第六届非常规油气地质评价暨新能源学术研讨会
6th Symposium on Unconventional Oil and Gas Geological Evaluation and New Energy

70 / 2021-05-25 17:54:50

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系气藏气源探讨

鄂尔多斯盆地

煤层气理论与技术

自鄂尔多斯盆地靖边气田探明以来，盆地中东部下古生界奥陶系不断获得新发现，探明储量达到了千亿立方米，已成为该盆地重要的勘探目的层[1]。然而对于其天然气的来源问题，长期存在不同的认识。实际上，盆地不同地区上、下古生界烃源岩及膏盐层发育情况等有异，奥陶系天然气在不同地区气源可能不同[2]。因此有必要对奥陶系天然气气源进行分区、分层探讨。本文首先基于天然气组分、碳氢同位素组成对奥陶系天然气成因及分布特征进行了定性探讨；再依托黄金管封闭体系热模拟实验，以同位素动力学技术为核心，获取鄂尔多斯盆地奥陶系泥灰岩和上古生界煤系烃源岩热解气中甲烷的碳同位素动力学参数，结合天然气成藏地质背景，确定了石炭-二叠、奥陶系两套地层对奥陶系气藏的气源贡献比例。同时，为探讨马五6段膏盐层对气源的封隔作用，本文依据膏盐层的厚度对工区进行了划分，膏盐岩厚度大于50m视为膏盐岩发育核心区，膏盐岩厚度为0m~50m视为膏盐岩较发育区，膏盐层尖灭线以外的为膏岩层不发育区（图1）。研究结果表明：与上古天然气相比，奥陶系天然气主体干燥系数较高，且CO2和N2含量较高，显示与奥陶系海相碳酸盐岩关系密切。在膏盐岩发育的核心区，膏盐岩对气源具有完全的分隔作用，马五1+2风化壳气藏主要源于上古煤系源岩的贡献，而马五5及盐下地层天然气主要源于奥陶系源岩的贡献。在膏盐岩较发育区域，膏盐岩对气源具有一定的分隔作用，盐下气藏主要源于下古贡献，随着深度增加，下古贡献逐渐增大。在膏盐岩不发育区域，上古和下古源岩对奥陶系气藏气源贡献比例主要受生气量等其他成藏条件的控制，体现不出膏盐岩对气源的分隔作用。综合上述研究成果，根据气源差异，鄂尔多斯盆地中东部奥陶系天然气成藏模式可以划分为四种类型。第1类是在石炭系—二叠系煤系烃源岩的主生烃期（早侏罗世至晚白垩世），在烃源岩、储层之间剩余压差的作用下，天然气沿古沟槽及不整合面垂直向下运移，在风化壳储集层中聚集成藏，形成大型地层-岩性气藏。第2类是在中部膏盐岩不发育区，上古煤系地层与马五6以下地层直接接触，产出的天然气垂向运移至奥陶系下部储层，并做短距离的侧向运移。第3类在膏盐岩较发育区，部分上古煤系天然气垂向穿过膏盐岩韵律层，在奥陶系盐下储集层中聚集。第4类是在膏盐岩发育核心区，盐下地层形成自生自储的油型气藏