鄂爾多斯盆地東部二疊系山西組煤系氣成藏地質(zhì)條件與資源潛力預(yù)測(cè)

張春林 張嘉琪 宋澤章 姜福杰 范立勇 裴 煜

（ 1中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院；2油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院； 4中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司 ）

0 引言

鄂爾多斯盆地是中國(guó)重要的含油氣盆地[1-2]，具有豐富的天然氣資源[3-6]。2020年長(zhǎng)慶油田油氣產(chǎn)量突破6000×104t油當(dāng)量，為中國(guó)目前最大的油氣田[7]。鄂爾多斯盆地上古生界二疊系山西組已發(fā)現(xiàn)了陜288井、陜291井、陜132井、陜295井、陜216井、榆72井、雙55井等7個(gè)煤系氣富集區(qū)，有利含氣面積約1500km2，形成了（500～1000）×108m3的儲(chǔ)量規(guī)模，是下一步天然氣儲(chǔ)量接替的新層系之一。鄂爾多斯盆地山西組發(fā)育較多煤系地層，一般認(rèn)為煤系地層主要作為烴源巖向砂巖儲(chǔ)集體供氣，但煤系頁(yè)巖中的原生孔隙、次生孔隙及微裂縫可以為天然氣富集提供儲(chǔ)存空間[8-9]，因此山西組仍蘊(yùn)藏有豐富的煤系氣資源[10]。煤系氣是由整個(gè)煤系中的烴源巖母質(zhì)在生物化學(xué)及物理化學(xué)煤化作用過程中演化生成的、賦存于煤系中的全部天然氣。目前將煤系氣定義為煤巖、碳質(zhì)泥巖及暗色泥頁(yè)巖、頁(yè)巖生成的天然氣，包括致密砂巖氣、煤層氣、頁(yè)巖氣等[11-12]?，F(xiàn)階段對(duì)山西組煤系氣成藏地質(zhì)條件的研究較少，缺乏對(duì)其資源潛力的預(yù)測(cè)。為此，本文以鄂爾多斯盆地山西組為研究對(duì)象，基于烴源巖的地質(zhì)與地球化學(xué)表征、儲(chǔ)層表征（礦物組成、孔隙結(jié)構(gòu)與物性特征），對(duì)煤系氣的成藏條件與含氣性特征展開研究，預(yù)測(cè)了不同類型煤系氣的資源量，以期為鄂爾多斯盆地上古生界煤系氣勘探的戰(zhàn)略決策提供地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地位于華北地區(qū)西部，為中國(guó)第二大沉積盆地。盆地北起陰山、大青山，南抵秦嶺，西達(dá)賀蘭山、六盤山，東至呂梁山，橫跨陜西、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、山西5個(gè)省區(qū)，總面積為37×104km2[13-14]。研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東部和晉西撓褶帶西部（圖1a），西至靖邊地區(qū)，東達(dá)臨縣、石樓一帶，北至榆林，南到河津、黃龍、黃陵一線。研究區(qū)內(nèi)發(fā)育有烏審旗、榆林及米脂等多個(gè)大氣田，資源潛力巨大。

鄂爾多斯盆地是典型的大型內(nèi)陸克拉通盆地，經(jīng)歷了呂梁、晉寧、加里東、海西、印支、燕山、喜馬拉雅等多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)旋回[15-16]，加里東運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致盆地抬升剝蝕，盆地整體缺失志留系、泥盆系，石炭系僅殘存本溪組。鄂爾多斯盆地在古生代時(shí)期經(jīng)歷了海相—海陸過渡相—陸相的沉積環(huán)境演化，山西組沉積總體處于近海湖盆的海退過程中，發(fā)育河流—三角洲—濱淺湖沉積體系，由此構(gòu)成了鄂爾多斯盆地重要的含煤層系，共發(fā)育5套煤巖（圖1b）。根據(jù)沉積序列和巖性組合，山西組自下而上可分為山2段和山1段（圖1b），研究區(qū)內(nèi)山2段主要為一套三角洲相、濱淺湖相的含煤地層，可細(xì)分為山21、山22和山23三個(gè)亞段，巖性主要包括淺灰色石英砂巖、巖屑石英砂巖、巖屑砂巖和灰黑色泥頁(yè)巖、黑色碳質(zhì)泥巖、煤巖，底部常發(fā)育一套較穩(wěn)定的北岔溝砂巖作為與太原組的分界，地層厚度為40～60m；相對(duì)于山2段，山1段濱淺湖相沉積范圍縮小、三角洲相沉積范圍擴(kuò)大，巖性主要為砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥頁(yè)巖夾薄層煤巖，砂巖粒度較細(xì)，主要為中—細(xì)粒巖屑砂巖、巖屑石英砂巖，地層厚度為40～60m。

圖1 研究區(qū)位置圖（a）與山西組地層柱狀圖（b）Fig.1 Location map of the study area (a) and stratigraphic column of Shanxi Formation (b)

2 煤系氣成藏地質(zhì)條件

2.1 烴源巖條件

2.1.1 地球化學(xué)特征

2.1.1.1 有機(jī)質(zhì)豐度

基于研究區(qū)29塊典型煤系地層烴源巖樣品（煤巖、碳質(zhì)泥巖、暗色泥頁(yè)巖）的有機(jī)碳分析測(cè)試和熱解結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)：煤巖的有機(jī)碳含量（TOC）最高，其次為碳質(zhì)泥巖，暗色泥頁(yè)巖最低（表1）；從生烴潛量來看，煤巖的生烴潛量（S1+S2）最高（表2），為好烴源巖，碳質(zhì)泥巖次之，暗色泥頁(yè)巖最低。此外，從層位上看，山2段烴源巖有機(jī)碳含量更高。

表1 研究區(qū)山西組不同巖性烴源巖有機(jī)碳含量表Table 1 TOC of source rocks with different lithologies of Shanxi Formation in the study area 單位：%

表2 研究區(qū)山西組不同巖性烴源巖生烴潛量表Table 2 S1+S2 of source rocks with different lithologies of Shanxi Formation in the study area 單位：mg/g

2.1.1.2 有機(jī)質(zhì)類型

通過對(duì)研究區(qū)山西組不同巖性烴源巖的干酪根顯微鏡下鑒定，認(rèn)為山西組煤巖的顯微組分以鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組為主，兩者總含量可達(dá)80%以上，碳質(zhì)泥巖的顯微組分以腐泥組和鏡質(zhì)組為主，泥頁(yè)巖的顯微組分以惰質(zhì)組和腐泥組為主（圖2）；煤巖的干酪根類型為Ⅲ型，泥巖（包括碳質(zhì)泥巖、泥頁(yè)巖，下同）干酪根類型主要為Ⅱ2型，個(gè)別為Ⅲ型（表3）。

圖2 研究區(qū)山西組不同巖性烴源巖鏡檢照片F(xiàn)ig.2 Microscopic photos of source rocks with different lithologies of Shanxi Formation in the study area

表3 研究區(qū)山西組不同巖性烴源巖干酪根類型Table 3 Kerogen types of source rocks with different lithologies of Shanxi Formation in the study area

續(xù)表

2.1.1.3 有機(jī)質(zhì)成熟度

研究區(qū)烴源巖鏡質(zhì)組反射率主要分布于1.2%～2.8%（圖3），整體上大部分區(qū)域已進(jìn)入高成熟至過成熟階段，有利于天然氣生成。研究區(qū)由北向南，有機(jī)質(zhì)成熟度逐漸增加；其中，自子洲向南，Ro超過2.0%；高橋至延長(zhǎng)一帶有機(jī)質(zhì)成熟度最高，Ro大于2.6%。從有機(jī)質(zhì)成熟度的角度來看，研究區(qū)中南部煤系地層為生氣的主力烴源巖。

圖3 研究區(qū)山西組烴源巖Ro等值線圖（據(jù)文獻(xiàn)[17]修改）Fig.3 Ro contour map of source rocks of Shanxi Formation in the study area (modified after reference [17])

2.1.2 分布特征

研究區(qū)烴源巖類型主要為煤巖、碳質(zhì)泥巖及暗色泥頁(yè)巖。研究區(qū)內(nèi)45口探井的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，山1段煤巖平均厚度僅為0.72m，碳質(zhì)泥巖平均厚度為0.82m，暗色泥頁(yè)巖平均厚度為25.44m；山2段煤巖平均厚度為5.31m，碳質(zhì)泥巖平均厚度為2.36m，暗色泥頁(yè)巖平均厚度為22.75m，煤巖與碳質(zhì)泥巖的厚度較山1段明顯增大。平面上，研究區(qū)北部靠近物源區(qū)，為水動(dòng)力較強(qiáng)的河流—三角洲沉積環(huán)境[18]，發(fā)育沼澤，至南部過渡為濱淺湖，有利于煤巖發(fā)育。山2段煤巖主要發(fā)育在研究區(qū)中東部，厚度為2～6m，局部可達(dá)8m，在清澗、榆林一帶厚度最大，整體上呈現(xiàn)出東厚西薄的趨勢(shì)（圖4）?？v向上，山西組煤系烴源巖與致密砂巖儲(chǔ)層疊置，有利于烴類向鄰近儲(chǔ)層運(yùn)聚。

圖4 研究區(qū)山2段煤巖厚度圖Fig.4 Coal seam thickness map of the 2nd member of Shanxi Formation in the study area

烴源巖特征揭示山2段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度更高，成熟度具有“南高北低”的特征，平面展布具有“東厚西薄”的特征?？傮w上看，最有利的天然氣生氣區(qū)為子洲以南、延安以東地區(qū)。

2.2 儲(chǔ)集體條件

2.2.1 礦物組成

研究區(qū)山西組砂巖主要巖石類型為巖屑石英砂巖、巖屑砂巖，夾有少量的石英砂巖（圖5）；粒度以中—粗砂巖為主，其次為細(xì)砂巖；磨圓度為次棱角狀—次圓狀；分選中等—好。山西組儲(chǔ)層碎屑成分中石英相對(duì)含量最高，分布于54%～92%之間，平均為72.3%左右；長(zhǎng)石相對(duì)含量主要分布在1%～3%之間，平均為1.2%左右；巖屑相對(duì)含量主要分布在7%～45%之間，平均為26.4%；成分成熟度[石英/（長(zhǎng)石+巖屑）]高，主要分布在1.17～11.5之間，平均為4.12。

圖5 研究區(qū)山西組砂巖類型三角圖Fig.5 Triangle diagram of sandstone type of Shanxi Formation in the study area

利用X射線衍射實(shí)驗(yàn)和掃描電鏡對(duì)22個(gè)泥巖樣品的礦物組成進(jìn)行定量和定性分析，結(jié)果表明山西組泥巖的礦物成分主要為黏土礦物和石英（圖6、圖7a、b），長(zhǎng)石含量極低，此外有少量菱鐵礦、黃鐵礦等特殊礦物（圖6）。黏土礦物含量分布在33.4%～90.5%之間，平均為51.15%；石英含量次之，分布在6.6%～66.6%之間，平均為45%；長(zhǎng)石含量介于0～3.3%，以斜長(zhǎng)石為主，其次為鉀長(zhǎng)石；碳酸鹽礦物含量分布在0～4.9%之間，平均為0.56%，主要為白云石（圖7c）；菱鐵礦、黃鐵礦含量很低，平面分布不均，僅在個(gè)別井中發(fā)育，平均不足2%。研究區(qū)山西組泥巖中的脆性礦物主要有石英、長(zhǎng)石、黃鐵礦和碳酸鹽礦物，含量較高，平均為35.7%，有助于水力壓裂造縫。

圖6 研究區(qū)山西組泥巖礦物組成含量條形圖Fig.6 Content of mineral components of Shanxi Formation mudstone in the study area

進(jìn)一步對(duì)研究區(qū)泥巖中不同類型黏土礦物的相對(duì)含量進(jìn)行分析，結(jié)果表明山西組泥巖黏土礦物主要由高嶺石、伊/蒙混層、伊利石和綠泥石組成（圖8）。高嶺石在鏡下多呈書頁(yè)狀，但在研究區(qū)未觀測(cè)到較好的晶型（圖7d），含量分布在20%～69%之間，平均為43.9%；伊利石含量次之，呈彎曲片狀，含量分布在22%～54%之間，平均為31.9%；伊/蒙混層呈凝絮狀，平均含量為19.6%；綠泥石呈葉片狀，平均含量為4.6%。

圖7 研究區(qū)山西組泥巖掃描電鏡礦物照片F(xiàn)ig.7 SEM photos of Shanxi Formation mudstone in the study area

圖8 研究區(qū)山西組泥巖黏土礦物含量條形圖Fig.8 Clay mineral content of Shanxi Formation mudstone in the study area

2.2.2 儲(chǔ)集空間類型

2.2.2.1 砂巖儲(chǔ)層

研究區(qū)山西組砂巖儲(chǔ)層發(fā)育多種孔隙類型，以次生孔隙為主，原生孔隙較少，在鏡下可見巖屑溶孔、高嶺石晶間孔、粒間溶孔及未充填的微裂縫（圖9）。

圖9 研究區(qū)山西組砂巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類型Fig.9 Reservoir space types of sandstone reservoirs of Shanxi Formation in the study area

2.2.2.2 泥巖儲(chǔ)層

研究區(qū)山西組泥巖儲(chǔ)層發(fā)育以多種類型孔隙為主的儲(chǔ)集空間（圖10），其中，有機(jī)質(zhì)孔較發(fā)育，鏡下呈蜂窩狀、三角形或多角形及不規(guī)則長(zhǎng)條狀等多種形態(tài)；無機(jī)質(zhì)孔主要發(fā)育有粒間孔、溶蝕孔、生物孔等。同時(shí)，泥巖中微裂縫較為發(fā)育，可作為天然氣的重要運(yùn)移通道。

圖10 研究區(qū)山西組泥巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類型Fig.10 Reservoir space types of mudstone reservoirs of Shanxi Formation in the study area

高壓壓汞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，泥巖孔隙度主要分布在0.5%～1.78%之間，平均為0.86%，排驅(qū)壓力主要分布在13～41MPa之間，平均為22.38MPa，反映泥巖非常致密。高壓壓汞曲線形態(tài)可以反映泥巖孔隙的發(fā)育特征，依據(jù)曲線特征將研究區(qū)山西組泥巖樣品的壓汞曲線分為兩類（圖11），I類曲線排驅(qū)壓力較小，平均為7.22MPa，退汞效率高，平均為78.06%，孔隙度較大，約為0.89%；Ⅱ類曲線排驅(qū)壓力明顯增高，平均為27.67MPa，退汞效率低，平均僅為50.54%，孔隙度平均約為0.47%。整體來看，泥巖樣品的壓汞曲線歪度較細(xì)，表明泥巖分選較差，但對(duì)比來看，Ⅱ類壓汞曲線的樣品孔喉結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。根據(jù)高壓壓汞實(shí)驗(yàn)得到了泥巖孔徑分布圖（圖12），孔徑分布曲線呈現(xiàn)多峰特征，主要集中在孔徑為8nm、9nm、45nm、750nm和85μm處?？梢耘袛喑瞿鄮r孔隙體積主要是由孔徑介于5～10nm、12～55nm、500～800nm和45～90μm的孔隙貢獻(xiàn)。

圖11 研究區(qū)山西組泥巖高壓壓汞曲線Fig.11 High pressure mercury injection curve of Shanxi Formation mudstone in the study area

圖12 研究區(qū)山西組泥巖孔徑分布曲線圖Fig.12 Pore size distribution curve of Shanxi Formation mudstone in the study area

2.2.3 物性特征

研究區(qū)山西組砂巖儲(chǔ)層孔隙度主要分布在2%～ 10%，整體屬于低孔、特低孔儲(chǔ)層。山西組砂巖的主要類型為三角洲平原砂體和三角洲前緣砂體[19-20]，基于孔隙度分布圖與沉積相展布特征的研究，認(rèn)為孔隙度分布受沉積微相與砂地比的控制，孔隙度高值點(diǎn)主要分布在研究區(qū)神41井、神27井、米35井、雙107井等，位于北部河道的砂體上（圖13、圖14）。

圖13 研究區(qū)山西組沉積相圖Fig.13 Sedimentary facies map of Shanxi Formation in the study area

圖14 研究區(qū)山西組砂巖孔隙度等值線圖Fig.14 Porosity contour map of Shanxi Formation sandstone in the study area

2.3 保存條件

宏觀上看，鄂爾多斯盆地屬于克拉通盆地，具有相對(duì)穩(wěn)定的大地構(gòu)造環(huán)境，有利于天然氣的保存[21]。通過對(duì)研究區(qū)近東西向的連井剖面分析（圖15），發(fā)現(xiàn)山西組山1段頂部發(fā)育一套穩(wěn)定的厚層泥巖，厚度為10～15m，可作為良好的蓋層阻止天然氣的逸散，形成典型的“下生中儲(chǔ)上蓋”的生儲(chǔ)蓋組合[22]，有利于致密砂巖氣的富集；而對(duì)于頁(yè)巖氣和煤層氣，主要為“自生自儲(chǔ)”的成藏模式，廣泛發(fā)育的泥巖和泥巖夾層是良好的區(qū)域性蓋層，有利于頁(yè)巖氣和煤層氣的保存。

3 煤系氣資源潛力預(yù)測(cè)

3.1 預(yù)測(cè)方法

蒙特卡洛法（又稱統(tǒng)計(jì)模擬法）是利用隨機(jī)抽樣方法在各參數(shù)概率分布曲線上取隨機(jī)數(shù)概率下限值，進(jìn)而基于資源量計(jì)算模型，得到資源量計(jì)算結(jié)果的概率分布曲線。該方法已廣泛應(yīng)用于油氣資源量計(jì)算，其優(yōu)點(diǎn)是以概率分布曲線來逼近地下對(duì)象的較可能值、最可能值[23-24]。

用蒙特卡洛法計(jì)算資源量主要有容積法和體積法兩種。

容積法是計(jì)算油氣資源量的主要方法，適用于不同勘探開發(fā)階段、不同圈閉類型、不同儲(chǔ)集類型和不同驅(qū)動(dòng)方式的油氣藏。在煤系氣資源評(píng)價(jià)中主要用來計(jì)算致密砂巖氣的資源量，其資源量計(jì)算公式為

式中G——天然氣資源量，108m3；

A——含氣面積，km2；

H——平均有效厚度，m；

φ——平均有效孔隙度；

Sg——平均含氣飽和度；

Bgi——平均天然氣體積系數(shù)。

體積法是煤層氣資源評(píng)價(jià)中計(jì)算資源量的基本方法，適用于各個(gè)級(jí)別資源量的計(jì)算。在煤系氣資源評(píng)價(jià)中主要用來計(jì)算頁(yè)巖氣和煤層氣的資源量，其計(jì)算公式為

式中ρ——平均密度，t/m3；

C——含氣量，m3/t。

3.2 參數(shù)選取

由于儲(chǔ)層的復(fù)雜性和連續(xù)性，大多數(shù)地質(zhì)數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布[25]，計(jì)算致密砂巖氣資源量時(shí)，砂巖厚度、砂巖孔隙度、砂巖含氣飽和度及天然氣體積系數(shù)均采用對(duì)數(shù)正態(tài)分布模型，致密砂巖含氣面積則采用均勻分布模型（圖16）；計(jì)算頁(yè)巖氣及煤層氣資源量時(shí)，泥巖厚度、煤巖厚度、泥巖含氣量、煤巖含氣量同樣采用對(duì)數(shù)正態(tài)分布模型，泥巖含氣面積及煤巖含氣面積則采用均勻分布模型（圖17），泥巖密度及煤巖密度則采用實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)。

圖16 研究區(qū)山2段致密砂巖氣資源量計(jì)算參數(shù)模型Fig.16 Parameters model for resource calculation of tight sandstone gas of the 2nd member of Shanxi Formation in the study area

圖17 研究區(qū)山2段頁(yè)巖氣及煤層氣資源量計(jì)算參數(shù)模型Fig.17 Parameters model for resources calculation of shale gas and coalbed methane of the 2nd member of Shanxi Formation in the study area

3.2.1 含氣面積

對(duì)煤系氣資源量來說，含氣面積的影響比其他參數(shù)重要。計(jì)算區(qū)帶與計(jì)算區(qū)塊之間屬包含關(guān)系，區(qū)塊計(jì)算單元面積包含在區(qū)帶單元計(jì)算面積之中。計(jì)算含氣面積時(shí)，選取各層段含氣面積的最大值、最小值及最可能值進(jìn)行估算，綜合運(yùn)用巖性組合和勘探目標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果合理劃分邊界。

3.2.2 有效厚度

厚而穩(wěn)定分布的煤巖除對(duì)煤層氣資源有利外，還對(duì)煤層氣強(qiáng)化增產(chǎn)措施有利。在研究區(qū)內(nèi)則以各主力煤巖單層厚度1m作為煤巖厚度下限值。

3.2.3 有效孔隙度

有效孔隙度的確定以實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)定的巖心分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。對(duì)于未取心井，則采用測(cè)井資料求取有效孔隙度，并與巖心分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以提高其精度。具有巖心標(biāo)定的測(cè)井資料解釋的有效孔隙度可用于致密砂巖氣資源量的計(jì)算。通過對(duì)已有數(shù)據(jù)構(gòu)建概率分布曲線，可以模擬更多情況下的有效孔隙度。

3.2.4 平均含氣飽和度

確定含氣飽和度的方法有巖心直接測(cè)定、測(cè)井資料解釋、毛細(xì)管壓力計(jì)算等。本文采用巖心直接測(cè)定和測(cè)井資料解釋相結(jié)合的方法來選取含氣飽和度進(jìn)行模擬。

3.2.5 平均天然氣體積系數(shù)

天然氣體積系數(shù)（Bgi）為天然氣地下體積轉(zhuǎn)換為地面標(biāo)準(zhǔn)條件下體積的換算系數(shù)（中國(guó)地面標(biāo)準(zhǔn)條件指溫度為20℃即293K，絕對(duì)壓力為0.101MPa），其數(shù)值受到原始地層壓力、溫度和地面標(biāo)準(zhǔn)壓力、溫度及天然氣偏差系數(shù)的影響。

式中psc——地面標(biāo)準(zhǔn)壓力，MPa；

Tsc——地面標(biāo)準(zhǔn)溫度，K；

pi——原始地層壓力，MPa；

Ti——原始地層溫度，K；

Z——?dú)怏w偏差系數(shù)。

3.2.6 平均密度

單位體積煤巖的質(zhì)量稱為煤巖的密度，它是計(jì)算煤巖資源量的重要參數(shù)，也是計(jì)算煤層氣資源量的重要參數(shù)。煤巖的灰分含量越高，密度就越大。煤巖的密度還與熱演化程度有關(guān)，理論上講，煤巖的熱演化程度越高，密度就越小。而煤巖的熱演化程度是煤巖埋藏深度、溫度和壓力的正比例函數(shù)。

3.2.7 含氣量

含氣量是煤層氣資源量計(jì)算的重要參數(shù)。在含氣面積、厚度等相同的條件下，煤巖含氣量與煤層氣資源量間呈正比例關(guān)系。在泥巖中含氣量包括游離氣量和吸附氣量，在煤層氣中僅計(jì)算煤的吸附氣量，該參數(shù)主要基于氣體吸附實(shí)驗(yàn)來確定。

3.3 預(yù)測(cè)結(jié)果

根據(jù)以上所選參數(shù)及模型，利用容積法計(jì)算致密砂巖氣資源量，同時(shí)利用體積法計(jì)算頁(yè)巖氣及煤層氣的資源量。運(yùn)用crystal ball軟件進(jìn)行蒙特卡洛模擬，加載各個(gè)參數(shù)的分布模型，執(zhí)行5000次迭代計(jì)算得到山西組各層段不同類型煤系氣的資源量概率分布曲線圖（圖18）。由于山1段煤巖厚度較薄，橫向分布連續(xù)性較差，認(rèn)為山1段煤層氣不富集，因此僅對(duì)山2段發(fā)育的煤層氣資源量進(jìn)行評(píng)價(jià)。選取在50%概率下的預(yù)測(cè)資源量，得到鄂爾多斯盆地東部山西組煤系氣“三氣”（致密砂巖氣、頁(yè)巖氣、煤層氣）最有可能的資源量（表4），山西組煤系氣概算資源量總計(jì)為306879.79×108m3，其中，山1段煤系氣資源量為129878.64×108m3，山2段煤系氣資源量為177001.15×108m3，山2段資源潛力最大。

表4 研究區(qū)山西組煤系氣資源量匯總表（P50）Table 4 Summary of coal measure gas resources of Shanxi Formation in the study area（P50）

圖18 研究區(qū)山西組各層段不同類型煤系氣資源量概率分布曲線圖Fig.18 Probability distribution curve of different types of coal measure gas resources of each member of Shanxi Formation in the study area

4 結(jié)論

鄂爾多斯盆地二疊系山西組烴源巖類型多，平面上大面積展布，有機(jī)質(zhì)豐度高、類型好、成熟度高、生氣潛力大，為充足的氣源供應(yīng)奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。山西組砂巖儲(chǔ)層以巖屑石英砂巖和巖屑砂巖為主，儲(chǔ)集空間以次生孔隙中的巖屑溶孔為主，具有低孔、低滲的特征；泥巖的礦物組分以石英和黏土礦物為主，泥巖致密，孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔隙類型主要為有機(jī)質(zhì)孔和微裂縫。

運(yùn)用蒙特卡洛方法評(píng)價(jià)山西組煤系氣資源潛力，山西組煤系氣概算資源量總計(jì)為306879.79×108m3，其中山2段煤系氣資源量為177001.15×108m3，資源潛力大，是今后天然氣勘探的重點(diǎn)方向。