陳安定，代金友，王文躍

（1中國石油化工股份公司江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院）

（2中國石油大學(xué)石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3中國石油化工華東分公司規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院）

油氣藏

靖邊氣田氣藏特點(diǎn)、成因與成藏有利條件

陳安定1，代金友2，王文躍3

（1中國石油化工股份公司江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院）

（2中國石油大學(xué)石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3中國石油化工華東分公司規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院）

陳安定

靖邊氣田的成藏特點(diǎn)表現(xiàn)為：（1）氣源為雙向供給，二源混合；（2）儲(chǔ)層空間以膏溶孔隙、白云石化孔隙為主，以裂縫為輔；（3）以地層和巖性圈閉為主，古構(gòu)造決定了充注方向；（4）氣藏流體具非均一性和負(fù)壓特征；（5）地層水為有水不見水層，分隔“臥底”保存。探討了形成這些特征的機(jī)理。同時(shí)提出促使成藏的主要地質(zhì)因素是四項(xiàng)“合理搭配”：（1）封閉海域與寬闊坪臺(tái)搭配造就有利生儲(chǔ)相帶；（2）剝蝕脊與侵蝕溝搭配形成層狀溶蝕水流；（3）切割與充填、溶蝕與充填搭配形成地層、巖性遮擋；（4）孔隙空間與裂隙網(wǎng)絡(luò)搭配使得儲(chǔ)產(chǎn)兼得。

鄂爾多斯盆地；靖邊氣田；混源氣；碳酸鹽巖儲(chǔ)層；低滲透儲(chǔ)層；氣藏成因

陳安定1946年生，教授級(jí)高級(jí)工程師。1969年畢業(yè)于南京大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，長期從事石油地質(zhì)研究工作。通訊地址：225009江蘇省揚(yáng)州市中國石油化工股份公司江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院；電話：（0514）87761917

已有許多研究者對(duì)鄂爾多斯盆地靖邊氣田的成藏機(jī)理、成藏條件進(jìn)行過論述。如靖邊氣田奧陶系氣是以奧陶系來源為主兼有石炭系供給的二元混合氣，奧陶系隱藻碳酸鹽巖是其主要源巖［1－2］。氣田邊界受臺(tái)地溝槽控制，溝槽成為煤成氣向古臺(tái)地溶孔運(yùn)移的通道，也成為天然氣向東運(yùn)移的屏障［3］。鄂爾多斯盆地加里東期古侵蝕面的起伏控制了石炭系本溪組沉積，本溪組底部鐵鋁質(zhì)泥巖充填?yuàn)W陶系頂部溝槽時(shí)構(gòu)成地層圈閉，本溪組底部暗色泥巖或砂巖充填時(shí)有利于上、下古生界氣源流通，古風(fēng)化殼以及在其之上不同類型的巖性匹配創(chuàng)造了天然氣成藏的必要條件［4］。靖邊氣田奧陶系氣屬二源混合氣，古坳陷鹽膏沉積起區(qū)域性遮擋作用，風(fēng)化殼巖溶白云巖坪是儲(chǔ)集體，古潛臺(tái)-侵蝕溝配套形成隱蔽圈閉，搞清奧陶系頂部侵蝕面古地貌是找氣關(guān)鍵［5］。古隆起、古陸控制了儲(chǔ)集層展布，弧形沉積斜坡帶是有利沉積相區(qū)，弧形構(gòu)造斜坡帶有利于古巖溶儲(chǔ)層形成，巖性致密帶和構(gòu)造斜坡配置形成了風(fēng)化殼氣藏的上傾封閉［6］。

本文通過近年來大量資料的應(yīng)用，著重闡述了靖邊氣田氣源混合特征、儲(chǔ)層非均質(zhì)性、流體非均一性、古構(gòu)造和古地貌對(duì)油氣運(yùn)移的控制、負(fù)壓氣藏成因、主要成藏期、氣水分布特征等，同時(shí)提出中央古隆起北段東側(cè)成藏的有利地質(zhì)條件。

1 氣田概況

靖邊氣田位于內(nèi)蒙古烏審召以南的陜北靖邊縣一帶，是中國陸上少有的大型氣田之一。氣層位于奧陶系頂部風(fēng)化殼碳酸鹽巖中，屬下奧陶統(tǒng)馬家溝組上部五段，其中，由馬五11至馬五31組成的上部氣層組是該氣田的主力氣層，見表1。

靖邊氣田座落在鄂爾多斯盆地西傾單斜的構(gòu)造背景上，地層平緩，構(gòu)造簡(jiǎn)單。奧陶系沉積鑲嵌在早古生代中央古隆起東側(cè)，呈東傾“半月形”盆地形態(tài)。在加里東晚期長達(dá)1.4億年的沉積間斷中，奧陶系頂面發(fā)育一系列侵蝕溝槽，后被石炭系充填，構(gòu)成地層圈閉，并成為石炭系流體下潛通道，見圖1和圖2。

表1 靖邊氣田地層簡(jiǎn)表

圖1 靖邊氣田及發(fā)展形勢(shì)圖

2 靖邊氣田氣藏特點(diǎn)

2.1 氣源

“雙向供給，二元混合”是靖邊氣田氣源特點(diǎn)。

前人對(duì)靖邊氣田奧陶系氣源作了大量研究，有的認(rèn)為以奧陶系來源氣為主［1，7］，也有的認(rèn)為以石炭系來源氣為主［8－9］，但較為一致的看法是“二元混合氣”，這種“雙向供給，二元混合”的成藏模式在國內(nèi)外氣藏實(shí)例中很少見。

盡管過去的研究已比較充分，但畢竟資料不如現(xiàn)在豐富。

（1）乙烷碳同位素是識(shí)別氣源的主要證據(jù)，一般以δ13C2≥-27‰定為煤系氣。圖3指示石炭系氣有4個(gè)侵入點(diǎn)，其中，以東部侵入規(guī)模和擴(kuò)散范圍較大，但從整個(gè)氣田來看，腐泥氣、混合氣仍占大部分。

（2）過去的研究已證實(shí)，組分與乙烷碳同位素具統(tǒng)一性，因而是氣源判別的輔助證據(jù)。奧陶系腐泥氣重?zé)N含量低、二氧化碳含量高，石炭系腐殖型氣重?zé)N含量高、二氧化碳含量低。用乙烷碳同位素判斷為腐殖型氣的地方均有重?zé)N含量升高、二氧化碳含量降低的表現(xiàn)（圖3），而且因?yàn)榻M分資料較多，描述的情景更接近實(shí)際——石炭系煤系氣主要從氣田東部侵入，前方呈兩支“觸角”延伸，西部僅有“點(diǎn)”狀入侵，其量甚微。石炭系源氣主要從東部侵入的事實(shí)說明，作為石炭系底部，具生烴能力的源巖可能在東部變好，另外還說明侵入時(shí)其區(qū)域構(gòu)造仍應(yīng)處在“東傾”背景之下，氣田西部處在運(yùn)移上傾方向。

石炭系煤系氣的下潛主要源于碎屑巖與碳酸鹽巖在巖性及成巖壓實(shí)表現(xiàn)上的差異，前者在壓實(shí)過程中具塑性特征，而后者不具備此類特征，從而導(dǎo)致部分天然氣隨壓實(shí)水一起排向奧陶系。

2.2 儲(chǔ)層

以膏溶、白云石化孔隙為主，裂縫為輔。

靖邊氣田奧陶系儲(chǔ)層以白云巖為主要巖性，發(fā)育溶孔、膏模孔、晶間孔、晶間溶孔、溶縫、晶間微孔、微裂縫等多種孔縫類型，分裂縫-孔隙-溶蝕孔（洞）、裂縫-孔隙、孔隙三種組合。測(cè)井解釋全區(qū)氣層平均厚度6.2m，孔隙度平均5.8%，滲透率平均21.85μm2，總體屬于低孔低滲儲(chǔ)層。

圖2 靖邊氣田連井剖面AC聲波時(shí)差曲線；GR自然伽馬曲線

圖3 靖邊氣田乙烷碳同位素、天然氣組分指示氣源分布

雖然總體上以微細(xì)孔喉占主導(dǎo)，但含膏白云巖中“膏球”等溶蝕形成的孔隙物性仍然很好，并在很大程度上控制了一些高產(chǎn)富集區(qū)帶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，膏球溶蝕孔和膏?？椎目紫吨兄蛋霃娇蛇_(dá)0.1～1mm，而由石灰?guī)r白云石化、重結(jié)晶形成晶間孔的孔隙中值半徑僅為5～20μm，白云巖溶蝕形成的晶間溶孔孔隙中值半徑為10～100μm。

巖心樣品的分類統(tǒng)計(jì)為客觀評(píng)價(jià)各類儲(chǔ)層提供了基礎(chǔ)資料（表2）?？?縫結(jié)合型儲(chǔ)層物性最佳——孔隙度高，滲透率最高，含水飽和度較低；孔洞型樣品孔隙度最高，滲透性中等，含水飽和度最低；裂縫型儲(chǔ)層滲透性中等偏上，孔隙度低、含水飽和度較高；基質(zhì)孔隙型儲(chǔ)層（滲透率K＞0.1μm2的有效儲(chǔ)層）孔隙度中等，滲透性較低，含水飽和度中等；基質(zhì)孔隙型無效儲(chǔ)層（滲透率K＜0.1μm2）孔滲性最差，含水飽和度最高（需要說明的是，因?yàn)闇y(cè)定不包括部分碎裂樣，實(shí)際滲透率應(yīng)該比測(cè)定的好）。由數(shù)據(jù)可見，“縫”對(duì)滲透率貢獻(xiàn)明顯，孔、洞對(duì)孔隙度貢獻(xiàn)較大。在統(tǒng)計(jì)樣品中，基質(zhì)孔隙型儲(chǔ)層樣占63%，裂縫型儲(chǔ)層樣占23%，孔洞型儲(chǔ)層樣占13%，孔-縫型儲(chǔ)層樣占1%。

表2 靖邊氣田不同孔縫類型巖心物性參數(shù)表

構(gòu)造縫隙、成巖縫隙在產(chǎn)能上的貢獻(xiàn)受到普遍肯定。但資料顯示（圖4），氣井的產(chǎn)能和氣層厚度（據(jù)電測(cè)解釋）仍有密切關(guān)系（日產(chǎn)10×104m3以上的氣井其氣層厚度均≥4m），這說明裂縫對(duì)產(chǎn)能的貢獻(xiàn)可能在總體上未超過孔隙（洞）。

圖4 靖邊氣田單井平均日產(chǎn)氣量與氣層厚度的關(guān)系

本區(qū)孔隙以石膏、白云石溶解以及石灰?guī)r白云石化、重結(jié)晶體積收縮等形成孔隙為主要成因類型?？紫兜漠a(chǎn)生和消失主要取決于巖相，巖相又依賴于沉積相。靖邊氣田馬五段碳酸鹽巖共分12種微相，潮上帶為云泥坪、膏鹽洼地、膏云坪、含膏云坪等6種；潮間帶分云坪、潮間灘、泥云坪等4種；潮下帶分潮下灘、灰坪2種。其中，含膏云坪最有利，其次為含藻云坪，此環(huán)境下形成的含硬石膏結(jié)核泥微晶白云巖及含藻白云巖在成巖階段產(chǎn)生了大量硬石膏結(jié)核溶孔、次生晶間孔和晶間溶孔。圖5展示了部分小層的微相劃分及有利相帶，各層總的由西向東從潮上往潮間、潮下遞變，有利相帶主要分布在氣田中、西部的潮上、潮間帶，部分延展至氣田以東，各層呈疊合聯(lián)片。

楊俊杰等［10］、黃思靜等［11］通過碳酸鹽等成巖模擬試驗(yàn)獲得三點(diǎn)結(jié)論：①石灰?guī)r、石膏的溶解度隨溫度、壓力增加而減少，白云巖溶解度隨溫度、壓力增加而增加?？梢娛?guī)r、石膏主要在地表、淺層溶解，白云巖在地下深處溶解；②在整個(gè)成巖演化過程中，石膏的溶解量遠(yuǎn)大于碳酸鹽溶解量；③石膏的存在可以促進(jìn)白云巖在低溫階段的溶解。

本文要補(bǔ)充的是：①相比碳酸鹽而言，石膏屬于優(yōu)先溶解礦物，而石膏、碳酸鹽總體都是難溶礦物，因而石膏既不能沒有，也不可太多?？偠灾院喟自茙r、含膏云坪為最佳，石膏質(zhì)白云巖、膏巖基本不產(chǎn)生溶孔；②既然白云巖溶解度隨溫度、壓力增加而增加，反過來，必然會(huì)隨構(gòu)造抬升即溫度降低而充填。

圖5 靖邊氣田奧陶系馬五段部分層段沉積微相展布

構(gòu)造抬升幅度主要根據(jù)以下事實(shí)確定。（1）鄂爾多斯盆地各地區(qū)奧陶系鏡質(zhì)體反射率（Ro）與現(xiàn)今埋深關(guān)系和裂變徑跡資料指示的抬升幅度；（2）采用Easy Ro熱史正演模擬方法計(jì)算后期剝蝕量（見后文）；（3）據(jù)王可仁等①王可仁，付智雁，奕琴，等.鄂爾多斯盆地奧陶系碳酸鹽巖生烴評(píng)價(jià).1993.研究，盆地中部奧陶系Ro由西北向東南增加；（4）據(jù)地質(zhì)資料確定，抬升剝蝕時(shí)間應(yīng)在晚白堊世至古近紀(jì)，剝蝕最多的是下白堊統(tǒng)，其抬升幅度與白堊系殘留厚度應(yīng)呈鏡像關(guān)系。綜合考慮以上因素，從靖邊氣田西北向東南，白堊系剝蝕量分別取1000～1400m，如圖6。據(jù)此推算的奧陶系頂最大埋深為4500～5000m，北高南低，略帶向斜勢(shì)。后期抬升幅度最大處位于氣田東南，那里既是埋深大也是抬升幅度大的地區(qū)。埋深大，利于白云巖溶解；抬升幅度大，利于白云巖中礦物的析出和充填。目前這里屬于巖性致密帶（圖1），后期抬升導(dǎo)致充填是一種可能因素。

圖6 靖邊氣田后期抬升幅度及恢復(fù)奧陶系頂最大埋深圖

2.3 圈閉

以地層圈閉和巖性圈閉為主，古構(gòu)造決定油氣充注方向。

關(guān)于圈閉類型，目前多數(shù)人認(rèn)為以地層圈閉和巖性圈閉為主。也有人認(rèn)為，低幅和微幅構(gòu)造起著復(fù)合作用。筆者以為，現(xiàn)今構(gòu)造并不起作用。如圖7所示，氣田座落在西傾單斜構(gòu)造背景上，其上確有一些北東走向的鼻狀褶皺，但它們均朝著上傾方向開口。

古構(gòu)造是否起過作用呢？本文以鉆孔分層資料（600余口井）為主再現(xiàn)了不同時(shí)期的構(gòu)造演變，大體分三個(gè)階段：（1）自奧陶系沉積后直至三疊系沉積前，靖邊地區(qū)呈向東敞開的半圓形盆地，氣田位于坡折帶上；（2）印支—燕山期，靖邊地區(qū)呈寬平的南傾向斜；（3）喜馬拉雅期，反轉(zhuǎn)為西—西南傾單斜。

印支—燕山期是主要成藏期，成藏期的古構(gòu)造面貌對(duì)油氣充注入口、運(yùn)移方向有決定性作用。如圖7甲烷碳同位素資料指示，一股以奧陶系氣源為主的氣來自氣田南部，向北運(yùn)移。李賢慶等［12］對(duì)此也有相同結(jié)論。另有兩個(gè)就近的小股氣源，說明奧陶系氣源充注方向主要受古構(gòu)造和自身生烴能力決定。石炭系煤系氣主要從東部侵入，向西擴(kuò)散，受古地貌溝槽同時(shí)也受到西高東低的古構(gòu)造面貌控制。根據(jù)靖邊氣田-2 000 m基準(zhǔn)面壓力圖（圖8），在相同構(gòu)造高度下東部壓力高、西部壓力低。東部的“高”，很可能說明石炭系地層水主要從東部入侵，在向西擴(kuò)散時(shí)致密帶內(nèi)增壓不敏感。

圖7 甲烷碳同位素指示天然氣運(yùn)移方向

三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)是局部構(gòu)造較發(fā)育的時(shí)期。構(gòu)造類型有鼻隆、短軸背斜、穹隆等（注：這里所指的“構(gòu)造”只是相對(duì)高點(diǎn)，由于幅度小，地震難以解釋）。三疊紀(jì)末，下奧陶統(tǒng)馬家溝組五段3層（馬五3）頂在平底凹槽內(nèi)共發(fā)育23個(gè)局部構(gòu)造高點(diǎn)，其中18個(gè)局部構(gòu)造高點(diǎn)上面分布高產(chǎn)井；侏羅紀(jì)末馬五3頂在平底凹槽內(nèi)共發(fā)育16個(gè)局部構(gòu)造高點(diǎn)，其中13個(gè)上面分布高產(chǎn)井（圖9）。但是，也有相當(dāng)部分高產(chǎn)井與構(gòu)造高點(diǎn)不相吻合，可見古構(gòu)造對(duì)油氣富集有一定幫助，但不如孔隙所起的作用大。

圖8 靖邊氣田-2000m高程基準(zhǔn)面壓力圖

2.4 氣藏流體

具有負(fù)壓、垂向均一、平面非均質(zhì)的特點(diǎn)。

靖邊氣田在流體性質(zhì)方面有兩個(gè)顯著特點(diǎn)。（1）平面上非均質(zhì)性嚴(yán)重，但縱向上一致性很好。平面上非均質(zhì)性的例子可見圖3、圖7和圖8，縱向上一致性的例子見表3。平面非均質(zhì)性主要受低滲透特性、物性的非均一性和致密帶控制，是氣體分子交換和壓力傳遞不暢的表現(xiàn)；縱向一致性可能是風(fēng)化殼裂隙和縫洞在垂向上的溝通所致。（2）負(fù)壓。絕大多數(shù)井的氣層壓力系數(shù)小于1，如圖10。鄂爾多斯盆地低壓油氣藏十分普遍，不僅奧陶系氣藏，還包括上古生界氣藏、三疊系油藏，這就要從區(qū)域地質(zhì)條件上去考慮其獨(dú)特性。

圖9 靖邊氣田下奧陶統(tǒng)馬五3層內(nèi)幕構(gòu)造演變圖

表3 靖邊氣田部分井馬五段不同層天然氣及其碳同位素組成

鄂爾多斯盆地是個(gè)半開放性盆地，四周均有地層出露，西緣是黃河水供水區(qū)，東緣是泄水區(qū)，北部有中生界、二疊系出露，盆地本部從南北向中線向東至山西，出露中生界和古生界，全套地層呈傾斜狀，向西南傾斜。由于埋深大，西南端部的三疊系、古生界應(yīng)該是完全密封的，這樣，每一套儲(chǔ)層在北部和東部單面“開口”。

圖10 靖邊氣田氣層壓力隨深度變化圖

三疊系、石炭系—二疊系、奧陶系均是以非均質(zhì)、低滲透聞名的巖性油氣藏，它們的共同特點(diǎn)是油氣占據(jù)了物性相對(duì)好的部分（好的物性毛管阻力小，是油氣入侵的突破口），其周圍包裹部分往往是低滲透致密帶。致密帶密封是一種相對(duì)密封，猶如“只出不進(jìn)、傳壓不傳流（體）”的單流閥，多余的壓力可以排出，但與外界不產(chǎn)生流體交換。由于縱向上的封隔，油氣層的靜水柱壓力實(shí)際上取決于它的最低排泄口（可以是本層的排泄口，也可能追索至上一層的排泄口）到氣層之間的垂直水柱高度（如圖11）。就像一個(gè)傾斜的敞口瓶其液面必然低于直立瓶一樣，實(shí)際靜水柱高度必然低于從井口到油氣層之間的名義靜水柱高度，從而出現(xiàn)負(fù)壓油氣藏。當(dāng)然，負(fù)壓油氣藏的成因可能有多種，但這是開放性盆地巖性油氣藏一種極為普遍的成因。

圖11 半開放盆地巖性油氣藏負(fù)壓形成機(jī)理

2.5 氣水關(guān)系

具有有水不見水層，分隔“臥底”保存的特點(diǎn)。

前人已對(duì)靖邊氣田地層水性質(zhì)和展布作了大量研究。靖邊氣田氣層含水普遍，但出水量一般不大。在常年生產(chǎn)井中，水氣比逐漸降低或穩(wěn)定的占79.5%,呈上升趨勢(shì)的僅占20.5%［13］。李建奇等［14］認(rèn)為，氣藏中存在多處富水區(qū)，但不屬邊水或底水，而是由于地層較強(qiáng)的非均質(zhì)性及多次構(gòu)造變動(dòng)，受致密巖性遮擋，在相對(duì)低構(gòu)造部位積存下來的沉積及成藏滯留水。王彩麗等［15］研究認(rèn)為，靖邊氣田馬五1氣藏地層水具有高礦化度、高鍶鋇、高鈣鈉、組分穩(wěn)定的特點(diǎn)，CaCl2水型，表現(xiàn)為深盆滯留水特征。

靖邊氣田奧陶系地層水分布主要表現(xiàn)為“量小、呈斑塊分布”，這主要和氣藏的特殊性質(zhì)有關(guān)。

靖邊氣田雖然是一個(gè)整裝氣田，但巖性相對(duì)致密、物性相對(duì)較差、儲(chǔ)層非均質(zhì)性很強(qiáng)，也是一個(gè)被致密帶和石炭系分割的多氣水界面層狀氣藏。在加里東末期風(fēng)化剝蝕階段，由于流水下切作用，不免要產(chǎn)生一些“漏斗”狀縫洞體。同時(shí)，在多期不同方向構(gòu)造擠壓力的作用下也產(chǎn)生過一些向斜褶曲和低洼構(gòu)造。成藏過程中，天然氣占據(jù)了物性好的空間，驅(qū)除了其中絕大部分地層水，而且已排出去的水不可能再回到儲(chǔ)集體中來，這就是“水少”的原因。同時(shí)，也不管后期構(gòu)造發(fā)生怎樣的變動(dòng)，孔滲儲(chǔ)集體中的氣和致密巖石中的水均不可能發(fā)生位置變動(dòng)。在整體含氣的大型空腔內(nèi)，分隔保存的地層水主要賦存在氣藏下傾方向、侵蝕漏斗內(nèi)和向斜等低洼位置。當(dāng)發(fā)生構(gòu)造變動(dòng)時(shí)，一部分地層水仍會(huì)殘留原地，一部分則流向構(gòu)造下方，氣相對(duì)不動(dòng)。所以，“有水不見水層，分隔臥底保存”乃是致密巖性氣藏的一種特有景象。

2.6 成藏期

從印支期開始，以燕山期為主。

Easy Ro軟件是目前用來重建古地溫的一種手段。它主要以被模擬地區(qū)Ro—深度關(guān)系線為參照標(biāo)準(zhǔn)，通過人機(jī)交互，不斷試探可能出現(xiàn)的地溫梯度變化模型和地層剝蝕厚度開展正演模擬，在達(dá)到模擬關(guān)系線與實(shí)測(cè)關(guān)系線完全吻合的情況下即可確定出該地區(qū)地溫梯度變化模型和地層剝蝕厚度。

在鄂爾多斯盆地西部天環(huán)向斜、中部靖邊氣田、東部麒麟溝—鎮(zhèn)川堡三個(gè)地區(qū)各建一條Ro—深度關(guān)系線。根據(jù)模擬,三地地溫梯度變化模型完全一致。自石炭系沉積以來，地溫梯度從（3.0～3.2)℃/100m開始，總體成緩慢上升趨勢(shì)（圖12），至晚白堊世抬升前達(dá)到最大，約3.5℃/100m,然后逐步遞減，至現(xiàn)今為（2.8～3.0)℃/100m。據(jù)模擬計(jì)算,三地區(qū)晚白堊世以來地層剝蝕厚度大致為500m、1300m、1800m，石炭系、奧陶系（頂部）源巖的成熟排烴始于三疊紀(jì)，大量排烴在侏羅紀(jì)晚期至白堊紀(jì)早期。

3 靖邊氣田成藏條件的四個(gè)有利“搭配”

（1）封閉海域與寬闊坪臺(tái)搭配造就有利生儲(chǔ)相帶

圖12Easy Ro法模擬S159井熱史、源巖成熟生烴史圖

奧陶系沉積期間，受中央古隆起分隔，鄂爾多斯地區(qū)西南緣和中東部分屬兩個(gè)不同性質(zhì)的海域。西南緣屬開放性海域，早期沉積淺水臺(tái)地相石灰?guī)r（后期白云石化），中期沉積深水坡相泥灰?guī)r、深盆相頁巖、淺水坡相砂巖，晚期沉積淺水斜坡相石灰?guī)r。中東部僅存早期沉積，總體上屬于封閉性海域，受海平面升降影響形成石灰?guī)r與白云巖韻律層，馬家溝組二、四、六段為海平面上升期，沉積局限海臺(tái)地相石灰?guī)r；一、三、五段為海平面下降期，沉積蒸發(fā)潮坪相白云巖、含膏白云巖。據(jù)此認(rèn)為，鄂爾多斯地區(qū)中東部是由古陸、古隆、分隔脊（根據(jù)該區(qū)和華北海在巖相上的差別，推斷它們之間必然存在“分隔脊”）所圍限的封閉海域，是一個(gè)與華北地臺(tái)既相統(tǒng)一又相分隔的“獨(dú)立坪臺(tái)”。在坪臺(tái)東側(cè)已證明有一個(gè)巖鹽蘊(yùn)藏量豐富的鹽湖（如圖13）。應(yīng)當(dāng)說，這種隆、坪、凹古地理格局的形成決不僅僅是風(fēng)化切割的結(jié)果，而是區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)作用下古構(gòu)造面貌的反映。

鄂爾多斯地區(qū)中東部的封閉沉積環(huán)境為烴源巖、儲(chǔ)集體發(fā)育準(zhǔn)備了有利條件。弱水動(dòng)力和鹽水絕氧形成富藻紋層、富藻結(jié)核的隱藻碳酸鹽源巖；封閉水面、過度蒸發(fā)形成易溶蝕的含膏白云巖儲(chǔ)層，向東至米脂鹽湖方向石膏含量增加、溶蝕作用減弱又帶來巖性圈閉因素。

值得一提的是，將上述“封閉環(huán)境”這一有利因素給予發(fā)揚(yáng)的是與之相匹配的“寬闊坪臺(tái)”。該坪臺(tái)地勢(shì)平緩，面積寬廣，從西向東依次發(fā)育泥云坪、含膏云坪、云坪/石膏，并在縱向上交替出現(xiàn)，從而將有利烴源巖、有利儲(chǔ)集體的發(fā)育擴(kuò)展到一個(gè)較大范圍，為大氣田的形成準(zhǔn)備了充足的生烴、儲(chǔ)層物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖13 鄂爾多斯盆地奧陶系古地理景觀

（2）剝蝕脊與侵蝕溝搭配形成層狀溶蝕水流

剝蝕脊是近期研究提出的概念。它是奧陶系風(fēng)化殼在原東勝古陸和中央古隆起背景上再度發(fā)生構(gòu)造擠壓、褶曲隆升，經(jīng)削蝕夷平后形成的地貌單元。而侵蝕溝則是平坦地層經(jīng)水流切割形成的溝槽（圖1）。在天然氣產(chǎn)出過程中，裂隙也起著重要作用，特別是孔洞不發(fā)育時(shí)（這是多數(shù)情況）裂縫的作用比較大。

剝蝕脊處于構(gòu)造高部位，裂隙、孔洞相對(duì)發(fā)育，在淡水淋濾階段，它是大氣水下潛的“入口”，在長期的水流穿鑿、溶蝕作用下逐漸形成面狀潛水流，達(dá)到層狀溶蝕效果。而侵蝕溝作為潛水流出口與之形成回路，使溶蝕作用得以穩(wěn)定持久地進(jìn)行，這就是含膏白云巖溶孔形成的主要模式。應(yīng)當(dāng)指出的是，靖邊氣田奧陶系儲(chǔ)層孔隙至少包括淡水淋溶、深部巖溶、準(zhǔn)同生白云石化三種成因，淡水淋溶僅僅是其中一種，但也是主要的一種成因類型。

（3）切割與充填、溶蝕與充填搭配形成地層與巖性遮擋

在加里東末期至海西早期長達(dá)1.4億年的沉積間斷中，奧陶系頂面的“山頭”被削平，丘陵被縱橫交錯(cuò)的溝壑切割，整塊的馬五段頂?shù)貙颖环指畛晒铝⒌摹败焙汀败薄ｋm然從儲(chǔ)集角度來說，溝槽中缺失主要儲(chǔ)集體從而導(dǎo)致鉆井落空，但是從溶蝕和圈閉的角度看卻有其有利的一面。本溪組鋁土質(zhì)泥巖、暗色泥巖充填在溝槽中有利于地層圈閉的形成，從而保證后期構(gòu)造反轉(zhuǎn)時(shí)天然氣被持續(xù)封閉。同樣，孔隙充填作用盡管破壞了一部分孔隙，但它和溶蝕作用的搭配卻形成了巖性圈閉，這也是保證后期構(gòu)造反轉(zhuǎn)時(shí)天然氣被持續(xù)封閉的重要因素。

（4）孔隙空間與裂隙網(wǎng)絡(luò)搭配使得儲(chǔ)產(chǎn)兼得

研究證明，為靖邊氣田產(chǎn)能作出貢獻(xiàn)的不僅是孔隙，還有裂縫。據(jù)50口井巖心觀察統(tǒng)計(jì)，其中32口井巖心見到裂縫,大部分為半充填,縫寬0.5～1mm，縫長30mm至100mm以上，縫密度為（5～50）條/m。這些半充填裂縫有助于酸化改造和取得好的效果。很顯然，

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編輯：金順愛

Characteristics and Origin of Gas Reservoirs and the Favorable Geological Conditions in Jingbian Gasfield,Ordos Basin

Chen Anding,Dai Jinyou,Wang Wenyue

This research indicates that gas reservoirs in Jingbian Gasfield,Ordos,are characteristic of：⑴Gas is supplied by mixed gas sources from two directions;⑵Reservoir space are dominated by anhydrite-dissolved and dolomitized pores and subordinated by fractures;⑶Stratigraphic and lithogic traps are common and paleostuctures control the direction of hydrocarbon migration and emplacement;⑷Fluids in gas reservoirs are of heterogencity and negative pressure feature;⑸Formation water are compartmentally preserved without water beds.The mechanism resulting in these characteristics are discussed.The main geological factors leading to gas accumulation are owing to four"fitting match"conditions:⑴The match of enclosed sea with wide flats brings up good source-reservoir facies belt;⑵The match of erosion ridges with erosion grooves builds up layered dissolved currents;⑶The match of cutting with filling,and dissolution with filling,forms stratigraphic traps and lithologic traps;⑷The match of pore space with fissures nets gets to both gas reserves and output.

Mixed gas source;Carbonate reservoir;Origin of Gas reservoir;Jingbian Gasfield;Ordos Basin

TE112.31

A

1672-9854(2010)-02-0045-11

2009-05-29

Chen Anding：male,Prof.Geologist.Add:Geological Research Institute of Jiangshu Oilfield Company,SINOPEC,1Wenhui Xi Rd.,Yangzhou,Jiangsu,225009 China