鄂尔多斯盆地东部上古生界页岩气勘探潜力分析

中图分类 号 ：Ｅ ２ ． Ｔ ｌ１３
文 献标 识码 ： Ａ
地等均有页岩气成藏的地质条件 ， 局部有机碳质量
１ 页岩 气 勘探 开发 现 状
世 界范 围内页岩 气 的研究 和勘探 开 发最早 始于
分数在 ３ ％以上 ． ０ 页岩气在中国具有 良好的勘探 开发前景 ， 而隶属于鄂尔多斯盆地 的东部 区域页岩
表 １ 延长气田上古生界 部分 二叠系烃 源岩 有机质 丰度
Ｔａ １ Ｓｔｔｓｉａ ｂｅｏ ｙ ｒ ｃ ｒ ｏ ｏ ｒ ｅｒ ｃ ｏ ｇ ｎｃ ｂ． ａ ｉｔ ｌｔ ｌ ｆｈ ｄ ｏ ａ ｂ ｎ ｓ ｕ ｃ ｏｋ ｒ ａ ｉ ｃ ａ
ａ ｕ ｄ ｃ ｆＰｅ ｍｉ ｎ —ｕ ｐ ｒ Ｐａ ｅ ｚ ｉ ｎ Ｙａ ｈ ｇ ｇ ｓｆｅ ｄ ｂ ｎ ａｎ ｅ ｏ ｒ ａ ｐ ｅ ｌｏ ｏ ｃ ｉ ｎｃ ａ ａ ｌ ｎ ｉ
之处 ， 与美 国有大 致 相 当 的 页岩 气 资 源 前景 和 开 发
回内陆克拉通含油气盆地 （ １ ． 图 ） 上古生界和 中生
界 地层 分布 广泛 ， 具有 丰 富的油 、 气资 源和 良好 的勘 探 潜力 ． 油 主要 位 于侏 罗一三 叠 系 的延 安 组 和 延 石 长组 ． 天然 气 主要 分 布于石 炭一 二叠 系 的本 溪 、 太原
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图 例 图泥 岩口 砂 圉灰 ■煤 页 岩 岩 层
图 ３ 石炭一二叠 系泥页岩剖面
Ｆｉ ． Ｐｒ ｆｌ ｉ ｔｉ ｔｏ ｏ ｒ ｏ ｆ ｒ ｕ ｇ３ ｏ ｅ ｄ ｓ ｒｂｕ ｉ ｎ ｆ Ｃａ ｂ ｎｉ ｏ ｓ—Ｐｅ ｍｉ ｎ ｓ ａ ｅ ｉ ｅ ｒ ａ ｈ ｌ
烃， 早侏罗世期间进入生烃高峰 ， 晚白垩世一现今 由 于构造抬升 ， 古地温降低 ， 生气逐渐停止．
表 ２ 延长气 田上古生界二叠 系部分烃源岩干酪根有机质类型
Ｔａ ２ Ｋｅ ｏ ｅ ｙ ｅ ｆｈ ｄｒ ｃ ｒ ｏ ｏ ｒ ｅｒ ｃ ｏ ｅ ｍｉ ｎ—ｕ ｐｅ ｌｏ ｏｃｉ ｎｃ ａ ｇ ｇ ｅｄ ｂ． ｒ ｇ ｎ ｔ ｐ ｓｏ ｙ ｏ ａ ｂ ｎ ｓ ｕ ｃ ｏ ｋ ｆＰ ｒ ａ ｐ ｒＰａｅ ｚ ｉ ｎ Ｙａ ｈ ｎ ａ ｆ ｌ ｓ ｉ
２０Ｂ Ｂ ７Ｏ ） ０ ７ Ａ １ Ｂ Ｏ
作者简介 ：张丽霞（ ９ ２） 女 ， １６ 一 ， 教授级高级工程师 ， 主要从事 非常规油气地 质研 究． － ｉ： ｘｙ９ ９ ｉａｔｍ Ｅｍａ ｚ ｃｑ９ ＠ｓ ．ｏ ｌｌ ｎ
一
２ 一 ４
西 安石 油大学学报 （ 自然科 学版）
图 １ 鄂尔多斯盆地区域构造区划
第２ ７卷第 １期
文章编 号 ：６３ ６Ｘ（０ ２ Ｏ －０３ ４ １７ － ４ ２ １ ） １ ２ － ０ ０ ０
鄂 尔 多斯 盆地 东部 上 古 生界 页岩 气 勘 探潜 力分 析
张丽 霞， 呈馥， 超 姜 郭
（ 陕西延长石油集 团 研究 院， 陕西 西安 ７ ０ ７ ） １０ ５
摘要 ： 以北 关页岩 气勘 探 开发研 究经验 为基础 ， 鄂 尔多斯盆 地 东部 页岩 气 资 源进行 了评 价 ， 究 对 研
ｉ ｔ ａ ｔ ｒ Ｏｒ ｓＢａ ｉ ｎ ｈｅ ｅ ｓ ｅ ｎ ｄｏ ｓｎ
太 原组上 部 为 灰 黑 色 泥 岩 夹 煤 层 及 灰 色 细 砂
３ 鄂尔多斯盆地 东部石炭一 二叠 系页 岩气 形成条件
３ １ 烃源 岩条 件 ．
岩， 下部 为褐灰 色 含砾 砂 岩 ， 见 黄铁 矿 ， 偶 夹灰 黑 色 泥 岩薄层 ． 山西 组 为灰色 泥岩 、 绿 色砂质 泥岩 与灰 灰 绿 色泥 质砂岩 、 细砂 岩组 成韵律 互层 ， 主要 分布 在该 组 的下部 和顶部 ． 暗色 泥 岩 质 纯 ， 性脆 ， 水性 及 可 吸
溪组发育的煤层、 暗色泥页岩和含泥的生物灰岩等．
典 型页 岩层 中局 部有 天 然 气 的 富集 ， 因此 暗 色 页 岩
ຫໍສະໝຸດ Baidu
辽盆地 、 吐哈盆地 、 江汉盆地、 塔里木盆地 、 准噶尔盆
发育的地区、 层位是需要重点研究的领域和目标．
收稿 日期 ： ０ １ １ ５ ２ １－ － ０ ０
基金项 目： 国家科技支撑计 划项 目《 （ 低 ） 透油 田高 效增 产改 造和 提高采 收率 技术 研究 与产 业规 范化 》 编号 ： 低 超 渗 （
２１ ０ ２年 １月
西安石油大学学报 （ 自然科学 版）
Ｊｕ ａ ｏ ｉ ｎＳ ｉ ｕＵ ｉ ｒｔ（ ａ ｒｌ ｃｅｃ ｄｔ ｎ ｏｒ ｌ ｆ ｈｙ ｎｖ ｓｙ Ｎ ｔ ａ Ｓ ｉ ｅＥ ｉｏ ） ｎ Ｘ ａ ｏ ｅｉ ｕ ｎ ｉ
Ｊｎ ０ ２ ａ ．２ １
Ｖｏ ． ７ Ｎ ． １２ ｏ １
３ １ １ 泥 页岩 分布 特征 ． ．
石炭一 二 叠系煤 系 、 暗色
塑性差． 炭化植物化石发育 ， 局部可见黄铁矿斑块．
泥页 岩在 盆地 内部 埋 藏 较 深 ， 般 在 ２００— ０ 一 ０ ３００ ｍ． 主要 分布 于太原 组和 山西 组 ． 色 泥页 岩 的分 布 暗
黑色炭质泥岩及煤层质纯 ， 细微薄层理和水平层理
和山西组． 从烃源岩对比结果可 以看出， 侏罗一 三叠
系延安 组 和 延 长 组 的 油 源 主 要 来 自于 延 长 组 烃 源 岩； 石炭 一 二叠 系天然 气来 源 于山西组 、 太原 组 和本
潜力． 据专家估算 ， 我国页岩气可采资源量约为２ ６×
１ ｍ ． 四川盆 地 、 ０ 在 鄂尔多 斯盆 地 、 海 湾盆地 、 渤 松
３ １４ 有机质热演化程度特征 鄂尔多斯盆地上 ．． 古生界 暗色泥 岩在 Ｒ 。＞１ ０ 就 进 入 成 熟 阶段 ， ．％ Ｒ ＞ ．５ ２２ ％处于过成熟阶段 （ ４ ． 图 ） 鄂尔多斯盆地 东 部本 溪组 、 原 组 和 山西 组 烃 源 岩 的 目前 在 太
１６ 一 ．２ ．％ ２ ８ ％之 间 ， 均 ２ ５ ， 于成 熟一 过 成熟 平 ．８ 处 阶段 ， 分靠 近 东 南 面 的井 。 于 ２ ０ ， 源 岩 部 大 ．％ 烃 演 化 已达过 成熟 阶段 ． 井 模 拟 的 地层 埋 藏 史 和 热 某 演 化史 表 明 ， 研究 区 烃 源岩 在 晚 三 叠世 开 始 少 量 生
质组含量较高 ， 体积分数 大多在 ７ ％ 以上 ， ０ 其次为 腐泥组 ， 惰质组含量较少 ， 壳质组少见 ， 总体显现为 腐殖型干酪根的特点 ， 因而岩石 中干酪根类型为腐
殖 型 Ⅲ．
的有 机碳 质量 分数 最 高值 为 １． ７ ， 低值 为 ２ ６％ 最 ０６ （ １ ． ．％ 表 ）
多斯 盆地 东部 石炭～ 二叠 系 山西 、 原 、 太 本溪组 泥岩
３ １３ 有机质类型特征 鄂尔多斯盆地东部 山西 ．． 太 原组 暗 色泥岩 中取 心 化 验分 析 结 果 （ ２ 表 明 ： 表 ） 从各组烃源岩有机质的显微组分构成来看 ， 主要 由
镜 质 组构成 ， 质组 含量很 少 ． 机质 显微 组分 中镜 壳 有
发 育．
具有东西部厚 、 中部薄而稳定的特点（ ２ ． 图 ） 其中西 部暗色泥岩累计厚度为 ８ １０Ｉ， ０— ０ 煤层 累计厚度 ｎ ｌ ３ 东 部 暗色泥 岩 累计 厚 度 ８ ５— ５ｍ； ０～１０ｍ； ４ 中部 暗色泥岩累计厚度５ ～ ０ｉ ０ ８ ． ｎ
完钻井资料揭示 ， 上古生界 暗色泥页岩分布范 围广 ， 发育层系多 ， 厚度大 ， 与砂岩成互层式分布， 既 是 良好 的生烃层 系 又是 良好 的盖 层 （ ３ ． 时 ， 图 ）同 在 向储集砂体中排烃 的同时， 由于泥页岩 自身的吸附 特性， 泥页岩中仍存有大量气体 ， 具备形成页岩气藏 的有利条件． 因此 ， 石炭一二叠系的泥页岩既是生烃 层 又是 良好 的储 集层 ．
张丽霞等 ： 鄂尔多斯盆地东部上古生界页岩气勘探潜力分析
一 ２ — ５
３ １２ 有 机质 丰度 特 征 较 快 的沉 积 条 件 和封 闭 ．．
性较好的还原环境是黑色页岩形成的重要条件 ， 沉 积速率较快可 以使得富含有机质页岩在被氧化破坏 之前能够大量沉积下来， 而水体缺氧可 以抑制微生 物 的活动 性 ， 小其 对 有 机 质 的破 坏 作 用 Ｊ不 同 减 ． 颜色的泥岩中有机碳含量有所差别 ， 一般黑灰色泥 、 页岩 中有机碳质量分数大于 ２ 灰色泥 、 ％； 页岩中为 １ 一 ．％ ； 色一绿 灰 色泥 岩 中小 于 ０４ 鄂 尔 ％ ０５ 灰 ． ％．
美 国． 前美 国和加拿大是页岩气规模开发的 ２个 目 主要 国 家． 世 界 页 岩 气 资 源 量 为 ４ ６ ２ 全 ５ ．４×１挖 ０
ｍ
气资源量较大 ， 已具备勘探开发的资源条件．
３Ｉ ¨
，
相 当于煤 层 气 与 致 密 砂 岩 气 资 源 量 的总 和 ．
２ 鄂尔多斯盆地 东部 区域概况
了石 炭一 二 叠 系页岩 气的成藏 条件 和 页岩 气的 资源 潜 力． 为 石炭 一二 叠 系烃 源岩 以暗 色泥 页岩 认 为主 ， 有机 质丰 富 ， 度 稳 定 ， 布 面积 较 大 ， 熟度 较 高 ， 页岩 气藏 的 形成 提 供 了 良好 的地 质 厚 分 成 为
条件 ．
关键 词 ： 尔多斯盆 地 东部 ； 古 生界 ； 鄂 上 页岩 气 ； 勘探 开发
Ｆ ｇ １ Ｒｅ ｉ ｎａ ｔ ｕ ｔ ｅ ｄ ｖｓｏ ｄｉ ｇ ａ ｏ ｄ ｓＢａ ｉ ｉ． ｇ ｏ ｌｓ ｒ ｃ ｕｒ ｉ ｉｉ ｎ ａ ｒ ｍ ｆＯｒ ｏ ｓｎ
图 ２ 鄂 尔 多斯 盆地 东部 上 古 生界 暗 色泥 岩 等 厚 图
Ｆｉ ． Ｉ ｏ ａ ｈ ｍ ａ ｏ ｐ ｅ ｌ ｏ ｏ ｃ ｄａ ｋ ｓ ａ ｅ ｇ ２ ｓ ｐ ｃ ｐ ｆ ｕ ｐ ｒ Ｐａ ｅ ｚ ｉ ｒ ｈ ｌ
Ｒ ／ ｏ％
熟阶段的中等一好生油岩 ， 总烃含量高 ， 产烃潜力总
体较高， 有机碳含量 中等一高 ， 有机质丰度较高 ， 具
备 较高生 油 、 生气 能力 ．
太原组泥岩总烃含量高 ， 产烃潜力总体中等 ， 有 效碳含量 中等， 有机质丰度中等 ， 干酪根类型为腐殖
型 Ⅲ ， 成熟 中等一 好 生油岩 ， 以该层 烃源 岩具备 过 所
中等生油、 生气能力 （ ３ ． 表 ）
３２ 页岩 气储 集特 点 ．
图 ４ 石炭一二叠 系烃源岩镜质体反射率
Ｆｉ ． ｖｉ ｉｌ ｅ ｒ ｆｅ ｔ ｎｃ ｆｈｙ ｒ ｃ ｒ ｏ ｕ ｃ ｏ ｋ ｇ４ ｔ Ｉ ｔ ｅ ｃａ ｅ ｏ ｄ ｏ ａ ｂ ｎ ｓ ｒ ｅ ｒ ｃ ｒ ｉ ｌ ｏ ０ ｒ ｎ ｆｒ ｕ ｎ ｒ ａ ｆ Ｃａ ｂ ｉｅ ｏ ｓ ａ ｄ Ｐｅ ｍｉ ｏ ｎ
鄂尔多斯盆地东 部构造 区划位 于陕北 斜坡东 部， 整体呈东高西低 ， 每公里坡降不足 １ 倾角小 ０ｍ，
于 １， 。是一个 稳定 沉 降 、 陷 迁移 、 动 明 显 的多 旋 坳 扭
美 国页岩气层埋深一般 为 ８０— ０ ｌ技术可采 ０ ２６０ｒ， ｌ 资源达到 ３ ６×１ ｍ ， ． ０ 占美 国非 常规天然气技术 可采资源量的 ２ ２％．０９年， 国页岩气生产井增 ２０ 美 至 ９ ９ 口， 量 超 过 ８ ８×１ Ｉ ． 中 ， Ｂ ｒ ８５０ 产 ７ ０ Ｔ 其 Ｉ 仅 ａ— ｎｔ页岩的产量就达到了 ５０×１ 页岩气 的快 ｅ ｔ ６ ０ ｍ． 速勘探开发使得美国天然气储量增加 了４ ％， ０ 预计 到 ２２ ００年将达到 ２０ ６× ０ ｍ ． ６ １ 根据 页岩气可采 资源底数和开采潜力 ， 页岩气 可能成为继致密砂岩 气和煤层气之后的第三种重要资源． 我 国与美国在页岩气地质条件上具有许多相似