鄂尔多斯盆地油、气、煤成藏机理及分布规律

摘要：本文通过对鄂尔多斯盆地石油、天然气和煤成藏因素和分布规律的系统研究,研究表明,鄂尔多斯盆地石油、天然气和煤炭资源分布呈规律性叠置,不同构造单元叠置的类型和样式具有较大的差异性,为减小勘探风险和降低勘探成本,应进行石油、天然气和煤综合勘探的思路。陕北斜坡是石油、天然气、煤和非常规煤层气综合勘探的地区,并可一井多探;天环坳陷、西缘掩冲带位于盆地的西部,目前在该区域已发现油田、气田和煤田,各种类型能源矿产成藏条件优越,是石油－天然气－煤综合勘探地区;伊盟隆起、晋西挠褶带、渭北隆起位于盆地的北、东、南的边缘部位,侏罗纪煤系广泛发育,是煤和煤层气的勘探区。     

鄂尔多斯盆地腹部下古生界天然气赋存系统研究

运用深盆气圈闭的基本原理，综合分析了鄂尔多斯盆地下古生界天然气赋存的基本地质因素，论证并提出了盆地腹部下古生界深盆气圈闭的新认识，并依据盆地地质构造特征将其进一步划分为：西部前渊拗陷型和中东部复式向斜型两大深盆气赋存系统．     

鄂尔多斯盆地延长探区页岩气

通过对中生界页岩气、中生界浅层气、上古生界天然气和周边盆地的生物成因气等多种成因气的地球化学特征(包括组分和碳同位素)对比,探讨鄂尔多斯盆地中生界页岩气的成因.鄂尔多斯盆地中生界页岩气甲烷体积分数为46.08%~94.56%,重烃体积分数为2.86%~37.61%,甲烷碳同位素为-52.0‰~-46.4‰.通过天然气组分及碳同位素对比分析,确定鄂尔多斯盆地延长组页岩气的成因既不是来自上古生界煤型气,也不是生物成因气,而是和盆地浅层气地球化学特征相似,属于偏腐泥型源岩热解形成的原油伴生气,源岩为延长组腐泥型烃源岩.考虑到热演化成熟度特征,认为吴旗—庆阳—富县一带中生界烃源岩热演化程度高,为页岩气勘探有利区.     

鄂尔多斯盆地富县地区天然气地球化学特征及其成因

在对鄂尔多斯盆地富县地区奥陶系天然气地球化学特征研究的基础上,将其组分、烷烃气碳同位素、氦同位素、氩同位素等与盆地中部主要气田进行了对比,并结合区域地质背景综合分析了天然气的成因类型.指出该地区奥陶系天然气具有"干燥系数大、二氧化碳含量高、烷烃气碳同位素组成轻、热演化程度高"的特点,与靖边气田奥陶系天然气地球化学特征非常接近.应用国内学者建立的甲烷碳同位素与镜质体反射率关系方程式计算了富县地区奥陶系天然气的Ro约为3.33%,处于过成熟演化阶段.利用天然气成因判别图版综合分析,认为富县地区奥陶系天然气为油型气和煤成气的混合气体,且以油型气为主.     

鄂尔多斯盆地东南部上古生界地层压力与天然气分布

 鄂尔多斯盆地东南部上古生界近几年勘探成果备受瞩目,但针对本地区地层压力及与天然气分布关系的研究较少。本文通过293 口井实测的压力数据和154 口井的测井数据分析发现,二叠系上石盒子组-太原组泥岩普遍存在“欠压实”特征,4 个目标层位在压力剖面上分异明显,可划分为石炭系本溪组常压系统和二叠系山2 段-盒8 段负压系统。现今地层压力分布总体上具有东北高西南低的特点,二叠系压力分布与沉积相分布具有较好的一致性。“欠压实”泥岩层控制气藏纵向上的分布。二叠系气藏主要分布在负压地层中的“低压”部位,而石炭系本溪组气藏则主要分布在常压地层中的“高压”区域。发现地层压力与气藏分布关系对于本地区天然气勘探其有重要指导意义。     

鄂尔多斯盆地二叠系天然气储层特征及有利区预测

鄂尔多斯盆地内蕴藏有丰富的天然气资源,是我国重要的能源基地之一.其中,二叠系山西组和下石盒子组为最主要的产气层,储集了该区70%以上的天然气探明储量.二叠系主要的含气层段为山西组的山1段、山2段和下石盒子盒8段,为一套陆相的河流-三角洲沉积,山2段发育曲流河、曲流三角洲沉积,山1段发育辫状河、曲流河、辫状三角洲和曲流三角洲沉积,盒8段发育冲积扇、辫状河、辫状三角洲沉积.储层总体上具有低孔低渗特征,储集空间类型有粒间孔、粒内溶孔、高岭石晶间孔、微裂缝.对山西组和下石盒子组沉积特征、岩石物性资料统计分析并对其主要控制因素进行了研究,认为储层物性主要受控于沉积相、压实作用、胶结作用和溶蚀作用,其中沉积相是最主要的控制因素.根据对该区二叠系岩相古地理的研究和各气田物性统计分析,将该区储层划分为好(Ⅰ)、较好(Ⅱ)、一般(Ⅲ)3类,其中Ⅰ类和Ⅱ类储层区是气藏发育区,也是进一步勘探的首选区域.     

New evidence for the origin of natural gas in Ordos Basin from hydrocarbons of oil water

The chief aim of the present work is to investigate the controversy origin of natural gas in the Ordos Basin by using the hydrocarbons of oil water. New evidence has been found: There is relatively high content of light hydrocarbons and low content of heavy components in the hydrocarbons fraction of oil water in the middle gas field of the Majiagou Formation, Ordovician reservoir. The hydrocarbons of oil water in Well Shan 12 and Well Shan 78 have relatively high abundance of tricyclic terpane. Tricyclic terpane/hopane of the two samples are 1.48 and 0.36, respectively. They also show that pregnane and hompregnane are in relatively high abundance with lower hopane/sterane ratio. Pr/Ph is less than 2.0. These characteristics reflected the source input of marine carbonate sedimentary environment. In contrast, the hydrocarbon of Well Shan 81 is lack of tricyclic terpane series and pregnane. It has a high hopane/sterane ratio and Pr/Ph is 3.27. These parameters are typical character of terrestrial organic matter. Furthermore, the hydrocarbons of oil water in Well Shan 37 and Well Shan 34 is between the two typical situations. They have little content of tricyclic terpanes. They may be derived from a mixing source of marine carbonate and terrestrial organic matter input. Similarly, the maturity parameters approve this suggestion. The samples of Well Shan 12 and Well Shan 78 which derived from marine carbonate have relatively high maturity and samples derived from terrestrial organic matter have lower maturity. The maturity of the hydrocarbons of mixing source is between these two situations. The suggestion coincides with the geological background and source rocks distribution.     

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系风化壳天然气成藏分析

根据地质和地球化学资料,并结合前人研究成果,研究了鄂尔多斯盆地古生界烃源岩生气中心及生气高峰,探讨了中部气田天然气的成藏期次、成藏过程和成藏模式.鄂尔多斯盆地中部气田位于烃源岩生气中心及其附近,可以获得充足的气源;天然气成藏主要有2期,即晚三叠世末和早白垩世末;成藏过程包括4个演化阶段:储集层孕育阶段(O1-C1)、圈闭形成阶段(C2-P)、天然气运聚成藏阶段(T3-K1)和气藏调整/定型阶段(K2-Q);奥陶系风化壳天然气成藏存在上古生界天然气穿层运移至奥陶系顶风化壳聚集和下古生界天然气自生自储型2种成藏模式.     

鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩孔隙演化模式与影响因素

储层孔隙对页岩气赋存状态和流动机制具有关键控制作用。页岩孔隙演化模式研究能够深化页岩成储机理的认识,但目前相关研究仍然薄弱。以鄂尔多斯延长组陆相低熟页岩(镜质体反射率R_o=0.73%)为研究对象,开展热模拟实验,结合X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)分析、低压氮气吸附、高压压汞(mercury intrusion capillary pressure, MICP)测试,分析不同成熟度页岩的孔隙特征,深入探讨陆相页岩孔隙演化模式及其影响因素。结果表明,随热演化程度升高,页岩孔隙经历先增加后减小的趋势,孔隙演化受控于有机质生烃、矿物转化和压实作用。有机质生烃能大幅促进总比表面积和总孔体积的增加,矿物转化能促进溶蚀孔和微裂隙的形成,压实作用对中孔和宏孔比表面积和孔隙体积的增长有明显的抑制作用。建立了鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩孔隙演化模式:0.73%R_o≤1.37%,有机质大量生烃,孔隙比表面积和体积快速增加;1.37%R_o≤3.84%,由于压实作用及铁方解石充填孔隙,孔隙比表面积和体积减小;R_o3.48%,有机质的芳构化堵塞微孔,孔隙之间的合并使得中孔和大孔体积增加。     

鄂北杭锦旗探区上古生界天然气成藏类型

通过对杭锦旗探区泊尔江海子断裂南北两侧气水分布与典型气藏(井)解剖,发现杭锦旗探区上古生界断裂两侧气水分布明显不同,断裂以北,天然气主要聚集于构造高点,地层水分布于构造下倾部位;断裂以南,气水层分布复杂,具有致密砂岩底部含气特点,局部低幅度构造具有正常的上气下水分布特征.断裂两侧上古生界烃源岩、储集层、源储关系、气水分布及产能等成藏条件与特征具有明显的区别,其中断裂南侧成藏特征与国外发育根缘气的盆地(地区)具有很好地相似性.根据致密砂岩底部含气特征指出,杭锦旗探区上古生界太原组、山西组及盒1段等层系发育根缘气,其主要分布于伊8-锦8-伊22-锦10-锦6-伊19井一线以南地区,具体层系略有区别,该线以北为气水过渡带,气藏类型过渡为常规气藏.研究结果表明,杭锦旗探区上古生界断裂北侧应以寻找常规气藏为主,断裂以南则以寻找根缘气藏为主.     

From deep basin gas to diagenetic trap—An example from the Yulin Gas Field in the Ordos Basin

In the updip portion of the Yulin Gas Field in the Ordos Basin, there are no any structural, stratigraphic and sedimentary lithologic seals. Using thin-section petrography, ultraviolet fluorescence microscopy, micro-thermometry and Raman microspectrometry, this paper finds out the diagenetic trap and studies the diagenetic history of this field. It was revealed that three phases of diagenesis and hydrocarbon charging happened in late Triassic, late Jurassic and the end of early Cretaceous respectively. In the first two phases, acid geofluid entered the reservoir and caused dissolution and cementation. Although the porosities had been increased, further compaction accompanying re-subsidence resulted in tight sandstone and conglomerates. Till the end of the early Cretaceous, bulk of gas migrated into the tight reservoir. Cementation, however, kept on in the updip portion of this field due to low gas saturation and formed the diagenetic trap. The mechanism for gas accumulation was changed from deep basin gas to diagenetic trap, which offers a sealing condition that can retain gas for much longer time.     

鄂尔多斯盆地东部上古生界页岩气勘探潜力分析

以北美页岩气勘探开发研究经验为基础,对鄂尔多斯盆地东部页岩气资源进行了评价,研究了石炭—二叠系页岩气的成藏条件和页岩气的资源潜力.认为石炭—二叠系烃源岩以暗色泥页岩为主,有机质丰富,厚度稳定,分布面积较大,成熟度较高,为页岩气藏的形成提供了良好的地质条件.     

鄂尔多斯盆地上古生界流体包裹体特征及研究

为了确定鄂尔多斯盆地上古生界天然气的成藏时间,采用了流体包裹体测温技术方法。通过对大量流体包裹体特征的观察研究,发现研究区上古生界流体包裹体的类型主要为盐水包裹体、烃类包裹体和CO2包裹体。流体包裹体均一温度、冰点、盐度的测试结果表明研究区上古生界天然气充注与成藏期次主要有2期,分别介于150～142Ma、123-120Ma左右。第三温度区间流体包裹体的含量明显高于其它区间,表明其对应的第二期烃类物质运移是本区天然气最重要的成藏期。     

鄂尔多斯盆地富县页岩气缝网压裂适应性研究

页岩气开发是近几年国内外研究的热点,缝网压裂是目前页岩气开发的主要技术手段。文章对比分析了美国页岩气与富县延长组页岩气成藏条件,认为鄂尔多斯盆地富县区块延长组长7段具有页岩气开发的潜力。进行了富县与美国各大盆地岩石矿物组成对比分析研究,分析了石英、长石、粘土矿物等组分对缝网形成条件的影响,确定富县区块延长组长7段储层进行缝网压裂的可行性。通过杨氏模量和泊松比计算出长7段页岩脆性范围为54.3%-67.4%,对比结果表明富县延长组长7段页岩使用缝网压裂能够形成较为复杂的网状裂缝;在此基础上,针对富县区块延长组长7段的储层特征提出了缝网压裂的初步方案,即使用低粘度压裂液和低密度支撑剂,大液量、大排量、小粒径和低砂比的压裂工艺,在页岩中形成大规模的裂缝网络,提高油气动用程度,扩大可采储量,对富县区块延长组长7段页岩气改造具有一定的指导意义。     

鄂尔多斯盆地宜川富县地区古生界天然气勘探潜力分析

结合前人研究成果,分析了鄂尔多斯盆地宜川富县地区岩心、测井、地震、试气等资料,研究了其古生界生、储、盖、圈闭特征及油气富集规律,认为该区天然气勘探潜力较大.下古生界海相烃源岩为平凉组泥岩及马家沟组灰岩、泥灰岩,具有低丰度、过成熟的特点;储层为风化壳,主要储集空间为微裂缝、溶蚀孔隙和基质内微孔;盖层为上古生界石炭系本溪组铝土岩、铝土质泥岩及泥岩.上古生界烃源岩为暗色泥岩、太原组和山西组碳质泥岩、灰黑色泥岩、煤层和生物碎屑灰岩,具高丰度、高成熟的特点;储层为下石盒子组和山西组水下分流河道及滩坝类砂体,主要储集空间类型为混合孔隙、残余孔隙、裂缝-微孔隙、裂缝;盖层为上石盒子组泥岩.圈闭类型主要有岩性圈闭、地层圈闭,局部发育构造-岩性圈闭.油气成藏综合研究表明,下古生界以中央古隆起的马五段为有利勘探目标,上古生界以寻找三角洲前缘分流河道及滩坝等有利沉积相带控制的岩性圈闭为主要勘探目标.     

塔里木盆地克拉2气田白垩系砂岩含气饱和度模拟实验

以塔里木盆地克拉 2气田为例 ,通过模拟气驱水过程获得含气饱和度 ,从而作为估算气田储量的依据 .实验在高温高压条件下进行 ,用于实验的岩心取自各储量计算单元 .实验中岩石样品充满矿化度接近地层水的盐水 ,以氮气为气样 .通过计算实验过程中不同阶段的岩心质量来获得含气饱和度 .实验表明 ,砂岩岩心的含气饱和度与孔隙度和渗透率之间具有明显的正相关关系 .以实验数据为基础 ,建立含气饱和度与孔隙度或渗透率之间的关系曲线 ,可以作为选择储量计算中含气饱和度的一项依据 .根据实验结果 ,估算克拉 2气田的探明储量比目前上报的储量大     

鄂尔多斯盆地北部上古生界煤成气及其砂岩气藏成藏模式

鄂尔多斯盆地北部上古生界地层中广泛发育的煤层是大型气田形成的物质基础,煤层埋深为2.2~2.8 km,厚度为22~49 m,镜质体反射率为0.6%~2.5%,属长焰煤—贫煤;煤层是良好的烃源岩,其平均生烃强度为23.52×108m3/km2.煤层、砂岩储层和顶部上石盒子区域性泥岩盖层的良好空间配置是上古生界煤成气砂岩气藏形成的关键.描述了该地区上古生界砂岩和泥岩中2种高角度裂缝特征,指出了裂缝的形成时期及其在煤成气成藏中的运移通道作用.最后将该地区煤成气藏近源型成藏模式细分为近源-源内聚集型和近源-裂缝运移型.     

煤层瓦斯吸附解吸过程中温度信号的小波去噪方法

研究地应力与瓦斯压力共同作用下煤体吸附解吸煤层瓦斯时的温度演化趋势有重要意义,但也发现实验数据因含有较多的噪声而很难获得其真实信号,为此,针对不同实验条件下获得的煤体吸附解吸煤层瓦斯时的温度信号演化的特点,拟采用基于MATLAB的小波去噪方法剔除噪声还原真实信号,以得到真实温度演化曲线。通过对几种常用小波基函数和不同分解层数的对比分析,选用了消失矩阶数较高、光滑性较好的sym8小波基函数中的8层分解,其重构后的温度信号基本去除了高频的噪声信号,且较好地保留了低频以及平稳信号。结果表明,其去噪效果较好,能够较好地反映煤体在吸附、解吸煤层瓦斯过程中温度的演化规律。     

鄂尔多斯盆地上古生界高分辨率层序划分与煤聚积规律分析

运用层序地层学的理论和高分辨率层序地层中基准面的研究方法,对鄂尔多斯盆地晚古生代盆地充填序列和高分辨率层序地层单元的划分以及该地区煤的聚积规律进行了研究.结果表明,鄂尔多斯盆地上古生界由陆表海盆地、盆地转换时期、大型板内坳陷盆地3类充填沉积序列构成.该区本溪组至石盒子组可划分成9个三级层序和4个二级层序.在高分辨率层序地层格架内盆地的聚煤作用是随着盆地充填演化发生迁移的,其中第5号煤层沉积时期是聚煤作用最强的时期,而第3号煤层形成时聚煤作用的范围已经退缩.聚煤作用的强度变化与富煤单元的迁移受盆地充填沉积时的沉积体系发育及废弃特点控制.     

煤与瓦斯突出过程中温度变化的实验研究

介绍了通过实验方法测定在煤与瓦斯突出过程中的温度变化,测定结果证实了在煤与瓦斯突出过程中,瓦斯的膨胀做功过程并非绝热过程,而是一个接近于等温过程的多变过程.