鄂爾多斯盆地東部本溪組氣藏地質(zhì)特征

閆于成

摘要：本文通過查閱鄂爾多斯盆地東部地區(qū)的一些相關(guān)文獻(xiàn)，從地層、沉積、生儲(chǔ)蓋、分布及富集控制因素等方面對(duì)盆地東部本溪組的氣藏地質(zhì)特征進(jìn)行了簡要的介紹。主要目的是想要對(duì)盆地東部本溪組的地質(zhì)特征能有一個(gè)比較直觀的了解，對(duì)氣藏的分布和富集規(guī)律較為整體的把握。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯；上古生界；本溪組；地質(zhì)特征

前言

鄂爾多斯盆地是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的上古生界天然氣最富集的一個(gè)含油盆地，已發(fā)現(xiàn)了榆林、米脂、子洲、神木、大牛地等多個(gè)具有工業(yè)氣流的氣田，是目前西氣東輸?shù)闹饕獨(dú)庠吹刂弧Ｅ璧貣|部上古生界的本溪組和山西組地層，在近年來的勘探中表現(xiàn)出良好的前景， 尤其是在本溪組頂部的本 1 段和山西組底部的山 2 段，天然氣富集高產(chǎn)，儲(chǔ)量面積大，豐度高，是上古生界主要勘探的目的層之一。本文通過對(duì)地層、沉積、生儲(chǔ)蓋、氣藏及分布特征等方面的描述，主要目的是想要對(duì)盆地東部本溪組的地質(zhì)特征能有一個(gè)比較直觀的了解，對(duì)氣藏的分布和富集規(guī)律較為整體的把握。

1 地層特征

鄂爾多斯盆地上古生界自下而上發(fā)育了石炭系-二疊系的本溪組、太原組、山西組、下石盒子組、上石盒子組和石千峰組 6 套地層， 總沉積厚度約 700m[1]。本溪組不整合覆蓋奧陶系風(fēng)化殼之上，頂部以穩(wěn)定的 9#煤層與太原組區(qū)分，底部為分布廣泛的鐵鋁質(zhì)巖層，中間主要為灰黑色泥巖和砂巖互層。沉積旋回以反旋回為主，內(nèi)部存在小的正韻律。以沉積旋回的變化是劃分地層的基礎(chǔ)，可以將本溪組自下而上劃分為兩個(gè)層段：本 2 段和本 1 段，這是目前被普遍接受的劃分方案。

本 1 段屬于晉祠段，主要石油砂、煤層與泥巖構(gòu)成的多組沉積旋回，潮道砂體與瀉湖泥坪交互疊置，反映多次海侵和海退。更加細(xì)致的可將其自上而下劃分為 9#煤層、吳家峪灰?guī)r層（扒樓溝）、晉祠砂巖層。

本 2 段主要是灰色泥巖、灰色粉砂巖及煤層。底部為鐵鋁巖層， 上部為畔溝灰?guī)r（張家溝）。早些時(shí)期也將鐵鋁巖層定為湖田段，畔溝灰?guī)r定為畔溝段。由于這兩套地層較為致密，通常認(rèn)為其是下部奧陶系風(fēng)化殼的蓋層。

2 沉積特征

2.1 沉積背景

在奧陶世末期，加里東運(yùn)動(dòng)使得鄂爾多斯南部大陸邊緣板塊與北秦嶺地質(zhì)體發(fā)生碰撞，造成的盆地的東南部沉降帶褶皺隆起，并經(jīng)歷了長達(dá) 1.4 億 a 的沉積和風(fēng)化剝蝕，最終導(dǎo)致盆地東南部缺失了晚奧陶—早石炭世的地層沉積，直到晚石炭紀(jì)晚期，盆地東北部才緩慢沉降并接受沉積[2]。此時(shí)的盆地被“L”狀中央古隆起分割為東西兩個(gè)海域，東部地區(qū)被華北海自東侵入，發(fā)育海相和海陸過渡相沉積。由于本溪組是直接在奧陶系的侵蝕風(fēng)化殼之上接受沉積的，所有古地貌對(duì)地層厚度的影響比較大，沉積具有填平補(bǔ)齊的特征，低洼部位地層厚， 高地部位薄，地層厚度整體上呈現(xiàn)西薄東厚。

2.2 沉積相特征

鄂爾多斯盆地東部石炭系本溪組主要為一套海陸過渡環(huán)境下的障壁島海岸沉積體系。沉積相類型主要為障壁島、瀉湖、潮坪相。

（1） 障壁島相

障壁島是平行海岸分布的一種高出水面的狹長形砂體，是近岸地區(qū)潮汐、波浪作用攜帶沉積物中的砂體到海岸附近堆積而成的。障壁島沉積是研究區(qū)本溪組最主要的沉積類型之一，也是最主要有利儲(chǔ)集相類型，主要發(fā)育在綏德、清澗、延川、延長、宜州等地。沉積物以淺灰—灰白色砂巖為主，礫巖較少，且主要發(fā)育在障壁島靠海一側(cè)； 顆粒磨圓較好，分選好；遺跡化石豐富，生物多見光鹽性生物；浪成波痕、波狀層理、沙紋層理及低角度交錯(cuò)層理發(fā)育，沉積序列通常為逆粒序；測井相上表象高自然伽馬、高聲波時(shí)差。

（2） 瀉湖相

瀉湖是指被障壁島所遮欄的淺水盆地。瀉湖沉積在研究區(qū)本溪組分布廣泛，主要沿子長—延安—宜州以西的地區(qū)發(fā)育，沉積物以灰黑—深灰色泥巖、碳質(zhì)泥巖、薄煤層為主，夾有少量灰白色細(xì)—粉砂巖， 局部地區(qū)有薄層灰?guī)r；泥質(zhì)巖類多見植物化石；沉積構(gòu)造主要以水平層理為主，斜層理不發(fā)育；測井相上表象低自然伽馬、低自然點(diǎn)位、低聲波時(shí)差。

（3） 潮坪相

潮坪指具有明顯的周期性潮汐作用的、坡度極緩的海岸區(qū)帶，根據(jù)巖性又分為砂坪、混合坪、泥坪。研究區(qū)本溪組潮坪沉積主要在李家岔—安塞—甘泉—富縣發(fā)育。砂坪沉積物以灰白色細(xì)砂巖、淺灰色粉砂巖為主；顆粒分選中等，磨圓差；發(fā)育砂紋交錯(cuò)層理和變形層理， 可見蟲孔構(gòu)造；測井曲線自然伽瑪多呈中、高幅值的箱狀。泥坪沉積物主要為厚的泥質(zhì)，包括泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和頁巖，局部夾薄層透鏡狀粉砂巖及煤層；沉積構(gòu)造以水平紋層為主；泥質(zhì)物中生物擾動(dòng)現(xiàn)象強(qiáng)烈，常見足跡、爬痕及蟲孔構(gòu)造；自然伽馬曲線基本為低幅值齒狀， 在薄砂或煤層時(shí)，自然伽馬則呈現(xiàn)高幅值尖峰[2]。

3 生儲(chǔ)蓋特征

3.1 烴源巖特征

本溪組氣藏的烴源巖主要為層內(nèi)高度發(fā)育的煤系暗色泥巖和本 1 段頂部的煤層（9#煤層），有機(jī)質(zhì)豐度高，類型以腐殖型（III型）為主，夾有混合腐殖腐泥型（II2 型）。鏡質(zhì)體反射率 Ro>1.7%，最高熱解峰溫 Tmax 平均值大于 480℃，屬于高—過成熟演化階段[3]。

3.2 儲(chǔ)層特征

本溪組儲(chǔ)集層主要是以灰色細(xì)粒的石英砂巖為主的“晉祠砂巖”，巖石碎屑主要礦物以石英為主，平均含量高達(dá) 80%以上，長石和碎屑含量低；顆粒的分選較好，磨圓中等，為次圓狀；填隙物平均含量在10%左右，主要為方解石、白云石、硅質(zhì)、菱鐵礦、高嶺石以及少量云母；雜基含量較低；顆粒支撐，點(diǎn)或線接觸；膠結(jié)物膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主；孔隙類型以次生孔隙和微裂縫為主，孔隙度0.9%～11%，平均 4.2%，滲透率平均不到 2%。可以認(rèn)為本溪組儲(chǔ)層為中低孔、低滲致密型砂巖儲(chǔ)層。

另外，近些年的實(shí)際生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，廣泛分布在本溪組底部的鐵鋁質(zhì)泥巖，也可以作為天然氣儲(chǔ)集層來看待。這套泥巖在鄂爾多斯盆地東部地區(qū)本溪組底部普遍發(fā)育，連續(xù)性較好，厚度 2～20m，總體上在北西—南東向上逐漸變厚。由于該套巖層直接覆蓋于奧陶系風(fēng)化殼之上且較為致密，所以通常認(rèn)為它是奧陶系風(fēng)化殼的蓋層，但在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，該巖層含氣特征明顯，下部發(fā)育的微裂縫作為滲流通道，溝通鐵鋁質(zhì)泥巖儲(chǔ)層和風(fēng)化殼地層，使得風(fēng)化殼地層的天然氣通過微裂縫運(yùn)移到鐵鋁質(zhì)泥巖，充注其中。頂部的煤層氣和自生氣也為其提供了豐富的氣藏來源。

3.3 蓋層特征

上古生界石盒子組及石千峰組的泥質(zhì)巖層，累積厚度 110～190m， 分布穩(wěn)定，且橫向連續(xù)性好，是上古生界良好的區(qū)域蓋層。本溪組的直接蓋層為太原組的海相石灰?guī)r，厚度約 10～40m，分布穩(wěn)定。同時(shí)， 本溪組自身致密性較好，地層平緩，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，對(duì)天然氣的溢散也具有一定的阻礙作用。

4 氣藏類型及分布特征

鄂爾多斯盆地東部上古生界本溪組氣源主要來自其內(nèi)部高度發(fā)育的煤系暗色泥巖和煤層，以煤系氣為主，混有少量的油型氣。屬于自生自儲(chǔ)型氣藏。在垂向上，本溪組的氣藏主要分布在上部的本 1 段的砂巖儲(chǔ)層中，在本 2 底部的鐵鋁質(zhì)泥巖微裂縫中，儲(chǔ)存有少量的天然氣。在橫向上，研究區(qū)東部的氣藏受障壁島砂壩的控制，呈南北向條帶狀展布；研究區(qū)中、西部的氣藏則主要富集在潮坪砂體中，雖然這些砂體在橫向上連續(xù)性較差，規(guī)模小，但由于厚度大且近氣源，所以砂體普遍含氣，這便造成了盆地東部本溪組的氣藏體現(xiàn)出“小而肥” 的特征。

結(jié)論

（1） 本溪組地層厚度受奧陶系古地貌控制，自東向西逐漸變厚， 沉積環(huán)境屬于近岸的障壁島沉積相，發(fā)育障壁島、瀉湖、潮坪亞相沉積。

（2） 本溪組氣藏的氣源主要來自氣內(nèi)部高度發(fā)育的煤系地層， 成熟度高；儲(chǔ)層主要是層內(nèi)的中低孔、低滲致密型砂巖儲(chǔ)層，儲(chǔ)集空間以次生孔隙和微裂縫為主；蓋層主要太原組的海相石灰?guī)r。

（3） 本溪組氣藏主要為自生自儲(chǔ)的巖性氣藏，以干氣為主，氣藏的分布嚴(yán)格受砂體分布的控制，東部地區(qū)南北向條帶狀展布，中西部地區(qū)多呈“小而肥”特征散布。

參考文獻(xiàn)：

[1] 于波.鄂爾多斯東南部上古生界層序地層特征[J].西北地質(zhì)，2016，49（1）：93-95.

[2] 王鈺婷. 鄂爾多斯盆地東南部長 7儲(chǔ)層特征研究[J]. 云南化工，2018，45（04）：74.

[3] 秦華衛(wèi)，何秉濤，李俊鹿，孟賽. 鄂爾多斯盆地三疊系超低透砂巖成藏機(jī)理研究[J].云南化工，2018，45（06）：180-181.