鄂爾多斯盆地中東部奧陶系馬家溝組天然氣成藏特征及勘探潛力

王禹諾，任軍峰，楊文敬，趙偉波，丁雪峰，黃正良

（1 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）； 2 低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室）（3 中國石油長(zhǎng)慶油田公司勘探開發(fā)研究院； 4 中國石油長(zhǎng)慶油田公司）

1 引 言

鄂爾多斯盆地作為我國第二大沉積盆地，它是在太古代—古元古代結(jié)晶基底的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的多旋回疊合的克拉通盆地，早古生代寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)沉積了廣泛的海相碳酸鹽巖地層。 上世紀(jì)90年代在盆地中部奧陶系馬家溝組發(fā)現(xiàn)并探明靖邊氣田，揭開了盆地下古生界海相碳酸鹽巖天然氣勘探的序幕。隨著勘探及地質(zhì)研究的持續(xù)深入，在奧陶系馬家溝組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了上、中、下三套含氣組合［1］，上組合含氣層為馬家溝組五段1亞段至4亞段（簡(jiǎn)稱馬五1-4亞段），中組合含氣層為馬五5-10亞段，下組合含氣層為馬家溝組四段（簡(jiǎn)稱馬四段）—馬家溝組一段（簡(jiǎn)稱馬一段）（圖1），特別是近年來以中組合晶間孔型白云巖儲(chǔ)層為代表的新層系勘探不斷取得進(jìn)展，含氣范圍也不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)新增儲(chǔ)量規(guī)模超千億立方米，已經(jīng)成為盆地碳酸鹽巖天然氣勘探新的接替層系。截至2014年底，鄂爾多斯盆地奧陶系已經(jīng)累計(jì)探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量逾6 500億立方米，展現(xiàn)了盆地海相碳酸鹽巖層系良好的勘探潛力。

本文擬從盆地中東部奧陶系基本成藏特征的系統(tǒng)研究入手，以分析多種儲(chǔ)集體的成因及分布規(guī)律為切入點(diǎn)，并關(guān)注奧陶系自身海相烴源巖的生烴潛力，重點(diǎn)分析馬家溝組中下組合天然氣成藏特征和有利成藏圈閉類型，指明下一步勘探方向，以期能對(duì)盆地中東部奧陶系天然氣勘探部署有所啟示。

2 區(qū)域地層發(fā)育特征

鄂爾多斯盆地自下而上發(fā)育元古界、 古生界、中生界和新生界，沉積巖平均厚度約6000m，下古生界發(fā)育海相碳酸鹽巖沉積建造，上古生界—中生界發(fā)育海陸過渡相—陸相碎屑巖沉積建造。在早古生代奧陶紀(jì)，由于近南北向中央古隆起（也稱西部古隆起）的分隔作用，使得盆地西部與盆地中東部分屬祁連海和華北海兩大海域，地層發(fā)育特征存在顯著的差別。 盆地中東部主要發(fā)育下奧陶統(tǒng)冶里組、亮甲山組和馬家溝組，以淺水碳酸鹽巖臺(tái)地相的白云巖及石灰?guī)r沉積為主，而且由于后期遭受剝蝕，大部分地區(qū)頂部均出露馬五段白云巖，僅局部地區(qū)殘留馬家溝組六段（簡(jiǎn)稱馬六段）石灰?guī)r（圖1）；而盆地西部奧陶紀(jì)地層發(fā)育齊全，中下奧陶統(tǒng)主要為碳酸鹽巖臺(tái)地相和深水碳酸鹽巖斜坡相的石灰?guī)r及泥灰?guī)r的沉積。

圖1 鄂爾多斯盆地中東部奧陶系地層柱狀圖

中東部的下奧陶統(tǒng)馬家溝組是盆地主要的海相碳酸鹽巖含氣層位，可劃分為六個(gè)巖性段，其中馬一段、 馬三段和馬五段為膏質(zhì)白云巖與膏鹽巖發(fā)育段，馬二段、馬四段和馬六段為石灰?guī)r和白云巖發(fā)育段（圖1）。 馬五段自上而下進(jìn)一步劃分為10個(gè)亞段，其中上組合的馬五1-2和馬五4亞段是靖邊風(fēng)化殼大氣田的主力產(chǎn)層，而中組合馬五5-10亞段已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了局部高產(chǎn)的巖性圈閉氣藏，有望形成新的接替層系。

3 烴源巖條件

勘探及研究表明，鄂爾多斯盆地的奧陶系天然氣來源于兩套不同的烴源巖，一套為上古生界石炭系—二疊系海陸過渡相煤系烴源巖，另一套為下古生界海相碳酸鹽巖烴源巖，這兩套烴源巖對(duì)盆地奧陶系天然氣成藏的貢獻(xiàn)有所不同。

3.1 上古生界石炭系—二疊系海陸交互相煤系烴源巖

晚古生代晚石炭世—二疊紀(jì)，鄂爾多斯盆地在陸表海背景上沉積了近海平原海陸過渡相—陸相含煤碎屑巖沉積建造，地層中的煤層累計(jì)厚度一般為10～30 m，已有實(shí)驗(yàn)分析顯示其有機(jī)碳含量達(dá)70.8%～83.2%［2］，分布范圍廣且厚度穩(wěn)定，生烴能力強(qiáng)，是一套優(yōu)質(zhì)烴源巖，在晚侏羅世—早白堊世末期達(dá)到生排烴高峰，生氣強(qiáng)度為(10～40)×108m3/km2。從該套烴源巖的生烴強(qiáng)度平面分布圖（圖2）中可以看出，在盆地中東部存在兩個(gè)強(qiáng)生烴中心，東部強(qiáng)生烴中心位于米脂—延川一帶，西部強(qiáng)生烴中心位于定邊—華池一帶。 奧陶紀(jì)末期，由于鄂爾多斯盆地整體抬升，遭受了約1.3億年風(fēng)化剝蝕，奧陶紀(jì)地層由東向西逐層向下剝蝕，至中央古隆起區(qū)則已剝蝕至馬家溝組下組合，由此造成馬家溝組上、中、下組合的不同層系依次與上古生界石炭系—二疊系煤系烴源巖直接接觸，從而形成良好的上生下儲(chǔ)的源儲(chǔ)配置關(guān)系。此外，盆地中東部的馬家溝組上組合及中央古隆起附近的中下組合已發(fā)現(xiàn)氣藏的天然氣成分主要為甲烷，且天然氣的碳同位素普遍偏重，大部分樣品δ13C1分布在-35‰～-31‰，這些特征與上古生界蘇里格氣田的天然氣特征高度相似，說明在上述地區(qū)，奧陶系不同層系中成藏的這部分天然氣主要源自上古生界石炭系—二疊系煤系烴源巖［2］。

3.2 下古生界奧陶系海相烴源巖

自靖邊氣田發(fā)現(xiàn)后，針對(duì)鄂爾多斯盆地下古生界生烴能力的研究較多［3-10］，但爭(zhēng)議也較大。 近年來，隨著勘探的逐漸深入，在中央古隆起東側(cè)遠(yuǎn)離奧陶系風(fēng)化殼的馬家溝組中下組合也相繼獲得好的含氣顯示，例如盆地東部的龍?zhí)?井及統(tǒng)74井（位置見圖3）產(chǎn)氣層段距奧陶系風(fēng)化殼頂面近300 m，且中間被厚達(dá)百米左右的膏鹽巖所分隔，天然氣碳同位素明顯偏輕，樣品δ13C1主要分布在-40‰～-38‰，表明為海相成因的天然氣[11］，這個(gè)特征促使研究者對(duì)盆地奧陶系海相烴源巖進(jìn)行了重新認(rèn)識(shí)[12-14］。

圖2 鄂爾多斯盆地中東部上古生界烴源巖生烴強(qiáng)度（據(jù)文獻(xiàn)［2］）

圖3 鄂爾多斯盆地中東部奧陶系馬家溝組三段沉積相圖

盆地中東部馬五段、 馬三段及馬一段均為海退旋回沉積（圖3），在研究區(qū)東部米脂地區(qū)發(fā)育缺氧、強(qiáng)還原環(huán)境的膏鹽洼地，環(huán)鹽洼地周緣則發(fā)育含藻類泥質(zhì)白云巖及膏質(zhì)白云巖沉積，這有利于形成有機(jī)質(zhì)豐度較高的海相烴源巖層，而且，由于馬家溝組沉積期頻繁短周期的海侵—海退變化，造成了這種有利烴源巖發(fā)育層段在縱向上多層疊置出現(xiàn)。 對(duì)于馬家溝組的烴源巖條件分析已經(jīng)有大量的數(shù)據(jù)，其中也不乏大量TOC大于1%的數(shù)據(jù)，但是受盆地長(zhǎng)期集中于風(fēng)化殼氣藏勘探所局限，這些數(shù)據(jù)的利用大多針對(duì)的是馬家溝組頂部馬五1-4亞段，它們與上古生界煤系地層距離一般不超過80 m。因此，為避免此前樣品采集層段的局限性，本次研究中主要選取的樣品都采自馬家溝組中下組合，且部分地層上覆的為膏巖層，這些數(shù)據(jù)的獲取同時(shí)也是得益于近年來盆地的勘探逐漸向深層拓展，已經(jīng)有大量探井鉆遇或鉆穿了馬家溝組中下組合。 有機(jī)質(zhì)豐度統(tǒng)計(jì)分析表明，靖邊西側(cè)及米脂膏鹽洼地周邊地區(qū)發(fā)育奧陶系海相烴源巖，巖性以泥巖、膏質(zhì)白云巖、泥質(zhì)白云巖為主，有機(jī)碳含量一般為0.3%～1.68%，其中大于0.5%的樣品超過30%，單層厚度一般為1～3 m，累計(jì)烴源巖厚度10～20 m（圖4），具有一定的生烴能力。燕山運(yùn)動(dòng)末期該套烴源巖達(dá)到生排烴高峰期，生氣強(qiáng)度為(1～23)×108m3/km2。從該套烴源巖的生烴強(qiáng)度平面圖（圖5）中可以看出，在盆地中東部存在兩個(gè)生烴中心，北部生烴中心位于烏審旗一帶，南部生烴中心位于志丹一帶。該套烴源巖產(chǎn)生并排出烴類后，垂向或側(cè)向運(yùn)移至馬家溝組中下組合的白云巖儲(chǔ)層中，便可形成自生自儲(chǔ)型天然氣藏。

4 主要儲(chǔ)集體類型

鄂爾多斯盆地奧陶系為一個(gè)完整的海侵—海退的沉積旋回，具有緩慢海侵、快速海退的特點(diǎn)。 自早奧陶世冶里期—亮甲山期海侵開始，馬家溝期表現(xiàn)為振蕩性海侵—海退，晚奧陶世快速海退，盆地內(nèi)部抬升為陸。由于馬家溝期反復(fù)振蕩的海侵—海退，形成了馬一段、 馬三段和馬五段海退旋回的蒸發(fā)臺(tái)地相沉積和馬二段、 馬四段和馬六段海侵旋回的開闊臺(tái)地相沉積。

圖4 鄂爾多斯盆地中東部馬家溝組中下組合中烴源巖厚度圖

圖5 鄂爾多斯盆地中東部奧陶系烴源巖生烴強(qiáng)度圖

馬家溝組沉積的這種旋回性特點(diǎn)在馬五時(shí)表現(xiàn)得非常顯著,馬五段根據(jù)其沉積特點(diǎn)與巖性組合可以自上而下劃分為10個(gè)亞段，其中馬五5、馬五7、馬五9均為短期海侵沉積，巖性以厚層石灰?guī)r、白云巖為主，而馬五4、馬五6、馬五8、馬五10 為海退旋回，膏鹽巖、含膏白云巖發(fā)育，縱向上表現(xiàn)為膏鹽巖沉積旋回與碳酸鹽巖沉積旋回交替出現(xiàn)的特征。 馬家溝組縱向上的沉積旋回性特點(diǎn)有利于形成巖溶風(fēng)化殼型及白云巖晶間孔型儲(chǔ)集體，這為中東部地區(qū)多套含氣組合的疊置發(fā)育奠定了基礎(chǔ)。

4.1 馬家溝組上組合風(fēng)化殼溶孔型儲(chǔ)層

馬家溝期，由于近南北向展布的中央古隆起的分隔作用，加之這一時(shí)期氣候干旱炎熱，造成盆地東部凹陷區(qū)為蒸發(fā)鹽盆，圍繞著它，呈環(huán)帶狀發(fā)育了膏質(zhì)白云巖坪、含膏白云巖坪（現(xiàn)今可以在馬五段中見到大量的硬石膏結(jié)核以及板條狀石膏晶體被溶蝕后所殘留的孔隙）和環(huán)陸泥質(zhì)白云巖坪沉積。馬五1-4沉積期，含硬石膏白云巖坪相帶在盆地中部靖邊地區(qū)近南北向展布，分布面積可達(dá)上萬平方千米，巖性以泥—細(xì)粉晶白云巖為主，并普遍含硬石膏結(jié)核等易溶礦物，分布范圍基本與加里東風(fēng)化殼期巖溶斜坡位置一致，該套地層經(jīng)歷風(fēng)化殼期的淋濾溶蝕，易形成溶蝕孔洞型儲(chǔ)層（圖6a）。 而且由于含膏層段的成層性好，形成的儲(chǔ)層段平面上分布連續(xù)、穩(wěn)定，這為風(fēng)化殼氣藏大面積的形成奠定了基礎(chǔ)［15］。

4.2 馬家溝組中下組合白云巖晶間孔型儲(chǔ)層

在馬五段馬五5、馬五7、馬五9亞段所對(duì)應(yīng)的海侵階段，古隆起東側(cè)水體較淺，形成了臺(tái)內(nèi)灘相的以顆粒灰?guī)r沉積為主的淺水臺(tái)地環(huán)境；在馬五6、馬五8、 馬五10亞段所對(duì)應(yīng)的海退階段則處于蒸發(fā)環(huán)境，由于古隆起的間歇性暴露，來源于古隆起方向的大氣淡水與來自東部膏鹽洼地的富Mg2+流體在古隆起東側(cè)地區(qū)混合，形成混合水白云石化環(huán)境，使得白云巖晶間孔發(fā)育（圖6b）而有利于形成白云巖儲(chǔ)層［16］。 同時(shí)，在馬一段、馬三段及馬五6、馬五8、馬五10亞段的膏鹽巖發(fā)育段，由于發(fā)育含膏白云巖，所以，當(dāng)上部地層被剝蝕，遭受了類似的風(fēng)化淋濾作用、或者經(jīng)歷深部流體的溶蝕之后，也可形成與奧陶系頂部馬五1-4亞段類似的膏鹽礦物溶蝕形成的溶?？仔蛢?chǔ)集體。

此外，馬家溝組下組合馬二段、馬四段沉積時(shí)均處于盆地的海侵期，在靖西地區(qū)發(fā)育了與馬五5亞段類似的淺水臺(tái)地顆粒灘相沉積，并形成了類似的混合水白云石化環(huán)境，這樣，在白云石化及多期次多類型的巖溶作用下易于形成白云巖晶間孔型儲(chǔ)層。

圖6 鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組白云巖儲(chǔ)層特征

5 主要成藏圈閉類型

如前所述，上古生界煤系烴源巖是奧陶系馬家溝組上組合風(fēng)化殼和靖邊氣田西側(cè)馬家溝組中組合成藏的主要?dú)庠矗c受到加里東期風(fēng)化剝蝕的地層（呈現(xiàn)向古隆起方向的逐層接觸的形式）構(gòu)成上生下儲(chǔ)的成藏組合，從而發(fā)育兩種主要的圈閉類型［17-19］。同時(shí)由于奧陶系自身烴源巖的貢獻(xiàn)，在盆地東部遠(yuǎn)離奧陶系頂部風(fēng)化殼的馬家溝組中下組合，則發(fā)育受海相烴源巖供氣的自生自儲(chǔ)型巖性圈閉。

5.1 奧陶系頂部風(fēng)化殼“垂向運(yùn)移、溝槽遮擋”的上生下儲(chǔ)型地層圈閉

奧陶系馬家溝組上組合馬五1-4亞段以風(fēng)化殼儲(chǔ)層為主，它們與上覆的石炭系—二疊系煤系烴源巖地層直接接觸，故此時(shí)的圈閉受古地貌形態(tài)、古溝槽切割及充填封堵等因素所控制。 風(fēng)化殼儲(chǔ)層成層性好，而且橫向上連通性好、大面積連片分布，上覆的石炭系鋁土質(zhì)泥巖是其直接蓋層。另外，在晚燕山期東高西低的古構(gòu)造格局下，馬家溝組上組合馬五1-4亞段中發(fā)育的古侵蝕溝槽構(gòu)成風(fēng)化殼儲(chǔ)層上傾方向的致密遮擋，從而形成巖溶古地貌地層圈閉。在上古生界烴源巖的主生烴期，石炭系—二疊系煤系烴源巖的高強(qiáng)度生烴，在烴源巖、儲(chǔ)層之間剩余壓差的作用下，天然氣向下運(yùn)移、聚集成藏［17］，這種氣藏的含氣層位分布均勻，連片性好，氣藏規(guī)模大。

5.2 靖邊氣田西側(cè)“側(cè)向運(yùn)移、巖性遮擋”的上生下儲(chǔ)型巖性圈閉

馬家溝組中下組合中的白云巖的分布與沉積時(shí)的中央古隆起密切相關(guān)，如馬五5、馬五7、馬五9等亞段的沉積均處于短周期海侵，巖性的東西分異特征最為顯著，受中央古隆起控制下的混合水白云石化作用的影響，各層段白云巖主要分布在近南北向的古隆起的東側(cè)，即現(xiàn)今靖邊以西地區(qū)。由于受到沉積相帶東西分異的控制，白云巖向東相變?yōu)槭規(guī)r類沉積（圖7），之后受燕山期盆地東部抬升翹傾的影響，上傾方向的石灰?guī)r可以形成巖性遮擋，而且東高西低的構(gòu)造格局，有利于由上古生界煤系烴源巖生成的天然氣的側(cè)向運(yùn)移，并在巖性相變部位受巖性遮擋而聚集成藏（圖8）。

圖7 鄂爾多斯盆地中東部馬家溝組馬五7亞段沉積相圖

圖8 鄂爾多斯盆地靖邊氣田西側(cè)馬家溝組中組合成藏模式圖（據(jù)文獻(xiàn)［19］修改）

近幾年的勘探表明，這種圈閉類型的氣藏分布不連續(xù)，以局部的高產(chǎn)富集為特點(diǎn)。此外，馬五7、馬五9亞段沉積時(shí)為海侵期，區(qū)域上的巖性相變帶要更靠近東部洼陷地區(qū)，一般在榆林—延安一線，此線以西區(qū)域基本以晶間孔型的白云巖為主，而且連通性很好。 盡管在靖邊氣田西側(cè)，馬五7、馬五9亞段中的白云巖儲(chǔ)集體與上古生界煤系烴源巖直接接觸，但是，由于它們?cè)谏蟽A方向的遮擋條件要遠(yuǎn)差于馬五5亞段，這就極大地限制了這兩個(gè)層系在該區(qū)成藏的規(guī)模，這也可能是目前在馬五7、 馬五9亞段探井試氣結(jié)果基本以中低產(chǎn)為主的主要原因。從靖邊氣田西側(cè)探井的天然氣碳同位素分析結(jié)果來看，其δ13C1普遍大于-32‰，明顯偏重，表明它來源于上古生界煤系烴源巖，另有少部分氣樣的碳同位素δ13C1值處于-35‰～-33‰之間，則可能是混入了奧陶系海相烴源巖氣源。

5.3 盆地東部“垂向運(yùn)移、巖性遮擋”的自生自儲(chǔ)型巖性圈閉

自龍?zhí)?井在馬家溝組中下部試氣獲得低產(chǎn)氣流、首次證實(shí)奧陶系存在海相烴源巖之后，近年來對(duì)盆地中東部、 遠(yuǎn)離風(fēng)化殼部位的馬家溝組中下組合的勘探力度則加大了，近期部署的統(tǒng)74井獲得了百萬立方米的高產(chǎn)工業(yè)氣流，氣體成分以甲烷為主，氣樣的碳同位素δ13C1值為-39.5‰，表明氣藏為奧陶系內(nèi)部的海相烴源巖生排烴運(yùn)聚而成，這進(jìn)一步顯示了盆地中東部奧陶系馬家溝組中下組合良好的勘探潛力。

如前所述，鄂爾多斯盆地奧陶紀(jì)馬家溝期震蕩性的海侵—海退為馬家溝組烴源巖和儲(chǔ)層的發(fā)育提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。 海退過程中形成的膏鹽洼地為缺氧的強(qiáng)還原環(huán)境，在其周緣則有利于形成有機(jī)質(zhì)豐度較高的白云質(zhì)泥巖、 泥質(zhì)白云巖和膏質(zhì)白云巖等，具有較好的生烴能力。海侵過程中以顆?；?guī)r沉積為主的顆粒灘相發(fā)育，經(jīng)混合水白云石化和表生巖溶作用，易形成晶間孔型白云巖儲(chǔ)層。 至燕山期，盆地東部抬升，同時(shí)奧陶系海相烴源巖也進(jìn)入生排烴期，所產(chǎn)的烴通過馬家溝組中下組合內(nèi)部的孔隙層及裂縫，運(yùn)移至其上傾方向、受致密石灰?guī)r或膏鹽巖遮擋的巖性圈閉中而聚集成藏（圖9）。

圖9 鄂爾多斯盆地中東部馬家溝組中組合成藏模式圖

根據(jù)奧陶系烴源巖生烴強(qiáng)度、 晶間孔型白云巖儲(chǔ)層分布及盆地東西向巖性相變帶位置綜合分析，初步認(rèn)為在靖邊氣田東側(cè)至榆林—延安一帶都是自生自儲(chǔ)型巖性氣藏勘探的有利區(qū)帶，有望成為鄂爾多斯盆地下古生界新的勘探接替領(lǐng)域。

6 天然氣成藏富集控制因素

鄂爾多斯盆地中東部地區(qū)奧陶系天然氣的成藏，明顯受控于上古生界煤系烴源巖和奧陶系海相烴源巖的供給，而中央古隆起的形成、多層系儲(chǔ)層的發(fā)育及晚期的構(gòu)造演化，都是盆地中東部奧陶系馬家溝組中下組合天然氣成藏的必要條件。

6.1 古隆起形成及演化是奧陶系儲(chǔ)層形成及天然氣成藏的宏觀控制因素

6.1.1 沉積期的古隆起控制著整個(gè)馬家溝期有利沉積相帶的展布

由于近南北向中央古隆起的存在，使得盆地中東部馬家溝組沉積水體的深度從盆地東部洼陷區(qū)向古隆起方向逐漸變淺，造成整個(gè)馬家溝組沉積期的相帶分布具有圍繞東部洼地呈環(huán)帶狀分布的特點(diǎn)。而且在臨近古隆起部位，水體淺，水動(dòng)力強(qiáng)，發(fā)育具有一定規(guī)模的灘相沉積，這為海侵期形成以馬五5亞段晶間孔為代表的白云巖儲(chǔ)層創(chuàng)造了條件。

6.1.2 加里東風(fēng)化殼期的古隆起控制了宏觀的古地貌格局

古地磁數(shù)據(jù)表明，在奧陶紀(jì)—中石炭世，鄂爾多斯盆地一直處于赤道附近，古氣候濕熱多雨，這有利于古巖溶儲(chǔ)集層的形成。從區(qū)域構(gòu)造演化上看，在中加里東期—早海西期，由于秦嶺海槽的閉合和華北板塊的整體抬升，鄂爾多斯盆地呈現(xiàn)東北高、西南低的古構(gòu)造格局，海水向盆地西南退出，盆地內(nèi)大范圍遭受了長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕及巖溶作用，自西向東依次發(fā)育巖溶高地—巖溶斜坡—巖溶盆地（圖10）。

奧陶系馬家溝組向中央古隆起（巖溶高地）方向地層逐段剝露，在頂部馬五1-4亞段中，含硬石膏結(jié)核白云巖普遍遭受長(zhǎng)期風(fēng)化淋濾，并在巖溶斜坡區(qū)形成大面積分布的風(fēng)化殼儲(chǔ)層； 同時(shí)，分布于巖溶高地—巖溶斜坡區(qū)的馬家溝組中下組合地層也同樣遭受強(qiáng)烈表生巖溶作用和順層大氣淡水巖溶改造，有效地改善了中下組合白云巖晶間孔型儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能，從而形成馬家溝組上、中、下組合多層系儲(chǔ)層疊置發(fā)育的特點(diǎn)，這為后期天然氣多層系成藏提供了儲(chǔ)集空間?？傮w來說，加里東風(fēng)化殼期的中央古隆起控制了宏觀的巖溶古地貌格局，而古地貌又控制了馬家溝組儲(chǔ)層多層系的疊置發(fā)育。

圖10 鄂爾多斯盆地東西向前石炭紀(jì)巖溶特征剖面圖

6.1.3 加里東風(fēng)化殼期的古隆起有利于形成良好的源儲(chǔ)配置關(guān)系

風(fēng)化殼期造成奧陶系馬家溝組向古隆起方向逐段剝露，這對(duì)中下組合的成藏至關(guān)重要，在中央古隆起及其東側(cè)的鄰近地區(qū)，中下組合中的白云巖儲(chǔ)層可以與上古生界煤系烴源巖直接接觸，并形成南北向帶狀展布的供烴窗口，利于在東部抬升后上古生界煤系烴源巖生成的天然氣側(cè)向供烴，向構(gòu)造上傾部位大面積運(yùn)聚成藏，這為奧陶系馬家溝組中下組合成藏創(chuàng)造了條件。

6.2 多套儲(chǔ)層疊置發(fā)育，形成盆地中東部地區(qū)多層系含氣格局

如前所述，多套海侵—海退旋回的交替發(fā)育，在奧陶系形成了縱向上疊合發(fā)育的多套碳酸鹽巖儲(chǔ)集體。 這些儲(chǔ)集體與上古生界煤系烴源巖及奧陶系海相烴源巖可以形成較好的源儲(chǔ)配置關(guān)系，最終形成以馬家溝組上組合馬五1-4亞段風(fēng)化殼為主的地層圈閉氣藏和中下組合巖性圈閉氣藏這種多層系含氣格局，且風(fēng)化殼地層圈閉氣藏呈大面積連片分布，而中下組合巖性圈閉氣藏則呈局部的高產(chǎn)富集特點(diǎn)。

6.3 燕山期盆地東部抬升，形成中下組合上傾方向的有效巖性遮擋

由于馬家溝組沉積相帶整體具有圍繞盆地東部洼地呈環(huán)帶狀展布的特點(diǎn)，因此相帶間的東西分異特征非常明顯，東西向的巖性相變普遍存在。

燕山期盆地東部大幅度抬升，導(dǎo)致古構(gòu)造格局發(fā)生巨大變化，由原來的西高東低轉(zhuǎn)變?yōu)闁|高西低。受此影響，下古生界構(gòu)造層整體轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛭鲉蝺A的相對(duì)單一的構(gòu)造樣式，這也基本奠定了盆地現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)。構(gòu)造翻轉(zhuǎn)后，對(duì)靖西地區(qū)奧陶系中下組合的天然氣成藏產(chǎn)生了兩個(gè)方面的重要影響：首先，以中組合馬五5亞段為例，其區(qū)域巖性相變具有自西向東由白云巖向石灰?guī)r過渡的趨勢(shì)，東部抬升的古構(gòu)造格局造成了致密的石灰?guī)r處于構(gòu)造的上傾方向，從而對(duì)其西側(cè)的白云巖儲(chǔ)集體構(gòu)成了有效的巖性遮擋；其次，由于東側(cè)的上傾，使得上古生界煤系烴源巖層與中下組合中的白云巖儲(chǔ)層在風(fēng)化殼界面附近由原來的上下接觸關(guān)系變成一定程度的側(cè)向接觸關(guān)系，從而更有利于烴類氣體向上傾方向的多套白云巖儲(chǔ)集體中運(yùn)移聚集。

6.4 低生烴強(qiáng)度下，中低滲儲(chǔ)層更易成藏

盆地西部蘇里格地區(qū)的馬四段白云巖，晶間孔型儲(chǔ)層物性好，單層厚度大，而且縱向上一般具有多層疊合發(fā)育的特點(diǎn)，自發(fā)現(xiàn)以來，勘探者一直都寄予了極大的希望，但是試氣結(jié)果均產(chǎn)水，出氣井也以氣水同出為主，僅僅在巨厚白云巖體上傾方向（在盆地東部地區(qū)已經(jīng)相變?yōu)槭規(guī)r） 的薄層白云巖發(fā)育區(qū)見到了含氣顯示，最高日產(chǎn)氣量不超過5 000 m3。 經(jīng)分析認(rèn)為，這一高滲儲(chǔ)層難以有效成藏的關(guān)鍵就在于其儲(chǔ)集性能好、厚度大、分布面積廣，難以形成有效的巖性圈閉體，而僅能在厚層白云巖體東側(cè)、 局部具備好的巖性圈閉條件的薄層白云巖中聚集成藏。

6.5 構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉是中下組合的勘探方向

盆地主體為一向西緩傾的單斜構(gòu)造，由于南北向擠壓作用的存在，在地層內(nèi)部形成了一系列北東—南西走向的鼻隆構(gòu)造，奧陶系巖性圈閉與這些鼻隆構(gòu)造的疊合部位往往以高產(chǎn)井為主，如目前中組合馬五5亞段百萬立方米以上高產(chǎn)井的分布就具有這一規(guī)律。 而對(duì)于盆地中東部遠(yuǎn)離風(fēng)化殼的馬家溝組中下組合而言，由于上古生界煤系烴源巖長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)移較困難，所以氣源以奧陶系海相烴源巖生烴為主，因而局部的構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉則更易于天然氣富集成藏。

7 結(jié) 論

（1）鄂爾多斯盆地中東部奧陶系存在兩套不同類型的烴源巖供烴，其中一套為上古生界石炭系—二疊系海陸過渡相煤系烴源巖，大面積廣覆式生烴，為盆地馬家溝組上組合及靠近中央古隆起區(qū)靖邊氣田西側(cè)馬家溝組中組合的主力氣源； 另一套為奧陶系海相烴源巖，為盆地東部遠(yuǎn)離中央古隆起區(qū)的馬家溝組中下組合天然氣藏的重要?dú)庠础?/p>

（2）馬家溝期振蕩性海侵－海退為馬家溝組不同類型儲(chǔ)層的發(fā)育提供了重要的條件，混合水白云石化、 多期次多類型巖溶作用及加里東期巖溶古地貌共同控制了馬家溝組儲(chǔ)層的多層系疊置發(fā)育。

（3）鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組發(fā)育三種類型圈閉：奧陶系頂部風(fēng)化殼“垂向運(yùn)移、溝槽遮擋”的上生下儲(chǔ)型地層圈閉；靖邊氣田西側(cè)“側(cè)向運(yùn)移、巖性遮擋”的上生下儲(chǔ)型巖性圈閉；盆地東部“垂向運(yùn)移、巖性遮擋”的自生自儲(chǔ)型巖性圈閉。

（4）中央古隆起的形成及演化、加里東期的巖溶古地貌、以及燕山期的構(gòu)造翹傾作用，共同控制了鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組天然氣的富集與成藏。

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