鄂爾多斯盆地?zé)釀?dòng)力演化史及其對(duì)油氣成藏與富集的控制作用

任戰(zhàn)利，祁 凱，李進(jìn)步，霍小菊，崔軍平，楊 鵬，王 琨，陳占軍，楊桂林

(1.西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069； 2.陜西省陸相頁(yè)巖氣成藏與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710075； 3.中國(guó)石油 長(zhǎng)慶油田公司 勘探開發(fā)研究院，陜西 西安 710018； 4.中國(guó)石油 長(zhǎng)慶油田公司 第二采油廠，甘肅 慶陽(yáng) 745100； 5.隴東學(xué)院，甘肅 西峰 745000)

鄂爾多斯盆地為大型疊合盆地，油氣資源豐富。僅延長(zhǎng)組7段(簡(jiǎn)稱長(zhǎng)7段)剩余頁(yè)巖油資源量就達(dá)59.49×108t[1-2]。2020年中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田油氣產(chǎn)量已突破6 000×104t，延長(zhǎng)集團(tuán)油氣產(chǎn)量突破1 100×104t，中國(guó)石化華北分公司油氣產(chǎn)量接近500×104t，盆地油氣總產(chǎn)量超過(guò)7 600×104t。鄂爾多斯盆地發(fā)育多套烴源巖，有多套含油層系。盆地?zé)嵫莼穼?duì)油氣生成、成藏有重要控制作用。鄂爾多斯盆地現(xiàn)今為中溫型盆地，盆地后期強(qiáng)烈抬升，遭受剝蝕，處于降溫過(guò)程。筆者研究發(fā)現(xiàn)中生代晚期構(gòu)造熱事件對(duì)油氣生成及成藏具有重要控制作用，并對(duì)其進(jìn)行了深入的研究[3-5]，熱事件及熱演化史研究在油氣成藏評(píng)價(jià)及指導(dǎo)勘探中發(fā)揮了重要作用[6-7]。但從深部巖石圈熱動(dòng)力學(xué)形成機(jī)制及演化角度，研究鄂爾多斯盆地?zé)釀?dòng)力學(xué)演化與油氣分布、富集規(guī)律工作相對(duì)較薄弱[5]。

隨著油氣勘探工作及深部巖石圈結(jié)構(gòu)研究的深入，很有必要將盆地?zé)嵫莼潭取嵫莼放c深部巖石圈熱動(dòng)力學(xué)演化相結(jié)合，從更大范圍及更深層次來(lái)研究油氣分布及富集規(guī)律。在國(guó)家自然科學(xué)重點(diǎn)基金重點(diǎn)項(xiàng)目及國(guó)家科技重大專項(xiàng)等的支持下，近年來(lái)筆者對(duì)鄂爾多斯盆地巖石圈熱動(dòng)力學(xué)演化特征進(jìn)行了研究，研究表明盆地早白堊世熱巖石圈厚度明顯減薄，早白堊世構(gòu)造熱事件具有明顯的深部熱背景，盆地?zé)釒r石圈動(dòng)力學(xué)演化及早白堊世構(gòu)造熱事件對(duì)油氣生成、成藏及富集有重要控制作用[5,8]。本文根據(jù)鄂爾多斯盆地油氣勘探新進(jìn)展，從盆地深部熱動(dòng)力學(xué)及盆地?zé)嵫莼方嵌妊芯苛伺璧刂猩砥谠绨讏资缼r石圈深部熱動(dòng)力對(duì)油氣生成、成藏期的控制作用，探討了熱異常對(duì)生烴量的影響及油氣富集原因，從盆地深部熱動(dòng)力學(xué)及盆地?zé)嵫莼方嵌戎赋隽硕鯛柖嗨古璧亟窈笥蜌饪碧降姆较颉?/p>

1 盆地構(gòu)造熱事件與巖石圈熱演化史

鄂爾多斯盆地為大型疊合盆地，經(jīng)歷了長(zhǎng)期的演化，不同時(shí)期盆地范圍、盆地性質(zhì)、沉積儲(chǔ)層差異大[9-10]。不同時(shí)期的盆地縱向疊置，發(fā)育多套烴源巖，形成了多套含油層系。盆地主體部位熱演化程度鏡質(zhì)體反射率(Ro)隨深度增加而逐漸增高，不同深度及層位并未出現(xiàn)熱演化程度的明顯錯(cuò)斷現(xiàn)象，不同區(qū)塊鏡質(zhì)體反射率隨深度變化曲線差異主要是曲線斜率及后期剝蝕厚度的差異，表明盆地?zé)嵫莼潭仁请S深度增加而逐漸增高的，為連續(xù)增溫型(圖1)，盆地在早白堊世末達(dá)到最大埋深及最高熱演化程度[3-4]。

鄂爾多斯盆地現(xiàn)今地溫梯度及熱流值較低，不同時(shí)期盆地類型、范圍及動(dòng)力學(xué)背景不同，根據(jù)作者提出的疊合盆地?zé)嵫莼坊謴?fù)原理及恢復(fù)方法，對(duì)鄂爾多斯盆地構(gòu)造熱演史研究發(fā)現(xiàn)中生代晚期早白堊世地溫梯度及大地?zé)崃髅黠@增高，存在構(gòu)造熱事件(圖2)[3-4,11]，表明鄂爾多斯盆地并非一直穩(wěn)定，在中生代晚期經(jīng)歷了強(qiáng)烈改造，表現(xiàn)出活化的特征，在地?zé)釄?chǎng)表現(xiàn)明顯[3-5]。根據(jù)熱傳導(dǎo)方程及不同圈層巖石熱參數(shù)，對(duì)不同時(shí)期熱巖石圈厚度進(jìn)行了恢復(fù)。恢復(fù)結(jié)果表明盆地現(xiàn)今熱巖石圈厚度分布在90～170 km，早白堊世熱巖石圈厚度為50～75 km，相比現(xiàn)今巖石圈厚度發(fā)生了明顯的減薄，在盆地渭北隆起、陜北斜坡南部巖石圈厚度更薄(圖3)。早白堊世構(gòu)造熱事件的發(fā)生時(shí)間與華北克拉通破壞時(shí)間具有同時(shí)性，構(gòu)造熱事件是盆地深部熱活動(dòng)性增強(qiáng)、巖石圈減薄的結(jié)果[8,12-14]。伊盟隆起上出露的早白堊世玄武巖、晉西撓褶帶早白堊世紫金山巖體、盆地西南緣早白堊世桐城巖體等提供了軟流圈上涌巖石圈減薄的直接證據(jù)。鄂爾多斯盆地早白堊世巖石圈厚度明顯減薄，晚白堊世以來(lái)巖石圈厚度為逐漸加厚的過(guò)程[8,12]。

圖1 鄂爾多斯盆地典型井鏡質(zhì)體反射率與深度關(guān)系Fig.1 Vitrinite reflectance vs.depth of samples from typical wells,Ordos Basin

圖2 鄂爾多斯盆地大地?zé)崃餮莼稦ig.2 Evolution history of terrestrial heat flow in the Ordos Basin

2 熱成熟度異常與生烴量增加

2.1 熱演化程度及異常分布

鄂爾多斯盆地早白堊世由于巖石圈減薄，地溫梯度、熱流值高，多套烴源巖在早白堊世達(dá)到最大埋深及最高熱演化程度，盆地南部不同層位烴源巖熱演化程度普遍高于北部。南部下古生界烴源巖熱演化程度高，Ro值可達(dá)3.0%；上古生界煤系烴源巖Ro普遍大于2.0%，高值可達(dá)2.8%以上；三疊系延長(zhǎng)組烴源巖Ro值普遍大于0.8%，高值達(dá)到1.1%以上；侏羅系延安組Ro值最高可達(dá)0.8%。盆地不同層位熱演化程度Ro值高值區(qū)及熱異常主要分布于盆地中南部(圖4)[5,8,12,15]。

如果按照正常地溫梯度30 ℃/km計(jì)算，早白堊世末延長(zhǎng)組烴源巖在南部熱演化程度Ro值可達(dá)0.70%，上古生界煤系烴源巖Ro值可達(dá)1.30%，下古生界烴源巖Ro值可達(dá)1.75%。盆地現(xiàn)今不同層位烴源巖熱演化程度是在早白堊世末達(dá)到的，現(xiàn)今熱演化程度高值異常區(qū)明顯高于正常地溫梯度值達(dá)到的熱演化程度。以延長(zhǎng)組為例計(jì)算熱異常程度，現(xiàn)今延長(zhǎng)組最高熱演化程度減去按正常地溫梯度計(jì)算在早白堊世末達(dá)到的熱演化程度為熱異常值，以此繪制熱異常程度分布圖(圖5)，可以看出鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組熱異常區(qū)近乎全盆分布，熱異常程度高值區(qū)主要分布于盆地中南部，熱演化程度Ro差值普遍大于0.28%，在盆地南部異常幅度更大，熱異常程度高值區(qū)與不同層位熱演化程度高值區(qū)有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系(圖4)。

2.2 熱異常增加的生烴量探討

由于早白堊世構(gòu)造熱事件的存在，在盆地中南部形成了明顯的熱異常，熱異常的存在提高了熱演化程度。熱事件導(dǎo)致的熱演化程度的增加對(duì)生烴量有明顯的影響，但這方面缺乏分析及討論。

圖3 鄂爾多斯盆地現(xiàn)今(a)及早白堊世(b)不同構(gòu)造單元熱巖石圈厚度Fig.3 Thermal lithospheric thickness of different structural units at present (a) and in the Early Cretaceous (b),Ordos Basin

圖4 鄂爾多斯盆地不同層位熱演化程度疊合分布Fig.4 Overlapped thermal maturity contours of different layers,Ordos Basin

根據(jù)盆地?zé)嵫莼纺M結(jié)果，長(zhǎng)7段有效烴源巖在中侏羅世末期開始生烴，主要在早白堊世由于達(dá)到最大埋深及發(fā)生構(gòu)造熱事件而大量生排烴，而晚白堊世以來(lái)發(fā)生的盆地整體構(gòu)造抬升，盆地周緣抬升早，盆地新生代以來(lái)快速抬升[5,16-18]，古地溫明顯高于今地溫，使得生烴作用停止[3-5]。長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)源巖在盆地南部已達(dá)到成熟-高成熟演化階段(Ro值為0.90%～1.15 %)，模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)油源巖液態(tài)烴產(chǎn)出高峰對(duì)應(yīng)的溫度在280～320 ℃(等效Ro為0.71 %～1.30 %),液態(tài)烴產(chǎn)率達(dá)357～417 mg/g[19]，按照正常熱演化程度Ro為0.71%，異常熱演化程度Ro為1.14%計(jì)算，則由于熱演化程度的增高，液態(tài)烴生成量約為100.7 mg/g。從長(zhǎng)7段烴源巖不同加熱速率的模擬實(shí)驗(yàn)重?zé)N產(chǎn)率變化來(lái)看，長(zhǎng)7段烴源巖生油高峰期Ro約為1.00%，按照正常熱演化程度Ro為0.70%，則正常生成液態(tài)烴為81 mg/g，以異常熱演化程度Ro為1.00%計(jì)算，熱異常時(shí)生成的液態(tài)烴量為230 mg/g，由于熱演化程度的增高液態(tài)烴多生成量約為149 mg/g[20]。根據(jù)齊玉林等對(duì)長(zhǎng)7段不同類型的烴源巖熱模擬實(shí)驗(yàn)表明黑色頁(yè)巖主要生烴期對(duì)應(yīng)的Ro值為0.70%～0.87%，低于暗色泥巖(主要生烴期對(duì)應(yīng)Ro值為1.06%～1.72%)，且以生油為主，黑色頁(yè)巖的總烴產(chǎn)率、生油量均高于暗色泥巖[21]，黑色頁(yè)巖已完全進(jìn)入主生烴期大量生油階段，黑色頁(yè)巖生烴高峰對(duì)應(yīng)的Ro值低于暗色泥巖，由于熱演化程度的增高，黑色頁(yè)巖單位重量有機(jī)碳液態(tài)烴生成的量約為200 mg/g，液態(tài)烴生成量比暗色泥巖更高。長(zhǎng)7段烴源巖不同加熱過(guò)程的熱模擬實(shí)驗(yàn)分析表明，隨著熱演化程度的增高，生油量明顯增加，生烴曲線最高值出現(xiàn)在Ro值為1.28%(圖6)。根據(jù)模擬結(jié)果由于熱異常增加了烴源巖的熱演化程度，每克干酪根由于熱異常成熟度增加多生成的液態(tài)烴量約為129 mg/g，單位質(zhì)量的烴源巖由于熱異常多生成的液態(tài)烴量可達(dá)7 mg/g以上。

圖5 早白堊世熱事件導(dǎo)致鄂爾多斯盆地中生界延長(zhǎng)組熱演化異常程度分布Fig.5 Abnormal maturity distribution of the Yanchang Formation caused by thermal events in the Early Cretaceous,Ordos Basin

圖6 鄂爾多斯盆地中生界延長(zhǎng)組烴源熱演化程度與生成液態(tài)烴量關(guān)系對(duì)比Fig.6 Thermal maturity vs.liquid hydrocarbon generation amount of source rocks in the Yanchang Formation,Ordos Basin

對(duì)于下古生界奧陶系烴源巖由于熱異常烴源巖鏡質(zhì)體反射率按正常1.75%增加到異常2.50%計(jì)算，根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果中間值計(jì)算，則由于熱異常單位質(zhì)量有機(jī)碳多產(chǎn)氣約330 m3/t(圖7)[22-23]。上古生界石炭系-二疊系煤層熱演化程度鏡質(zhì)體反射率按正常值1.30%計(jì)算，異常值按2.00%計(jì)算，殘煤產(chǎn)氣率按模擬曲線中間值分別為60及125 m3/t計(jì)算，鏡質(zhì)體反射率從1.30%增加到2.00%單位質(zhì)量有機(jī)碳多產(chǎn)氣65 m3/t(圖8)[24-25]。由此可見由于熱異常提高了烴源巖熱演化程度，導(dǎo)致單位質(zhì)量的烴源巖生烴量明顯增加。僅以中生界長(zhǎng)7段黑色頁(yè)巖為例來(lái)計(jì)算由于熱異常多產(chǎn)生的生烴量，長(zhǎng)7段暗色泥巖兩類烴源巖，黑色頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型好，有機(jī)質(zhì)豐度高，黑色頁(yè)巖和暗色泥巖構(gòu)成了中生界大規(guī)模成藏的豐富油源物質(zhì)基礎(chǔ)。盆地南部長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖黑色泥巖厚度取較小值11.2 m，熱異常區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖分布范圍按小值2.5×104km2，熱異常值Ro值按1.0%，油頁(yè)巖密度為2.21 g/cm3[26]，根據(jù)我們的熱模擬結(jié)果結(jié)合前人研究結(jié)果，中生界長(zhǎng)7段黑色頁(yè)巖烴源巖由于熱異常液態(tài)烴多生成量低值為4 mg/g[27]，高值在28～47.7 mg/g[19-21]，分別用4 mg/g及28 mg/g值計(jì)算，由于熱異常僅長(zhǎng)7段黑色頁(yè)巖烴源巖多增加的生烴量計(jì)算在(23.52～164.64)×108t。由此可見早白堊熱事件導(dǎo)致烴源巖生烴量顯著增加。黑色頁(yè)巖的單位重量有機(jī)碳含量是暗色泥巖的 2～3倍，長(zhǎng)7段暗色泥巖生烴量還未計(jì)算在內(nèi)，如果加上暗色泥巖生烴量則總生烴量會(huì)更大。

上古生界煤層及中生界延長(zhǎng)組烴源巖大面積分布，由于盆地?zé)岙惓７植济娣e大，熱異常明顯的增大了不同層位烴源巖的生烴量。盆地南部雖然煤層較薄，但由于構(gòu)造熱事件導(dǎo)致煤層熱演化程度增加，明顯增加的生烴量在某種程度上可以彌補(bǔ)煤層厚度的不足。

圖7 鄂爾多斯盆地下古生界奧陶系碳酸鹽巖熱模擬產(chǎn)氣量對(duì)比[22-23]Fig.7 Gas productivity curves of thermal simulations on different Ordovician carbonate rock samples,Ordos Basin[22-23]

圖8 鄂爾多斯盆地上古生界煤層熱模擬產(chǎn)氣量對(duì)比[24-25]Fig.8 Gas productivity curves of thermal simulations on the Upper Paleozoic coal seam samples,Ordos Basin[24-25]

鄂爾多斯?fàn)柵璧赜捎谥猩砥谠绨讏资缼r石圈減薄發(fā)生的構(gòu)造熱事件，產(chǎn)生了明顯的熱異常，導(dǎo)致不同層位烴源巖熱演化程度增高及烴源巖生烴量顯著增加。因此深部熱巖石圈減薄，構(gòu)造熱事件的存在也是鄂爾多斯盆地油氣更加富集的重要原因之一。

3 盆地?zé)釀?dòng)力學(xué)演化對(duì)油氣生成、成藏及富集的控制作用

盆地?zé)釀?dòng)力學(xué)演化過(guò)程控制了盆地的熱演化史，進(jìn)而控制了油氣的生成、成藏、富集及分布[8,28-29]。

3.1 熱動(dòng)力演化與生烴、成藏關(guān)系

根據(jù)多種古地溫恢復(fù)方法及熱傳導(dǎo)方程，恢復(fù)了盆地的熱演化史及熱巖石圈動(dòng)力學(xué)演化，研究結(jié)果表明在古生代及中生代早期，盆地地溫梯度、大地?zé)崃鬏^低，熱巖石圈厚度較大，中生代晚期早白堊世存在熱巖石圈減薄及區(qū)域構(gòu)造熱事件[3-5,15]。

根據(jù)多種方法確定了鄂爾多斯盆地油氣藏主要充注期及形成時(shí)期為早白堊世[4-5,8,30]，油氣藏有中、晚侏羅世及早白堊世兩期充注。下古生界奧陶系烴源巖主要在晚三疊世—早、中侏羅世生油，早白堊世生成的油發(fā)生裂解及烴源巖進(jìn)入過(guò)成熟大量生氣階段，形成氣藏。上古生界煤系烴源巖在中、晚侏羅世—早白堊世大量生成天然氣，有中晚侏羅世及早白堊世兩期充注，主要在早白堊世充注及成藏。奧陶系、石炭系-二疊系大規(guī)模生氣及成藏時(shí)期、中生界延長(zhǎng)組湖相烴源巖大規(guī)模生油時(shí)期及主要成藏時(shí)期均在早白堊世。晚白堊世—新生代，主要是盆地內(nèi)部已形成油氣藏的調(diào)整及盆地邊緣油氣的逸散。鄂爾多斯盆地不同層位烴源巖在早白堊世大規(guī)模生油、生氣及成藏主要受早白堊世巖石圈減薄深部熱動(dòng)力學(xué)背景及構(gòu)造熱事件控制(圖9)[4-5,8]。

3.2 熱成熟度對(duì)油氣富集的控制作用

鄂爾多斯盆地下古生界近年來(lái)天然氣勘探取得重要進(jìn)展，在中央古隆起西斜坡區(qū)奧陶系烏拉力克組碳酸鹽巖中發(fā)現(xiàn)了天然氣藏及頁(yè)巖氣藏[31-32]，發(fā)現(xiàn)了一批高產(chǎn)井，含氣范圍不斷擴(kuò)大。下古生界原生天然氣藏主要分布于中央古隆起西北斜坡、東部斜坡、南部隆起北斜坡及東部鹽洼。古生界烴源巖主要分布于中央古隆起西部、東部、南部及東部鹽洼，鏡質(zhì)體反射率在盆地南部最高達(dá)3.0%以上?？梢钥闯鱿鹿派缭鷼獠胤植贾饕芟鹿派缂吧瞎派鐭N源分布、熱演化程度、儲(chǔ)層及古構(gòu)造控制，熱演化程度及深部熱異常對(duì)天然氣分布有重要控制作用。

上古生界煤系烴源巖熱演化程度南高北低，北部鏡質(zhì)體反射率為1.2%～2.0%，南部可達(dá)3.0%[12,15]。華北公司在盆地北部、長(zhǎng)慶油田在盆地西南及東北部、延長(zhǎng)油田在盆地南部均發(fā)現(xiàn)了氣田，盆地具有滿盆含氣的特點(diǎn)[31,33-35]。氣田主要分布于鏡質(zhì)體反射率達(dá)1.3%～2.8%的熱演化程度較高地區(qū)，天然氣藏分布受煤系烴源巖分布、熱演化程度及儲(chǔ)層控制(圖10)。盆地南部煤層厚度較薄，過(guò)去認(rèn)為含氣性差，筆者對(duì)盆地南部古生界烴源巖分布與熱演化史的關(guān)系及生排烴特征進(jìn)行了研究，雖然上古生界煤層厚度較薄，但熱演化程度高，熱演化程度提高可以明顯增加生氣量。盆地南部發(fā)育上古生界煤系烴源巖及下古生界兩套烴源巖，因此具有天然氣勘探潛力[36](1)任戰(zhàn)利，李浩，陳西泮，等.陜北斜坡東部古生界烴源巖評(píng)價(jià)[R].陜西：陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司，2013.，煤層分布區(qū)及熱演化程度控制了氣田分布，預(yù)測(cè)結(jié)果被以后的天然氣勘探實(shí)踐及大氣田發(fā)現(xiàn)證實(shí)[31,35]。

長(zhǎng)7段烴源巖熱演化程度分布具有南高北低的特點(diǎn)，南部鏡質(zhì)體反射率已達(dá)0.9%～1.1%，已進(jìn)入生油高峰階段[3-5]。盆地南部也是長(zhǎng)7段湖盆中心，烴源巖發(fā)育。中生界延長(zhǎng)組油田鏡質(zhì)體反射率為0.8%～1.0%，正好處于盆地南部的熱異常區(qū)。油田的分布主要受烴源巖、熱演化程度及砂體控制。盆地深部熱動(dòng)力條件增強(qiáng)，烴源巖的生油量明顯增加，這也是盆地南部油更豐富的原因之一(圖11)。

4 從熱演化程度及熱演化史看油氣勘探方向

鄂爾多斯盆地為大型疊合盆地，不同時(shí)代盆地的疊合在縱向上形成了多套烴源巖[37]，不同時(shí)代盆地由于后期的疊置，多套烴源巖達(dá)到最高熱演化程度及大規(guī)模生烴成藏時(shí)期主要為中生代晚期的早白堊世[3-5,8]。從前面論述可知盆地油氣分布主要受烴源巖、熱演化程度及儲(chǔ)層控制。因此本文從烴源巖發(fā)育層系及熱演化程度角度分析認(rèn)為今后油氣勘探需要重視以下方向。

4.1 長(zhǎng)7段致密油、頁(yè)巖油勘探潛力巨大，是石油勘探的重要接替領(lǐng)域

鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組致密油剩余資源量為34.90×108t，頁(yè)巖油剩余資源量為59.49×108t[1]，資源豐富，勘探潛力大。盆地南部深湖區(qū)長(zhǎng)7段烴源巖分布面積大，厚度大，熱演化程度高，處于高峰生油階段，是致密油、頁(yè)巖油今后主要勘探區(qū)(圖11)[38]。特別是隨著油氣勘探開發(fā)技術(shù)的進(jìn)步，長(zhǎng)7段頁(yè)巖油勘探開發(fā)具有巨大潛力[39]，是石油勘探的重要接替領(lǐng)域。長(zhǎng)7段頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)熱成熟度對(duì)氣油比有重要控制作用，影響著頁(yè)巖油資源的可采性，值得進(jìn)一步研究。長(zhǎng)73亞段是烴源巖最發(fā)育層段，更為致密，砂巖不發(fā)育，頁(yè)巖油需要繼續(xù)攻關(guān)，盆地南部長(zhǎng)73亞段熱演化程度高，氣油比高，長(zhǎng)7段黑色頁(yè)巖發(fā)育區(qū)是實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油轉(zhuǎn)化的有利區(qū)，頁(yè)巖油原位轉(zhuǎn)化是未來(lái)努力的方向。

圖9 鄂爾多斯盆地油氣成藏時(shí)期與熱事件對(duì)應(yīng)關(guān)系Fig.9 Corresponding relationship between hydrocarbon accumulation periods and thermal events in the Ordos Basin

4.2 上古生界石炭系-二疊系煤系地層天然氣勘探前景廣闊

上古生界石炭系-二疊系煤系烴源巖廣泛分布，東北厚西南薄，熱演化程度南高北低，是大氣田形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。煤系烴源巖的分布、熱演化程度及儲(chǔ)層控制了天然氣藏的分布，天然氣分布具有全盆廣泛分布的特點(diǎn)(圖10)。盆地南部煤層較薄但熱演化程度高，可明顯的增加生烴量，煤層雖薄但熱演化程度高可在某種程度彌補(bǔ)厚度的不足。石炭系-二疊系煤系烴源巖全盆地分布，具有雄厚的天然氣資源基礎(chǔ)，天然氣勘探具有良好的前景。盆地北部神木-米脂地區(qū)及盆地南部隴東、宜川-黃龍勘探新區(qū)具有良好的勘探潛力，已獲勘探突破就是例證[31]。

4.3 深層下古生界碳酸鹽巖層系具有形成大氣田的條件

下古生界碳酸鹽巖層系發(fā)育，其中寒武系張夏組、奧陶系烴源巖較好，烴源巖熱演化程度高，盆地南部鏡質(zhì)體反射率已達(dá)3.00%以上。馬家溝期中央古隆起控制了烴源巖及儲(chǔ)層的發(fā)育，烴源巖分布于中央隆起西部斜坡、南部斜坡及中央古隆起內(nèi)側(cè)的東部鹽洼[22-23]。中央古隆起、熱演化程度及儲(chǔ)層控制了下古生界天然氣富集區(qū)，預(yù)測(cè)的中央古隆起東斜坡、西斜坡、南部隆起北斜坡區(qū)天然氣勘探有利區(qū)不斷有天然氣勘探發(fā)現(xiàn)及突破[31,34-35](2)任戰(zhàn)利，崔軍平.構(gòu)造演化與下古生界碳酸鹽巖層系天然氣成藏歷史[R].北京：中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，2010.。近年來(lái)在靖邊西側(cè)奧陶系、盆地中部奧陶系馬家溝組中部組合及東部鹽洼膏鹽下等層位勘探取得重要突破，發(fā)現(xiàn)了高產(chǎn)氣流[31]，盆地西部奧陶系烏拉力克組泥質(zhì)碳酸鹽巖中也獲高產(chǎn)氣流。表明深層下古生界奧陶系碳酸鹽巖層系具有形成大氣田的條件，盆地南部古隆起北斜坡、東部鹽洼鹽下、中央隆起西斜坡、東斜坡值得進(jìn)一步勘探。今后需要進(jìn)一步明確奧陶系碳酸鹽巖烴源巖生烴潛力。

4.4 深層中-新元古界需要明確規(guī)模烴源巖分布

鄂爾多斯盆地深層元古界發(fā)育長(zhǎng)城系、薊縣系及震旦系，長(zhǎng)城系具有裂谷性質(zhì)，發(fā)育一系列北東向斷陷，盆地范圍大，主要為一套碎屑巖沉積。薊縣系及震旦系為坳陷沉積，范圍減小，主要為碳酸鹽巖及冰磧礫巖沉積。盆地內(nèi)元古界埋藏深，烴源巖熱演化程度高，已進(jìn)入干氣階段，主要是尋找天然氣[28]。中-新元古界油氣勘探關(guān)鍵是找到有一定規(guī)模的斷陷及規(guī)模烴源巖，筆者2014年在盆地西緣賀蘭山蘇峪口剖面發(fā)現(xiàn)中-新元古界長(zhǎng)城系存在薄層暗色頁(yè)巖，有機(jī)質(zhì)豐度較高，有機(jī)碳含量達(dá)3%，鏡質(zhì)體反射率為2.35%[40](3)任戰(zhàn)利,郭科,董欣，等.鄂爾多斯地區(qū)中晚元古代祁連海槽原型恢復(fù)與古構(gòu)造演化[R].北京：中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院，2013.。近幾年在盆地南部、北部周緣區(qū)也發(fā)現(xiàn)了元古界長(zhǎng)城系烴源巖，有機(jī)質(zhì)豐度較高[41-44]，在盆地周緣區(qū)崇信薊縣系也發(fā)現(xiàn)有一定規(guī)模瀝青，說(shuō)明中-新元古界有生油及聚集過(guò)程。但在盆地內(nèi)部發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)城系烴源巖厚度小，有機(jī)質(zhì)豐度低，缺乏規(guī)模烴源巖的發(fā)現(xiàn)，需要進(jìn)一步研究確定規(guī)模烴源巖分布及生烴潛力。

5 結(jié)論

1) 鄂爾多斯盆地?zé)釒r石圈厚度恢復(fù)表明中生代晚期早白堊世構(gòu)造熱事件具有深部軟流圈上涌，熱巖石圈減薄的動(dòng)力學(xué)背景。不同層位烴源巖在盆地中南部熱演化程度高，熱流值及地溫梯度高，熱異常明顯，盆地中南部巖石圈厚度在早白堊世明顯減薄。

2) 烴源巖熱模擬實(shí)驗(yàn)及盆地?zé)釀?dòng)力演化史研究揭示早白堊世熱事件及熱異常明顯地提高了不同層位烴源巖的熱演化程度，使不同層位烴源巖生烴量明顯增加。以長(zhǎng)7段黑色頁(yè)巖為例計(jì)算的因于熱異常多而增加的生烴量就達(dá)23.52×108～164.64×108t。熱事件及熱異常是鄂爾多斯盆地油氣富集的重要原因之一。

3) 早白堊世深部巖石圈減薄熱動(dòng)力學(xué)過(guò)程控制了不同層位烴源巖在早白堊世達(dá)到最高熱演化程度，并發(fā)生大規(guī)模生油、生氣與成藏。古生界、中生界不同層位油氣田分布主要受烴源巖分布、熱演化程度及儲(chǔ)層控制。

4) 從烴源巖發(fā)育層位及熱演化程度來(lái)看，盆地中南部長(zhǎng)7段烴源巖熱演化程度較高，分布面積廣，致密油、頁(yè)巖油勘探潛力巨大，是石油勘探的重要接替領(lǐng)域；石炭系-二疊系煤系烴源巖全盆地分布，熱演化程度高，處于生氣階段，天然氣勘探前景廣闊；深層下古生界碳酸鹽巖層系具有形成大氣田條件，需要進(jìn)一步明確烴源巖生烴潛力；深層中-新元古界值得進(jìn)一步勘探，關(guān)鍵是明確規(guī)模烴源巖的分布及生烴潛力。