鄂尔多斯盆地东南部上古生界沉积储层与天然气富集规律
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北京东城
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作者王香增 等 著
出版社科学出版社
ISBN9787030520180
出版时间2017-06
装帧精装
开本16开
定价268元
货号1201547568
上书时间2024-12-28
商品详情
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目录
前言
第一章鄂尔多斯盆地东南部上古生界基本地质特征
第一节区域大地构造演化与盆地构造单元
第二节地层划分由来与分布
第三节盆地天然气勘探开发历程
第二章层序地层格架的建立
第一节层序地层学由来及其基本原理概况
第二节盆地东南部石炭系—二叠系层序界面特征及其识别标志
第三节含气层段层序划分方案
第四节层序地层格架及其展布特征
第五节三级层序的砂体展布特征
第六节层序充填模式
第三章物源体系分析
第一节物源体系分析方法概述
第二节地质背景分析
第三节岩矿组分及其分布
第四节地球化学指标及其特征
第五节物源分布与演化
第四章层序单元的沉积体系展布与演化
第一节沉积体系概念与研究方法
第二节沉积相标志
第三节沉积体系划分
第四节三级层序沉积体系展布特征
第五节沉积演化模式
第五章储层特征与成岩演化
第一节储层岩石学特征
第二节储层微观特征和物性特征
第三节成岩作用及其演化序列
第四节储层质量控制因素分析
第六章储层四性关系与非均质特征
第一节储层“四性”关系与气层识别
第二节储层非均质性
第七章生储盖组合及其综合定量评价
第一节生储盖组合特征
第二节储层定量评价与预测
第三节盖层特征与评价
第八章天然气成藏特征与富集规律
第一节气藏特征
第二节烃源岩类型、分布及生烃潜力
第三节天然气运聚特征与动力
第四节成藏期次与成藏模式
第五节天然气富集规律
参考文献
内容摘要
从鄂尔多斯盆地形成背景出发，对盆地东南部的物源体系与沉积体系特征进行系统的分析。主要内容包括：分析了东南部地的沉积演化序列，在充分了解鄂尔多斯盆地区域地质背景的基础上，系统分析其垂向沉积序列，建立相应的综合沉积柱状图。研究了物源体系与沉积特征。结合盆地东南部的物源体系和沉积体系展布，应用纵、横连井剖面研究了不同时期结构的沉积体系类型、展布特征及演化规律，进而建立相应的沉积-成因模式。再现了重点时期的沉积展布规律，建立全区重点层位与沉积相对比大剖面，明确不同方向沉积相的变化规律，为平面沉积相的确立与展布提供科学的依据。建立了盆地东南部上古生界不同时期的沉积成因模式，系统分析各盆地的沉积演化规律，同时对盆地东南部上古生界储层宏观和微观特征加以分析，在此基础上进一步总结天然气的富集规律，对今后盆地东南部的天然气勘探提出具有战略指导意义的建议和依据。
精彩内容
靠前章 鄂尔多斯盆地东南部上古生界基本地质特征
鄂尔多斯盆地是我国四种能源合聚的特大型沉积盆地之一，拥有丰富的石油、天然气、煤炭及铀矿资源，其油气总资源量仅次于渤海湾与松辽盆地，天然气资源量可达15.16×1012m3（国土资源部油气资源战略研究中心，2010），是我国重要的能源基地。鄂尔多斯盆地关于油气的记载，可追溯到公元前。西汉末年，史书记载就有“高奴出脂水”之说；东汉班固《汉书？地理志》：“高奴有洧水可燃”。1907年在延长县我国靠前口石油发现井的上三叠统延长组油层中获得原油0.2~1.25t/d。新中国成立之后，鄂尔多斯盆地大范围石油勘探开始于1954年，同时燃料工业部石油管理总局成立陕北地质大队进入盆地。1985年对盆地上古生界开展普查勘探，当年于鄂托克前旗大庙乡白土井钻探的合参井在石盒子组底部获天然气流2.01×104m3/d；1986年石油部于天池构造天1井获天然气产量13.6×104m3/d，实现下古生界抢先发售重大突破，自此正式拉开了鄂尔多斯盆地古生界油气勘探的序幕。
“八五”、“九五”期间加大天然气勘探技术攻关，于1996年在榆林的陕141井获高产气流，产天然气76×104m3/d。随后中国石油天然气集团公司（以下简称中石油）和中国石油化工集团公司（以下简称中石化）分别陆续在盆地北部上古生界发现了榆林、苏里格、乌审旗、大牛地等多个探明储量超1000×108m3的大型气田，截至2012年，仅苏里格气田探明、基本探明天然气储量就达到2.85×1012m3（杨华等，2012），盆地北部（北纬38度以北）成为靠前天然气储量及产量增长的重点区域。截至20世纪末，与北部相比，盆地南部勘探对象不明，勘探程度低，地质结构认识不清，相应地质理论和勘探开发技术缺乏，天然气勘探进展缓慢，因而形成了“南油北气”的固有认识，严重制约了该区天然气勘探开发进程（杨伟利等，2009）。自“十一五”以来，延长石油集团总结前人认识，强化地质研究，转变勘探观念，在明确基本地质结构认识的基础上，大胆探索并实施钻探，于该区上古生界多个层段取得重大突破，表明鄂尔多斯盆地东南部上古生界具有广阔的天然气勘探前景（王香增，2014；周进松等，2014）。
靠前节 区域大地构造演化与盆地构造单元
华北地台系指阴山以南、秦岭—大别山以北、郯庐断裂以西、吕梁山以东的广大地区（徐辉，1987）。鄂尔多斯盆地属于华北地台的西部，西邻阿拉善地块，北起阴山、大青山，南抵秦岭，西至贺兰山、六盘山，东达吕梁山、太行山，横跨山西、陕西、甘肃、宁夏和内蒙古等省（自治区），位于北纬34°00′～41°20′、东经105°30′～110°30′，总面积约37×104km2。除周边河套盆地、六盘山盆地、渭河盆地、银川盆地等外围盆地外，盆地面积25×104km2，是我国第二大沉积盆地。盆地具有地域面积大、资源分布广、能源种类齐全、储量规模大等特点（杨华等，2012），而鄂尔多斯盆地东南部正是此盆地的陕西省区域。
一、区域地质背景
（一）区域大地构造特征
鄂尔多斯盆地位于华北克拉通中西部，隶属于华北克拉通的次一级构造单元，具有太古界及古元古界变质结晶基底，其上覆以中新元古界、古生界、中新生界沉积盖层（陕西地质矿产局，1989），是一个整体稳定沉降、拗陷迁移、扭动明显的多旋回克拉通盆地。盆地轮廓近矩形，总体构造面貌为南北走向、呈东缓西陡的不对称箕状向斜（黄方等，2015）。
（二）鄂尔多斯盆地特征
1. 地质概况
鄂尔多斯盆地隶属于华北地台的一部分，自中新元古代起开始形成克拉通拗陷（刘昊伟，2007；贺晓，2009）。盆地基底为太古代、古元古代变质岩结晶基底，岩类众多，其沉积盖层时代较全，除缺失志留系—泥盆系外，自寒武系至古近系均有沉积，具有典型的双层结构（杨俊杰，2001）。鄂尔多斯盆地整体为一个古生代地台与台缘拗陷及中新生代台内拗陷叠合的多构造体系、多旋回演化、多沉积类型的大型克拉通沉积盆地。
2. 地理地貌概况
从地貌特征来看，鄂尔多斯盆地周边分布着一系列海拔2000m左右的山脉。盆地内部海拔为800～1400m；以长城为界，北部为干旱沙漠、草原区，有名的有毛乌素沙漠和库布齐沙漠等；向南为半干旱的黄土高原区，黄土广布，地形复杂，给地球物理勘探造成了巨大的困难。盆地外围邻近三大冲积平原，西接银川平原，南邻渭河平原，向北为河套平原，地形平坦，交通便利（于香妮，2004）（图1-1）。
图1-1 鄂尔多斯盆地构造划分及研究区位置图（柳益群，2009）
盆地东南部北至绥德、西抵志丹、南达洛川、东部以黄河为界，整体位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东靠前章鄂尔多斯盆地东南部上古生界基本地质特征3南部（图1-1），面积为6.2×104km2。属温带半干旱大陆性季风气候，春季多风，夏季干旱，秋季阴雨，冬季严寒且风沙频繁。鄂尔多斯盆地东南部地处黄土塬区东部，地表黄土塬长期受风雨侵蚀、冲刷、切割，形成了独特的塬、梁、峁、坡、沟交错出现的地貌，地表沟壑纵横、起伏剧烈。
二、区域大地构造演化
华北板块经吕梁运动固结后，从中元古代开始在鄂尔多斯周缘形成裂谷、拗拉槽及裂陷槽，主要有贺兰拗拉槽、豫晋拗拉槽及渣尔泰裂陷槽，随着沉积盖层发育（刘和甫等，2000），鄂尔多斯盆地克拉通旋回与周缘造山旋回同步进行（图1-2）：
图1-2 鄂尔多斯盆地及南北缘造山带演化（据刘和甫等，2000，有修改）
鄂尔多斯盆地为华北板块内克拉通盆地与前陆盆地叠合的盆地，周缘被造山带和地堑系所环绕（孙肇才和谢秋元，1980），南缘为秦岭造山带与渭河地堑，北缘的阴山褶皱冲断带与河套地堑，西缘为贺兰褶皱冲断带与银川地堑及东缘的太行山与汾河地堑共同构成稳定地块与活动构造所环绕的格架。
（一）中—新元古代（Pt2～3）
中元古代早期，原始古中国大陆发生裂解，为秦祁贺三叉裂谷（拗拉谷）系发育阶段（Pt2～3）。在鄂尔多斯地区经过古元古代进一步固结形成的刚性地块上，从中、新元古代起开始发育克拉通拗陷（刘昊伟，2007）。受吕梁运动的影响，中元古代开始以宁夏中宁—同心一带为中心的三叉裂谷系，西南支为祁连裂谷，东南支为秦岭裂谷，东北支为贺兰裂谷，又称“秦祁贺三叉裂谷系”。随后秦岭裂谷及祁连裂谷进一步发育形成秦祁洋盆，贺兰裂谷夭折形成拗拉槽。
（二）震旦纪—古生代（Z—Pz）
1. 震旦纪—早奥陶世（Z—O1）
鄂尔多斯早古生代克拉通盆地及贺兰拗拉槽发育阶段（Z—O1）。从新元古代开始，中朝陆块从原中国陆块中分立出来而开始其自身演化。加里东运动时期，形成贺兰拗拉槽。其向北北东方向收敛，向西南与祁连海槽相通。贺兰拗拉槽形成初期，是华北西部陆缘拗陷的一部分，厚度大于华北陆块内克拉通拗陷同时期沉积厚度。华北克拉通裂解与沉降，鄂尔多斯地块发展形成早古生代克拉通内盆地，以碳酸盐台地沉积层序发育为主要特征。其南部为秦岭洋，北部发育渣尔泰裂陷槽和蒙古洋。
2. 中奥陶世—志留纪（O2—S）
大洋俯冲—鄂尔多斯早古生代克拉通盆地隆升及沟弧盆系形成阶段（O2—S3）。海西运动时期，鄂尔多斯盆地南缘出现秦岭洋向北俯冲，华北板块南缘被动大陆边缘随之转化为活动大陆边缘，相应出现岛弧火山沉积岩系（丹凤群）与弧后盆地火山碎屑碳酸盐岩系（二郎坪群）。同样在鄂尔多斯北缘蒙古洋向南俯冲，在华北板块北缘形成活动大陆边缘，出现白乃庙岛弧带和弧后盆地沉积复理石（徐尼乌苏组）。
3. 志留纪—泥盆纪（S—D）
华北陆块边缘处于活动大陆边缘环境，大陆碰撞—鄂尔多斯克拉通上升及南缘弧后前陆盆地形成阶段（S—D）。早志留世开始残留洋盆消减，受海西运动的影响，大洋俯冲转化为陆弧碰撞，南部为秦岭造山带，北部为内蒙造山带，并形成志留—泥盆纪弧后前陆盆地。碰撞的效应不仅使包括鄂尔多斯台地和贺兰拗拉槽在内的华北陆块整体隆升、陆表海消失，同时还在华北陆块南北缘形成了加里东褶皱带，并与陆块拼接，使陆块向两侧增生改变了早古生代的构造和古地理格局，并深刻影响了晚古生代地理和构造的演化。
4. 石炭纪—二叠纪（C—P）
晚古生代，华北陆块北缘地带总体处于挤压构造状态，华北晚古生代克拉通盆地海进及转化为内陆盆地阶段（C—P）。石炭纪开始秦祁造山带逐渐被夷平，华北克拉通与柴达木地块拼合，广泛发育浅海陆架沉积，早期以碎屑型滨岸-潮坪相为主，后期随着障壁的消失，出现碳酸盐岩台地。早石炭世仅在秦祁残留海槽及贺兰再生拗拉槽内发育，海水从祁连向贺兰地区推进，晚石炭世开始向鄂尔多斯克拉通盆地超覆。二叠纪早期海进达到高峰，晚期开始海水向西南撤退，鄂尔多斯西缘及河西走廊地区已变为稳定的克拉通内陆相沉积，鄂尔多斯盆地转化为内陆盆地。
总体来说，鄂尔多斯盆地在晚加里东运动后期，由于秦祁海槽关闭，上升为陆地，并与华北地块连成一片，使区内经历了长达1.3亿～1.5亿年之久的风化剥蚀，至海西旋回中期，秦岭、祁连海槽和中亚-蒙古海槽再度拉开，包括研究区在内的整个鄂尔多斯盆地发生区域沉降，进入了海相沉积阶段。由于海西运动的影响，盆地西缘自早石炭世开始接受沉积，而东缘直至晚石炭世早期才开始接受沉积，并在早二叠世，东部海水从东—东南方侵入并越过中央古隆起与西部海域联合，形成统一陆表海。在历经本溪期、太原期沉积之后，到海西旋回末期，秦岭、祁连海槽再次对挤、挟击，海水被迫逐渐退出了鄂尔多斯盆地。
（三）中生代（Mz）
陆-弧-陆碰撞造山作用与周缘前陆盆地形成阶段（T3—K），印支运动开始秦岭造山活动，伴随前陆盆地沉降，形成前陆盆地与克拉通盆地的叠合，但南缘前陆盆地为新生代渭河地堑所分割，仅在其西部六盘山一带形成发育在冲断层之上的背驮式前陆盆地。同时在鄂尔多斯西缘贺兰拗拉槽强烈反转形成贺兰山，并在其东侧形成侏罗纪—白垩纪沉降中心，鄂尔多斯北缘大青山地区出现侏罗纪前陆盆地，晚侏罗世开始形成薄皮褶皱冲断带。
（四）新生代（R—Q）
造山带伸展与裂陷盆地形成（R—Q），新生代造山带发生伸展作用，根据银川地堑钻井资料揭示，在新近纪和古近纪沉积之下为奥陶系灰岩，说明银川地堑是在褶皱冲断隆起带上伸展塌陷而成。同样在鄂尔多斯南缘秦岭—大别山造山带则由印支—燕山期叠瓦冲断造山作用转化为后期伸展造山作用，喜山期形成南缘渭河地堑系及东缘汾河地堑系。北缘阴山褶皱冲断带前缘裂陷，形成河套地堑系。
三、鄂尔多斯盆地构造单元划分
根据现今构造形态、盆地演化史、构造发展史和构造特征，将鄂尔多斯盆地划分为伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、伊陕斜坡、天环拗陷、西缘冲断带共六个二级构造单元（图1-1）。
1. 伊盟隆起
伊盟隆起位于鄂尔多斯盆地的很北部，包括伊金霍洛以南地区，面积4.3×104km2（王明健等，2011）。自古生代以来一直处于相对隆起状态，隆起顶部是东西向的乌兰格尔凸起，各时代地层均向隆起方向变薄或尖灭缺失，与新生代河套断陷盆地相邻。新生代河套盆地断陷下沉，把阴山与伊盟隆起分开，形成现今伊盟隆起的构造面貌。隆起区内可见一些短轴背斜及鼻状构造，并发育近东西向的正断层及北东向、北西向的挠曲。局部构造、断层与挠曲走向平行，具伴生关系。
2. 渭北隆起
渭北隆起是指老龙山断裂以北、建庄—马栏以南，陇县至铜川、韩城的弧形地区，面积约2.2×l04km2（任战利等，2014）。中新元古代到早古生代为一向南倾斜的斜坡，至中石炭世东西两侧相对下沉，至中生代形成隆起，为盆地的南部边缘；西侧沉积了羊虎沟组，东侧沉积了本溪组。新生代鄂尔多斯盆地边部解体，渭河地区断陷下沉，渭北地区进一步翘倾抬升，形成现今构造面貌。隆起区内断层发育，逆断层居多，局部构造成排成带，地面构造多为长轴背斜。
3. 晋西挠褶带<
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