 上古生界 中生界发育碎屑岩沉 积建造。下古生界平均厚度 1 000~ 2 000 m, 其中下奥 陶统马家沟组是主要的海相碳酸盐岩含气层位。马家 沟组由 6 个岩性段组成, 其中一、 三、 五段为膏云岩与 盐岩发育段; 二、 四、 六段为石灰岩发育段。马五段自
第5期
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华等 : 鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩天 然气勘探领域
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图 2 鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组 马五段东西向沉积模式 Fig . 2 EW direction sedimentary cross - section of the 5 th stage of Majiagou Formation in Ordovician of the middle - eastern Ordos Basin
家沟组中、 下组合) 、 盆地周缘奥陶系台缘高能相带、 盆 地东部奥陶系盐下 3 大区带开展了勘探及综合的地质 研究 , 海相碳酸盐岩勘探领域进一步得到拓展 , 对奥陶 系构造 沉积演化、 海相碳酸盐岩成藏的认识也得到 进一步深化。 盆地范围内发育从台内碳酸盐岩浅水台地相 地边缘礁滩相 斜坡相 台 深水盆地相的沉积, 可以形
Natural gas exploration domains in Ordovician marine carbonates, Ordos Basin
YAN G H ua 1, 2 FU Jinhua 1, 2 WEI Xinshan2, 3 REN Junfeng 2, 3
( 1. Changq ing Oilf ield Comp any , P etr oChina, X i an 710018, China; 2. N ational Engineer ing Labor ator y of Ex p lor ation & Develop ment of L ow P er meability Oil / Gas F ields , X i an 710018, China; 3. Res ear ch I nstitute of Ex p lor atio n & Dev elop ment, Changq ing Oilf ield Comp any , P etr oChina, X i an 710018, China) Abstract: Based on a study of the O rdov ician in the O rdos Basin, such as sedimentar y characterist ics, co nditions o f sour ce ro cks, types of reser voirs and major co ntr olling facto rs of hydrocar bo n accumulations and t raps, we could identify fo ur pr ov inces in O rdov i cian carbonates, i. e. g as reserv oir s in the w eathering cr ust o f the middle and easter n basin, dolo stones distr ibuted around the Cale donian paleo - uplift , platfo rm mar gin belts and the pre - salt of the easter n basin. Integr ated w ith new adv ances in the g as ex plo ration of this basin, g as r eser voirs in the weathering cr ust wer e selected as pr eferr ed targ ets fo r the next g as ex plor at ion. M eanwhile, var i o us effectiv e reservo ir s developed in dolo stones circumjacent to the paleo - uplift, platfo rm mar gin belts and the O rdov ician pr e - salt in the eastern basin wer e t ho ug ht a gr eat po tential to ser ve as successiv e domains for the future g as ex plo ratio n. T his study is o f gr eat import ance in guiding g as explorat ion in Or do vician mar ine car bo nat es o f the O rdos Basin. Key words: O rdos Basin; Or do vician; do lo sto ne; weather ing crust; r eef flat; explo ration do main
第 32 卷 第 5 期 2011 年 9 月 文章编号 : 0253 2697 ( 2011) 05 0733 08
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鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩天然气勘探领域
杨 华1, 2 付金华1 , 2
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海相碳酸盐岩成藏有利条件
细粉晶准同生白云岩
鄂尔多斯盆地下古生界以海相碳酸盐岩为主, 其 中奥陶系是目前最为重要的天然气勘探目的层系。早 期研究主要集中在盆地中东部岩溶风化壳气藏的成因 机理及天然气富集规律上 , 形成了适合于该盆地实际 的岩溶风化壳气藏成藏地质综合理论 。近年随着 该盆地天然气勘探的深入 , 对古隆起周边白云岩体 ( 马
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上而下划分为 10 个亚段 , 其中上部的马五 1+ 2 、 马五4 亚段是靖边风化壳气藏的主力产层。 奥陶系沉积期, 由于近南北向中央古隆起 ( 也称西 部古隆起 ) 的分隔作用, 盆地西部与盆地中东部分属祁 连、 华北两大海域, 地层发育特征存在显著差别。盆地 中东部主要发育下奥陶统冶里组、 亮甲山组和马家沟 组, 主要为浅水碳酸盐岩台地相沉积, 而且由于后期剥 蚀, 大部分地区顶部均出露马五段白云岩, 仅局部残留 马六段灰岩; 而盆地西部奥陶纪地层发育较全, 下、 中 奥陶统均有分布 ( 图 1) , 主要为碳酸盐岩台地和深水 碳酸盐岩台地斜坡相沉积。
10 m , 靖边气田已形成年生产能力为
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55 10 m , 成为向北京及周边大城市供气的主力气源。 笔者从奥陶纪沉积岩相古地理、 储层类型及成藏 条件研究入手, 结合天然气勘探的最新进展, 确定了不
基金项目 : 中国石油天然气股份有限公司重大科技专项( 2008E - 07) 海相碳酸盐岩大油气田勘探开发关键技术 部分成果。 第一作者及通讯作者 : 杨 华 , 男 , 1963 年 9 月生 , 1984 年毕业于西南石油大学 , 现为中国石油长庆油田公司教授级高级工程师、 常务副总经理 , 低 渗 透油气田勘探开发国家工程实验室主任 , 长期从事鄂尔多斯盆地石油天然气勘探研究和生产工作。E -mail: yh -cq@ pet rochina. com. cn
成多种类型的有效储集体 , 与上、 下古生界两套烃源岩 相配合, 可以形成多套含气组合。 2 1 古生界发育两套烃源岩 鄂尔多斯盆地具有上古生界海陆过渡相煤系和下 古生界海相碳酸盐岩两套烃源岩 , 气源供给充足。晚 古生代, 盆地在陆表海背景上沉积了晚石炭世 纪近海平原 海陆过渡相 二叠 陆相含煤碎屑岩建造, 地
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为主 , 并普遍含 石膏结 核、 石膏 砂屑等 易溶 矿物 ; 分 布范围基本与加里东风化壳期岩溶斜坡位置一致, 经 历风 化壳期淋滤溶 蚀, 易于 形成溶蚀孔洞 型储层[ 16] [ 图 4( a) 和 ( b) ] 。而且由于含膏层段的成层性好, 形 成的储层平面上分布连续、 稳定, 为风化壳气藏大面积 分布奠定了基础。
海相碳酸盐岩是世界油气勘探的重要领域 , 随着四 川盆地、 塔里木盆地和鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩油气 勘探的突破 , 海相盆地已经成为中国油气资源战略的重 要接替领域 , 国内掀起了海相碳酸盐岩油气勘探热潮。 鄂尔多斯盆地下古生界主要以海相碳酸盐岩为主, 自从 以 1989 年陕参 1 井获工业气流为标志 , 发现靖边大气 田以来, 经过多年持续不断地研究与勘探, 盆地中部靖 边奥陶系岩溶风化壳大气田累计探明 天然气地质储 量达4 193 41
710018;
魏新善2 , 3
任军峰2, 3
陕西西安 710018;
( 1 中国石油长庆油田公司 陕西西安
2 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室 陕西西安 710018)
3 中国石油长庆油田公司勘探开发研究院
摘要 : 通过对鄂尔多斯盆地奥陶系沉积特征 、 烃源岩条件 、 储层类型及成藏主 控因素的 综合分 析 , 认 为奥陶 系存在 盆地中 东部风 化 壳、 古隆起周边白云岩体 、 台缘相带和盆地东部奥陶系盐下四大成藏区带 。 结合天然气勘探最新进 展 , 优选 出奥陶系 岩溶风化壳 作 为勘探的现实目标 ; 同时认为古隆起周边白云 岩体 、 台缘相带及盆地东部奥陶系盐下等三大领域发 育多类有效 储层及圈闭 , 成藏 潜 力巨大 , 是盆地海相碳酸盐岩天然气勘探的接 替领域 。 关键词 : 鄂尔多斯盆地 ; 奥陶系 ; 白云岩 ; 风化壳 ; 礁滩 ; 勘探领域 中图分类号 : T E122 1 文献标识码 : A
层中煤层累计厚度一般为 10~ 30 m, 其有机碳含量高 达 70 8% ~ 83 2% , 分布范围广且厚度稳定, 在晚侏 罗世 早白垩世末期煤系烃源岩达到生排烃高峰期,
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其生气强度为 ( 10~ 50 ) 10 m / km , 与奥陶系储集 体形成了上生下储的配置关系, 是盆地下古生界气藏 的主要气源[ 14- 15] 。 下古生界海相碳酸盐岩烃 源岩主要发育 在盆地 西南 缘 台 缘 斜 坡 相 和 台 内 洼 陷。 有 机 碳 含 量 为 0 08% ~ 2 91% , 平 均 值 0 28% , R o 为 2 07% ~ 2 86% , 有机质已 达过成 熟演化 阶段。近 期已经 在 西部台缘相带及东部盐下发现了奥陶系自生自储型 气藏 , 进一步 证实了 奥陶系 海相烃 源岩也 具有一 定 生烃潜力。 2 2 奥陶系有利储集相带展布 2 2 1 盆地中东部马家沟组上部发育风化壳溶孔型 储层 奥陶系马家沟组沉积期 , 由于近南北向展布的中 央古隆起 ( 西部古隆起 , 沉积期以间歇性暴露为主) 的 分隔作用 , 加之沉积期气候干旱炎热, 盆地东部凹陷区 为膏盐洼地, 围绕其呈环带状 发育膏云坪、 含膏云坪