鄂爾多斯盆地中國石化“十三五”油氣勘探進(jìn)展與新領(lǐng)域

何發(fā)岐 張 宇 王付斌 張 茹 張 威 齊 榮 安 川 黎小偉 鄧 杰

（ 1中國石化華北油氣分公司；2中國石化油田勘探開發(fā)事業(yè)部；3中國石化華北油氣分公司勘探開發(fā)研究院 ）

0 引言

中國石化華北油氣分公司（簡稱華北油氣分公司）在鄂爾多斯盆地油氣勘探開發(fā)區(qū)塊所處位置大多在盆地邊緣復(fù)雜構(gòu)造帶，地表環(huán)境多為沙漠、山地、黃土塬，地下構(gòu)造沉積條件復(fù)雜且資源品位低，油氣勘探面臨諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：盆地北部杭錦旗區(qū)塊構(gòu)造活動持續(xù)活躍，遠(yuǎn)離上古生界大型生氣中心，早期研究認(rèn)為其難以形成大型氣田；盆地南部由于沉積構(gòu)造演化差異性，以巖性油藏提交儲量沒能支撐相應(yīng)的穩(wěn)產(chǎn)，動用情況不明，采出程度低，開發(fā)效果差；下古生界海相碳酸鹽巖領(lǐng)域成藏條件復(fù)雜，資源潛力不明，發(fā)展形勢嚴(yán)峻。“十三五”伊始，從盆地整體著眼，深化過渡帶特征研究；重新梳理盆地北部構(gòu)造沉積演化與成藏史，劃分成藏區(qū)帶；深化差異成藏認(rèn)識，探明千億立方米級致密砂巖氣田；深化盆地邊緣油藏類型和油氣富集主控因素認(rèn)識，建立斷縫體油藏成藏模式，完善致密油富集理論；立足全盆地，加強(qiáng)不整合碳酸鹽巖巖溶成藏認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)斷裂控制巖溶儲層的發(fā)育，在大牛地氣田、富縣區(qū)塊下古生界取得天然氣突破，形成規(guī)模儲量接替陣地。本文總結(jié)了勘探思路轉(zhuǎn)變之后在鄂爾多斯盆地取得的新認(rèn)識、新成果、新技術(shù)，并提出下一步勘探方向。

1 地質(zhì)背景

1.1 盆地構(gòu)造及沉積背景

鄂爾多斯盆地為多期演化盆地，主要經(jīng)歷加里東、海西、印支、燕山和喜馬拉雅等多期構(gòu)造運動旋回[1]，形成了早古生代克拉通淺海臺地相碳酸鹽巖、晚古生代克拉通內(nèi)坳陷盆地濱海平原相碎屑巖、中生代內(nèi)陸坳陷盆地湖泊相碎屑巖疊置發(fā)育，孕育3套基礎(chǔ)成藏層系，形成了碳酸鹽巖巖溶氣藏、大面積分布的河流相致密砂巖氣藏、河流湖泊交互的砂巖油藏，經(jīng)歷疊加改造后表現(xiàn)為復(fù)雜的成藏體系，總體呈現(xiàn)出“滿盆氣、半盆油、縱向三層樓”。早—中寒武世盆地表現(xiàn)為區(qū)域伸展，形成北部烏蘭格爾隆起、中西部靖邊鞍狀隆起和東部呂梁隆起，除隆起外其他區(qū)域為海相沉積環(huán)境[2]；晚寒武世—早奧陶世盆地南北拉伸向南北擠壓過渡，至中奧陶世馬家溝組沉積期，南北擠壓占主導(dǎo)地位，盆內(nèi)發(fā)生坳陷，以碳酸鹽巖沉積為主；晚奧陶世，盆地南、北洋向下俯沖形成對擠，華北板塊整體抬升，海水退出全區(qū)，沉積中斷，缺失志留系、泥盆系及部分石炭系，同時碳酸鹽巖地層長期暴露地表，遭受大氣淡水淋濾，形成巖溶儲層；直至中石炭世重新開始沉積，晚石炭世晚期，盆地中央發(fā)育古隆起，分割東、西兩側(cè)的華北海和祁連海；早二疊世盆地周緣海槽不再拉張，進(jìn)入消減期，晚二疊世華北地臺整體抬升，盆地演變?yōu)閮?nèi)陸湖盆，以河流—三角洲—湖泊相沉積為主，沉積環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)榇箨戵w系；早—中三疊世，盆地繼承二疊紀(jì)的古構(gòu)造格局和沉積特點，發(fā)育河流相、沼澤相砂泥巖沉積；晚三疊世，秦嶺—祁連海槽關(guān)閉，板塊縫合帶開始碰撞造山，秦嶺以北地區(qū)山前構(gòu)造活動頻繁，盆地西南緣強(qiáng)烈變形，形成褶皺及斷裂，北西向走滑斷裂發(fā)生活動，沉積環(huán)境以湖泊—三角洲為主，三疊紀(jì)末盆地整體不均勻抬升，延長組頂部遭受差異剝蝕。

1.2 區(qū)域概況

華北油氣分公司礦權(quán)區(qū)塊主要分布在鄂爾多斯盆地一級構(gòu)造單元結(jié)合部位，北部的大牛地、杭錦旗、定北等區(qū)塊構(gòu)造上位于伊陜斜坡、伊盟隆起、天環(huán)坳陷，南部的富縣、彬長、鎮(zhèn)涇、麻黃山西等區(qū)塊橫跨伊陜斜坡、天環(huán)坳陷、渭北隆起（圖1左）。天然氣主要分布在古生界奧陶系馬家溝組及二疊系太原組、山西組、下石盒子組，石油主要分布在中生界三疊系延長組和侏羅系延安組（圖1右）。

圖1 華北油氣分公司在鄂爾多斯盆地主要礦權(quán)區(qū)塊分布（左）及太古宇—新生界綜合柱狀圖（右）Fig.1 Distribution of the main exploration blocks of Sinopec North China Oil & Gas Company (left) and comprehensive stratigraphic column of the Archaeozoic-Cenozoic in Ordos Basin (right)

“十三五”之前，天然氣勘探主要集中在盆地北部上古生界，發(fā)現(xiàn)了大牛地、柳楊堡等氣田。大牛地氣田構(gòu)造總體呈東北高、西南低的平緩單斜，上古生界含氣層位自下而上為上石炭統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組和下石盒子組，是一套完整的海相潮坪—近海三角洲—陸相辮狀河沉積層序，在局部范圍內(nèi)形態(tài)呈“箱形”，受上石盒子組區(qū)域蓋層物性和異常壓力的雙重封蓋作用[3]，工業(yè)氣藏的發(fā)育被嚴(yán)格限制在該箱體內(nèi)。隨后，在盆地西部、南部發(fā)現(xiàn)寧東、紅河、涇河、洛河等油田。寧東油田構(gòu)造特征為東部穩(wěn)定、西部斷裂發(fā)育，發(fā)育河流相與河湖三角洲平原相沉積，為邊底水發(fā)育、低幅度背斜的巖性—構(gòu)造油藏，具有“雙向排烴、近源成藏、優(yōu)儲控富”的成藏模式。紅河油田局部發(fā)育小型低幅度鼻狀隆起，總體為東北高、西南低的平緩單斜，發(fā)育扇三角洲相和辮狀河三角洲相沉積，以巖性油藏為主，沉積微相和斷裂及伴生裂縫共同控制儲層“甜點”與油氣分布，斷裂和微裂縫對改善儲層具有極大的作用，油氣富集主要受控于有利砂體、裂縫發(fā)育區(qū)和優(yōu)質(zhì)烴源巖，富集模式為“源、相、縫控”型，已提交規(guī)模儲量，然而成藏模式不清，油藏描述不準(zhǔn)，石油勘探開發(fā)陷入低谷。

2 “十三五”油氣勘探成果

在此期間依托項目“鄂爾多斯盆地大中型氣田目標(biāo)評價及勘探關(guān)鍵技術(shù)”，加強(qiáng)致密碎屑巖、海相碳酸鹽巖領(lǐng)域攻關(guān)探索，自大牛地區(qū)塊向北分區(qū)分類戰(zhàn)略展開杭錦旗探區(qū)，向南加大盆地南部區(qū)塊接替戰(zhàn)略目標(biāo)探索力度，向下加強(qiáng)奧陶系不整合碳酸鹽巖巖溶儲層風(fēng)險勘探，效果顯著。在鄂爾多斯盆地建成一個千億立方米級氣田；下古生界復(fù)雜碳酸鹽巖領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)發(fā)現(xiàn)，形成兩個千億立方米天然氣規(guī)模儲量接替陣地；創(chuàng)新中生界斷縫體油藏理論，推進(jìn)致密油勘探展開，石油勘探取得新進(jìn)展，實現(xiàn)了古生界、中生界多層系油氣勘探有效拓展。

2.1 創(chuàng)新盆緣過渡帶差異成藏認(rèn)識，落實萬億立方米陣地，探明千億立方米儲量，建成東勝氣田

2.1.1 發(fā)現(xiàn)鄂爾多斯盆地北緣致密砂巖氣田——東勝氣田

華北油氣分公司在鄂爾多斯盆地北緣油氣勘探始于20世紀(jì)50年代，勘探歷程可劃為4個階段。（1）早期初探以油為主。（2）20世紀(jì)70年代末開始以構(gòu)造圈閉勘探為主，取得什股壕構(gòu)造伊深1井的突破，但未在面上擴(kuò)大，一直到20世紀(jì)末仍處于停滯狀態(tài)。（3）之后沿著泊爾江海子斷裂登記兩個區(qū)塊（約1×104km2）開展勘探評價。1999年在斷裂北側(cè)什股壕構(gòu)造南翼部署錦評1井，評價什股壕構(gòu)造含氣范圍，在下石盒子組獲得低產(chǎn)氣流，僅提交控制儲量20.73×108m3。2004年之后在巖性圈閉“近源成藏”模式指導(dǎo)下，重心轉(zhuǎn)向斷裂以南的煤系烴源巖發(fā)育區(qū)，錦21井、錦25井等鉆遇工業(yè)氣流，驗證了斷裂以南伊陜斜坡向伊盟隆起過渡部位河道砂巖復(fù)合體構(gòu)成的大型巖性圈閉的含氣性。同時認(rèn)識到在泊爾江海子斷裂以北地區(qū)下石盒子組盒2+3段發(fā)育大中型構(gòu)造—巖性復(fù)合氣藏，提交天然氣探明儲量163×108m3。（4）2012年以來重點評價泊爾江海子斷裂以南大型巖性氣藏，沿斷裂帶方向按照大型河道展布規(guī)律部署11口探井，普遍含氣，發(fā)現(xiàn)錦58井、錦86井等一批工業(yè)氣流井，接著評價什股壕區(qū)帶和十里加汗區(qū)帶控制儲量，進(jìn)行產(chǎn)能建設(shè)，皆以失敗告終。該區(qū)多輪勘探完成探井上百口，有效井偏少，地質(zhì)規(guī)律認(rèn)識不清，又逢國際原油價格下跌，近萬平方千米的礦權(quán)區(qū)高產(chǎn)液、儲量難動用成為建成大型氣田的障礙[4]。

2019年9月，在鄂爾多斯盆地北緣杭錦旗區(qū)塊發(fā)現(xiàn)千億立方米級大氣田——東勝氣田，成為中國石化在鄂爾多斯盆地繼大牛地氣田之后第二個千億立方米級大氣田[5]，終于圓了幾代勘探工作者60多年科技攻關(guān)和勘探開發(fā)夢，“十三五”提交上古生界天然氣探明儲量1311×108m3、控制儲量6185×108m3、三級天然氣儲量9722×108m3，累計建產(chǎn)20.5×108m3/a，2021年產(chǎn)氣量超過19×108m3。

2.1.2 盆緣過渡帶差異化成藏認(rèn)識填補(bǔ)盆地復(fù)雜構(gòu)造帶勘探領(lǐng)域研究空白

鄂爾多斯盆內(nèi)上古生界具有“廣覆式生烴、大面積充注、孔縫輸導(dǎo)、近距離運聚”的成藏特征[6-7]。盆地北緣天然氣基本成藏條件在平面上具有明顯過渡帶特點，縱向上層內(nèi)、層間氣水關(guān)系復(fù)雜。杭錦旗不同區(qū)帶構(gòu)造、沉積演化的差異是導(dǎo)致構(gòu)造特征、烴源巖分布、儲層品質(zhì)、輸導(dǎo)能力及封堵條件等關(guān)鍵成藏要素的配置關(guān)系不一致的內(nèi)在原因。創(chuàng)新開展盆緣過渡帶成藏機(jī)理研究，揭示盆緣天然氣“近源優(yōu)先、斷砂輸導(dǎo)、調(diào)整定型、單砂控富”準(zhǔn)連續(xù)—非連續(xù)差異成藏規(guī)律。盆地北緣從構(gòu)造高部位局部含氣到大面積砂巖含氣、從氣水過渡帶到萬億立方米規(guī)模儲量疊置區(qū)，勘探認(rèn)識逐漸深化；從北部隆起帶到南部斜坡帶，再到分區(qū)帶展開勘探，勘探陣地逐漸明確；從構(gòu)造找氣到源內(nèi)大型巖性氣藏，再到多類型氣藏，勘探目標(biāo)逐漸清晰。研究證實，石炭系—二疊系具備大型氣田形成條件[8-13]。

在構(gòu)造近東西向展布基礎(chǔ)上，結(jié)合南北向河道發(fā)育特征將杭錦旗區(qū)塊劃分為6個成藏區(qū)帶，自西向東分別是新召區(qū)帶、公卡漢區(qū)帶、獨貴加汗區(qū)帶、什股壕區(qū)帶、十里加汗區(qū)帶和阿鎮(zhèn)區(qū)帶（圖2）。對不同區(qū)帶源儲配置、圈閉類型、成藏主控因素進(jìn)行對比，明確天然氣成藏條件的差異特征。

圖2 鄂爾多斯盆地北緣杭錦旗不同區(qū)帶分布圖Fig.2 Division of hydrocarbon accumulation zones in Hangjinqi block in the northern Ordos Basin

西部新召區(qū)帶圈閉類型以巖性圈閉為主[14-15]，烴源巖厚度大、成熟度高，儲層為低滲—特低滲，烴源巖與儲層的配置關(guān)系控制天然氣成藏，辮狀河河道中石英砂形成的心灘是控制天然氣富集的主要因素。中部獨貴加汗區(qū)帶圈閉類型以地層巖性復(fù)合圈閉為主，中—粗砂巖和上傾方向地層尖滅封堵控制天然氣富集。東南部十里加汗區(qū)帶烴源巖厚度大、成熟度較低，儲層連續(xù)性好，物性較好，圈閉類型以巖性圈閉、構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉為主。東北部的什股壕區(qū)帶烴源巖不發(fā)育，砂體厚度大，圈閉類型以構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉、構(gòu)造圈閉為主，構(gòu)造為控制天然氣富集的主要因素，其次為儲層物性條件（表1）。近年來在泊爾江海子斷裂—三眼井?dāng)嗔褞?、北分別建立了“源儲共生、近源成藏”和“雙源供氣、圈閉控藏”的成藏模式，形成了“源儲配置最優(yōu)化”的選區(qū)思路，重點持續(xù)評價泊爾江海子斷裂以南大型巖性氣藏，培育成縱向多層、橫向連片的6000×108m3規(guī)模儲量陣地[16]，評價出獨貴加汗、新召兩個千億立方米優(yōu)質(zhì)儲量區(qū)，實現(xiàn)了從“氣水過渡帶”到“天然氣差異富集帶”認(rèn)識的轉(zhuǎn)變[17]，進(jìn)而形成了“十四五”勘探以儲量升級動用為基礎(chǔ)的精細(xì)勘探工作思路和部署，開發(fā)分類評價、分區(qū)接替，預(yù)計2025年產(chǎn)量逐步達(dá)到30×108m3。

表1 鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)主要區(qū)帶成藏要素配置關(guān)系表Table 1 Configuration of hydrocarbon accumulation elements in the main gas plays in Hangjinqi block in Ordos Basin

2.1.3 盆緣復(fù)雜含水氣藏開發(fā)技術(shù)支撐勘探持續(xù)擴(kuò)大

在“單砂控富”認(rèn)識的基礎(chǔ)上，攻關(guān)地震地質(zhì)一體化復(fù)雜含水氣藏甜點識別，在近源強(qiáng)充注區(qū)致密巖性氣藏刻畫心灘、在逸散區(qū)低飽和度構(gòu)造—巖性氣藏強(qiáng)化預(yù)測含氣性、在遠(yuǎn)源成藏區(qū)精細(xì)刻畫小型邊底水巖性—構(gòu)造氣藏。以少井高產(chǎn)為目標(biāo)，勘探開發(fā)一體化部署，地質(zhì)工程一體化設(shè)計，實現(xiàn)復(fù)雜含水氣藏的規(guī)模有效開發(fā)。一是利用“混合井型+叢式井組+小井眼”立體開發(fā)方式，一次井網(wǎng)儲量動用程度為81%；二是差異化儲層改造，連通型高能心灘儲層采用大規(guī)模多簇壓裂、分散型低能心灘儲層采用適度規(guī)模密切割+穿層壓裂的改造措施，單口水平井平均產(chǎn)量提升32%。其中JPH-489井通過“一井雙灘鉆井”與“分段多簇混合水壓裂”，試獲無阻流量105×104m3/d高產(chǎn)氣流。地質(zhì)工程一體化使得10×108m3產(chǎn)能建設(shè)投資降低至30億元以內(nèi)，支持近萬億立方米儲量的升級動用，極大地解放了效益勘探陣地。

2.2 精細(xì)描述盆內(nèi)走滑斷裂，建立斷縫體油藏成藏模式，完善致密油成藏富集理論

鄂爾多斯盆地早期勘探就對斷層及其裂縫控制油藏有認(rèn)識[18-20]，但缺少高精度三維地震資料，盆地內(nèi)部斷裂描述不清，斷裂如何控制油氣聚集認(rèn)識有限?！笆濉逼陂g，開展三維地震資料再處理，在盆地內(nèi)識別出大量的低級序斷裂進(jìn)行組合，描述一系列垂向斷距不大、平面幾何樣式多變的走滑斷裂帶，獲得盆內(nèi)斷裂發(fā)育特征、控藏等方面的新認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上提出了致密儲層斷縫體成藏模式，以此為指導(dǎo)，重新認(rèn)識油藏富集規(guī)律，強(qiáng)化斷縫對儲層改造、油氣富集的控制作用研究，獲得多個勘探突破，儲量動用找到新甜點。

2.2.1 建立斷縫體油藏成藏認(rèn)識，完善致密油成藏富集理論

2.2.1.1 斷縫體油藏成藏認(rèn)識

鄂爾多斯盆地南緣中生界延長組發(fā)育湖泊—三角洲沉積體系，形成大面積展布的河道砂層復(fù)合體[21]，普遍發(fā)育NE向和SW向兩組區(qū)域性斷裂，致密碎屑巖中發(fā)育的斷裂及其伴生的局部脆性破碎帶，組合成斷層—裂縫系統(tǒng)，成為致密低滲儲層重要的成藏滲流通道和儲集空間，其上部及側(cè)面均有非滲透泥質(zhì)巖、致密層等封擋，稱之為“斷縫體圈閉”。斷裂有效溝通烴源巖，石油沿斷裂垂向或側(cè)向運移進(jìn)入高滲的斷縫體，形成斷縫體油藏[22]。斷縫體成藏認(rèn)識使得勘探由“找優(yōu)質(zhì)儲層”擴(kuò)大到“找斷縫發(fā)育帶”，明確斷縫體油藏成為油氣富集高產(chǎn)目標(biāo)（圖3）。

圖3 鄂爾多斯盆地南緣斷縫體油藏模式圖Fig.3 Oil accumulation pattern in fault-fracture body in the southern Ordos Basin

2.2.1.2 斷縫體控制儲量甜點分布

三維地震資料重新處理發(fā)現(xiàn)盆地南部區(qū)塊中生界斷裂普遍發(fā)育，它們是斷縫體發(fā)育的基本骨架，沿斷裂帶在鎮(zhèn)涇、彬長區(qū)塊部署油井取得新發(fā)現(xiàn)。鎮(zhèn)涇區(qū)塊HH208井長9段提交預(yù)測儲量429×104t；HH204井、涇1井長7段實現(xiàn)工業(yè)油流突破，落實圈閉資源量800×104t；彬長區(qū)塊涇河75井長8段及涇河55井長8段、長6段均獲高產(chǎn)工業(yè)油流，提交預(yù)測儲量740×104t、控制儲量612×104t，落實圈閉資源量2400×104t，證實該類型油藏具有良好勘探開發(fā)潛力。2020年彬長區(qū)塊早勝斷裂帶上部署的兩口井均鉆遇150m以上寬度的斷裂帶，其中JH2P9井自然投產(chǎn)，日產(chǎn)油30t，累計產(chǎn)油超過1.2×104t；JH2P43井射孔投產(chǎn)，穩(wěn)定日產(chǎn)油8.7t。斷縫體油藏效益開發(fā)初獲成功。

2.2.1.3 斷縫體控制油氣富集

斷縫體是致密油有利區(qū)帶。延長組長7段頁巖大規(guī)模生烴，形成超壓，超壓驅(qū)動石油一方面沿著頁巖層理縫向高點運移，另一方面沿著斷裂向圍巖運移。沿著層理縫運移的石油能夠在頁巖減薄帶、頁巖厚層孤島帶聚集下來，一旦這些區(qū)帶有斷裂與致密砂巖儲層溝通，石油就能夠高效運聚到致密砂巖中，形成有利聚集區(qū)，紅河油田和彬長涇河2井區(qū)油藏均由該模式形成。

斷縫體是致密油高產(chǎn)的一種重要甜點類型。走滑斷裂形成的滑動破碎帶及誘導(dǎo)裂縫帶是斷縫體油藏的主要儲集空間。通過對鉆遇裂縫條數(shù)和破碎帶儲量的關(guān)系分析，油井鉆遇裂縫條數(shù)越多、裂縫寬度越大，控制的破碎帶儲量越大，油井初期產(chǎn)量、累計產(chǎn)量越高（圖4、圖5）。

圖4 JH2P43井延長組長81亞段水平段綜合成果圖Fig.4 Comprehensive well interpretation result of the first sub member of the eighth member of Yanchang Formation of horizontal section in Well JH2P43

圖5 JH2P43井產(chǎn)油曲線Fig.5 Oil production curve in Well JH2P43

2.2.2 斷縫體油藏勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

斷縫體油藏與裂縫型油藏不同，描述難度大、鉆井易漏失、儲層保護(hù)難度大，采用地震、地質(zhì)、工程一體化思路，利用復(fù)雜地表多方法組合靜校正、高分辨率振幅頻率補(bǔ)償、寬方位角度域偏移成像等處理技術(shù)，提高了資料的保真性和分辨率；基于盆地應(yīng)力場分析和斷層發(fā)育期次研究，利用分頻相干、分角度曲率、邊緣檢測、最大似然等屬性優(yōu)化分析技術(shù)和井—震結(jié)合下的鏤空、屬性特征值差異分析技術(shù)，實現(xiàn)斷縫體空間展布特征的精細(xì)刻畫，創(chuàng)新形成斷縫體“六定”（定響應(yīng)、定級別、定期次、定模式、定組合、定規(guī)模）精細(xì)描述技術(shù)；明確了“源、儲、縫、構(gòu)”的四元控富“甜點區(qū)”模式，形成了差異化井型井網(wǎng)部署和準(zhǔn)天然能量開發(fā)技術(shù)，配套了低密度低傷害儲保型鉆完井入井液體系及強(qiáng)力鏈防漏堵漏工程工藝技術(shù)。

2.3 提出大型不整合碳酸鹽巖巖溶儲層形成新模式，擴(kuò)大盆地勘探新領(lǐng)域

鄂爾多斯盆地下古生界廣泛發(fā)育的碳酸鹽巖風(fēng)化殼巖溶儲層與上覆的石炭系—二疊系碎屑巖，組成不整合生儲運聚系統(tǒng)。盆地中部靖邊氣田從20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)以來，對風(fēng)化殼巖溶儲層認(rèn)識逐漸完善。大牛地氣田位于靖邊氣田東北側(cè)，經(jīng)過三維地震資料重新處理發(fā)現(xiàn)，走滑斷裂控制的巖溶與風(fēng)化殼巖溶是盆地下古生界復(fù)雜巖性碳酸鹽巖巖溶儲層形成的兩種模式。在這個認(rèn)識指導(dǎo)下相繼取得突破發(fā)現(xiàn)，明確兩個規(guī)模儲量接替陣地。

通過奧陶系巖溶氣藏開發(fā)先導(dǎo)試驗，油氣成藏認(rèn)識取得新突破。大牛地區(qū)塊下古生界氣藏分布受巖溶儲層控制，優(yōu)質(zhì)儲層主要為裂縫—孔洞型。原先認(rèn)為該區(qū)塊下古生界主要勘探目標(biāo)為奧陶系馬家溝組上部白云巖儲層，資源量僅為650×108m3?！笆濉币詠恚鶕?jù)風(fēng)險探井大深1井勘探成果，將馬家溝組自上而下劃分為上組合（馬五1亞段—馬五5亞段）、中組合（馬五6亞段—馬四段）、下組合（馬三段—馬一段）3套含氣層系，3套層系均發(fā)育巖溶儲層，并發(fā)現(xiàn)了下古生界良好的烴源巖，生烴強(qiáng)度可達(dá)31×104m3/km2，構(gòu)成重要的成藏要素。根據(jù)巖溶古地貌，結(jié)合現(xiàn)今構(gòu)造特征把區(qū)塊下古生界劃分為爾林兔高地、石板太斜坡、小壕兔低凸和察汗淖階地4個成藏區(qū)帶（圖6）。在位于區(qū)塊西南部的小壕兔低凸區(qū)帶部署了巖溶氣藏開發(fā)先導(dǎo)試驗，DK13-FP14井等試驗井均鉆遇裂縫型、縫洞型儲層。向下加深馬四段等新層位勘探力度，多口井鉆遇溶洞發(fā)生失返性漏失，證實為優(yōu)質(zhì)儲層，儲層的縱向發(fā)育和含氣性不再限于原來認(rèn)識的風(fēng)化殼段，“十三五”資源評價資源量增加到3733×108m3，大牛地區(qū)塊增儲穩(wěn)產(chǎn)有了新的接替領(lǐng)域。從開發(fā)先導(dǎo)試驗實施情況來看，單井產(chǎn)量高、穩(wěn)產(chǎn)效果好，其中勘探開發(fā)一體化部署的大1-505井在馬五6+7亞段測試獲得天然氣無阻流量6.08×104m3/d，大1-530井在馬五5亞段、馬五7亞段測試獲得天然氣日產(chǎn)量4.3×104m3，實現(xiàn)了上—中組合產(chǎn)能新突破，多口探井在馬四段見到良好顯示，試氣獲得低產(chǎn)氣流。

圖6 大牛地區(qū)塊巖溶古地貌及成藏區(qū)帶圖Fig.6 Karst paleogeomorphology and hydrocarbon accumulation zones in Daniudi block

富縣區(qū)塊下古生界碳酸鹽巖巖溶氣藏勘探取得商業(yè)發(fā)現(xiàn)。奧陶系馬家溝組馬五段含膏云坪發(fā)育，加里東期—海西期抬升接受大氣淡水淋濾，巖溶殘丘、巖溶溝槽發(fā)育，西南部抬升強(qiáng)烈，剝蝕厚度大，馬五3亞段出露，向東北部馬六段輕微剝蝕，優(yōu)質(zhì)儲層主要為溶蝕孔洞型含膏云巖和溶蝕孔洞+孔隙型白云巖。富縣區(qū)塊西北部接靖邊氣田，下古生界天然氣大范圍成藏，古巖溶殘丘和斷裂帶是氣藏富集高產(chǎn)的主控因素?？v向普遍含氣，新富11井等多口井均在馬五段獲工業(yè)氣流，在馬二段見到良好顯示，氣柱高度達(dá)180m，其中新富11井測試日產(chǎn)氣5.58×104m3，落實有利含氣面積395km2，新增天然氣預(yù)測儲量245×108m3，2020年以東北部為重點，升級控制儲量368×108m3。

3 區(qū)域地質(zhì)認(rèn)識

3.1 盆地大范圍發(fā)育多期走滑斷裂體系

受資料限制，過去認(rèn)為鄂爾多斯盆地邊緣構(gòu)造復(fù)雜，盆地內(nèi)部尤其是伊陜斜坡為穩(wěn)定單傾的大斜坡，但是開展大牛地、富縣、鎮(zhèn)涇、彬長等區(qū)塊三維地震資料精細(xì)解釋發(fā)現(xiàn)均發(fā)育走滑斷裂，產(chǎn)狀具有區(qū)域一致性，油氣聚集與之相關(guān)。本文主要解析盆地南緣鎮(zhèn)涇區(qū)塊走滑斷裂體系特征。根據(jù)幾何學(xué)特征，平面上該區(qū)塊主要發(fā)育NW、NE、SN向3組斷裂，各組斷層在平面上交切分布（圖7）。剖面上斷裂直立高陡產(chǎn)出，斷距小、不易識別，組合樣式為向下部逐漸收斂的復(fù)合“Y”形或花狀構(gòu)造（圖8）。NW向玉都斷裂呈線狀延伸，是鎮(zhèn)涇區(qū)塊主干斷層，NW向斷裂并非簡單的單一斷面，而是具有復(fù)雜斷裂帶結(jié)構(gòu)的疊加型走滑斷層，平面上多段式復(fù)合、縱向上多層疊加發(fā)育。

圖7 鎮(zhèn)涇區(qū)塊基底（左）和延長組長7段底（右）斷裂分布圖Fig.7 Fault distribution of basement (left) and base Chang 7 member (right) in Zhenjing block

圖8 鎮(zhèn)涇區(qū)塊三維地震斷裂解釋剖面圖（剖面位置見圖7右）Fig.8 3D seismic fault interpretation profile in Zhenjing block (section location is in right of Fig.7)

3.2 盆內(nèi)走滑斷裂與盆緣斷裂具有聯(lián)動性

鄂爾多斯盆地內(nèi)部發(fā)育的斷裂與盆緣斷裂具有較好的聯(lián)動性關(guān)系。新生代晚期，盆地西緣沖斷帶原有的斷裂被改造，形成正誼關(guān)—宗別立、青銅峽—吳忠、中衛(wèi)—中寧、海原—環(huán)縣、固原等近于等間距分布的弧形構(gòu)造帶[23-24]，是明顯具有走滑性質(zhì)的EW向斷裂[25]。其中，正誼關(guān)—宗別立斷裂向東與盆地北部杭錦旗區(qū)塊內(nèi)部發(fā)育的三眼井?dāng)嗔?、烏蘭吉林廟斷裂、泊爾江海子斷裂3條斷裂組成的斷裂體系構(gòu)成伊盟隆起與伊陜斜坡的邊界，表現(xiàn)出明顯的走滑性質(zhì)[26]，這一空間展布及斷裂性質(zhì)的一致性說明盆內(nèi)北部局部構(gòu)造明顯受控于區(qū)域構(gòu)造。另外，麻黃山西地區(qū)發(fā)育大量EW向走滑斷層，與緊鄰?fù)虻闹行l(wèi)—中寧斷裂密切相關(guān)。盆地西南緣斷裂經(jīng)歷了多期次活動，與之相應(yīng)的是通過對鎮(zhèn)涇區(qū)塊發(fā)育的NW向玉都斷裂活動期次的分析，發(fā)現(xiàn)該斷裂同樣具有多期活動、垂向疊置發(fā)育特征（圖9），顯示出盆緣斷裂的活動歷史在盆內(nèi)斷裂分層活動中具有很好傳導(dǎo)作用。

圖9 鎮(zhèn)涇區(qū)塊古生代—新生代斷裂構(gòu)造演化剖面圖（剖面位置見圖7右）Fig.9 Structural evolution section of fault in the Paleozoic-Cenozoic in Zhenjing block(section location is in right of Fig.7)

3.3 巖溶儲層受斷裂控制

早白堊世是下古生界天然氣運移聚集成藏的主要時期[27]，不整合面下碳酸鹽巖巖溶儲層與太原組碳質(zhì)泥巖直接接觸，為上古生界天然氣側(cè)向運移創(chuàng)造了有利條件。平面上，盆地中東部前石炭紀(jì)巖溶古地貌表現(xiàn)為向東傾伏的半環(huán)狀階地，優(yōu)質(zhì)儲層及規(guī)模油氣聚集沿半環(huán)狀階地發(fā)育[28]?？v向上，斷裂發(fā)育帶與儲層有關(guān)，馬五6+7亞段、馬五10亞段、馬四段發(fā)育巖溶現(xiàn)象是因為早期斷裂活動為表生期大氣淡水向下運移提供了良好的通道，擴(kuò)展了巖溶發(fā)育空間：一方面促使斷裂兩側(cè)溶蝕孔隙發(fā)育，形成沿裂縫孔隙發(fā)育帶；另一方面向下擴(kuò)展了巖溶深度。對中—下組合碳酸鹽巖來說，根據(jù)斷裂影響的深度可以預(yù)測巖溶儲層發(fā)育的深度，具有“斷控巖溶”特征（圖10）。

圖10 鄂爾多斯盆地下古生界不整合碳酸鹽巖巖溶成藏模式圖Fig.10 Hydrocarbon accumulation pattern of unconformity carbonate karst reservoir in the Lower Paleozoic in Ordos Basin

4 盆地范圍內(nèi)增儲領(lǐng)域

4.1 過渡帶、深層斷溶體是天然氣勘探的重要方向

繼續(xù)深化盆地北部過渡帶研究，按照“穩(wěn)定獨貴、擴(kuò)大新召、重新評價什股壕、釋放十里加汗、拓展阿鎮(zhèn)”思路，持續(xù)開展氣藏分類精細(xì)描述，查明氣水關(guān)系，實現(xiàn)盆緣復(fù)雜含水氣藏高效勘探和滾動開發(fā)，“十四五”期間預(yù)期新增天然氣探明儲量2000×108m3，奠定2025年東勝氣田30×108m3資源基礎(chǔ)。強(qiáng)化盆地南部物源區(qū)過渡帶區(qū)域地質(zhì)研究，深化成藏要素和富集規(guī)律認(rèn)識，加大勘探評價力度，力爭“十四五”末培育形成千億立方米接替新陣地，帶動盆地東、西兩側(cè)過渡帶的發(fā)現(xiàn)。

盆地內(nèi)部穩(wěn)定構(gòu)造帶走滑斷裂體系是海相深層油氣勘探突破的重要領(lǐng)域[29]，加大下古生界碳酸鹽巖斷溶和風(fēng)化殼巖溶新層勘探力度，整體探明，預(yù)計新增天然氣探明儲量2000×108m3，夯實層系接替基礎(chǔ)，實現(xiàn)大牛地氣田30×108m3/a穩(wěn)產(chǎn)15年。加快突破盆地南部區(qū)域，立足下古生界巖溶領(lǐng)域整體評價，兼顧上古生界，深化高產(chǎn)富集規(guī)律研究，啟動開發(fā)先導(dǎo)試驗，培育千億立方米接替陣地，預(yù)期上、下古生界新增天然氣探明儲量2000×108m3，由此帶動周邊領(lǐng)域向深層挺進(jìn)。

4.2 斷縫體是中生界石油研究和勘探重要類型與方向

以鄂爾多斯盆地南部中生界斷縫體油藏、巖性油藏、構(gòu)造—巖性油藏3種油藏類型為主要勘探對象，重新認(rèn)識油藏富集規(guī)律，戰(zhàn)略展開彬長、鎮(zhèn)涇、富縣、麻黃山西等區(qū)塊，實現(xiàn)儲量升級和擴(kuò)邊增儲，預(yù)期新增石油探明儲量4000×104t。以經(jīng)濟(jì)效益為中心持續(xù)深化地質(zhì)工程一體化，堅持“先試驗、后推廣”，做優(yōu)新區(qū)增量，盤活老區(qū)存量，探索合作經(jīng)營模式，實現(xiàn)“十四五”末規(guī)模產(chǎn)量效益開發(fā)。

5 結(jié)論

（1）油氣成藏理論認(rèn)識和勘探開發(fā)技術(shù)的進(jìn)展，推動了鄂爾多斯盆地致密碎屑巖、海相碳酸鹽巖領(lǐng)域取得重要的油氣突破，發(fā)現(xiàn)東勝氣田，實現(xiàn)走出大牛地區(qū)塊戰(zhàn)略構(gòu)想，培育千億立方米接替目標(biāo)，實現(xiàn)勘探陣地拓展，工程工藝形成配套技術(shù)，實現(xiàn)油氣產(chǎn)量增長，為中長期勘探提供技術(shù)儲備。

（2）鄂爾多斯盆地北部過渡帶上古生界天然氣差異聚集、盆地南部中生界斷縫體油藏理論的創(chuàng)新，完善了盆地整體致密、低滲、特低滲油氣藏成藏理論；盆地下古生界大型不整合碳酸鹽巖巖溶成儲成藏新認(rèn)識，在實現(xiàn)規(guī)模儲量提交的基礎(chǔ)上帶動盆地向深部實現(xiàn)重大突破。多層系立體勘探的開展，拓寬了盆地勘探領(lǐng)域。

（3）“十四五”期間，深化盆地北部過渡帶上古生界地質(zhì)研究，持續(xù)開展北部分類評價、分區(qū)接替擴(kuò)大天然氣上產(chǎn)，培育盆地南部物源區(qū)新區(qū)接替新陣地；加大下古生界碳酸鹽巖斷溶和風(fēng)化殼巖溶新層勘探力度，夯實儲量接替陣地，實現(xiàn)天然氣產(chǎn)量穩(wěn)中有升；完善中生界多種油藏類型研究，加深認(rèn)識油藏富集規(guī)律，提高采出程度實現(xiàn)石油效益開發(fā)，為鄂爾多斯超級盆地研究貢獻(xiàn)智慧。