鄂尔多斯盆地油_气_煤成藏机理及分布规律_丛琳

第10卷 第29期 2010年10月1671 1815(2010)29-7123-06

科 学 技 术 与 工 程

ScienceTechnologyandEngineering

10 No 29 Oct 2010 Vol

2010 Sci Tech Engng

地球科学

鄂尔多斯盆地油、气、煤成藏机理及分布规律

丛 琳 李文龙

(东北石油大学地球科学学院,大庆163318)

摘 要 鄂尔多斯盆地蕴藏着丰富的石油、天然气和煤炭资源,是我国重要的能源基地。石油分布在侏罗系和三叠系地层中,侏罗系油藏受侵蚀河谷控制,三叠系的油藏受三角洲沉积体系控制;天然气分布在上、下古生界,河流-三角洲沉积体系控制上古生界天然气分布,古风化壳岩溶潜台控制了下古生界天然气的分布;煤分布在石炭-二叠系、三叠系和侏罗系,构造转折期和古气候控制了聚煤期。石油、天然气和煤在盆地中呈现规律性叠置,不同构造单元叠置的样式具有较大的差异性,为降低勘探成本,应进行石油、天然气和煤综合勘探思路。

关键词 石油 天然气 煤 鄂尔多斯盆地 成藏机理 分布规律中图法分类号 P618.13; 文献标志码

A

浅海台地克拉通阶段,下古生界气藏层形成,该时期盆地南、北被加里东地槽控制,沉积了一套陆表海碳酸盐岩;奥陶纪末,加里东运动使全区抬升,沉积中断130Ma,形成奥陶系顶部风化壳古岩溶带,对该区天然气富集成藏具有重大的意义,我国陆上第一大气田(靖边气田)就是在奥陶系顶部风化壳古岩溶潜台中形成的;第三阶段,晚古生代近海平原阶段,形成上古生界气层,沉积由石炭纪坳陷型转变为二叠纪广覆型,中石炭世海陆交互煤系地层沉积,晚石炭世近海沼泽沉积,其成煤期在中国煤炭矿产中占有重要地位,早二叠世山西期为陆相含煤系地层沉积,石盒子期气候转旱,沉积了巨厚的河流相碎屑岩;第四阶段,中生代内陆盆地阶段,形成中生界三叠系和侏罗系油藏,三叠系延长组主要发育大面积的湖泊三角洲沉积,三叠纪末受印支运动影响,盆地隆升遭受侵蚀,早侏罗世早期,盆地主要发育河流相沉积,伴随燕山运动,盆地西缘发生大规模的推覆冲断,形成前缘坳陷,盆地东部整体抬升形成大型区域斜坡地貌;第五阶段,新生代盆地周边断陷阶段,是现今构造定型和油气赋存定型的重要时期。

石炭-二叠纪、三叠纪、侏罗纪是3个重要的聚- 鄂尔多斯盆地为一大型多旋回克拉通沉积盆地,该盆地构造格局划分为伊盟隆起、陕北斜坡、渭北隆起、晋西褶曲带、天环坳陷和西缘逆冲带六个构造单元煤炭资源

[1]

。盆地内蕴藏有丰富的石油、天然气和,是我国为数不多的油、气、煤矿产资

[2 5]

源共存的盆地之一,同时也是我国重要的能源基地。地质学者对该盆地石油、天然气和煤炭等矿种资源的成藏理论和勘探方法作了大量研究

[6 14]

,但

尚未将油、气、煤纳入一个系统中进行综合研究,本文通过鄂尔多斯盆地石油、天然气和煤成藏因素分析,讨论油、气、煤的分布规律性,为进一步综合勘探提供思路。

1 盆地演化与石油、天然气、煤成藏机理

鄂尔多斯盆地基底为太古界变质岩系,盆地经历了五个演化阶段

[15]

(图1):第一阶段,中晚元古

代坳拉谷阶段,奠定盆地雏形;第二阶段,早古生代

2010年6月21日收到,8月5日修改

国家油气重大专项

课题(2008ZX05007-03)资助

第一作者简介:丛 琳(1983 ),女,黑龙江大庆人,博士研究生。研究方向:沉积学与石油地质学。E-mai:lconglindq@。

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重要天然气源岩,晚侏罗世-早白垩世沉积期,在区域沉降和热演化作用下,石炭-二叠系的煤系地层达到生、排烃高峰,生成的天然气向下运移并聚集到下伏的古风化壳的储层中,向上运移并聚集到上覆的储层中,另一部分保留在煤层地层中成为煤层气。三叠纪和侏罗纪煤系演化程度低,对天然气的形成贡献较小,但这套煤系地层对古生界的天然气起着区域封盖作用。中生代晚三叠世沉积的延长组,生油岩厚度达到300 400m,有效生油岩分布面积12 10km,生油指标较好,在晚白垩世-第三纪烃源岩进入生、排烃高峰,是盆地中南部石油聚集成藏时期。鄂尔多斯盆地石油、天然气和煤的成藏机理虽然具有一定的差异性,但它们是相互关联的矿藏,煤在这些矿藏的形成过程中扮演着重要的

角色。

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2

石油、天然气和煤炭资源在鄂尔多斯盆地分布具有一定的规律:从时限看,石油分布在中生界,天然气分布在上、下古生界,煤分布在上古生界和中生界;从区域看,石油分布在盆地中南部,天然气和煤在全盆地均有分布,目前开发的天然气田主要分布在盆地的中北部,煤在盆地的边部埋藏较浅,目前开采的煤矿主要在盆地的边部(图2)。综合石油、天然气和煤的成藏分析,结合盆地沉积、构造演化,对盆地中的石油、天然气和煤的成藏过程划分为5个演化阶段,古风化岩溶形成阶段、聚煤阶段、天然气聚集阶段、石油聚集阶段、保存阶段,形成煤、天然气、石油有序的矿藏聚集(图1)。

2 鄂尔多斯盆中生界石油分布规律

鄂尔多斯盆地石油分布在中生界,发育三叠系、侏罗系两套含油层系,已开发的油田分布在盆地的中南部(图2)。鄂尔多斯盆地在晚三叠世早期开始下坳,进入了湖盆发育阶段,为一套湖泊-三角洲碎屑岩沉积,形成三叠系上统延长组含油层系。晚三叠世末印支运动使盆地抬升,形成侵蚀古地貌,侏罗纪-白垩纪时期,由河流相-湖沼相-河流相沉积旋回充填,形成侏罗系下统延安组含油层系。

三叠系延长组沉积时,湖盆的东北、东南、西南及西北都有较大的河流注入,主河流注入区形成了规模较大的三角洲复合体,成为湖盆中心生成的烃类运移聚集的场所,目前已发现的三角洲油藏聚集在两类砂体中,一类是三角洲前缘河口砂坝,形成的油藏规模较大;另一类是三角洲平原分流河道砂体,形成的油藏规模较小。三角洲沉积发育完整的生储盖组合,半深湖相生油岩-三角洲前缘砂体和三角洲平原分流河道砂体形成良好储层 浅湖相砂泥岩和煤系地层形成的良好盖层。盆地北东向和南北向的三角洲沉积体油气富集程度高,这两类走向的三角洲东侧(即油藏上倾方向)沉积以暗色泥岩夹薄层粉砂岩为主,当区域构造东抬之后,它们成为区域遮挡,形成岩性圈闭油藏。

图1 鄂尔多斯盆地演化及能源矿产成藏阶段

29期丛 琳,等:鄂尔多斯盆地油、气、煤成藏机理及分布规律7125

并将延长组顶面侵蚀改造,横贯盆地东西的一级甘陕古河谷和近于南北走向的宁陕、庆西、蒙陕二级古河谷将盆地南部地区分割为四个油气富集区:姬塬、演武、子午岭和靖边古高地,这种古地貌控制了侏罗系早期沉积,是形成侏罗系古地貌油藏的基础。延安组河流相砂体是形成古地貌油气藏的主要储集体,延安组早期沉积主要集中在一、二级古河床中,中后期河谷变浅,沉积范围扩大到古高地斜坡残丘区,由早期的垂向加积沉积变为后期的侧向沉积,在残丘区形成分选良好的储集砂体。深切延长组的古河谷是油气向上运移的主要通道,延安组的油源来自三叠系延长组,延安组在一、二级古河谷中的沉积直接与延长组呈不整合接触,延长组的油源沿延安组河床砂体先垂向运移后转为侧向运移至近岸古残丘、滨岸砂体之中,遇到了岩性变化带,聚集形成油气藏,受古地貌控制的差异压实构造是油气长期运移的指向,差异压实作用形成的砂层顶面起伏,形成圈闭。因此,古地形高部位是油气早期运移的指向,紧邻侵蚀面上覆地层的砂岩顶面起伏促使油气进一步富集,这是古地貌岩性油藏形成的特有地质条件。

3 鄂尔多斯盆地古生界天然气分布规律