試論鄂爾多斯盆地蘇里格氣田的成藏機(jī)理

【摘要】鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的蘇里格氣田是我國(guó)目前探明的天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量最大的氣田。蘇里格氣田的氣體生成、運(yùn)移和保存條件相對(duì)比較好、完整，氣源巖主要為石巖。蘇里格氣田的有效儲(chǔ)層主要為灰白色粗中粒石英砂巖、巖屑石英砂巖。蘇里格氣田的儲(chǔ)集類型屬孔隙性儲(chǔ)層，孔隙類型以巖屑溶孔和粒間溶孔為主。儲(chǔ)層具有低孔、低滲特征。二疊系海陸過渡相至陸相的含煤地層，所產(chǎn)生的氣為成熟裂解氣；氣田處于油氣就近運(yùn)移的指向帶上，利于天然氣富集；砂體的儲(chǔ)集物性橫向非均質(zhì)性強(qiáng)，構(gòu)造沒有對(duì)天然氣形成影響，以致局部形成透鏡。

【關(guān)鍵詞】成藏規(guī)律；鄂爾多斯盆地；成藏機(jī)理

蘇里格氣田是上、下古生界含氣層系疊合發(fā)育區(qū)，天氣生成、運(yùn)移和保存條件較好。氣源巖主要為石炭二疊系海陸過渡相至陸相的含煤地層，天然氣為高成熟裂解氣，蘇里格氣田處于就近運(yùn)移的指向帶上，條件非常利于天然氣富集，并且地質(zhì)構(gòu)造沒有對(duì)天然氣構(gòu)成影響，砂體的儲(chǔ)集物性橫向非均質(zhì)性很強(qiáng)，有一定的規(guī)律。成藏條件皆成大型化發(fā)育，源儲(chǔ)緊密接觸是大型化成藏的基礎(chǔ)。天然氣大型化成藏的重要條件是源灶埋藏期規(guī)模儲(chǔ)蓄能量，抬升規(guī)模排氣。它表現(xiàn)為巖性氣藏集群式成藏，總體規(guī)模大。

一、成藏基本條件

蘇里格氣田氣藏壓力為低壓原因是埋藏深及沉淀配置、構(gòu)造演化和油氣成藏幾種因素的共同作用。蘇里格氣田經(jīng)歷了氣藏壓力逐漸降低的演化過程。

1、氣源巖與儲(chǔ)集層

蘇里格氣田屬上古生界含氣系統(tǒng)天然氣。來源比較單一。蘇里格氣田與附近的烴源巖生氣強(qiáng)度分布于18@108-40@108立方米/平方公里之間，處于生氣高峰期具備形成中型氣田的烴源巖條件。下石盒子組底部的盒砂體和山西組上部的山砂體構(gòu)成了蘇里格氣田主力層。中粒層、含礫層石英砂巖構(gòu)成了盒山段儲(chǔ)層，儲(chǔ)層空間以各種類型次生溶孔為主。

2、蓋層

100米以上的穩(wěn)定的河漫湖相泥質(zhì)巖構(gòu)成了上古氣藏的區(qū)域蓋層。覆泥巖及上傾方向致密泥巖為藏的直接蓋層及側(cè)向提供了良好的封堵條件，形成了較強(qiáng)的封蓋能力，形成了良好的蓋層。蘇里格氣田大型巖性氣藏體系的基礎(chǔ)地質(zhì)條件的形成得益于豐富的烴源巖、近南北展布的帶狀砂巖體、廣厚的區(qū)域蓋層以及分流間灣、支間洼地、河漫相泥巖等致密砂巖的遮擋。

二、天然氣成藏地質(zhì)特征

1.生、排烴特征

受鄂爾多斯盆地晚古生代至中生代連續(xù)沉降沉積特征的影響，蘇里格及鄰區(qū)的烴源巖熱演化為連續(xù)過程。烴源巖在快速埋藏期溫度達(dá)到80-90e（Ro-0.6%-0.8%開始生氣，整個(gè)侏羅紀(jì)時(shí)期由于沉降緩慢，烴源巖未達(dá)到生氣高峰，生成的天然氣較少；而在快速埋藏期恰好與熱異常事件相對(duì)應(yīng)。晚侏羅世早白堊世已進(jìn)入高成熟階段，氣田進(jìn)入生、排氣高峰期，從烴源巖生氣的整個(gè)過程看，均有天然氣的生成與排出，生氣期主要在K1時(shí)期。初次運(yùn)營(yíng)動(dòng)力來源于上古生界烴源巖進(jìn)入生、排烴高峰期的生烴增壓。成藏的主要驅(qū)動(dòng)力是蘇里格氣田的源儲(chǔ)剩余壓力差。

2.運(yùn)、儲(chǔ)體系特征

砂體、斷裂、微裂是蘇里格氣田的主要通道，一低滲透砂體組成體系為主。儲(chǔ)集層的天然氣由烴源巖生產(chǎn)的天然氣進(jìn)入，它的滲流系統(tǒng)也由沉積期的裂縫和微裂隙的作用被改變。

蘇里格氣田儲(chǔ)氣層砂體具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性。主力儲(chǔ)集層為高石英含量骨架顆粒構(gòu)成的盒砂巖，加之生氣高峰前被有機(jī)酸所溶蝕，有較好的次生孔發(fā)育，成藏條件十分有利。

3.氣田的運(yùn)聚特征及圈閉條件分析

蘇里格地區(qū)在晚三疊世及早白堊世時(shí)期均處低勢(shì)地區(qū)，對(duì)天然氣的聚集十分有利。東部米脂凹陷烴源巖首先于晚三疊發(fā)育成熟，其生成的烴類逐步運(yùn)移至氣田儲(chǔ)集層，在氣田在上古紀(jì)早期成藏階段由于石盒子的湖相泥巖區(qū)域還未形成封閉能力因而這一階段的匯聚氣體大都散失。早白堊紀(jì)的熱異常事件促使氣田周圍儲(chǔ)集層下的烴源巖成熟，并運(yùn)移進(jìn)入蘇里格氣田形成超壓氣藏，此時(shí)蘇里格氣田泥質(zhì)封蓋已經(jīng)形成了較強(qiáng)的封蓋能力，同時(shí)早白堊紀(jì)之后蘇里格地區(qū)沒有發(fā)生較強(qiáng)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，氣藏得以較完整的保存下來。

蘇里格氣田天然氣成分特征是較高的環(huán)烷烴含量，同時(shí)輕烴化合物的同構(gòu)組成十分相似，大分子特征明顯，這些特征均說明天然氣的煤系來源。此外，天然氣在輕芳烴含量上卻表現(xiàn)出明顯區(qū)域差異，例如南部的蘇1井輕芳烴苯/正已烷值為21.1，甲苯/正庚烷值為22.6含量均較高，而中部的蘇6井和蘇16井苯/正已烷值在3.2-11.7之間，甲苯/正庚烷在8.3-2.8之間，可以看出輕芳烴的含量逐步降低。分析認(rèn)為是在成藏初期的天然氣運(yùn)移過程中，發(fā)生了氣排水作用，從而使天然氣中的輕芳烴含量出現(xiàn)這一規(guī)律性變化。

三、蘇里格氣田成藏模式

氣田的快速成藏期在晚三疊，這一時(shí)期烴源巖主要生成的是含烴的CO2氣體。侏羅紀(jì)為緩慢埋藏期，由于地溫較高使得烴源巖進(jìn)一步埋藏升溫并逐步達(dá)到成熟階段。氣田在早白堊紀(jì)進(jìn)入快速埋藏期，烴源巖達(dá)到高成熟階段大量生氣。晚白堊紀(jì)后期由于氣層受到大量的方解石脈充填，使巖石的連通性變差而形成低滲氣藏?？傊?，蘇里格氣田天然氣藏為溶蝕成藏為主，晚期成藏，下生、上儲(chǔ)、頂成組合成藏模式。

四、結(jié)論

構(gòu)成蘇里格氣田氣藏體系的根本地質(zhì)條件是空間上有理想的生、儲(chǔ)、蓋組合，這種組合由豐富的烴源巖、帶狀砂巖、區(qū)域蓋層、直接蓋層構(gòu)成。蘇里格氣田晚藏期的氣藏保存較好，運(yùn)移方向自南而北，封蓋條件和圈閉有效性對(duì)其進(jìn)行控制。熱異常事件使?fàn)柖嗨古璧匚鞑康臒N源巖迅速形成提供氣源層。蘇里格氣田主要是河流沉積，于低滲透率、低孔隙度儲(chǔ)層，沉積相類型。成巖作用和沉積相、沉積微相形成控制儲(chǔ)能發(fā)育，辮狀河心灘沉積有利于儲(chǔ)層發(fā)育。

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