鄂尔多斯盆地构造演化与油气成藏(监督培训-08.6)

鄂尔多斯盆地构造演化与油气成藏长庆油田公司勘探部、勘探开发研究院二○○八年二月

一、盆地勘探概况二、盆地构造演化三、油气藏地质特征一、盆地勘探概况鄂尔多斯盆地地貌图土黄高原毛乌素沙漠1、盆地概况盆地范围：鄂尔多斯盆地是我国第二大沉积盆地，面积37×104km2，盆地本部面积25×104km2。地形地貌：北部为沙漠、草原及丘陵区，南部为黄土高原。2、构造单元划分构造单元划分：六个二级构造单元（伊盟隆起、西缘掩冲带、天环坳陷、伊陕斜坡、渭北隆起、晋西挠褶带）其中伊陕斜坡是盆地勘探开发的主要地区，目前已发现的90%的油气藏分布在该构造单元。鄂尔多斯盆地构造区划及勘探成果图发育元古界、古生界、中生界和新生界地层，沉积岩平均厚度6000m。纵向上具有“上油下气”的分布格局。古生界发育下古生界碳酸盐岩、上古生界砂岩两套含气层系；中生界主要发育三叠系延长组、侏罗系延安组两套含油层系。鄂尔多斯盆地地层简表3、地层及含油气层系二、盆地构造演化特征（一）原形盆地特征（二）原形盆地叠加演化特征（三）多旋回叠合盆地油气富集（四）古隆起对相带展布起一定的控制作用（五）构造界面演化决定着油气运聚方向（一）原形盆地特征1、中晚元古代－拗拉谷盆地阶段秦晋地区拗拉谷盆地分布中晚元古代为拗拉谷盆地阶段。东部为陕豫晋拗拉谷盆地，西部为贺兰拗拉谷盆地。盆地下部为陆源碎屑岩－火山碎屑岩建造，上部为碎屑岩－碳酸盐岩建造。2、早古生代－克拉通盆地阶段早古生代，进入克拉通海相盆地演化阶段，为华北克拉通盆地一部分。形成了寒武系至奥陶系以碳酸盐岩为主的沉积建造。贺兰拗拉谷仍处于活动阶段。桌子山天1井定探1井陕参1井榆9井柳林中央古隆起米脂膏盐湖沉积断面特征

古隆起以西地区属祁连海域，发育深水盆地相、斜坡相碳酸盐岩（主要为灰岩）。

古隆起以东地区属华北海域，发育陆表海碳酸盐岩与局限海蒸发岩交替的旋回沉积。鄂尔多斯盆地奥陶纪沉积模式图3、晚古生代－克拉通内盆地晚古生代，进入克拉通内盆地演化阶段，为华北克拉通盆地西缓斜坡。最明显的特征是南北和西北部古陆的存在，为盆地提供物源，盆地发育海陆过渡相含煤碎屑岩沉积建造，最大累计厚度达1100m。现今盆地本部表现南北有古陆，东西有坳陷，中央有低隆起的古构造格局。500阴山贺兰山六盘山吕梁山秦岭5、新生代盆地周边断陷新生代，盆地进入周边断陷阶段。南为汾渭地堑（5000m），北为河套地堑（15000m），西为银川地堑（5000m），1、主要含油气原型盆地不具有完整的盆地属性（二）原形盆地叠加演化特征（1）鄂尔多斯盆地下古生界只是华北克拉通盆地中的一个碳酸盐岩台地沉积体系，发育盆地北部边界。（2）鄂尔多斯盆地上古生界只是华北克拉通盆地中的一个西斜坡，发育盆地北部边界，南部边界目前不清。中晚元古代坳拉谷盆地阶段－拉张阶段早古生克拉通盆地阶段－挤压阶段晚古生代

克拉通内盆地－挤压阶段中生代三叠纪

克拉通内陆坳陷盆地和前陆盆地－挤压阶段中生代侏罗纪-白垩纪前陆盆地－挤压阶段新生代周边断陷－拉张阶段2、构造经历了拉张－挤压－拉张原型盆地地质演化旋回地层时间岩性构造层序构造层序界系统组（Ma)边界及类型二级一级新生界TS4-4白垩系侏罗系三叠系奥陶系寒武系上古生界中生界剖面第四系更新统第三系渐新统1.6465下统志留组上统135235208芬芳河安定组直罗组延安组富县组中统下统下统延长组纸坊组241刘家沟组上石河子组250260石千峰组下石河子山西组290300二叠系太原组羊虎沟组靖远组468平凉组峰峰组510马家沟组亮甲山组治里组523570536699*（？）1857*新元古界中元古界基底震旦系蓟县系长城系下古生界上统中统下统上统中统中统下统下统上统罗圈组TSB1TSB2TSB2TSB2TSB1TSB2TSB2TSB1TSB2TSB2TSB1TSB2TSB1TS5TS4-3TS4-2TS4-1TS3-3TS3-2TS3-1TS2-3TS2-2TS2-1TS1-2TS1-1TS2TS3TS4上升下降构造运动沉积环境冲积河流三角湖潮泻局限开阔平原洲泊坪湖海海盆地演化海平面相对变化晚期燕山运动早期燕山运动印支运动海西运动加里东运动晋宁运动蓟县运动五台运动坳拉槽克拉通碳酸盐台地及台地边缘克拉通陆内坳陷前陆盆地周缘裂陷TS1鄂尔多斯盆地沉积构造演化3、沉积经历了海相－海陆过渡－陆相沉积旋回演化地层新生界Q-RK1JT3T1+2PO2O1Pt2－3∈元古界古生界中生界C1-2贺兰山银川伊盟构造层序ⅣⅠⅡⅢ克拉通坳陷演化阶段前陆与坳陷盆地演化阶段拗拉谷演化阶段新生代裂陷阶段4、不同性质原型盆地纵向上叠合，平面上复合早期为克拉通盆地与裂谷盆地平面上复合，晚期为坳陷盆地与前陆盆地平面上复合。5、盆地本部构造稳定，边部构造复杂（三）多旋回叠合盆地油气富集下部含气组合

主要为下古生界（可能还有中上元古界）海相碳酸盐岩含气层系和上古生界含煤系碎屑岩含气层系中部含油组合

主要为三叠系陆相碎屑岩含油层系和侏罗系陆相碎屑岩含油层系上部含气组合

主要为第三系和第四系生物气1、原型盆地多旋回叠合形成三套含油气组合鄂尔多斯盆地下古生界气层综合柱状图

下古生界气藏主要分布在奥陶系顶部碳酸盐岩风化壳中，已投入开发的靖边气田为奥陶系马家沟组气层。古生界发育上、下古生界两套含气层系、十八个气层组

上古生界气藏以砂岩岩性气藏为主，目前投入开发的榆林、乌审旗气田为二叠系山西组和下石盒子组气层。鄂尔多斯盆地上古生界气层综合柱状图下部含气组合公部村D1-4井气苗点火照片

上部含气组合主要为第三系和第四系生物气

盆地本部构造稳定，少见构造圈闭，以地层岩性油气藏为主，占目前发现的油气储量的90％以上；盆地周边构造圈闭发育，形成构造油气藏。2、盆地本部发育地层－岩性油气藏，边部发育构造油气藏鄂尔多斯盆地构造区划及勘探成果图

盆地本部构造平缓，构造因素对本区上古生界成藏不起决定性控制作用，以发育大面积砂岩岩性圈闭为主，煤系生烃、砂体控制、泥质遮挡，致密封堵，区域封盖，形成盆地大型复合岩性气藏。区域封盖层烃源岩气层致密层泥岩鄂尔多斯盆地上古生界大型复合岩性气藏成藏模式陕118陕203陕214石千峰组石盒子组石千峰组石盒子组奥陶系地层－岩性（古地貌圈闭）气藏苏里格气田剖面图盆地周边构造运动活跃，构造圈闭发育，主要以形成构造气藏为主。构造气藏上古生界气藏类型分布图（四）古隆起对相带展布起一定的控制作用1、早古生代，古构造格局“两坳两隆”北部古隆起中央古隆起北部古隆起中央古隆起早奥陶世马五晚期岩相古地理图中央古隆起控制了奥陶纪沉积相带展布与储层的发育鄂尔多斯盆地奥陶系储层平面展布特征伊盟隆起中央古隆起鄂尔多斯盆地前石炭纪古地貌及古地质图北部古隆起北部古隆起中央古隆起中央古隆起2、晚古生代，古构造格局为“两隆两坳”，对沉积起控制作用鄂尔多斯盆地二叠纪山西期古构造与山2砂体叠合关系图鄂尔多斯盆地二叠纪下石盒子期古构造与砂体叠合关系图南部古隆起北部古隆起南部古隆起北部古隆起鄂尔多斯盆地奥陶纪古构造与下古生烃中心叠合关系图鄂尔多斯盆地二叠纪古构造与上古生烃中心叠合关系图3、中央古隆起与北部古隆起共同控制了上、下古生界生烃中心的发育北部古隆起北部古隆起中央古隆起中央古隆起4、三叠纪，北部古隆起控制了三角洲的发育北部古隆起鄂尔多斯盆地延长期长6沉积体系图5、侏罗纪、白垩纪西降东升，对油气运聚和定位起控制作用（五）构造界面演化决定着油气运聚方向现今构造面貌主体为一西倾单斜，构造稳定。1、盆地现今构造特征盆地内部盖层发育断裂，进一步说明盆地稳中有动的特点过神15井地震剖面盆地西南部三叠系顶断裂分布图TC3TC3鄂尔多斯盆地石炭系顶断裂分布图盆地周缘构造活动性强，是构造油气藏重要勘探领域。南北隆升鄂尔多斯盆地南北向横剖面图鄂尔多斯盆地东西向横剖面图西冲东抬本溪期－早中三叠世，奥陶系顶面中部高，东、西低；此时油气未开始运聚2、奥陶系顶面演化与油气运聚成熟－轻质油阶段成熟－生油阶段高成熟－湿气阶段晚三叠世－早侏罗世，奥陶系顶面北部高，南部低；下古生界烃源岩生成的石油向北部、西北运移，形成古油藏过成熟－干气阶段高成熟－湿气阶段成熟－轻质油阶段成熟－生油阶段中侏罗世－现今中侏罗世，奥陶系顶面东部高，西部低，天然气主要向盆地北部、东部运移早白垩世末－现今，奥陶系顶面东北高，古生界生成的天然气集中向盆地北部、东部运移过成熟－干气阶段高成熟－湿气阶段成熟－轻质油阶段成熟－生油阶段鄂尔多斯盆地奥陶系顶面今构造与油气运聚关系图加里东运动使盆地抬升，形成长达1亿四千万年左右的沉积间断，不整合面分布广泛的古风化壳，为碳酸盐岩古地貌圈闭的天然气运移聚集创造了条件。靖边潜台靖边潜台东部鄂尔多斯盆地中东部奥陶系岩溶储层发育横剖面图天然气聚集在不整合面下的岩溶古地貌圈闭中，储层为白云岩岩溶储层。三、油气藏地质特征（一）石油成藏地质特征（二）天然气成藏地质特征

在经历了加里东运动长达1亿多年的抬升剥蚀以后，中晚石炭世盆地开始整体下沉，沉积了上古生界海陆过渡相－河流、三角洲相地层。自下而上分为石炭系本溪组、太原组和二叠系山西组、石盒子组、石千峰组，气层组划分见右表。1、上古生界天然气成藏地质特征

本区上古生界烃源岩包括煤、暗色泥岩、碳酸盐岩三类，其中煤和暗色泥岩有机质含量高、分布范围广，是最主要烃源岩类型。（1）烃源岩条件上古生界煤岩厚度等值线图上古生界暗色泥岩厚度等值线图特点1：广覆式生烃盆地面积25×104km2

烃源岩分布面积：23×104km2

生烃强度大于10×108m3/km2的范围18×104km2，占勘探总面积的72%.总生烃量540×1012m3总资源量8.4×1012m3盆地在23×104km2见到气层和含气显示纵向上自本溪组－石千峰组均有工业气藏分布单位：108m3/km2特点2：近距离运移气藏成分受所在地区烃源岩演化程度所控制。西缘和北缘Ro=0.7%-1.35%,甲烷含量小于90％的气井占72%。东部Ro=1.6%-1.8%，以干气为主,甲烷含量90-95％,见凝析油的气井35%。南部Ro大于2.0%，为干气,甲烷含量大于90％。

鄂尔多斯盆地经历了石炭纪本溪－太原期浅海陆棚与近海沼泽交替的海陆过渡环境。进入山西期，盆地由北向南发育冲积平原－三角洲平原－三角洲前缘－滨浅湖沉积。西南缘和东南缘发育三角洲平原和三角洲前缘沉积。（2）沉积相特征鄂尔多斯盆地早二叠世山西期岩相古地理图

下石盒子沉积期，北部古陆进一步抬升，物源充足，形成米脂、靖边、苏里格和石嘴山4个大型的河流、三角洲沉积体系。南部发育平凉和韩城两个三角洲。鄂尔多斯盆地中二叠世下石盒子期岩相古地理图盆地上古生界继承性发育的六大河流－三角洲沉积体系是有利储集砂体的分布区。其中以二叠系山西组（山1、山2段）和石盒子组底部（盒8段）储集性较好，形成盆地主要的工业性储集层段。（3）砂体展布多期砂体相互叠置，在平面上形成广覆式储层

盒8段砂体厚20-35m(最厚达48m),一般由4-8个砂层组成，单层最厚12-15m。砂体具有北厚南薄、层数北多南少的分布特征。（4）储层特征苏6井3321.01m

盒8石英砂岩苏里格气田盒8储层孔隙类型以粒间孔、次生溶孔为主孔隙度8%－12％渗透率（0.5-10）×10-3μm2苏6井3321.01m盒8颗粒溶孔、粒间溶孔陕211井3042.94山2粒间孔型储层◆榆林区山2储层孔隙类型以粒间孔、晶间孔为主孔隙度6%－10％渗透率（0.5-10）×10-3μm2陕211井3042.94山2石英砂岩

孔隙度与石英含量关系岩屑质石英砂岩榆林－陕242井纯石英砂岩苏里格－苏6井岩屑砂岩米脂－神3井岩屑砂岩石英砂岩纯石英砂岩孔隙度(%)石英含量(％)渗透率与石英含量关系渗透率(毫达西)石英含量(％)岩屑砂岩石英砂岩纯石英砂岩高石英含量砂岩分布区是含气有利地区,石英含量增高，储层物性变好上古生界孔隙类型分布频率次生孔隙是主要孔隙类型，火山碎屑物的溶蚀是次生孔隙形成的重要因素苏6，盒8，3317.95苏6，盒8，3317.30苏6，盒8，3309.10苏6，盒8，3321.04溶孔成因：与同沉积期火山作用提供的易溶组构有关

盆地本部构造平缓，主要发育大面积砂岩岩性圈闭鄂尔多斯盆地上古生界大型复合岩性气藏成藏模式区域封盖层烃源岩气层致密层泥岩陕118陕203陕214（5）圈闭类型

气藏呈层状连片分布，不受局部构造的控制。苏里格气田剖面图盆地西缘主要以构造气藏为主，中部为大型岩性气藏发育区区域封盖层烃源岩气层致密层泥岩岩性气藏类型

（6）气藏类型构造气藏类型上古生界气藏类型分布图（7）上古生界砂岩气藏受控于大型河流－三角洲沉积体系盆地北部发育的三角洲分流河道砂体为储集体，煤系地层为烃源岩，砂体与上倾方向致密泥岩有效配置形成大型岩性气藏。区域封盖层烃源岩气层致密层苏6上古生界大型岩性气藏成藏模式图AA′鄂尔多斯盆地石盒子组盒8砂岩厚度图AA′2、下古生界

鄂尔多斯盆地早古生代沉积环境与华北地区相近，为陆表海碳酸盐台地，沉积了一套海相碳酸盐岩及泥页岩，奥陶系顶部风化壳岩溶孔洞型储层发育，构成盆地下古生界的含气系统。马家沟组马五段小层划分表段亚段小层备注马六段

马五段马五1马五11

马五12主要气层马五13主要气层马五14主要气层马五2马五21

马五22主要气层马五3马五31

马五32

马五33

马五4马五41主要气层马五42

马五43

马五5马五51

马五52

马五6马五7马五8马五9马五10

马四段

马三段

马二段

马一段

综合评价表明盆地下古生界奥陶系泥质碳酸盐岩厚度100－300m，有机碳含量一般