长庆油田地质调查.doc

长庆油田石油地质特征综述

第一节 地理概况
鄂尔多斯盆地是我国大型沉积盆地之一，面积25万平方公里。东以吕梁山，南以金华山、嵯峨山、五峰山、岐山，西以桌子山、牛首山、罗山，北以黄河断裂为界，轮廓呈矩形。跨陕、甘、宁、蒙、晋五省区。是一个古生代地台及台缘坳陷与中新生代台内坳陷叠合的克拉通盆地，已知沉积岩累计厚度5~18公里。
盆地周边断续被山系包围，山脉海拔一般在2000米左右．盆地内部相对较低，一般海拔800～l400米。大致以长城为界，北部为干旱沙漠草原区。库布齐沙漠等。南部为半干旱黄土高原区，黄上广布，地形复杂。盆地外围临近三大冲积平原，即贺兰山以东的银川平原，狼山一大青山以南的黄河河套平原，秦岭以北的关中平原，地形平坦，交通便利，物产丰富，为本区油气勘探的发展提供了有利条件。盆地的西北、北、东三面为黄河环绕，盆地内的水系均属黄河水系．泾河．环江．葫芦河、洛河、延河、清涧河、无定河、秃尾河、窟野河等自北西流向东南，汇人黄河．清水河、苦水河、都思兔河白东南流向西北，汇人黄河。沙漠平原区多为间歇河，大都注人沙漠湖泊或盐沼地。地面河流常流量不大，旱季常干涸无水，且水质不佳，但地下水资源丰富。第四系、白垩系均有含水砂层，可获高产淡水，除满足油田工业及生活用水外，部分还支援了农业。
第二节 地层
鄂尔多斯盆地内沉积盖层有中上元古界、下元古界的海相碳酸盐岩层、上古生界——中生界的滨海相、海陆过渡相及陆相碎屑岩层。新生界尽在局部地区分布。
(一) 中上元古界—下古生界
一、中元古界长城系及蓟县系
1.长城系
长城系为陆相、滨海相沉积。西部贺兰山一带称黄旗口组，底部为灰白、浅紫、粉红色石英岩状砂岩夹杂色板岩(贺兰石)，与太古界桑干群呈不整合接触，厚150米；上部为灰、灰黑色粉砂质板岩、硅质板岩、灰色燧石条带云质灰岩夹石英砂岩，厚13～200米。
2.蓟县系
蓟县系为盆地内第一次海侵所沉积的地层。在贺兰山至青龙山一带称王全口组，主要为灰、棕红色白云岩、颗粒白云岩、藻白云岩、叠层石白云岩及泥质白云岩，含燧石团夹少许砂岩及页岩。
二、上元古界震旦系罗圈组
罗圈组仅分布于盆地西部和南部边缘地区，在贺兰山一带叫正目观组。下部为紫红、黄绿、紫灰、黄灰色泥砾岩与浅灰色，灰色块状砾岩。
三、下古生界
早古生代中国古陆解体，沿祁连、秦岭、贺兰裂开，形成秦、祁、贺兰叉裂谷系。海水沿裂谷侵入，形成祁连、秦岭、贺兰海槽与鄂尔多斯地台，接受了以地槽型及地台型海相碳酸盐岩为主的沉积。这是鄂尔多斯盆地遭受的第二次海侵，自早寒武世开始，中寒武世达到高潮。海水主要从西、南两个方向入侵，地层向北东方向超覆。
1.寒武系
(1)下寒武统 自上而下分为侯家山组、馒头组
侯家山组主要分布在地台边缘的贺兰山、老爷山、陇县、岐山、中条山一带，为灰白色钙质长石粉砂岩、含磷砂岩、白云岩、底为磷块岩。
馒头组主要分布在本区的西部和南部。
(2)中寒武统 自下而上划分为色庄组、徐庄组及张夏组。在盆地西南部陇县一带。
(3)下寒武统 岩性为灰色中至厚层状粉细晶白云岩、泥质白云岩夹竹叶状白云岩。
2.奥陶系
(1)下奥陶统下部冶里组与亮甲山组，冶里组仅分布于盆地的东南缘。
亮甲山组分布范围与冶里组相同。
(2)下奥陶统上部马家沟组 马家沟组分为下马家沟组和上马家沟组。
(3)中奥陶统平凉组 仅分布于盆地的西部和南部边缘地带。
(4)上奥陶统背锅山组 仅分布于鄂尔多斯盆地边缘的泾阳、陇县、固原及大青山、乌拉特前旗一带。
（二）、上古生界——三叠系、侏罗系
一、上古生界
志留纪、泥盆纪及早石炭世本区没有沉积。
1. 中上石炭统
1)中石炭统 盆地西部为靖远组、羊虎沟组，东部为本溪组。
2)上石炭统 太原组沉积时盆地东西已连成一片。除乌兰格尔凸起和渭北隆起的较高部位缺失外，全区均有沉积
2.二叠系 石炭系与二叠系为连续沉积，
二、中生界
1.三叠系
下三叠系自上而下分为刘家沟组和尚沟组 中三叠系主要出搂在盆地边缘，盆地内部在探井中多钻遇。除北部柳沟缺失外全盆地均有分布 上三叠统延长组以北沉积物粗，厚度小，以南沉积物细，厚度大。
2.侏罗系
下侏罗系自上而下分为富县组及延安组。中侏罗系自上而下分为直罗组，安定组。上侏罗系芬芳河组是一套洪积坡积砾岩。
（三）、白垩系——新生界
侏罗系末期的燕山运动，是鄂尔多斯地台的周缘上升，在其西半部充填沉积了白垩系志丹组，为粗碎屑边缘堆积。在盆地东部山西境内未见下白垩统，推断为沉积缺失。由此可以认为独立的鄂尔多斯盆地形成于早白垩世。
第四章 构 造
鄂尔多斯盆地发育于鄂尔多斯地台之上，属于地台型构造沉积盆地。
鄂尔多斯地台原是华北隆台的一部分。早古生代由于地幔上拱，拉开了秦(岭)祁(连)海槽，使中国古陆解体，分裂成塔里木隆台、华北隆台及扬子地台。华北隆台在中生代侏罗纪末是一个统一的整体，至白垩纪东部的山西地区隆起，遂使鄂尔多斯地台与华北隆台分离，形成了独立的盆地。
鄂尔多斯盆地具有太古界及早元古界变质结晶基底，其上覆以中上元古界、古生界、中新生界沉积盖层。
鄂尔多斯盆地基底由太古界及早元古界结晶岩组成，地台的地壳厚度由东南部向西北部逐渐增大。
盆地结晶基底的顶面形态为东高西低、北高南低，呈不对称状。自北而南依次为：伊盟隆起、中部隆起、渭北隆起、西部坳陷、东部隆坳相间区(自北而南为榆林凸起、子长凹陷、延安凸起、宦君凹陷)。结晶基底的构造形态控制着沉积盖层及区域构造形态。
盆地基底以上最早的沉积盖层是中元古再长城系及蓟县系，长城系为陆相滨海相碎屑岩。蓟县系为浅海相藻白云岩。
晚元古代盆地曾因晋宁运动上升为陆，缺失青白口系，后期在局部地区沉积了震旦系罗圈组冰碛泥砾岩。
早古生代又沿地台西南缘拉开了新的秦、祁、贺海槽。秦岭、祁连两支拉开较大，贺兰被遗弃成为坳拉槽。海槽内早古生代地层沉积较厚，秦岭、祁连海槽中为活动型的优地槽或冒地槽，沉积厚度大于5000米。贺兰坳拉槽及地台边缘为稳定型碎屑岩及碳酸盐岩沉积，厚度2000～4000米，盆地北部为古陆，其余部分沉积较薄，一般在800米左右，以稳定陆表海碳酸盐岩为主。
华力西旋回中期，鄂尔多斯地台又发生沉降，进人海陆过渡发育阶段。中石炭世，由原加里东旋回形成的贺兰坳拉槽，在祁连褶皱带推挤作用下重新活动，在坳拉槽及北祁连加里东褶皱带前缘沉积了活动型一克拉通过渡煤系。地台东部则沉积了克拉通内稳定型含煤地层。中部杭锦旗一吴旗—麟游一带为南北向古陆，将祁连、华北海分开。西部沉降幄度大，中石炭统靖远组与羊虎沟组厚400～800米，在中卫及乌达沉积厚达1100余米。东部沉降幅度小，中石炭统本溪组一般厚度20米左右。燕山旋回中期，盆地西部受到推挤使盆地坳陷部位逐渐向东迁移。
第五节 构造与油气分布的关系
鄂尔多斯盆地油气藏的形成，虽受多种非构造因素的控制但从地质构造制约盆地的发地质构造决定隆坳分布、以及盆地边缘冲断带、挠褶带控制油气田分布的具体事实来看，构造对油气富集的作用和影响不能忽视。
一、区域构造条件控制油气生成
盆地在地史演化中的区域构造背景及古构造变异，控制着生油坳陷及生气中心的分布，例如早古生代盆地西南部的台缘坳陷，晚古生代早期的西缘坳拉槽，晚古生代晚期一中生代晚期的克拉通内部盆地，为海相、海陆过渡相、内陆湖泊相油气源岩的形成提供了区域构造条件。古构造的发展又为其热解成熟提供了可能。
储集层的发育也受区域构造所控制。
二、构造带控制油气田的分布
鄂尔多斯盆地的构造带，主要分布于盆地的西缘、南缘及东缘。但勘探程度较高已有重要发现者仅西缘冲断构造带，目前已在冲断带的上盘发现了马家滩、摆晏井、大水坑等油田和刘家庄、胜利井等气田。这些油气田的构造类型，多为半背斜或断背斜。盆地南缘及东缘的构造带或因断裂较多油气保存条件不利，或因勘探程度不高，目前尚无重大发现。
三、局部构造控制油气水分布
局部构造控制油、气、水分布的实例在马家滩油田长10、长8油藏中最为突出。气顶，含油带，边、底水分异明显。摆晏井油田的延10、延6油藏也有边水存在但无气顶。鼻状背斜油藏中，气顶分布于油藏的高部位，如直罗油田的长l油藏。另外也有大量存在的岩性、地层油藏，油水关系复杂，分异不够明显的实例。
第五节 石油地质基本特征
在前面已经系统的分别叙述了鄂尔多斯盆地石油地质的基本特征及油气藏形成的特殊条件，总的反映出一个大型叠合克拉通盆地的石油地质特点，这是经过近一个世纪的反复实践才逐步认识到的。而叠合克拉通盆地在我国众多的含油气盆地中，经过较充分勘探基本认识清楚的还为数不多。因此进一步归纳总结鄂尔多斯盆地的石油地质基本特征，作为相似盆地油气勘探的参考、深化对本盆地的认识、指出油气勘探的方向，都是十分必要的。
现将鄂尔多斯盆地石油地质基本特征归纳为下列五个方面：
一、本盆地是由不同时代、不同类型沉积盆地叠合的克拉通盆地
在中晚元古代至古生代，鄂尔多斯盆地属于华北陆台的一部分，系华北陆台的西南部，即鄂尔多斯地台。地台的西南缘是与祁连—_秦岭地槽相邻的过渡地带，称为台缘坳陷，也称大陆被动边缘。在地台及台缘坳陷中，沉积了槽台过渡型海相碳酸盐岩、碎悄山，海陆过渡相及纯陆相碎屑岩多旋回沉积建造。中生代早中期仍在此大地构造背景下，接受内陆湖沼相碎屑岩沉积，晚三叠世鄂尔多斯沉积盆地轮廓已具雏形，至中生代晚期，吕梁隆起形成，出现封闭的台内坳陷，遂与华北盆地分离，形成独立的鄂尔多斯盆地，自此独立接受了中晚中生代及新生代第三、第四纪碎屑岩沉积，叠合在元古代一古生代一中生代早期地台及台绿坳陷之上。
由此可见，鄂尔多斯盆地，在纵向上是中一上元古代一古生代地台及台缘坳陷型盆地与以中生代为主的台内坳陷型盆地的叠合，具双层结构。从总体上二看二者虽经多次地壳运动-但均未发生强烈的褶皱断裂，是一个完整的沉积体，属典型的克拉通叠合盆地。
二、构造在纵横向上的变异，成为不同油气藏形成的基础
鄂尔多斯盆地，经过加里东华力西、印支、燕山、喜山等五大构造旋回的变形与改造，在不同部位形成了不同的构造格局，为不同类型油气藏的形成奠定了基础。
下部构造层由中晚元古代至早古生代海相沉积体组成。除具有与上部构造层大体相同的区域构造格局以外，中央古隆起及奥陶系顶面侵蚀岩溶地貌的出现，成为油气藏形成的重要条件。
在中央古隆起侵蚀残丘之上，上部沉积层形成的披盖构造，也是重要的有利含油气区。
鄂尔多斯盆地上部构造层包括晚古生代至新生代沉积体，因为华力西运动以升降运动为主，前二叠系未遭受显著的改造，其构造变形主要发生在中新生代，而以燕山运动为主，区域构造格局变化较大，现分区说明。
三、沉积的多旋回、多间断形成多套生储盖层组合
鄂尔多斯盆地在漫长的地史进程中，共有十个大的沉积旋回，四次大的沉积间断，形成多套生储盖组合多套含油气层。
四、两种储集岩性，各有多种成因的储集孔隙
盆地内储集岩主要有碳酸盐岩及碎屑岩两大类。每一种岩类各具多种不同成因的储集空间。
碳酸盐岩储集层的储集空间类型有四种。
1)白云岩化形成的晶间孔，在次生白云岩及重结品白云措中最为发育．盆地内中元古界蓟县系、下古生界中上寒武统、下奥陶统中自云措均很发育。发育区主要分布在富县—陇县以南，次为环县一平凉一庆阳地区。
2)高能带的亮晶颗粒灰岩，发育粒间孔隙。
3)碳酸盐岩受淡水溶蚀后形成的次生溶蚀孔隙，常见于中、下奥陶统石灰岩中
4)致密碳酸盐岩分布地区，伴随褶皱断裂也产生了各种构造裂缝，在构造变动强烈的西缘、南缘普遍存在。
碎屑岩的储集空间类型有三种。
1)以石英为主要成分的砂岩，原生粒间孔发育，这是碎屑岩中极为重要的储集空间。如侏罗系延安组延10油层，三叠系延长组长1+2油层、上二叠统下石盒子组及山西组气层，均系此种储集岩；
2)在烃类成熟期排出酸性水，溶蚀长石形成长石溶孔，改善了砂岩的储渗性能。如陕北斜坡安塞油田延长组的长4+5油层，陇东延安组宁陕古河东北侧、庆西古河南段两侧的侏罗系延10油层等；
3)酸性水溶蚀砂岩中的沸石胶结物后形成次生孔隙，主要发育于陕北斜坡的安塞—子长一甘谷驿及延河两侧的延长组长6油层中。
五、地质条件的多变化导致圈闭类型的多样化
鄂尔多斯盆地发育了各式各样的圈闭，在地层受力较强、变形显著的西缘冲断带，背斜圈闲多见，已发现的有李庄子、摆晏井、马家滩等油田及刘家庄、胜利井等气刚。坡发育大量的隐蔽圈闭，其中有鼻状构造圈闭如马岭、城华、南梁、元城、火水庄、红井子、马坊、油房庄、吴旗等油田；古地貌披盖圈闭及岩性圈闭有直罗、下塞等油田；靖边一横山一带的奥陶系风化壳气藏也属此类。根据盆地发育史及沉积特征推断，尚有可能发育多种构造一地层及非常规圈闭，为盆地油气藏的形成提供有利后，在鄂尔多斯叠合克拉通盆地内进行油气勘探，要把隐蔽幽闭作为重要勘探对象，才能不断拓展油气勘探领域。
第六节 勘探方向
一、重点开拓古生界天然气勘探
1.古生界气藏形成基本条件
(1)两套气源岩下古生界腐泥型及上古生界煤系腐质型两套气源岩，其资源量大，在全国总资源量中占有相当的比例，有形成大气田的雄厚物质基础。目前看来，定边—靖边—绥德—榆林一神木地区最有利。
(2)有大型古隆起存在 盆地中央古隆起是一个继承性的隆起，这是盆地中部天然气富集的重要条件。
沿古隆起东西两侧存在着南北向的沉积枢纽带，西侧由浅海碳酸盐岩沉积体系迅速过渡为人陆斜坡沉积体系，预测有礁和滩相沉积；东侧始终为碳酸盐岩台地浅水沉积区，发育局限海和膏云岩坪。颗粒白云岩和含膏白云岩广泛分布，这种容易被溶蚀的岩层，形成了古隆起东北端奥陶系风化壳主要储集层。
在古隆起的东侧有一个前石炭纪侵蚀谷，在此谷内缺失马家沟组上部地层，侵蚀谷西侧紧靠靖边—横山潜台，谷内为中石炭统铝土质岩铺盖，使潜台上倾方向有区域性遮挡，形成靖边—横山地区天然气大面积的圈闭。
(3)岩性—地层气藏是本区大型天然气藏的主要类型 鄂尔多斯盆地区域构造为西倾单斜，盆地内尚未发现面积大于50平方公里，幅度大于150米的构造圈闭。这种特点就必然使得寻找高产大气田有赖于地层和岩性圈闭，目前靖边一横山富气区就是一个个由奥陶系顶面的侵蚀谷地与残丘潜台搭配形成地层型圈闭气藏。
(4)储集层发育
1)奥陶系储集层。奥陶系顶部风化壳储集层分布遍及全盆地，在中央古隆起区，分为四个储集层组，10个产气层。主要属碳酸盐岩溶孔型，这是由于以下原因：
①原岩性质好，主要为粉细晶白云岩，粒屑云岩和膏溶角砾岩，泥质含量小于5％，厚度大，分布广，在淡水条件下易形成岩溶孔隙。
②孔隙类型主要为晶间孔、晶间溶孔和溶洞。晶问孔，孔径3～5微米，最大可达15微米。面孔率3～5％，晶间、粒间溶孔孔径5～300微米，面孔率3～5％，最高可至lO％。溶孔孔径3～5毫米，最大者34×50毫米，岩j芒：铸体薄片孔洞发育处每平方厘米26个，一般每平方厘米7～18个，最发育者呈蜂窝状，如陕参1井。
③靖边一横山地区根据资料分析，孔隙结构有两种，一种是裂缝一溶孔型，以发育溶孔、晶间溶孔、膏模孔等为特征。
④储集层有一定厚度。区内风化壳厚度60～80米，单井气层平均厚度14．2米。
2)上古生界碎屑岩储集层。在盆地东部具有多物源、多沉积类型和多储集层的特点。据分析，石炭系物源来自北西，主要大量供给石英砂，沿岸线分布沙坝砂体。
3)上古生界石灰岩储集层。石炭系太原组石灰岩是盆地东部值得重视的储集层，裂隙发育，有形成高产条件。
2勘探领域
勘探领域众多，寻找大气田的目标大体明确。
1)盆地中部古隆起北端东侧缓坡靖边一横山地区是目前勘探奥陶系风化壳大气田的主要地区。
2)立足盆地中部中央古隆起，兼顾盆地东部、北部和西部；立足下古兼顾上古；立足奥陶系风化壳，兼顾深层。
盆地东部陕北斜坡，范围约4万平方公里，上下古生界可以兼顾，具有低渗透、低丰度，多层系，复合连片的含气特点。
盆地北部伊盟隆起南坡，范围近4万平方公里，应从弧型构造人手，寻找大尖灭、大砂体、大潜丘气藏。
盆地西部范围约3万平方公里，其有利条件一是局部构造明显，二是天1井在奥陶系曾获得高产气流，三是奥陶系下部热溶发育，白云岩物性变好。
盆地东部绥德—榆林地区是勘探上古生界复合气藏的地区。经过几年的勘探，对区域天然气藏形成的条件基本查清，目前已控制子洲、镇川堡两个气藏和佳县有利含气区．具多复合大面积含气的特点，石炭系太原组发现高产，本溪组含气层在佳县地区分布较广。气藏受构造和岩性的控制，石炭系滨岸沙坝和二叠系河流相砂体呈北北东、北东向展布，与构造走向斜交，有利于天然气遮挡，形成构造—岩性型气藏。
黄河以东紫金山一带地震发现兔坂构造，地面化探详查发现有百余平方公里环状异常，是天然气勘探新领域。此区目的层埋藏浅，小于2000米。
3)榆林一神木地区是勘探上下古生界复合含气藏最有利地区。
刀兔构造上的神1井，在石盒子组、山西组、太原组、本溪组见到较好的含气显示。其特点是层位多，气层厚度大，含气显示好，碳酸盐岩孔洞发育，全井有五个含气层位2l段含气显示，累计厚度64.3米。
4)定边一召皇庙地区是继靖边—横山区西延的勘探奥陶系风化壳岩溶潜台的有利区。 在构造位置上同属古隆起北端，具有相类似的天然气藏形成条件。经地震勘探发现有召皇庙、郝滩等平缓构造，地表化探发现郝滩北双层环状结构综合异常，内环控制面积约40平方公里，其西侧为沉积的枢纽带，华北海和祁连海在该处汇合，沉积环境总面貌上处于滨岸带和滨浅海带，膏云岩坪和风暴沉积比较发育。
此区目的层埋深3500～3800米，地表条件较好，便于施工。
二、积极开展中生界石油勘探
盆地中南部已找到23个油田。产出层系为上三叠统延长组晕下侏罗统延安组。陕北的安塞油田、南泥湾油田与陇东的樊家川油田都是近几年的勘探成果，今后勘探方向应是：
1）陇东地区环县以西的延长组水下扇砂体油层足近期勘探重点，如长6～7砂体发育，分布广、厚度大、岩性好，以中粗砂岩为主；物性好，孔隙度15．5～16．5％，已见到好的含油显示。华池一带的长33是三角洲前缘朵状砂体，已有4口井见油，是延长组的富集区块，砂岩疏松，分选好，分布广。
上三叠统延长组应根据三角洲砂体储集层低渗透特点，追踪压力释放区和次生孔隙发育带，在环县—华池一庆阳及吴旗一志丹以北地区加强勘探，侏罗系延安组实行精细勘探，以姬塬东南缘为重点，进一步扩大古地貌油藏勘探范围。
2)陇东姬塬高地东南斜坡，位甘陕古河谷北岸，残丘、指状丘等古地貌发育，已先后找到元城，樊家川等侏系油田与樊101井和庆64井等出油点。预测八珠、白码、桥川南、庆59井区都是有利区块。