鄂爾多斯盆地志丹地區(qū)地層埋藏史與油氣成藏關(guān)系

鄂爾多斯盆地志丹地區(qū)地層埋藏史與油氣成藏關(guān)系

孫明，劉玲

(延長(zhǎng)油田股份有限公司西區(qū)采油廠，陜西志丹717500)

摘要：通過(guò)對(duì)鄂爾多斯盆地志丹地區(qū)晚三疊世以來(lái)地層埋藏史的恢復(fù)，探討地層埋藏演化特征對(duì)油氣生成的影響。結(jié)果表明：在鄂爾多斯盆地晚三疊世以來(lái)經(jīng)歷的4期沉降—抬升循環(huán)演化過(guò)程中，都對(duì)研究區(qū)產(chǎn)生了影響，一方面印支運(yùn)動(dòng)大部分地區(qū)缺失了長(zhǎng)1段的地層，同時(shí)導(dǎo)致長(zhǎng)2+3地層遭受了不同程度的剝蝕，另外剝蝕地層呈現(xiàn)趨勢(shì)性變化，越往東北部和東部，長(zhǎng)2+3殘存地層越少，剝蝕厚度相對(duì)也大。侏羅紀(jì)末期和白堊紀(jì)末期的燕山運(yùn)動(dòng)造成中侏羅統(tǒng)和早白堊統(tǒng)遭到不同程度剝蝕。喜山運(yùn)動(dòng)造成古近系和新近系在研究區(qū)均缺失。另一方面本地區(qū)油氣生成從中侏羅世(約170 Ma)開始，至130 Ma進(jìn)入生油高峰。隨著早白堊世的快速沉積和埋深增大，以及構(gòu)造熱事件的作用，油氣生成在早白堊世末期達(dá)到最高峰。

關(guān)鍵詞：地層埋藏史；油氣成藏；志丹地區(qū)；鄂爾多斯盆地

中圖分類號(hào)：TE122.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-602X(2015)01-0061-03

收稿日期：2014-11-25

作者簡(jiǎn)介：孫明(1985—)，男，湖北荊州人，延長(zhǎng)油田股份有限公司助理工程師。

Abstract：Through the burial history recovery,since late Triassic stratigraphic in Zhidan region of Ordos Basin.We discussed formation burial evolution characteristics and the inflerence of oil and gas generation.The results showed that:Ordos Basin experienced four period subsidences uplifting circulation in the evolution process since late Triassic,which both had an impact on the study area.On the one hand the Indosinian movement led to most area lack Chang1 formation,and Chang 2+3 formations suffered varying degrees of erosion.And erosion formations showed a trend of change,Chang2+3 formations remained fewer,so eroded thickness was relatively large in the father of the northeast and east.Yanshan movement happened in the late Jurassic and cretaceous period which caused the middle Jurassic and the early Cretaceous to suffer different degree of denudation. Himalayan movement caused the Paleogene and Neogene to miss in the study area.On the other hand the oil and gas of the study area generated from the Middle Jurassic (about 170 Ma) and entered the oil peak in 130 Ma.With the rapid deposition and the buried depth increasing rapidly of the early cretaceous, and the effect of tectonic thermal events, the oil and gas generating peaked in the late early Cretaceous.

志丹地區(qū)位于鄂爾多斯盆地中南部地區(qū)，屬于陜北斜坡的一部分[1]。鄂爾多斯盆地共經(jīng)歷四次大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[2]，導(dǎo)致烴源巖生烴、油氣運(yùn)移及油氣保存等成藏條件發(fā)生變化。陳瑞銀等通過(guò)地層剝蝕量估算，認(rèn)為鄂爾多斯盆地自三疊紀(jì)以來(lái)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為一掀斜過(guò)程，掀斜構(gòu)造演化導(dǎo)致油氣運(yùn)移指向盆地東部及東南地區(qū)[3]。其中印支運(yùn)動(dòng)使鄂爾多斯盆地大幅沉降，形成中生界重要的烴源巖[4]。但是鄂爾多斯盆地后期構(gòu)造階段的抬升作用又導(dǎo)致烴源巖上部地層剝蝕和古地溫下降，引發(fā)生烴作用減弱[5]。因此，研究這種構(gòu)造背景控制下的地層埋藏史與油氣成藏關(guān)系，對(duì)于了解油氣藏的形成過(guò)程和機(jī)制，總結(jié)成藏規(guī)律極為重要。

油氣生成主要受控于烴源巖所遭受的古溫度和地質(zhì)時(shí)間，在較高古溫度作用下，油氣在較短的地質(zhì)時(shí)間內(nèi)就可以生成；或者在較低的古地溫較長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)間內(nèi)，油氣也可以生成。因此，通過(guò)地層埋藏史與溫度史相結(jié)合，可以分析判斷油氣什么地質(zhì)年代生成，什么地質(zhì)年代達(dá)到生油氣高峰等。

1不整合與剝蝕厚度

本地區(qū)自晚三疊世延長(zhǎng)組沉積之后，歷次遭受了三疊紀(jì)末期印支運(yùn)動(dòng)、侏羅紀(jì)末期和晚白堊世燕山運(yùn)動(dòng)，以及古、新近紀(jì)喜山運(yùn)動(dòng)的影響[6]。

1.1　三疊紀(jì)末期的不整合與剝蝕厚度

三疊紀(jì)末期的印支運(yùn)動(dòng)在本地區(qū)主要表現(xiàn)為整體抬升和地層剝蝕，以及寬緩的褶皺變形。通過(guò)地層劃分與對(duì)比當(dāng)把長(zhǎng)4+5段作為沉積基準(zhǔn)面拉平后發(fā)現(xiàn)，不論是在北東-南西方向還是在近東西方向上，長(zhǎng)2+3頂部(代表延長(zhǎng)組頂部)均呈現(xiàn)出高低起伏不平的特點(diǎn)，表明在三疊紀(jì)末期，本地區(qū)遭受了印支運(yùn)動(dòng)的影響，導(dǎo)致大部分地區(qū)缺失了長(zhǎng)1段的地層，同時(shí)長(zhǎng)2+3地層遭受了不同程度的剝蝕。另外剝蝕地層呈現(xiàn)出趨勢(shì)性變化，越往東北部和往東部，長(zhǎng)2+3殘存地層越少，剝蝕厚度相對(duì)也大。根據(jù)何自新(2003)對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組末期整體剝蝕厚度分布估計(jì)，本地區(qū)三疊紀(jì)末期的地層剝蝕厚度約在100~200 m之間。

1.2　侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)末期的不整合與剝蝕厚度

侏羅紀(jì)末期和白堊紀(jì)末期，本地區(qū)主要受燕山運(yùn)動(dòng)影響，形成了侏羅紀(jì)與白堊紀(jì)、白堊紀(jì)與古近紀(jì)(本地區(qū)缺失古近紀(jì)和新近紀(jì)，實(shí)際上為第四紀(jì))之間的不整合。這兩次不整合分別代表燕山運(yùn)動(dòng)I幕和燕山運(yùn)動(dòng)II幕。燕山運(yùn)動(dòng)在本地區(qū)表現(xiàn)為整體升降運(yùn)動(dòng)，造成中侏羅統(tǒng)和早白堊統(tǒng)遭到不同程度剝蝕。考慮到燕山運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致上侏羅統(tǒng)在鄂爾多斯盆地沉積范圍有限，僅僅存在于盆地西部地區(qū)，因此，本地區(qū)僅殘存部分中侏羅統(tǒng)，厚約340~170 m。根據(jù)區(qū)域中侏羅統(tǒng)300~400 m的沉積厚度來(lái)看，本地區(qū)其剝蝕厚度約為100~200 m。

在燕山運(yùn)動(dòng)I幕之后，鄂爾多斯盆地變?yōu)閮?nèi)陸干旱湖泊沉積，在盆地東部橫山、靖邊、志丹及彬縣等地區(qū)分布廣泛的風(fēng)成砂巖。大型交錯(cuò)層理，新月形層理發(fā)育，如志丹縣城周緣的志丹群紅色風(fēng)成砂巖，粒度均勻，厚度巨大，新月形層理發(fā)育(圖1)。

圖1志丹縣城的下白堊統(tǒng)志丹群紅色風(fēng)成砂巖沉積

燕山運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕導(dǎo)致整個(gè)鄂爾多斯盆地成為低幅度高原，遭受剝蝕。從目前其聲波時(shí)差僅有290~310 μs/m的幅度值，而與近地表的理論聲波時(shí)差620 μs/m的差值較大，以及前人研究成果(何自新，2003)均表明，在晚白堊世本地區(qū)遭受了較大剝蝕，估測(cè)剝蝕厚度在600~800 m之間。

1.3　古近紀(jì)至和新近紀(jì)期喜山運(yùn)動(dòng)與剝蝕厚度

古近系和新近系在研究區(qū)均缺失。古近紀(jì)和新近紀(jì)時(shí)期，鄂爾多斯盆地在周緣發(fā)生廣泛斷陷的同時(shí)，盆地本部除大部分時(shí)期主要為隆起剝蝕外，仍有淺水洼地形成，沉積了一定厚度的碎屑巖。

第四紀(jì)本地區(qū)主要為風(fēng)成黃土沉積，厚度不大，一般在100~300 m之間。

2熱演化和古溫度梯度

根據(jù)任戰(zhàn)利等(2007)的研究，中生代末期有構(gòu)造熱事件活動(dòng)，其古地溫梯度為4.0 ℃/100 m，現(xiàn)今地溫梯度為2.93 ℃/100 m[7]。考慮到延長(zhǎng)組中夾有多層凝灰?guī)r，周緣地區(qū)可能伴隨一定規(guī)模的火山活動(dòng)，其地溫梯度估算為3.5 ℃/100 m，低于中生代的古地溫梯度。另外侏羅紀(jì)時(shí)期，鄂爾多斯盆地構(gòu)造穩(wěn)定，其古地溫梯度估測(cè)為3.2 ℃/100 m(圖2)。

圖2　志丹地區(qū)古地溫梯度變化曲線

3埋藏史與油氣生成

本次研究選用研究區(qū)內(nèi)的正482-1井和正382井作為代表開展地層埋藏史與油氣生成研究。根據(jù)上述數(shù)據(jù)分別編制了正482-1井和正382井的地層埋藏史及其油氣生成史。

圖3　志丹正482-1井埋藏史與油氣生成史圖

圖4　志丹正382井埋藏史與油氣生成史圖

由圖3、圖4可知，本地區(qū)自中生代以來(lái)經(jīng)歷了4次較大的剝蝕，分別在延長(zhǎng)組末期、侏羅紀(jì)末期、晚白堊世和新近紀(jì)時(shí)期，相比較而言后兩次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)油氣生成有較大影響。從熱演化曲線可知，本地區(qū)油氣生成從中侏羅世(約170 Ma)開始，至130 Ma進(jìn)入生油高峰。隨著早白堊世的快速沉積和埋深增大，以及構(gòu)造熱事件的作用，油氣生成在早白堊世末期達(dá)到最高峰。隨后由于燕山運(yùn)動(dòng)和喜山運(yùn)動(dòng)的影響，該地區(qū)持續(xù)抬升，既是有少量新生代的沉積，其埋深也沒(méi)有超過(guò)早白堊世末期的最大埋深，而且從白堊紀(jì)的構(gòu)造熱事件之后，鄂爾多斯盆地一直處于降溫的過(guò)程中，因此其烴源巖遭受到的熱作用也達(dá)不到白堊紀(jì)末期的最高熱演化程度，古、新近紀(jì)不再有油氣生成。

4結(jié)論

(1)研究區(qū)自早古生代以來(lái)埋藏沉降史可劃分為四大階段：晚石炭世一早三疊世緩慢沉降階段、中-晚三疊世快速沉降階段、早侏羅世一早白堊世持續(xù)埋深階段和早白堊世晚期以來(lái)的后期抬升階段。

(2)三疊紀(jì)末期本地區(qū)遭受了印支運(yùn)動(dòng)的影響，導(dǎo)致長(zhǎng)2+3地層遭受了不同程度的剝蝕，同時(shí)大部分地區(qū)缺失了長(zhǎng)1段的地層。另外剝蝕地層呈現(xiàn)出趨勢(shì)性變化，越往東北部和往東部，長(zhǎng)2+3殘存地層越少，剝蝕厚度相對(duì)也大。侏羅紀(jì)末期和白堊紀(jì)末期，本地區(qū)主要受燕山運(yùn)動(dòng)影響，燕山運(yùn)動(dòng)在本地區(qū)表現(xiàn)為整體升降運(yùn)動(dòng)，造成中侏羅系和早白堊統(tǒng)遭到不同程度剝蝕。喜山運(yùn)動(dòng)造成古近系和新近系在研究區(qū)均缺失。

(3)本地區(qū)油氣生成從中侏羅世(約170 Ma)開始，至130 Ma進(jìn)入生油高峰。隨著早白堊世的快速沉積和埋深增大，以及構(gòu)造熱事件的作用，油氣生成在早白堊世末期達(dá)到最高峰。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙筱艷.志丹探區(qū)義正-吳堡區(qū)侏羅系延安組儲(chǔ)層特征研究[D].西北大學(xué)，2009.

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[3]陳瑞銀，羅曉容，陳占坤，等.鄂爾多斯盆地中生代地層剝蝕量估算及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2006，80(5)：685-693.

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[6]何自新，費(fèi)安琦，王同和，等.鄂爾多斯盆地演化與油氣[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[7]任戰(zhàn)利，張盛，高勝利，等.鄂爾多斯盆地構(gòu)造熱演化史及其成藏成礦意義[J].中國(guó)科學(xué)D輯：地球科學(xué)，2007，37(增刊Ⅰ)：23-32.

[責(zé)任編輯李曉霞]

Burial History of Source Rock in Zhidan Area of Ordos Baisn

and Its relationship to Reservoir Formation

SUN MING,LIU LING

(Xiqu Oil Production Plant,Yanchang Oilfield Co.Ltd,Zhidan 717500,China)

Key words：burial history of strata; petroleum accumulation; Zhi-dan area; Ordos Basin