鄂爾多斯盆地寒武系氣藏勘探潛力分析

郭洪娟 聶冀強

河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)大隊 河北 邯鄲 056001

鄂爾多斯盆地是中國最大的陸相氣藏盆地之一，也是中國最重要的天然氣生產(chǎn)基地[1-2]。目前已發(fā)現(xiàn)了以靖邊氣田為代表的下古生界碳酸鹽巖風化殼氣藏和以蘇里格、榆林氣田為代表的上古生界致密砂巖氣藏。為了使天然氣探明儲量繼續(xù)保持高位穩(wěn)定增長，急需尋找下一步儲量接替領(lǐng)域。由于寒武系勘探起步較晚且尚未在盆地寒武系內(nèi)部發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模油氣藏，因此對寒武系油氣成藏潛力的認識尚不明確，仍存在一定的爭議。本文通過對盆地部分地震資料的精細解析，結(jié)合巖心特征、地化分析等資料，分析了寒武系沉積特征、成藏條件及勘探潛力，以期對鄂爾多斯盆地寒武系勘探部署提供依據(jù)。

1 地層特征

鄂爾多斯盆地寒武紀經(jīng)歷了一個完整的海退-海進的演化進程，形成了海槽、陸棚緩坡、碳酸鹽巖開闊臺地和濱岸四大沉積體系[3-4]。通過對盆地區(qū)域地震大剖面的精細解釋，進一步刻畫了盆地寒武系地層展布特征見圖1。寒武系沉積具有“西南厚、盆地中部及東部薄”的特征，存在鎮(zhèn)原古陸、烏審召古陸和伊盟古陸三個古陸中心，存在南部、西部和東北部沉積中心三個沉積中心，沉積了一套淺海相為主、廣泛發(fā)育的碳酸鹽巖夾泥頁巖地層[5]。

圖1 鄂爾多斯盆地寒武系地層厚度圖

2 寒武系碳酸鹽巖成藏有利條件

2.1 中、下寒武統(tǒng)發(fā)育有利烴源巖

目前盆地內(nèi)的探井在中寒武統(tǒng)徐莊組中鉆遇了厚度15～80m的暗色泥巖，有機碳介于0.1%～0.7%，均值為0.25%，具備一定生烴能力。有機質(zhì)類型以I-Ⅱ1為主，表明盆地內(nèi)部凹地可能發(fā)育有利烴源巖。鄰區(qū)的秦嶺洛南古坡下寒武統(tǒng)三道撞組中發(fā)現(xiàn)兩套累積厚達50m的黑色頁巖，黑色頁巖有機質(zhì)豐度高，有機碳介于0.4%～11%，平均值為4.5%，鏡質(zhì)體反射率為3.2，處于過成熟干氣階段，并且下寒武統(tǒng)露頭中發(fā)現(xiàn)了大量干瀝青，該套烴源巖可以成為油氣成藏的有效烴源巖。巖相古地理及地層對比推測，在鄂爾多斯盆地，尤其是在盆地南緣裂陷槽中發(fā)育三道撞組泥頁巖建造，為寒武系較為可靠的烴源巖。

寒武系暗色泥巖，與圍巖相比速度、密度均低，可形成中-強波阻抗界面，為中-強振幅連續(xù)平行反射地震相。利用井震資料，預測盆地南部慶城-正寧地區(qū)寒武系泥巖較為發(fā)育見圖2。

圖2 鄂爾多斯盆地寒武系泥巖分區(qū)圖

2.2 發(fā)育礁灘相白云巖儲層

寒武系儲層主要發(fā)育在三山子組和張夏組地層中，晚寒武世張夏期起附近相對高能沉積環(huán)境下的臺緣帶附近發(fā)育鮞、礫灘，屬于儲層發(fā)育的優(yōu)質(zhì)相帶[6-7]。受古隆起和構(gòu)造運動影響，張夏期古隆起及其周邊的碳酸鹽巖發(fā)生廣泛白云巖化。儲層巖性主要為中粗晶白云巖、顆粒白云巖和細晶白云巖，儲集空間主要為晶間孔、溶孔、溶洞，局部發(fā)育裂縫見圖3。張夏組儲層物性分析表明，儲層非均質(zhì)性較強，屬于低孔隙度低滲透率儲層。儲層分布明顯受古隆起附近潮緣灘微相和選擇性埋藏白云石化作用的控制。

圖3 寒武系張夏組、三山子組主要儲集空間類型

3 勘探潛力分析

通過對鄂爾多斯盆地不同區(qū)域的寒武系成藏條件進行分析，發(fā)現(xiàn)寒武系存在3種潛在成藏組合：①自生自儲型，在寒武系溶蝕孔洞及裂縫中普遍存在一定數(shù)量的疑似瀝青。盆地南部寒武系源巖點段較為發(fā)育，與上覆的張夏組、三山子組白云巖儲層，可形成自生自儲類型油氣藏，主要為地層-巖性圈閉氣藏。②上生下儲型，盆地內(nèi)已鉆井在寒武系三山子組、張夏組合試獲得了高產(chǎn)氣流，其寒武系天然氣的甲烷碳同位素與奧陶系風化殼及上古砂巖氣層相近，表明氣源可能主要來自上古生界石炭-二疊系煤系烴源巖。加里東期構(gòu)造抬升導致古隆起東側(cè)奧陶系、寒武系向古隆起方向依次剝露，寒武系白云巖儲層與上古生界煤系烴源巖直接接觸形成上生下儲的生儲蓋組合，主要為構(gòu)造-巖性圈閉氣藏。③下生上儲型，鄂爾多斯盆地中新元古界具備一定生烴能力，與上覆寒武系儲層可形成下生上儲類型油氣藏。長城系源巖條件受勘探程度等因素影響，有待進一步深化研究，可作為遠景勘探類型見圖4。通過對儲層、烴源、成藏配置等方面的因素綜合分析認為，自生自儲和上生下儲型油氣藏是寒武系最主要的勘探類型。在盆地裂陷槽的主體部位，且寒武系埋深較淺的區(qū)帶，可作為查明源巖發(fā)育特征、尋找寒武系自生自儲型氣藏的有利勘探區(qū)帶，是下一步重點勘探的地區(qū)。

圖4 鄂爾多斯盆地寒武系成藏模式示意圖

4 結(jié)束語

（1）寒武系沉積具有“西南厚、盆地中部及東部薄”的特征，存在三個古陸和三個沉積中心。

（2）盆地南緣裂陷槽中發(fā)育徐莊組及三道撞組泥頁巖建造，為寒武系較為可靠的烴源巖。

（3）張夏組和三山子組儲層分布明顯受古隆起附近潮緣灘微相和選擇性埋藏白云石化作用的控制。儲層巖性主要為粗晶白云巖、顆粒白云巖、細晶白云巖，儲集空間主要為晶間孔、溶孔、溶洞，局部發(fā)育裂縫。

（4）寒武系存在自生自儲、上生下儲和下生上儲三種成藏組合模式，以自生自儲、上生下儲類型為主。