鄂爾多斯盆地西緣前盆地質(zhì)構(gòu)造和油氣成藏研究

劉 剛

(1.西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065；2.延長油田井下作業(yè)工程公司，陜西 延安 716000)

鄂爾多斯盆地西緣由于構(gòu)造的發(fā)育，目前存在多種類型的油氣圈閉。因其斷層破壞較為嚴(yán)重,導(dǎo)致其油氣保存條件和成藏條件出現(xiàn)多元化。然而油氣成藏控制的因素較多，通過近年來的鉆探實(shí)踐數(shù)據(jù)表明,如果采用傳統(tǒng)地質(zhì)研究方法目前難以指導(dǎo)勘探工作和揭示成藏規(guī)律[1]。在石油勘探的后備戰(zhàn)場(chǎng)中，很有必要在前期勘探工作和研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究地質(zhì)構(gòu)造和油氣成藏研究，可以更有效地指導(dǎo)油氣勘探的工作。

鄂爾多斯盆地西緣在區(qū)域大地構(gòu)造位置上具有一定的特殊性，其構(gòu)造帶和鄂爾多斯含油氣盆地的改造和發(fā)展演化息息相關(guān)，對(duì)于油氣勘探的研究，許多研究者將重點(diǎn)集中于鄂爾多斯盆地西緣的構(gòu)造特征上，主要包括盆地性質(zhì)、構(gòu)造演化、構(gòu)造分區(qū)、大地構(gòu)造性質(zhì)等，一直以來，油氣的成藏研究相對(duì)薄弱，在油氣勘探和石油地質(zhì)研究中，油氣成藏是一個(gè)前沿領(lǐng)域,近年來，伴隨著新理論的提出和現(xiàn)代分析測(cè)試方法和更新，油氣成藏研究取得了一系列重要進(jìn)展,主要表現(xiàn)在當(dāng)新的指導(dǎo)理論出現(xiàn)后，從而會(huì)觸發(fā)新的分析測(cè)試技術(shù)出現(xiàn)和舊的分析測(cè)試技術(shù)的提高和發(fā)展。加深地質(zhì)研究的進(jìn)展[2]。鑒于鄂爾多斯盆地西緣的油氣成藏的分布規(guī)律和認(rèn)知程度的加深，有必要對(duì)其地質(zhì)構(gòu)造和油氣成藏進(jìn)行再次探討。

1 地質(zhì)構(gòu)造

1.1 鄂爾多斯盆地西緣前盆的地理位置

在我國鄂爾多斯盆地是第二大油氣盆地，是由不同性質(zhì)構(gòu)造的結(jié)合體，因此其地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜。鄂爾多斯盆地西緣總體由南北分布,其北部、西北部與阿拉善地塊弧形展布的新生代的斷陷相隔，東接鄂爾多斯地塊，西部緊鄰六盤山弧形分布的褶皺沖斷帶，西南部與秦祁褶皺帶相連接，中部處于六盤山和秦祁褶皺帶和阿拉善弧形構(gòu)造的交界處。

1.2 地層分布特征

鄂爾多斯盆地的西緣是逆沖構(gòu)造活動(dòng)表現(xiàn)最明顯的地區(qū)，通過沉積構(gòu)造的特征分析，該區(qū)域出現(xiàn)了晚白至世和晚侏羅世兩個(gè)幕式逆沖的構(gòu)造活動(dòng)。而鄂爾多斯盆地西緣區(qū)域在晚侏羅世時(shí)期時(shí)，其構(gòu)造動(dòng)力學(xué)環(huán)境出現(xiàn)了重大轉(zhuǎn)變。主要表現(xiàn)盆地西緣的擠壓作用逐漸增強(qiáng)，與此同時(shí)抬升剝蝕和西緣逆沖變形作用也在明顯增強(qiáng)，因此形成了不同樣式的沖斷構(gòu)造，其中最為發(fā)育強(qiáng)烈是逆沖推覆構(gòu)造[3]。

1.3 鄂爾多斯盆地西緣前盆的地質(zhì)構(gòu)造

鄂爾多斯盆地西緣位于我國的西部構(gòu)造域和東部構(gòu)造域的過渡地帶，因此會(huì)受到各種復(fù)雜板塊構(gòu)造所產(chǎn)生的影響，其經(jīng)歷了加里東、海西、印支以及喜馬拉雅等多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，因此出現(xiàn)了復(fù)雜的構(gòu)造樣式。其主要的構(gòu)造樣式主要有扭動(dòng)構(gòu)造、反轉(zhuǎn)構(gòu)造和逆沖推覆構(gòu)造等。而不同構(gòu)造樣式的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致平面分布出現(xiàn)差異，其中逆沖推覆構(gòu)造中的下盤有利于油氣聚集。在地史演化過程中產(chǎn)生的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中，早期所形成的斷裂會(huì)受到后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，導(dǎo)致地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生變化。因此斷裂活動(dòng)具有繼承性發(fā)育的特征，斷裂活動(dòng)對(duì)油氣藏的形成起了重要的控制作用[4]。

鄂爾多斯盆地西緣具有沉降穩(wěn)定、構(gòu)造平緩、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、地層整合等特點(diǎn)，并且油氣具有低產(chǎn)量、低品位、藏隱蔽、組成復(fù)雜、低滲透等特點(diǎn)。近年來，伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，油氣勘探技術(shù)、方法和地質(zhì)認(rèn)識(shí)達(dá)到一個(gè)新的階段。對(duì)盆地的認(rèn)識(shí)每年都有一定程度的加深甚至修正鄂爾多斯盆地西緣構(gòu)造和沉積演化具有穩(wěn)定的鄂爾多斯地塊特征,但是由于受秦、祁褶皺造山帶和阿拉善地塊的影響,在不同時(shí)期、不同性質(zhì)、不同構(gòu)造應(yīng)力背景下,鄂爾多斯西緣構(gòu)造演化又表現(xiàn)出不穩(wěn)定的活動(dòng)帶特征,其油氣形成過程復(fù)雜多樣,油氣成藏控制因素也非常復(fù)雜[5]。

2 油氣包裹體與油氣聚集成藏研究

2.1 油、氣、水三者之間的關(guān)系

在油氣藏中水、油、氣三者一般共存，因此三者之間存在一定的相關(guān)聯(lián)系。因此可以借助油田水地球化學(xué)研究油氣成藏的形成特征，通過大量的研究結(jié)果表明，油氣的運(yùn)移聚集不僅受控于盆地區(qū)域性的油氣運(yùn)移通道、構(gòu)造演化和遮擋條件，而且也受控于地層的流體動(dòng)力學(xué)這一條件。在油層孔隙中的流體主要包含水、氣和油三部分，但在孔隙流體中水所占比例較大。因此水的流動(dòng)是油層孔隙中氣、油流動(dòng)的重要?jiǎng)恿6]。另外油氣和地下水之間發(fā)生著積極的元素交換作用，元素遷移會(huì)引起水文地球化學(xué)作用過程，從而導(dǎo)致水化學(xué)成分發(fā)生巨大變化，此外油氣藏的存在必然會(huì)導(dǎo)致元素發(fā)生遷移，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生水的動(dòng)態(tài)平衡濃度和化學(xué)成趨等。在油水氣的形成過程中，會(huì)經(jīng)歷交換、變質(zhì)、溶濾、脫硫酸、濃縮、脫硫酸和脫碳酸等諸多作用，會(huì)導(dǎo)致其化學(xué)成分十分復(fù)雜。元素的濃度會(huì)產(chǎn)生較大的差異，當(dāng)存在溫度差異和壓力差異下，將會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)散作用的產(chǎn)生，此時(shí)水化學(xué)成分在平面和垂直剖面上將會(huì)出現(xiàn)規(guī)律變化。此外，油氣田中來源于不同構(gòu)造和不同性質(zhì)的地層水，將會(huì)反映出油氣藏和油氣來源的形成過程。因此,因此，說明我們可以通過研究地下水的化學(xué)成分來預(yù)測(cè)富集油氣的構(gòu)造和有利地區(qū)[7]。

2.2 盆地西緣構(gòu)造與油氣的關(guān)系

鄂爾多斯盆地西緣處于我國東部構(gòu)造域和西部構(gòu)造域的過渡地帶，受到復(fù)雜板塊構(gòu)造的影響，先后經(jīng)歷了加里東、海西、印支以及喜馬拉雅多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，具有復(fù)雜的構(gòu)造樣式[8]。與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，主要的構(gòu)造樣式包括逆沖推覆構(gòu)造、反轉(zhuǎn)構(gòu)造、扭動(dòng)構(gòu)造等。不同構(gòu)造樣式在平面上的分布各異，其中，逆沖推覆構(gòu)造的下盤是油氣聚集的有利場(chǎng)所。由于地史演化過程中經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，早期形成的斷裂受到后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響而重新活動(dòng)，從而使斷裂活動(dòng)有繼承性發(fā)育的特征，斷裂活動(dòng)對(duì)油氣藏的形成起了重要的控制作用[9]。

2.3 改善儲(chǔ)層性能

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生有利于形成不整合面和其的改造，在不整合面形成的階段中，下伏地層會(huì)遭受剝蝕和風(fēng)化，此時(shí)碳酸鹽巖會(huì)產(chǎn)生巖溶作用，致使碎屑巖發(fā)生風(fēng)化裂縫，從而形成了厚度較小的高孔高滲風(fēng)化殼。在此期間所產(chǎn)生的褶皺在斷裂的作用下產(chǎn)生了許多構(gòu)造裂縫。此時(shí)孔隙之間的滲透性和連通性會(huì)增強(qiáng)。當(dāng)不整合面形成后，地表大淡水會(huì)沿著之前所形成的裂縫產(chǎn)生下滲，此時(shí)伏地層將會(huì)發(fā)生巖溶作用，將會(huì)產(chǎn)生許多溶蝕孔洞和風(fēng)化裂隙，當(dāng)在不整合面上形成了溶蝕角礫巖，可以改善儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集性能[10]。