靖邊氣田氣藏特點(diǎn)、成因與成藏有利條件

陳安定，代金友，王文躍

（1中國(guó)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(guó)石油大學(xué)石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3中國(guó)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(guó)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(guó)石油大學(xué)石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3中國(guó)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(jiàn)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(zhǎng)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(guó)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(guò)論述。如靖邊氣田奧陶系氣是以?shī)W陶系來(lái)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(guò)近年來(lái)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(guó)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(jiàn)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(zhǎng)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(jiàn)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?shī)W陶系來(lái)源氣為主［1，7］，也有的認(rèn)為以石炭系來(lái)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(guó)內(nèi)外氣藏實(shí)例中很少見(jiàn)。

盡管過(guò)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(lái)看，腐泥氣、混合氣仍占大部分。

（2）過(guò)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?jī)H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(shuō)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(shuō)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(guò)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?？?、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(wú)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(shuō)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(jiàn)，“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(shuō)明裂縫對(duì)產(chǎn)能的貢獻(xiàn)可能在總體上未超過(guò)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(guò)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?jiàn)石灰?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(guò)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(méi)有，也不可太多。總而言之，以含膏白云巖、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(guò)來(lái)，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(jiàn)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(kāi)口。

古構(gòu)造是否起過(guò)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?shī)W陶系沉積后直至三疊系沉積前，靖邊地區(qū)呈向東敞開(kāi)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?shī)W陶系氣源為主的氣來(lái)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(shuō)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(shuō)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(jiàn)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(jiàn)圖3、圖7和圖8，縱向上一致性的例子見(jiàn)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(kāi)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(kāi)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(kāi)放性盆地巖性油氣藏一種極為普遍的成因。

圖11 半開(kāi)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(jiàn)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(lái)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(guò)一些向斜褶曲和低洼構(gòu)造。成藏過(guò)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(lái)，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(jiàn)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(kāi)始，以燕山期為主。

Easy Ro軟件是目前用來(lái)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(guò)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(kāi)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(lái)，地溫梯度從（3.0～3.2)℃/100m開(kāi)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(lái)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(kāi)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(yè)巖、淺水坡相砂巖，晚期沉積淺水斜坡相石灰?guī)r。中東部?jī)H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(shuō)，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(guò)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(lái)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(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(lái)說(shuō)，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(jiàn)到裂縫,大部分為半充填,縫寬0.5～1mm，縫長(zhǎng)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(ài)

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