中国海油陆上天然气勘探进展及增储发展战略.pdf

中 国 石 油 勘 探CHINA PETROLEUM EXPLORATION2024 年 1 月第 29 卷第 1 期中国海油陆上天然气勘探进展及增储发展战略徐长贵1 朱光辉2 季洪泉1 祝彦贺3 孙强2（1中国海洋石油集团有限公司；2中联煤层气有限责任公司；3中海油研究总院有限责任公司）摘要：中国海油为快速发展天然气产业，提升天然气产量，逐步加大鄂尔多斯盆地和沁水盆地矿权区块勘探投入，区块内有利于形成致密气、煤层气和常规气等多种天然气类型，天然气资源量可达 30000108m3，在高丰度区和构造简单区已经探明地质储量 7500108m3。基于资源潜力及品质、成藏条件、勘探技术的全面分析，适时提出了陆上万亿立方米天然气增储的发展战略，并明确了致密气煤层气并举、多气种立体勘探的指导思想，确定了加快鄂尔多斯盆地东缘深层煤层气和致密气勘探、快速推动沁水盆地中浅层煤层气勘探的部署思路。通过加强勘探领域成藏富集规律和勘探技术攻关方向的综合分析，明确了今后一个时期的重点勘探方向。鄂尔多斯盆地东部区块具有煤系地层全油气系统有序共存特征，需开展煤系地层天然气全成藏系统勘探，夯实增储上产基础，聚焦致密气、深层煤层气，攻关薄层煤层气、奥陶系常规天然气和铝土岩气，通过勘探开发一体化、地质工程一体化推进多气种交互接替勘探，实现天然气全成藏系统勘探开发。在沁水盆地南部、北部，重点推进中浅层煤层气水平井体积压裂达产技术试验和推广应用，并与薄层煤层气形成互补式经济有效开发，推动沁水盆地煤层气的整体增储上产。上述重点领域的勘探部署将保障中国海油陆上万亿立方米大气区的增储实现和健康稳定发展。关键词：中国海油；鄂尔多斯盆地；沁水盆地；煤层气；致密气；勘探战略中图分类号：TE122 文献标识码：A DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2024.01.003 Exploration progress and reserve increase strategy of onshore natural gas of CNOOCXu Changgui1,Zhu Guanghui2,Ji Hongquan1,Zhu Yanhe3,Sun Qiang2(1 China National Offshore Oil Corporation;2 China United Coalbed Methane Co.,Ltd.;3 CNOOC Research Institute Co.,Ltd.)Abstract:In order to achieve the rapid development of natural gas industry and increase gas production,CNOOC has gradually increased exploration investment in mining rights areas in Ordos Basin and Qinshui Basin,in which there are multiple types of natural gas including tight gas,CBM,and conventional gas,with gas resources of up to 31012m3 in the two basins and proven gas geological reserves of 7500108m3 in high-abundance and structurally simple zones.Based on a comprehensive analysis of resource potential and quality,gas accumulation conditions,and exploration technology,CNOOC has proposed a development strategy of increasing onshore natural gas reserves with a level of trillion cubic meters.The company has clarified the guiding ideology of simultaneous exploration of tight gas and CBM and stereoscopic exploration of multi type gas resources,and determined the deployment strategy of accelerating the exploration of deep CBM and tight gas in the eastern part of Ordos Basin and rapidly promoting the exploration of middle and shallow CBM in Qinshui Basin.Furthermore,the comprehensive analysis of exploration fields,gas accumulation and enrichment laws,and exploration technology research directions enables to clarify the key exploration orientations in the near future.The eastern Ordos Basin is characterized by orderly co-occurrence of full oil and gas system in coal measure strata.As a result,it is necessary to conduct exploration in the full gas accumulation system in coal measure strata,consolidate the material basis for increasing reserves and production,focus on tight gas and deep coalbed methane,research on CBM in thin coal seams,Ordovician conventional natural gas,and bauxite rock gas,and promote the simultaneous exploration and replacement of multi type gas resources by applying exploration and development integration and geology 基金项目：中国海洋石油集团有限公司“十四五”重大科技项目“陆上非常规天然气勘探开发关键技术”(KJGG-2022-1001)。第一作者简介:徐长贵(1971-)，男，江西乐平人，博士，2007 年毕业于中国地质大学（北京），教授级高级工程师，主要从事石油地质与油气综合勘探研究工作。地址：北京市东城区中国海洋石油集团有限公司，邮政编码：100010。E-mail:收稿日期：2023-10-13；修改日期：2024-01-03引用：徐长贵,朱光辉,季洪泉,等中国海油陆上天然气勘探进展及增储发展战略 J.中国石油勘探,2024,29(1):32-46.Xu Changgui,Zhu Guanghui,Ji Hongquan,et al.Exploration progress and reserve increase strategy of onshore natural gas of CNOOCJ.China Petroleum Exploration,2024,29(1):32-46.徐长贵等：中国海油陆上天然气勘探进展及增储发展战略33第 1 期0 引言中国海洋石油集团有限公司（简称中国海油）紧密围绕国家高质量发展和“双碳”目标的能源战略需求，长期致力于天然气领域的发展和突破。2012 年，中国海油通过收购中联煤层气有限责任公司首次登陆并开始国内非常规天然气产业发展，区块总面积约为9500km2，主要在沁水盆地开展中浅层煤层气勘探开发，在鄂尔多斯盆地东部开展致密气勘探和开发，经过多年实践，逐步在非常规天然气的勘探开发上取得巨大进步，在 2012 年 1500108m3探明地质储量的基础上，通过加大致密气勘探投入和技术研发，强化沁水盆地煤层气滚动挖潜，2019 年发现了临兴千亿立方米致密气田，非常规天然气储量呈现明显增长，2020 年底已累计探明地质储量达到 4000108m3，探明储量年增长率保持在 15%。近几年，随着储量、产量的快速增长和对区块内资源品质的深化认识，特别是基于全油气系统理论的指导1，充分认识到鄂尔多斯盆地东部煤系地层中“煤源多储”的成藏特征，评价认为现有探矿权内上古生界致密气、煤层气、铝土岩气和下古生界奥陶系常规天然气等资源总量巨大，可达 30000108m3，能够实现储量的跨越式增加。通过深入的思考，中国海油于 2021 年初适时提出建设陆上万亿立方米天然气增储的勘探发展战略，即陆上万亿立方米大气区建设规划，并全力开展地质规律的深化认识和关键技术的试验攻关和推广，天然气探明地质储量 3 年内快速增长至 7500108m3，这一战略规划对中国海油的天然气产业中长期发展起着举足轻重的作用。本文通过鄂尔多斯盆地东部和沁水盆地煤系地层烃源岩类型与古生界储层类别分析，研究不同成藏组合成藏规律和模式，提出了实现这一勘探战略构想的三大现实领域、三大潜在领域及其对应的技术方案。三大现实增储领域是致密气、中浅层煤层气（单层厚度大于 2m 且埋深小于 1500m）和深层煤层气（单层厚度大于 2m 且埋深大于 1500m），三大潜在增储领域是薄层煤层气（单层厚度小于 2m）、奥陶系常规天然气和铝土岩气。1 中国海油陆上天然气勘探开发概况2012 年以来，中国海油陆上非常规天然气勘探开发稳步推进，相继开展了临兴 8-9 井区、临兴 4井区等一批勘探开发一体化区建设和神府解家堡建产示范区的配套工艺试验，获得了多项勘探开发关键技术的突破，创新建立了致密气、中浅层煤层气、深层煤层气的勘探开发一体化和地质工程一体化技术体系，并予以推广应用，实现了中国海油陆上非常规天然气储量和产量的快速增长，中国海油非常规产业发展逐步走向快车道（图 1）。1.1 陆上区块基本油气地质特征中国海油陆上区块主要分布在鄂尔多斯盆地东部和沁水盆地南部、北部（图 2）。其中鄂尔多斯盆地东部区块面积约为 4500km2，横跨伊陕斜坡和晋西挠褶带，自西向东构造逐渐抬升，局部地区地层出露。区块内自下而上发育奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系及以上地层，沉积了一套局限海台地到滨浅海沉积再到海陆过渡相三角洲沉积，最后演化为陆相河流沉积的地层（图 3）。奥陶系局限海台地主要发育膏盐岩、白云岩和石灰岩，白云岩局部发育有效储层，形成构造岩性气藏、岩性气藏。奥陶系顶面为不整合面，与石炭系本溪组直接接触，本溪组底部发育了一套薄层山西式铝土岩，其形成于炎热潮湿、贫氧还原、海陆交替的潮坪潟湖浅水环境，局部地区钻井见气测异常。本溪组、太原组和山西组发育大量煤层，是鄂尔多斯盆地东部区块主要的烃源岩，最大累计厚度超过 30m，最厚的煤层是太原组底部的 8+9 号煤层，埋深超过 1500m，区块内煤层气资源量近 14000108m3。本溪组及以上地层发育大量海相和三角洲相、河流相砂岩，普遍致密，局部物性好，形成致密气藏，资源量约为 8000108m3。其他新领域包括奥陶系碳酸盐岩常规天然气、铝土岩气等，资源潜力有待进一步明确，初步估算资源量约为3000108m3。整体来看，鄂尔多斯盆地东部区块多种天然气合计资源量约为 25000108m3。and engineering integration,so as to achieve the exploration and development of full gas accumulation system.In the northern and southern parts of Qinshui Basin,it is necessary to promote the volume fracturing of horizontal wells and production technology tests for middle and shallow CBM and popularize its application,and form complementary economic and effective development with thin CBM,so as to promote the overall increase in CBM reserves and production in Qinshui Basin.The exploration activities in the above key areas will ensure the reserve increase and healthy and stable development of large onshore gas region of CNOOC with a level of trillion cubic meters.Key words:CNOOC,Ordos Basin,Qinshui Basin,CBM,tight gas,exploration strategy中 国 石 油 勘 探342024 年第 29 卷200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021202220230102030405060020003000400060007000800050001000中浅层煤层气缓慢发展阶段年份产量/108m3储量/108m3中浅层煤层气稳步发展与致密气快速发展阶段“双气”勘探开发并举阶段临兴千亿立方米致密气田神府千亿立方米致密气田神府千亿立方米深层煤层气田致密气累计探明储量煤层气年产量致密气年产量煤层气累计探明储量天然气累计探明储量图 1中国海油陆上非常规天然气历年探明地质储量和产量变化图Fig.1 CNOOC proven geological reserves and production of onshore unconventional gas over the years太原和顺榆社平遥安泽长治阳城晋城沁县武乡沁水屯留古交东区块古交西区块七里河区块南燕竹区块柳林区块沁水盆地柿庄北区块大宁区块枣园区块潘庄区块杨家坡区块鄂尔多斯盆地临兴区块神府区块黄甫区块025km探矿权范围致密气探明面积煤层气探明面积地名盆地边界寿阳柿庄南区块寿阳区块图 2鄂尔多斯盆地东部和沁水盆地区块位置图Fig.2 Location of CNOOCs blocks in the eastern Ordos Basin and Qinshui Basin徐长贵等：中国海油陆上天然气勘探进展及增储发展战略35第 1 期沁水盆地是经受强烈挤压作用形成的大型复式向斜，轴向整体呈北北东向，次级褶皱和断裂发育。中国海油区块面积约为 5000km2，主要位于盆地北部轴端和东南部复式向斜的东翼。研究区内自下而上发育奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系及以上地层，沉积环境由陆表海过渡为海陆过渡相三角洲，再到大型河流湖泊陆相沉积。上石炭统下二叠统发育障壁海岸、三角洲等含煤沉积体系，山西组 3 号煤层和太原组 15 号煤层厚度大、分布稳定，是煤层气主要勘探层和开发层（图 4）。3 号煤层和 15 号煤层之间发育 514 号煤层，厚度薄、分布不稳定、局部尖灭，2022年在盆地南部薄煤层发育区获得局部产量突破，是近年煤层气勘探突破的潜在领域，区块内煤层气资源量约为 5000108m3。虽然广泛发育的煤层是良好的烃源岩，海陆过渡相陆相砂岩是良好的储集岩，但沁水盆地中生代遭受区域强烈挤压破坏，新生代发育大量走滑断层，断层规模大、断距大，天然气的保存条件极差，致密气不发育，均为致密干层和水层。中砂岩细砂岩粉砂岩泥岩铝土岩煤岩石灰岩云质灰泥岩泥质白云岩白云岩膏盐岩硬石膏岩Al地层组段刘家沟组石千峰组上石盒子组下石盒子组山西组太原组本溪组马家沟组千一段千二段千三段千四段千五段盒一段盒二段盒三段盒四段盒五段盒六段盒七段盒八上盒八下山一段山二段太二段太一段本一段本二段岩性剖面沉积环境生储盖组合亚相相生储盖三角洲平原三角洲三角洲平原三角洲三角洲平原三角洲三角洲前缘三角洲局限海台地滨浅海障壁海岸云灰坪潮坪潮坪成藏组合源内成藏组合近源成藏组合远源成藏组合Al上成藏组合中成藏组合下成藏组合系统三叠系下统上统中统下统二叠系石炭系上统中统奥陶系马六段马三段马四段马二段马一段马五1-3马五4马五5马五6马五7马五8马五9马五10膏盐盆地灰坪膏云坪灰坪膏盐盆地台内丘滩膏云坪埋深/m200025004+5号煤8+9号煤1500河道间 河流滨浅海障壁海岸上古生界下古生界界上组合中组合下组合图 3鄂尔多斯盆地地层综合柱状图Fig.3 Comprehensive stratigraphic column in Ordos Basin中 国 石 油 勘 探362024 年第 29 卷1.2 天然气勘探开发历程与成效中国海油陆上天然气勘探开发已历经了 3 个关键阶段，即中浅层煤层气缓慢发展阶段、中浅层煤层气稳步发展与致密气快速发展阶段、“双气”勘探开发并举阶段（图 1）。在各个阶段，通过一系列规律认识和关键勘探开发一体化技术攻关，快速推动了储量的增长和产量的跨越式上升。中浅层煤层气缓慢发展阶段（19962013 年）：主要在沁水盆地和鄂尔多斯盆地东部开展中浅层煤层气勘探开发，探明地质储量约 1600108m3，目前储量探明区分布在沁水盆地南部和北部构造简单的资源高丰度区。同时，在两个盆地构造复杂、断裂发育区先后部署超过 40 口探井，但产量均无法达到提储要石灰岩铝土岩煤岩泥岩泥质粉砂岩粉砂质泥岩细砂岩中砂岩粗砂岩粉砂岩AlAlAlAl相亚相煤层岩性剖面深度/m组统系界75080085090095010001050古生界奥陶系石炭系二叠系中统上统下统峰峰组本溪组太原组山西组下石盒子组151413121110987653丘滩潮坪潮坪三角洲前缘三角洲平原三角洲平原开阔台地障壁海岸三角洲图 4沁水盆地上古生界煤系地层综合柱状图Fig.4 Comprehensive stratigraphic column of the Upper Paleozoic coal measure strata in Qinshui Basin徐长贵等：中国海油陆上天然气勘探进展及增储发展战略37第 1 期求，产水量普遍较大，导致勘探步伐收紧。这一时期的勘探工作重点主要聚焦在单井和井组的压裂工艺试验方面，以期稳步提升现有生产井产量，勘探储量未有大的发现。中浅层煤层气稳步发展与致密气快速发展阶段（20142018 年）：这一时期的勘探重心转移到鄂尔多斯盆地东部区块，通过盆缘与盆内的成藏条件对比，认识到区块内致密气发育具有相对有利的成藏条件，于是在南部临兴区块开展致密气部署，首口压裂井在下二叠统太原组太二段获得无阻流量12104m3/d 的突破，致密气勘探进入快速发展阶段。通过致密气东西分带、南北分区的差异富集成藏规律认识，攻关形成了致密气储层预测和评价技术体系，加大了压裂工艺试验的投入，工业气流井比例大幅增加，致密气探明地质储量从零快速增加到 1200108m3。同时，在沁水盆地北部局部构造高部位开展中浅层煤层气直井与定向井大井组试验，实现了单井达产，增加探明地质储量约150108m3，勘探前景逐渐明朗。截至 2018 年底，区块内已累计探明地质储量近 3000108m3，致密气的快速发展使中国海油陆上天然气储量出现了显著增长。“双气”勘探开发并举阶段（2019 年至今）：这一时期，从两个方面开展部署。一方面，快速转变技术发展思路，在两个盆地开展一体化技术攻关，通过致密气“选择性非连续”富集成藏理论的认识和甜点识别技术优化、多级压裂工艺提升与降本等一体化技术的现场实施，两年时间内快速发现临兴千亿立方米致密气田，成功备案国家储量达到1010108m3，并陆续在致密气领域开展深度挖潜，之后发现了神府千亿立方米致密气田。截至 2023 年11 月，在鄂尔多斯盆地东部已累计探明致密气地质储量 2800108m3。另一方面，以地质工程一体化“双甜点”评价为核心的井组和水平井相结合的技术体系在沁水盆地推广应用，连续获得产量突破，生产井达产比例大幅提升，产量稳步提高，累计探明中浅层煤层气地质储量 2000108m3。同时，基于“微相控煤、源热控烃、温压控态、保存控富”的四控深层煤层气富集成藏规律认识，在鄂尔多斯盆地东部通过综合选区，在富集区内试验直井和水平井极限体积压裂技术，达产率在 60%以上，2021 年以来累计探明深层煤层气地质储量近 2700108m3，其中神府区块在 2023 年成功备案国家探明储量，探明地质储量超 1100108m3。通过清晰的战略定位、客观的地质资源认识、针对性的工程工艺提升和精准的勘探部署，精准施策、加强投入、示范试验，带来了储量的快速增长，3 年间发现的地质储量近乎翻倍。同时，中国海油在天然气产量上持续发力，实现了产量的快速增长，近 3 年陆上天然气年产量从 20108m3快速提升到近50108m3，煤层气产量和致密气产量实现了双增长，年增长比例保持在 20%以上。这充分说明了中国海油现有区块的资源潜力和上产能力，特别是煤系地层“煤源多储”的多气种立体成藏，为增储上产奠定了坚实的资源基础。2 中国海油陆上天然气勘探发展战略目前，基于陆上天然气战略规划的有效实施，中国海油非常规天然气探明地质储量快速增长，资源高丰度区和构造简单区的资源量已经快速转化为储量。随着近几年勘探的不断深入，面临的挑战越来越大，致密气和煤层气的储量探明难度急剧增加，规模储量落实程度不断降低。目前，所辖区块内剩余天然气资源量约为 13000108m3，致密气资源低丰度区（0.4108m3/km2）、中浅层煤层气低达产区（达产比例小于 20%）、深层煤层气勘探高成本区（水平井成本过高导致经济效益极低）等制约了储量和产量增加的步伐。面对挑战，中国海油针对陆上万亿立方米大气区建设规划，制定了针对性的勘探战略指导思想：基于“常规与非常规油气藏有序共生富集理论”1-3，加深煤系地层全油气系统研究，在两个盆地开展不同方向攻关。一是主攻鄂尔多斯盆地东部，深化成藏理论与勘探开发技术，致密气与深层煤层气并重，开展纵向互补式勘探，同时，探索奥陶系常规气与铝土岩气，实现新领域和新层系突破；二是立足沁水盆地中浅层煤层气达产技术攻关与推广应用，快速带动规模增储，进行薄层煤层气地质工程一体化试验和成熟技术推广，带动新的储量发现。中国海油陆上万亿立方米大气区建设将在致密气、深层煤层气和中浅层煤层气 3 个现实增储方向进行重点攻关和储量落实，规划增储3000108m3以上，同时，探索薄层煤层气、奥陶系常规天然气和铝土岩气 3 个潜在领域，规划增储 500108m3（图 5）。中 国 石 油 勘 探382024 年第 29 卷三大现实领域三大潜在领域中国海油陆上万亿立方米大气区薄层煤层气奥陶系天然气铝土岩气富集机理及富集成藏规律双甜点地质工程一体化技术低成本体积压裂技术低生烃强度构造复杂区气水分布规律甜点识别和精细刻画技术与煤层气互补式勘探水平井煤层钻遇率提升地质工程一体化技术精细化排采技术多煤层大间隔压裂工艺技术有效储层识别及富集规律加砂体积酸压工艺技术有效储层识别及评价技术富集成藏规律及甜点识别深层煤层气致密气中浅层煤层气图 5中国海油陆上万亿立方米大气区的主要勘探领域及技术方案Fig.5 CNOOC main exploration fields and technical solutions for large onshore gas region with a level of trillion cubic meters3 鄂尔多斯盆地东部开展煤系地层天然气全成藏系统勘探，夯实增储上产基础3.1 烃源条件鄂尔多斯盆地东部上古生界气源为本溪组、太原组和山西组煤系地层，煤层厚度大且全区分布，广覆式生烃，生烃强度高，占主体，碳质泥岩和暗色泥岩为次要烃源岩。其中 8+9 号煤层（太原组底面）和4+5 号煤层（山西组底面）是主力烃源岩，生烃量贡献超过 90%，单层厚度介于 3.525.2m，平均厚度为 10.8m，TOC 平均为 72%，最高为 98%，有机质热成熟度Ro介于0.5%2.6%，已进入大量生气阶段，整体与西部中国石油神木气田相当，煤层含气量介于825m3/t，为半亮煤，镜质组含量超过 70%，煤体结构为原生碎裂煤。由于区块南部受到紫金山火山岩热烘烤影响4-5，南部煤层有机质成熟度 Ro能够达到 2.6%，向北煤层变质程度逐渐降低到 0.5%，煤系烃源岩的整体生烃强度在（528）108m3/km2，呈现南高北低的特征。3.2 沉积及储层条件研究区内古生界中生界自下而上沉积了一套局限海台地到滨浅海沉积再到海陆过渡相三角洲的沉积序列，最后演化为陆相河流沉积，下古生界局限海台地与上石炭统滨浅海沉积之间由于区域构造抬升，使志留系、泥盆系剥蚀，存在沉积间断。受华北海控制，下古生界奥陶系马家沟组局限海相沉积分布范围广，发育海进期碳酸盐岩和海退期膏盐岩的交互式沉积旋回，地层厚度一般为 300500m。海进期发育海相石灰岩及粉晶细晶白云岩，马二段、马四段及马六段主要形成于该类沉积环境。海退期主要发育泥晶粉晶白云岩、含膏白云岩及湖相硬石膏岩，马一段、马三段、马五段形成于该类环境6-8。在不同的岩性频繁互层的组合中，受沉积相和奥陶系顶面不整合影响，形成了奥陶系岩溶型白云岩储层和丘滩型白云岩储层。上古生界石炭系本溪组沉积早期，形成了一套薄层的风化壳型铝土岩，由灰色、灰黑色泥质铝土岩、铝土质泥岩、铝土岩组成，储层普遍致密，局部见溶孔发育的铝土岩储层。之后二叠纪经历了由障壁海岸到三角洲的沉积演化，纵向上自下而上形成了滨浅海障壁沙坝、三角洲平原分流河道和三角洲前缘水下分流河道等不同成因类型的储集砂体9。区块内古生界多种类型储层物性差异明显（表1）。下古生界奥陶系马家沟组主要发育白云岩储层，其中岩溶型白云岩储层发育于蒸发台地相中的含膏云坪和膏云坪微相，储集空间为膏模孔、晶间溶孔、溶洞及微裂缝，同生期层间岩溶和裸露期风化壳岩溶是膏模孔形成的主要机制10-12，储层厚度为 3.25.6m，孔隙度在 3.9%6.2%之间，渗透率在 0.52.6mD之间；丘滩型白云岩储层主要发育于台缘滩、台内滩和台内丘微相，储集空间为残余粒间（溶）孔、微生徐长贵等：中国海油陆上天然气勘探进展及增储发展战略39第 1 期物格架（溶）孔、晶间（溶）孔，机械沉积和微生物造丘是原生孔隙形成的重要机制13-14，储层厚度为2.03.2m，孔隙度在 3.6%4.8%之间，渗透率在0.040.9mD 之间。上古生界砂岩储层孔隙度中值多低于 10%，渗透率中值在 0.7mD 以下，以特低孔、特低渗致密储层为主，致密气主要分布在源内成藏组合、近源成藏组合中，远源成藏组合气层减少，在二叠系石千峰组和三叠系刘家沟组可发育局部小规模致密气藏。储层分为 3 类，一类和二类储层为优质储层，分布于障壁沙坝主体、分流河道和水下分流河道主河道心滩内，孔隙度多在 8.0%17.8%之间，渗透率在 0.78.0mD 之间，主要孔径宽度为 110m，排驱压力低于 0.7MPa，全区 90%的致密气层分布于这两类储层中，压裂后单井日产量均在 1104m3以上，最高日产量超过 50104m3，普遍具有经济性。三类储层分布于河口坝、河道侧缘、障壁沙坝侧翼和砂坪微相中，孔隙度在 3.0%9.0%之间，渗透率在0.010.5mD 之间，主要孔径宽度为 0.23m，排驱压力在 0.71.8MPa 之间，全区 10%的致密气层分布于这类储层中，单层厚度普遍在0.62.2m之间，且与致密干层互层，压裂后产量低或无产量，不具有经济性。上古生界铝土岩发育受控于奥陶系顶面古地貌形态，铝土岩厚度差异很大，在 1.08.4m 之间，储层空间类型为粒内和基质溶孔、晶间孔、微裂缝，孔隙度在 0.5%9.9%之间，渗透率在 0.124.2mD之间。煤岩作为烃源岩，同时也具有储层的特性，孔隙度在 1.8%4.4%之间，渗透率在 0.010.13mD之间，比其他类型储层更致密。表 1 鄂尔多斯盆地东部古生界储层类型及主要特征统计表Table 1 Summary of the Paleozoic reservoir types and main characteristics in the eastern Ordos Basin地层储层类型厚度/m储集空间类型孔隙度/%渗透率/mD样品数量本溪组石千峰组致密砂岩0.714.0/7.4*原生孔、次生粒间或粒内溶孔3.017.8/8.50.018.0/2.41279本溪组山西组煤岩3.525.2/12.1有机质孔、无机孔、煤层割理和裂缝1.84.4/2.90.010.13/0.07134本溪组铝土岩1.08.4/3.8粒内和基质溶孔、晶间孔、微裂缝0.59.9/6.20.124.2/2.132马家沟组白云岩岩溶型3.25.6/4.2膏模孔、晶间溶孔、溶洞、微裂缝3.96.2/4.50.52.6/1.675丘滩型2.03.2/2.5残余粒间（溶）孔、微生物格架（溶）孔、晶间（溶）孔3.64.8/4.20.040.9/0.6*最小值最大值/平均值。3.3 煤系地层全油气系统有序共存特征基于研究区烃源岩综合分析、储层类型和特征的描述，可以看到，鄂尔多斯盆地东部区块内发育的煤系烃源岩分布广、广覆式生烃、生烃规模大。共发育 4 类储层，下古生界岩溶型和丘滩型白云岩储层，上古生界致密砂岩储层、煤岩储层和风化壳铝土岩储层。纵向上，上古生界煤系烃源岩位于煤系地层下部，煤系地层中煤层与砂岩储层和铝土岩储层彼此交互，上部发育有大规模的多套砂岩储层，具有近距离和远距离充注成藏的条件，同时，煤系烃源岩与底部奥陶系岩溶型白云岩储层和丘滩型白云岩储层上下叠置，具有近距离充注成藏的条件（图 6a）。从成藏要素的时间匹配关系看（图 6b），三叠世早期，石炭系二叠系砂岩开始致密化，晚侏罗世已完成砂岩致密化进程。上古生界烃源岩在中侏罗世开始大量排烃，自晚侏罗世开始经历了 3 期充注，天然气在致密砂岩中富集形成致密气藏15-16，在煤岩中富集形成煤层气藏，在铝土岩中形成岩性气藏，在奥陶系马家沟组形成岩性气藏、构造岩性气藏，整体具有纵向多气种立体规模成藏条件（图 6c）。从资源规模来看，煤层气分布最广，资源基础最可靠，致密气平面上大规模准连续叠置分布，潜力巨大。基于全油气系统天然气藏有序共生成藏理论，分析认为研究区具有煤层气和致密气大规模富集的优越地质条件，成藏潜力最大。奥陶系和铝土岩中天然气富集条件苛刻，聚集规模较小，需要继续探索，进一步落实资源潜力。近几年的勘探实践证明，在上古生界煤系地层烃源岩的持续供烃下，研究区内中高生烃强度构造稳定区致密砂岩气藏发育于石炭系本溪组及二叠系太原组、石盒子组，同时二叠系石千峰组和三叠系刘家沟中 国 石 油 勘 探402024 年第 29 卷组也有局部小规模致密气藏发育，表现为气层纵向多薄层叠置，气藏平面连片且局部富集，已探明地质储量近 2800108m3。作为主力烃源岩的 8+9 号煤层和4+5 号煤层表现出高的气测异常和较高的含气量，煤层厚度普遍大于 10m，整体埋藏深度大于 1500m，最深达到 2300m。通过估算，煤层气资源丰度超过2.1108m3/km2，具有极大的深层煤层气资源潜力。另一方面，位于石炭系本溪组底部的铝土岩与上部主力烃源岩 8+9 号煤层距离小于 30m，局部地区钻井气测异常高，异常段的厚度在 0.75.6m 之间，平均为3.8m，气测峰值最大为12%，峰基比普遍在25之间，具有近距离成藏潜力。因此，从上古生界烃源岩与上、下古生界储层之间的匹配关系来看，上古生界致密气和深层煤层气是主要勘探气种，资源潜力和规模最大，是主要的勘探增储方向。而铝土岩气和奥陶系碳酸盐岩天然气资源潜力有待进一步落实，需做好探索并尽快实现点上突破。综上，鄂尔多斯盆地东部 4 类天然气藏发育条件不同，每种气藏面临的勘探难度和挑战是不同的，需要在勘探重点和攻关方向上做好整体统筹和分步规划，继而全方面、高质量地推动中国海油陆上万亿立方米大气区的建设和实现。0-500-1500-1000-2000-2500海拔/m刘家沟组及上覆地层石千峰组石盒子组+山西组太原组+本溪组致密砂岩气层致密砂岩水层(a)鄂尔多斯盆地东部古生界天然气成藏模式(b)古生界成藏要素时间匹配关系(c)古生界气藏类型铝土岩气层碳酸盐岩气层碳酸盐岩水层马家沟组上组合马家沟组下组合深层煤层气层浅层煤层气层断层马家沟组中组合OCPTJKENQ烃源岩沉积期储层沉积期砂岩致密期排烃期成藏期上古生界下古生界上古生界下古生界白云岩砂岩煤岩铝土岩云质泥岩泥岩 砂岩 煤层 铝土岩 白云岩Al上古生界非常规气下古生界常规气致密砂岩气藏煤层气藏铝土岩气藏岩性气藏构造岩性气藏Al断层图 6鄂尔多斯盆地东部古生界煤系地层天然气全成藏系统模式图Fig.6 Gas accumulation pattern of full petroleum system in the Paleozoic coal measure strata in the eastern Ordos Basin3.4 未来主要勘探及攻关方向3.4.1 致密气勘探及攻关方向自致密气进入快速勘探以来，充分认识到鄂尔多斯盆地东缘致密气差异成藏的特殊性及复杂性，通过煤系烃源岩热演化程度及生烃强度的南北分区性、区域构造背景和断裂发育特征的东西分带性、沉积相边界及砂体规模变化、储层强非均质性与物性差异等方面的深化认识，明确了致密气有效成藏充注的生烃强度下限为 5108m3/km2，揭示了盆地东缘致密气“烃源控潜、源断控区、断砂控层、局部甜点”的差异成藏富集规律，建立了成藏模式（图 7）。在西部构造稳定区，致密气生烃强度高，资源丰度高于 1.0108m3/km2，气层呈现南北差异富集特征，南部生烃强度高，紫金山隆起形成的层间断裂发育，气层在本溪组到石千峰组显示为立体多层系富集，致徐长贵等：中国海油陆上天然气勘探进展及增储发展战略41第 1 期密气已基本全部探明。北部生烃强度降低，构造更稳定，断层不发育，气层在源内和近源盒八段富集，且由于充注动力减弱，呈现局部高产的甜点特征，致密气部分探明。在东部构造断阶带，大型断裂发育，对气藏起到破坏和调整作用，形成了构造岩性致密气藏，资源品质明显变差，丰度降低。据此分区划带、以点带面，部署了超过 500 口探井，指导了区内近 10 年的致密气勘探开发工作，实现了储量从无到 2800108m3，产量从零到 2022 年底 30.4108m3的巨大突破。远源近源源内石千峰组上石盒子组下石盒子组本溪组山西组立体成藏（气层）SW局部成藏（气水层）不成藏（水层）高生烃强度(1020)108m3/km2(510)108m3/km2（天然气可有效充注）5108m3/km2（天然气无法充注）多层系富集局部甜点构造岩性圈闭干层气层气水层水层煤层断层裂缝太原组低生烃强度图 7鄂尔多斯盆地东部致密气成藏特征与分布规律图Fig.7 Gas accumulation ch