鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化與油氣成藏(監(jiān)督培訓(xùn)-08.6)

鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化與油氣成藏長慶油田公司勘探部、勘探開發(fā)研究院二○○八年二月

一、盆地勘探概況二、盆地構(gòu)造演化三、油氣藏地質(zhì)特征一、盆地勘探概況鄂爾多斯盆地地貌圖土黃高原毛烏素沙漠1、盆地概況盆地范圍：鄂爾多斯盆地是我國第二大沉積盆地，面積37×104km2，盆地本部面積25×104km2。地形地貌：北部為沙漠、草原及丘陵區(qū)，南部為黃土高原。2、構(gòu)造單元?jiǎng)澐謽?gòu)造單元?jiǎng)澐郑毫鶄€(gè)二級(jí)構(gòu)造單元（伊盟隆起、西緣掩沖帶、天環(huán)坳陷、伊陜斜坡、渭北隆起、晉西撓褶帶）其中伊陜斜坡是盆地勘探開發(fā)的主要地區(qū)，目前已發(fā)現(xiàn)的90%的油氣藏分布在該構(gòu)造單元。鄂爾多斯盆地構(gòu)造區(qū)劃及勘探成果圖發(fā)育元古界、古生界、中生界和新生界地層，沉積巖平均厚度6000m。縱向上具有“上油下氣”的分布格局。古生界發(fā)育下古生界碳酸鹽巖、上古生界砂巖兩套含氣層系；中生界主要發(fā)育三疊系延長組、侏羅系延安組兩套含油層系。鄂爾多斯盆地地層簡表3、地層及含油氣層系二、盆地構(gòu)造演化特征（一）原形盆地特征（二）原形盆地疊加演化特征（三）多旋回疊合盆地油氣富集（四）古隆起對(duì)相帶展布起一定的控制作用（五）構(gòu)造界面演化決定著油氣運(yùn)聚方向（一）原形盆地特征1、中晚元古代－拗拉谷盆地階段秦晉地區(qū)拗拉谷盆地分布中晚元古代為拗拉谷盆地階段。東部為陜?cè)x拗拉谷盆地，西部為賀蘭拗拉谷盆地。盆地下部為陸源碎屑巖－火山碎屑巖建造，上部為碎屑巖－碳酸鹽巖建造。2、早古生代－克拉通盆地階段早古生代，進(jìn)入克拉通海相盆地演化階段，為華北克拉通盆地一部分。形成了寒武系至奧陶系以碳酸鹽巖為主的沉積建造。賀蘭拗拉谷仍處于活動(dòng)階段。桌子山天1井定探1井陜參1井榆9井柳林中央古隆起米脂膏鹽湖沉積斷面特征

古隆起以西地區(qū)屬祁連海域，發(fā)育深水盆地相、斜坡相碳酸鹽巖（主要為灰?guī)r）。

古隆起以東地區(qū)屬華北海域，發(fā)育陸表海碳酸鹽巖與局限海蒸發(fā)巖交替的旋回沉積。鄂爾多斯盆地奧陶紀(jì)沉積模式圖3、晚古生代－克拉通內(nèi)盆地晚古生代，進(jìn)入克拉通內(nèi)盆地演化階段，為華北克拉通盆地西緩斜坡。最明顯的特征是南北和西北部古陸的存在，為盆地提供物源，盆地發(fā)育海陸過渡相含煤碎屑巖沉積建造，最大累計(jì)厚度達(dá)1100m。現(xiàn)今盆地本部表現(xiàn)南北有古陸，東西有坳陷，中央有低隆起的古構(gòu)造格局。500陰山賀蘭山六盤山呂梁山秦嶺5、新生代盆地周邊斷陷新生代，盆地進(jìn)入周邊斷陷階段。南為汾渭地塹（5000m），北為河套地塹（15000m），西為銀川地塹（5000m），1、主要含油氣原型盆地不具有完整的盆地屬性（二）原形盆地疊加演化特征（1）鄂爾多斯盆地下古生界只是華北克拉通盆地中的一個(gè)碳酸鹽巖臺(tái)地沉積體系，發(fā)育盆地北部邊界。（2）鄂爾多斯盆地上古生界只是華北克拉通盆地中的一個(gè)西斜坡，發(fā)育盆地北部邊界，南部邊界目前不清。中晚元古代坳拉谷盆地階段－拉張階段早古生克拉通盆地階段－擠壓階段晚古生代

克拉通內(nèi)盆地－擠壓階段中生代三疊紀(jì)

克拉通內(nèi)陸坳陷盆地和前陸盆地－擠壓階段中生代侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)前陸盆地－擠壓階段新生代周邊斷陷－拉張階段2、構(gòu)造經(jīng)歷了拉張－擠壓－拉張?jiān)团璧氐刭|(zhì)演化旋回地層時(shí)間巖性構(gòu)造層序構(gòu)造層序界系統(tǒng)組（Ma)邊界及類型二級(jí)一級(jí)新生界TS4-4白堊系侏羅系三疊系奧陶系寒武系上古生界中生界剖面第四系更新統(tǒng)第三系漸新統(tǒng)1.6465下統(tǒng)志留組上統(tǒng)135235208芬芳河安定組直羅組延安組富縣組中統(tǒng)下統(tǒng)下統(tǒng)延長組紙坊組241劉家溝組上石河子組250260石千峰組下石河子山西組290300二疊系太原組羊虎溝組靖遠(yuǎn)組468平?jīng)鼋M峰峰組510馬家溝組亮甲山組治里組523570536699*（？）1857*新元古界中元古界基底震旦系薊縣系長城系下古生界上統(tǒng)中統(tǒng)下統(tǒng)上統(tǒng)中統(tǒng)中統(tǒng)下統(tǒng)下統(tǒng)上統(tǒng)羅圈組TSB1TSB2TSB2TSB2TSB1TSB2TSB2TSB1TSB2TSB2TSB1TSB2TSB1TS5TS4-3TS4-2TS4-1TS3-3TS3-2TS3-1TS2-3TS2-2TS2-1TS1-2TS1-1TS2TS3TS4上升下降構(gòu)造運(yùn)動(dòng)沉積環(huán)境沖積河流三角湖潮瀉局限開闊平原洲泊坪湖海海盆地演化海平面相對(duì)變化晚期燕山運(yùn)動(dòng)早期燕山運(yùn)動(dòng)印支運(yùn)動(dòng)海西運(yùn)動(dòng)加里東運(yùn)動(dòng)晉寧運(yùn)動(dòng)薊縣運(yùn)動(dòng)五臺(tái)運(yùn)動(dòng)坳拉槽克拉通碳酸鹽臺(tái)地及臺(tái)地邊緣克拉通陸內(nèi)坳陷前陸盆地周緣裂陷TS1鄂爾多斯盆地沉積構(gòu)造演化3、沉積經(jīng)歷了海相－海陸過渡－陸相沉積旋回演化地層新生界Q-RK1JT3T1+2PO2O1Pt2－3∈元古界古生界中生界C1-2賀蘭山銀川伊盟構(gòu)造層序ⅣⅠⅡⅢ克拉通坳陷演化階段前陸與坳陷盆地演化階段拗拉谷演化階段新生代裂陷階段4、不同性質(zhì)原型盆地縱向上疊合，平面上復(fù)合早期為克拉通盆地與裂谷盆地平面上復(fù)合，晚期為坳陷盆地與前陸盆地平面上復(fù)合。5、盆地本部構(gòu)造穩(wěn)定，邊部構(gòu)造復(fù)雜（三）多旋回疊合盆地油氣富集下部含氣組合

主要為下古生界（可能還有中上元古界）海相碳酸鹽巖含氣層系和上古生界含煤系碎屑巖含氣層系中部含油組合

主要為三疊系陸相碎屑巖含油層系和侏羅系陸相碎屑巖含油層系上部含氣組合

主要為第三系和第四系生物氣1、原型盆地多旋回疊合形成三套含油氣組合鄂爾多斯盆地下古生界氣層綜合柱狀圖

下古生界氣藏主要分布在奧陶系頂部碳酸鹽巖風(fēng)化殼中，已投入開發(fā)的靖邊氣田為奧陶系馬家溝組氣層。古生界發(fā)育上、下古生界兩套含氣層系、十八個(gè)氣層組

上古生界氣藏以砂巖巖性氣藏為主，目前投入開發(fā)的榆林、烏審旗氣田為二疊系山西組和下石盒子組氣層。鄂爾多斯盆地上古生界氣層綜合柱狀圖下部含氣組合公部村D1-4井氣苗點(diǎn)火照片

上部含氣組合主要為第三系和第四系生物氣

盆地本部構(gòu)造穩(wěn)定，少見構(gòu)造圈閉，以地層巖性油氣藏為主，占目前發(fā)現(xiàn)的油氣儲(chǔ)量的90％以上；盆地周邊構(gòu)造圈閉發(fā)育，形成構(gòu)造油氣藏。2、盆地本部發(fā)育地層－巖性油氣藏，邊部發(fā)育構(gòu)造油氣藏鄂爾多斯盆地構(gòu)造區(qū)劃及勘探成果圖

盆地本部構(gòu)造平緩，構(gòu)造因素對(duì)本區(qū)上古生界成藏不起決定性控制作用，以發(fā)育大面積砂巖巖性圈閉為主，煤系生烴、砂體控制、泥質(zhì)遮擋，致密封堵，區(qū)域封蓋，形成盆地大型復(fù)合巖性氣藏。區(qū)域封蓋層烴源巖氣層致密層泥巖鄂爾多斯盆地上古生界大型復(fù)合巖性氣藏成藏模式陜118陜203陜214石千峰組石盒子組石千峰組石盒子組奧陶系地層－巖性（古地貌圈閉）氣藏蘇里格氣田剖面圖盆地周邊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，構(gòu)造圈閉發(fā)育，主要以形成構(gòu)造氣藏為主。構(gòu)造氣藏上古生界氣藏類型分布圖（四）古隆起對(duì)相帶展布起一定的控制作用1、早古生代，古構(gòu)造格局“兩坳兩隆”北部古隆起中央古隆起北部古隆起中央古隆起早奧陶世馬五晚期巖相古地理圖中央古隆起控制了奧陶紀(jì)沉積相帶展布與儲(chǔ)層的發(fā)育鄂爾多斯盆地奧陶系儲(chǔ)層平面展布特征伊盟隆起中央古隆起鄂爾多斯盆地前石炭紀(jì)古地貌及古地質(zhì)圖北部古隆起北部古隆起中央古隆起中央古隆起2、晚古生代，古構(gòu)造格局為“兩隆兩坳”，對(duì)沉積起控制作用鄂爾多斯盆地二疊紀(jì)山西期古構(gòu)造與山2砂體疊合關(guān)系圖鄂爾多斯盆地二疊紀(jì)下石盒子期古構(gòu)造與砂體疊合關(guān)系圖南部古隆起北部古隆起南部古隆起北部古隆起鄂爾多斯盆地奧陶紀(jì)古構(gòu)造與下古生烴中心疊合關(guān)系圖鄂爾多斯盆地二疊紀(jì)古構(gòu)造與上古生烴中心疊合關(guān)系圖3、中央古隆起與北部古隆起共同控制了上、下古生界生烴中心的發(fā)育北部古隆起北部古隆起中央古隆起中央古隆起4、三疊紀(jì)，北部古隆起控制了三角洲的發(fā)育北部古隆起鄂爾多斯盆地延長期長6沉積體系圖5、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)西降東升，對(duì)油氣運(yùn)聚和定位起控制作用（五）構(gòu)造界面演化決定著油氣運(yùn)聚方向現(xiàn)今構(gòu)造面貌主體為一西傾單斜，構(gòu)造穩(wěn)定。1、盆地現(xiàn)今構(gòu)造特征盆地內(nèi)部蓋層發(fā)育斷裂，進(jìn)一步說明盆地穩(wěn)中有動(dòng)的特點(diǎn)過神15井地震剖面盆地西南部三疊系頂斷裂分布圖TC3TC3鄂爾多斯盆地石炭系頂斷裂分布圖盆地周緣構(gòu)造活動(dòng)性強(qiáng)，是構(gòu)造油氣藏重要勘探領(lǐng)域。南北隆升鄂爾多斯盆地南北向橫剖面圖鄂爾多斯盆地東西向橫剖面圖西沖東抬本溪期－早中三疊世，奧陶系頂面中部高，東、西低；此時(shí)油氣未開始運(yùn)聚2、奧陶系頂面演化與油氣運(yùn)聚成熟－輕質(zhì)油階段成熟－生油階段高成熟－濕氣階段晚三疊世－早侏羅世，奧陶系頂面北部高，南部低；下古生界烴源巖生成的石油向北部、西北運(yùn)移，形成古油藏過成熟－干氣階段高成熟－濕氣階段成熟－輕質(zhì)油階段成熟－生油階段中侏羅世－現(xiàn)今中侏羅世，奧陶系頂面東部高，西部低，天然氣主要向盆地北部、東部運(yùn)移早白堊世末－現(xiàn)今，奧陶系頂面東北高，古生界生成的天然氣集中向盆地北部、東部運(yùn)移過成熟－干氣階段高成熟－濕氣階段成熟－輕質(zhì)油階段成熟－生油階段鄂爾多斯盆地奧陶系頂面今構(gòu)造與油氣運(yùn)聚關(guān)系圖加里東運(yùn)動(dòng)使盆地抬升，形成長達(dá)1億四千萬年左右的沉積間斷，不整合面分布廣泛的古風(fēng)化殼，為碳酸鹽巖古地貌圈閉的天然氣運(yùn)移聚集創(chuàng)造了條件。靖邊潛臺(tái)靖邊潛臺(tái)東部鄂爾多斯盆地中東部奧陶系巖溶儲(chǔ)層發(fā)育橫剖面圖天然氣聚集在不整合面下的巖溶古地貌圈閉中，儲(chǔ)層為白云巖巖溶儲(chǔ)層。三、油氣藏地質(zhì)特征（一）石油成藏地質(zhì)特征（二）天然氣成藏地質(zhì)特征

在經(jīng)歷了加里東運(yùn)動(dòng)長達(dá)1億多年的抬升剝蝕以后，中晚石炭世盆地開始整體下沉，沉積了上古生界海陸過渡相－河流、三角洲相地層。自下而上分為石炭系本溪組、太原組和二疊系山西組、石盒子組、石千峰組，氣層組劃分見右表。1、上古生界天然氣成藏地質(zhì)特征

本區(qū)上古生界烴源巖包括煤、暗色泥巖、碳酸鹽巖三類，其中煤和暗色泥巖有機(jī)質(zhì)含量高、分布范圍廣，是最主要烴源巖類型。（1）烴源巖條件上古生界煤巖厚度等值線圖上古生界暗色泥巖厚度等值線圖特點(diǎn)1：廣覆式生烴盆地面積25×104km2

烴源巖分布面積：23×104km2

生烴強(qiáng)度大于10×108m3/km2的范圍18×104km2，占勘探總面積的72%.總生烴量540×1012m3總資源量8.4×1012m3盆地在23×104km2見到氣層和含氣顯示縱向上自本溪組－石千峰組均有工業(yè)氣藏分布單位：108m3/km2特點(diǎn)2：近距離運(yùn)移氣藏成分受所在地區(qū)烴源巖演化程度所控制。西緣和北緣Ro=0.7%-1.35%,甲烷含量小于90％的氣井占72%。東部Ro=1.6%-1.8%，以干氣為主,甲烷含量90-95％,見凝析油的氣井35%。南部Ro大于2.0%，為干氣,甲烷含量大于90％。

鄂爾多斯盆地經(jīng)歷了石炭紀(jì)本溪－太原期淺海陸棚與近海沼澤交替的海陸過渡環(huán)境。進(jìn)入山西期，盆地由北向南發(fā)育沖積平原－三角洲平原－三角洲前緣－濱淺湖沉積。西南緣和東南緣發(fā)育三角洲平原和三角洲前緣沉積。（2）沉積相特征鄂爾多斯盆地早二疊世山西期巖相古地理圖

下石盒子沉積期，北部古陸進(jìn)一步抬升，物源充足，形成米脂、靖邊、蘇里格和石嘴山4個(gè)大型的河流、三角洲沉積體系。南部發(fā)育平?jīng)龊晚n城兩個(gè)三角洲。鄂爾多斯盆地中二疊世下石盒子期巖相古地理圖盆地上古生界繼承性發(fā)育的六大河流－三角洲沉積體系是有利儲(chǔ)集砂體的分布區(qū)。其中以二疊系山西組（山1、山2段）和石盒子組底部（盒8段）儲(chǔ)集性較好，形成盆地主要的工業(yè)性儲(chǔ)集層段。（3）砂體展布多期砂體相互疊置，在平面上形成廣覆式儲(chǔ)層

盒8段砂體厚20-35m(最厚達(dá)48m),一般由4-8個(gè)砂層組成，單層最厚12-15m。砂體具有北厚南薄、層數(shù)北多南少的分布特征。（4）儲(chǔ)層特征蘇6井3321.01m

盒8石英砂巖蘇里格氣田盒8儲(chǔ)層孔隙類型以粒間孔、次生溶孔為主孔隙度8%－12％滲透率（0.5-10）×10-3μm2蘇6井3321.01m盒8顆粒溶孔、粒間溶孔陜211井3042.94山2粒間孔型儲(chǔ)層◆榆林區(qū)山2儲(chǔ)層孔隙類型以粒間孔、晶間孔為主孔隙度6%－10％滲透率（0.5-10）×10-3μm2陜211井3042.94山2石英砂巖

孔隙度與石英含量關(guān)系巖屑質(zhì)石英砂巖榆林－陜242井純石英砂巖蘇里格－蘇6井巖屑砂巖米脂－神3井巖屑砂巖石英砂巖純石英砂巖孔隙度(%)石英含量(％)滲透率與石英含量關(guān)系滲透率(毫達(dá)西)石英含量(％)巖屑砂巖石英砂巖純石英砂巖高石英含量砂巖分布區(qū)是含氣有利地區(qū),石英含量增高，儲(chǔ)層物性變好上古生界孔隙類型分布頻率次生孔隙是主要孔隙類型，火山碎屑物的溶蝕是次生孔隙形成的重要因素蘇6，盒8，3317.95蘇6，盒8，3317.30蘇6，盒8，3309.10蘇6，盒8，3321.04溶孔成因：與同沉積期火山作用提供的易溶組構(gòu)有關(guān)

盆地本部構(gòu)造平緩，主要發(fā)育大面積砂巖巖性圈閉鄂爾多斯盆地上古生界大型復(fù)合巖性氣藏成藏模式區(qū)域封蓋層烴源巖氣層致密層泥巖陜118陜203陜214（5）圈閉類型

氣藏呈層狀連片分布，不受局部構(gòu)造的控制。蘇里格氣田剖面圖盆地西緣主要以構(gòu)造氣藏為主，中部為大型巖性氣藏發(fā)育區(qū)區(qū)域封蓋層烴源巖氣層致密層泥巖巖性氣藏類型

（6）氣藏類型構(gòu)造氣藏類型上古生界氣藏類型分布圖（7）上古生界砂巖氣藏受控于大型河流－三角洲沉積體系盆地北部發(fā)育的三角洲分流河道砂體為儲(chǔ)集體，煤系地層為烴源巖，砂體與上傾方向致密泥巖有效配置形成大型巖性氣藏。區(qū)域封蓋層烴源巖氣層致密層蘇6上古生界大型巖性氣藏成藏模式圖AA′鄂爾多斯盆地石盒子組盒8砂巖厚度圖AA′2、下古生界

鄂爾多斯盆地早古生代沉積環(huán)境與華北地區(qū)相近，為陸表海碳酸鹽臺(tái)地，沉積了一套海相碳酸鹽巖及泥頁巖，奧陶系頂部風(fēng)化殼巖溶孔洞型儲(chǔ)層發(fā)育，構(gòu)成盆地下古生界的含氣系統(tǒng)。馬家溝組馬五段小層劃分表段亞段小層備注馬六段

馬五段馬五1馬五11

馬五12主要?dú)鈱玉R五13主要?dú)鈱玉R五14主要?dú)鈱玉R五2馬五21

馬五22主要?dú)鈱玉R五3馬五31

馬五32

馬五33

馬五4馬五41主要?dú)鈱玉R五42

馬五43

馬五5馬五51

馬五52

馬五6馬五7馬五8馬五9馬五10

馬四段

馬三段

馬二段

馬一段

綜合評(píng)價(jià)表明盆地下古生界奧陶系泥質(zhì)碳酸鹽巖厚度100－300m，有機(jī)碳含量一般